JPH10236217A - 非空気式タイヤ - Google Patents
非空気式タイヤInfo
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- JPH10236217A JPH10236217A JP9061834A JP6183497A JPH10236217A JP H10236217 A JPH10236217 A JP H10236217A JP 9061834 A JP9061834 A JP 9061834A JP 6183497 A JP6183497 A JP 6183497A JP H10236217 A JPH10236217 A JP H10236217A
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Abstract
ンクのおそれのない非空気式タイヤを提案する。 【解決手段】 接地側に配置されるトレッド部と、トレ
ッド部の半径方向内側に配置されるベース部と、両部間
のクッション部より構成される非空気式タイヤに於い
て、該クッション部の左右両側面に多数の孔を円周状に
穿設すると共に、これら隣接する孔間は一定幅にゴム材
が介在するものとなし、且つ接地側に穿設される孔の構
成が、(1)15個以上の孔を穿設すること、(2)孔
の軸方向長さ(h)と隣接する孔間の周方向長さ(a)
の関係を、 0.75<h/a<3.0 (3)孔のピッチ(p)に対する上記孔間の周方向長さ
(a)の割合(a/p)を、 20%<a/p<72.
5% となされていることを特徴とする。
Description
業車両用及び建設車両用タイヤとして比較的低速で使用
され、且つパンクのおそれのない非空気式タイヤに係
り、特に乗り心地をソフトに改良した非空気式の孔あき
タイヤに関する。
し、しかもときには釘、木片などの散在する悪路の走行
に使用されるフォークリフトやホイールローダー等の産
業車両は、タイヤのパンクによる不具合を排除するため
空気入りタイヤに代えてソリッドタイヤを使用すること
が多い。
トな空気入りタイヤは重量物を積載するとたわみが大き
く成りすぎて、方向転換時にコントロールを失い易く操
縦安定性に問題があり、また重量物を積載して走行中に
突如パンクすることがあり、危険である。一方、上記ソ
リッドタイヤは、ゴム弾性体が中実であるため空気入り
タイヤのように局部変形することが出来ず乗り心地が非
常に悪く、且つ重量が重いほか、ゴムの加硫時間が長く
コスト高であるといった欠点がある。またソリッドタイ
ヤは縦バネ特性が高いため、路面状況に過敏に反応して
路面に凹凸があると振動が運転者にストレートに伝わり
乗り心地が悪くなる。このため、ソリッドタイヤの乗り
心地を改善するためにタイヤの硬度を低くして初期圧縮
のバネ定数を下げると、横ブレが大きくなるなどの旋回
安定性の低下を招くことなる。
操縦性を備えたパンクのおそれのない非空気式タイヤを
提案する。
を産業車両、建設車両用として使用する際のより適切な
縦バネ定数の範囲は図20に示すとおりである。このグ
ラフの斜線内が好ましい乗り心地を得られる範囲であ
り、更にフォークリフト用タイヤとしては掛線内が最適
な範囲を表している。このグラフの上限以上ではタイヤ
が硬くなりすぎて乗り心地が悪くなり、また下限以下で
はタイヤの横バネ定数が低くなりすぎて旋回時などの操
縦性が不安定となるばかりか、タイヤの耐久性も悪くな
る。
両及び建設車両用の非空気式の孔あきタイヤであって、
接地側に配置されるトレッド部と、トレッド部の半径方
向内側に配置されるベース部と、両部間のクッション部
より構成され、該クッション部の左右両側面に多数の孔
を円周状に穿設し、且つこれら隣接する孔間は一定幅に
