(57)【要約】【課題】  転がり抵抗を小さくして車両の消費電力を低減するニューマチック型クッションタイヤを得る。【解決手段】  クラウン形状に形成されたトレッド１２の表面を形作る曲率半径ＣＲが、ニューマチック型クッションタイヤ１０の直径となるタイヤ直径ＯＤに対して、０．４≦（ＣＲ／ＯＤ）≦０．５の範囲の大きさとされる。０．４≦（ＣＲ／ＯＤ）≦０．５の範囲内のニューマチック型クッションタイヤ１０であれば、トレッドの接地面積が小さくなるのに伴って、タイヤの変形領域を小さくできる。この結果、転がり抵抗を小さくして、車両の消費電力を低減できる。【選択図】    図１
2005067513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッドに溝部を有したニューマチック型クッションタイヤにおいて、
トレッドの表面を形作る曲率半径をＣＲとし、タイヤ直径をＯＤとしたとき、
０．４≦（ＣＲ／ＯＤ）≦０．５
とされることを特徴とするニューマチック型クッションタイヤ。
【請求項２】
トレッド幅をＴＷとし、リム幅をＲＷとしたとき、トレッド幅ＴＷが、
（ＲＷ×１．１）≦ＴＷ≦（ＲＷ×１．３）
の範囲内とされ、
タイヤ赤道面を中心としたトレッド幅ＴＷの１／３以内の領域に、溝部が設けられてないことを特徴とする請求項１記載のニューマチック型クッションタイヤ。
【請求項３】
トレッドに存在する溝部により、トレッドがラグパターン構造とされたことを特徴とする請求項１及び請求項２の何れかに記載のニューマチック型クッションタイヤ。
【請求項４】
トレッドに存在する溝部により、トレッドがリブパターン構造とされたことを特徴とする請求項１及び請求項２の何れかに記載のニューマチック型クッションタイヤ。
【請求項５】
トレッドに存在する溝部により、トレッドがリブラグパターン構造とされたことを特徴とする請求項１及び請求項２の何れかに記載のニューマチック型クッションタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転がり抵抗を小さくして車両の消費電力を低減できる踏み面形状を有したニューマチック型クッションタイヤに関し、特にバッテリーフォークリフト用の総ゴムタイヤとされるニューマチック型クッションタイヤに好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えばバッテリーフォークリフト等の車両に用いられる総ゴムタイヤにおいては、ゴム質の調整やタイヤ重量を軽くすることで転がり抵抗を低減し、また、タイヤライフ、乗り心地及び制動性の観点により、路面と接するトレッドのクラウン形状やトレッドパターン等の踏み面形状を決定していた。
【特許文献１】特開平７−２３２５０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記のようなバッテリーフォークリフト用の総ゴムタイヤの需要が増す中で、タイヤの転がり抵抗を小さくすることによって、バッテリーフォークリフト等の車両の消費電力を低減することが、近年求められている。その為に、タイヤの転がり抵抗をより一層小さくする必要が生じるが、従来の総ゴムタイヤのように単にゴム質の調整やタイヤ重量を軽くするだけでは、転がり抵抗を十分に小さくすることができなかった。
本発明は上記事実を考慮し、転がり抵抗を小さくして車両の消費電力を低減し得るニューマチック型クッションタイヤを提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
請求項１に係るニューマチック型クッションタイヤは、トレッドに溝部を有したニューマチック型クッションタイヤにおいて、
トレッドの表面を形作る曲率半径をＣＲとし、タイヤ直径をＯＤとしたとき、
