JP2008126746A - 空気入りタイヤ及びその装着方法 - Google Patents

Abstract

【課題】トレッド部に、タイヤ周方向を横切って延びる複数本の横溝を配設してなる空気入りタイヤ、特に複輪タイヤとして使用される建設車両用空気入りタイヤ、及び、タイヤの摩耗寿命を向上させることが可能なタイヤの装着方法。
【解決手段】空気入りタイヤは、トレッド部１に、タイヤ周方向を横切って延びる複数本の横溝２を配設してなる空気入りタイヤにおいて、タイヤのトレッド部１をタイヤ赤道面３で二分したとき、トレッド幅をＴＷとしたとき、タイヤ赤道面３からタイヤ幅方向外側にＴＷ／８離間した位置とタイヤ幅方向外側のトレッド接地端６ａ，６ｂとで挟まれる領域を第一側部領域及び第二側部領域とし、第一側部領域のネガティブ率が第二側部領域のネガティブ率よりも低いことを特徴とする空気入りタイヤである。また、かかるタイヤを複輪にして車両に取付ける装着方法である。
【選択図】図２

Description

この発明は、トレッド部に、タイヤ周方向を横切って延びる複数本の横溝を配設してなる空気入りタイヤ、特に複輪タイヤとして使用される建設車両用空気入りタイヤ、及びかかるタイヤの装着方法に関するものであり、かかるタイヤの摩耗寿命の向上を図る。

一般に、トラックやバス等の重荷重用空気入りタイヤは高い耐負荷能力及びトラクション性能が要求され、建設車両用空気入りタイヤは重荷重用空気入りタイヤに比べ格段に高い耐負荷能力及びトラクション性能が要求される。建設車両用タイヤは、前輪タイヤよりも後輪タイヤへの負荷荷重が大きいため、特に後輪タイヤの耐負荷能力及び耐摩耗性の向上を図ることが重要である。また、荷物を積載した際の車軸たわみによる又はサイドフォースの入力によると推察される偏摩耗がタイヤの幅方向外側に生じ、タイヤの幅方向外側が早期摩耗することが、市場調査の結果からも明らかとなっている。

また、建設用車両では負荷荷重が大きな後輪タイヤを、左右一対のタイヤからなる複輪タイヤとして装着することで、タイヤの耐負荷能力及び耐摩耗性を向上させることが一般的に行われている。

しかし、複輪タイヤを、二本のタイヤを一体化したものとして、巨視的に一本のタイヤとして捉えた場合、単輪のタイヤと同様、タイヤ幅方向外側がタイヤ幅方向内側に比べ早く摩耗するので、複輪タイヤを構成する二本のタイヤは夫々に偏摩耗することとなる。こうした偏摩耗が継続すると、最終的には摩耗進展の早い部分でのベルト層が露出し、タイヤの摩耗寿命を早めることとなる。

そこで、特許文献１には、タイヤのトレッド部をタイヤ赤道面で二分して両トレッド半域に仮想的に区画したとき、一方のトレッド半域にリブ基調のトレッドパターンを設け、他方のトレッド半域にラグ基調のトレッドパターンを設け、前者のトレッド半域のネガティブ率を後者のトレッド半域のネガティブ率よりも低くすることにより、耐偏摩耗性を向上させた重荷重用空気入りタイヤが記載されている。また、特許文献１には、かかるタイヤを左右一対にして複輪として使用する際に、車両外側のタイヤについてはラグ基調のトレッドパターンを設けたトレッド半域が車両内側となるように装着し、車両内側のタイヤについてはリブ基調のトレッドパターンを設けた側が車両外側となるように装着し、このようにタイヤを装着することで、車両外側に装着されたタイヤにおける車両内側に位置するトレッド半域のネガティブ率及び車両内側に装着されたタイヤにおける車両外側に位置するトレッド半域のネガティブ率を低くして、偏摩耗を有効に防止することが記載されている。