ゴム材が介在するものとなし、また穿設される孔の構成
が、(1)15個以上の孔を穿設すること、(2)孔の
軸方向長さ(h)と隣接する孔間の周方向長さ(a)の
関係を 0.75<h/a<3.0 (3)孔のピッチ(p)に対する上記孔間の周方向長さ
(a)の割合(a/p)を 20%<a/p<72.5
% となされていることにより、本発明の孔あきタイヤに適
正なゴム硬度を選択することによって、縦バネ定数は前
記グラフの範囲内に含まれ、乗り心地と操縦性の良好な
非空気式の孔あきタイヤを提供することが可能となる。
上記孔が複数の層状に形成される場合は、接地側に穿設
される孔の構成を上記範囲とする。また、形状及び大き
さの異なる多数の層状に形成される場合は孔の大きさの
大きい層の構成に関して上記範囲とする。更に、形状及
び大きさが同一の多数の孔を円周状に複数の層状に穿設
する場合は、これら複数の層のうち少なくとも一層の孔
の構成を上記範囲とする。
たことにより、走行振動を抑制し、良好な乗り心地が得
られる理由は次の通りである。すなわち、図21に示す
孔40,40とこれら孔間に介在するゴム材50とのた
わみの関係は数1の式で近似的に表される。このとき、
タイヤのクッション性に影響を及ぼす接地側若しくは孔
の大きさの大きい層の孔数を15個以下とした場合に
は、図21Aに示すように隣接する孔40,40間のゴ
ム材50の周方向長さa内に接地面で荷重を負担する幅
tが常に存在するものとなるため、走行時に孔40とゴ
ム材50とが交互に荷重を負担することとなって走行振
動が大となるのである。これに対して孔数を15個以上
とする場合は、図21Bに示すように接地面で荷重を負
担する幅t内にゴム材50a、50bが存在し、これで
荷重を分担して負担することから効果的に振動を低減さ
せることが出来るものとなる。なお、図中の斜線部はゴ
ム材の荷重を負担する部分を、Gは路面を示す。例えば
タイヤサイズ6.50−10の場合、標準的な負荷時の
タイヤのたわみを1.0cm、孔が形成される層の直径を
43cm、標準負荷時に負担するゴム材の数(隣接する孔
間の周方向長さaをゴム材1個と呼称する)を1.5個
とすると孔数は約15.5個となる。
に対する孔間のゴム材の周方向長さ(a)の割合の上限
を、a/p<72.5%としたことにより、荷重が加わ
ってタイヤがたわみ孔の接地面側に歪みが集中して、こ
の部分からトレッド部に向けて亀裂が発生するといった
不具合を防止し、耐久性の優れた孔あきタイヤとなっ
た。
間のゴム材に集中する機体旋回時の引っ張り力からの耐
久性を向上させ、該部からの亀裂発生を防止することが
可能となった。
周方向長さ(a)の割合をh/a>0.75としたこと
により、孔間のゴム材のしわによる亀裂の発生を抑制す
ることが出来た。これは、ゴムを繰り返し圧縮すると孔
のアール部(曲線部分)にしわが発生し、やがて該個所
からゴム亀裂に至る現象を抑制し、耐久性に優れたタイ
ヤを提供できる。
とソリッドタイヤのバネ定数の差はわずかであるが、h
/a>0.75とすることにより、孔あきタイヤのバネ
定数がソリッドタイヤに比べて低くなり、クッション性
の良好なタイヤとなった。また最適なバネ定数を得るた
めにタイヤ幅(H)に対する孔の深さ(b)の割合を、
b/H>17%とすると良い。
みを超えると座屈が発生する。本発明の孔あきタイヤに
おいて孔間のゴム材が座屈すると、バネ定数が急速に変
化し操縦不安定となる。孔の軸方向長さ(h)と孔間の
ゴム材の周方向長さ(a)の割合h/aが大きくなると
限界歪み量が小さくなるため、わずかな圧縮で座屈が生
じタイヤとしては不適である。特に旋回時のタイヤはス
ラスト方向の力を受けるため、タイヤ側面のゴムに異常
な伸張及び圧縮による座屈が発生し、タイヤの耐久性を
