JPH07172108A - 産業車両用空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 大きな据切り入力及びサイドフォース入力に
対し優れた耐セパレーション性及び耐磨耗性を同時に発
揮する産業車両用空気入りタイヤを提供する。 【構成】 トレッド部１断面におけるクラウンＣｒ輪郭
が、トレッド部踏面の中央区域の曲率半径Ｒａと、それ
に比しより小さい値の該踏面両側区域の曲率半径Ｒｂ
と、それに比しより小さい値のショルダ区域の曲率半径
Ｒｃとが形成する各円弧の一連なりの複合円弧になり、
トレッド部における踏面側トレッドゴムＴｒが、トレッ
ド部中央領域のゴム組成物体と、それに比しより小さい
摩擦係数をもつ、トレッド部両側領域から各ショルダ領
域にわたる間のゴム組成物体との複合体からなる産業車
両用空気入りタイヤ。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、主として工場構内や
作業所構内、例えば製鉄所内において高稼働率に加え過
酷な使用条件下で重量物を搬送するパレットキャリアな
どの産業車両に用いる空気入りタイヤに関し、特に著し
い重荷重を負荷したタイヤに対し頻繁に据切り操作を施
す必要がある車両に装着したタイヤに生じ勝ちなセパレ
ーション故障を有利に回避すると同時に、やはりこの種
の車両に特有に生じるトレッドゴムの耐磨耗性低下を抑
制して、タイヤとしての使用寿命を大幅に向上した産業
車両用空気入りタイヤを提供するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えば製鉄所においてインゴットや圧延
鋼板のコイルなどの搬送に供するパレットキャリアと呼
ばれる産業車両には、これら物品の搬送効率を高めるた
めロングボディ形式の車両を採用し、さらにこの車両は
重量が著しく重い積載品を安定して搬送するため、比較
的外径が小さい小型サイズの空気入りタイヤを密に多数
本、例えば２０〜５０本装着した形式であるのが一般で
ある。

【０００３】また上記車両を狭い構内で効率良く走行さ
せるため、オペレータは、例えばタイヤの据切り角度が
約９０°に及ぶような極端な据切り操作を頻繁に行なう
のを常とする。ところがその都度タイヤの接地域におけ
るトレッド部には著大な捩りトルクが作用する結果、ト
レッドゴムとカーカス又はブレーカ（ベルト）との間に
大きなせん断歪が生じ、これに由来するメカニカルセパ
レーション故障が発生し勝ちであった。この対策とし
て、セパレーション故障の発生源となるショルダ部分の
接地面圧の低減が有効であるとされ、その有力手法とし
て従来からトレッド部断面における、小さな面取り円弧
を付したショルダを除く他のクラウン輪郭を、小さな一
つの曲率半径にて形成したタイヤが使用されてきた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】たしかにクラウン曲率
半径を全般にわたり小さくすれば、タイヤの重荷重負荷
の下での著しい据切り時における上記せん断歪の低減効
果がもたらされ、これによりセパレーション故障発生は
ある程度抑制可能となる反面、この手段は以下に述べる
弊を伴うことを解明した。

【０００５】すなわちセパレーション故障抑制に対し事
実上効果が認められるまでクラウン曲率半径を小さくす
ると、荷重負荷の下におけるトレッド部の接地圧分布の
ありさまが、クラウン中央域の接地圧に比しより著しく
低いショルダ域のそれを示し、そのためタイヤの負荷転
動時の接地域におけるショルダ域のトレッドゴムは、い
わゆる引きずり（ブレーキング）状態を呈してクラウン
中央域のトレッドゴムに比しより早く磨耗する傾向を示
す。

【０００６】また一方では、先に述べたタイヤに対する
著大な据切り入力や車両走行中にタイヤに加えられるサ
イドフォースによりクラウン中央域におけるトレッドゴ
ムは早期に磨耗する傾向を示し、このことと上述のこと
とが相乗してトレッドゴムの耐磨耗性が著しく低下する
事実を見出した。