０．４≦（ＣＲ／ＯＤ）≦０．５
とされることを特徴とする。
【０００５】
請求項１に係るニューマチック型クッションタイヤの作用を以下に説明する。
本請求項では、トレッドの表面を形作る曲率半径をＣＲとすると共に、タイヤ直径をＯＤとしたとき、０．４≦（ＣＲ／ＯＤ）≦０．５とされる形のトレッドとし、このトレッドに溝部を有した形のニューマチック型クッションタイヤとされる。
【０００６】
総ゴムタイヤの場合、転がり抵抗を低減する為には、タイヤ転動時に変形する領域が少なく、また変形量を少なくすることが求められるが、上記の限定範囲より小さくＣＲ／ＯＤの値が０．４未満である場合には、トレッドの曲率半径ＣＲが小さくなり過ぎるのに伴い、タイヤ転動時におけるトレッドの周方向の接地長が大きくなり、かえって転がり抵抗が大きくなる。
【０００７】
また、上記の限定範囲より大きくＣＲ／ＯＤの値が０．５を越えた場合には、トレッドの曲率半径ＣＲが逆に大きくなり過ぎるのに伴い、トレッドの幅方向の接地幅が大きくなって、転がり抵抗が大きくなる。
【０００８】
以上より、限定範囲内である０．４≦（ＣＲ／ＯＤ）≦０．５の範囲内のニューマチック型クッションタイヤであれば、トレッドの接地面積が小さくなるのに伴って、タイヤの変形領域を小さくできるようになる。そしてこの結果として、転がり抵抗を小さくして、車両の消費電力を低減することができる。つまり、本請求項では、トレッドの表面を形作る曲率半径を適切に設定することで、転がり抵抗を最適にするようにした。
【０００９】
請求項２に係るニューマチック型クッションタイヤの作用を以下に説明する。
本請求項では請求項１と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、トレッド幅をＴＷとし、リム幅をＲＷとしたとき、トレッド幅ＴＷが、（ＲＷ×１．１）≦ＴＷ≦（ＲＷ×１．３）の範囲内とされ、タイヤ赤道面を中心としたトレッド幅ＴＷの１／３以内の領域に、溝部が設けられてないという構成を有している。
【００１０】
もし、タイヤ赤道面を中心としたトレッド幅ＴＷの１／３以内の領域内に溝部が存在する場合には、タイヤ転動時に溝部が路面と接することになる結果として、溝部の周囲のタイヤ剛性が低下して大きくタイヤが変形することで、転がり抵抗が大きくなる。
【００１１】
但し、トレッド幅ＴＷが上記の限定範囲より小さくリム幅ＲＷの１．１倍未満の大きさとなった場合には、トレッド幅ＴＷが小さくなり過ぎ、リム幅ＲＷの１／３以内の領域内に溝部が無いとしても、溝部の周囲が路面と接してしまい、上記と同様にタイヤ剛性が低下して大きくタイヤが変形することで、転がり抵抗が大きくなってしまう。また、トレッド幅ＴＷが上記の限定範囲より大きくリム幅ＲＷの１．３倍を越える大きさとなった場合には、トレッド幅ＴＷが大きくなり過ぎ、結果としてタイヤ自体の重量が増大して、タイヤ変形量が大きくなるのに伴い、転がり抵抗が大きくなってしまう。
【００１２】
以上より、限定範囲内であるタイヤ赤道面を中心としたトレッド幅ＴＷの１／３以内の領域内に溝部がなく、且つ（ＲＷ×１．１）≦ＴＷ≦（ＲＷ×１．３）を満たす条件であれば、タイヤ変形量を小さくできる結果として、請求項１にも増して転がり抵抗が一層小さくなって、車両の消費電力を一層低減できるようになる。つまり、本請求項では、トレッドの幅寸法とトレッドパターンの組み合わせにより、転がり抵抗を最適にするようにした。
【００１３】
請求項３から請求項５に係るニューマチック型クッションタイヤの作用を以下に説明する。
本請求項では請求項１及び請求項２と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、請求項３では、トレッドに存在する溝部により、トレッドがラグパターン構造とされ、請求項４では、トレッドに存在する溝部により、トレッドがリブパターン構造とされ、請求項５では、トレッドに存在する溝部により、トレッドがリブラグパターン構造とされるという構成を有している。
