JP7647429B2 - ソリッドタイヤ - Google Patents

Description

本明細書は、ソリッドタイヤを開示する。

ソリッドタイヤ(中実タイヤとも称される)は、主に生産設備の移送装置及びフォークリフト等の産業車両に使用される。ソリッドタイヤは、ホイールと、このホイールに装着されたトレッドとを備える。トレッドの典型的な材質は、ゴム組成物である。

ソリッドタイヤに大きな荷重が負荷されると、トレッドは撓む。トレッドの、ホイールとの接合面の軸方向外側端の近辺（トレッドの接合面端部）には、この撓みによる応力の集中が発生し易い。トレッドの接合面端部への応力の集中は、トレッドの接合面端部のホイールからの剥離の要因となりうる。トレッドの接合面端部での応力の集中を緩和したソリッドタイヤについての検討が、特開２００５－３４９８７２公報に開示されている。

特開２００５－３４９８７２公報

ソリッドタイヤには、効果的にトレッドの接合面端部のホイールからの剥離を抑えることが求められている。

本発明者の意図するところは、トレッドの接合面端部の、ホイールからの剥離が抑えられたソリッドタイヤの提供にある。

好ましいソリッドタイヤは、環状のホイールと、このホイールの半径方向外側に位置し路面と接触するトレッド面を有するトレッドと、を備えており、前記ホイールは、側面と、外周面と、前記側面と前記外周面との間に位置し軸方向内側に向かうにつれて半径方向外側に向かうように傾斜している傾斜面と、を有しており、前記トレッドの、軸方向外側端での半径方向厚みＴｅの赤道での半径方向厚みＴに対する比（Ｔｅ／Ｔ）は、０．０７０以上０．２５以下である。

このソリッドタイヤでは、ホイールに傾斜面を設けること、及び、トレッドの、軸方向外側端での半径方向厚みＴｅの、赤道での半径方向厚みＴに対する比（Ｔｅ／Ｔ）を０．０７０以上０．２５以下とすることにより、トレッドの接合面端部への応力の集中が効果的に緩和されている。このタイヤでは、トレッドの接合面端部の、ホイールからの剥離が抑えられている。

図１は、一実施形態に係るソリッドタイヤが示された斜視図である。 図２は、図１のタイヤの周方向に垂直な断面が示された断面図である。 図３は、図２の一部が拡大されて示された断面図である。 図４は、他の実施形態に係るソリッドタイヤが示された、断面図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態が詳細に説明される。

図１は、ソリッドタイヤ２が示された斜視図である。図１において、矢印Ｘで示されるのがタイヤ２の軸方向であり、矢印Ａで示されるのがタイヤ２の周方向である。図２は、図１のタイヤ２の周方向に垂直な断面が示された断面図である。図２において、矢印Ｘで示されるのがタイヤ２の軸方向であり、矢印Ｙで示されるのがタイヤ２の半径方向であり、紙面と垂直方向がタイヤ２の周方向である。図２において、一点鎖線ＣＬは、タイヤ２の赤道面を表す。このタイヤ２は、空気を入れるための空洞を備えていない。このタイヤ２は、中実タイヤ２である。図１及び２で示されるように、このタイヤ２は、トレッド４とホイール６とを備える。

トレッド４は、環状を呈する。トレッド４は、ホイール６の半径方向外側に装着されている。トレッド４は、耐摩耗性及びグリップ性に優れた架橋ゴムからなる。トレッド４の基材ゴムとして、天然ゴム（ＮＲ）、ポリイソプレン（ＩＲ）、ポリブタジエン（ＢＲ）及びウレタンゴム（Ｕ）が例示される。トレッド４の材質が、熱可塑性エラストマーであってもよい。

トレッド４は、路面と接地するトレッド面８と、ホイール６と接触する接合面１０と、一対の側面１２とを備える。それぞれの側面１２は、トレッド面８と接合面１０との間に位置する。トレッド面８、接合面１０及び側面１２は、それぞれ周方向に延びている。図１の実施形態では、トレッド面８に、溝１４が刻まれている。この溝１４によりトレッドパターンが形成される。トレッド面８に、溝１４が刻まれていなくてもよい。

