(57)【要約】【課題】耐リム滑り性、リムフィット性を低下させることなく、フィラメント切れや亀裂、セパレーションを効果的に抑制する。【解決手段】ベースゴム層13に設けた２層の補強層21、22の内部に、タイヤ赤道Ｓに対して逆方向に傾斜した互いに平行に延びる多数本のスチールコードを埋設するとともに、これら２層の補強層21、22を幅方向にずらしながら半径方向に積層して、両補強層21、22が半径方向に積層されている積層領域の幅Ｒを減少させたので、両補強層21、22の幅方向外端におけるせん断歪みが低減して、亀裂、セパレーションの発生が効果的に抑制される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
短繊維コードを含むゴム組成物からなり、リムに着座される環状のベースゴム層と、ベースゴム層の半径方向外側に配置されたトレッドゴム層とを備えたニューマチック型ソリッドタイヤにおいて、ベースゴム層内に、タイヤ赤道Ｓに対して逆方向に傾斜した互いに平行に延びる多数本のスチールコードが内部に埋設された２層の補強層を設けるとともに、これら２層の補強層を幅方向にずらしながら半径方向に積層して配置したことを特徴とするニューマチック型ソリッドタイヤ。
【請求項２】
前記補強層の幅方向外端におけるずれ量Ｌは10〜80mmの範囲内である請求項１記載のニューマチック型ソリッドタイヤ。
【請求項３】
前記スチールコードのタイヤ赤道Ｓに対する傾斜角Ａは、15度〜80度の範囲内の角度である請求項１または２記載のニューマチック型ソリッドタイヤ。
【請求項４】
前記補強層は、１本当たりの破断強度が 100〜2000Ｎであるスチールコードを、 100％モジュラス値が 2.0〜 8.0ＭPaの範囲内であるコーティングゴムにより被覆することで成形されている請求項１〜３のいずれかに記載のニューマチック型ソリッドタイヤ。
【請求項５】
前記ソリッドタイヤの内周面から補強層までの半径方向高さｂを、タイヤ断面高さａの0.05〜0.35倍の範囲内とした請求項１〜４のいずれかに記載のニューマチック型ソリッドタイヤ。
【請求項６】
前記補強層の合計幅ｄを、該補強層が配置された位置におけるソリッドタイヤ幅ｃの0.30〜0.80倍の範囲内とした請求項１〜５のいずれかに記載のニューマチック型ソリッドタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ベースゴム層内にスチールコードで補強された補強層を有するニューマチック型ソリッドタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の耐リム滑り性を向上させたニューマチック型ソリッドタイヤとしては、例えば以下の特許文献１に記載されているようなものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平８−２１６６１３号公報
【０００４】
このものは、ゴム組成物からなり、リムに着座される環状のベースゴム層と、ベースゴム層の半径方向外側に配置されたトレッドゴム層とを備え、ベースゴム層の半径方向内端部にタイヤ幅方向に離れるとともに、タイヤ赤道に対して対称位置に二対のビードコアを配置したもので、該ビードコアのたが効果によりソリッドタイヤとリムとの接圧を全体的に高めるようにしている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、このような従来のニューマチック型ソリッドタイヤにあっては、ビードコアが非伸張性のスチールから構成されているため、リム組み時に前記ソリッドタイヤが大きく変形すると、ビードコアを構成するフィラメントに破断が発生することがあるという課題があった。また、前記ソリッドタイヤを構成するゴムは接地時に周方向および幅方向に大きく変形するが、ビードコアは実質上伸縮することができないため、ビードコアと該ビードコアを囲むゴムとの間に大きな繰り返し歪みが生じて、ビードコアの周囲に亀裂、セパレーションが発生することがあるという課題もあった。
【０００６】