特開平８−３１８７１２号公報

しかし、近年の建設車両の著しい性能向上に伴い、建設車両用のタイヤは耐負荷能力及びトラクション性能を維持しつつも、更なる耐摩耗性の向上が望まれるようになっている。

したがって、この発明の目的は、タイヤのネガティブ率の分布の適正化を図ることで摩耗寿命を向上させたタイヤ、及びかかるタイヤの装着方法を提供することにある。

上記の目的を達成するため、第一発明は、トレッド部に、タイヤ周方向を横切って延びる複数本の横溝を配設してなる空気入りタイヤにおいて、タイヤのトレッド部をタイヤ赤道面で二分して両トレッド半域に仮想的に区画したとき、区画された第一のトレッド半域のネガティブ率が第二のトレッド半域のネガティブ率よりも小さく、トレッド幅をＴＷとしたとき、第一トレッド半域及び第二トレッド半域の夫々において、タイヤ赤道面からタイヤ幅方向外側にＴＷ／８離間した位置とタイヤ幅方向外側のトレッド接地端とで挟まれる領域を第一側部領域及び第二側部領域とし、第一側部領域のネガティブ率が第二側部領域のネガティブ率よりも低いことを特徴とする空気入りタイヤである。かかる構成を具えるトレッド部は、第一トレッド半域における耐摩耗性が第二トレッド半域における耐摩耗性よりも高いことから、早期摩耗しやすいトレッド半域に第一トレッド半域を配置した場合に、トレッド部の偏摩耗を抑制し、トレッド部全体がバランス良く摩耗することから、タイヤの摩耗寿命が長くなる。更に、かかるタイヤ二本を第二側部領域が向かい合うように軸方向左右に並べて、複輪とした場合に、二本のタイヤが隣接している領域近傍のネガティブ率が充分に大きくなるので、トレッド部の対比放熱効果が高くなり、発熱に起因するトレッド部の故障を有効に防止することができる。ここで、「ネガティブ率」とは、トレッド部に占める溝面積の比率を言うものとする。

また、トレッド部全体のネガティブ率が１０〜３０％の範囲内にあることが好ましい。

更に、第二側部領域の陸部面積に対する第一側部領域の陸部面積の比率が１０５〜１１５％の範囲内にあることが好ましい。

更にまた、第一側部領域のネガティブ率が１５〜３０％の範囲内にあることが好ましい。

加えて、第二側部領域のネガティブ率が１５〜２５％の範囲内にあることが好ましい。

加えてまた、第二発明は、空気入りタイヤを軸方向左右に二本並べて複輪とする空気入りタイヤの装着方法であって、車両外側の空気入りタイヤについては、第一発明の空気入りタイヤを、第一トレッド半域が車両外側となるように装着してなることを特徴としている。かかる装着方法により装着すると、車両外側に装着されたタイヤは、車両内側に位置するトレッド半域よりも車両外側に位置するトレッド半域において摩耗しやすいことから、耐摩耗性が向上した第一トレッド半域を、車両外側に配置することにより、トレッド部全体の摩耗のバランスが良くなり、偏摩耗が抑制されるので、タイヤの摩耗寿命を向上することができる。

また、この第二発明では、車両内側の空気入りタイヤについては、第一発明の空気入りタイヤを、第一トレッド半域が車両内側となるように装着することが好ましい。このような装着方法により、車両内側に装着されたタイヤは、車両外側に位置するトレッド半域よりも車両内側に位置するトレッド半域において摩耗しやすいことから、耐摩耗性が向上した第一トレッド半域を、車両内側に配置することにより、トレッド部全体の摩耗のバランスが良くなり、偏摩耗が抑制されるので、タイヤの摩耗寿命を向上することができる。

この発明によれば、トレッド部において、そのトレッド半域の耐偏摩耗性を左右で異ならせ、早期摩耗しやすいトレッド半域を耐偏摩耗性の高いトレッド半域とすることで摩耗寿命を向上させた空気入りタイヤ、及びかかる空気入りタイヤの装着方法を提供することが可能となる。

以下、図面を参照しつつこの発明の実施の形態を説明する。図１はこの発明に従う代表的な空気入りタイヤ（以下「タイヤ」という。）のトレッド部の一部を示した展開図であり、図２は図１に示すトレッド部の一部を示した斜視図である。

図１に示すタイヤは、トレッド部１に、タイヤ周方向を横切って延びる複数本の横溝２を配設してなる。このタイヤのトレッド部１は、そのトレッド部１をタイヤ赤道面３で二分して両トレッド半域４、５に仮想的に区画すると、第一のトレッド半域４における横溝２の溝幅が、第二のトレッド半域５における横溝２の溝幅よりも短くなるように構成されている。すなわち、第一のトレッド半域４のネガティブ率が第二のトレッド半域５のネガティブ率よりも小さくなるように構成されている。このように、第一トレッド半域４のネガティブ率を第二トレッド半域５のネガティブ率よりも小さくすることにより、第一トレッド半域の耐摩耗性が第二トレッド領域の耐摩耗性よりも高くなるので、早期摩耗しやすいトレッド半域を第一トレッド半域４とした場合には、一方の半域のみが偏摩耗することなく、両半域がバランス良く摩耗し、タイヤの摩耗寿命が長くなる。また、トレッド部１全域に横溝２が配設されていることから、一方のトレッド半域に横溝３が配設されない場合に比べ、トラクション性能が向上することとなり、特には高いトラクション性能が必要とされるオフザロードタイヤにおける走行性能の向上に役立つ。

