JP4583466B2 - クッションタイヤ - Google Patents

Description

フォークリフトトラック等の産業車両において、パンクのおそれがない内部に空気層を有することなくゴム材によって形成するクッションタイヤに関する。

従来、フォークリフトトラック等の産業車両では、低速での走行時に大荷重を受けるため、近年、パンクのおそれがない内部に空気層を有することなくゴム材によって形成するクッションタイヤが多く用いられるようになってきた。

このクッションタイヤとしてはニューマチック形のクッションタイヤとプレスオン式のクッションタイヤとが知られており、ニューマチック形のクッションタイヤは、図１５のタイヤ断面図に示すように、外周側に配置したトレッドゴム層１を備えると共に、内周側に配置したベースゴム層２を備えた二層構造で、タイヤ幅に対するタイヤ断面高さの割合である扁平率を９５〜１２０％とし、その外形を空気入りタイヤと略同じ形状として、走行時の乗り心地を良くしつつ大荷重にも耐えるようにしていた。

また、プレスオン式のクッションタイヤは、図１６のタイヤ断面図に示すように、外周側に配置するトレッドゴム層１を備えると共に、内周側に配置する鋼製のベースバンド１２を備えた構造で、トレッドゴム層１をベースバンド１２に固着するようにしたもので、前記ニューマチック形のクッションタイヤよりもタイヤ幅に対するタイヤ断面高さの割合である扁平率を低くしていた。

前者のニューマチック形のクッションタイヤにあっては、トレッドゴム層とベースゴム層を備えた二層構造で、タイヤ幅に対するタイヤ断面高さの割合である扁平率を９５〜１２０％としていたため、このニューマチック形のクッションタイヤを装着するホイールにあっては、その直径が小径なものとなり、これによりホイールの内周空間部も小さくなることで、この内周空間部に小型のブレーキしか配置することができず、産業車両におけるブレーキ性能が低くなるといった問題があった。

一方、後者のプレスオン式のクッションタイヤにあっては、タイヤ幅に対するタイヤ断面高さの割合である扁平率が前者のニューマチック形のクッションタイヤよりも低いため、プレスオン式のクッションタイヤを装着するホイールの内周空間部を大きくすることができ、内周空間部に配置するブレーキを大型にしてブレーキ性能を高めることができるものの、扁平率が低いためバネ定数が高くなり、走行面の凹凸が運転者にストレートに伝わり、走行時の乗り心地が非常に悪くなるといった問題があった。

本発明は、内部に空気層を有することなくゴム材によって形成するクッションタイヤにおいて、地面に接地する外周側に配置するトレッドゴム層を備えると共に、内周側に配置するベースゴム層を備え、トレッドゴム層とベースゴム層の中間層としてクッション層を入れた構造とし、ベースゴム層は、ホイールに嵌合して装着すると共に、内部に周方向に向かう補強用芯材をタイヤ幅方向の左右に１０ｍｍ以下の等間隔で複数埋設しかつタイヤ断面高さの１０〜３０％の高さとし、タイヤ幅に対するタイヤ断面高さの割合である扁平率を１５〜８０％にすると共に、外周面に形成するトレッド溝と同数となる孔を左右の両側面に円周方向にわたって形成し、この孔７を隣り合うトレッド溝の間に配置すると共に、外周面における隣り合うトレッド溝の間にトレッド溝より小さな形状となる小溝をそれぞれ形成したクッションタイヤである。

扁平率を１５〜８０％としたことで、タイヤを装着するホイールの直径を大きくすることができ、ホイールの内周空間部を拡大することができ、この内周空間部に大きなブレーキ等を配置することができると共に、大きなブレーキ等を配置可能とすることで、タイヤの外形寸法が拡大するのを抑えることもでき、車体のコンパクト化を図ることができる。しかも、左右の両側面に孔を多数形成したことで、この孔によりバネ定数を低くすることができ、クッション性を高くして、走行時の乗り心地を非常に良好にすることができる。

