(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部（Ａ）と、ホイ−ル取り付け部（Ｂ）と、この間を渡す側部（Ｃ）と、これらに囲まれた中空空間部（Ｄ）と、から構成されるセグメントタイヤであって、トレッド部（Ａ）を構成する加硫ゴムの、動的損失率（Ｅ”）が３０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上であり、かつ、ハイスチレンポリマーの配合量が５〜４０重量部であるＳＢＲの配合量が６０〜１００重量部であって、側部（Ｃ）の加硫ゴム材料の損失正接（２５℃）が０．２５以下であり、動的弾性率（Ｅ’）が１５０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上であり、かつ粒子径２５μｍ以上のカーボンブラックの配合量が５０〜８０重量部のゴム材料を用いたことを特徴とするセグメントタイヤ。
【請求項２】
上記トレッド部（Ａ）がＳＢＲ６０〜１００重量部とその他のジエン系ポリマ−４０〜０重量部をブレンドしたゴム部１００重量部に対し、粒子径５０μｍ以下のカ−ボンブラックを４０〜１００重量部配合したことを特徴とする請求項第１項記載のセグメントタイヤ。
【請求項３】
中空空間部（Ｄ）内に、底部（Ｅ）より立ち上がるストッパ−部（Ｆ）を有する請求項第１項記載のセグメントタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は建設機械や土木作業機械等の車輪に取り付けられるセグメントタイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のセグメントタイヤは、トレッド部（Ａ）とホイ−ル取り付け部（Ｂ）とこの間を渡す側部（Ｃ）とこれらに囲まれた中空空間部（Ｄ）とこの中空空間部内に底部（Ｅ）より立ち上がるストッパ−部（Ｆ）とで構成されており、ホイ−ル部（Ｇ）に多数のセグメントタイヤがボルト固定されて車輪を形成して走行に供されている。
【０００３】
図１はこのセグメントタイヤの一例を示すものであるが、静止状態では通常は機体の重量を側部（Ｃ）のみにて受け持ち、中空空間部（Ｄ）とストッパ−部（Ｆ）とは接触しない構造とされ、走行或いは各種作業時において大きな荷重が掛かった場合には側部（Ｃ）の変形にてこれを吸収してオペレ−タ−に対する振動等を軽減し、掘削作業等の大入力に対しては中空空間部（Ｄ）とストッパ−部（Ｆ）とが接触してセグメントのこれ以上の変形を阻止する構造とされている。
【０００４】
しかるに、この種セグメントタイヤの使用は外傷を受け易い場所での使用が多いため、セグメントタイヤの耐久性能の向上が要請されている。この耐久性の向上には耐カット性、耐久カット貫通性の向上が不可欠であり、これらの改良のために一般にはゴム材料の硬度を上げることが考えられている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、セグメントタイヤ全体のゴム硬度を上げて耐久性を向上させようとする場合には、高速での連続走行時にはセグメントタイヤの側部からの発熱が大きくなり、この部位が破壊するおそれがあった。
【０００６】
そこで本発明はセグメントタイヤを構成する各部位のゴム材料を適切に配置し、特にトレッド部の耐カット性の向上と共に、側部の発熱の防止（低発熱性）を実現したセグメントタイヤを提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のセグメントタイヤは以上の課題を解決するためになされたものであって、その要旨は、トレッド部（Ａ）と、ホイ−ル取り付け部（Ｂ）と、この間を渡す側部（Ｃ）と、これらに囲まれた中空空間部（Ｄ）と、から構成されるセグメントタイヤであって、トレッド部（Ａ）を構成する加硫ゴムの、動的損失率（Ｅ”）が３０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上であり、かつ、ハイスチレンポリマーの配合量が５〜４０重量部であるＳＢＲの配合量が６０〜１００重量部であって、側部（Ｃ）の加硫ゴム材料の損失正接（以下、ｔａｎδで表す）（２５℃）が０．２５以下であり、動的弾性率（Ｅ’）が１５０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上であり、かつ粒子径２５μｍ以上のカーボンブラックの配合量が５０〜８０重量部のゴム材料を用いたセグメントタイヤを提供するものである。
