JP2010023610A - タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】耐摩耗性の向上と発熱性の低下とを両立したタイヤを提供する。
【解決手段】本発明のタイヤは、トレッド端からタイヤの赤道に向かって延びるラグ溝を複数本有し、タイヤ回転方向が指定され、前記ラグ溝の先端からタイヤ赤道方向に延びる狭幅溝を有するタイヤであって、前記狭幅溝がタイヤ回転方向に傾けて配置してなることを特徴とする。また、前記狭幅溝の両端点を結ぶラインのタイヤ回転方向に対してなす角度αが３０〜７０°であること、前記ラグ溝の間隔のピッチの３〜８％の開口幅を有すること、前記ラグ溝はタイヤ断面高さの５〜１５％の深さを有することが好ましい。
【選択図】図１

Description

本発明はタイヤ、特には、耐摩耗性の向上と発熱性の低下とを両立した建設車両用タイヤに関する。

従来、タイヤの摩耗寿命、すなわち摩耗末期までのタイヤの使用寿命を向上させるために、耐摩耗性の優れたトレッドを用いること、トレッドゲージを厚くすること、ネガティブ比を小さくしてトレッドのゴム量を多くすること、或いは、キャップ／ベース構造のトレッドにおいてはキャップのゲージ比率を上げること等の方法が採られてきた。しかしながら、いずれの方法によってもトレッドの発熱が増加するため、熱による故障が発生しやすくなる問題があった。

また、タイヤの耐摩耗性を向上させるために、トレッドの中央領域にタイヤ幅方向に延びる幅狭溝を設けたタイヤも提案されている（特許文献１）。この場合、トレッドゲージを大きくしたり、ネガティブ比を小さくしても、幅狭溝による放熱効果によって発熱を低減できる。更に、前記幅狭溝は、中央領域に設けることによって、接地時においては完全に閉じることによって、トレッドの中央領域の剛性を向上させると共に、幅方向に発生する径差を吸収するため、耐摩耗性が向上する。

特開２００８−６２７０６号公報

上記の従来技術により、タイヤの耐摩耗性は向上したものの、市場には、更に耐摩耗性を向上させ、発熱性を低下させたタイヤを提供することへの要請がある。

そこで、本発明は耐摩耗性の向上と発熱性の低下とを、更に高い次元で両立することができるタイヤのトレッドパターンを提供することを目的とする。

本発明者は、車両の前輪に装着したタイヤについて、走行後のタイヤのトレッド踏面の摩耗状態を詳細に観察したところ、陸部がタイヤ幅方向に動いて摩耗に至った痕跡が残っていた。この痕跡は、とりわけタイヤ赤道と接地端の中間点、いわゆる１／４点を中心に認められた。こうした痕跡は、路面を蹴り出した時にトレッドに働くタイヤ幅方向外側への動きが発生していることを示しており、車両がコーナーを曲がるときのサイドフォースなどによって更に助長されるものと考えられる。

従って、タイヤの耐摩耗性を更に向上させるためには、タイヤ回転時、特に路面蹴り出し時においてタイヤ幅方向外側へのトレッド陸部の動きを抑制することが必要であるとの知見を得た。

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、トレッド端からタイヤの赤道に向かって延びるラグ溝の先端からタイヤ赤道に向かって延びる狭幅溝を、所定の条件で配置することによって、路面蹴り出し時のタイヤ幅方向外側へのトレッドの動きが少なくなり、耐摩耗性の向上と発熱性の低下との両立が可能になることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の要旨構成は以下の通りである。
（１）タイヤのトレッド端からタイヤの赤道に向かって延びるラグ溝を複数本有し、タイヤ回転方向が指定されるタイヤであって、
前記ラグ溝のタイヤの赤道側の端部からタイヤの赤道に向かって延びる狭幅溝を有し、
該狭幅溝をタイヤ回転方向に傾けて配置してなることを特徴とするタイヤ。