更に、トレッド幅をＴＷとしたとき、第一トレッド半域４及び第二トレッド半域５の夫々において、タイヤ赤道面３からタイヤ幅方向外側にＴＷ／８離間した位置Ｘａ、Ｘｂとタイヤ幅方向外側のトレッド接地端６ａ、６ｂとで挟まれる領域を夫々第一側部領域７及び第二側部領域８とし、第一側部領域７のネガティブ率を第二側部領域８のネガティブ率よりも低く構成している。ここで、ＴＷ／８よりタイヤ幅方向外側の領域のネガティブ率を夫々の半域で異ならせるのは、トレッド部の偏摩耗は特にこの領域で発生しやすいからであり、変摩耗しやすいトレッド半域側を第一側部領域７とし、偏摩耗しにくいトレッド半域側を第二側部領域８とすることにより、偏摩耗を防止するためである。更には、かかるタイヤ二本を第二側部領域８が向かい合うように軸方向左右に並べて、複輪とした場合に、二本のタイヤが隣接している領域近傍のネガティブ率が充分に大きくなるので、トレッド部１の対比放熱効果が高くなり、発熱に起因するトレッド部１の故障を有効に防止することができるためである。

更にまた、トレッド部１全体のネガティブ率が１０〜３０％の範囲内であることが好ましく、より好ましくは１０〜２０％の範囲内である。なぜなら、トレッド部１全体のネガティブ率が３０％を超える場合には、トラクション性能は充分に確保できるものの、トレッド部１の剛性が低下することに伴い、タイヤの耐摩耗性が低下し、充分な摩耗寿命が得られない可能性があり、一方、トレッド部１のネガティブ率が１０％未満の場合には、トレッド部１の剛性は充分に確保されるものの、新品時にトレッド部１の発熱によるゴム破壊を招き、やはり充分な製品寿命が得られない上に、トラクション性能を確保することができない可能性があるからである。

加えて、第二側部領域７における陸部の面積に対する第一側部領域８の陸部の面積の比率が１０５〜１１５％の範囲内であることが好ましく、より好ましくは１０７．５〜１１２．５％の範囲内である。なぜならば、タイヤの第一側部領域７を早期摩耗しやすいトレッド半域に配置した場合、第二側部領域７の陸部面積に対する第一側部領域８の陸部面積の比率が１０５％未満の場合には、第一側部領域７が第二側部領域８よりも早期摩耗することとなり、第一側部領域７と第二側部領域８の摩耗のバランスを取ることができずに、タイヤの摩耗寿命を短くする可能性があり、一方、１１５％を超える場合には、反対に、第一側部領域７の早期摩耗は防止されるが、第二側部領域８が第一側部領域７よりも早期摩耗することとなり、第一側部領域７と第二側部領域８の摩耗のバランスが悪くなり、タイヤの摩耗寿命を短くする可能性があるからである。

加えてまた、第一側部領域７のネガティブ率が１５〜３０％の範囲内であることが好ましく、より好ましくは１８〜２７％の範囲内である。なぜなら、第一側部領域７のネガティブ率が３０％を超える場合には、第一側部領域のトラクション性能は充分に確保できるものの、剛性が低下することに伴い、第一側部領域の耐摩耗性が低下し、充分な摩耗寿命が得られない可能性があり、一方、第一側部領域７のネガティブ率が１５％未満の場合には、第一側部領域の剛性は充分に確保されるものの、新品時に第一側部領域の発熱によるゴム破壊を招き、やはり充分な製品寿命が得られない上に、トラクション性能を確保することができない可能性があるからである。

また、第二側部領域８のネガティブ率が１０〜２５％の範囲内にあることが好ましく、より好ましくは１３〜２２％の範囲内である。なぜなら、第二側部領域８のネガティブ率が２５％を超える場合には、第二側部領域のトラクション性能は充分に確保できるものの、剛性が低下することに伴い、第二側部領域の耐摩耗性が低下し、充分な摩耗寿命が得られない可能性があり、一方、第二側部領域８のネガティブ率が１０％未満の場合には、第二側部領域の剛性は充分に確保されるものの、新品時に第二側部領域の発熱によるゴム破壊を招き、やはり充分な製品寿命が得られない上に、トラクション性能を確保することができない可能性があるからである。