図３には、接合面１０の軸方向外側端の近辺が、拡大されて示されている。図３において、符号Ｐ１は、トレッド４の側面１２の、半径方向内側端を表す。符号Ｐ１は、接合面１０の軸方向外側端も表している。この明細書では、符号Ｐ１で表される位置は、「端点Ｐ１」と称される。

図３に示されるように、それぞれの側面１２は、端部１６と湾曲部１８とを備えている。端部１６は、端点Ｐ１から半径方向に延びている。端部１６は、接合面１０の軸方向外側端から半径方向に延びている。端部１６は、周方向に垂直な断面において、直線状を呈している。湾曲部１８は、端部１６の外側端１９から延びている。湾曲部１８は、軸方向内側に向かうにつれて半径方向外側に向かうように傾斜している。この実施形態では、湾曲部１８は、周方向に垂直な断面において、内向きに凸な円弧状を呈している。

図３において、両矢印Ｔｅは、トレッド４の、軸方向外側端での半径方向厚みを表す。詳細には、厚みＴｅは、半径方向における、端点Ｐ１と、端部１６の外側端１９との距離である。図２において、両矢印Ｔは、赤道におけるトレッド４の半径方向厚みを表す。このタイヤ２では、厚みＴｅの厚みＴに対する比（Ｔｅ／Ｔ）は、０．０７０以上０．２５以下である。

ホイール６は、環状を呈する。ホイール６は、典型的には金属よりなる。ホイール６の好ましい材質として、スチール及びアルミニウム合金が挙げられる。ホイール６が、合成樹脂からなっていてもよい。

ホイール６は、外周面２０、内周面２２、一対の側面２４、及び一対の傾斜面２６を備える。外周面２０は、トレッド４に覆われている。外周面２０は、トレッド４の接合面１０と接触している。内周面２２は、このタイヤ２の内周面を形成する。外周面２０、内周面２２、側面２４及び傾斜面２６は、それぞれ周方向に延びている。

図２で示されるように、それぞれの側面２４は、内周面２２の軸方向外側端から半径方向に延びている。図３で示されるように、側面２４は、トレッド４の端部１６に連続している。即ち、端点Ｐ１は、ホイール６の側面２４の半径方向外側端と一致する。側面２４は、端部１６と直線状に連結している。

それぞれの傾斜面２６は、対応する側面２４と、外周面２０との間に位置している。傾斜面２６は、端点Ｐ１から延びている。即ち、端点Ｐ１は、傾斜面２６の軸方向外側端である。傾斜面２６は、軸方向内側に向かうにつれて半径方向外側に向かうように傾斜している。図３で示されるように、この実施形態では、周方向に垂直な断面において、傾斜面２６は外向きに凸な円弧状を呈している。

図３おいて、符号Ｐ２は、傾斜面２６の軸方向内側端を表す。符号Ｐ２は、外周面２０の軸方向外側端も表している。この明細書では、符号Ｐ２で表される位置は、「端点Ｐ２」と称される。端点Ｐ２において、傾斜面２６は、外周面２０と接続している。傾斜面２６は、トレッド４に覆われている。傾斜面２６は、トレッド４の接合面１０と接触している。

以下本実施形態の、作用効果が説明される。

本開示に係るソリッドタイヤ２では、ホイール６は、側面２４と外周面２０との間に位置し軸方向内側に向かうにつれて半径方向外側に向かうように傾斜している傾斜面２６を有している。この傾斜面２６は、トレッド４の接合面１０の軸方向の外側端の近辺（トレッド４の接合面端部）に負荷される応力の集中を防止する。さらにこのソリッドタイヤでは、厚みＴｅの厚みＴに対する比（Ｔｅ／Ｔ）は、０．０７０以上０．２５以下である。ホイール６に傾斜面２６を設けた上で、この傾斜面２６に接触する位置でのトレッド４の厚みＴｅを適切に設定することで、トレッド４の接合面端部での応力の集中が、より効果的に防止される。このソリッドタイヤ２では、トレッド４の接合面端部の、ホイール６からの剥離が防止されている。

