JP2004268791A

JP2004268791A - 産業車両用ニューマチック形クッションタイヤ

Info

Publication number: JP2004268791A
Application number: JP2003063770A
Authority: JP
Inventors: Ryoji Yotsumoto; 良治四元
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2003-03-10
Filing date: 2003-03-10
Publication date: 2004-09-30

Abstract

【課題】リム組み性を改善すると共に長期にわたるリム滑りを防止した産業車両用ニューマチック形クッションタイヤを提供する。
【解決手段】ソリッドゴム２からなるタイヤのベース部Ｂにビード部材３を環状に埋設した産業車両用ニューマチック形クッションタイヤ１において、ビード部材３をタイヤ径方向及び／又はタイヤ軸方向に繰返し変形しながらタイヤ周方向に延長する鋼材４で構成する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は産業車両用ニューマチック形クッションタイヤに関し、さらに詳しくは、リム組み性を改善すると共に長期にわたるリム滑りを防止した産業車両用ニューマチック形クッションタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
産業車両用ニューマチック形クッションタイヤは、外観は空気入りタイヤと同様な形状を有するが、内部は空気室のない中実なソリッドタイヤとして構成されており、リムに空気入りタイヤ用のリムが使用されるため「ニューマチック形」と呼称されている。この種のタイヤはベース部の内径をリム径より５〜１０ｍｍ程度小さいリング状に成形して加硫した後、これをリムに対して１００〜１５０トンの横方向からの力をかけて強制的に嵌合するようにしている。
【０００３】
空気入りタイヤの場合には内部の空気圧を上げることによりリムとの密着性や嵌合力が向上するようになっているが、ニューマチック形クッションタイヤの場合にはリムとの嵌合力はタイヤのベース部の圧縮変形だけで確保しなければならない。しかし、その圧縮変形をリム滑り防止のために大きくしすぎるとリム組みが困難になるため、リム組み性と耐リム滑り性とは互いに相反する関係にあり、この両特性を両立させることがニューマチック形クッションタイヤにおける重要な課題とされていた。
【０００４】
これらの両特性を満たすものとして、従来から図６（ａ）に示すようにタイヤ１のベース部Ｂに硬質ゴムや短繊維を配合したゴムＧを配置したり、図６（ｂ）に示すようにタイヤ１のベース部Ｂに金属単線又はこれを複数本束ねた金属単線束からなるビード部材３を埋設したりすることが行われてきた。
【０００５】
しかし、図６（ｂ）に示すタイヤ１にあっては、ベース部Ｂのゴムは変形性に優れるが弾性率が低く、金属単線又はこれを複数本束ねた金属単線束は弾性率には優れるが変形性が不足することから、これらの間での変形性と弾性率の差が大きすぎるため、使用時において、ビード部材３と周囲のゴムとの間での剥離が生じたり、リム組み時にはビード部材３が切断することがしばしば生じていた。
【０００６】
これに対して、タイヤのベース部Ｂに埋設するビード部材３として、上記する金属単線又は金属単線束に代えて金属撚りコードを使用し、該金属撚りコードの伸びる性質を利用してリム組み性を改善する提案がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−２４８９０５号公報（第１〜３頁、図１〜３）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この対策にあっても、リム組み性はある程度は改善するものの、タイヤの長期使用に対してビード部材３の内側に位置するゴムが永久変形してリム５との間の締め代を減じ、これにより生じるリム滑りを防止することができなかった。
【０００９】
本発明の目的は、かかる従来の問題点を解消し、リム組み性を改善すると共に長期にわたるリム滑りを防止した産業車両用ニューマチック形クッションタイヤを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の産業車両用ニューマチック形クッションタイヤは、ソリッドゴムからなるタイヤのベース部にビード部材を環状に埋設した産業車両用ニューマチック形クッションタイヤにおいて、前記ビード部材をタイヤ径方向及び／又はタイヤ軸方向に繰返し変形しながらタイヤ周方向に延長する鋼材で構成したことを特徴とする。
【００１１】
このように、ビード部材をタイヤ径方向及び／又はタイヤ軸方向に繰返し変形しながらタイヤ周方向に延長する鋼材で構成したので、タイヤをリム組みする際にビード部材が弾性変形して周方向に拡長することにより周辺のゴムと共に外径を拡大してリム組み性を向上させ、リム組み後のタイヤのベース部における圧縮変形の領域をビード部材の外側領域まで広げることを可能にする。
【００１２】
これにより、ビード部材周辺ゴムの応力集中が軽減されてゴムの早期劣化を防止すると共に、ビード部材の内側のゴムが永久変形した後にあってもビード部材の収縮力によってゴムの永久変形により減少する締め代を補うために、リムへの嵌合力が確保されて長期にわたるリム滑り性の低下を防止する。
【００１３】
更には、ビード部材の収縮力によってリムへの嵌合力が確保されるため、タイヤのベース部に低弾性率のゴムを使用することができることから、このゴムを使用することによりタイヤの乗心地性を向上させることができる。
【００１４】