なお、上記した構成のタイヤを単輪のタイヤとして車両に装着する場合には、車両外側に位置しているトレッド半域が早期摩耗しやすいことから、例えば図３に示すように、車両外側に第一トレッド半域４を配置させれば、トレッド部１における摩耗バランスが良くなり、偏摩耗が抑制されることから、タイヤの摩耗寿命を長くすることが可能となる。

次に、このように構成されたタイヤを車両に装着する方法について説明する。図４はこの発明に従う代表的なタイヤの装着方法によりタイヤを取付けた車両の概略図である。

この発明に従うタイヤの装着方法では、図４に示すように、後輪タイヤを軸方向左右に二本並べて複輪として車両に装着し、車両外側に装着したタイヤ９（以下「車両外側タイヤ」という。）は、第一トレッド半域４が車両外側に位置するように配置されることとなる。なぜなら、車両外側タイヤ９の車両外側に位置しているトレッド半域は車両内側に位置しているトレッド半域よりもサイドフォースの入力により早期摩耗しやすいことから、かかる装着方法によりタイヤを装着すると、耐摩耗性が向上した第一トレッド半域４を、車両外側に配置することとなり、車両外側に位置しているトレッド半域の摩耗が抑制されるので、トレッド部全体として偏摩耗を抑制することができ、タイヤの摩耗寿命を長くすることができる。

更に、図４に示すように、車両内側に装着したタイヤ１０（以下「車両内側タイヤ」という。）は、第一トレッド半域４が車両内側に位置するように配置されることが好ましい。なぜなら、車両内側タイヤ１０は、その車両外側に位置するトレッド半域よりも車両外側に位置するトレッド半域の方がサイドフォースの入力及び複輪タイヤの内外輪差による引きずり摩耗により摩耗しやすいことから、耐摩耗性が向上した第一トレッド半域４を、車両内側に配置することにより、トレッド部全体の摩耗のバランスが良くなり、偏摩耗が抑制されるので、タイヤの摩耗寿命を更に向上することができる可能性があるからである。

なお、上述したところはこの発明の実施形態の一部を示したものに過ぎず、この発明の趣旨を逸脱しない限り、これらの構成を交互に組み合わせたり、種々の変更を加えたりすることができる。例えば、図示の実施態様では、横溝の溝幅を調整することでトレッド部のネガティブ率を調整しているが、溝幅ではなく横溝の配設本数を増減させることにより、ネガティブ率を調整することも可能である。

次に、この発明に従うタイヤ（実施例タイヤ）、及び、従来例のトレッドパターンを有するタイヤ（従来例タイヤ）を、夫々試作し、かかるタイヤを種々の装着パターンに組み合わせて車両に装着して、その性能評価を行ったので、以下に説明する。

実施例タイヤは、トレッド部に、タイヤ周方向を横切って延びる複数本の横溝を配設してなる、４６／９０Ｒ５７の建設車両用タイヤであり、下記の諸元を有する。なお、タイヤ赤道面からタイヤ幅方向外側にＴＷ／８離間した位置Ｘａ及びＸｂの間に配設されている横溝は、タイヤ負荷転動時の路面接地域において閉塞する。

一方、従来例タイヤは、第一側部領域及び第二側部領域における横溝のタイヤ周方向溝幅が同一である点を除いて、基本的に実施例タイヤと同様の構成となり、下記の緒言を有する。

記
トレッド部全域のネガティブ率：１７．５％（実施例タイヤ）、１７．５％（従来例タイヤ）
第一トレッド半域のネガティブ率：２２％（実施例タイヤ）、１７．５％（従来例タイヤ）
第二トレッド半域のネガティブ率：１３％（実施例タイヤ）、１７．５％（従来例タイヤ）
第一側部領域のネガティブ率：２５％（実施例タイヤ）、２３％（従来例タイヤ）
第二側部領域のネガティブ率：１５％（実施例タイヤ）、２３％（従来例タイヤ）
第一側部領域の横溝の溝幅：７５ｍｍ（実施例タイヤ）、６０ｍｍ（従来例タイヤ）
第二側部領域の横溝の溝幅：４５ｍｍ（実施例タイヤ）、６０ｍｍ（従来例タイヤ）
タイヤ外径長さ：３５７５ｍｍ
タイヤのトレッド幅：１０４５ｍｍ
ベルト上面からトレッド部表面までのゴム厚さ：１１２ｍｍ

