JP3889871B2 - 産業車両用ソリッドタイヤ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、軽量化、ころがり抵抗の低減効果を維持しながら、横剛性も確保でき、操縦性を向上しうる産業車両用ソリッドタイヤに関する。
【0002】
【従来の技術】
中実のいわゆるソリッドタイヤは、縦剛性が大きくしかもパンク等の発生がないため、構内、屋内等で荷物を運搬する低速の産業車両に適しているが、重量が重く、ころがり抵抗も大きいという欠点がある。
【0003】
このため特開平2−48201号公報では、中心部に発泡層を設けることにより、軽量化、ころがり抵抗の低減を図ることが提案されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで前述した公報に記載されるハンドトラック用タイヤでは問題にならないが、フォークリフトトラック、構内運搬車等の産業車両用として高荷重で使用されるソリッドタイヤでは、前記発泡層の配設により横剛性等が不足し、旋回安定性などの操縦性が低下するということが大きな問題となっている。
【0005】
本発明者は、軽量化、ころがり抵抗の低減を図りながら操縦性を向上させるべく鋭意研究、実験を重ねた結果、ソリッドタイヤの半径方向内側部分はリムフランジによって横方向(タイヤ軸方向)の変形が抑えられていることに着目し、発泡部を半径方向内側に偏らせることにより、良好な操縦性が得られることを見出した。
【0006】
即ち、本発明は、発泡部のタイヤ子午断面における面積重心GHを、タイヤ子午断面全体の面積重心GTよりも半径方向内側に位置させることを基本として、軽量化、ころがり抵抗の低減効果を維持しながら、横剛性も確保でき、操縦性を向上しうる産業車両用ソリッドタイヤの提供を目的としている。
【0007】
なお「面積重心」とは、「面積の重心」としてよく知られているように、対応する均質板の重心と一致するように定められた点である。
【0008】
又前記発泡部のタイヤ子午断面における形状は、タイヤのユニフォミティを高めるため、タイヤ赤道に対して成形時の誤差等によるバラツキの範囲で対称とするのが好ましく、又具体的に、円形、縦長楕円形、四角形、蝶形など種々の形状を採用しうるが、タイヤのユニフォミティ、縦剛性、横剛性の向上、および成形性の観点から、局所的に歪みが集中しない円形が最も好ましく、又同様な理由から、発泡部は、周方向に成形時等の誤差などのバラツキの範囲で同じ(タイヤ子午断面における)面積、形状、位置で連続して配されるのが好ましい。
【0009】
さらにタイヤ子午断面全体の形状は、例えばトレッド面にラグ溝等を設けている場合、断面位置により異なるが、本発明ではラグ溝等を無視した、即ち無いと仮定した実質的なタイヤ断面形状を以てタイヤ子午断面全体の面積重心GTを定めることとする。
【0010】
しかしながら、本発明は、タイヤ子午断面全体の面積重心GTがタイヤ赤道上にないものを除外するものではない。
【0011】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために本発明の産業車両用ソリッドタイヤは、発泡ゴムからなり周方向にのびる発泡部と、この発泡部を囲みかつ非発泡性のゴムからなるソリッド部とを具え、
かつ前記発泡部のタイヤ子午断面における面積重心GHは、タイヤ子午断面全体の面積重心GTよりも半径方向内側に位置するとともに、
発泡部の半径方向最外端とタイヤの内端かつタイヤ軸方向外端を通るビードベースラインBLとの間の半径方向距離h2と、該ビードベースラインBLからのタイヤ断面高さHとの比h2/Hは、0.4以上かつ0.7以下、
かつ発泡部2の半径方向最内端と前記ビードベースラインBLとの間の半径方向距離h1と、前記タイヤ断面高さHとの比h1/Hを、0.15以上かつ0.3以下とし、
しかも前記発泡部のタイヤ軸方向の最大巾WHと、タイヤの総幅WTとの比WH/WTを、0.30以上かつ0.60以下としたことを特徴としている。
【0012】
