JP3789942B2 - タイヤ構造 - Google Patents

Description

技術分野
本発明は、装輪式建設車両のタイヤに係り、特に、リムの円周方向に多数配設されるラグを改良したタイヤ構造に関する。
背景技術
従来の建設車両等で用いられるソリッドタイヤは、リムの外周に中実のゴムを接着あるいはボルト締めしたものが用いられているが、パンクするおそれはなく、また剛性が高いため、作業現場で安定した作業ができる。しかし、ソリッドタイヤであるため、クッション性能が悪く、振動が多くて乗り心地が悪い上、長時間高速走行するとソリッドタイヤ内部の温度が上昇しゴムが溶融する等の問題がある。
一方、最近は都市土木作業が増加し、市街地の走行移動と作業現場での掘削作業とが可能な装輪式建設車両が開発されている。この装輪式建設車両のタイヤに要求されることは、パンクするおそれがなく、剛性が高くて作業時の安定性に優れ、しかも市街地での高速走行に耐え得ることである。
乗り心地が良くて長時間高速走行可能なラグセグメントを備えたタイヤの先行技術として、例えば日本特表平５−５０７０４６号が提案されている。図３８，図３９により説明する。タイヤは、負荷下で弾性的に変形するように構成された本体（ラグセグメント）７３、及び本体７３上に設けられたトレッドを備えている。トレッドは円周上に設けられ、且つそれらの間に溝７８が画定される複数の隆起部７５を含んでいる。各隆起部７５は、第１の中央部分７７、及びそれぞれ中央部分７７から本体７３の一側に向って外側に延在する一対の側部分７９を含んでいる。側部分７９はＶ構造を画定している。また第１の中央部分７７は、側部分７９の外縁より離間する向きで、前記Ｖ構造から隣接する隆起部７５のＶ構造に向って延在している。また、本体７３には開口（中空部）７３ａが形成されている。
かかる従来技術によれば、ラグセグメント７３に設けられた中空部７３ａの形状は、図４０に示すように、ラグセグメント７３が接地したときに受けるＦ１方向の垂直荷重及びＦ２方向の横荷重により、弾性的に変形する。このため、隣り合うラグセグメント７３の端部７３ｘ，７３ｗ同志が接触して擦れ合うので発熱する。従って、ラグセグメント７３は、高速で走行すると、発熱により摩耗及び劣化が促進されて、著しく損なわれるので、短時間での交換が必要となる問題がある。
発明の開示
本発明は、上記従来技術の問題点に着目し、車両の走行中に垂直荷重及び横荷重が加わっても、隣り合うラグセグメント同志の接触を防止できて、耐久性を向上できるタイヤ構造を提供することを目的とする。
本発明に係るタイヤ構造の第１発明は、中空部を有するラグセグメントをリム外周の円周方向に隣接して多数個配設するタイヤ構造において、
ラグセグメントの頂部側から中空部に向けて延在する突起部を形成し、リムの回転軸に垂直な方向における中空部の断面形状を略Ｕ字形にすることを特徴としている。
本発明に係るタイヤ構造の第２発明は、中空部を有するラグセグメントをリム外周の円周方向に隣接して多数個配設するタイヤ構造において、
ラグセグメントにリム側から中空部に向けて延在する突起部を形成し、リムの回転軸に垂直な方向における中空部の断面形状を略逆Ｕ字形にし、突起部の先端には、リムの回転方向における前部及び後部の少なくとも一側に凸部を形成することを特徴としている。
上記第１及び第２構成によれば、ラグセグメントは、車両の走行中に垂直荷重を受けても、突起部の先端とラグセグメントの内天井とが接触して支持されるので、大きな変形がない。従って、隣り合うラグセグメント同志が接触して発熱することがないので、早期の摩耗および劣化が防止されて、耐久性が向上する。
また、突起部の先端には、リムの回転方向における前部及び後部の少なくとも一側に凸部を形成してもよい。
かかる構成によれば、車両の走行中に横荷重を受けても、突起部の先端の凸部とラグセグメントの内壁とが接触して横荷重を支持するので、ラグセグメントは、前後方向に大きく変形することがない。したがって、隣り合うラグセグメント同志が接触して発熱することがないので、早期の摩耗および劣化が防止されて、耐久性が向上する。
また、突起部と対向するラグセグメントの内壁の少なくとも一側に、凸部を形成してもよい。
かかる構成によれば、車両の走行中に横荷重を受けても、突起部とラグセグメントの内壁の凸部とが接触して支持するので、ラグセグメントは、大きな変形がない。したがって、上記と同様に、早期の摩耗および劣化が防止されて、耐久性が向上する。
本発明に係るタイヤ構造の第３発明は、中空部を有するラグセグメントをリム外周の円周方向に隣接して多数個配設するタイヤ構造において、
リムに固着されると共に中空部に向けて延在し、かつラグセグメントよりも高い剛性を有する突起部を備え、突起部の先端には、リムの回転方向における前部及び後部の少なくとも一側に凸部を形成することを特徴としている。
かかる構成によれば、車両の走行中に垂直荷重を受けても、剛性を有する突起部とラグセグメントの内天井とが接触して垂直荷重を支持するので、ラグセグメントは、大きな変形がない。この剛性を有する突起部を用いることにより、ラグセグメントの変形が極めて少なく強固なものとなり、車両重量の大きい大型車両に有用である。また、隣り合うラグセグメント同志が接触して発熱することがないので、早期の摩耗および劣化が防止されて、耐久性が向上する。