【００１４】
従って、これら各請求項のように、トレッドに存在する溝部が上記の各トレッドパターンを形成することで、これら各トレッドパターンを有している場合でも、請求項１及び請求項２と同様に、転がり抵抗を小さくして、車両の消費電力を低減することができる。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように本発明の上記構成によれば、転がり抵抗を小さくして車両の消費電力を低減し得るニューマチック型クッションタイヤを提供できるという優れた効果を有し、バッテリーフォークリフト用の総ゴムタイヤとされるニューマチック型クッションタイヤに特に優れた効果を発揮する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の一実施の形態に係るニューマチック型クッションタイヤを図に基づき説明する。
図１は、本実施の形態となる総ゴム構造でリング状に形成されたニューマチック型クッションタイヤ（以下、クッションタイヤという）１０の典型例を示す断面図である。ここで、このクッションタイヤ１０の外周面が路面と接する踏面部となるタイヤのトレッド１２とされている。
【００１７】
この外皮となるトレッド１２の表面は円弧状であるクラウン形状に形成されており、このトレッド１２のクラウン形状を形作る曲率半径ＣＲが、クッションタイヤ１０の直径となるタイヤ直径ＯＤに対して、０．４≦（ＣＲ／ＯＤ）≦０．５の範囲の大きさとされている。また、このクッションタイヤ１０の内周側寄りの部分が図示しないタイヤホイールに取り付けられるリム部１４とされていて、この部分の幅がリム幅ＲＷとされている。そして、クッションタイヤ１０の外周側寄り部分とされるトレッド１２の幅寸法であるトレッド幅ＴＷが、（ＲＷ×１．１）≦ＴＷ≦（ＲＷ×１．３）の範囲内の大きさとされている。
【００１８】
さらに、このトレッド１２の両端寄り部分には、それぞれ溝部１６が形成されているが、このクッションタイヤ１０の中心線となるタイヤ赤道面ＣＬを中心としたトレッド幅ＴＷの１／３以内の領域Ａ内には、溝部１６が設けられてない構造に本実施の形態のクッションタイヤ１０はなっている。尚、本実施の形態のトレッドパターンはラグパターンとされているが、他のパターンとしても良い。
【００１９】
次に、本実施の形態に係るクッションタイヤ１０の作用を以下に説明する。
本実施の形態に係るクッションタイヤ１０では、図１に示すように、トレッド１２の表面を形作る曲率半径をＣＲとし、タイヤ直径をＯＤとしたとき、トレッド１２の形状が０．４≦（ＣＲ／ＯＤ）≦０．５の範囲内とされる形とされ、また、このトレッド１２に溝部１６を有した構造になっている。
【００２０】
さらに、このクッションタイヤ１０では、トレッド幅をＴＷとし、リム幅をＲＷとしたとき、トレッド幅ＴＷが、（ＲＷ×１．１）≦ＴＷ≦（ＲＷ×１．３）の範囲内の大きさとされており、また、タイヤ赤道面ＣＬを中心としたトレッド幅ＴＷの１／３以内の領域Ａ内に、溝部１６が設けられてない構造になっている。
【００２１】
つまり、上記の限定範囲より小さくＣＲ／ＯＤの値が０．４未満である場合には、トレッド１２の曲率半径ＣＲが小さくなり過ぎるのに伴い、タイヤ転動時におけるトレッド１２の周方向の接地長が大きくなり、転がり抵抗が大きくなる。また、上記の限定範囲より大きくＣＲ／ＯＤの値が０．５を越えた場合には、トレッド１２の曲率半径ＣＲが逆に大きくなり過ぎるのに伴い、トレッド１２の幅方向の接地幅が大きくなって、転がり抵抗が大きくなる。
【００２２】
