JP4219584B2 - ニューマチック型ソリッドタイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、リム組み作業性や耐久性を悪化させることなく、優れた耐リム滑り性及びリムフィット性を有するニューマチック型ソリッドタイヤ、特に産業車両用ソリッドタイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ソリッドタイヤ、特にリムに装着されて使用される、いわゆるニューマチック型のソリッドタイヤは、フォークリフトなどの産業車両に用いられている。
【０００３】
ニューマチック型のソリッドタイヤは、短繊維コードを含む複合ゴムからなるリング状のベースゴム層と、このベースゴム層の外面に一体的に配設された１層又は２層のゴムからなるトレッドゴム層とで構成するのが一般的である。
【０００４】
かかるタイプのソリッドタイヤは、厳しい条件下、例えば、高荷重、連続稼動によるタイヤを構成するゴムの高発熱、発進及び制動の過多等の条件下で使用する場合にリム滑りが発生しやすくなる。
【０００５】
リム滑りを防止するための従来の手段としては、▲１▼ベースゴム層として、短繊維コードを含む複合ゴムを用いるとともに、そのゴム厚さを厚くする方法、▲２▼ベースゴム層に金属ビードを配置する方法、▲３▼リムに対するタイヤの締め代を大きくする方法、及び▲４▼ベースゴム層内に有機繊維コードをゴム被覆してなる複合ストリップを巻回積層して形成した補強層を埋設する方法等がある。
【０００６】
しかしながら、上記▲１▼の方法は、厳しい使用条件下ではリム滑りを十分に防止することはできない。
【０００７】
また、上記▲２▼の方法は、金属ビードとゴムの接着部で剥離によるセパレーション故障が生じて十分な耐久性が得られないという問題があり、加えて、リム組み作業性が悪く、製造コストの点でも不利である。
【０００８】
さらに、上記▲３▼の方法は、リム組み作業性が十分に得られないという問題があり、加えて、厳しい使用条件下ではリム滑りを十分に防止することができない。
【０００９】
一方、上記▲４▼の方法は、厳しい使用条件下でもリム滑りを防止することが可能であり、また、リム組み作業性や耐久性についても良好であるため、リム滑りを防止する手段としては有用な方法と言える。
【００１０】
しかしながら、上記▲４▼の方法を用いても、補強層の配設状態によっては、リム組み時に、タイヤがリムに対して偏芯状態で挿入されてリムフィット性が劣る場合があり、この場合には、厳しい使用条件下におけるリム滑りを十分に防止することができなくなり、加えて、操縦安定性も悪化する。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の目的は、リム組み作業性や耐久性を悪化させることなく、優れた耐リム滑り性及びリムフィット性を有するニューマチック型ソリッドタイヤ、特に産業車両用に用いられるソリッドタイヤを提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明は、短繊維コードを含む複合ゴムからなるリング状のベースゴム層と、該ベースゴム層の外面に一体的に形成される１層又は2層のゴムからなるトレッドゴム層とを具え、有機繊維コードをゴム被覆してなる複合ストリップを、有機繊維コードの延在方向がタイヤ赤道面に対し−10°〜＋10°の角度となるように巻回積層して形成した2層以上の補強層を、前記ベースゴム層内に埋設してなるニューマチック型ソリッドタイヤにおいて、前記補強層を、複合ストリップの巻き終り端が、その巻き始め端と補強層の径中心位置とを結ぶ線分の延長線上に又は前記延長線を横切らず前記延長線よりも幾分手前に位置するように形成することを特徴するニューマチック型ソリッドタイヤである。
【００１３】
尚、ここでいう「ニューマチック型ソリッドタイヤ」とは、JATMA YEAR BOOK(2001)の「“Ｆ”章 産業車両用タイヤ」で規定するニューマチック形クッションタイヤを意味する。
【００１４】
また、複合ストリップの巻き始め端及び巻き終り端から、それぞれ補強層の径中心位置に引いた線分の交角が50°以下の範囲であることが好ましい。
【００１５】
さらに、補強層の配設位置を、タイヤの径方向内面位置からタイヤ径方向に沿って測定したときの距離が、ベースゴム層の断面厚さの２〜80％の範囲であり、補強層の幅が、タイヤの径方向内面幅の30〜80％の範囲であることが好ましい。
【００１６】
さらにまた、補強層を構成する有機繊維コードは、コード1本当たりの強力が98〜392Ｎであるナイロン又はポリエステルコードであることが好ましい。
