JP5695099B2 - 建設車両用空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
このような知見に基き、トレッド踏面に、タイヤ赤道面上でトレッド周方向に連続して延びるセンター周溝を設けた場合は、トレッド幅方向で最も温度が上昇し易いタイヤ赤道面近傍での、トレッド踏面の放熱面積を確保して、そこでの温度上昇を効果的に抑制することができるが、そのようなセンター周溝だけでは、トレッド部の中央領域に蓄積される熱を、該中央領域の全体にわたって十分に放散させることができなかった。
なおここで、「トレッド踏面」とは、適用リムに組み付けるとともに規定内圧を充填したタイヤを、最大負荷能力に対応する負荷を加えた状態で転動させた際に、路面に接触することになる、タイヤの全周にわたる外周面をいい、また、「トレッド踏面端」は、前記トレッド踏面の、タイヤ幅方向の最外位置をいうものとする。
また、「タイヤ接地部分」は、適用リムに組み付けるとともに規定内圧を充填した状態で、タイヤを、路面に垂直姿勢で静止配置し、最大負荷能力に対応する負荷を加えたときに、路面に接触するトレッド部分を意味する。
そして、その規格とは、タイヤが生産または使用される地域に有効な産業規格によって決められたものであり、例えば、アメリカ合衆国では、“THE TIRE AND RIM ASSOCIATION INC.のYEAR BOOK(TRA)”であり、欧州では、“The European Tyre and Rim Technical OrganizationのSTANDARDS MANUAL”であり、日本では日本自動車タイヤ協会の“JATMA YEAR BOOK”である。
ここでいう「タイヤ接地部分」は、適用リムに組み付けるとともに規定内圧を充填した状態で、タイヤを、路面に垂直姿勢で静止配置し、最大負荷能力に対応する負荷を加えたときに、路面に接触するトレッド部分を意味する。
前記幅方向溝の、前記センター側部分での溝深さを、前記ラグ溝の溝深さの40〜110%とし、前記幅方向溝の、前記中間部分での溝深さを、前記ラグ溝の溝深さの40〜110%とし、前記幅方向溝の、前記ショルダー側部分での溝深さを、前記ラグ溝の溝深さの40〜90%とすることが好ましい。
なお、センター側部分、中間部分およびショルダー側部分のそれぞれの「溝深さ」は、それぞれの部分の、トレッド幅方向中心位置で測定するものとする。また、「ラグ溝の溝深さ」とは、新品タイヤのラグ溝の最大深さを指す。
なお、トレッド踏面に、タイヤ赤道面上でトレッド周方向に連続して延びるとともに、連通溝と連通するセンター周溝をさらに具えることにより、トレッド部の、発熱量の多い中央領域の温度上昇を、その中央領域の全体にわたってより有効に抑制することができる。
なお、トレッド部中央領域で湾曲変形が大きくなる傾向があることから、連通溝または幅方向溝は、タイヤが転動する際、トレッド幅方向外側からトレッド幅方向内側に向かって接地する態様、すなわち、連通溝または幅方向溝が、タイヤが転動する際にトレッド踏面が接地する方向に向かって、トレッド幅方向に対して傾斜することが好ましい。
また、タイヤ赤道面を挟んだ両側のそれぞれに、前記ラグ溝に交差してトレッド周方向に連続して延びるショルダー周溝のそれぞれを設けることにより、ショルダー周溝を流動する空気が幅方向溝に流れ込んで、幅方向溝における放熱効果を向上させることができる。さらに、上述のようにブロックを形成することにより、ブロックを区画する各溝に、さらに空気が流れ込みやすくなるので、各溝の放熱効果を向上させることができる。
