JP7083068B2 - 緩衝孔を有するソリッドタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、オペレータへの振動の伝達を少なくするよう設計された特定の孔を有する工業及び建設の用途に適したソリッドタイヤに関する。

周知のように、工業及び建設の用途において、「ソリッドタイヤ」とも称するソリッド構造を有するゴム製の車輪が、頻繁に用いられている。

公知のタイプのソリッドタイヤは、弾性タイヤであり、これらの弾性タイヤは、構造的に、半径方向に積み重なって設けられた弾性材料製の複数の円形層からなっており、前記円形の層は、弾性タイヤの中心から外周に向かって、「ベース」と称する少なくとも１個の内側部分と「トレッド」と称する１個の外側部分とを構成しているのが典型的である。

弾性タイヤは、多くのタイプの建設機械、産業車両、低床台車及びトレーラなどに用いられている。特に、弾性タイヤは、これらのタイヤがパンクに対して非常に抵抗性が高いので、ローダなどの材料を移動させる機械において広く用いられている。例えば、金属廃棄物の処理が必要な建設及び工業の用途を考えると、金属廃棄物には尖った先端が多くあり、空気で膨らませたタイヤをしばしばパンクさせる。

パンクに対する抵抗性を有するよう、公知の弾性タイヤは、ベース用には高い硬度、典型的にはショアＡ硬度８５±１０（ここで、ショアとは、エラストマの硬度を試験するショア尺度の測定単位である）の材料、トレッド用には、ショアＡ硬度７０±５の材料を組み合わせて得られる。

しかしながら、非常に固いタイヤを装着している工業及び建設機械、特にローダは、こうした車両にはサスペンションが備わっていないため、運転者にとって心地がよくないことが分かっている。運転者のシートの下にあるばねと、タイヤがもたらす低い弾性が、実際に、こうした車両の唯一のサスペンションの構成である。

弾性タイヤをより柔らかくするよう、本願出願人は、４５～６５のショアＡ硬度を有する混合物を用いて得られるトレッドと、弾性タイヤの少なくとも一方の側面に設けられた複数の緩衝孔を有する弾性ソリッドタイヤに関する特許出願ＰＣＴ／ＩＴ２０１７／０００２４２号を既に出願している。前記の硬度と緩衝孔により、振動の影響及びオペレータに伝わる衝撃の影響が、相当に緩和されている。

しかしながら、トレッドのショアＡ硬度４５～６５の硬度は、トレッドを早く劣化させ、その結果、弾性タイヤの耐用年数を短くする。

本発明の目的は、改良された緩衝特性を有し、したがって、振動及び運転者への衝撃を吸収する能力が向上した弾性ソリッドタイヤを提供することである。

本発明の別の目的は、さらに、より長い使用期間、したがって、劣化に対するより優れた抵抗性をもたらす弾性タイヤを提供することである。

本発明によれば、前記の目的は、請求項１に記載の弾性ソリッドタイヤによって達成される。

本発明の特徴及び利点は、以下に示す本発明の具体的な実施の形態の詳細な説明により明らかになる。本発明の具体的な実施の形態は、非限定的な例示として添付図面に示されている。

本発明による弾性タイヤの１例を示す斜視図である。 図１の弾性タイヤに設けられた孔の１例についての詳細を示している。 図１の弾性タイヤの正面図を示している。 図３の詳細を示している。 図１の弾性タイヤに設けられた孔の正面図を示している。 図１の弾性タイヤの側面図を示している。 本発明による弾性タイヤの異なる実施の形態の正面図をさらに示している。 本発明による弾性タイヤの他の実施の形態の正面図をさらに示している。 本発明による弾性タイヤの別の実施の形態の正面図をさらに示している。 本発明による弾性タイヤのまた別の実施の形態の正面図をさらに示している。

図１を参照すると、本発明による弾性ソリッドタイヤが、全体を、参照符号１によって示されている。

本発明による弾性タイヤ１は、建設及び工業の用途において、多くのタイプの車両、例えば材料を移動させる手段に用いるように構成されている。特に、こうした手段の中には、ローダがあり、ローダは、あらゆるタイプの建築物の瓦礫又は産業廃棄物（例えば、金属）などの材料を移動させ、こうした材料をトラックに移し替えて積み、このトラックが最終的なゴミ捨て場まで運ぶ。