従って、０．４≦（ＣＲ／ＯＤ）≦０．５の範囲内のクッションタイヤ１０であれば、トレッド１２の接地面積が小さくなるのに伴って、タイヤの変形領域を小さくして、転がり抵抗を小さくできるようになる。
【００２３】
一方、タイヤ赤道面ＣＬを中心としたトレッド幅ＴＷの１／３以内の領域Ａ内に溝部１６がもし存在する場合には、タイヤ転動時にこの溝部１６が路面と接することになる結果として、溝部１６の周囲のタイヤ剛性が低下して大きく変形することで、転がり抵抗が大きくなる。尚、バッテリーフォークリフトは基本的に乾いた路面を走行することが前提とされているが、溝部１６の無い領域があまりに広がると、濡れた路面で滑り易くなってしまう。
【００２４】
但し、トレッド幅ＴＷが上記の限定範囲より小さくリム幅ＲＷの１．１倍未満の大きさとなった場合には、トレッド幅ＴＷが小さくなり過ぎ、リム幅ＲＷの１／３以内の領域Ａ内に溝部１６が無いとしても、溝部１６の周囲が路面と接してしまう。これに伴い、溝部１６の周囲のタイヤ剛性が低下して大きく変形することで、この場合には転がり抵抗が大きくなってしまう。
【００２５】
また、トレッド幅ＴＷが上記の限定範囲より大きくリム幅ＲＷの１．３倍を越える大きさとなった場合には、トレッド幅ＴＷが大きくなり過ぎ、結果としてタイヤ自体の重量が増大するのに伴い、転がり抵抗が大きくなってしまう。
【００２６】
従って、タイヤ赤道面ＣＬを中心としたトレッド幅ＴＷの１／３以内の領域Ａ内に溝部１６がなく、且つ（ＲＷ×１．１）≦ＴＷ≦（ＲＷ×１．３）を満たす条件であれば、タイヤ変形量を小さくして、転がり抵抗を小さくできるようになる。
【００２７】
以上の結果として、本実施の形態に係るクッションタイヤ１０によれば、転がり抵抗を小さくして、車両の消費電力を低減することができる。つまり、本実施の形態では、トレッド１２の形状や寸法と、トレッドパターンの組み合わせにより、踏み面形状を適切なものとして転がり抵抗を最適にするようにした。
【００２８】
尚、本実施の形態に係るクッションタイヤ１０では、トレッドパターンをラグパターン構造としたが、トレッドパターンはリブパターン構造やリブラグパターン構造としても良く、これらの構造であっても、上記と同様に転がり抵抗を小さくして、車両の消費電力を低減することが可能となる。
【００２９】
次に、本実施の形態に係るクッションタイヤ１０と比較例とに転がり抵抗の試験を行った結果を、以下に説明する。
先ず、サイズ５．００−８の図２に示すラグパターン及び、サイズ２１×８−９の図３に示すリブパターンの２種類のクッションタイヤに関し、本実施の形態に係るクッションタイヤ１０の試料を実施例とし、この実施例と一部寸法の異なる３つの試料をそれぞれ比較例として、これら各試料をそれぞれ作製した。尚、図２に示すラグパターンのクッションタイヤのＣＲ／ＯＤ値及び溝部１６の位置関係を表１に表し、図３に示すリブパターンのクッションタイヤのＣＲ／ＯＤ値及び溝部１６の位置関係を表２に表した。
【００３０】
ここで、転がり抵抗の試験法としては、表面が平滑な回転ドラムとタイヤ軸とを有している室内試験機を用いて、タイヤ軸の前後力を測定し、下記の式１の計算式により転がり抵抗を求めた。
【００３１】
転がり抵抗ＲＲ＝（ＦX −ＦXS）×（１＋ｒt ／ＲD ）…（式１）
ＲＲ：転がり抵抗（単位Ｎ）
ＦX ：タイヤ軸力（単位Ｎ）
ＦXS：スキムタッチ時のタイヤ軸力（単位Ｎ）
ｒt ：タイヤの動的負荷半径（単位ｍｍ）
ＲD ：ドラムの半径（単位ｍｍ）
【００３２】
ここで、具体的な試験条件としては以下のようなものである。つまり、温度条件を各試料間で合わせる為に４時間の慣らし走行をそれぞれ実施した後、上記サイズのラグパターンのクッションタイヤでは、１１．９６ｋＮ、１３．０９ｋＮの２種類の荷重を加え、また上記サイズのリブパターンのクッションタイヤでは、２２．６ｋＮ、２８．１ｋＮの２種類の荷重を加え、毎時１５ｋｍの速度でそれぞれ走行させた時の各データを測定し、式１の計算式により転がり抵抗を求めた。