【００１７】
加えて、補強層は、その幅と同幅である広幅の複合ストリップを巻回積層することによって形成すること、及び／又は、ベースゴム層の断面厚さは、タイヤの断面高さの15〜60％の範囲であることがより好適である。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の実施の形態を図面を参照しながら以下で説明する。
図１は、この発明に従うニューマチック型ソリッドタイヤの幅方向断面である。
【００１９】
図１に示すソリッドタイヤ１は、短繊維コードを含む複合ゴムからなるリング状のベースゴム層２と、該ベースゴム層２の外面に一体的に形成されるトレッドゴム層３とを具え、トレッドゴム層３は、振動乗り心地性等に影響を与えるタイヤ縦ばね特性について制御を可能とする中間ゴム４と、トップゴム５の２層のゴムで構成されている。尚、トレッドゴム層３は、中間ゴム４を設けることなく１層のゴム（単一ゴム）で構成してもよい。
【００２０】
また、ベースゴム層２内には、リムとの嵌合力を高めるとともにリム滑りを抑制するため、有機繊維コードをゴム被覆してなる複合ストリップ６を、有機繊維コードの延在方向がタイヤ赤道面に対し−10°〜＋10°の角度となるように巻回積層して形成した2層以上の補強層７が埋設されている。
【００２１】
そして、この発明の構成上の主な特徴は、補強層７をベースゴム層２内に適正に配設することにあり、具体的には、図２に示すように、補強層７を、複合ストリップ６の巻き終り端８が、その巻き始め端９と補強層７の径中心位置10とを結ぶ線分の延長線ｍ上に、又は前記延長線ｍを横切らず前記延長線ｍよりも幾分手前に位置するように形成することにあり、この構成を採用することによって、リム組み作業性や耐久性を悪化させることなく、耐リム滑り性及びリムフィット性を向上させることができる。
【００２２】
すなわち、従来のソリッドタイヤは、通常、ベースゴム層内に埋設する補強層を、図６に示すように、複合ストリップ６の巻き終り端８が、その巻き始め端９と補強層７の径中心位置10とを結ぶ線分の延長線ｍを幾分横切って位置する、いわゆるオーバーラップジョイント領域11が存在するように形成して、補強層による周方向剛性を高めるのが一般的であった。
【００２３】
しかしながら、上記オーバーラップジョイント領域11が存在するように補強層を形成したソリッドタイヤは、使用初期にリムに対する締付け圧を高めに設定したとしても、走行距離が長くなるにつれて、締付け圧が顕著に低下して、耐リム滑り性が大きく悪化することがわかった。
【００２４】
そして、耐リム滑り性が大きく悪化する理由は、オーバーラップジョイント領域11で周上の局部的に剛性が高くなる箇所が発生することによるものと考えられ、これによって、リム組み時に、タイヤがリムに対して偏芯状態で挿入されてリムフィット性を悪化させることになり、この結果として、耐リム滑り性が十分に得られないことが判明した。
【００２５】
また、上記ソリッドタイヤは、図3(a)に示すような通常の荷重負荷時のような静的条件下では、リム接触部全周にわたって高圧力を保持できるが、図3(b)に示すような高荷重負荷時や、図3(c)に示すような急発進・急ブレーキ時のような動的な厳しい使用条件下では、周上の接触分布が不均一になり、局所的に低圧力の部分が発生しやすいため、リム滑りが顕著に生じやすくなることもわかった。
【００２６】
そこで、発明者は、図２に示すように、上記オーバーラップジョイント領域が存在しないように補強層７を形成したところ、リム組み時に、タイヤがリムに対して偏芯状態で挿入されることがなくなり、補強層７の有機繊維コードのたが効果により、高荷重負荷時等の厳しい使用条件下でも、リム接触部の周方向接触圧を均一に保持することができるため、リムフィット性が格段に向上し、リムとの摩擦力を向上させることができ、この結果として、耐リム滑り性も向上することが判明し、この発明を完成することに至ったのである。
【００２７】
図４は、タイヤのリムに対する締付け圧（静的な摩擦力）と走行距離の関係を示したものであり、発明例は、上記オーバーラップジョイント領域11が存在しないように補強層（図２）を配設したこの発明に従うソリッドタイヤ、比較例は、上記オーバーラップジョイント領域11が存在するように補強層（図６）を配設したソリッドタイヤ、そして、従来例は、補強層を配設しないタイヤである。
【００２８】
図4から、発明例は、従来例及び比較例に比べて、いずれの走行距離でも高い締付け圧が得られており、また、締付け圧の低下割合も格段に小さいことがわかる。
【００２９】