比（Ｔｅ／Ｔ）は、０．１０以上がより好ましい。比（Ｔｅ／Ｔ）を０．１０以上とすることで、このトレッド４は、軸方向外側端において、応力の負荷に耐えうる厚みを有する。このソリッドタイヤ２では、トレッド４の接合面端部の、ホイール６からの剥離がより効果的に防止されている。この観点から、比（Ｔｅ／Ｔ）は０．１４以上がさらに好ましい。比（Ｔｅ／Ｔ）は、０．２１以下がより好ましい。比（Ｔｅ／Ｔ）を０．２１以下とすることで、トレッド４の接合面端部に負荷される応力の集中が、より効果的に緩和される。このソリッドタイヤ２では、トレッド４の接合面端部の、ホイール６からの剥離が防止されている。この観点から比（Ｔｅ／Ｔ）は、０．１８以下がさらに好ましい。

図３において、両矢印Ｗｒは、傾斜面２６の半径方向幅を表す。詳細には、幅Ｗｒは端点Ｐ１と端点Ｐ２との半径方向距離である。幅Ｗｒの厚みＴに対する比（Ｗｒ／Ｔ）は、０．０５０以上が好ましい。比（Ｗｒ／Ｔ）を０．０５０以上とすることで、この傾斜面２６は、トレッド４の接合面端部への応力の集中を効果的に緩和する。この観点から、比（Ｗｒ／Ｔ）は０．０６０以上がより好ましく、０．０８０以上がさらに好ましい。

比（Ｗｒ／Ｔ）を大きくすると、ホイール６の軸方向の端での半径方向厚みが薄くなる。これは、ホイール６の耐久性に影響を及ぼしうる。ホイール６の耐久性を確保するために、ホイール６全体の半径方向厚みを大きくすることが考えられる。しかしこれは、ホイール６のコストに影響を及ぼしうる。

比（Ｗｒ／Ｔ）は、０．１５以下が好ましい。比（Ｗｒ／Ｔ）を０．１５以下とすることで、コストの増大を抑えつつ、優れた耐久性が維持される。この観点から比（Ｗｒ／Ｔ）は０．１４以下がより好ましく、０．１２以下がさらに好ましい。

図３において、両矢印Ｗａは、傾斜面２６の軸方向幅を表す。詳細には、幅Ｗａは、端点Ｐ１と端点Ｐ２との軸方向距離である。幅Ｗａの幅Ｗｒに対する比（Ｗａ／Ｗｒ）は、０．５０以上が好ましい。比（Ｗａ／Ｗｒ）を０．５０以上とすることで、傾斜面２６の軸方向外側に存在するトレッド４の部分は、負荷される応力に耐えうる大きさを有する。このソリッドタイヤ２では、トレッド４の接合面端部の、ホイール６からの剥離が防止されている。この観点から、比（Ｗａ／Ｗｒ）は、０．６０以上がより好ましく０．８０以上がさらに好ましい。比（Ｗａ／Ｗｒ）は、１．５以下が好ましい。比（Ｗａ／Ｗｒ）を１．５以下とすることで、この傾斜面２６は、トレッド４の接合面端部への応力の集中を効果的に緩和する。この観点から比（Ｗａ／Ｗｒ）は、１．４以下がより好ましく１．２以下がさらに好ましい。

図３において、符号Ｖは、端点Ｐ２を通り半径方向に延びる仮想線を表す。両矢印Ｔｉは、端点Ｐ２におけるトレッド４の半径方向厚みを表す。厚みＴｉは、仮想線Ｖに沿って計測した、トレッド４の厚みである。

厚みＴｉの厚みＴｅに対する比（Ｔｉ／Ｔｅ）は、０．７０以上が好ましい。比（Ｔｉ／Ｔｅ）を０．７０以上とすることで、このトレッド４は、傾斜面２６の軸方向の内側端において、負荷される応力に耐えうる厚みを有する。このソリッドタイヤ２では、トレッド４の接合面端部の、ホイール６からの剥離が防止されている。この観点から、比（Ｔｉ／Ｔｅ）は、０．９０以上がより好ましく１．１以上がさらに好ましい。比（Ｔｉ／Ｔｅ）は、２．０以下が好ましい。比（Ｔｉ／Ｔｅ）を２．０以下とすることで、トレッド４の接合面端部に負荷される応力の集中が、効果的に緩和される。このソリッドタイヤ２では、トレッド４の接合面端部の、ホイール６からの剥離が防止されている。この観点から、比（Ｔｉ／Ｔｅ）は、１．７以下がより好ましく１．５以下がさらに好ましい。

