JP2005104413A - Hollow tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、タイヤ断面幅方向の中央部に空洞部を設けた中空タイヤに関するものである。 The present invention relates to a hollow tire in which a hollow portion is provided at a central portion in a tire cross-sectional width direction.
タイヤをその構造別に分類すると、空気入りタイヤ、ソリッドタイヤ（中実タイヤ）、中空部を有するタイヤ（中空タイヤ）などがある。このうち、中実タイヤや中空タイヤは、乗用車のように乗り心地性が要求されない分野、例えばフォークリフトの車輪、ゴルフカートの車輪などに採用されている。特にフォークリフトや重量物運搬車両などの搬送機器では、耐パンク性が強く要求されるので、中実タイヤや中空タイヤが好んで用いられる。また福祉や介護に用いられる移動機器としてのシルバーカーやベビーカーでは、車輪が小型、軽量、安価であることが必要であり、この意味で中実タイヤや中空タイヤが用いられる。また車椅子も電動式のものがあり、バッテリと駆動モータを搭載している。この場合、乗り心地性と、バッテリ駆動による走行可能な所望の走行距離が要求される。福祉や介護のような用途の車輪の場合、タイヤを保持するホイール部も外形が小さいものが多い。また路面の凹凸の影響を軽減するため、ダブルタイヤもよく利用される。 When tires are classified according to their structure, there are pneumatic tires, solid tires (solid tires), tires having hollow portions (hollow tires), and the like. Among these, solid tires and hollow tires are used in fields where riding comfort is not required, such as passenger cars, such as forklift wheels and golf cart wheels. In particular, in a transport device such as a forklift or a heavy goods transport vehicle, puncture resistance is strongly required, so that solid tires and hollow tires are preferably used. In addition, in a silver car or a stroller as a mobile device used for welfare or nursing care, the wheels need to be small, light, and inexpensive. In this sense, solid tires and hollow tires are used. There are also wheelchairs that are electrically powered and are equipped with a battery and a drive motor. In this case, riding comfort and a desired travel distance that can be driven by a battery are required. In the case of wheels for applications such as welfare and nursing care, the wheel part that holds the tire often has a small outer shape. Double tires are also often used to reduce the effects of road surface irregularities.
ソリッドタイヤは、タイヤ本体が中心部まで同質の弾性材料（ゴム）で構成したものと、タイヤ本体の中心部に発砲ゴム材を充填したものがある。前者はクッション性が著しく劣り、その重量が重くなるという欠点がある。また後者はクッション性が良好ではあるが、製造工程が複雑になる欠点がある。 Solid tires include those in which the tire body is made of a homogeneous elastic material (rubber) up to the center and those in which the center of the tire body is filled with a foam rubber material. The former has a disadvantage that the cushioning property is remarkably inferior and the weight thereof is increased. The latter has a good cushioning property, but has a drawback that the manufacturing process is complicated.
一方、中空タイヤはソリッドタイヤに比べて軽量であり、クッション性は良好ではあるものの、製造上に特有の課題があった。中空タイヤの製造方法は、ゴム材を用いて中空の筒状に押し出し成形したものを所定寸法に切断し、互いの切断部を接合してリング状になるように成形し、これを加硫してタイヤに仕上げるのが一般的であった。この方法は、空気入りタイヤに比べて製造方法が簡単であり、製造コストが大幅に安くなるという特徴がある。しかし接合部において接合力が不十分となるなどの品質に問題が発生していた。また加硫時はリング状に成形され中空部に高圧の空気や蒸気などの媒体を注入する。このとき、接地部（トレッド）の凹凸状の模様が媒体の圧力に左右されるので、特に深い溝を成形すると、中空部の均一性が損なわれるという課題があった。 On the other hand, hollow tires are lighter than solid tires and have good cushioning properties, but have problems specific to manufacturing. The method of manufacturing a hollow tire is a method of extruding into a hollow cylinder using a rubber material, cutting it into a predetermined dimension, molding each cut portion into a ring shape, and vulcanizing this. It was common to finish tires. This method is characterized in that the manufacturing method is simpler than the pneumatic tire and the manufacturing cost is significantly reduced. However, there has been a problem in quality such as insufficient bonding force at the bonded portion. At the time of vulcanization, it is formed into a ring shape and a medium such as high-pressure air or steam is injected into the hollow part. At this time, since the uneven pattern of the grounding portion (tread) depends on the pressure of the medium, there is a problem that the uniformity of the hollow portion is impaired when a deep groove is formed.