また、前記センター周溝に対して一方側のトレッド半部に設けられた前記連通溝および前記幅方向溝の、前記センター周溝へのそれぞれの開口位置を、他方側のトレッド半部に設けられた前記連通溝および前記幅方向溝の、前記センター周溝へのそれぞれの開口位置とはトレッド周方向に距離をおいて設けるものとしたときは、センター周溝に対して開口する連通溝および幅方向溝の開口位置をトレッド周方向にずらして設けているので、センター周溝に対して開口する連通溝および幅方向溝の開口位置を同じ位置にする場合に比して、ブロックの幅方向の剛性を維持し、耐摩耗性能の低下をさらに効果的に抑えることができる。
ここで、上述したような、トレッド踏面への前記幅方向溝の配設によって、その陸部の、トレッド幅方向の剛性が大きく低下した場合は、トレッド部中央領域の上記の湾曲変形が大きくなって、ショルダー側の陸部表面の、路面に対する滑り量が増大し、トレッドゴムの早期摩滅を引き起こすおそれがある。
同様の観点から、前記連通溝および前記ショルダー周溝もまた、タイヤ接地部分で閉塞する溝幅を有することが好ましい。
言い換えれば、幅方向溝を、上記の各位置でそれぞれの範囲から外れて配設した場合は、トレッド周方向で、とくに温度上昇し易い位置に、幅方向溝が存在しないことから、幅方向溝の配設によっても、トレッド部の温度上昇を十分小さく抑えることができないおそれがある。
すなわち、幅方向溝の、ショルダー側部分での溝深さを、ラグ溝の溝深さの90%を超えるものとした場合は、タイヤの負荷転動に際して、内部温度がそれほど高くならないショルダー側部分での、幅方向溝の深い溝深さが、他の部分の温度上昇の抑制にあまり寄与しないのみならず、ショルダー側部分での深い溝深さの故に、陸部剛性が低下してトレッドゴムの摩滅を早める懸念がある。
図1に例示する空気入りタイヤ1は、図示しないビード部間にトロイダルに延びる、ラジアル構造とすることができるカーカス2と、カーカス2のクラウン域のタイヤ半径方向外側に配設されて、たとえば、トレッド周方向に対し傾斜して延びる、スチール製もしくは有機繊維製等のコードをゴム被覆した一層以上、図では四層のベルト層からなるベルト3と、ベルト3のタイヤ半径方向外側に配設されて、トレッド踏面4を形成するトレッドゴム4aとを具えてなる。
なお、図2に示すところでは、タイヤ赤道面Cを挟んだ両側のそれぞれに、ラグ溝6に交差してトレッド周方向に連続して直線状に延びる環状のショルダー周溝9を、タイヤ赤道面Cからトレッド幅方向外側へ、トレッド幅の1/4超3/8未満の距離で離れた位置の範囲に設けている。また、図示のこの実施形態では、前記ショルダー周溝9により区画されてショルダー周溝9の両側に隣接する二個のブロック10,11を含んで、上述した踏面領域8とする。但し、各ショルダー周溝9の配設は、この発明の必須の構成ではない。
しかもここでは、幅方向溝12のトレッド幅方向外側端部12aを、その踏面領域8内で終端させたことにより、該トレッド幅方向外側端部をトレッド踏面端E等に開口させた場合に比して、トレッド幅方向の陸部剛性を高く維持することができる。
さらに、タイヤ赤道面C上でトレッド周方向に連続して直線状に延びる環状のセンター周溝5を設けた場合には、タイヤ1の使用に際する、トレッド部の、発熱に起因するタイヤ故障が発生するおそれのある中央領域での温度上昇を、センター周溝5の配設に基く、トレッド踏面4での放熱面積の増加によってより有効に抑制することができる。
それにより、幅方向溝12を形成する対向溝壁面が、タイヤ接地部分で互いに当接して支持し合うことになるので、陸部剛性の低下が抑制されて、踏面領域8での早期摩耗の発生を防止しつつ、幅方向溝12によるトレッド部の放熱効果を得ることができる。
なお、踏面領域8には、図2に示すような、一箇所以上の屈曲箇所を有する幅方向溝12の他、少なくとも一部の、図示しない湾曲箇所を有する幅方向溝を設けることもできる。