また、孔の数をトレッド溝と同数し、かつ孔を隣り合うトレッド溝の間に配置したことで、円周方向において、トレッド溝と孔とを均一に配置することができ、円周方向におけるそれぞれの位置でのバネ定数の差を小さくし、走行時のそれぞれの位置でのバネ定数の差による振動の発生を無くして、乗り心地を極めて良好にすることができる。

また、外周面における隣り合うトレッド溝の間に小溝をそれぞれ形成したことで、長期間の使用により走行距離が増して、外周面に片減り現象が発生したとしても、この片減り現象による大きな磨耗を防ぐことができ、できるだけ磨耗を小さくすることで、乗り心地が悪化するのを抑えることができる。

また、左右の両側面の内周側に突起部を多数備えたことで、この突起部をホイールのリムフランジに当接して、リムに横方向より嵌合することにより、タイヤをホイールのリムへ装着する際のリムへの嵌合力を高めることができる。

また、内周面に溝を多数形成したことで、タイヤをホイールのリムへ装着する際、ホイールの製作誤差によるリム寸法のバラツキがあっても、内周面に形成した溝が圧縮されたゴム材の逃げ部となり、リム寸法のバラツキを吸収して、タイヤをホイールのリムへ装着する際、リムへの嵌合力を高めることができる。

本発明によるクッションタイヤの第一の実施形態について説明する。
クッションタイヤは、図１のタイヤ断面図に示すように、地面に接地する外周側に配置するトレッドゴム層１を備えると共に、ホイール３のリム４に嵌合する内周側に配置するベースゴム層２を備えた二層構造として、内部に空気層を有することなくゴム材によって形成する。そして、図２の全体正面図に示すように、地面に接地する外周面にトレッド溝５を形成し、このトレッド溝５はタイヤ幅方向の左右において半ピッチずれるように配置し、左右のトレッド溝５は細い接続溝６でつながっている。そして、タイヤ幅（Ｗ）に対するタイヤ断面高さ（Ｈ）の割合である扁平率（Ｈ／Ｗ）を１５〜８０％とし、この扁平率（Ｈ／Ｗ）を従来のプレスオン式のクッションタイヤと略同等の低い値とする。

そして、内周側に配置するベースゴム層２においては、タイヤ断面高さ（Ｈ）に対するベースゴム層２の高さ（ＢＨ）の割合（ＢＨ／Ｈ）を１０〜３０％と少なくすることにより、外周側に配置するトレッドゴム層１を従来と同様の高さ（厚さ）としつつ、タイヤ幅（Ｗ）に対するタイヤ断面高さ（Ｈ）の割合である扁平率（Ｈ／Ｗ）を１５〜８０％とすることができる。

そして、図３の全体側面図に示すように、外周側に配置するトレッドゴム層１における左右の両側面に孔７を円周方向にわたって所定の間隔で多数形成する。この孔７は、タイヤ断面高さ方向に長くなる楕円形状で、両側面よりタイヤ幅方向においてタイヤ幅の略１／４凹んだものとすると共に、この孔７の数を外周面に形成するトレッド溝５と同数とする。具体的にはトレッド溝５を片側１４個とすると、この孔７も片側１４個と同数にする。そして、この孔７を隣り合うトレッド溝５の間、すなわちトレッド溝５を形成していない箇所にそれぞれ配置する。なお、この孔７の形は楕円形状に限定されるものではなく、円形状でも良い。ただし、この孔７の形状については、楕円形状とする孔７の方が円形状とする孔に比べて乗り心地や耐久性が向上する。また、孔７の数も１４個に限定されるものではなく、トレッド溝５の数と同数とすれば良く、クッションタイヤの直径にあわせてトレッド溝５の数を設定することで、孔７の数もこのトレッドの数にあわせて同数とする。通常はトレッド溝５及び孔７の数は１０個から２５個程度であり、２５個より多いと、トレッド溝５が小さくなりすぎて、実用的ではない。