（２）前記狭幅溝は、始端と終端とを結ぶ線分がタイヤの赤道に対して３０〜７０°の角度で傾けて配置した前記（１）に記載のタイヤ。

（３）前記狭幅溝は、ラグ溝の間隔のピッチの３〜８％の開口幅を有する前記（１）又は（２）に記載のタイヤ。

（４）前記狭幅溝は、曲線状に延びる形状を有する前記（１）〜（３）のいずれか一項に記載のタイヤ。

（５）前記ラグ溝は、タイヤ断面高さの５〜１５％の深さを有する前記（１）〜（４）のいずれか一項に記載のタイヤ。

（６）前記幅狭溝は、該溝の終端がタイヤ赤道からトレッド半幅の５％以下の距離に位置している前記（１）〜（５）のいずれか一項に記載のタイヤ。

（７）タイヤ赤道上に、タイヤ周方向に延びる細溝を有する前記（１）〜（６）のいずれか一項に記載のタイヤ。

本発明に従って、前記狭幅溝をタイヤ回転方向に傾けて配置することにより、耐摩耗性の向上と発熱性の低下とを両立したタイヤが提供できる。

以下に、図面を参照しつつ本発明を詳細に説明する。図１は本発明のトレッドの部分展開図であり、図２は図１の斜線部で示すトレッドブロックの動きを説明する図である。

本発明のタイヤは、図１に示すように、トレッド端１からタイヤの赤道ＣＬに向かって延びるラグ溝２を複数本有し、タイヤ回転方向４が指定されて使用に供される。かような基本トレッドパターンにおいて、更に前記ラグ溝２の先端からタイヤ赤道ＣＬ方向に延びる狭幅溝３を有し、該狭幅溝３がタイヤ回転方向４に対して傾けて設けることが肝要である。なお、図１に示すトレッドパターンでは、タイヤの赤道面を挟む両側に、タイヤ周方向に延びる細溝１０を有し、排水性を確保しているが、細溝１０は省略しても良い。ここで、タイヤ回転方向とは、タイヤを車両に装着し、前進する時にタイヤが回転する方向を指す。

次に、前記狭幅溝３がタイヤ回転方向４に傾けて設けられていることによる作用について、図１に斜線部分Ｃをブロックに見立て、該ブロックＣに着目して説明する。すなわち、該ブロックＣは、図２に示すように、タイヤが回転すると接地開始端６はタイヤ回転方向４と逆向に推移する。その際、ブロックＣでは、まずトレッド中央領域に位置する狭幅溝３の終端Ｂに対応する部分から接地する。この後、ブロックＣの接地開始端６がタイヤ回転方向４と逆向に移るにつれて、該ブロックは押しつぶされてクラッシング変形し、ブロックＣはタイヤ幅方向外側７の方向に押し出される。次いで、１／４点等が接地し、最後に該トレッドブロックが路面を蹴り出した際には、路面に接地時にタイヤ幅方向外側に押し出されたトレッドブロックが押し戻されることによって、トレッドブロックはタイヤ幅方向内側へ動くことになる。
従って、本発明のタイヤにおいて、トレッドブロックが路面を蹴り出した際には、前記タイヤ幅方向内側への動きと、タイヤが路面を蹴り出した際に生じるタイヤ幅方向外側への動きとが相殺されることになる。それ故、上記のタイヤの蹴り出し時における陸部のタイヤ幅方向の動きに起因したタイヤ幅方向の摩耗が抑制される。この効果は、このタイヤ幅方向外側への動きによる摩耗が最も激しいトレッド上の１／４点において顕著である。ここで、トレッドにおいて、狭幅溝をタイヤ幅方向と水平に設けると、クラッシング変形による７の向きへのゴムの動きが無くなり、摩耗抑制効果が出ない。更に、幅狭溝をタイヤの回転方向と逆向に傾けると、１／４点側から先に接地する事となり、ゴムの動きが７と逆向きとなってしまい摩耗を更に悪化させてしまう事となる。また、ラグ溝を有するタイヤは、踏込み端よりも蹴り出し端の摩耗量が大きいため、いわゆるヒール・アンド・トゥ摩耗が発生し易いが、本発明のタイヤは、上述したように、蹴り出し端における摩耗が軽減されるので、ヒール・アンド・トゥ摩耗も改善される。
更に、幅狭溝は、トレッド接地時に溝が閉じる程度の開口幅とすれば、幅狭溝を設けることによってトレッド中央領域における剛性が低下することもない。また更に、幅狭溝はトレッド中央領域の放熱を促進する効果も有しているので、タイヤの発熱性の低下にも寄与する。

なお、前記タイヤ回転方向とは、タイヤを車両に装着し、車両が前進する際にタイヤが回転する方向を指す。また、ラグ溝の先端とは、ラグ溝のタイヤ幅方向内側の端部を指す。また、本発明のタイヤのトレッドのネガティブ比は、耐摩耗性への効果を考慮すれば３０％以下が好ましい。

本発明のタイヤにおいては、図１に示すように、前記狭幅溝３は、この狭幅溝の始端Ａと狭幅溝の終端Ｂとを結ぶラインのタイヤ回転方向に対してなす角度αが３０〜７０°であることが好ましい。前記角度が７０°超えであると、前記ブロック領域のタイヤ幅方向の動きが小さすぎて、タイヤの耐摩耗性を向上させる効果が十分でなく、３０°未満であると、前記ブロック領域のタイヤ幅方向の動きが大きくなりすぎて逆に耐摩耗性が悪化する。

また、本発明のタイヤにおいて、前記狭幅溝は、ラグ溝の間隔のピッチの３〜８％の開口幅を有することが好ましい。ここで、前記狭幅溝の溝幅がラグ溝の間隔のピッチの３％未満であると幅狭溝による発熱低減効果がなくなり、トレッドの温度上昇によりトレッドとベルトがセパレーションを生じてタイヤが故障してしまい、８％超えであると、タイヤ接地時に幅狭溝が閉じなくなってしまいトレッド中央領域の剛性が低下して耐摩耗性が低下する。ここで、ラグ溝の間隔のピッチとは、図１に示すように、タイヤ周方向に隣接した、狭幅溝の始端Ａの、タイヤ周方向の間隔Ｐを意味している。