また、ベースゴム層とトレッドゴム層に分かれている中空タイヤがある。この構造では両層の接合界面を介して剥離の問題が生じる。この問題を解消するため、ベースゴム層の左右ビート部（リム着座部）間につなぎ材が別途必要となる。このような構造のタイヤを製造するには、加硫型に中子型を必要とする。このような課題を解消するための中空タイヤとして、特許文献１に開示されているゴムタイヤ及びゴムタイヤ車輪がある。この中空タイヤは、射出成形という簡易な手法を用いて製造でき、クッション性に優れ、リム組が容易であるという特徴が得られる。この構造のタイヤについて図面を参照して以下に説明する。
There is also a hollow tire that is divided into a base rubber layer and a tread rubber layer. In this structure, there arises a problem of peeling through the bonding interface between both layers. In order to solve this problem, a connecting material is separately required between the left and right beat portions (rim seating portions) of the base rubber layer. In order to manufacture a tire having such a structure, a core type is required for the vulcanization type. As a hollow tire for solving such a problem, there are a rubber tire and a rubber tire wheel disclosed in
図９及び図１０は前述した従来例の中空タイヤ及びタイヤ車輪の構造を示す図面である。このゴムタイヤ１Ａは、図１０に示すように、左右のリム着座部２Ｌ、２Ｒ、このリム着座部と一体に成形されたサイドウォール部３Ｌ、３Ｒ、及びトレッド部４を有している。またゴムタイヤ１Ａの内部に溝部５を介して中空部（空洞部ともいう）６が設けられている。このような断面形状を持つゴム部材がトロイド形状に成形されている。
9 and 10 are views showing the structure of the above-described conventional hollow tire and tire wheel. As shown in FIG. 10, the
左右のリム着座部２Ｌ、２Ｒのタイヤ軸方向対向長さは、左右の外側に形成されたくびれ部７Ｌ、７Ｒを介してトレッド部４のタイヤ軸方向長さ（トレッド幅）より狭く形成されている。そして左右のリム着座部２Ｌ、２Ｒの内側対向面には、突っ張り手段１１が保持されるよう装着部１２Ｌ、１２Ｒが設けられている。図９で示すようにタイヤ支持体（ホイール）８の外周部に形成されたリム溝９に対し、ゴムタイヤ１Ａのリム着座部２Ｌ、２Ｒを嵌着し、２つのリム９Ｌ、９Ｒをボルトとナット１０で締め付けることにより、ゴムタイヤ１Ａをタイヤ支持体８に取り付けるようになっている。
The opposite lengths of the left and right rim seats 2L, 2R in the tire axial direction are formed narrower than the tire axial length (tread width) of the
またこのゴムタイヤ１Ａの左右のリム着座部２Ｌ、２Ｒは、一般の自動車用のタイヤと異なり、ボードコアを有しない実質ゴムで形成されており、左右のサイドウォール部３Ｌ、３Ｒ及びトレッド部４はビードコア間に跨るカーカスを有しない構造、すなわち実質ゴムでトロイド状に成形されている。また左右のサイドウォール部３Ｌ、３Ｒの外周面は、タイヤ軸心と垂直に形成されている。そして、左右のリム着座部２Ｌ、２Ｒ及び左右のサイドウォール部３Ｌ、３Ｒを含むタイヤ断面高さに対して、トレッド部4が幅広に形成されている。更に左右のリム着座部２Ｌ、２Ｒ、左右のサイドウォール部３Ｌ、３Ｒ、トレッド部4の各肉厚は、くびれ部７Ｌ、７Ｒを除いてほぼ同じ厚さの肉厚に形成されている。
The left and right rim seats 2L, 2R of the rubber tire 1A are made of substantially rubber that does not have a board core, unlike a general automobile tire, and the left and right sidewall portions 3L, 3R and the
次に図９に示すようなゴム部材と別の材料を用いた突っ張り手段１１が設けられないタイプのゴムタイヤもある。図１１に示すゴムタイヤ１Ｂは、リム着座部２Ｌ、２Ｒの対向内面が互いに当接するようにゴム部材を形成することにより、突っ張り手段１１Ｂを等価的に設けたものである。ここではリム着座部２Ｌの対向面に溝１１Ｃを設け、リム着座部２Ｒの対向面に突条１１Ｄを設ける。ゴムタイヤ１Ｂをリム９Ｌ、９Ｒに嵌着するとき、溝１１Ｃと突条１１Ｄを突合せして固定する。この場合、溝１１Ｃと突条１１Ｄを含むリム着座部の当接面に接着剤で接合することもできる。こうすることにより、ゴムタイヤ１Ｂとリムの周方向のずれを確実に阻止することができる。