【００３３】
但し、上記の慣らし走行は、ラグパターンのクッションタイヤでは、１１．９６ｋＮで毎時１５ｋｍの速度で走行させ、リブパターンのクッションタイヤでは、２２．６ｋＮで毎時１５ｋｍの速度で走行させた。また、下記の表１、表２における各試料の転がり抵抗ＲＲ値は、実施例の値を１００としたときの指数で、表した。
【００３４】
【表１】
2005067513.tif 000003
【００３５】
【表２】
2005067513.tif 000004
【００３６】
上記の結果から、表１に示すラグパターンのクッションタイヤの比較例１〜３における転がり抵抗ＲＲは、１０７から１１５となり、また、表２に示すリブパターンのクッションタイヤの比較例１〜３における転がり抵抗ＲＲは、１０７から１１４となり、それぞれの実施例と比較して、これら比較例１〜３では転がり抵抗ＲＲが大きくなることが理解できる。
【００３７】
次に、試料となる各クッションタイヤを装着して１．５トンのバッテリーフォークリフトを室内コンクリート路とされる４０ｍの直線コース及び図４に示すモードコースでそれぞれ走行させ、消費電力を評価した結果を説明する。尚、この図４に示すモードコースの矢印に示す経路に沿ってバッテリーフォークリフトは繰り返し走行することになる。
【００３８】
そして、サイズ５．００−８及びサイズ２１×８−９のリブラグパターンのクッションタイヤについて、図５に示すように、本実施の形態に係るクッションタイヤ１０の試料を実施例とし、この実施例と一部寸法の異なる３つの試料をそれぞれ比較例として、これら各試料をそれぞれ作製した。尚、ＣＲ／ＯＤ値及び溝部１６の位置関係を表３に表した。
【００３９】
ここで、消費電力の評価の試験法としは、車両パワーモードを標準モードのギヤとすると共に、回生をオン状態に車両を設定して、フルアクセルモードの毎時１５ｋｍの速度でバッテリーフォークリフトを走行させ、バッテリーの消費電力をクランプメーターを利用して測定した。尚、下記の表３における各試料の消費電力値は、実施例の値を１００としたときの指数で、表した。
【００４０】
【表３】
2005067513.tif 000005
【００４１】
上記の試験の結果から、リブラグパターンのクッションタイヤの比較例１〜３における消費電力は、表３に示すように１０５から１１０となり、実施例と比較してこれら比較例１〜３では消費電力が増大することが理解できる。
【００４２】
尚、本実施の形態に係るクッションタイヤは、バッテリーフォークリフトに用いることができるが、他の車両等のタイヤに適用することにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施の形態に係るクッションタイヤを示す断面図である。
【図２】本発明の一実施の形態に係るラグパターンのクッションタイヤの実施例及び比較例のトレッドパターンを示す平面図である。
【図３】本発明の一実施の形態に係るリブパターンのクッションタイヤの実施例及び比較例のトレッドパターンを示す平面図である。
【図４】モードコースの順路を示す説明図である。
【図５】本発明の一実施の形態に係るリブラグパターンのクッションタイヤの実施例及び比較例のトレッドパターンを示す平面図である。
【符号の説明】
【００４４】
１０      クッションタイヤ
１２      トレッド
１６      溝部
【図１】
2005067513.tif 000006
【図２】
2005067513.tif 000007
【図３】
2005067513.tif 000008
【図４】
2005067513.tif 000009
【図５】
2005067513.tif 000010