さらに、図１のタイヤ断面図に示すように、前記ベースゴム層２の内部に周方向に向かう補強用芯材８を埋設し、この補強用芯材８としてはワイヤー材であり、これをタイヤ幅方向の左右に等間隔に複数埋設する。この複数の補強用芯材８は密に配置するのが良く、具体的には１０ｍｍ以下が良く、さらに７ｍｍ以下だと最適である。そして、この補強用芯材８は接着剤、及び補強用芯材８に施したメッキによりベースゴム層２に接着するのが良い。なお、この補強用芯材８はワイヤー材以外に線材や鋼製の板材等でも良い。このように補強用芯材８を埋設したことで、ベースゴム層２を薄くしても、この補強用芯材８により剛性を保つことができ、タイヤをホイール３のリム４へ装着する際のリム４への嵌合力を高めることができ、また、補強用芯材８の界面にタイヤ荷重が作用しても、接着剤等によって、ここでのずれの発生を抑えて、補強用芯材８を常にベースゴム層２に密接させることができる。

また、外周側に配置するトレッドゴム層１においては、ゴム硬度を高くして、ゴム硬度が低いやわらかいものは使用しないようにする。これは、ゴム硬度が低いやわらかいものにすると、バネ定数が低くなることで、クッション性が高くなり、乗り心地は良くなるものの、その反面、高負荷時においてゴム材が変質して、内部発熱が発生し、蓄熱現象が起こる。そこで、ゴム硬度を高くして、高負荷時においてゴム材が変質して発生する内部発熱を抑え、蓄熱現象を無くすことで、蓄熱現象によるバーストを防止する。

以上のように、タイヤ幅（Ｗ）に対するタイヤ断面高さ（Ｈ）の割合である扁平率（Ｈ／Ｗ）を１５〜８０％としたことで、タイヤを装着するホイール３の直径を大きくすることができ、これにより、フォークリフトトラック等の産業車両においては、ホイール３の内周空間部を拡大することができ、この内周空間部に大きなブレーキ等を配置することができる。また、大きなブレーキ等を配置可能とすることで、タイヤの外形寸法が拡大するのを抑えることもできる。しかも、トレッドゴム層１における左右の両側面に孔７を円周方向にわたって多数形成したことで、タイヤ幅（Ｗ）に対するタイヤ断面高さ（Ｈ）の割合である扁平率（Ｈ／Ｗ）を低くしても、孔７によりバネ定数を低くすることで、クッション性を高くすることができ、走行面の凹凸が運転者にストレートに伝わるのを低減して、走行時の乗り心地を非常に良好にすることができる。さらに、トレッドゴム層１における左右の両側面に孔７を形成することで、ここでの放熱性を高めることができ、高負荷時においてゴムが変質して発生する内部発熱を効率良く外部に放熱することができる。

また、トレッドゴム層１における左右の両側面に形成する孔７の数を外周面に形成するトレッド溝５と同数とし、かつ孔７を隣り合うトレッド溝５の間に配置したことで、円周方向において、トレッド溝５と孔７とを均一に配置することができ、トレッド溝５と孔７とが重なり合うといったことを無くして、円周方向におけるそれぞれの位置でのバネ定数の差を小さくし、走行時のそれぞれの位置でのバネ定数の差による振動の発生を無くすことができ、乗り心地を極めて良好にすることができる。しかも、隣り合うトレッド溝５の間に孔７を配置したことで、孔７とトレッド溝５とが接近するのを無くして、ここでの亀裂や損傷が発生するのを抑えることができる。

また、第一の実施形態のクッションタイヤの変形例について説明すると、前述した第一の実施形態のクッションタイヤにおいて、図４の全体側面図、図５の全体正面図、図６のタイヤ断面図に示すように、外周面における隣り合うトレッド溝５の間、具体的には側面に形成した孔７に相対する箇所の外周面に小溝１３をそれぞれ形成する。この小溝１３はその溝形状を断面半円形にしている。また、この小溝１３にあっては、その溝深さをトレッド溝５の溝深さよりも浅く、例えば半分以下にすると共に、外周面に形成する部分もタイヤ幅方向の左右両端側のみに、すなわち左右中央まで形成しないようにして、前記トレッド溝５よりも小さな形状のものにする。