また、図５は、負荷転動時のタイヤのリムに対する摩擦力（動的摩擦力）と走行距離の関係を示したものであり、発明例及び従来例は図4と同様のタイヤである。
【００３０】
図５から、発明例は、従来例に比べて、いずれの走行距離においても動的摩擦力が格段に大きいことがわかる。
【００３１】
また、「補強層７を、複合ストリップ６の巻き終り端８が、その巻き始め端９と補強層７の径中心位置10とを結ぶ線分の延長線ｍ上に形成する」とは、複合ストリップの巻き始め端９及び巻き終り端８から、それぞれ補強層７の径中心位置10に引いた線分の交角θが０°、すなわち、巻き終り端８と巻き始め端９が同一延長線ｍ上にあるように補強層７を形成することを意味し、また、「補強層７を、複合ストリップ６の巻き終り端８が、その巻き始め端９と補強層７の径中心位置10とを結ぶ線分の延長線ｍを横切らず前記延長線ｍよりも幾分手前に位置するように形成する」とは、具体的には、前記交角θが、好適には50°以下の範囲であるように補強層７を形成することを意味する。
【００３２】
また、補強層７は、タイヤの径方向内面位置12からタイヤ径方向に沿って測定したときの距離ｂが、ベースゴム層の断面厚さｈの２〜80％の範囲であるように配設することが好ましい。前記距離ｂがベースゴム層の断面厚さｈの２％未満だと、走行時にベースゴム層の表面にコードが露出してコード損傷等の不具合が発生するからであり、35％超えだと、ベースゴム層の物性変化により、リム滑り抑制の効果を得られない可能性があるからである。
ここで「タイヤの径方向内面位置」とは、両ビード部の、ビードベースとビードヒール部の境界位置を結んだ直線上の位置をいう。
【００３３】
尚、前記距離ｂは、補強層７の層数に関係なく、タイヤの径方向内面位置12と最もタイヤ径方向内側に位置する最内補強層の径方向内面位置13との間をタイヤ径方向に沿って測定したときの距離を意味する。
【００３４】
また、補強層７の幅ｄは、タイヤの径方向内面幅ｃの30〜80％の範囲であることが好ましい。前記幅ｄがタイヤの径方向内面幅ｃの30％未満だと、リムとの嵌合において、リム接触圧分布の不均一を引き起こし、十分な効果が得られず、ビードヒール部での接触圧が極度に低下する傾向があるからであり、80％超えだと、走行時の幅方向変形による歪を受け、耐久的な問題が発生する可能性があり、歪集中によるコードエンド部でセパレーションが発生しやすくなるおそれがあるからである。
【００３５】
さらに、補強層７を構成する有機繊維コードは、コード1本当たりの強力が98〜392Ｎであるナイロン又はポリエステルコードであることが、リム滑り抑制効果及びコード耐久性の点で好ましい。
【００３６】
さらにまた、補強層７は、その幅ｄと同幅である広幅の複合ストリップ６を巻回積層することによって形成することが好ましいが、狭幅の複合ストリップを補強層の幅になるまでタイヤ幅方向に巻回して1層の補強層を形成した後、この補強層の上にさらに巻回積層することによって形成してもよく、この場合も、狭幅の複合ストリップの巻き始め端と巻き終り端をオーバーラップジョイントが存在しないように配置することは必要である。
【００３７】
加えて、ベースゴム層２の断面厚さｈは、タイヤの断面高さａの15〜60％の範囲であることが好ましい。ベースゴム層２の断面厚さｈがタイヤの断面高さａの15％未満だと、リム滑り抑制及びタイヤ変形大による耐久性保持が困難な場合があるからであり、60％超えだと、タイヤの発熱耐久性の点で好ましくないからである。
【００３８】
上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。
【００３９】
【実施例】
次に、この発明に従うニューマチック型ソリッドタイヤを試作し、性能評価を行ったので以下で説明する。
【００４０】
（実施例１）
発明タイヤは、トレッドゴム層を中間ゴムとトップゴムの２層のゴムで構成し、ベースゴム層内に、広幅の複合ストリップを、コード1本当たりの強力が294Ｎである有機繊維コードの延在方向がタイヤ赤道面に対し０°の角度となるように巻回積層して形成した４層の補強層を配設し、複合ストリップの巻き始め端及び巻き終り端から、それぞれ補強層の径中心位置に引いた線分の交角θを８°とした。各タイヤサイズにおける、タイヤの寸法、ベースゴム層の断面厚さ、並びに補強層の配設位置及び幅については表1に示した。
また、比較のため、ベースゴム層内に補強層を配設しないこと以外は発明タイヤの構成と同様である従来タイヤについても併せて試作した。
【００４１】
【表１】

【００４２】
上記各供試タイヤについて、フォークリフトのフロント荷重輪に装着し、４社の試験ユーザーが実地試験を行い、リム滑り量を測定した結果を表2に示す。尚、試験条件、タイヤサイズ、リムサイズ及び走行期間も表2に併せて示してある。