なお前記発泡部の面積重心GHとタイヤ子午断面全体の面積重心GTとの間の半径方向距離Zと、タイヤ断面高さHとの比Z/Hを、0.15以上とすることが、前記発泡部を半径方向内側に位置させて横剛性を確実に確保しうる観点から望ましい。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態の一例を図面に基づき説明する。
図1はリムRにリム組した状態の本発明の産業車両用ソリッドタイヤ1(以下単にタイヤ1という)のタイヤ右半分子午断面図であり、該タイヤ1は、発泡ゴムからなり周方向に連続してのびるとともに断面円形のドーナツ状の発泡部2と、この発泡部2を囲みかつ非発泡性のゴムからなるソリッド部3とを具える。
【0014】
前記ソリッド部3は、本例では、前記リムRに装着される環状のベースゴム層12と、その半径方向外側に配されるとともにトレッド面13Aを形成する環状のトレッドゴム層13と、ベースゴム層12、トレッドゴム層13のタイヤ軸方向外面に配されかつサイドウォール面14Aを形成するサイドゴム層14とを具える。
【0015】
前記ベースゴム層12は、JISA硬度が例えば65度以上かつ90度以下でありかつ短繊維コード等を用いて適宜補強された圧縮弾性率の高い非発泡性の補強ゴム又は硬質ゴムを用いることによって耐リムスリップ性を高めている。
【0016】
又前記トレッドゴム層13は、JISA硬度が例えば60度以上かつ67度以下の非発泡性のゴムを使用し、耐摩耗性、耐カット性、耐クラック性、及びグリップ性に優れたゴム組成物、例えば天然ゴム、イソプレンゴム、スチレン−ブタジエンゴム等のジエン系ゴムにカーボンを所定量配合したいわゆるトレッドゴム配合のものが使用される。
【0017】
さらにサイドゴム層14は、JISA硬度が例えば50度以上かつ65度以下の非発泡性のゴムを使用し、耐カット性、耐損傷性に優れたゴム組成物、例えば、天然ゴム−ブタジエンゴム重合体等を用いることが出来る。
【0018】
なお前記ベースゴム層12とトレッドゴム層13との間に、JISA硬度が例えば55度以上かつ62度以下の比較的柔軟な天然ゴム等からなる中間ゴム層を設けても良いなど、ソリッド部3は、発熱耐久性、低発熱性、低ころがり抵抗、リム嵌合性、縦剛性、横剛性等の諸性能の維持、向上のために異種配合のゴムを種々組合わせうる。
【0019】
又前記発泡部2は、ゴム基体中に独立気泡を略均一に散在させた発泡ゴムからなる。該発泡ゴムは、例えばジニトロン・ベンタメチレン・テトラアミン、アゾジカーボンアミド、アゾボスイソブチロニトリル、トルエンスルフォニルヒドラジド等の発泡剤をゴム基体に混練し、この混練体をタイヤ加硫成形時の加熱とその後のアニーリングとによって発泡させることにより、前記ソリッド部3と一体に成形する。なおアニーリング時の発泡によるタイヤ1の形状変化を少なくするため、発泡部2のタイヤ軸方向の最大巾位置において、加硫金型に、図1に一点鎖線で示すように凸形状部Mを形成するのが好ましい。
【0020】
又前記発泡ゴムの前記ゴム基体は、発泡させたときにも必要な剛性を得るように、硬質のゴム組成で形成され、本例ではゴム100重量部、例えば天然ゴム70重量部及びスチレン・ブタジエンゴム30重量部に対して、カーボンブラックを45重量部以上、好ましくは50重量部以上配合している。
【0021】
又前記発泡部2のタイヤ子午断面における面積重心GHは、該発泡部2と前記ソリッド部3とからなるタイヤ1のタイヤ子午断面全体の面積重心GTよりも半径方向内側に位置する。
【0022】
発泡部2はソリッド部3に比べて剛性が弱いが、この発泡部2の前記面積重心GHを、タイヤ子午断面全体の面積重心GTよりも半径方向内側に位置させる、すなわち該発泡部2を、リムフランジFにより横方向の変形が抑えられているタイヤ1の半径方向内側部分に偏らせて配することによって、発泡部2を設けたことによる軽量化、ころがり抵抗の低減効果を維持しながら、横剛性も確保でき、良好な旋回安定性などの操縦性を得ることが出来る。
【0023】
なお前記発泡部2の面積重心GHとタイヤ子午断面全体の面積重心GTとの間の半径方向距離Zと、タイヤ断面高さHとの比Z/Hを、0.15以上とするのが好ましい。