中空タイヤの中空部６の断面形状において、図９から図１１に示すように接地側（トレッド部４側）の形状がフラットか、大きな曲率半径を持つ円弧状の場合、固有の問題が新たに生じる。一般にタイヤは、荷重が印加されている状態であっても、回転抵抗（走行抵抗）は小さい値である必要がある。この意味でタイヤと走行面（路面）の接触面積は少ないほうがよい。このため特に中実タイヤや中空タイヤの場合、トレッド部及びサイドウォール部の剛性を高める必要がある。これにはこの部分を構成するゴム部材のゲージを厚くしなければならない。ゴムゲージを厚くすると、ゴムタイヤのゴムボリュームが増加し、ゴムタイヤとしての材料コストが増加してしまう。また中空部における接地側形状がフラットであったり、大きな曲率半径を有する円弧状である場合、本来無荷重であれば外形形状が円弧状であるトレッド部が荷重下で平坦状になり易く、路面との接地面積が容易に増加してしまう。この場合タイヤとしての回転抵抗値が増加する。
In the cross-sectional shape of the
本発明はこのような従来の中空タイヤの問題点に鑑みてなされたものであって、荷重時においても、接地面積がそれほど増加せず、かつタイヤ成形に用いるゴム材料のボリュームを軽減でき、製造コストの低減可能な中空タイヤを実現することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of the problems of such a conventional hollow tire, and even when loaded, the contact area does not increase so much, and the volume of the rubber material used for tire molding can be reduced. The object is to realize a hollow tire capable of reducing the cost.
本願の請求項１の発明は、路面に接地するトレッド部、前記トレッド部にかかる荷重を弾力的に支持するサイドウォール部、タイヤ全体をタイヤ支持体に固定するリム着座部、前記リム着座部と前記サイドウォール部との間に溝状に形成されたくびれ部を、夫々タイヤの子午線方向に沿って一体形成すると共に、内部に空洞部を設け、タイヤの赤道線方向に沿ってトロイド状に形成した中空タイヤであって、タイヤ中心軸と平行な前記トレッド部の断面幅をＤ１とし、前記左右のリム着座部の断面幅をＤ２とし、前記左右のくびれ部の断面幅をＤ３とするとき、各部の断面幅に関してＤ１＞Ｄ２＞Ｄ３の関係を満たし、前記空洞部のタイヤ接地側断面形状を前記トレッド部に向かって山形とし、前記中空タイヤがタイヤホイールに固定するとき、前記左リム着座部及び右リム着座部の対向面を互いに当接することにより、前記タイヤホイールのリム部に嵌着することを特徴とする。
The invention of
本願の請求項２の発明は、請求項１の中空タイヤにおいて、前記リム着座部の着座面から見た中空タイヤの断面高さをＡとし、前記空洞部の山形頂点までの距離をＢとするとき、０．５Ａ≦Ｂ≦０．９Ａの関係を満たすことを特徴とする。
The invention according to
本願の請求項３の発明は、請求項２の中空タイヤにおいて、前記空洞部の最大断面幅をＣとするとき、０．１Ｄ≦Ｃの関係を満たすことを特徴とする。
The invention of
本願の請求項４の発明は、請求項３の中空タイヤにおいて、前記空洞部の山形の頂角をαとするとき、α≦１５０度の関係を満たすことを特徴とする。
The invention according to
本願の請求項５の発明は、請求項３の中空タイヤにおいて、前記空洞部のタイヤ接地側断面形状を半径Ｒの円弧状とするとき、０．５Ｃ≦Ｒ≦１．５Ｃの関係を満たすことを特徴とする。
According to
本発明の中空タイヤによれば、ゴムボリュームの増加を最小限に抑えつつ、効果的に回転抵抗を下げることができ、適度なクッション性も確保できる。また製造方法も簡単であるため、小型軽量で安価なタイヤ車輪を提供できる。また本発明の中空タイヤは、耐パンク性が要求される産業用車両又は軍事用車両の車輪に好適に採用できる。 According to the hollow tire of the present invention, it is possible to effectively reduce the rotational resistance while minimizing the increase in the rubber volume, and it is possible to secure an appropriate cushioning property. Moreover, since the manufacturing method is also simple, a small, lightweight and inexpensive tire wheel can be provided. Moreover, the hollow tire of this invention can be suitably employ | adopted as the wheel of the industrial vehicle or military vehicle in which puncture resistance is requested | required.