損なう。本発明に於いては、h/a<3.0としたこと
により、座屈現象を防止し、操縦安定性及び耐久性に優
れたタイヤを提供することが出来た。
孔あきタイヤ1の一例を示すものであって、ゴムなどの
弾性材料で構成され、リムに装着されるベース部2と、
接地面にトレッド3a及び溝3bを形成したトレッド部
3とを同心円上に配置しており、また両部間にクッショ
ン部6を形成し、該部6のタイヤ左右両側面のそれぞれ
に内外2層の円形の孔4a,4bを円周方向(矢印c)
に穿設し、且つ隣接する孔4a,4b間のクッション部
6にベース部2からトレッド部3にかけて一体的に形成
した一定幅のゴム材5a、5bを介在させている。
と隣接する孔間の周方向長さ(a)の関係を、0.75
<h/a<3(図2ではh/a≒2)、孔のピッチ
(p)に対する上記孔間の周方向長さ(a)の割合を、
20%<a/p<70%(図2ではa/p≒28.7
%)の範囲としたことにより、タイヤのクッション性が
良好となり、耐久性も実用上問題とならない。また、孔
4aの深さ(b)とタイヤ幅(H)の割合を、b/H>
17%としている。(タイヤサイズ7.00−12では
b≧3cmとなる。)
bは同数で、且つ周方向に於いて半ピッチずらされて配
置されており、すなわち隣接するトレッド部側の孔4
a,4a間のゴム材5a位置にベース部側の孔4bが配
置されていると共に、これら孔4a,4bの両端はそれ
ぞれΔtだけオーバーラップしている。また、各孔4
a,4bはタイヤ巾方向(矢印H)両側面から交互に且
つおよそ巾方向中央位置の深さで開口しており、タイヤ
幅方向中央に全周に連続するウェブkが形成される。
ット性、耐チッピング性に優れ、スリップしないゴムが
適しており、具体的には硬度55〜75度で、天然ゴム
または天然ゴムとSBR、ブタジエンゴムのブレンドゴ
ムなどがある。一方、クッション部のゴムは低発熱で疲
労性に優れ、圧縮永久歪が少なく高温での引き裂き抵抗
に優れたものが良く、例えば硬度60〜80度の天然ゴ
ムあるいは天然ゴムとブタジエンゴムのブレンドゴムが
適している。また、ベース部のゴムは硬度75〜95度
のやや硬めでリムに強固に固着できるものが良いのであ
り、このように各部の目的、特徴に沿ったゴムを選択す
ることにより、耐久性に優れたタイヤを提供できる。更
に、孔間のゴム材5a、5b部分からの亀裂発生を防止
するため、クッション部6の表面を高物性、高強度のゴ
ムで補強すると良い。更に、トレッド部及びクッション
部の両部に適する特性を備えたゴム材を選択し、両部を
同一ゴム材で作成しても良い。
り、図4はタイヤ両側面に貫通する孔4a、4bが穿設
してあり、図5はタイヤ巾方向左右両側面からそれぞれ
孔4a、4bを穿設し、タイヤ巾方向中央に全周にわた
ってウェブkを設けたものである。なおRは機体に装着
するためにタイヤベース部2に取り付けたリムであり、
Sは補強のためにベース部2に埋入されたビードワイヤ
ーであるが、ビードワイヤーは特に埋入しなくても良い
のであり、また鉄板など別の補強手段を埋設しても良
い。
7を示すもので、楕円状の孔4aと円状の孔4bのそれ
ぞれ内外2層の孔を直線上に配置したものであり、接地
側の孔4a及び孔間のゴム材5aのそれぞれの大きさは
上記範囲内に設定してある。図7は本発明の第3実施例
の孔あきタイヤ8を示すもので、面取りをした四角形状
の孔4が一層穿設してある。
イヤ9であって、接地側の上記範囲の大きさ(h/a=
0.8、a/p=57.8%)の孔4aと、該隣接する
孔4a、4a間のゴム材5aに小孔4cを穿設すると共
に、内側の孔4bは接地側の孔4aよりも多く穿設して
いる。該実施例のように大小の孔が混在して穿設される
場合は最大の大きさの孔に関して上記範囲内とする。図