これによれば、発熱源となることが多いベルト3近傍に蓄積される熱を、とくに温度上昇率の大きいタイヤ赤道面Cに近接するセンター側部分Pcおよび中間部分Pmで、幅方向溝12の溝深さを深くすることによって効果的に放散させるとともに、それほど温度上昇率の大きくないショルダー側部分Psでは、幅方向溝12の溝深さを浅くして、陸部剛性の低下を最小限に抑えることができる。
なおここで、上述したセンター周溝5およびショルダー周溝9のそれぞれは、図示は省略するが、トレッド周方向に向けてジグザグ状に延びる形態等とするもできる。
図6に示すこのタイヤ31は、トレッド踏面34に、タイヤ赤道面C上でトレッド周方向に連続して延びるセンター周溝35と、トレッド踏面端Eに開口するとともにセンター周溝35に向けて延びてセンター周溝35に向かう途中で図の上方側へ折れ曲がってなる折れ曲がり部分を有し、センター周溝35に達する手前で終端するラグ溝36と、トレッド周方向に対して傾斜する態様で、ラグ溝36の先端部から該ラグ溝36の前記折れ曲がり部分と略平行に直線状に延びるとともに、センター周溝35の近傍で屈曲してトレッド幅方向に沿って延びてセンター周溝35に開口し、ラグ溝36をセンター周溝35に連通させる連通溝37とを具えてなる。
そして、これもまた図示は省略するが、踏面領域38内には、二本以上の幅方向溝を、たとえば相互に平行に延びる形態で設けることもできる。
図7に示すこのタイヤ51は、トレッド踏面54に、タイヤ赤道面C上でトレッド周方向に連続して延びるセンター周溝55と、トレッド踏面端Eに開口するとともにセンター周溝55に向けて、センター周溝55に達する手前で終端するラグ溝56と、トレッド周方向に対して傾斜する態様で直線状に延びるとともに、センター周溝55の近傍で屈曲してトレッド幅方向に沿って延びてセンター周溝55に開口し、ラグ溝56をセンター周溝55に連通させる連通溝57とを具えてなる。なお、連通溝57は、連通溝57のトレッド幅方向内側端部で、センター周溝5に開口している。
また、ラグ溝56は、センター周溝55に向けて延びてセンター周溝55に向かう途中で、その溝幅を漸減させた漸減部分と、図の上方側へ折れ曲がってなる折れ曲がり部分とを有している。また、連通溝57は、ラグ溝56の先端部から該ラグ溝56の前記折れ曲がり部分と略平行に延びている。
なお、幅方向溝62は、ショルダー周溝59に交わってトレッド幅方向外側に延びることも可能である。
なお、トレッド部中央領域の湾曲変形が大きくなる傾向があることから、連通溝57または幅方向溝62は、タイヤ51が転動する際、トレッド幅方向外側からトレッド幅方向内側に向かって接地する態様、すなわち、連通溝57または幅方向溝62が、トレッド幅方向に対して、タイヤ51が転動する際にトレッド踏面54が接地する方向に(図7では、下から上に)向かって、傾斜することが好ましい。
したがって、タイヤ51では、連通溝57および幅方向溝62を配設することによってブロック60、61の幅方向の剛性が低下する場合があるが、センター周溝55に対して開口する連通溝57および幅方向溝62の開口位置をずらして設けているので、センター周溝55に対して開口する連通溝57および幅方向溝62の開口位置を同じ位置にする場合に比して、ブロック60、61の幅方向の剛性を維持し、耐摩耗性能の低下をさらに効果的に抑えることができる。
実施例タイヤ2〜5、7〜13、参考例タイヤ6は、表1に示す諸元で各構成を変化させた以外、実施例タイヤ1と同様の構成を有するものとした。
なお、いずれも供試タイヤにおいても、ラグ溝の溝深さを97mm、センター周溝の溝深さを90mm、連通溝の溝深さを90mmとした。また、センター周溝、連通溝、幅方向溝について、溝幅が、10mmである場合には、各溝はタイヤ接地部分で閉塞する。