このように外周面における隣り合うトレッド溝５の間に小溝１３をそれぞれ形成したことで、タイヤの外周面にあっては、長期間の使用により走行距離が増すと、トレッド溝５における走行方向に向く角部が磨耗する片減り現象が発生する。このため、外周面にトレッド溝５のみを形成した場合、図７（ａ）に示すように、この片減り現象により隣り合うトレッド溝５間全体にわたって大きな磨耗箇所（図中に斜線で示す）が発生し、これにより乗り心地が悪くなるおそれがあったが、外周面における隣り合うトレッド溝５の間に小溝１３を形成することで、図７（ｂ）に示すように、このトレッド溝５と小溝１３とにより外周面を細かく分断することができ、前述の片減り現象により発生する磨耗箇所をトレッド溝５から小溝までの小さなもの（図中に斜線で示す）にすることができ、長期間の使用により走行距離が増しても、乗り心地が悪化するのを抑えることができる。

しかも、この小溝１３にあっては、トレッド溝５に対してかなり小さな形状のものにしていることで、側面に形成した孔７と小溝１３とが同位置になっていても、ここに亀裂や損傷が発生するのを防止することができる。

なお、小溝１３は前述したものに限定されるものではなく、その溝形状をＶ字形等にしても良く、また、その大きさももっと小さくあるいは若干大きくするようにしても良い。

次に、第二の実施形態について説明すると、基本的には前述した第一の実施形態と略同様、外周側のトレッドゴム層１と内周側のベースゴム層２とを備えた二層構造で、内部に空気層を有することなくゴム材によって形成すると共に、タイヤ幅（Ｗ）に対するタイヤ断面高さ（Ｈ）の割合である扁平率（Ｈ／Ｗ）を１５〜８０％とし、トレッドゴム層１における左右の両側面に孔７を円周方向にわたって所定の間隔で多数形成したものであるが、このようになるものにおいて、図８のタイヤ断面図、図９の一部概略側面図に示すように、トレッドゴム層１における左右の両側面の内周側の側方に突き出した突起部９を円周方向にわたって所定の間隔で多数備え、この突起部９はホイール３のリムフランジ１０に当接し、リム４に横方向より嵌合するようになる。この突起部９は左右の両側面に形成する孔７と同数とし、例えば、この孔７の中にそれぞれ形成するようにする。なお、この突起部９の高さはホイール３のリムフランジ１０と同じ高さにするのが良い。また、突起部９の幅は広いほうが良いが、孔７の幅の１／４から１／２程度にすることで、リム４に良好に嵌合しつつ、ゴム材の使用量を抑えて材料を節約することができる。

以上のように、トレッドゴム層１における左右の両側面の内周側に突起部９を円周方向にわたって多数備えたことで、この突起部９をホイール３のリムフランジ１０に当接して、リム４に横方向より嵌合することにより、タイヤをホイール３のリム４へ装着する際のリム４への嵌合力を高めることができる。

また、前記突起部９においては、トレッドゴム層１における左右の両側面に形成する孔７の中にそれぞれ形成していたが、これに限定されるものではなく、例えば、図１０のタイヤ断面図、図１１の一部概略側面図に示すように、トレッドゴム層１における左右の両側面に形成した孔７の間に形成するようにしても良い。さらに、図１２のタイヤ断面図、図１３の一部概略側面図に示すように、突起部９の高さをホイール３のリムフランジ１０の高さより高くするようにしても良い。