構造的には、図３を参照すると、この弾性タイヤ１は、半径方向に積み重なって設けられた弾性材料製の複数の円形層を備えており、前記円形層は、弾性タイヤの中心から外周に向かって、ベース２と称する内側部分、トレッド３と称する外側部分及び高さがＱの２個の側部面（すなわち、側面）４、４’を構成している。高さＱは、「断面高さ」としても知られている。

特に、ベース２は、リムの周囲に取り付けられる弾性タイヤ１の一部であり、リムは、車輪を回転させる車軸に対して固定される。ベース２は、８０±１５のショアＡ硬度（ここで、ショアとは、エラストマの硬度を試験するショア尺度の測定単位である）を有していることが好ましい。ベースとは異なり、トレッド３は、表面上を車輪が回転する地面に接する弾性タイヤ１の構造の一部である。

トレッド３は、滑らかでもよく、溝が設けられていてもよい。この溝の数、形状及び深さは、弾性タイヤが、置かれる使用状態に応じて変化する。

さらに、弾性タイヤ１は、弾性タイヤ１の両側面４、４’に設けられた複数の緩衝孔７を有しており、前記緩衝孔７は、建設機械のサスペンションとして機能するよう設計され、繰り返される振動及び車両によって生じるオペレータに対する衝撃の影響を軽減する。

当業者による理解を促進するため、図１は、側面４に設けられた緩衝孔７のみを示しており、これに対し、もう一方の側面、すなわち、側面４’にも設けられるのが好ましい緩衝孔７は、示されていない。しかしながら、既に言及し図５及び図６に示すものでは、緩衝孔は、弾性タイヤ１の両側面４、４’に設けられている。

本発明による弾性タイヤ１を、ここでデカルト座標系Ｘ、Ｙ、Ｚを用いて、より明瞭に説明する。Ｚ軸は、弾性タイヤ１の回転軸線と平行であり、Ｘ軸及びＹ軸は、Ｚ軸に対して垂直で、弾性タイヤ１の側面４、４’の平面を表している。

図２において、より明らかに示すように、緩衝孔７は、実質的に翼状の形を有している。

さらに、各緩衝孔７は、側面４、４’に設けられた開口から始まって弾性タイヤ１の内部に向かって先細りになる細長い形状を有している。言い換えれば、各緩衝孔７は、Ｚ軸の方向に、側面４、４’から弾性タイヤ１の内部に進むにつれて減少する横断方向の寸法を有している。

緩衝孔７は、側面４、４’の近傍に第１の部分１３、及びより内部に第２の部分１４を有していてもよく、前記第１の部分１３は、Ｚ軸に沿って単位長さあたりの減少で先細り、（例えば、図２に示すように）この減少は第２の部分１４の減少と同じか又はそれよりも減少度が大きい。

したがって、各緩衝孔７の内端は、実質的に側面４、４’に設けられた開口の形状であるが、前記開口よりも小さい。

そのため、側面４、４’にある各緩衝孔７の開口は、実質的に、上側そり８、下側そり９、上部エッジ１０及び下部エッジ１１を有する翼断面形状を有している（図４ｂ）。

各緩衝孔７の開口は、さらに、Ｘ－Ｙ平面内にあり、高さがＨ、底辺がＷで、対角線が点Ｍ（幾何学的には「長方形の中点」として知られている）で交差する長方形に内接させてもよい。「長方形に内接させる」の語句は、前記長方形が、開口の上側そり８、下側そり９、上部エッジ１０及び下部エッジ１１と同時に接していることを意味している。

長方形の前記高さＨは、弾性タイヤ１の側面４、４’の断面高さＱの１０％～３０％であるのが好ましい。長方形の前記高さＨは、弾性タイヤ１の側面４、４’の断面高さＱの２０％であることが、より好ましい。

一方、長方形の底辺Ｗは、弾性タイヤ１の側面４、４’の断面高さＱの２０％～７０％であるのが好ましい。長方形の前記底辺Ｗは、弾性タイヤ１の側面４、４’の断面高さＱの５０％であることが、より好ましい。

例えば、半径Ｒが８１５ｍｍで、側面４、４’が５００ｍｍの断面高さＱを有する弾性タイヤ１では、長方形は、１００ｍｍの高さＨと２４０ｍｍの底辺Ｗを有する。

各々の側面４、４’に関し、緩衝孔７は、互いに等間隔で離れ、弾性タイヤ１の回転の軸線に関して放射状に配置されている（図３）。

弾性タイヤ１の第１の実施の形態では、一方の側面４に設けた緩衝孔７と、もう一方の側面４’に設けた緩衝孔７とは、互いに横並びになっているが、それぞれの上部エッジ１０は、反対方向を向いている。