また、表1の諸元で示す、幅方向溝の「トレッド幅方向内側端部」および「トレッド幅方向外側端部」とは、幅方向溝の、トレッド幅方向内側端部の位置およびトレッド幅方向外側端部の位置を指し、またその諸元の各数値は、タイヤ赤道面からトレッド幅方向外側への距離を、トレッド幅に対する割合で示している。なお、表1で示す数値の「0」は、幅方向溝の端部がタイヤ赤道面に位置していること、また「4/8」は、幅方向溝の端部がトレッド踏面端に位置すること(すなわち幅方向溝がトレッド接地端からトレッド幅方向外側に開口していること)を指す。
また、表1中の「閉塞する」とは、各溝がタイヤ接地部分で閉塞する溝幅を有することを指し、「閉塞しない」とは、各溝がタイヤ接地部分で閉塞しない溝幅を有することを指す。
また、表1中の「溝のタイヤ赤道面位置が範囲外*1」とは、幅方向溝の踏面領域内でのトレッド周方向の配設位置を、踏面領域のトレッド周方向中心位置を基準として、タイヤ赤道面位置で、タイヤ赤道面位置における踏面領域のトレッド周方向長さに対して±30%の範囲から外れていることを指し、表1中の「溝の幅方向1/8〜3/8の位置が範囲外*2」とは、タイヤ赤道面からトレッド幅方向外側へ、トレッド幅の1/8離れた位置で、同様に、1/8離れた位置における踏面領域のトレッド周方向長さに対して±25%の範囲から外れ、トレッド幅の1/4離れた位置で、該1/4離れた位置における該踏面領域のトレッド周方向長さに対して±20%の範囲から外れ、およびトレッド幅の3/8離れた位置で、3/8離れた位置における該踏面領域のトレッド周方向長さに対して±20%の範囲から外れていることを指す。
さらに、表1中の「sho周溝の位置*3」とは、幅方向溝が、幅方向溝のトレッド幅方向外側端部で、ショルダー周溝に開口することを指し、また、「sho周溝よりも幅方向内側*4」とは、幅方向溝のトレッド幅方向外側端部を、ショルダー周溝よりもトレッド幅方向内側に位置させたことを指す。
なお、表2に示す数値は、数値が大きいほど耐摩耗性にすぐれることを表す。
従って、この発明の空気入りタイヤによれば、タイヤの使用に伴う、トレッド部の、発熱量の多い中央領域の温度上昇を、その中央領域の全体にわたって小さく抑えることができることが解かった。
2 カーカス
3 ベルト
4,34,54 トレッド踏面
4a トレッドゴム
5,35,55 センター周溝
6,36,56 ラグ溝
7,37,57 連通溝
8,38 踏面領域
9,59 ショルダー周溝
39a 周方向断続溝
10,11,60,61 ブロック
12,22,42,62 幅方向溝
12a,42a,62a 幅方向溝のトレッド幅方向外側端部
C タイヤ赤道面
E トレッド踏面端
Wt トレッド幅
L1,L2,L3 各トレッド幅方向位置での踏面領域のトレッド周方向長さ
C1,C2,C3 各トレッド幅方向位置での踏面領域のトレッド周方向中央位置
Pc センター側部分
Pm 中間部分
Ps ショルダー側部分
Claims (10)
- トレッド踏面端に開口するとともにトレッド踏面のタイヤ赤道面側に向けて延びて、タイヤ赤道面に達する手前で終端するラグ溝と、タイヤ赤道面を挟んで両側に位置するそれぞれの前記ラグ溝を相互に連通させるとともに、前記ラグ溝よりも溝幅が狭い連通溝とを具える建設車両用空気入りタイヤであって、
前記連通溝が、タイヤ接地部分で閉塞する溝幅を有し、
トレッド踏面端とタイヤ赤道面との間で、トレッド周方向に隣接する、前記ラグ溝および該ラグ溝に連通する前記連通溝の相互間に区画される踏面領域に、トレッド幅方向に向けて延びて、トレッド幅方向外側端部が該踏面領域内で終端する少なくとも一本の幅方向溝を設け、
前記幅方向溝のトレッド幅方向外側端部を、タイヤ赤道面からトレッド幅方向外側へトレッド幅の1/4離れた位置と、タイヤ赤道面からトレッド幅方向外側へトレッド幅の3/8離れた位置との間に配置させ、