9は本発明の第5実施例を示す孔あきタイヤ10であっ
て、ベース部2とトレッド部3との間に3層の略三角形
状の孔4a、4b、4cを配置したものである。
タイヤ11の巾方向断面図であって、本タイヤ11はベ
ース部2を金属製の円筒状のベースバンドで形成したも
のであり、クッション部6には上記範囲の孔4が穿設さ
れる。
されるものではなく、例えば楕円や四角形、または丸と
多角形を交互に配置すること等、様々なパターンが考え
られる。また、孔層が2層以上の場合、それぞれの層に
穿設された孔は同数とする必要はない。
イヤの部分斜視図であり、孔4a、4b、4a’、4
b’間のゴム材を外方へ突出させた膨出部51a、51
b、51a’、51b’に形成している。このため孔間
のゴム材の強度が上がり、亀裂発生、座屈の防止に優れ
た効果を発揮することができると共に、スラスト方向の
剛性が上がり、旋回時の操縦安定性に優れる。
限定することにより求めるため、種々の大きさの孔に基
づき実験を行った。その結果を表1に示す。なお、本実
験では孔の大きさを孔間のゴム材の大きさに置き換えて
それぞれ実施例及び比較例にて測定、評価した。
のような1ピッチ当たりのゴム材試料を作成した。図中
pは孔のピッチ、aは孔間のゴム材の周方向長さ、bは
孔の深さ、hは孔の軸方向長さ、Hはタイヤ幅方向長さ
である。 (2)孔間のゴム材のバネ定数 作成した1ピッチ当たりの試料に1トンの荷重を加えた
ときのたわみからこのゴム材試料のバネ定数を算出し
た。 (3)ゴム試料のたわみ 試料のバネ定数からサイズ7.00−12のタイヤとし
てのたわみを図13のグラフに基づき求めたものであ
る。なお、図13は1ピッチのゴム材試料のバネ定数と
2.5トン負荷時の試料のたわみを示したものであり、
ゴム材のバネ定数が高いと、2.5トンの負荷を1ピッ
チのゴム材で負担するが、バネ定数が低くなるにつれ、
荷重を負担するゴム材が増えるのであり、図中(イ)は
1ピッチのゴム材で、(ハ)は2ピッチのゴム材で、
(ロ)はその中間でそれぞれ荷重を負担した場合を示し
てある。 (4)評価法 表1の各試料が図13より算出したたわみと同量のたわ
みになるように荷重を加えた際の試料の状態を観察し、
評価を示したものであり、比較例10、11は孔間のゴ
ム材が座屈をおこし、比較例12、13は孔のR部にし
わが発生した。
2、3、4、5、9について実際にタイヤサイズ7.0
0−12、孔数30の孔あきタイヤを作成し、フォーク
リフトに装着して、実車での走行試験を行った。また比
較例として同サイズのタイヤを作成し、実車試験を行っ
た。この結果を表2に示す。
本当たり2500kgの荷重をかけた状態で、時速16km
で走行した。比較例の試験は通常使用状態、すなわちタ
イヤ1本当たりの荷重が470kg〜1440kg、時速4
km〜8kmで走行試験した。 (2)タイヤのバネ定数 実施例2,3,4,5,9のタイヤのバネ定数を測定
し、この値と実験1の1ピッチのゴム試料とのバネ定数
の関係を図14に示した。これによると、両者は互いに
相関しており、1ピッチのゴム材試料のたわみがタイヤ
全体のたわみと関連していることが分かった。なお図中
sは同サイズのソリッドタイヤのバネ定数である。 (3)評価 各実施例及び比較例の孔回りのゴム材について、欠点発
生の有無を観察した。実施例2、3、4、5は8時間
(480分)走行で異常は見られなかったが、実施例9
は7時間20分(440分)走行で、孔が圧縮されて出
来るしわによる亀裂が発生し、更に孔間のゴム材が裂け
た。また比較例は800時間走行で孔の接地側部分に亀
裂が発生した。
フ内の線A、B、C、Dで囲まれている値が本発明の孔
あきタイヤの最適な大きさを示す範囲であり、表1の実
施例は全てこの範囲内である。図中線Aはh/a=0.