【０００７】以上要するに、重荷重負荷の下での過酷な
据切り入力や大きなサイドフォース入力が当然として加
えられる上述したような特殊使用条件に対して、従来の
空気入りタイヤでは耐セパレーション性とトレッド磨耗
寿命の確保との両立が事実上不可能である現状に鑑み、
この特殊使用条件下で優れた耐セパレーション性保持と
十分なトレッド磨耗寿命確保との両立を有利に実現し得
る産業車両用空気入りタイヤを提供するのがこの発明の
目的である。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
この発明の産業車両用空気入りタイヤは、一対のビード
部及びサイドウォール部と、両サイドウォール部にトロ
イド状に連なるトレッド部とからなる産業車両用空気入
りタイヤにおいて、タイヤの回転軸心を含む平面による
トレッド部断面におけるクラウン輪郭は、トレッド部踏
面の中央区域の曲率半径（Ｒａ）と、それに比しより小
さい値の該踏面両側区域の曲率半径（Ｒｂ）と、それに
比しより小さい値のショルダ区域の曲率半径（Ｒｃ）と
が形成する各円弧の一連なりの複合円弧になり、トレッ
ド部における踏面側トレッドゴムは、トレッド部中央領
域のゴム組成物体と、それに比しより小さい摩擦係数を
もつ、トレッド部両側領域から各ショルダ領域にわたる
間のゴム組成物体との複合体からなることを特徴とす
る。

【０００９】ここにこの発明によるタイヤの、その回転
軸心を含む平面による要部断面の右半を図１に示す。図
において１はトレッド部、２は一対（図では片側の一部
のみ示す）のサイドウォール部であり、それらは図示を
省略した一対のビード部に連なり、トレッド部１は両サ
イドウォール部にトロイド状に連なる。また図示の３は
これらトレッド部１、サイドウォール部２及びビード部
を補強するカーカスであり、このカーカスは慣例に従う
バイアス構成又はラジアル構成になり、前者の構成では
ブレーカを用いることを可とし後者の構成においてはベ
ルトを用いるのはやはり慣例に従う。なお図示のカーカ
ス３の例はブレーカを省略したバイアスカーカスをあら
わす。

【００１０】図１に示すところのトレッド部１の断面に
おけるクラウンＣｒの輪郭は、トレッド部１踏面中央区
域の曲率半径Ｒａが形成する円弧と、この曲率半径Ｒａ
に比しより小さい値の該踏面両側区域Ｗｂ（図では一方
側のみ示す）における曲率半径Ｒｂが形成する円弧と、
そしてこの曲率半径Ｒｂに比しより小さい値のショルダ
Ｓｈ区域における曲率半径Ｒｃが形成する円弧との一連
なりの複合円弧になることを要する。

【００１１】ここでトレッド部１踏面の中央区域は、図
１において踏面幅Ｗａ×２から踏面両側区域の幅Ｗｂ×
２差し引いた区域を指し、ここに側域幅Ｗｂは踏面の半
幅Ｗａの２０〜４０％の範囲内であることが望ましい。
また上記曲率半径Ｒｂの中心は、曲率半径Ｒａが形成す
る円弧の終端におけるその半径線上に位置することが望
ましい。

【００１２】また図１に示すように、トレッド部１にお
ける踏面側トレッドゴムＴｒは、トレッド部１の中央領
域のゴム組成物体Ｔｒｃと、それに比しより小さい摩擦
係数をもつ、トレッド部１両側領域からショルダＳｈ領
域にわたる間のゴム組成物体Ｔｒｓとの複合体からなる
ものとする。

【００１３】ここでトレッド部１の中央領域は、図１に
おいてトレッド部１の踏面幅Ｗａ×２から踏面両側区域
の幅Ｗｃ×２を差し引いた幅内部における領域を指し、
すなわち図１でいえばタイヤ赤道面を示す直線Ｅと幅Ｗ
ｃを区画する直線Ｌｃとが平行となる、この両側の直線
Ｌｃにて囲まれる領域である。ここに側域幅Ｗｃは踏面
の半幅Ｗａの２０〜４０％の範囲内であることが望まし
い。なお図示のトレッド部１はいわゆるキャップ・ベー
ス（ベースはＴｂにて示す）トレッドゴムの適用になる
ものの、キャップゴムのみからなるトレッドゴムの適用
も可とする。