本発明の実施の形態における中空タイヤについて、図面を参照しつつ説明する。図１は本実施の形態における中空タイヤ２０Ａ、及びタイヤ車輪２１Ａの構造を示す半断面図である。図２はタイヤ車輪２１Ａにおけるリム部の分解部分断面図である。このタイヤ車輪２１Ａは中空タイヤ２０Ａとホイール部２２を含んで構成される。ホイール部２２は、その外周に形成されたリム部２３を介して環状の中空タイヤ２０Ａを保持するタイヤ支持体である。ホイール部２２は同一形状の第1のホイール２２Ｌと第２のホイール２２Ｌとを、環状に配置されたボルト穴にボルト２４を挿入し、ナット２５で締め付けることで一体に固着されるものである。ホイール部２２は図示しない軸受部を有し、回転自在となっている。
A hollow tire according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a half sectional view showing the structure of the hollow tire 20A and the tire wheel 21A in the present embodiment. FIG. 2 is an exploded partial cross-sectional view of the rim portion of the tire wheel 21A. The tire wheel 21A includes a hollow tire 20A and a
中空タイヤ２０Ａの断面形状について、図１を用いて説明する。この中空タイヤ２０Ａは図９〜図１１に示す従来例のものと同様に、トレッド部２６、サイドウォール部２７、くびれ部２８、リム着座部２９と呼ばれる部分から構成される。これらの各部位はタイヤの子午線方向に繋がり、塑性を有するゴム材料を射出成形するとき、射出成形金型のキャビティの形状と中子の形状によってその断面形状が設定される。勿論タイヤの赤道線に沿った断面形状は均一である。
The cross-sectional shape of the hollow tire 20A will be described with reference to FIG. The hollow tire 20A is composed of parts called a tread portion 26, a
本実施の形態の中空タイヤ２０Ａは図９〜図１１に示す従来例の中空タイヤと異なり、断面形状が菱形の空洞部３０Ａが設けられている。空洞部３０Ａの接地面側を山形部３０ａと呼ぶ。この空洞部３０Ａの内部空間は突合せ部３１の間隙を介して外界と連通している。リム着座部２９を左右に分割して左側リム着座部２９Ｌ、右側リム着座部２９Ｒと呼ぶとき、左側リム着座部２９Ｌ、右側リム着座部２９Ｒの対向面を突合せ部３１という。中空タイヤ２０Ａが成形された直後では、ゴム材の弾性により突合せ部３０は互いに開いた状態になっている。
Unlike the conventional hollow tire shown in FIGS. 9 to 11, the
ここで断面形状を定量化するために、中空タイヤ２０Ａが荷重を受けない場合の幾何学的寸法を図１のように定義する。タイヤの形状を幾何学的に表現する場合、地球の座標表現がよく用いられる。タイヤのトレッド部のタイヤ外周方向に沿う中心線を赤道線と呼び、タイヤの断面形状において、一方のリム着座部、一方のサイドウォール部、トレッド部、他方のサイドウォール部、他方のリム着座部に沿った外周線を子午線と呼び、赤道線と平行なタイヤの周方向における任意の線を緯線という。中空ゴムタイヤ２０Ａをその赤道線に沿って切断した場合、リム着座部２９の下部着座面からトレッド部２６の表面（接地面）までの距離をタイヤ断面高さＡとする。またリム着座部２９の下部着座面から山形部３０ａの頂点までの距離をＢとする。また空洞部３０Ａの子午線方向の最大幅をＣとする。更に中空タイヤ２０Ａのタイヤ断面幅をＤ１とする。そして山形部３０ａの頂点の曲率半径をｒとし、山形部３０ａの開き角をαとする。また左右のリム着座部の断面幅をＤ２とし、左右のくびれ部の断面幅をＤ３とする。中空タイヤがこのような構造を有する場合、各部の断面幅に関してＤ１＞Ｄ２＞Ｄ３の関係を満たすこととなる。
Here, in order to quantify the cross-sectional shape, the geometric dimension when the hollow tire 20A is not subjected to a load is defined as shown in FIG. When expressing the shape of a tire geometrically, the coordinate representation of the earth is often used. The center line along the tire outer peripheral direction of the tread portion of the tire is called the equator line, and in the cross-sectional shape of the tire, one rim seating portion, one sidewall portion, the tread portion, the other sidewall portion, the other rim seating portion. The outer circumferential line along the line is called a meridian, and an arbitrary line in the circumferential direction of the tire parallel to the equator line is called a latitude line. When the hollow rubber tire 20A is cut along its equator line, the distance from the lower seating surface of the