また、突起部の先端に、リムの回転方向における前部及び後部の少なくとも一側に凸部を形成したため、走行中に横荷重を受けても、突起部の先端の凸部とラグセグメントの内壁とが接触して横荷重を支持するので、ラグセグメントの前後方向への大きな変形がない。したがって、上記と同様に、隣り合うラグセグメント同志が接触して発熱することがない。
また、突起部表面は、フッ素樹脂、超高分子量ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂およびウレタン樹脂のいずれか一つの樹脂で被覆してもよい。かかる構成により、車両の走行中に垂直荷重及び横荷重を受けても、突起部とラグセグメントの内面との摩擦を最小限に抑えることができる。これにより、早期の摩耗および損傷が防止され、耐久性が向上する。
また、ラグセグメントと突起部とにより形成される中空部内に、フッ素樹脂、超高分子量ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂およびウレタン樹脂のいずれか一つの樹脂の弾性体を介在させてもよい。更に、弾性体の断面形状は、環状にしてもよい。
かかる構成によれば、車両の走行中に垂直荷重及び横荷重を受けても、中空部内に介在する弾性体により、ラグセグメントの変形が最小に抑えられる。また、突起部とラグセグメントの内面との摩擦が防止できるので、ラグセグメントの耐久性が向上する。
また、ラグセグメントと突起部とにより形成される中空部内に、流体が封入される流体封入室を設けてもよい。
かかる構成によれば、車両の走行中に垂直荷重及び横荷重を受けても、ラグセグメントが変形するときに生じる流体移動抵抗、即ち流体の反発力により、荷重が支持される。これにより、ラグセグメントの内壁が受ける荷重が軽減されて、変形量が小さいので、早期の摩耗および損傷が防止され、耐久性が向上する。
また、突起部の先端に、リムの回転方向における前部及び後部に凸部を形成し、
突起部とラグセグメントの内壁との間に形成される第１絞り部と、突起部内部に形成されて流体封入室のバイパスとなる通路と、通路に形成される第２絞り部とを備えてもよい。
かかる構成によれば、車両の走行中に垂直荷重及び横荷重を受けて、ラグセグメントが急激に変形するとき、流体封入室内の流体が絞り部を通過して移動するので、流体の圧力が上昇する。その上昇圧力により、流体の反発力が生じるので、ラグセグメントが支持されて、ラグセグメント内壁の受ける荷重が軽減される。したがって、ラグセグメントの内壁の変形量が小さいので、早期の摩耗および損傷が防止され、耐久性が向上する。
また、リムの回転方向における突起部の前部及び後部である側面と、この側面に対向するラグセグメントの内壁面との間に、少なくとも２本の丸棒状部材を転動可能に嵌入してもよい。
かかる構成によれば、車両の走行中に垂直荷重を受けた場合、ラグセグメントの内壁面が変形してクッションとなるので、乗り心地がよい。一方、横荷重を受けた場合、横荷重が丸棒状部材を介して突起部に伝えられるが、丸棒状部材と接触する突起部及びラグセグメント内壁が変形して荷重を吸収するので、ラグセグメント全体での前後方向の変形量は少ない。また、丸棒状部材を転動可能に嵌入したため、内壁と突起部とが直接接触することがなく、転動による摩擦熱の発生も少ない。したがって、上記と同様に、早期の摩耗および損傷が防止され、耐久性が向上する。
また、丸棒状部材は、ラグセグメントの長手方向の中央部で、左右２分割されてもよい。かかる構成によれば、丸棒状部材が２分割されているので、ラグセグメントがＶ形状であっても、タイヤの組立性が良い。
また、丸棒状部材は、ラグセグメントの長手方向の奥部側の直径より外端部の直径が小径となるテーパ部を備えてもよい。かかる構成によれば、ラグセグメントに横荷重が加わると、丸棒状部材を奥部に移動させようとする力がテーパ部に発生する。これにより、丸棒状部材がラグセグメントから抜け出すことはないので、常時、ラグセグメントの変形量を少なくする。
また、ラグセグメントの長手方向の中央部に、丸棒状部材の基端部が当接するストッパ部を設けてもよい。かかる構成によれば、走行中に丸棒状部材をラグセグメントの奥部に移動させる力が発生しても、丸棒状部材がストッパ部に当接するので、左右の丸棒状部材はいずれも抜け出すことはない。
【図面の簡単な説明】
図１は本発明に係る装輪式建設車両の側面図である。
図２は本発明に係るタイヤの取付構造を説明する図である。
図３は図２のＺ視図である。
図４は図３のＹ視図である。
図５は本発明の第１実施例に係るタイヤのラグセグメントの説明図である。
図６は図５のラグセグメントが接地した時の説明図である。
図７は図５の中空部を逆向きにした時の説明図である。
図８は図７のラグセグメントが接地した時の説明図である。
図９は本発明の第２実施例に係るタイヤのラグセグメントの説明図である。
図１０は図９のラグセグメントが接地した時の説明図である。
図１１は本発明の第３実施例に係るタイヤのラグセグメントの説明図である。
図１２は図１１のラグセグメントが接地した時の説明図である。
図１３は本発明の第４実施例に係るラグセグメントの金属製突起部の斜視図である。
図１４は本発明の第５実施例に係るラグセグメントの金属製突起部の斜視図である。
図１５は本発明の第６実施例に係るタイヤのラグセグメントの説明図である。
図１６は図１５のラグセグメントが接地した時の説明図である。
図１７は本発明の第７実施例に係るタイヤのラグセグメントの説明図である。