一方、弾性タイヤ１の第２の実施の形態では、一方の側面４に設けた緩衝孔７は、もう一方の側面４’に設けた緩衝孔７に対してピッチ１２の半分ずれている。しかしながら、一方の側面４にある緩衝孔７の、もう一方の側面４’にある緩衝孔７に対するずれは、ピッチ１２の半分でなくてもよい。

第３の実施の形態（図８）では、一方の側面４に設けられた緩衝孔７は、もう一方の側面４’に設けられた緩衝孔７に対して鏡像状になっている。実際、一方の側面４に設けられた緩衝孔７と、もう一方の側面４’に設けられた緩衝孔７とは、重ね合わせに示されている。

図９に示す弾性タイヤ１の第４の実施の形態では、一方の側面４に設けられた緩衝孔７は、もう一方の側面４’に設けられた緩衝孔７に対して、ここでも鏡像状であり、さらにピッチ１２の半分ずれている。この場合にも、一方の側面４にある緩衝孔７の、もう一方の側面４’にある緩衝孔７に対するずれは、ピッチ１２の半分でなくてもよい。

このほか、各緩衝孔７の開口の形状を、弾性タイヤ１のピッチ１２を参照して説明することにより、説明を更により明瞭にすることもできる。ここで、「ピッチ」の語は、点Ｍを通る仮想の円周Ｃに関して測定された互いに隣り合う２個の開口の間の距離のことである。したがって、ピッチは、図４ａに示すように、２個の隣り合う開口の点Ｍ間の円弧の測定値となる。

上記のピッチの参照を用いると、各緩衝孔７の開口は、ピッチ１２の長さの４０％～９０％を占める値の長さを有する上側そり８及びピッチ１２の長さの２５％～７５％を占める値の長さを有する下側そり９を有している。各緩衝孔７の開口は、ピッチ１２の長さの約８０％の長さを有する上側そり８及びピッチ１２の長さの約６５％の長さを有する下側そり９を備えていることが好ましい。

さらに、各緩衝孔７は、トレッド３の幅Ｌの最大９０％に達してもよい奥行きを有している。各緩衝孔は、トレッドの幅Ｌの４５％に等しい奥行きを有していることが好ましい。

例えば、半径Ｒが８１５ｍｍ、側面４、４’の断面高さＱが５００ｍｍ、及び幅Ｌが６１０ｍｍである弾性タイヤ１では、各緩衝孔７は、奥行きが２７５ｍｍである。

弾性タイヤ１の２個の側面４、４’の各々にある緩衝孔７の数は、８個～２０個でよい。弾性タイヤ１は、側面４、４’の各々には、１１個の緩衝孔７を有しているのが好ましい。

緩衝孔７の特定の形状及び弾性タイヤ１の寸法に比例した緩衝孔の寸法は、混合物の硬度に関わりなく、緩衝効果を生じさせることができる。したがって、弾性タイヤ１のトレッド３に関して、硬質の混合物、例えばショアＡ硬度７０±５の混合物を使用することもでき、それにより、劣化（又は摩耗）に対する抵抗特性を高めることができる。

ローダなどの多くの車両の場合には、緩衝孔７の特定の形状は、弾性タイヤ（特に、トレッド３）が、車両の重量を受けて変形することを可能にし、それにより、振動及び運転者に反響を及ぼす衝撃を減らすことができる。

本発明による弾性タイヤにより、特に弾性タイヤの側面に設けられた緩衝孔７の特定の形状により、繰り返される振動及びオペレータに与える衝撃の影響が、さらに抑えられ、弾性タイヤの耐用年数が伸びる。

Claims (13)