【００１４】また上記の曲率半径Ｒａ、Ｒｂの関係はＲ
ｂ＝（０．４〜０．６）×Ｒａであること、そしてショ
ルダ区域における曲率半径Ｒｃは実用上３０〜５０ｍｍ
であるのが望ましく、さらに上記ゴム組成物体Ｔｒｃ、
Ｔｒｓの摩擦係数値の相互関係はＴｒｓ＝（０．９２〜
０．９８）×Ｔｒｃであるのが望ましい。なおゴム組成
物体Ｔｒｓを構成するゴムポリマは単独のブタジエンゴ
ム（ＢＲ）乃至その高率の他のゴムポリマとのブレンド
が適合する。

【００１５】

【作用】まずトレッド部１の踏面中央区域の曲率半径Ｒ
ａと、それに比しより小さい値の踏面両側区域Ｗｂの曲
率半径Ｒｂと、それに比しより小さい値のショルダ区域
Ｓｈの曲率半径Ｒｃとが形成する各円弧の一連なりの複
合円弧の構成になるクラウンＣｒの輪郭を備えるトレッ
ド部１は、タイヤの荷重負荷の下での踏面両側区域Ｗｂ
からショルダ区域Ｓｈまでの範囲にわたる接地面圧を適
正な低い値に加減自在となり、これによりタイヤの過酷
な据切り操作時にトレッド部１の上記範囲に対する過大
な局部的入力の作用を有効に低減することができる。

【００１６】さらにショルダ区域Ｓｈに、他の曲率半径
Ｒａ、Ｒｂに比しより小さいものの、従来のいわゆるラ
ウンドショルダ形状における曲率半径に比し大幅により
大きな曲率半径Ｒｃを付すことにより、著しく大きなサ
ドフォース入力がトレッド部１に加えられるにしてもこ
の入力を、トレッド部１全体に一様に分散負担させるよ
うに作用してショルダ区域Ｓｈに集中することを有利に
回避することができる。

【００１７】上述した据切り操作時における局部的過大
入力の有効低減と、サイドフォース入力のショルダ区域
Ｓｈへの集中回避とにより、踏面両側区域Ｗｂ及びショ
ルダ区域Ｓｈに生じ勝ちであったトレッドゴムＴｒとカ
ーカス３又はブレーカ（ベルト）との間の大きなせん断
歪が大幅に緩和され、その結果この歪に基づくセパレー
ション故障が有効に抑制可能となる。かてて加えてこれ
らの区域のトレッドゴムＴｒ磨耗も大幅に軽減できる。

【００１８】またトレッドゴムＴｒをその中央領域のゴ
ム組成物体Ｔｒｃと、それに比しより小さい摩擦係数を
もつ、トレッド部１の両側領域からショルダＳｈ領域に
わたる間のゴム組成物体Ｔｒｓとの複合体として構成す
ることにより、タイヤの著しい据切り操作時にトレッド
部１はその方向転換が従来のトレッド部に比しより一層
容易になると同時に、ゴム組成物体Ｔｒｓ部分は路面に
対しゴム組成物体Ｔｒｃ部分に比しより滑り易い挙動を
示す。

【００１９】このことはゴム組成物体Ｔｒｓ部分がタイ
ヤの据切り時にカーカス３又はブレーカ（ベルト）に及
ぼすせん断歪の低減に有利に作用するので、やはりこの
部分におけるセパレーション故障の有効抑制と、併せて
耐磨耗性の向上とをもたらす。なおこの耐磨耗性の向上
は、先に述べたところを含めゴム組成物体Ｔｒｓ部分の
早期磨耗、すなわち偏摩耗の発生を抑制することに他な
らず、結局トレッドゴム全体の磨耗寿命を大幅に改善す
るものである。

【００２０】以上述べたところの作用を要約するに、ク
ラウンＣｒの断面輪郭をその曲率半径がＲａ＞Ｒｂ＞Ｒ
ｃの相互関係の下で形成することと、トレッドゴムＴｒ
をゴム組成物体Ｔｒｃと、それに比しより小さな摩擦係
数を有するゴム組成物体Ｔｒｓとの複合体として構成す
ることとの相乗効果発揮により、トレッドゴムＴｒの十
分な摩耗寿命を保持した上で、トレッド部１の両側領域
における耐セパレーション性の著大な改善が達成可能と
なるのである。