図１８は図１７のラグセグメントが接地した時の説明図である。
図１９は本発明の第８実施例に係るタイヤのラグセグメントの説明図である。
図２０は図１９のラグセグメントが接地した時の説明図である。
図２１は本発明の第９実施例に係るタイヤのラグセグメントの説明図である。
図２２は図２１のラグセグメントが接地した時の説明図である。
図２３は図２１の２３−２３断面図である。
図２４は図２２の２４−２４断面図である。
図２５は本発明の第１実施例に係る略逆Ｕ字形状の中空部に関し、横荷重に対する横撓みを小さくできる好ましいラグセグメントの模式的説明図である。
図２６は図２５に対して、通常のラグセグメントの模式的説明図である。
図２７は本発明の第１実施例に係る略Ｕ字形状の中空部に関し、通常得られるラグセグメントの模式的説明図である。
図２８は本発明の第１０実施例に係るタイヤのラグセグメントの説明図である。
図２９は図２８のラグセグメントが接地した時の説明図である。
図３０は本発明の第１１実施例に係るタイヤのラグセグメントの説明図である。
図３１は図３０のラグセグメントが接地した時の説明図である。
図３２は第１０実施例に係るストレート形状ラグセグメントの斜視図である。
図３３は図３２の３３−３３断面図である。
図３４は図３３の丸棒状部材のテーパ部の作動の説明図である。
図３５は図３４の比較例であって、丸棒状部材の基端部に空洞部がない場合の作動の説明図である。
図３６は第１０実施例に係るＶ形状のラグセグメントの斜視図である。
図３７は図３６の３７−３７断面図である。
図３８は従来のタイヤ構造のラグセグメントの説明図である。
図３９は図３８のラグセグメントの説明図である。
図４０は図３８のラグセグメントが接地した時の説明図である。
発明を実施するための最良の形態
以下に、本発明に係るタイヤ構造について図面を参照して説明する。
先ず、図１に示す装輪式建設車両５（以下、車両５という）は、タイヤ２０を回転自在に配設する下部走行体１、運転室３を載置する上部旋回体２およびブーム、アームおよびバケットを有する作業機４を装備している。図２に示すように、油圧モータ等の駆動装置１０にリム１５，１５を連結している。リム１５，１５には、ゴム等の弾性体で形成されるラグセグメント２１，２１がボルト２０Ａで固着されている。図２はダブルタイヤの構造を示しているが、シングルタイヤであっても良い。図３及び図４において、駆動装置１０はリム１５を回転自在に連結している。リム１５の外周に多数のＶ型に形成されたラグセグメント２１，２１は、所定の間隔で配置され、ボルト２０Ａで固着されている。なお、ラグセグメント２１の形状はストレート型であっても良い。
本発明のタイヤ構造の第１実施例について説明する。図５に示すラグセグメント２１，２１は、図３に示すタイヤ２０と同様に側方端部を示している。隣り合うラグセグメント２１，２１は所定の間隔で配置され、図４に示すボルト２０Ａによりリム１５に固着されている。ラグセグメント２１には、略逆Ｕ字形状の中空部２２を形成する突起部２１Ａが形成されている。ラグセグメント２１の頂部２１ａは略台形状に形成されている。突起部２１Ａの先端２１Ｈには、リム１５の回転方向における前部及び後部に、凸部２１ｐ，２１ｐが形成されている。リム１５の回転方向におけるラグセグメント２１の前後の端部に、凹部２１Ｓが形成されている。
突起部２１Ａを囲むようにして中空部２２が、図４に示すラグセグメント２１の全幅にわたって形成されており、管状となっている。このラグセグメント２１は、中空部２２を形成したのでクッション性が良くなり、従来のソリッドタイヤでは乗り心地が悪いとの問題が解消されている。ラグセグメント２１は、端部２１ｄ，２１ｅが形成されている。
従来では前述の如く、ラグセグメント２１が変形しすぎると隣り合うラグセグメント２１，２１同志が接触して発熱し、摩耗、劣化するが、これらの問題点は本発明のタイヤ構造により改良されている。
次に、図５の作動を図６により説明する。車両５の走行によりラグセグメント２１の頂部２１ａが接地したときに、ラグセグメント２１には垂直荷重Ｆ１及び横荷重Ｆ２が加わる。しかし、横荷重Ｆ２に対して、突起部２１Ａの凸部２１ｐ，２１ｐとラグセグメント２１本体の内壁２１Ｗ，２１Ｗとが接触して支持するので、ラグセグメント２１は、大きく変形しない。このため、隣り合うラグセグメント２１，２１の端部２１ｄ，２１ｅ同志が接触しないので、摩擦による発熱がない。また、垂直荷重Ｆ１に対して、ラグセグメント２１の内天井２１Ｕと突起部２１Ａの先端２１Ｈとが接触して支持するので、ラグセグメント２１は大きな変形がない。これにより、隣り合うラグセグメント２１同志が接触して変形することがないので、発熱を抑えられ、ラグセグメント２１の早期の摩耗および劣化を防止し耐久性が向上する。
図５に示す略逆Ｕ字形状の中空部２２を逆向きに形成した図７及び図８において、ラグセグメント２１には、略Ｕ宇形状の中空部２２Ａを形成する突起部２１Ｂが形成される。垂直荷重Ｆ１及び横荷重Ｆ２が加わった時、突起部２１Ｂの凸部２１Ｌ，２１Ｌとラグセグメント２１の内壁とが、及び突起部２１Ｂの先端とラグセグメント２１の内天井とが、夫々接触し、て支持するので、ラグセグメント２１の大きな変形はない。この構成にしても、上記と同様の機能が得られる。尚、無荷重下での状態を示す図５及び図７においては、凸部２１ｐ，２１ｐとラグセグメント２１の内壁とが、及び凸部２１Ｌ，２１Ｌとラグセグメント２１の内壁とが夫々接触する構成例を示しているが、無荷重下では接触しない構成としてもよい。