75で有り、この値以下のものはゴム材にしわが発生す
る他、図14に示すように本発明の孔あきタイヤのバネ
定数が約1500kg/cm以上、即ち孔間のゴム材のバネ
定数が3000kg/cm以上となって、孔あきタイヤとし
てのバネ定数に劣る。線Bはh/a=3.0であり、こ
の値以上では孔間のゴム材が座屈し、急にたわみが大き
くなって操縦性が不安定になる。
ョン部のゴムへの亀裂発生を抑制する限界ラインであ
り、この値以上では孔から接地面側へ亀裂が発生し耐久
性に劣る。一定負荷条件に於いて、ゴムの耐久性はゴム
硬度(剛性)に依存し、ゴム硬度が低いと耐久性が低
く、ゴム硬度が高くなるに従い耐久性も向上しやがてピ
ークを迎えるが、ピーク値以上のゴム硬度となると耐久
性が低下することが知られている。実験2の比較例で
は、ピーク値以上のゴム硬度であるため耐久性が悪く亀
裂が発生した。そこで文献及び該実験結果より耐久性を
考慮したa/pは、適正硬度のゴムを想定するとa/p
≦72.5%の範囲である。一方、実験2の実施例9は
ゴム硬度が低いためたわみが大きく、走行試験の旋回時
に図16に示すようなスラスト方向の負荷Fがかかるこ
ととなって、接地側のクッション部のゴムが異常に変形
し、ゴム材5aが裂けた(図中V)。なお図中Gは地面
である。しかしゴム硬度を適正に想定すれば実施例2、
3、4、5の如く何ら問題はなく、従って図15の線D
を下限としてa/p≧20%とすることにより、ゴム材
に引っ張りの力が集中し、該部のゴムが裂けることを効
果的に抑制することとなった。
設けているため、ゴム材料がソリッドタイヤに比べ少な
く、また成形加硫時、金型よりゴム内部に熱が伝わり易
いためソリッドタイヤに比べ加硫時間が大幅に短縮で
き、経済的にも優れた非空気式タイヤを提供できる。
ソリッドタイヤに静荷重及びネジリトルクをかけた時の
たわみ及びネジレ角を示すグラフであり、図17に示す
ようにタイヤに縦方向の荷重を加えた際のたわみは両者
ともほぼ変わりないが、図18に示すようにトルク荷重
については本発明の孔あきタイヤが柔らかいことを示し
ており、ソフトな乗り心地が得られる。一方、図19は
両タイヤに軸方向の荷重を加えた際のたわみを比較した
グラフであるが、グラフに示すように孔あきタイヤの方
がたわみが少ないのであり、本発明の孔あきタイヤはス
ラスト力に対して安定しており、旋回時の操縦安定性に
優れている。
部発熱を効果的に外部に放熱、拡散することができ、タ
イヤのバーストを防止し、耐久性に優れた空冷タイヤと
なった。また、本発明の孔あきタイヤは全周に亘って孔
間のゴム材及びウェブを形成しているため、タイヤのト
レッドが磨耗し孔部分が接地面に露出しても、これら孔
間のゴム材部分がトレッド、孔部分が溝としての働きを
するため、安全上支障のない限りそのまま使用すること
が可能であり、経済性に優れたものとなった。
がなく、操縦安定性を維持しながらクッション性を高め
て、ソフトな乗り心地である。一方、スラスト方向の剛
性も備えているため、高荷重時でも走行性、旋回性に優
れており、作業者においても安心且つ安全である。
面図である。
面図である。
面図である。
面図である。
図である。
図である。
Aは正面図、BはY−Y線断面図である。
5トン負荷時の7.00−12のタイヤとしての試料の
たわみの関係を示したグラフである。
定数の関係を示したグラフである。
である。
関係を本発明の非空気式タイヤとソリッドタイヤとで比
較したグラフである。
を示すグラフである。
関係を本発明の非空気式タイヤとソリッドタイヤとで比
較したグラフである。
範囲を示したグラフである。
る。
Claims (8)
- 【請求項1】 接地側に配置されるトレッド部と、トレ
ッド部の半径方向内側に配置されるベース部と、両部間
のクッション部より構成される非空気式タイヤに於い
て、該クッション部の左右両側面に多数の孔を円周状に
穿設すると共に、これら隣接する孔間は一定幅にゴム材
が介在するものとなし、且つ接地側に穿設される孔の構
成が、(1)15個以上の孔を穿設すること、(2)孔
の軸方向長さ(h)と隣接する孔間の周方向長さ(a)
の関係を、 0.75<h/a<3.0 (3)孔のピッチ(p)に対する上記孔間の周方向長さ
(a)の割合(a/p)を、 20%<a/p<72.