【００２１】

【実施例】産業車両用空気入りタイヤのサイズが８．２
５ー１５ー１６ＰＲであり、その構成は図１に従い、カ
ーカス３はゴム引きナイロンコ−ドプライのバイアス構
造になる。トレッド部１の踏面半幅Ｗａは９０ｍｍであ
り、踏面両側区域の幅Ｗｂは３２ｍｍとし、クラウンＣ
ｒの輪郭は、踏面中央区域の曲率半径Ｒａを４４０ｍ
ｍ、その両側区域Ｗｂの曲率半径Ｒｂを２５０ｍｍ、シ
ョルダＳｈ区域の曲率半径Ｒｃを４０ｍｍとして構成し
た。

【００２２】トレッドゴムＴｒにおける両側領域の区域
Ｗｃを３０ｍｍとして、この領域には中央領域のゴム組
成物体Ｔｒｃの摩擦係数に対し０．９５倍の摩擦係数を
有するゴム組成物体Ｔｒｓを適用した。

【００２３】実施例の効果を検証するためショルダ区域
の曲率半径を２０ｍｍとする他はクラウン輪郭を一つの
曲率半径にて構成した比較例及び従来例のタイヤを準備
した。比較例のこの曲率半径は４００ｍｍ、従来例のそ
れは５００ｍｍとし、何れのトレッドゴムＴｒも実施例
の中央領域に用いたゴム組成物体Ｔｒｃと同一の単一キ
ャップゴムを適用した。これらを除く他は何れのタイヤ
も全て実施例に合わせた。

【００２４】上述した各例のタイヤを、製鉄所内にて稼
働する１５０トン自走式パレットキャリアの遊輪（非駆
動輪）に１台当り４８本宛装着して、約９０°のタイヤ
据切りを頻繁に行う実車走行試験による比較評価を実施
した。なおタイヤの１本宛ての最大負荷荷重が４０００
ｋｇｆに及ぶため充填内圧は全て９．２５ｋｇｆ／ｃｍ
² に統一した。

【００２５】評価はセパレーションの亀裂長さ（値が大
なるほど悪い）と、トレッドゴムの耐磨耗性指数（値が
大なるほど悪い）とを比較することとした。試験終了時
において、従来例の耐磨耗性指数を１００としたとき比
較例は１１０であり、実施例では９０の値が得られた。
また亀裂長さも従来例を１００とする指数にてあらわし
たところ、これが比較例で９０、さらに実施例では７０
に止まっていることが明らかとなり、このことはトータ
ル使用寿命で実施例は他の例に対し格段に向上している
ことを示している。

【００２６】

【発明の効果】この発明によれば、重荷重負荷の下での
過酷な据切り入力や大きなサイドフォース入力がタイヤ
に加えられるような産業車両の使用条件下で、空気入り
タイヤに強く要望されていた優れた耐セパレーション性
発揮と十分なトレッド磨耗寿命確保との両立を有利に実
現し得る長寿命な産業車両用空気入りタイヤを提供でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の要部断面図である。

【符号の説明】

１ トレッド部 ２ サイドウォール部 Ｔｒ トレッドゴム Ｃｒ クラウン Ｒａ、Ｒｂ、Ｒｃ 曲率半径 Ｔｒ トレッドゴム Ｔｒｃ、Ｔｒｓ ゴム組成物体 Ｗａ 踏面の半幅 Ｗｂ、Ｗｃ 側域幅

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対のビード部及びサイドウォール部
   と、両サイドウォール部にトロイド状に連なるトレッド
   部とからなる産業車両用空気入りタイヤにおいて、 タイヤの回転軸心を含む平面によるトレッド部断面にお
   けるクラウン輪郭は、トレッド部踏面の中央区域の曲率
   半径（Ｒａ）と、それに比しより小さい値の該踏面両側
   区域の曲率半径（Ｒｂ）と、それに比しより小さい値の
   ショルダ区域の曲率半径（Ｒｃ）とが形成する各円弧の
   一連なりの複合円弧になり、 トレッド部における踏面側トレッドゴムは、トレッド部
   中央領域のゴム組成物体と、それに比しより小さい摩擦
   係数をもつ、トレッド部両側領域から各ショルダ領域に
   わたる間のゴム組成物体との複合体からなることを特徴
   とする産業車両用空気入りタイヤ。