略逆Ｕ字形状の中空部２２と略Ｕ字形状の中空部２２Ａとに関し、図２５〜図２７で説明する。略逆Ｕ字形状の場合、図２５に示すように、中空部２２とラグセグメント２１端部との距離は、横荷重Ｆ２に対する横撓みを小さくする上で、Ｌａ＜Ｌｂが好ましい。ところが、かかるラグセグメント２１は、通常、中空部２２となる中子を用い、型にゴム材等を注入して成形する。このため、図２５のように中空部２２の開口部が狭まった形状では、中子が抜けにくいなどの製造上の問題がある。従って、略逆Ｕ字形状の場合、図２６に示すように、Ｌａ＞Ｌｂとなる形状が製造し易い。一方、略Ｕ字形状の場合の中空部２２Ａは、中子製作上の問題もなく、図２７に示すように、好ましい形状となるＬａ＜Ｌｂが得られる。
本発明のタイヤ構造の第２実施例について説明する。図９及び図１０において、ラグセグメント２１は、略逆Ｕ字形状の中空部２２を形成する突起部２１Ｃが形成されている。ラグセグメント２１は、突起部２１Ｃを囲むようにして中空部２２がラグセグメント２１の全幅にわたって形成されており、全幅方向に管状となっている。このラグセグメント２１の内壁に、凸部２１ｆ，２１ｆが形成されている。ラグセグメント２１は端部２１ｄ，２１ｅが形成されている。
次に、図９の作動を図１０により説明する。車両５の走行によりラグセグメント２１の頂部２１ａが接地したときに、ラグセグメント２１には、垂直荷重Ｆ１及び横荷重Ｆ２が加わる。ラグセグメント２１は、垂直荷重Ｆ１及び横荷重Ｆ２が加わっても、ラグセグメント２１の内天井と突起部２１Ｃの先端とが、及び突起部２１Ｃの側面とラグセグメント２１の凸部２１ｆ，２１ｆとが接触して支持するので、大きく変形しない。このため、隣り合うラグセグメント２１，２１の端部２１ｄ，２１ｅ同志が接触しないので、摩擦による発熱がない。これにより、ラグセグメント２１は、発熱が抑えられ、早期の摩耗および劣化が防止されて耐久性が向上する。
本発明のタイヤ構造の第３実施例について説明する。図１１，図１２において、リム１５には支持板３１を介して金属製の突起部（剛性を有する突起部）３０がボルト３２，３３により締結されている。本実施例では、剛性を有する突起部３０として金属製の突起部３０としたが、要求される特性は、垂直荷重Ｆ１及び横荷重Ｆ２を受けた場合に生じる変形、即ち、隣り合うラグセグメント２１同志の接触による大きな変形を防止することである。従って、剛性を有する突起部３０は、ラグセグメント２１に用いられる部材の剛性に対し、剛性のより高い部材であれば使用できる。また、金属製の突起部３０の表面に低摩擦樹脂（例えば、フッ素樹脂、超高分子量ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂およびウレタン樹脂等の低摩擦特性を有する樹脂）を被覆加工しても良い。
ラグセグメント２１は、金属製の突起部３０を囲むようにして、またラグセグメント２１の全幅にわたって、中空部２２が形成されており、管状となっている。また、金属製の突起部３０は先端の前後に凸部３０ａ，３０ａが形成されている。この金属製の突起部３０の内側に中空部２２Ｃが形成されている。
次に、図１１の作動を図１２により説明する。車両５の走行によりラグセグメント２１の頂部２１ａが接地したときに、垂直荷重Ｆ１を受けても、金属製の突起部３０の先端とラグセグメント２１の内天井とが接触して支持するので、ラグセグメント２１の大きな変形がない。また、横荷重Ｆ２に対し、突起部３０の凸部３０ａ，３０ａとラグセグメント２１の内壁とが接触して支持するので、横方向の変形が抑えられる。
この金属製の突起部３０を用いることにより、ラグセグメント２１の変形が極めて少ない強固なものとなり、車両重量が大きくて高速走行する車両５のタイヤに有用である。金属製の突起部３０は、ラグセグメント２１の変形によりゴム内部から発生する熱を放散させるのに効果がある。これにより、本発明のタイヤ構造は、隣り合うラグセグメント２１同志が接触して発熱することがないので、早期の摩耗および劣化を防止し耐久性が向上する。
また、低摩擦樹脂を被覆した金属製の突起部３０を用いることにより、ラグセグメント２１の内面（ラグセグメント２１の内壁及び内天井）との接触による発熱がさらに抑えられる。隣り合うラグセグメント２１，２１は、端部２１ｄ，２１ｅ同志が接触しないので、摩擦により発熱することもない。そして、金属製の突起部３０の内側に中空部２２Ｃを設けたので、ラグセグメント２１が軽量となる。
本発明の第４実施例のラグセグメント２１について図１３により説明する。第４実施例は、図１１に示す金属製の突起部３０に対し、金属製の突起部３０の中空部２２Ｃの幅方向に、複数の補強板３０Ａを固着し配設したものである。これ以外は図１１と同一構成となっている。
この金属製の突起部３０の構成によれば、複数の補強板３０Ａ，３０Ａは、上下方向及び横方向の剛性を高めることができる。従って、車両５の走行中に垂直荷重Ｆ１及び横荷重Ｆ２を受けても、隣り合うラグセグメント２１同志が接触して大きく変形することがないので発熱が抑えられる。また、第４実施例のラグセグメント２１は、変形が極めて少ない強固なものとなり、車両重量が大きくて高速走行する車両５に、有用である。