また、ソリッドタイヤの耐リム滑り性を向上させるため、ベースゴム層内に実質上周方向に延びる有機繊維コード（例えばナイロンコード）が埋設された有機繊維補強層を配置したものも提案されているが、リムへの装着後におけるリムとソリッドタイヤとの偏心量に大きなばらつきが発生し、リムフィット性が低下するという課題があった。
【０００７】
この発明は、耐リム滑り性、リムフィット性を低下させることなく、フィラメント切れや亀裂、セパレーションを効果的に抑制することができるニューマチック型ソリッドタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
このような目的は、短繊維コードを含むゴム組成物からなり、リムに着座される環状のベースゴム層と、ベースゴム層の半径方向外側に配置されたトレッドゴム層とを備えたニューマチック型ソリッドタイヤにおいて、ベースゴム層内に、タイヤ赤道Ｓに対して逆方向に傾斜した互いに平行に延びる多数本のスチールコードが内部に埋設された２層の補強層を設けるとともに、これら２層の補強層を幅方向にずらしながら半径方向に積層して配置することにより、達成することができる。
【発明の効果】
【０００９】
この発明においては、ベースゴム層内に、タイヤ赤道Ｓに対して逆方向に傾斜した互いに平行に延びる多数本のスチールコードが内部に埋設された２層の補強層を設けたので、リム組み時にソリッドタイヤが大きく変形したり、あるいは、走行により該ソリッドタイヤが繰り返し大きく変形すると、補強層内に埋設されたスチールコードの傾斜角度が前述の変形により若干変化し、補強層が前述の変形に追従しながら周方向に若干伸縮する。この結果、耐リム滑り性、リムフィット性を殆ど低下させることなく、スチールコードに作用する張力や周囲のゴムにおける繰り返し歪みが緩和され、これにより、前述したフィラメント切れやコード周りの亀裂、セパレーションが効果的に抑制され、ニューマチック型ソリッドタイヤの耐久性が向上する。
【００１０】
ここで、前述の補強層を同一幅とするとともに、その幅方向中央を合致させながら半径方向に積層すると、重荷重走行時に両補強層の幅方向両外端に大きなせん断歪みが発生し、この結果、ソリッドタイヤを長期間重荷重下で走行させると、前記部位に亀裂、セパレーションが生じることを知見した。このため、この発明においては、前記２層の補強層を幅方向にずらしながら半径方向に積層して、補強層同士が積層している積層領域の幅を減少させたのである。この結果、両補強層の幅方向外端におけるせん断歪みが低減して、亀裂、セパレーションの発生が効果的に抑制され、タイヤ耐久性を容易に向上させることができる。
【００１１】
また、補強層の幅方向外端におけるずれ量Ｌを請求項２に記載の範囲内とすれば、耐リム滑り性を充分に確保しながら、補強層の幅方向外端における亀裂、セパレーションを充分に抑制することができ、さらに、傾斜角Ａを請求項３に記載の範囲内とすれば、補強層によるたが効果（周方向の拘束力）を確実としながら、補強層を容易に成形することができる。
【００１２】
また、請求項４に記載のように構成すれば、補強層と周囲のゴム組成物との間における亀裂の発生を強力に抑制しながら、強力なたが効果を期待することができ、さらに、請求項５に記載のように構成すれば、スチールコードを構成するフィラメントの破断等を抑制しながら、補強層によるたが効果を確実なものとすることができる。また、請求項６に記載のように構成すれば、補強層によるたが効果を充分なものとすることができるとともに、補強層の幅方向両端での亀裂発生を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明の実施形態１を示す子午線断面図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ矢視断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明の実施形態１を図面に基づいて説明する。