このような構造の中空タイヤ２０Ａをホイール部２２に装着するには、例えば第１のホイール２２Ｌの左側リム部２３Ｌに中空タイヤ２０Ａの左側リム着座部２９Ｌを嵌め、図２に示すように第２のホイール２２Ｒの右側リム部２３Ｒが中空タイヤ２０Ａの右側リム着座部２９Ｒに嵌まるようにする。そしてナット２５とボルト２４とを用いてねじ締めすれば、第１のホイール２２Ｌと第２のホイール２２Ｒとが密着し、中空タイヤ２０Ａをホイール部２２に固定することができる。このようなホイールは２ピースホイールと呼ばれている。
In order to mount the hollow tire 20A having such a structure on the
次に中空タイヤ２０Ａに加わる荷重Ｗと、接地面積、回転抵抗の関係を実験により解析し、その解析結果について説明する。従来の中空タイヤにおける空洞部は図３に示すようにその断面形状が略三角形であった。この場合の空洞部の接地側形状は平坦である。また無荷重下のトレッド部の輪郭が円弧状とすると、荷重Ｗが印加されても弾性変形量を少なくするためには、トレッド部のゴムゲージＥ−１、サイドウォール部のゴムゲージＦ−１を大きくしなくてはならない。この場合の中空タイヤの断面形状を図４（Ａ）に示す。図４（Ａ）ではトレッド部のゴムゲージをＥ−２、サイドウォール部のゴムゲージをＦ−２としている。その場合、Ｅ−２＞Ｅ−１、Ｆ−２＞Ｆ−１である。これでは、中空タイヤとしてのゴムボリュームが増加し、コスト高となる。この中空タイヤが路面から荷重Ｗを受けた場合、図４（Ｂ）に示すように、トレッド部の弾性変形は接地面と垂直方向に生じる。ゴムゲージＥ−２そのもの値は殆ど変化しないので、この荷重Ｗに対する平衡力（反力）は空洞部の変形によって吸収される。この平衡力による応力分布は図４（Ａ）の矢印のようにタイヤの子午線方向に沿ってほぼ均一なものとなる。これはトレッド部の変形が広い範囲に渡って生じることを意味し、図４（Ｂ）に示すようにトレッド部の接地面積Ｇ−２は大きいものとなる。この場合の変形は図４（Ｂ）の破線部の領域で生じる。 Next, the relationship between the load W applied to the hollow tire 20A, the ground contact area, and the rotational resistance is analyzed by experiments, and the analysis results are described. As shown in FIG. 3, the hollow portion of the conventional hollow tire has a substantially triangular cross section. In this case, the grounding side shape of the cavity is flat. Further, when the outline of the tread portion under no load is an arc shape, the rubber gauge E-1 of the tread portion and the rubber gauge F-1 of the sidewall portion are increased in order to reduce the amount of elastic deformation even when the load W is applied. I have to do it. The cross-sectional shape of the hollow tire in this case is shown in FIG. In FIG. 4A, the rubber gauge of the tread portion is E-2, and the rubber gauge of the sidewall portion is F-2. In that case, E-2> E-1 and F-2> F-1. This increases the rubber volume as a hollow tire and increases the cost. When this hollow tire receives a load W from the road surface, as shown in FIG. 4B, elastic deformation of the tread portion occurs in a direction perpendicular to the ground contact surface. Since the value of the rubber gauge E-2 itself hardly changes, the equilibrium force (reaction force) with respect to the load W is absorbed by the deformation of the cavity. The stress distribution due to the equilibrium force is substantially uniform along the meridian direction of the tire as indicated by the arrow in FIG. This means that the deformation of the tread portion occurs over a wide range, and the ground contact area G-2 of the tread portion is large as shown in FIG. 4B. The deformation in this case occurs in the area of the broken line in FIG.