また、ビード部材を繰返し変形しながら延長する鋼材で構成したことにより、タイヤ成形時におけるビード部材を構成する金属線の飛び出しやバラケ等が生じることがないので、タイヤの歩留まりを向上させて生産性を向上させる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成につき添付の図面を参照しながら詳細に説明する。各図において同一の構成要素には同一の符号を付し、重複した説明を省略する。図１は本発明の産業車両用ニューマチック形クッションタイヤ（以下、単にクッションタイヤという）の一例を示す断面図である。
【００１６】
クッションタイヤ１は内部に空気室のない中実なソリッドゴム２からなり、ベース部Ｂにタイヤ軸方向に繰返し変形しながらタイヤ周方向に延長する鋼材４で構成した環状のビード部材３を４本埋設している。
【００１７】
本発明のクッションタイヤ１におけるビード部材３の形態は、図１に示すようにタイヤ軸方向に繰返し変形しながらタイヤ周方向に延長する形態である場合の他、タイヤ径方向或いはタイヤ径方向と軸方向とにそれぞれ繰返し変形しながらタイヤ周方向に延長する形態である場合を含む。
【００１８】
また、クッションタイヤ１のベース部Ｂに埋設するビード部材３の本数は、特に限定されるものではないが、通例は２〜６本程度の範囲内でタイヤのサイズや要求特性等に応じてその都度設定される。
【００１９】
図２（ａ）、（ｂ）及び図３（ａ）、（ｂ）はビード部材３の形態を例示する全体図である。図２（ａ）はタイヤ径方向に繰返し変形しながらタイヤ周方向に延長する鋼材４からなるビード部材３の正面図を、図２（ｂ）は図２（ａ）の側面図を示す。また、図３（ａ）はタイヤ軸方向に繰返し変形しながらタイヤ周方向に延長する鋼材４からなるビード部材３の正面図を、図３（ｂ）は図３（ａ）の側面図を示している。
【００２０】
図２（ａ）、（ｂ）及び図３（ａ）、（ｂ）に示す実施形態ではビード部材３を構成する鋼材４は円形、楕円形又は多角形の断面を有する単一の線材からなる。この単一の線材がタイヤ径方向又はタイヤ軸方向に振幅Ｅ、ピッチＰを有するジグザグ状の波形に形成されてタイヤ周方向に環状に延長してビード部材３を構成している。
【００２１】
ビード部材３を構成する鋼材４の繰返し変形の形態は、上述する他に、図示を省略するが、タイヤ径方向及びタイヤ軸方向に旋回しながらタイヤ周方向に延長するコイル状の形態にすることもできる。
【００２２】
このように、ビード部材３をタイヤ径方向及び／又はタイヤ軸方向に繰返し変形しながらタイヤ周方向に延長する鋼材４で構成したので、クッションタイヤ１をリム組みする際にビード部材３が弾性変形して周方向に拡長することにより周辺のゴムと共にその外径を拡大してリム組み性を改善させ、リム組み後のクッションタイヤ１のベース部Ｂにおける圧縮変形の領域をビード部材３の外側領域まで広げることを可能にする。
【００２３】
これにより、ビード部材３周辺ゴムの応力集中を軽減してゴムの早期劣化を防止すると共に、ビード部材３の内側のゴムが永久変形した後にあってもビード部材３の収縮力によってゴムの永久変形により減少する締め代を補うことから、リム５への嵌合力が確保されて長期にわたりリム滑り性の低下を防止する。
【００２４】
更には、ビード部材３の収縮力によってリム５への嵌合力が確保されるため、タイヤのベース部Ｂに低い弾性率のゴムを使用することができることから、このようなゴムを使用することによりクッションタイヤ１の乗心地性を向上させることができる。
【００２５】
また、ビード部材３を繰返し変形しながら延長する鋼材４で構成したことにより、タイヤ成形時においてもビード部材３を周方向に拡張させながらベース部Ｂの底面ゴムの周囲に配置することができるため、従来方法によるタイヤ成形時でのビード部材３を構成する金属線の飛び出しやバラケ等を生じさせることがなく、タイヤの歩留まりを向上させて生産性を向上させる。
【００２６】
図４及び図５はビード部材３の他の実施形態を示す鋼材４の断面図である。図４はビード部材３を構成する鋼材４が矩形断面を有する複数の帯状材４ａをタイヤ径方向に積層した積層体として構成した場合を示す断面図であり、該鋼材４が積層体の状態でタイヤ径方向及び／又はタイヤ軸方向に繰返し変形しながらタイヤ周方向に延長して環状のビード部材３を形成する。図５はビード部材３を構成する鋼材４が矩形断面を有する複数の帯状材４ｂをタイヤ軸方向に積層した積層体として構成した場合を示す断面図であり、該鋼材４が積層体の状態でタイヤ径方向及び／又はタイヤ軸方向に繰返し変形しながらタイヤ周方向に延長して環状のビード部材３を形成する。
【００２７】
上述するように、本発明のクッションタイヤ１のリム滑り性は主としてビード部材３の収縮力によって確保されるが，ビード部材３の収縮力をリム組み性との関係で適格に確保するために、タイヤ径方向及び／又はタイヤ軸方向に繰返し変形された鋼材４のなす振幅ＥとピッチＰとの比Ｅ／Ｐを０．１〜０．７にし、より好ましくは０．２〜０．５に設定することがよい。
【００２８】
上記する振幅ＥとピッチＰとの比Ｅ／Ｐが０．１未満ではリム組み性を悪化させると共にリム滑り性を悪化させることになり、０．７超ではリム組み性は有利となるがリム滑り性を悪化させることになる。
【００２９】
【実験例】
クッションタイヤのベース部に埋設するビード部材の形状がリム組み性、初期及び長期のリム滑り性に及ぼす影響を調べるため、図６（ｂ）に示す構造を有するタイヤのベース部に埋設した４本の各ビード部材を円形断面の単線鋼材とした従来タイヤ（従来例１）と積層状の単線鋼材束とした従来タイヤ（従来例２）、及び図１に示す構造を有するタイヤのベース部に埋設した４本の各ビード部材を図３に示す形状とした本発明タイヤ（実施例１）をそれぞれ作製した。なお、各タイヤに特有な仕様はそれぞれ以下の通りとした。
【００３０】