5% となされていることを特徴とする非空気式タイヤ。 - 【請求項2】 等形の孔が1層に穿設されていることを
特徴とする請求項1記載の非空気式タイヤ。 - 【請求項3】 多数の孔が複数の層状となして穿設され
ていることを特徴とする請求項1記載の非空気式タイ
ヤ。 - 【請求項4】 複数の各層に対して穿設する孔の形状及
び大きさを、隣接する層間でそれぞれ異ならしめたこと
を特徴とする請求項3記載の非空気式タイヤ。 - 【請求項5】 接地側に配置されるトレッド部と、トレ
ッド部の半径方向内側に配置されるベース部と、両部間
のクッション部より構成される非空気式タイヤに於い
て、該クッション部の左右両側面に形状及び大きさの異
なる多数の孔を複数の層状に穿設すると共に、各層にお
ける隣接する孔間は一定幅にゴム材が介在するものとな
し、且つ穿設された孔のうち大きさの大きい層における
構成が、(1)15個以上の孔を穿設すること、(2)
孔の軸方向長さ(h)と隣接する孔間の周方向長さ
(a)の関係を、 0.75<h/a<3 (3)孔のピッチ(p)に対する上記孔間の周方向長さ
(a)の割合(a/p)を、 20%<a/p<72.
5% となされていることを特徴とする非空気式タイヤ。 - 【請求項6】 接地側に配置されるトレッド部と、トレ
ッド部の半径方向内側に配置されるベース部と、両部間
のクッション部より構成される非空気式タイヤに於い
て、該クッション部の左右両側面に形状及び大きさが同
一の多数の孔を円周状に複数の層状に穿設すると共に、
これら隣接する孔間は一定幅にゴム材が介在するものと
なし、これら複数の層のうち少なくとも一層の孔の構成
が、(1)15個以上の孔を穿設すること、(2)孔の
軸方向長さ(h)と隣接する孔間の周方向長さ(a)の
関係を、 0.75<h/a<3.0 (3)孔のピッチ(p)に対する上記孔間の周方向長さ
(a)の割合(a/p)を、 20%<a/p<72.
5% となされていることを特徴とする非空気式タイヤ。 - 【請求項7】 穿設される孔の深さ(b)とタイヤ幅
(H)の割合をb/H>17%としたことを特徴とする
請求項1,5,6に記載の非空気式タイヤ。 - 【請求項8】 上記孔間に介在する一定幅のゴム材をタ
イヤ外方に膨出させたことを特徴とする請求項1,5,
6に記載の非空気式タイヤ。
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JP06183497A JP4132123B2 (ja) | 1997-03-01 | 1997-03-01 | 非空気式タイヤ |
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JP06183497A JP4132123B2 (ja) | 1997-03-01 | 1997-03-01 | 非空気式タイヤ |
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JP2002226199A Division JP2003072315A (ja) | 2002-08-02 | 2002-08-02 | 非空気式タイヤ |
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JP4132123B2 JP4132123B2 (ja) | 2008-08-13 |
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