【０００８】
そしてトレッド部（Ａ）のゴム材料としては、ＳＢＲ６０〜１００重量部とその他のジエン系ポリマ−４０〜０重量部をブレンドしたゴム部１００重量部に対し、粒子径５０μｍ以下のカ−ボンブラックを４０〜１００重量部を加えたものである。
【０００９】
一方側部（Ｃ）のゴム材料としては、ＮＲ６０〜１００重量部とその他のジエン系ポリマ−４０〜０重量部をブレンドしたゴム部１００重量部に対し、粒子径２５μｍ以上のカ−ボンブラックを５０〜８０重量部を加えたものである。
【００１０】
尚、通常のセグメントタイヤはトレッド部（Ａ）と側部（Ｃ）と底部（Ｅ）とは一体に構成されているが、これには限定されないことは勿論であり、例えば、底部（Ｅ）が切り離されており、これよりストッパ−部（Ｆ）が立ち上がる構造としてもよく、場合によっては底部（Ｅ）が欠落した構造で、ストッパ−部（Ｆ）はホイ−ル部より立ち上がっていてもよい。又、底部（Ｅ）にボルト等を埋め込んでホイ−ル取り付け部（Ｂ）としてもよいことは勿論である。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明のセグメントタイヤは、セグメントタイヤを構成する各部位の機能を分析し、これに相応しいゴム材料を用いたことによってなるものであり、そのトレッド部（Ａ）には耐カット性に優れたゴム材料を用い、一方、側部（Ｃ）には低発熱性で高弾性ゴム材料を用いたことによって従来の課題を解決しようとするものである。特に発熱性については、ｔａｎδ値とよく対応するもので、セグメントタイヤの側部の発熱を抑えるためには側部のｔａｎδ（２５℃）値を０．２５以上とすることが好ましい。
【００１２】
トレッド部（Ａ）に要求される耐カット性とゴム材料の加硫ゴムのＥ″（Ｅ′×ｔａｎδ）値との間に相関関係があることが判明し、Ｅ″の値が大きくなるにつれてこれらの特性が優れていることが分かった。このため、トレッド部（Ａ）のゴム材料の特性値を特定したものである。
【００１３】
一方、Ｅ′は走行時のゴム材料の変形量に対する指標となり、又、ｔａｎδ値は走行時岩石から受ける衝撃エネルギ−をどの程度ゴム材料が吸収するか（低発熱性）の指標となる。このため、側部（Ｃ）のゴム材料の特性値を特定したものである。
【００１４】
動的弾性率（Ｅ’）が低いことは、ゴムクロ−ラの剛性が弱く変形が大きくなることとなり、高速走行時の機体の支持がしにくくなる。又、この値が高くてもｔａｎδが高いと発熱が大きくなってしまう。従って、特に側部ゴムにはｔａｎδが低くＥ’が高いゴム材料が好んで用いられるものである。
【００１５】
一方、動的損失率（Ｅ”）と耐カット性の関係は相関関係があり、Ｅ”を大きくすると耐カット性が向上するものであり、Ｅ”を大きくすることによりセグメントタイヤのトレッド部の耐久性が向上することとなる。
従って、これらの特性即ちＥ’、Ｅ”、ｔａｎδの好ましい値を得るためにゴム材料も特定されるのが好ましく、前記したようにトレッド部（Ａ）及び側部（Ｃ）を構成するゴム材料が決定されるものである。
【００１６】
ここで使用されるＳＢＲは、乳化重合タイプと溶液重合タイプがあるが、そのどちらでも使用が可能である。一方、上記ＳＢＲ或いは側部（Ｃ）のゴム材料にブレンドするジエン系ポリマ−としては、天然ゴム、ポリブタジエンゴム、ＮＢＲ、イソプレンゴム等及びこれらの混合物が好適に用いられる。
【００１７】
又、ハイスチレンポリマ−は、スチレンコンテントが５０％以上のポリマ−のものであり、該ポリマ−としては特に限定されないが、好ましくはハイスチレンＳＢＲが好適に用いられる。また、その配合量は、ゴム組成物１００重量部の内、０重量部以上、好ましくは５〜４０重量部を限度としてハイスチレンポリマ−に置換使用することがＥ″向上のために好ましく、中でも５〜２０重量部が好適である。ハイスチレンポリマ−の置換部数が５重量部以下の置換では、Ｅ′（Ｅ″）を向上させる効果がやや少なく耐カット性の改善効果が小さい。一方、４０重量部以上を上記ブレンドしたゴム組成物１００重量部の内置換使用した場合は、混練り作業が著しく低下すると共に、引張強度も低下する。
【００１８】
上記スチレンコンテント５０％以上のハイスチレンポリマ−が本発明において使用されたのは、通常使用温度付近でｔａｎδが高く、かつ、高弾性率の配合が得られ、Ｅ″が大きいからである。
【００１９】