1. 工業及び建設機械に用いるよう設計された弾性タイヤ（１）であって、前記弾性タイヤ（１）は、半径方向に積み重なって設けられた弾性材料製の複数の円形層を備えており、前記複数の円形の層は、弾性タイヤ（１）の中心から外周に向かって、ベース（２）と称する内側部分、トレッド（３）と称する外側部分及び高さがＱの２個の側面（４、４’）を構成しており、前記弾性タイヤ（１）は、弾性タイヤ（１）の両方の側面（４、４’）に設けられた複数の緩衝孔（７）を備えており、
   前記緩衝孔（７）は、実質的に翼状の形を有しており、
   前記側面（４、４’）にある各緩衝孔（７）の開口は、上側そり（８）、下側そり（９）、上部エッジ（１０）及び下部エッジ（１１）を備えた翼形状を有しており、
   各緩衝孔（７）の開口は、高さが（Ｈ）で底辺が（Ｗ）の長方形に内接させることができ、前記長方形は、同時に、前記上側そり（８）、前記下側そり（９）、前記上部エッジ（１０）及び前記下部エッジ（１１）に接し、
   前記長方形の高さ（Ｈ）は、前記側面（４、４’）の断面高さ（Ｑ）の１０％～３０％を占める値であり、前記長方形の底辺（Ｗ）は、前記側面（４、４’）の断面高さ（Ｑ）の２０％～７０％を占める値である、前記弾性タイヤ（１）。
2. 各緩衝孔（７）は、前記側面（４、４’）に設けられた開口から始まって前記弾性タイヤ（１）の内部に向かって先細りになる細長い形状を有していることを特徴とする請求項１に記載の弾性タイヤ（１）。
3. 前記緩衝孔（７）は、前記側面の近傍に第１の部分（１３）と、より内部に第２の部分（１４）を有しており、前記第１の部分（１３）は、単位長さあたりの減少で先細り、この減少は第２の部分（１４）の減少と同じか又はそれよりも減少度合いが大きいことを特徴とする請求項２に記載の弾性タイヤ（１）。
4. 前記長方形の高さ（Ｈ）は、前記側面（４、４’）の断面高さ（Ｑ）の２０％であり、前記長方形の底辺（Ｗ）は、前記側面（４、４’）の断面高さ（Ｑ）の５０％であることを特徴とする請求項１に記載の弾性タイヤ（１）。
5. 前記側面（４、４’）にある各緩衝孔（７）の開口は、対角線が点（Ｍ）で交差する長方形に内接させることができ、各緩衝孔（７）の開口は、ピッチ（１２）の長さの４０％～９０％を占める値の長さを有する上側そり（８）及びピッチ（１２）の長さの２５％～７５％を占める値の長さを有する下側そり（９）を備えており、前記ピッチ（１２）は、前記点（Ｍ）を通る仮想の円周（Ｃ）に関して測定された互いに隣り合う２個の開口の間の距離であることを特徴とする請求項１に記載の弾性タイヤ（１）。
6. 各緩衝孔（７）の開口は、前記ピッチ（１２）の長さの約８０％の長さを有する上側そり（８）及び前記ピッチ（１２）の長さの約６５％の長さを有する下側そり（９）を備えていることを特徴とする請求項５に記載の弾性タイヤ（１）。
7. ２個の側面４、４’の各々にある緩衝孔（７）の数は、８個～２０個であることを特徴とする請求項１～６の何れか１項に記載の弾性タイヤ（１）。
8. ２個の側面４、４’の各々にある緩衝孔（７）の数は、１１個であることを特徴とする請求項７に記載の弾性タイヤ（１）。
9. 各緩衝孔（７）は、前記トレッド（３）の幅（Ｌ）の９０％以下である奥行きを有していることを特徴とする請求項１～８の何れか１項に記載の弾性タイヤ（１）。
10. 前記側面の一方（４）に設けた緩衝孔（７）と、前記側面の他方（４’）に設けた緩衝孔（７）とは、互いに横並びになっているが、それぞれの上部エッジ（１０）は、反対方向を向いていることを特徴とする請求項１～９の何れか１項に記載の弾性タイヤ（１）。
11. 前記側面の一方（４）に設けられた緩衝孔（７）は、前記側面の他方（４’）に設けられた緩衝孔（７）に対して鏡像状になっていることを特徴とする請求項１～９の何れか１項に記載の弾性タイヤ（１）。
12. 前記側面の一方（４）に設けられた緩衝孔（７）は、前記側面の他方（４’）に設けられた緩衝孔（７）に対してずれていることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の弾性タイヤ（１）。
13. 前記側面の一方（４）に設けられた緩衝孔（７）は、前記側面の他方（４’）に設けられた緩衝孔（７）に対してピッチ（１２）の半分ずれていることを特徴とする請求項１２に記載の弾性タイヤ（１）。

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