これに対して本実施の形態における中空タイヤ２０Ａの無荷重下の断面形状を図５（Ａ）に示す。この場合の空洞部３０Ａの接地側形状は接地面側に対して山形である。トレッド部中央に荷重Ｗが印加されたとき、この荷重Ｗを空洞部３０Ａの山形斜面に平衡な分力Ｗ１、Ｗ２に分解することができる。この分力に対してトレッド各部のゴム材料が弾性変形することによって釣合いが保たれる。ゴム材料の変形は自由度の高い方向に生じる。このため応力分布は図５（Ａ）の矢印のように空洞部３０Ａの中央に向かうものとなり、タイヤの子午線方向に沿って応力値は変化する。すなわち、応力値はタイヤの赤道線付近で最大になり、緯度値が大きくなるにつれて応力値は小さくなる。 On the other hand, the cross-sectional shape of the hollow tire 20A in the present embodiment under no load is shown in FIG. In this case, the ground side 30A of the cavity 30A has a mountain shape with respect to the ground plane side. When a load W is applied to the center of the tread portion, the load W can be decomposed into component forces W1 and W2 that are balanced on the mountain slope of the hollow portion 30A. The rubber material of each part of the tread is elastically deformed against this component force, thereby maintaining a balance. The deformation of the rubber material occurs in a direction with a high degree of freedom. For this reason, the stress distribution is directed toward the center of the cavity 30A as indicated by the arrow in FIG. 5A, and the stress value changes along the meridian direction of the tire. That is, the stress value becomes maximum near the equator line of the tire, and the stress value decreases as the latitude value increases.
このような応力分布に基づいてトレッド部が弾性変形すると、図５（Ｂ）のようになる。即ち赤道線部分の変形量が大きくなるのに対し、緯度値が大きくなるにつれてその部分の変形量が少なくなる。このため中空タイヤ２０Ａとしての接地面積Ｇ−１は図４（Ｂ）の接地面積Ｇ−２に比較して実質的に減少する。 When the tread portion is elastically deformed based on such a stress distribution, the state is as shown in FIG. That is, the amount of deformation of the equator portion increases, whereas the amount of deformation of the portion decreases as the latitude value increases. For this reason, the ground contact area G-1 as the hollow tire 20A is substantially reduced as compared with the ground contact area G-2 in FIG.
このような解析結果に加えて、ゴムゲージを考慮すると、次のような結論を導きだせる。（1）トレッドゲージＥが同一であれば、ショルダーゲージＦが厚い方が、接地面積Ｇは小さくなる。
（2）ショルダーゲージＦが同一であれば、空洞部の接地側形状が平坦よりも山形である方が、接地面積Ｇは小さくなる。
In addition to these analysis results, considering the rubber gauge, the following conclusions can be drawn. (1) If the tread gauge E is the same, the thicker the shoulder gauge F, the smaller the ground contact area G.
(2) If the shoulder gauges F are the same, the ground contact area G is smaller when the ground contact side shape of the cavity is a mountain shape than flat.
次に他の形状効果について検討する。タイヤ断面高さＡと、空洞部高さＢとの関係について考える。０．５Ａ＞Ｂの場合、リム着座部２９のゴムゲージが薄くなり、タイヤ車輪の走行時にホイール部２２が外れ易くなる。０．９Ａ＜Ｂの場合、空洞部３０Ａを菱形にしても、ゴムゲージを小さく設定しているため、タイヤとしての回転抵抗が大きくなり、本願の発明の目的を達成できなくなる。タイヤ断面幅Ｄと、空洞部断面幅Ｃとの関係について説明する。０．１Ｄ＞Ｃの場合、回転抵抗が低下する反面、中空タイヤが目的とする乗り心地、衝撃の吸収機能が損なわれてしまう。山形の開き角度αについて考える。α＞１５０度の場合、荷重Ｗの分布効果が損なわれ、図４（Ａ）に示したような現象が生じ、本願の発明の効果が得られなくなる。
Next, other shape effects are examined. Consider the relationship between the tire cross-section height A and the cavity height B. In the case of 0.5A> B, the rubber gauge of the
このようなことから、各部の幅に関して、０．５Ａ≦Ｂ≦０．９Ａの関係を満たすことが好ましく、空洞部の最大断面幅に関しても０．１Ｄ≦Ｃの関係を満たすことが好ましい。また空洞部の山形の頂角αに関して、α≦１５０度の関係を満たすことが好ましい。 For this reason, the width of each part preferably satisfies the relationship of 0.5A ≦ B ≦ 0.9A, and the maximum cross-sectional width of the cavity also preferably satisfies the relationship of 0.1D ≦ C. Moreover, it is preferable to satisfy the relationship of α ≦ 150 degrees with respect to the apex angle α of the chevron of the cavity.