図１、２において、11はニューマチック型ソリッドタイヤ（ JATMA YEAR BOOKに規定されるニューマチック形クッションタイヤと同義）であり、このソリッドタイヤ11はフォークリフト等の産業車両で使用されるリム12に装着される。前記ソリッドタイヤ11はリム12の外周面に着座される環状のベースゴム層13を有し、このベースゴム層13はＪＩＳＡ硬度が60度〜80度の比較的高硬度のゴム組成物から構成されている。
【００１５】
ここで、前記ベースゴム層13は、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の有機繊維コードを 5〜80mm程度に短く切断した短繊維コードを20〜70重量％だけゴムに均一に混入したゴム組成物から構成されている。このようにベースゴム層13に短繊維コードを含ませるようにすれば、ベースゴム層13の剛性、圧縮弾性率が高くなり、走行初期におけるベースゴム層13の硬度を容易に高めることができる。また、前記ベースゴム層13の半径方向厚さは、通常ソリッドタイヤ11のタイヤ断面高さａの30〜70％の範囲内である。
【００１６】
前記ベースゴム層13の半径方向外側には環状のトレッドゴム層16が配置され、このトレッドゴム層16は、この実施形態では、耐カット性および耐摩耗性に優れたゴムからなるトップゴム17と、該トップゴム17より半径方向内側においてトップゴム17に密着配置、即ちトップゴム17と前記ベースゴム層13との間に配置されているクッション性等に優れたゴムからなる中間ゴム18との２層構造となっている。このようにしてソリッドタイヤ11は耐摩耗性および振動乗心地性の両立が図られている。なお、前記トレッドゴム層16は中間ゴム18を省略しトップゴム17のみから構成してもよく、あるいは、半径方向に積層された３種類以上のゴムから構成してもよい。
【００１７】
ここで、前記トップゴム17は、通常ＪＩＳＡ硬度が60〜75度のゴムから構成されているが、これは、ＪＩＳＡ硬度が60度未満であると、耐カット性、耐摩耗性が実用上不十分となることがあり、一方、ＪＩＳＡ硬度が75度を超えると、グリップ性能が低下することがあるからである。また、前記中間ゴム18は、通常ＪＩＳＡ硬度が40〜65度の比較的低硬度のゴムから構成され、その半径方向厚さは前記タイヤ断面高さａの25〜50％の範囲内である。
【００１８】
21、22は前記ベースゴム層13内に設けられた２層の補強層であり、これらの補強層21、22は密着した状態で半径方向に積層されるとともに、その幅はこの実施形態のように同一でもよいが、若干異なっていてもよい。各補強層21、22は多数本の互いに平行なスチールコード23、24をコーティングゴム25、26によりそれぞれ被覆することで成形されており、この結果、各補強層21、22内には互いに平行に延びる多数本のスチールコード23、24がそれぞれ埋設されていることになる。ここで、これら補強層21、22内のスチールコード23、24は補強層21、22の幅方向一端から幅方向他端まで連続して延在しており、この結果、該スチールコード23、24の切断された両端は補強層21、22の幅方向両外端において露出している。
【００１９】
また、これら補強層21内に埋設されているスチールコード23と、補強層22内に埋設されているスチールコード24とは、タイヤ赤道Ｓに対して逆方向に傾斜して互いに交差しており、この結果、これら補強層21、22は高いたが効果（周方向の拘束力）を有することとなって、ソリッドタイヤ11とリム12との接圧が全体的に高くなり、耐リム滑り性が向上させることができる。なお、このときのスチールコード23、24のタイヤ赤道Ｓに対する傾斜角度Ａは同一角度あるいは近似した角度とすることが好ましい。
【００２０】
ここで、前記スチールコード23、24のタイヤ赤道Ｓに対する傾斜角度Ａは15度〜80度の範囲内の角度であることが好ましい。その理由は、前記角度Ａが15度未満であると、スチールコード23、24の延在方向がタイヤ赤道Ｓに近くなり過ぎて補強層21、22の成形が困難となることがあり、一方、80度を超えると、補強層21、22によるたが効果が不足することがあるからである。
【００２１】