本発明の第５実施例のラグセグメント２１について図１４により説明する。第５実施例は、図１１に示す金属製の突起部３０をＩ形状とし、ラグセグメント２１の幅方向に複数の補強板３０Ｂを配設したものである。図１４に示す金属製の突起部３０の中空部２２Ｃには、複数の補強板３０Ｂが固着されている。補強板３０Ｂは台形状に形成されており、上下方向および横方向の荷重にも十分耐えられるものである。
この金属製の突起部３０の構成によれば、複数の金属製の突起部３０は上下方向、および横方向の剛性を高めることができる。これにより、車両５の走行中に垂直荷重Ｆ１及び横荷重Ｆ２を受けても、隣り合うラグセグメント２１同志が接触して大きく変形することがないので、発熱が抑えられる。また、第５実施例のラグセグメント２１は、変形が極めて少ない強固なものとなり、車両重量が大きくて高速走行する車両５に、有用である。
本発明のタイヤ構造の第６実施例について説明する。図１５において、リム１５には、支持板３１を介して金属製の突起部３０がボルト３２，３３により締結されている。この金属製の突起部３０には、孔状の絞り部３０ｂ，３０ｂ，３０ｂが形成されている。ラグセグメント２１には金属製の突起部３０を囲むようにして流体封入室５４が形成されている。
次に、図１５の作動を図１６により説明する。車両５の走行によりラグセグメント２１の頂部２１ａが接地したときに、ラグセグメント２１には垂直荷重Ｆ１及び横荷重Ｆ２が加わる。垂直荷重Ｆ１及び横荷重Ｆ２が加わって、流体封入室５４が歪むことにより、流体封入室５４中の流体５３が絞り部３０ｂ，３０ｂ，３０ｂを通るので、この時に流体５３の反発力が発生する。この流体５３の反発力により垂直荷重Ｆ１が支持されるので、ラグセグメント２１は大きく変形しない。このため、歪みが小さくなるので、ラグセグメント２１を形成しているゴム等の内部で発生する熱が低減される。さらに、横荷重Ｆ２に対しても、突起部３０の凸部３０ａ，３０ａとラグセグメント２１の内壁とが接触して支持するので大きな変形がない。これにより、ラグセグメント２１は、隣り合うラグセグメント２１同志の接触による変形がないので、摩擦による発熱が抑えられて、耐久性が向上する。
本発明のタイヤ構造の第７実施例について説明する。図１７において、リム１５には支持板４１を固着している。この支持板４１上に金属製の突起部（剛性を有する突起部）４０がボルト３２，３３により締結されている。ラグセグメント２１は、金属製の突起部４０を囲むようにして、またラグセグメント２１の全幅にわたって、管状の中空部２２が形成されている。金属製の突起部４０とラグセグメント２１の内壁との間の中空部２２には、低摩擦樹脂（例えば、ブッ素樹脂、超高分子量ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂およびウレタン樹脂等の低摩擦特性を有する樹脂）の弾性体４３を装着している。金属製の突起部４０の内側に中空部２２Ｃを設けている。
図１７の作動を図１８により説明する。車両５の走行によりラグセグメント２１の頂部２１ａが接地したときに、ラグセグメント２１には垂直荷重Ｆ１及び横荷重Ｆ２が加わる。垂直荷重Ｆ１に対し、金属製の突起部４０の先端とラグセグメント２１の内天井との間に弾性体４３が介在するので、ラグセグメント２１の大きな変形はない。また、横荷重Ｆ２に対し、金属製の突起部４０の凸部４０ａ，４０ａとラグセグメント２１の内壁との間に弾性体４３が介在するので、ラグセグメント２１の横方向の変形が抑えられる。このため、隣り合うラグセグメント２１，２１同志が接触しないので、摩擦による発熱がない。また、ラグセグメント２１の内面と金属製の突起部４０との間に低摩擦樹脂からなる弾性体４３が介在するので、摩擦による発熱は最小限に抑えられる。
本発明のタイヤ構造の第８実施例について説明する。図１９において、リム１５には支持板４１を固着している。支持板４１上に、金属製の突起部４０がボルト３２，３３により締結されている。ラグセグメント２１には、金属製の突起部４０を囲むように、またラグセグメント２１の全幅にわたって、管状の中空部２２が形成されている。中空部２２内には、低摩擦樹脂からなる管状の弾性体４３Ａを装着している。
図１９の作動を図２０により説明する。車両５の走行によりラグセグメント２１の頂部２１ａが接地したときに、ラグセグメント２１には垂直荷重Ｆ１及び横荷重Ｆ２が加わる。しかし、垂直荷重Ｆ１が加わっても、金属製の突起部４０とラグセグメント２１の内壁との間に弾性体４３Ａが介在するので、ラグセグメント２１は大きくは変形しない。横荷重Ｆ２が加わっても、金属製の突起部４０の凸部４０ａ，４０ａとラグセグメント２１の内壁との間に弾性体４３Ａが介在するので、ラグセグメント２１の横方向の変形が抑えられる。これにより、管状の弾性体４３Ａの内壁で摩擦熱が発生するが、低摩擦樹脂であるので発熱を最小限に抑えることができる。このため、隣り合うラグセグメント２１，２１同志は接触しないので、摩擦により発熱することもない。さらに、突起部４０は金属製であるため放熱性が良いので、温度上昇を抑制することができる。