【0024】
前記比Z/Hが0.15よりも小さいと、発泡部2がタイヤ1の半径方向の比較的外側に配され、前述した効果が十分に達成されない。従って、比Z/Hは、0.15以上、より好ましくは0.2以上が良い。
【0025】
しかし比Z/Hが大き過ぎると、発泡部2がタイヤ1の半径方向内側に近づき過ぎ、タイヤ1とリムRとの嵌合力が低下し、リムズレが発生しやすくなる。従って、比Z/Hを、0.25以下とするのが好ましい。
【0026】
又発泡部2の発泡率RA(=発泡部2全体の体積/発泡させる前の発泡ゴム全体の体積)は、1.1以上かつ2以下が好ましい。
【0027】
前記発泡率RAが1.1未満では、軽量化、ころがり抵抗の低減が十分に達成されず、よって1.2以上がさらに好ましい。
【0028】
又発泡率RAが2を越えると、剛性不足による操縦性の低下、強度不足による耐久性の低下が起こりやすく、よって1.4以下がさらに好ましい。
【0029】
さらに発泡部2の半径方向最外端とタイヤ1の内端かつタイヤ軸方向外端を通るビードベースラインBLとの間の半径方向距離h2と、該ビードベースラインBLからのタイヤ断面高さHとの比h2/Hは、0.4以上かつ0.7以下としている。又発泡部2の半径方向最内端と前記ビードベースラインBLとの間の半径方向距離h1と、前記タイヤ断面高さHとの比h1/Hは、0.15以上かつ0.3以下としている。
【0030】
前記比h2/Hが0.7を越える、又は/及び前記比h1/Hが0.3を越えると、横剛性を十分に確保するのが困難となり、かつ摩耗後期に発泡部2が露出する危険が大きくなり、耐偏摩耗性、耐摩耗性、耐カット性が低下しがちとなる。
【0031】
又比h2/Hが0.4未満、又は/及び比h1/Hが0.15未満では、タイヤ1とリムRとの嵌合力が低下し、リムズレが発生しやすくなる。よって、比h1/Hは、0.17以上がさらに好ましい。
【0032】
又前記発泡部2のタイヤ軸方向の最大巾WHと、タイヤ1の総幅WTとの比WH/WTは、0.30以上かつ0.60以下としている。
【0033】
前記比WH/WTが0.30未満では、縦剛性を十分に確保できず、しかも発泡部2の体積減少により軽量化を阻害することがある。よって比WH/WTは、0.36以上がさらに好ましい。
【0034】
逆に、比WH/WTが0.60を越えると、発泡部2と前記サイドウォール面14Aとの間においてソリッド部3が薄くなり、縦剛性、横剛性ともに十分に確保するのが困難となる。よって比WH/WTは、0.51以下がさらに好ましい。
【0035】
又発泡部2のタイヤ子午断面における面積VHと、タイヤ子午断面全体の面積VTとの比VH/VTは、0.1以上かつ0.4以下が好ましい。
【0036】
前記比VH/VTが0.1未満では、発泡部2の前記面積VHが過小となり、軽量化を十分に達成するのが難しくなる。よって比VH/VTは、0.15以上がさらに好ましい。
【0037】
又比VH/VTが0.4を越えると、発泡部2の面積VHが過大となって剛性不足になりやすく、かつソリッド部3が、トレッド面13Aと発泡部2との間において薄くなり摩耗後期に発泡部2が露出しやすくなる他、ソリッド部3の薄肉化によりタイヤ外傷が起こりやすく、しかもソリッド部3が、リムRと発泡部2との間において薄くなり、リムRとの嵌合力低下、タイヤ1の半径方向内端部での耐久性低下を招きがちとなる等の欠点が起こりやすい。よって、比VH/VTは0.3以下がさらに好ましい。
【0038】
なお発泡部2の前記面積VHは、前述したように実質的に等面積で周方向に該発泡部2が連続するときには、成形時等の誤差などのバラツキの範囲で一義的に定めうるが、該面積VHが周方向の異なる部分で「実質的に等面積」とは言えない程度まで異なるときでも、前記比VH/VTを前記範囲とすれば良い。
【0039】
又タイヤ子午断面の前記面積VTは、前述した面積重心GTと同様にしてタイヤ1について一義的に定めうる。
【0040】
【実施例】