【００４３】
【表２】

【００４４】
表２に示す結果から、発明タイヤは、Ａ〜Ｄ社のいずれの実地試験の場合にも、従来タイヤに比べて耐リム滑り性が格段に優れているのが分かる。
【００４５】
（実施例２）
実施例のタイヤは、タイヤサイズが250−15であり、表３に示す構成を有し、リムサイズが15×7.00Ｔである適用リムに装着してタイヤ車輪とし、このタイヤ車輪を3.5トンのフロント荷重輪に装着し、実際にリム滑りが発生しやすい厳しい使用条件下で走行試験を行い、耐リム滑り性、リム組み作業性、リムフィット性及び耐久性を評価した。尚、耐リム滑り性は、試験前にリムとタイヤの接触部（リムフランジ上部）にタイヤとリムが1直線になるように径方向の線を予め付しておき、そのずれ量（mm）を1ヵ月後に測定し、このずれ量から評価した。これらの評価結果を表３に示す。
また、比較のため、補強層を配設しない従来例１のタイヤ、補強層を配設せずかつタイヤのリムに対する締め代率を大きく設定した従来例２のタイヤ、スチールビードを配設した従来例３のタイヤ、及び補強層をオーバーラップジョイントが存在するように形成した従来例４のタイヤについても試作し、評価した結果を表３に併せて示す。
【００４６】
【表３】

【００４７】
表３に示す評価結果から、実施例のタイヤは、耐リム滑り性、リム組み作業性、リムフィット性及び耐久性のいずれの性能とも満足レベルにある。
一方、従来例１〜４のタイヤは、耐リム滑り性、リム組み作業性、リムフィット性及び耐久性の少なくとも１つの性能が劣っていた。
【００４８】
【発明の効果】
この発明によって、リム組み作業性や耐久性を悪化させることなく、優れた耐リム滑り性及びリムフィット性を有するニューマチック型ソリッドタイヤ、特に産業車両用に用いられるソリッドタイヤを提供することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明に従うニューマチック型ソリッドタイヤの幅方向断面図である。
【図２】 図１のタイヤに配設した補強層だけを抜き出したときの側面図である。
【図３】 ソリッドタイヤとリムとの間の周上の接触圧が荷重負荷条件によって変化することを説明するための図である。
【図４】 タイヤのリムに対する締付け圧（静的な摩擦力）と走行距離の関係を示した図である。
【図５】 負荷転動時のタイヤのリムに対する摩擦力（動的摩擦力）と走行距離の関係を示した図である。
【図６】 従来例４のタイヤに配設した補強層だけを抜き出したときの側面図である。
【符号の説明】
１ ニューマチック型ソリッドタイヤ
２ ベースゴム層
３ トレッドゴム層
４ 中間ゴム層
５ トップゴム層
６ 複合ストリップ
７ 補強層
８ 複合ストリップの巻き終り端
９ 複合ストリップの巻き始め端
10 補強層の径中心
11 オーバーラップジョイント領域

Claims (5)

1. 短繊維コードを含む複合ゴムからなるリング状のベースゴム層と、該ベースゴム層の外面に一体的に形成される１層又は2層のゴムからなるトレッドゴム層とを具え、有機繊維コードをゴム被覆してなる複合ストリップを、有機繊維コードの延在方向がタイヤ赤道面に対し−１０°〜＋１０°の角度となるように巻回積層して形成した２層以上の補強層を、前記ベースゴム層内に埋設してなり、前記補強層を、複合ストリップの巻き終り端が、その巻き始め端と補強層の径中心位置とを結ぶ線分の延長線上に、又は前記延長線を横切らず、複合ストリップの巻き始め端及び巻き終り端から、それぞれ補強層の径中心位置に引いた線分の交角が５０°以下になるよう手前に位置するように形成することを特徴とするニューマチック型ソリッドタイヤ。
2. 補強層の配設位置を、タイヤの径方向内面位置からタイヤ径方向に沿って測定したときの距離が、ベースゴム層の断面厚さの２〜８０％の範囲であり、補強層の幅が、タイヤの径方向内面幅の３０〜８０％の範囲である請求項１に記載のニューマチック型ソリッドタイヤ。
3. 補強層を構成する有機繊維コードは、コード１本当たりの強力が９８〜３９２Ｎであるナイロン又はポリエステルコードである請求項 1 又は２に記載のニューマチック型ソリッドタイヤ。
4. 補強層は、その幅と同幅である広幅の複合ストリップを巻回積層することによって形成する請求項１、２又は３に記載のニューマチック型ソリッドタイヤ。
5. ベースゴム層の断面厚さは、タイヤの断面高さの１５〜６０％の範囲である請求項１〜４のいずれか 1 項に記載のニューマチック型ソリッドタイヤ。

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