図３において、矢印Ｒは、湾曲部１８の曲率半径を表す。曲率半径Ｒは１０ｍｍ以上が好ましい。曲率半径Ｒを１０ｍｍ以上とすることで、トレッド４の接合面端部に負荷される応力の集中が効果的に緩和される。この観点から、曲率半径Ｒは１５ｍｍ以上がより好ましく、２０ｍｍ以上がさらに好ましい。曲率半径Ｒは４０ｍｍ以下が好ましい。曲率半径Ｒを４０ｍｍ以下とすることで、このトレッド４は、軸方向の外側端の近辺において、負荷される応力に耐えうる厚みを有する。このトレッド４は、耐久性に優れている。この観点から、曲率半径Ｒは３５ｍｍ以下がより好ましく、３０ｍｍ以下がさらに好ましい。

図４は、他の実施形態に係るソリッドタイヤ３０が示された断面図である。このタイヤ３０は、トレッド３２とホイール３４とを備える。ホイール３４は、外周面３６と側面３８との間に、傾斜面４０を備える。このタイヤ３０では、ホイール３４の傾斜面４０の形状が、図３のタイヤ２とは異なる。

傾斜面４０は、軸方向内側に向かうにつれて半径方向外側に向かうように傾斜している。図４で示されるように、この実施形態では、周方向に垂直な断面において、傾斜面４０は直線状を呈している。直線状の傾斜面４０は、トレッド３２の接合面端部に負荷される応力の集中を効果的に緩和する。このソリッドタイヤ３０では、トレッド３２の接合面端部の、ホイール３４からの剥離が防止されている。

なお、図４の実施形態のソリッドタイヤ３０においても、比（Ｔｅ／Ｔ）、比（Ｗｒ／Ｔ）、比（Ｗａ／Ｗｒ）、比（Ｔｉ／Ｔｅ）及び曲率半径Ｒの好ましい範囲は、図３の実施形態のソリッドタイヤ２と同じである。

以下、実施例に係るソリッドタイヤの効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本明細書に開示された範囲が限定的に解釈されるべきではない。

［実施例１］
下記の表１に示された仕様を備えた、実施例１のソリッドタイヤを得た。赤道面で計測したこのタイヤの外径は２６７ｍｍであり、トレッドの厚みＴは４２ｍｍであった。ホイールの内径は、１６５ｍｍであった。トレッドの基材ゴムは、天然ゴムである。

［比較例１］
このタイヤでは、ホイールは傾斜面を有さない。ホイールの側面が、外周面と接続している。このタイヤの比（Ｔｅ／Ｔ）は、表１のとおりとされた。これらの他は実施例１と同様にして、比較例１のタイヤを得た。

［比較例２－３、実施例２－４］
比（Ｔｅ／Ｔ）を表１のとおりとした他は実施例１と同様にして、比較例２－３及び実施例２－４のタイヤを得た。

［実施例５］
傾斜面の形状を円弧状としたことの他は実施例１と同様にして、実施例５のタイヤを得た。

［実施例６－７］
比（Ｗｒ／Ｔ）、比（Ｗｒ／Ｔ）、比（Ｔｉ／Ｔｅ）及び半径Ｒの値並びに傾斜面の形状を表２のとおりとした他は実施例３と同様にして、実施例６－７のタイヤを得た。

［実施例８］
比（Ｔｉ／Ｔｅ）の値、半径Ｒの値及び傾斜面の形状を表２のとおりとした他は実施例１と同様にして、実施例８のタイヤを得た。

［トレッドの剥離］
このタイヤを車両（２．５ｔ積みのカウンターウエイト式のフォークリフト）の駆動輪に装着した。タイヤに２８．５ｋＮの荷重が負荷されるように、車両に荷物が積載された。この車両で、平坦なアスファルト路面上において、スラローム走行を繰り返した。このときの車両の速度は８ｋｍ／ｈであった。トレッドの接合面端部での剥離が発生するまでの走向時間が計測された。その結果が１から１０の１０段階で、表１－２に示されている。数値が大きいほど、走向時間が長い。数値が大きいほど、好ましい。