次に、第三の実施形態について説明すると、基本的には前述した第一又は第二の実施形態と略同様、外周側のトレッドゴム層１と内周側のベースゴム層２とを備えた二層構造で、内部に空気層を有することなくゴム材によって形成すると共に、タイヤ幅（Ｗ）に対するタイヤ断面高さ（Ｈ）の割合である扁平率（Ｈ／Ｗ）を１５〜８０％とし、トレッドゴム層１における左右の両側面に孔７を円周方向にわたって所定の間隔で多数形成したものであるが、このようになるものにおいて、図１４の一部概略側面図に示すように、ホイール３のリム４に当接し嵌合するようになるベースゴム層２における内周面にタイヤ幅方向の左右に向かう溝１１を円周方向にわたって所定の間隔で多数形成する。この円周方向にわたって形成する溝１１にあっては、その全体の体積をリム４に嵌合する際のリム４とベースゴム層２における補強用芯材８間のゴム材の圧縮されて減少する体積減の０．５倍から２倍程度とする。

以上のように、ベースゴム層２における内周面にタイヤ幅方向の左右に向かう溝１１を円周方向にわたって多数形成したことで、タイヤをホイール３のリム４へ装着する際、ホイール３の製作誤差によるリム４寸法のバラツキがあっても、内周面に形成した溝１１内にベースゴム層２が逃げるようになり、ベースゴム層２内に埋設した補強用芯材８に大きな力が作用するのを無くして、補強用芯材８の破損を防止すると共に、タイヤをホイール３のリム４へ装着する際のリム４への嵌合力を高めることもできる。

なお、前述した各実施形態にあっては、外周側に配置するトレッドゴム層１を備えると共に、内周側に配置するベースゴム層２を備えた二層構造としたニューマチック形のクッションタイヤであったが、これに限定されるものではなく、例えば、中間層としてクッション層を入れた構造でも良い。

また、前述した各実施形態にあっては、左右の両側面に形成する孔７の数をトレッド溝５と同数としているが、これに限定されるものではなく、例えば、孔７をタイヤ断面高さ方向において２列に配置して、孔７の数をトレッド溝５の２倍の数にするようにしても良い。

本発明による第一の実施形態のタイヤ断面図である。 本発明による第一の実施形態の全体正面図である。 本発明による第一の実施形態の全体側面図である。 本発明による第一の実施形態の変形例の全体側面図である。 本発明による第一の実施形態の変形例の全体正面図である。 本発明による第一の実施形態の変形例のタイヤ断面図である。 （ａ）外周面に形成するトレッド溝の状態説明図である。 （ｂ）外周面に形成するトレッド溝の状態説明図である。 本発明による第二の実施形態のタイヤ断面図である。 本発明による第二の実施形態の一部概略側面図である。 本発明による第二の実施形態の他のタイヤ断面図である。 本発明による第二の実施形態の他の一部概略側面図である。 本発明による第二の実施形態の他のタイヤ断面図である。 本発明による第二の実施形態の他の一部概略側面図である。 本発明による第三の実施形態の一部概略側面図である。 従来のタイヤ断面図である。 従来のタイヤ断面図である。

符号の説明

１…トレッドゴム層、２…ベースゴム層、３…ホイール、４…リム、５…トレッド溝、６…接続溝、７…孔、８…補強用芯材、９…突起部、１０…リムフランジ、１１…溝、１２…ベースバンド、１３…小溝。

Claims (1)

1. 内部に空気層を有することなくゴム材によって形成するクッションタイヤにおいて、
   地面に接地する外周側に配置するトレッドゴム層１を備えると共に、内周側に配置するベースゴム層２を備え、トレッドゴム層１とベースゴム層２の中間層としてクッション層を入れた構造とし、
   ベースゴム層２は、ホイール３に嵌合して装着すると共に、内部に周方向に向かう補強用芯材８をタイヤ幅方向の左右に１０ｍｍ以下の等間隔で複数埋設しかつタイヤ断面高さの１０〜３０％の高さとし、
   タイヤ幅に対するタイヤ断面高さの割合である扁平率を１５〜８０％にすると共に、
   外周面に形成するトレッド溝５と同数となる孔７を左右の両側面に円周方向にわたって形成し、この孔７を隣り合うトレッド溝５の間に配置すると共に、
   外周面における隣り合うトレッド溝５の間にトレッド溝５より小さな形状となる小溝１３をそれぞれ形成したことを特徴とするクッションタイヤ。

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