タイヤサイズが7.00−12/5.00でありかつ図1に示す基本構成を有する本発明の産業車両用ソリッドタイヤを表1の仕様に基づき試作し(実施例1〜7)、各性能をテストした。又同サイズで発泡部を持たないタイヤ(従来例)及び本願発明外のタイヤ(比較例1〜2)も試作し併せてテストした。なおテストに供されたタイヤの発泡部を形成する発泡ゴムのゴム配合を実施例1のものを代表して表2に示した。他のタイヤについては、周知の如く、発泡剤を適宜増減することにより発泡率RAを調整できるので省略する。
【0041】
テスト方法は以下の通りである。
▲1▼ 縦撓み性
試供タイヤをリムサイズが12×5.00のリム(リムフランジの高さFHは31mm)にリム組し、3260kgfの荷重を負荷した時の撓み量を表1に指数表示した。数値が大きいほど撓み量が小さいことを示す。
【0042】
▲2▼ 重量
試供タイヤの重量を表1に指数表示した。数値が大きいほど重いことを示す。
【0043】
▲3▼ ころがり抵抗
▲1▼のリム付き試供タイヤを、荷重2975kgf、速度20km/hでドラム走行させ、このときのころがり抵抗を表1に指数表示した。数値が大きいほどころがり抵抗が大きいことを示す。
【0044】
▲4▼ 操縦性
▲1▼のリム付き試供タイヤを、フォークリフトトラックの前輪に装着し、700kgfの荷物を載せた状態で、ドライバーによる官能評価を行った。その結果を表1に10点法で表示し、点数が小さいと、タイヤの横剛性が不足して旋回性能が劣ることを示す。
【0045】
【表1】
【0046】
【表2】
【0047】
又実施例1のうち、発泡部の発泡率RAを種々変更したタイヤを試作し、前記のテスト方法でころがり抵抗と操縦性とをテストした結果を、図2のグラフ(最小二乗法)で示した。
【0048】
同様に、実施例1の比VH/VTを種々変更したタイヤのテスト結果を図3のグラフで示した。
【0049】
表1のテスト結果から、実施例のものは、従来例、比較例のものに比べて、軽量化、ころがり抵抗の低減を維持しながら、操縦性を向上していることが確認出来た。
【0050】
又図2、図3のグラフから、発泡率RA、比VH/VTの本明細書に記載した好ましい範囲で、各性能をバランスよく確保していることが判る。
【0051】
【発明の効果】
叙上の如く本発明の産業車両用ソリッドタイヤは、軽量化、ころがり抵抗の低減を維持しながら、横剛性も確保し、良好な操縦性を得ることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態の一例を示すタイヤ右半分子午断面図である。
【図2】発泡部の発泡率ところがり抵抗、操縦性との関係を示すグラフである。
【図3】比VH/VTところがり抵抗、操縦性との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
2 発泡部
3 ソリッド部
Claims (2)
- 発泡ゴムからなり周方向にのびる発泡部と、この発泡部を囲みかつ非発泡性のゴムからなるソリッド部とを具え、
かつ前記発泡部のタイヤ子午断面における面積重心GHは、タイヤ子午断面全体の面積重心GTよりも半径方向内側に位置するとともに、
発泡部の半径方向最外端とタイヤの内端かつタイヤ軸方向外端を通るビードベースラインBLとの間の半径方向距離h2と、該ビードベースラインBLからのタイヤ断面高さHとの比h2/Hは、0.4以上かつ0.7以下、
かつ発泡部2の半径方向最内端と前記ビードベースラインBLとの間の半径方向距離h1と、前記タイヤ断面高さHとの比h1/Hを、0.15以上かつ0.3以下とし、
しかも前記発泡部のタイヤ軸方向の最大巾WHと、タイヤの総幅WTとの比WH/WTを、0.30以上かつ0.60以下としたことを特徴とする産業車両用ソリッドタイヤ。 - 前記発泡部の面積重心GHとタイヤ子午断面全体の面積重心GTとの間の半径方向距離Zと、タイヤ断面高さHとの比Z/Hは、0.15以上であることを特徴とする請求項1記載の産業車両用ソリッドタイヤ。
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