以上に説明した中空タイヤの空洞部３０Ａの形状は、接地面側に山形面を持つ菱形とした。しかし図６に示すように、空洞部の接地面側の形状を円弧状にしてもよい。この場合の空洞部３０Ｂは、空洞部断面幅をＣ、円弧部の曲率半径をＲとする。このとき、０．５Ｃ≦Ｒ≦１．５Ｃであることが好ましい。１．５Ｃ＜Ｒの場合、荷重Ｗの分布効果が損なわれ、接地面積の低減効果が得られない。 The shape of the hollow portion 30A of the hollow tire described above is a rhombus having an angled surface on the ground contact surface side. However, as shown in FIG. 6, the shape of the cavity on the ground contact surface side may be an arc. In this case, the cavity 30B has a cavity section cross-sectional width C and a radius of curvature of the arc section R. At this time, it is preferable that 0.5C ≦ R ≦ 1.5C. In the case of 1.5C <R, the distribution effect of the load W is impaired, and the contact area reduction effect cannot be obtained.
以上の説明に用いた各タイヤ車輪において、接地面積と回転抵抗の関係を実験で調査した。その結果を図７に示す。図３に示す中空タイヤに所定の荷重Ｗを印加したときの接地面積を１００とし、回転抵抗を１００とした。これに対して図５に示す中空タイヤ２０Ａでは、接地面積が４８、回転抵抗は８１のように低減した。また図４に示すように、空洞部の接地面側の形状を平坦にし、ゴムゲージを厚くした場合、所定の荷重Ｗを印加したときの接地面積が６７、回転抵抗は８７となった。また図６に示すように、空洞部３０Ｂの接地面側形状を円弧状にした場合、ゴムゲージが薄くても、所定の荷重Ｗを印加したときの接地面積が５２、回転抵抗は８３という低い値が得られた。 In each tire wheel used for the above description, the relationship between the contact area and the rotational resistance was investigated by experiment. The result is shown in FIG. The ground contact area when a predetermined load W was applied to the hollow tire shown in FIG. On the other hand, in the hollow tire 20A shown in FIG. 5, the ground contact area was reduced to 48 and the rotational resistance was reduced to 81. As shown in FIG. 4, when the shape of the cavity on the ground contact surface side was flattened and the rubber gauge was thickened, the ground contact area when a predetermined load W was applied was 67, and the rotational resistance was 87. As shown in FIG. 6, when the shape of the cavity 30B on the ground contact surface side is an arc, even if the rubber gauge is thin, the ground contact area when a predetermined load W is applied is 52, and the rotational resistance is as low as 83. was gotten.
図８は、中空タイヤにおける全接地面積と、回転抵抗値を指数化した値であるＲＲ指数（Rolling Resistance）との関係を、多数のサンプルを用いて調査したデータである。黒丸で示す各データは、ｙ＝−1.333x＋110.33の関係に沿ったものと言える。この近似直線に対する各データの相関係数は0.8702であった。このグラフから中空タイヤの外形寸法及びトレッド幅に対する回転抵抗値が推測できる。 FIG. 8 is data obtained by investigating the relationship between the total contact area in the hollow tire and the RR index (Rolling Resistance), which is a value obtained by indexing the rotation resistance value, using a large number of samples. Each data indicated by a black circle can be said to be in line with the relationship of y = −1.333x + 110.33. The correlation coefficient of each data with respect to this approximate straight line was 0.8702. From this graph, the rotational resistance value with respect to the outer dimension and tread width of the hollow tire can be estimated.