これら各供試タイヤをサイズ２９．００／６．０のリムに取付けてタイヤ車輪とし、実施例タイヤ及び従来例タイヤを種々に組み合わせて複輪として、テスト車両の後輪に装着して、空気圧：７００ｋＰａ（相対圧）、タイヤ負荷荷重６０８ｋＮを適用し、耐摩耗性の評価を行った。このとき、実施例のタイヤが、車両外側に装着される場合には、第一側部領域が車両外側となるように配置され、車両内側に装着される場合には、第一側部領域が車両内側となるように配置される。耐摩耗性は、第一側部領域の摩耗進展速度から第二側部領域の摩耗進展速度を引いた数値を、第二側部領域の摩耗進展速度で割り、算出される数値を１００倍して偏摩耗の度合いを数値化して、摩耗進展速度比として評価した。なお、摩耗進展速度は、車両をＸ（ｋｍ）走行したあとに、夫々のトレッド半域のタイヤ赤道面とトレッド接地端との中間位置においてトレッドウェアインジケータにより測定した溝深さａ（ｍｍ）の減少する度合いを示したものであり、ａ／Ｘ（ｍｍ／ｋｍ）であらわされる。すなわち、車両外側に装着されたタイヤは正の数値が大きいほど、その車両外側に位置するトレッド半域の摩耗が進展していることを意味しており、反対に、車両内側に装着されたタイヤは負の数値が小さいほど、その車両内側に位置するトレッド半域の摩耗が進展していることを意味している。

これらテストの評価結果を表１に示す。なお、実施例タイヤ及び従来例タイヤの装着位置は、ＬＲＯ、ＬＲＩ、ＲＲＩ及びＲＲＯとして示されており、その夫々は、車両外側にある左側後輪、車両内側にある左側車輪、車両内側にある右側後輪、車両外側にある右側後輪を意味している。

表１の結果が示すように、装着するタイヤ全てを実施例タイヤとした場合に、タイヤ間の摩耗しているばらつきが最も小さく、耐偏摩耗性が高いことがわかる。

以上の説明から明らかなように、この発明により、トレッド部において、そのトレッド半域の耐偏摩耗性を左右で異ならせ、早期摩耗しやすい側に耐偏摩耗性の高いトレッド半域を配置することで摩耗寿命を向上させた空気入りタイヤ、及びかかる空気入りタイヤの装着方法を提供することが可能となった。

この発明に従う代表的なタイヤのトレッド部の一部を展開した図である。 図１に示すトレッド部の一部の斜視図である。 この発明に従うタイヤを前輪及び後輪として装着した例を示す説明図である。 この発明に従うタイヤを前輪及び後輪として装着した例を示す説明図である。

符号の説明

１ トレッド部
２ 横溝
３ タイヤ赤道面
４ 第一トレッド半域
５ 第二トレッド半域
６ａ，ｂ トレッド接地端
７ 第一側部領域
８ 第二側部領域
９ 車両外側に装着したタイヤ
１０ 車両内側に装着したタイヤ

Claims (7)

1. トレッド部に、タイヤ周方向を横切って延びる複数本の横溝を配設してなる空気入りタイヤにおいて、
   該タイヤのトレッド部をタイヤ赤道面で二分して両トレッド半域に仮想的に区画したとき、区画された第一のトレッド半域のネガティブ率が第二のトレッド半域のネガティブ率よりも小さく、トレッド幅をＴＷとしたとき、第一トレッド半域及び第二トレッド半域の夫々において、タイヤ赤道面からタイヤ幅方向外側にＴＷ／８離間した位置とタイヤ幅方向外側のトレッド接地端とで挟まれる領域を第一側部領域及び第二側部領域とし、該第一側部領域のネガティブ率が該第二側部領域のネガティブ率よりも低いことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記トレッド部全体のネガティブ率が１０〜３０％の範囲内にある、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記第二側部領域の陸部面積に対する前記第一側部領域の陸部面積の比率が１０５〜１１５％の範囲内にある、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記第一側部領域のネガティブ率が１５〜３０％の範囲内にある、請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記第二側部領域のネガティブ率が１０〜２５％の範囲内にある、請求項１〜４のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
6. 空気入りタイヤを軸方向左右に二本並べて複輪とする空気入りタイヤの装着方法において、車両外側の空気入りタイヤは、請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気入りタイヤを、前記第一トレッド半域が車両外側となるように車両に装着してなることを特徴とする空気入りタイヤの装着方法。
7. 車両内側の空気入りタイヤは、前記第一トレッド半域が車両内側となるように装着してなる、請求項６に記載の空気入りタイヤの装着方法。

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