表１－２に示されるように、実施例のタイヤでは、比較例のタイヤと比べて、トレッドの剥離が抑えられている。この評価結果から、このソリッドタイヤの優位性は明らかである。

［開示項目］
以下の項目は、好ましい実施形態の開示である。

［項目１］
環状のホイールと、このホイールの半径方向外側に位置し路面と接触するトレッド面を有するトレッドとを備え、前記ホイールは、側面と、外周面と、前記側面と前記外周面との間に位置し軸方向内側に向かうにつれて半径方向外側に向かうように傾斜している傾斜面とを有しており、前記トレッドの、軸方向外側端での半径方向厚みＴｅの赤道での半径方向厚みＴに対する比（Ｔｅ／Ｔ）が、０．０７０以上０．２５以下である、ソリッドタイヤ。

［項目２］
前記傾斜面の半径方向幅Ｗｒの前記厚みＴに対する比（Ｗｒ／Ｔ）が、０．０５０以上０．１５以下であり、前記傾斜面の軸方向幅Ｗａの前記幅Ｗｒに対する比（Ｗａ／Ｗｒ）が、０．５０以上１．５以下である、項目１に記載のソリッドタイヤ。

［項目３］
周方向に垂直な断面において前記傾斜面が直線状を呈している、項目１又は項目２に記載のソリッドタイヤ。

［項目４］
前記傾斜面の軸方向内側端における前記トレッドの半径方向厚みＴｉの、前記厚みＴｅに対する比（Ｔｉ／Ｔｅ）が０．７０以上２．０以下である、項目１から３のいずれかに記載のソリッドタイヤ。

［項目５］
前記トレッドが側面を有しており、前記トレッドの側面が、この側面の内側端から半径方向に延びる端部と、この端部の外側端から延びる湾曲部とを備えており、周方向に垂直な断面において前記湾曲部が内向きに凸な円弧状を呈しており、この湾曲部の曲率半径が１０ｍｍ以上４０ｍｍ以下である、項目１から４のいずれかに記載のソリッドタイヤ。

前述のソリッドタイヤは、生産ラインでの搬送装置や産業車両に装着されうる。

２、３０・・・ソリッドタイヤ
４、３２・・・トレッド
６、３４・・・ホイール
８・・トレッド面
１０・・接合面
１２・・・トレッドの側面
１４・・・溝
１６・・・端部
１８・・・湾曲部
２０、３６・・・外周面
２２・・・内周面
２４、３８・・・ホイールの側面
２６、４０・・・傾斜面

Claims (5)

1. 環状のホイールと、このホイールの半径方向外側に位置し路面と接触するトレッド面を有するトレッドとを備え、
   前記ホイールが、側面と、外周面と、前記側面と前記外周面との間に位置し軸方向内側に向かうにつれて半径方向外側に向かうように傾斜している傾斜面と、を有しており、
   前記トレッドの、軸方向外側端での半径方向厚みＴｅの、赤道での半径方向厚みＴに対する比（Ｔｅ／Ｔ）が、０．０７０以上０．２５以下であるソリッドタイヤ。
2. 前記傾斜面の半径方向幅Ｗｒの前記厚みＴに対する比（Ｗｒ／Ｔ）が、０．０５０以上０．１５以下であり、
   前記傾斜面の軸方向幅Ｗａの前記幅Ｗｒに対する比（Ｗａ／Ｗｒ）が、０．５０以上１．５以下である、請求項１に記載のソリッドタイヤ。
3. 周方向に垂直な断面において前記傾斜面が直線状を呈している、請求項１又は２に記載のソリッドタイヤ。
4. 前記傾斜面の軸方向内側端における前記トレッドの半径方向厚みＴｉの、前記厚みＴｅに対する比（Ｔｉ／Ｔｅ）が０．７０以上２．０以下である、請求項１から３のいずれかに記載のソリッドタイヤ。
5. 前記トレッドが側面を有しており、
   前記トレッドの側面が、この側面の内側端から半径方向に延びる端部と、この端部の外側端から延びる湾曲部とを備えており、
   周方向に垂直な断面において前記湾曲部が内向きに凸な円弧状を呈しており、この湾曲部の曲率半径が１０ｍｍ以上４０ｍｍ以下である、請求項１から４のいずれかに記載のソリッドタイヤ。

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