図５〜図１０により説明したラグセグメント２１の中空部２２，２２Ａに関し、中空部２２，２２Ａを流体封入室にする例について、図５〜図１０を参照して説明する。ラグセグメント２１の頂部２１ａとリム１５との間に、略逆Ｕ字形状又は略Ｕ字形状の中空部２２，２２Ａに、流体を封入する流体封入室を設ける。中空部２２，２２Ａを流体封入室にすることにより、ラグセグメント２１は、車両５の走行中に垂直荷重Ｆ１及び横荷重Ｆ２を受けても、ラグセグメント２１が変形するときの流体封入室に発生する流体の反発力により支持される。このため、ラグセグメント２１の内壁の受ける荷重が軽減され、ゴム製の内壁の変形量が小さく、ラグセグメント２１の内部の発熱が少なくなる。これにより、隣り合うラグセグメント２１同志が接触して発熱することがないので、早期の摩耗および劣化を防止できる。
本発明のタイヤ構造の第９実施例について説明する。図２１に示すラグセグメント２１は、略逆Ｕ字形状の流体封入室５４を形成する突起部２１Ｆを備えている。ラグセグメント２１は、突起部２１Ｆを囲むようにして、管状の流体封入室５４がラグセグメント２１の全幅にわたって形成されている。ラグセグメント２１の頂部２１ａは略台形状に形成されている。突起部２１Ｆの先端の前部及び後部には、ラグセグメント２１の全幅にわたって、凸部５５ｅ，５５ｅが形成されている。突起部２１Ｆには、ラグセグメント２１の全幅方向の複数箇所に、流体５３の通路５５ａ，５５ｂが形成されている。通路５５ａ，５５ｂの断面形状は、孔状、矩形状など適宜選択される。複数の通路５５ａと複数の通路５５ｂとは、複数の孔状の絞り部（第２絞り部）５５ｃを介して、夫々連通している。
図２３において、突起部２１Ｆには複数の通路５５ａが開口している。凸部５５ｅ，５５ｅには、半月状の絞り部（第１絞り部）５５ｆが形成されている。無荷重下では、ラグセグメント２１の内壁と凸部５５ｅ，５５ｅとの間に、隙間Ｑが設けられている。これに垂直荷重Ｆ１及び横荷重Ｆ２が加わると（図２２の状態）、図２４に示すように、ラグセグメント２１の内壁と凸部５５ｅ，５５ｅとが接触し、隙間Ｑがゼロになって、絞り部５５ｆが絞りとして機能する。
次に、作動について図２２により説明する。車両５の走行によりラグセグメント２１の頂部２１ａが接地したときに、ラグセグメント２１には垂直荷重Ｆ１及び横荷重Ｆ２が加わる。垂直荷重Ｆ１及び横荷重Ｆ２が加わった時、流体封入室５４が歪むことにより、流体封入室５４内の流体５３が絞り部５５ｃ，５５ｆを通る。この時、絞り部５５ｃ，５５ｆでの抵抗により１流体５３の反発力が発生する。この流体５３の反発力により垂直荷重Ｆ１が支持されるので、ラグセグメント２１は大きく変形しない。これにより、ラグセグメント２１は、内壁で受ける荷重が下がり、歪みが小さくなる。また、ラグセグメント２１を形成するゴム等の内部での発熱が抑えられる。さらに、隣り合うラグセグメント２１，２１同志が接触しないので、上記実施例と同様にして、ラグセグメント２１の早期の摩耗および劣化が防止される。
本発明のタイヤ構造の第１０実施例について説明する。図２８において、隣り合うラグセグメント２１，２１の端部２１ｇ，２１ｇの間は、所定の隙間Ｓを設けて配置され、図４に示すボルト２０Ａによりリム１５に締着されている。ラグセグメント２１は、略逆Ｕ字形状の中空部２２を形成する突起部２１Ｄが、リム１５側から延在するように形成されている。ラグセグメント２１の頂部２１ａは略台形状に形成されている。突起部２１Ｄは、ラグセグメント２１の長手方向の全幅にわたって形成されている。
ラグセグメント２１の内部には、頂部２１ａおよび前後方向の側壁部２１ｂ，２１ｂが突起部２１Ｄを囲むように、またラグセグメント２１の長手方向の全幅にわたって、中空部２２が形成されている。突起部２１Ｄの前後の側面上部２１Ｅ，２１Ｅと、側壁部２１ｂ，２１ｂの内壁面２１ｃ，２１ｃとの間には、アルミニウム、ナイロンあるいはポリプロピレン等よりなる丸棒状部材５０，５０が転動可能に嵌入されている。尚、丸棒状部材５０，５０の嵌入位置は上記に限定されず、例えば、内壁面２１ｃ，２１ｃと側面の中央部との間でもよい。
次に、図２９により作動説明する。車両５の走行によりラグセグメント２１の頂部２１ａが接地したときに、ラグセグメント２１には垂直荷重Ｆ１及び横荷重Ｆ２が加わる。垂直荷重Ｆｌが加わると、中空部２２があるため、側壁部２１ｂ，２１ｂだけが圧縮されて変形するので、側壁部２１ｂ，２１ｂと突起部２１Ｄとの間に相対的な変形のズレが生じる。このとき、丸棒状部材５０は、矢印Ｒの方向に転動する。従って、側壁部２１ｂと突起部２１Ｄの側面上部２１Ｅとの間には、抵抗の少ない“ころがり摩擦”しか発生しないので、この部分で発熱する恐れはない。即ち、丸棒状部材５０を嵌入することにより、垂直荷重Ｆ１に対する変形抵抗を少なくして、タイヤとしてのクッション性が損なわれないようにしてある。
また、横荷重Ｆ２により、側壁部２１ｂが前後方向へ倒れて変形しようとする。しかし、荷重Ｆ２が丸棒状部材５０を介して突起部２１Ｄに伝えられる際、丸棒状部材５０近傍の側壁部２１ｂ，２１ｂ及び突起部２１Ｄが変形して荷重を吸収するので、隣接するラグセグメント２１，２１の端部２１ｇ，２１ｇ間の変形量は、隙間Ｓより少ない。このため、隣り合うラグセグメント２１，２１の端部２１ｇ，２１ｇ同士が接触することはなく、摩擦により発熱することもない。しかも、側壁部２１ｂの前後方向への変位が少ないため、内部発熱も少ないので、ラグセグメント２１の早期の摩耗および劣化を防止し耐久性が向上する。
本発明のタイヤ構造の第１１実施例について説明する。図３０に示すように、突起部２１Ｇは、ラグセグメント２１の頂部２１ａ側から延在して設けられ、略Ｕ字形状の中空部２２Ａを形成している。中空部２２Ａの前後部には、丸棒状部材５０，５０が配設されている。図３１はラグセグメント２１の接地状態を示しており、ラグセグメント２１に垂直荷重Ｆ１が加わると、側壁部２１ｂが圧縮変形し、丸棒状部材５０は矢印Ｒ１の方向に転動する。作用および効果については第１０実施例と同様なので説明は省略する。