トレッド部（Ａ）にもちいられるゴム材料の補強剤としては上記の如く粒子径が５０μｍ以下の微細なカ−ボンブラック（ＦＥＦ級以上）が望ましく、それ以上の大きい粒子径を有するカ−ボンブラックでは補強性に難がある。又、カ−ボン量はブレンドしたゴム１００重量部に対し、４０〜１００重量部の範囲が望ましく、より好ましくは６０〜８０重量部が好適である。４０重量部ゴム以下ではゴム補強性が弱く又カット性も劣り、１００重量部以上では混練り作業性が難かしくなる。
【００２０】
側部Ｃの補強剤としては粒子径が２５μｍ以上のカ−ボンブラック（ＨＡＦ級以下）を４０〜１００重量部、好ましくは５０〜８０重量部加えたものである。この粒子径を限定したのはカ−ボンブラックの粒子径は小さい程補強性が高く、引張特性等について良好ではあるが、同時にｔａｎδ値も高くなってしまう。この点で、粒子径が２５μｍ以上であれば、ｔａｎδの値もさほど高くならず低発熱であり側部Ｃのゴムに好適となるものである。
【００２１】
尚、側部Ｃとトレッド部Ａの分割面は適宜選択されるものであって、走行時セグメントタイヤの変形量の大きい場所には側部用ゴムを、路面と接触し耐カット性が要求される部位にはトレッド部用ゴムを用いることになる。
【００２２】
ゴム材料のＥ′（Ｅ″）を向上させる手段として、カ−ボンブラックの他、カ−ボンとシリカ、或いはナイロン、ケブラ−、ビニロン等のカットファイバ−、ポリプロピレン等の樹脂を併用することもできるが、本発明で使用するハイスチレンポリマ−を採用した方がより効果が大きい。
【００２３】
尚、本発明のゴム材料においては加硫剤、加硫促進剤、老化防止剤、粘着付与剤等が適宜配合される。又、本発明のゴム材料は、上記成分を通常の加工装置、例えばロ−ル、バンバリ−ミキサ−、ニ−ダ−等により混練りすることにより得られることは言うまでもない。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明のゴムクロ−ラを実施例をもって更に詳細に説明する。
図１におけるセグメントタイヤにあって、トレッド部（Ａ）及び側部（Ｃ）のゴム材料の配合を表１に示す。
尚、Ｅ’、Ｅ”、ｔａｎδの測定結果も表１に示す。ｔａｎδは東洋精機製レオグラフ「ソリッドＬ−１Ｒ」を用いて動歪振幅２．０％、振動１５Ｈｚ、測定温度２５℃にて測定した。
【００２５】
【表１】
0004047959.tif 000002
【００２６】
表１の配合例の内、特にセグメントタイヤのＡ部に好適なものは配合例３、４、６であり、Ｃ部に好適なものは５、７である。
【００２７】
（実車試験）
(a) 耐久性試験
セグメントタイヤのＡ部に表１における配合例１〜４を選択し、Ｃ部に配合例５を選択して悪路耐久試験を行った。試験後の耐カット性、摩耗性、ゴム掛け等について観察した。結果を表２に示す。
【００２８】
(b) 発熱試験
セグメントタイヤのＡ部に表１における配合例３を選択し、Ｃ部に配合例１、５、６、７を選択して高速走行時のＣ部の発熱を測定した。アスファルト路面を６０ｋｍ／ｈｒで１時間連続走行し、Ｃ部の内部温度を測定した。結果を表２に示す。
【００２９】
【表２】
0004047959.tif 000003
【００３０】
表中、◎は好結果をもたらすもの、○は実用に供せるもの、△は実用上問題があるもの、×は実用に供し得ないものとして判断した。
【００３１】
試験(a) の結果より、Ａ部のゴムの性状として、ＳＢＲを主成分とするＥ”が３０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上のゴムが耐久性のよいことが証明された。
一方、試験(b) より、Ｃ部のゴムとして、Ｅ’の低いゴム（配合例１）はｔａｎδが低いにもかかわらず剛性が弱く不具合であり、又発熱も大きい。一方、ｔａｎδの高いゴム（配合例６）はＥ’が高いが発熱が大きくて使用に供し得ないことが証明された。このことより、機体を支えるＣ部のゴムとしてＥ’が１５０ｋｇｆ／ｃｍ2 以上、ｔａｎδが０．２５以下のゴムが好適であることが証明された。
【００３２】
【発明の効果】
本発明のセグメントタイヤにおいて、トレッド部と側部とのゴム材料を特定したものであって、従来のセグメントタイヤに比べて耐カット性に優れた、しかも側部のゴム材料は低発熱性で高弾性ゴム材料を用いたことによって従来の課題を解決したものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はセグメントタイヤの断面図を示す。
【符号の説明】
Ａ‥‥トレッド部、
Ｂ‥‥ホイ−ル取り付け部、
Ｃ‥‥側部、
Ｄ‥‥中空空間部、
Ｅ‥‥底部、
Ｆ‥‥ストッパ−部、
Ｇ‥‥ホイ−ル部。
【図１】
0004047959.tif 000004