【００３１】
上記３種類のタイヤについて、以下の要領によりリム組み性、初期及び長期のリム滑り性、乗心地性及び生産性を評価した結果を表１に記載した。なお、各タイヤのサイズは６．５０−１０／５．０とし、ベース部に埋設したビード部材の総重量及びその他の仕様を全て同一とした。
【００３２】
［リム組み性評価方法］
各タイヤをリム（サイズ：１０Ｘ５．００Ｆ）にリム組みし、リム組みする際に要した時間を測定し、これを３回繰り返して平均値を算出し、その結果を○（優れる）、△（普通）、×（劣る）の三段階により評価した。
【００３３】
［初期のリム滑り評価方法］
各タイヤをリム組みし、水平にスライドする平板に定格負荷荷重（２６６５ｋｇ）で垂直に押し付け、リムを固定したまま平板をスライドさせた時の抵抗力を測定すると共に、平板を一定距離スライドさせた後のリムとタイヤとの滑り量を角度で測定した（抵抗力が大きく滑り量の小さいものほど良い。）。その結果を○（優れる）、△（普通）、×（劣る）の三段階により評価した。
【００３４】
［長期使用後のリム滑り性評価方法］
各タイヤをリム組みし、同じ作業環境の車両に装着し、一定期間経過後にリムとタイヤとの滑り量、と車両の稼動時間数を測定した。その結果を○（優れる）、△（普通）、×（劣る）の三段階により評価した。
【００３５】
【表１】