丸棒状部材５０の形状および作動について、第１０実施例をベースにして、図３２〜図３７により説明する。図３２及び図３３において、丸棒状部材５０は、ラグセグメント２１の前後方向の側壁部２１ｂの内壁面２１ｃと、突起部２１Ｄの前後方向の側面２１Ｅとの間に、嵌入されている。丸棒状部材５０はラグセグメント２１の長手方向の中央部で２分割されており、１つのラグセグメント２１に合計４本の丸棒状部材５０が嵌入されている。
丸棒状部材５０の外端部５０ａの直径ｄが丸棒状部材５０の直径Ｄより小さくなっており、所定長さＬの部分はテーパ部５１を形成している。ラグセグメント２１の側壁部２１ｂの内壁面２１ｃと、突起部２１Ｄの側面２１Ｅとの間の寸法Ｗは、丸棒状部材５０の直径Ｄより小さく設定されている。したがって、内壁面２１ｃと側面２１Ｅとの間に嵌入される丸棒状部材５０には、所定の締め代が与えられている。
また、ラグセグメント２１に設けられた丸棒状部材５０を嵌入する中空部２２の長手方向の中央部には、丸棒状部材５０の基端部５０ｂが当接するストッパ部２４が形成されている。このストッパ部２４に隣接して空洞部（所謂、“逃げ”に相当する）２５が設けられている。
次に、図３３〜図３５により作動説明する。前述のように丸棒状部材５０は、初期状態で所定の締め代を与えられている。このため、図３３に示すように丸棒状部材５０のテーパ部５１には力Ｆが作用し、分力として軸方向荷重Ｆｘが発生する。この軸方向荷重Ｆｘは、丸棒状部材５０をラグセグメント２１の中央方向に押し込む方向に働く。走行を開始し、図３４に示すように、ラグセグメント２１の側壁部２１ｂに横荷重Ｆ２が加わると、テーパ部５１には力Ｆが作用し、分力として横荷重Ｆｙと軸方向荷重Ｆｘとが発生する。軸方向荷重Ｆｘは右向きであり、すなわち、丸棒状部材５０を押し込む方向であり、丸棒状部材５０の基端部５０ｂがラグセグメント２１の中央部のストッパ部２４に圧着される。
仮に、丸棒状部材５０の基端部５０ｂに空洞部２５を設けないとすれば、横荷重Ｆ２が加わったとき、図３５に示すように、基端部５０ｂには横荷重Ｆｙおよび軸方向荷重Ｆｘが発生する。この軸方向荷重Ｆｘは左向きであり、テーパ部５１に発生する軸方向荷重Ｆｘとは向きが逆となり、丸棒状部材５０をラグセグメント２１の外方に押し出す力となる。一方、本発明においては、前述のように丸棒状部材５０の基端部５０ｂが当接するストッパ部２４に隣接して空洞部２５を設けたため、左向きの軸方向荷重は発生しない。したがって、丸棒状部材５０は常に中空部２２の奥部（奥方向）に向かう力を受けており、丸棒状部材５０の基端部５０ｂはラグセグメント２１の中央部に設けられたストッパ部２４に圧着され、抜け出すことはない。
図３６及び図３７に示すように、Ｖ形状のラグセグメント２１の中空部２２には、４本の丸棒状部材５０が所定の締め代を与えられて嵌入されている。それぞれの丸棒状部材５０の先端部には、テーパ部５１が形成されている。中空部２２の長手方向の中央部には、丸棒状部材５０の基端部５０ｂが当接するストッパ部２４を設けている。また、ストッパ部２４に隣接して、空洞部２５が形成されている。尚、作動は前述のストレート形状のラグセグメント２１と同様なので説明は省略する。
以上の丸棒状部材５０を用いた本発明のタイヤ構造によれば、車両５の走行中にラグセグメント２１が垂直荷重Ｆ１を受けた場合、中空部２２又は２２Ａが変形し、クッションとなって乗り心地性が向上する。また、横荷重Ｆ２を受けた場合、丸棒状部材５０と接触する、突起部２１Ｄ又は２１Ｇと内壁面２１ｃとが変形するため、ラグセグメント２１全体としての前後方向変形量は少ない。
また、丸棒状部材５０，５０を転動可能に嵌入したため、中空部２２又は２２Ａの内壁面２１ｃと突起部２１Ｄ又は２１Ｇとが、直接接触することはない。これにより、隣り合うラグセグメント２１同士が接触して摩耗あるいは発熱することがなく、しかも内壁面２１ｃと突起部２１Ｄ又は２１Ｇとが接触して内部発熱することもないので、早期の摩耗および劣化を防止し耐久性が向上する。
また、丸棒状部材５０が２分割されているので、ラグセグメント２１がＶ形状であってもタイヤ２０の組立性が良い。更に、ラグセグメント２１が、車両５の走行中に前後方向の荷重Ｆ２を受ける（図２９参照）と、テーパ部５１により、丸棒状部材５０を奥部に移動させようとする力が発生するので、丸棒状部材５０はラグセグメント２１から抜け出すことはない。走行中に丸棒状部材５０をラグセグメント２１の奥部に移動させる力が発生しても、丸棒状部材５０がストッパ部２４に当接することにより、左右の丸棒状部材５０の基端部５０ｂ同士が干渉する。この干渉により、一方の丸棒状部材５０が他方の丸棒状部材５０を押し出すことはないので、丸棒状部材５０は、常時、所定位置にあって、ラグセグメント２１の変形量を少なくする。
以上、本発明のタイヤ構造を装輪式建設車両５で説明したが、これ以外のクレーン車、ホイールローダ等の建設車両、および産業車両に適用できることは言うまでもない。
産業上の利用可能性
本発明は、車両の走行中に垂直荷重及び横荷重が加わっても、隣り合うラグセグメント同志の接触を防止できて、耐久性を向上できるタイヤ構造として有用である。