本発明の中空タイヤは、製造方法が簡単であり、ゴムゲージを薄くすることもでき、ゴム材料に占めるコストも低減できるので、適度なクッション性と小型化と低コストを要求されるタイヤ車輪に好適に利用できる。このような分野として例えばシルバーカー、ベビーカー、コルフカートに加え、各種台車、ワゴンの車輪がある。また本発明の中空タイヤは耐パンク性を有している。このため、耐パンク性が最重点に要求される搬送機器として、フォークリフトの車輪、ホイールローダの車輪、農耕用機器の車輪、遊戯搬送台車（レジャーランドにおけるコースタ）の車輪、削岩現場のダンプカーの車輪、戦闘車両の車輪などにも利用できる。ただし、これらの大型車両の場合は、その分野に適した形状のホイールが使用される。これらの分野の車両に空気入りタイヤを採用すると、パンクが発生せず、同乗者の危険が回避される。 The hollow tire of the present invention has a simple manufacturing method, the rubber gauge can be thinned, and the cost of the rubber material can be reduced. Therefore, the hollow tire of the present invention is suitable for tire wheels that require moderate cushioning, downsizing, and low cost. Available to: Such fields include, for example, various carts and wagon wheels in addition to silver cars, strollers, and corfu carts. The hollow tire of the present invention has puncture resistance. For this reason, forklift wheels, wheel loader wheels, agricultural equipment wheels, amusement transport carts (coasters in leisure lands), rock drill dump truck wheels are the transport equipment that require puncture resistance. It can also be used for the wheels of combat vehicles. However, in the case of these large vehicles, a wheel having a shape suitable for the field is used. When pneumatic tires are used in vehicles in these fields, punctures do not occur and passenger risk is avoided.
２０Ａ、２０Ｂ 中空タイヤ
２１Ａ タイヤ車輪
２２ ホイール部
２２Ｌ 第１のホイール
２２Ｒ 第２のホイール
２３ リム部
２３Ｌ 左側リム部
２３Ｒ 右側リム部
２４ ボルト
２５ ナット
２６ トレッド部
２７ サイドウォール部
２８ くびれ部
２９ リム着座部
３０Ａ、３０Ｂ 空洞部
３１ 突合せ部
20A, 20B Hollow tire
Claims (5)
タイヤ中心軸と平行な前記トレッド部の断面幅をＤ１とし、前記左右のリム着座部の断面幅をＤ２とし、前記左右のくびれ部の断面幅をＤ３とするとき、
各部の断面幅に関してＤ１＞Ｄ２＞Ｄ３の関係を満たし、
前記空洞部のタイヤ接地側断面形状を前記トレッド部に向かって山形とし、
前記中空タイヤがタイヤホイールに固定するとき、前記左リム着座部及び右リム着座部の対向面を互いに当接することにより、前記タイヤホイールのリム部に嵌着することを特徴とする中空タイヤ。 A tread portion that contacts the road surface, a sidewall portion that elastically supports a load applied to the tread portion, a rim seat portion that fixes the entire tire to a tire support, and a groove between the rim seat portion and the sidewall portion A hollow tire formed in a toroidal shape along the equator direction of the tire, with a constricted portion formed in a shape, respectively, integrally formed along the meridian direction of the tire, and provided with a hollow portion inside,
When the cross-sectional width of the tread portion parallel to the tire central axis is D1, the cross-sectional width of the left and right rim seating portions is D2, and the cross-sectional width of the left and right constricted portions is D3,
Satisfying the relationship of D1>D2> D3 with respect to the cross-sectional width of each part,
The tire ground side cross-sectional shape of the hollow portion is a mountain shape toward the tread portion,
When the hollow tire is fixed to a tire wheel, the hollow tire is fitted to the rim portion of the tire wheel by bringing the opposing surfaces of the left rim seating portion and the right rim seating portion into contact with each other.
０．５Ａ≦Ｂ≦０．９Ａの関係を満たすことを特徴とする請求項１記載の中空タイヤ。 When the cross-sectional height of the hollow tire as viewed from the seating surface of the rim seating part is A, and the distance to the peak of the mountain of the hollow part is B,
The hollow tire according to claim 1, wherein a relationship of 0.5A ≦ B ≦ 0.9A is satisfied.
０．１Ｄ≦Ｃの関係を満たすことを特徴とする請求項２記載の中空タイヤ。 When the maximum cross-sectional width of the cavity is C,
The hollow tire according to claim 2, wherein a relationship of 0.1D ≦ C is satisfied.
α≦１５０度の関係を満たすことを特徴とする請求項３記載の中空タイヤ。 When the apex angle of the chevron of the cavity is α,
4. The hollow tire according to claim 3, wherein a relationship of α ≦ 150 degrees is satisfied.
０．５Ｃ≦Ｒ≦１．５Ｃの関係を満たすことを特徴とする請求項３記載の中空タイヤ。 When the tire ground side cross-sectional shape of the hollow portion is an arc shape with a radius R,
The hollow tire according to claim 3, wherein a relationship of 0.5C ≦ R ≦ 1.5C is satisfied.
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