このようにベースゴム層13内に２層の補強層21、22を設けるとともに、これら補強層21、22の内部にタイヤ赤道Ｓに対して逆方向に傾斜した互いに平行に延びる多数本のスチールコード23、24を埋設したので、リム組み時にソリッドタイヤ11が大きく変形したり、あるいは、走行により該ソリッドタイヤ11が繰り返し大きく変形すると、補強層21、22内に埋設されたスチールコード23、24の傾斜角度Ａが前述の変形により若干変化し、補強層21、22が前述の変形に追従しながら周方向に若干伸縮する。
【００２２】
この結果、耐リム滑り性、リムフィット性を殆ど低下させることなく、スチールコード23、24に作用する張力や、該スチールコード23、24と周囲のゴムとの間の繰り返し歪みが緩和され、これにより、前述したフィラメント切れやコード周りのセパレーションを効果的に抑制することができ、ソリッドタイヤ11の耐久性を向上させることができる。
【００２３】
ここで、前述した２層の補強層21、22を同一幅とするとともに、その幅方向中央を合致させながら半径方向に積層すると、重荷重下で走行させたとき、両補強層21、22の幅方向両外端に大きな層間せん断歪みが発生する。但し、このような大きなせん断歪みが発生しても、６ヶ月程度の走行では問題は発生しないが、９ヶ月を超えるような長期間走行させると、補強層21、22の幅方向両外端に亀裂、セパレーションが生じることを、走行試験により知見した。
【００２４】
このため、この実施形態においては、前記２層の補強層21、22を幅方向にずらしながら半径方向に積層して、両補強層21、22が半径方向に積層されて重複している積層領域の幅Ｒを減少させたのである。この結果、両補強層21、22の幅方向外端、詳しくは積層領域の幅方向外端における層間せん断歪みが低減して、亀裂、セパレーションの発生が効果的に抑制され、タイヤ耐久性を容易に向上させることができる。
【００２５】
ここで、前記補強層21、22の幅方向外端におけるずれ量Ｌは10〜80mmの範囲内であることが好ましい。その理由は、前記ずれ量Ｌが10mm未満であると、補強層21、22の幅方向外端における亀裂、セパレーションを充分に抑制することができず、一方、80mmを超えると、前記積層領域が狭くなって耐リム滑り性を充分に確保することができないことがあるが、前述の範囲内であると、耐リム滑り性を充分に確保しながら、補強層21、22の幅方向外端における亀裂、セパレーションを充分に抑制することができるからである。
【００２６】
そして、前述の各補強層21、22は、１本当たりの破断強度が 100〜2000Ｎであるスチールコードを、 100％モジュラス値が 2.0〜 8.0ＭPaの範囲内であるコーティングゴムにより被覆することで成形することが好ましい。その理由は、破断強度、 100％モジュラス値を前述の範囲内とすれば、補強層21、22と周囲のゴム組成物との間における亀裂の発生を強力に抑制しながら、強力なたが効果を期待することができるからである。ここで、 100％モジュラス値とは、 100％伸び時における引張り応力（ＭPa）をＪＩＳ  Ｋ  ６２５１に従い、ＪＩＳダンベル状３号型試験片を用いて、試験温度30度Ｃにて測定した値である。
【００２７】
さらに、スチールコード23、24を構成するフィラメントの破断等を抑制しながら補強層21、22によるたが効果を確実なものとするためには、ソリッドタイヤ11の内周面から補強層21、22までの半径方向高さｂを、前記タイヤ断面高さａの0.05倍から0.35倍までの範囲内とすることが好ましい。また、前記補強層21、22の合計幅ｄ、ここでは幅方向他側にずれた補強層21の幅方向他側端から、幅方向一側にずれた補強層22の幅方向一側端までの距離は、該補強層21、22が配置された位置におけるソリッドタイヤ11の幅ｃの0.30倍から0.80倍までの範囲内とすることが好ましい。その理由は、前記幅ｄが幅ｃの0.30倍未満であると、補強層21、22によるたが効果が不足することがあり、一方、0.80倍を超えると、補強層21、22の幅方向両端における亀裂を充分に抑制することができないときがあるからである。
【実施例１】
【００２８】