Claims (15)

1. 中空部を有するラグセグメントをリム外周の円周方向に隣接して多数個配設するタイヤ構造において、
   前記ラグセグメント(21)の頂部(21a)側から前記中空部(22A)に向けて延在する突起部(21B)を形成し、前記リム(15)の回転軸に垂直な方向における前記中空部(22A)の断面形状を略Ｕ字形にすることを特徴とするタイヤ構造。
2. 中空部を有するラグセグメントをリム外周の円周方向に隣接して多数個配設するタイヤ構造において、
   前記ラグセグメント(21)に前記リム(15)側から前記中空部(22)に向けて延在する突起部(21A)を形成し、前記リム(15)の回転軸に垂直な方向における前記中空部(22)の断面形状を略逆Ｕ字形にし、前記突起部(21A)の先端には、前記リム(15)の回転方向における前部及び後部の少なくとも一側に凸部(21p)を形成することを特徴とするタイヤ構造。
3. 請求の範囲１記載のタイヤ構造において、
   前記突起部(21B)の先端には、前記リム(15)の回転方向における前部及び後部の少なくとも一側に凸部(21L)を形成することを特徴とするタイヤ構造。
4. 請求の範囲１記載のタイヤ構造において、
   前記突起部(21C)と対向する前記ラグセグメント(21)の内壁の少なくとも一側に、凸部(21f)を形成することを特徴とするタイヤ構造。
5. 中空部を有するラグセグメントをリム外周の円周方向に隣接して多数個配設するタイヤ構造において、
   前記リム(15)に固着されると共に前記中空部(22)に向けて延在し、かつ前記ラグセグメント(21)よりも高い剛性を有する突起部(30)を備え、前記突起部(30)の先端には、前記リム(15)の回転方向における前部及び後部の少なくとも一側に凸部(30a)を形成することを特徴とするタイヤ構造。
6. 請求の範囲５記載のタイヤ構造において、
   前記突起部(30)表面は、フッ素樹脂、超高分子量ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂およびウレタン樹脂のいずれか一つの樹脂で被覆されていることを特徴とするタイヤ構造。
7. 請求の範囲１〜６のいずれか一つに記載のタイヤ構造において、
   前記ラグセグメント(21)と前記突起部(30)とにより形成される中空部(22)内に、フッ素樹脂、超高分子量ポリエチレン樹脂、ポリアミド樹脂およびウレタン樹脂のいずれか一つの樹脂の弾性体(43)を介在させることを特徴とするタイヤ構造。
8. 請求の範囲７記載のタイヤ構造において、
   前記弾性体(43)の断面形状は、環状であることを特徴とするタイヤ構造。
9. 請求の範囲１〜６のいずれか一つに記載のタイヤ構造において、
   前記ラグセグメント(21)と前記突起部(21F)とにより形成される中空部(22)内に、流体(53)が封入される流体封入室(54)を設けることを特徴とするタイヤ構造。
10. 請求の範囲９記載のタイヤ構造において、
    前記突起部(21F)の先端に、前記リム(15)の回転方向における前部及び後部に凸部(55e,55e)を形成し、
    前記突起部(21F)と前記ラグセグメント(21)の内壁との間に形成される第１絞り部(55f,55f)と、前記突起部(21F)内部に形成されて前記流体封入室(54)のバイパスとなる通路(55a,55b)と、前記通路(55a,55b)に形成される第２絞り部(55c)とを備えることを特徴とするタイヤ構造。
11. 請求の範囲１記載のタイヤ構造において、
    前記リム(15)の回転方向における前記突起部(21G)の前部及び後部である側面(21E,21E)と、前記側面(21E,21E)に対向する前記ラグセグメント(21)の内壁面(21c,21c)との間に、少なくとも２本の丸棒状部材(50,50)を転動可能に嵌入することを特徴とするタイヤ構造。
12. 中空部を有するラグセグメントをリム外周の円周方向に隣接して多数個配設するタイヤ構造において、
    前記リム(15)側から前記中空部(22)に向けて延在する突起部(21D)を形成し、前記リム(15)の回転軸に垂直な方向における前記中空部(22)の断面形状を略逆Ｕ字形にし、
    前記リム(15)の回転方向における前記突起部(21D)の前部及び後部である側面(21E,21E)と、前記側面(21E,21E)に対向する前記ラグセグメント(21)の内壁面(21c,21c)との間に、少なくとも２本の丸棒状部材(50,50)を転動可能に嵌入することを特徴とするタイヤ構造。
13. 請求の範囲１１又は１２記載のタイヤ構造において、
    前記丸棒状部材(50)は、前記ラグセグメント(21)の長手方向の中央部で、左右２分割されていることを特徴とするタイヤ構造。
14. 請求の範囲１３記載のタイヤ構造において、
    前記丸棒状部材(50)は、前記ラグセグメント(21)の長手方向の奥部側の直径(D)より外端部(50a)の直径(d)が小径となるテーパ部(51)を備えることを特徴とするタイヤ構造。
15. 請求の範囲１３又は１４記載のタイヤ構造において、
    前記ラグセグメント(21)の長手方向の中央部に、前記丸棒状部材(50)の基端部(50b)が当接するストッパ部(24)を設けることを特徴とするタイヤ構造。

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