前記幅方向溝のトレッド幅方向内側端部を、タイヤ赤道面からトレッド幅方向外側へトレッド幅の1/8離れた位置よりもトレッド幅方向内側に配置させてなる建設車両用空気入りタイヤ。 - 前記建設車両用空気入りタイヤが、トレッド踏面に、タイヤ赤道面上でトレッド周方向に連続して延びるとともに、前記連通溝と連通するセンター周溝をさらに具え、前記幅方向溝を、該幅方向溝のトレッド幅方向内側端部で、前記センター周溝に開口させるとともに、該幅方向溝のトレッド幅方向外側端部を、タイヤ赤道面からトレッド幅方向外側へトレッド幅の3/8離れた位置より、トレッド幅方向内側に位置させてなる、請求項1に記載の建設車両用空気入りタイヤ。
- タイヤ赤道面を挟んだ両側のそれぞれに、前記ラグ溝に交差してトレッド周方向に連続して延びるショルダー周溝のそれぞれを設け、前記幅方向溝が、前記ショルダー周溝に交わって延びるものとしてなる、請求項1または2に記載の建設車両用空気入りタイヤ。
- 前記連通溝および前記幅方向溝を、トレッド幅方向に対して傾斜して延びるものとし、
タイヤ赤道面を挟んだ両側のそれぞれに、前記ラグ溝に交差してトレッド周方向に連続して延びるショルダー周溝のそれぞれを設け、前記幅方向溝を、該幅方向溝のトレッド幅方向外端部で、前記ショルダー周溝に開口させ、
前記センター周溝に対して一方側のトレッド半部に設けられた前記連通溝および前記幅方向溝の、前記センター周溝へのそれぞれの開口位置を、他方側のトレッド半部に設けられた前記連通溝および前記幅方向溝の、前記センター周溝へのそれぞれの開口位置とはトレッド周方向に距離をおいて設ける、請求項2に記載の建設車両用空気入りタイヤ。 - 前記幅方向溝が、タイヤ接地部分で閉塞する溝幅を有してなる、請求項1〜4のいずれかに記載の建設車両用空気入りタイヤ。
- 前記センター周溝が、タイヤ接地部分で閉塞する溝幅を有してなる、請求項2または4に記載の建設車両用空気入りタイヤ。
- 前記ショルダー周溝が、タイヤ接地部分で閉塞する溝幅を有してなる、請求項3または4に記載の建設車両用空気入りタイヤ。
- 前記幅方向溝の、前記踏面領域内でのトレッド周方向の配設位置を、該踏面領域のトレッド周方向中心位置を基準として、タイヤ赤道面位置で、該タイヤ赤道面位置における該踏面領域のトレッド周方向長さに対して±30%の範囲内としてなる、請求項1〜7のいずれかに記載の建設車両用空気入りタイヤ。
- 前記幅方向溝の、前記踏面領域内でのトレッド周方向の配設位置を、該踏面領域のトレッド周方向中心位置を基準として、
タイヤ赤道面からトレッド幅方向外側へ、トレッド幅の1/8離れた位置で、該1/8離れた位置における該踏面領域のトレッド周方向長さに対して±25%、
トレッド幅の1/4離れた位置で、該1/4離れた位置における該踏面領域のトレッド周方向長さに対して±20%、および、
トレッド幅の3/8離れた位置で、該3/8離れた位置における該踏面領域のトレッド周方向長さに対して±20%
のそれぞれの範囲内としてなる、請求項1〜8のいずれかに記載の建設車両用空気入りタイヤ。 - 前記踏面領域において、タイヤ赤道面と、タイヤ赤道面からトレッド幅方向外側へ、トレッド幅の1/8離れた位置との間に挟まれる部分をセンター側部分とし、トレッド幅の1/8離れた位置と、トレッド幅の1/4離れた位置との間に挟まれる部分を中間部分とし、トレッド幅の1/4離れた位置と、トレッド幅の3/8離れた位置との間に挟まれる部分をショルダー側部分としたとき、
前記幅方向溝の、前記センター側部分での溝深さを、前記ラグ溝の溝深さの40〜110%とし、
前記幅方向溝の、前記中間部分での溝深さを、前記ラグ溝の溝深さの40〜110%とし、
前記幅方向溝の、前記ショルダー側部分での溝深さを、前記ラグ溝の溝深さの40〜90%としてなる、請求項1〜9のいずれかに記載の建設車両用空気入りタイヤ。
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