次に、第１試験例について説明する。この試験に当たっては、ベースゴム層が短繊維コードを含むゴム組成物のみからなる従来タイヤ１と、従来タイヤ１と同一のゴム組成物からなるベースゴム層内に二対のビードコアを配置した従来タイヤ２と、従来タイヤ１と同一のゴム組成物からなるベースゴム層内に、ナイロンコードが埋設されたリボン状体を螺旋状に巻回することで構成したナイロン補強層を配置した従来タイヤ３と、従来タイヤ１と同一のゴム組成物からなるベースゴム層内に、タイヤ赤道Ｓに対して逆方向に傾斜した多数本のスチールコードが内部に埋設され、同一幅で幅方向中央が合致した２層の補強層を配置した比較タイヤ１と、従来タイヤ１と同一のゴム組成物からなるベースゴム層内に、前記実施形態１で説明した２層の補強層を配置した実施タイヤ１とを準備した。
【００２９】
ここで、各タイヤのサイズは250-15であり、いずれのタイヤにおいてもベースゴム層、中間ゴム、トップゴムの半径方向厚さはそれぞれタイヤ断面高さａの34％、30％、36％であった。なお、前述のタイヤ断面高さａは 169mmである。また、ベースゴム層には平均繊維長さが30mmの有機繊維コード（ここでは、ナイロンコード）を75重量％の混入率で配合した。
【００３０】
また、従来タイヤ２においては、ビードコアが配置された位置におけるソリッドタイヤの幅（ 210mm）の 0.3、 0.8倍（63、 170mm）だけタイヤ赤道Ｓから幅方向両外側にそれぞれ離れるとともに、ソリッドタイヤの内周面から前記タイヤ断面高さａの0.07倍（12.0mm）だけ半径方向外側に離れた二対の点にビードコアをそれぞれ配置している。さらに、従来タイヤ３においては、幅が、ナイロン補強層が配置された位置におけるソリッドタイヤの幅（ 200mm）の0.46倍（92.3mm)であるナイロン補強層を、ソリッドタイヤの内周面からタイヤ断面高さａの0.06倍（10.0mm）だけ離れた位置に４層積層した。なお、前記従来タイヤ３におけるナイロンコードのタイヤ赤道Ｓに対する傾斜角は０度であった。
【００３１】
一方、比較タイヤ１においては、幅が、補強層が配置された位置におけるソリッドタイヤの幅ｃ（ 200mm）の0.40倍（80mmの同一幅）である２層の補強層を、タイヤ赤道Ｓに幅方向中央を合致させながら積層するとともに、ソリッドタイヤの内周面からこれら補強層までの半径方向高さｂをタイヤ断面高さａの0.06倍（10.0mm）とした。また、各補強層内にはタイヤ赤道Ｓに対して72度で傾斜したスチールコードを多数本埋設した。また、実施タイヤ１においては、比較タイヤ１と同一幅（80mm）である２層の補強層を幅方向に20mmだけずらしながら配置（図２に示す左右のずれ量L1、L2は共に20mm）し、合計幅ｄを 100mmとした。なお、前記比較タイヤ１および実施タイヤ１におけるスチールコード１本当たりの破断強度は共に 902Ｎであり、前記両タイヤ１本における周方向の破断強度は共に105,350Ｎであった。
【００３２】
次に、前述した各ソリッドタイヤを7.00Ｔのリムにリム組みしたが、このリム組み時における所要時間（分）を測定し、その結果をリム組み性として以下の表１に示す。その後、荷揚能力が34.3ｋＮであるフォークリフトのフロント荷重輪に前記タイヤ・リム組立体を装着したが、このときのリムに対するソリッドタイヤの偏心値（mm）を求め、その結果をリムフィット性として以下の表１に示す。ここで、実車での乗り心地性評価において振動問題が発生しない偏心値の上限は３mmであることが確認されている。
【００３３】
次に、最大時速を15ｋｍに制限しながら一日約６〜７時間だけフォークリフトを連続運転し紙ロールを搬送した。このとき、リムとソリッドタイヤとに半径方向に延びる１本の直線を描き、運転開始から１ヶ月経過後に前記リム上およびソリッドタイヤ上に描かれた直線がどの程度周方向にずれているかを測定した。その周方向ずれ量（mm）を耐リム滑り性として以下の表１に示す。
【００３４】
また、前述のような運転をかなり長期の約９ヶ月行った後に各ソリッドタイヤを解剖し、いずれかの部位において亀裂が発生しているか否かを調べた。その結果、従来タイヤ２においては、１本のビードコアにつき周上平均９個の亀裂が発生し、また、比較タイヤ１においては、補強層の幅方向両外端に周上平均１個の亀裂が発生していた。この結果を耐久性として以下の表１に示す。