表１から判るように、本発明タイヤ（実施例１）は従来タイヤ（従来例１，２）に比して全ての評価項目にわたり優れた結果を示すことを確認した。
【００３６】
【発明の効果】
上述したように、本発明のクッションタイヤは、タイヤのベース部にタイヤ径方向及び／又はタイヤ軸方向に繰返し変形しながらタイヤ周方向に延長する鋼材からなる環状のビード部材を埋設したので、タイヤをリム組みする際にビード部材が弾性変形して周方向に拡長することにより周辺のゴムと共に外径を拡大してリム組み性を向上させる。
【００３７】
更に、上記により、リム組み後のタイヤのベース部における圧縮変形の領域をビード部材の外側領域まで広げることを可能にするので、ビード部材周辺ゴムの応力集中を軽減してゴムの劣化を防止すると共に、ビード部材の内側のゴムが永久変形した後にあってもビード部材の収縮力によってゴムの永久変形により減少する締め代を補うことから、リムへの嵌合力を確保して長期にわたるリム滑り性の低下を防止する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の産業車両用ニューマチック形クッションタイヤの一例を示す断面図である。
【図２】（ａ）はビード部材の一実施形態を例示する正面図で、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図３】（ａ）はビード部材の他の実施形態を例示する正面図で、（ｂ）は（ａ）の側面図である。
【図４】ビード部材を構成する鋼材の一実施形態を例示する断面図である。
【図５】ビード部材を構成する鋼材の他の実施形態を例示する断面図である。
【図６】（ａ）及び（ｂ）は従来の産業車両用ニューマチック形クッションタイヤの構造を例示する断面図である。
【符号の説明】
１クッションタイヤ
２ソリッドゴム
３ビード部材
４鋼材
４ａ、４ｂ帯状材
Ｂベース部

Claims

ソリッドゴムからなるタイヤのベース部にビード部材を環状に埋設した産業車両用ニューマチック形クッションタイヤにおいて、
前記ビード部材をタイヤ径方向及び／又はタイヤ軸方向に繰返し変形しながらタイヤ周方向に延長する鋼材で構成した産業車両用ニューマチック形クッションタイヤ。
前記鋼材が円形、楕円形又は多角形の断面を有する単一の線材からなる請求項１に記載の産業車両用ニューマチック形クッションタイヤ。
前記鋼材が矩形断面を有する複数の帯状の積層体からなる請求項１に記載の産業車両用ニューマチック形クッションタイヤ。
前記繰返し変形がジグザグ状の波形である請求項１、２又は３に記載の産業車両用ニューマチック形クッションタイヤ。
前記繰返し変形がコイル状である請求項１、２又は３に記載の産業車両用ニューマチック形クッションタイヤ。
前記繰返し変形の振幅ＥとピッチＰとの比Ｅ／Ｐが０．１〜０．７である請求項１〜５のいずれかに記載の産業車両用ニューマチック形クッションタイヤ。