【００３５】
【表１】
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【００３６】
この表１から明らかなように従来タイヤ１は、耐リム滑り性が極めて低く、また、従来タイヤ２はリム組み性、耐久性に問題があり、さらに、従来タイヤ３はリムフィット性が実用上問題となり、また、比較タイヤ１は耐久性に若干問題があるが、実施タイヤ１は全ての項目で良好である。
【実施例２】
【００３７】
次に、試験例２について説明する。この試験に当たっては、サイズが700-12である従来タイヤ４、実施タイヤ２、および、サイズが300-15である従来タイヤ５、実施タイヤ３を準備した。ここで、従来タイヤ４、５の構造は前記従来タイヤ１とほぼ同様である。なお、前記従来タイヤ４、実施タイヤ２におけるタイヤ断面高さａは 179mm、従来タイヤ５、実施タイヤ３におけるタイヤ断面高さａは 221mmであった。
【００３８】
そして、実施タイヤ２においては、幅が、補強層が配置された位置におけるソリッドタイヤの幅ｃ（ 143mm）の0.42倍（60mm）である２層の補強層を幅方向に10mmだけずらしながら配置（図２に示す左右のずれ量L1、L2は共に10mm）して合計幅ｄを70mmとするとともに、ソリッドタイヤの内周面からこれら補強層までの半径方向高さｂをタイヤ断面高さａの0.08倍（15mm）とした。
【００３９】
一方、実施タイヤ３においては、幅が、補強層が配置された位置におけるソリッドタイヤの幅ｃ（ 224mm）の0.38倍（86mm）である内側補強層と、幅が幅ｃの0.38倍（84mm）である外側補強層の２層の補強層を、幅方向に左側で24mm、右側で26mmだけずらしながら配置（図２に示す左のずれ量L1は24mm、右のずれ量L2は26mm）して合計幅ｄを 110mmとするとともに、ソリッドタイヤの内周面からこれら補強層までの半径方向高さｂをタイヤ断面高さａの0.05倍（10mm）とした。そして、各補強層内にはタイヤ赤道Ｓに対して72度で傾斜したスチールコードを多数本埋設した。なお、他の諸元は前記試験例１と同様である。
【００４０】
次に、前述の従来タイヤ４、実施タイヤ２を5.00Ｓのリムに、一方、従来タイヤ５、実施タイヤ３を8.00Ｖのリムにリム組みした後、これらタイヤ・リム組立体を荷揚能力が34.3ｋＮであるフォークリフトのフロント荷重輪に装着した。その後、従来タイヤ４、実施タイヤ２に関しては、最大時速を20ｋｍに制限しながら一日約２０時間だけフォークリフトを連続運転して自動車部品を搬送し、一方、従来タイヤ５、実施タイヤ３に関しては、最大時速を15ｋｍに制限しながら一日約１０時間だけフォークリフトを断続運転してビール製品を搬送した。
【００４１】
そして、運転開始から約９ヶ月後に前述と同様に従来タイヤ４、実施タイヤ２におけるタイヤの周方向ずれ量（mm）を測定したが、その結果は、従来タイヤ４では周方向ずれ量が 150mmであったが、実施タイヤ２では０mmであった。一方、従来タイヤ５、実施タイヤ３においては、運転開始から約４ヶ月後にタイヤの周方向ずれ量（mm）を測定したが、その結果は、従来タイヤ５では周方向ずれ量が 230mmであったが、実施タイヤ３では10mmであった。このようにタイヤのサイズが異なっていても、本願発明を適用すれば、試験例１と同様に耐リム滑り性を著しく向上させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
この発明は、産業車両等に装着されるニューマチック型ソリッドタイヤの産業分野に適用できる。
【符号の説明】
【００４３】
11…ソリッドタイヤ         12…リム
13…ベースゴム層           16…トレッドゴム層
21、22…補強層             23、24…スチールコード
25、26…コーティングゴム
【図１】
2010163123.tif 000004
【図２】
2010163123.tif 000005