本発明のタイヤにおいては、幅狭溝の面積を多くする事による空冷効果を得ることを考えれば、前記狭幅溝は、曲線状に延びる形状を有することが好ましいが、直線状に延びる形状を有していてもよい。

本発明において、前記ラグ溝は、タイヤ断面高さの５〜１５％の深さを有することが好ましい。ここで、前記ラグ溝の深さがタイヤ断面高さの５％未満であると市場で必要とされる摩耗によるタイヤ寿命が得られず、１５％超えであると発熱が高くなり熱による故障が発生する為である。なお、タイヤ断面高さとは、図３に示すように、一対のビード部８及び一対のサイドウォール部９と、両サイドウォール部９に連なるトレッド部１２とを有するタイヤにおいて、ビードトゥ１３ともう一方のビードトゥ１３とを通るビード線ＢＬとタイヤ赤道ＣＬとの交点Ｌから、前記トレッド部１２の表面までの高さＳＨを指す。

本発明のタイヤにおいて、図１に示すように、該溝の終端Ｂがタイヤ赤道からトレッド半幅の５％以下の距離に位置していること、すなわちタイヤ赤道から幅狭溝の終端Ｂまでの距離Ｗ１がトレッド半幅の５％以下であることが好ましい。幅狭溝の終端Ｂが上記範囲に配置されていることによって、ブロックＣ側から接地することで発生する７方向のゴムの動きを発生させることができる。ここで、「幅狭溝の終端が、タイヤ赤道からトレッド半幅の５％以下の距離に位置している」とは、幅狭溝の終端Ｂが、タイヤ赤道からトレッド半幅の５％以下の距離にあり、タイヤ周方向に広がる帯状の領域内に位置していることを意味する。なお、以下の実施例等において、この距離が正の場合は、狭幅溝の始端Ａ及び狭幅溝の終端Ｂがタイヤ赤道に対して同じ側に位置していること、負の場合は異なる側に位置していることを意味する。

更に、本発明のタイヤにおいて、図７に示すように、タイヤ赤道上に、タイヤ周方向に延びる細溝１１を有することが好適である。タイヤ表面においては、タイヤ中央領域の発熱が一番高くなるが、タイヤ赤道に細溝を設けることによってタイヤ中央領域の冷却を促進することができる。

本発明のタイヤは、トレッド端からタイヤの赤道に向かって延びるラグ溝を複数本有し、タイヤ回転方向が指定され、前記ラグ溝の先端からタイヤ赤道方向に延びる狭幅溝を有するタイヤにおいて、前記狭幅溝がタイヤ回転方向に傾けて設けられていること以外特に限定されず、公知の構造及び部材を用いて製造できる。

本発明のタイヤは、空気入りタイヤであってもソリッドタイヤであってもよく、空気入りタイヤである場合、該タイヤ中に充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。また、本発明のタイヤは、重荷重用タイヤ、特に、建設車両用の空気入りラジアルタイヤとして好適に使用できる。

本発明のタイヤのトレッドパターンのバリエーションとしては、例えば、図５に示すように、狭幅溝３が直線状に延びているトレッドパターン、図６に示すように狭幅溝３が曲線状に延びているトレッドパターン、図７に示すように狭幅溝３が曲線状に延び、且つこの終端がタイヤ赤道上に延びる細溝につながっているトレッドパターン、が挙げられる。

以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではなく、その要旨を変更しない範囲において適宜変更可能である。

（実施例１〜７）
比較例として図４に示すように、狭幅溝３は直線状に延び、且つタイヤ回転方向に対して垂直に配置してなるトレッドパターン、実施例１〜３としてそれぞれ図５〜７に示すトレッドパターン、実施例４〜７として図６に示すトレッドパターンを用いて、タイヤサイズ４６／９０Ｒ５７の空気入りタイヤを製造し、適用リムに組み付け、標準空気圧を充填した後、２４０トントラックに装着した。これらタイヤについて、下記の方法により耐摩耗性及び発熱性について評価した。結果を表１に示す。

（耐摩耗性の評価方法）
耐摩耗性は、銅鉱山で実車車両として２４０トンのダンプカーにタイヤ回転方向にタイヤを装着して走行させ、かかるタイヤの約３ヶ月後の溝深さを測定し、新品時の溝深さからの差を摩耗量として（走行時間）／（摩耗量）を計算することによって評価した。なお、比較例の値を１００としてその他の値を指数化した。指数値が大きいほど耐摩耗性に優れることを示す。

（発熱性の評価方法）
発熱性は、上記２４０トンのダンプカーに新品のタイヤを装着し、１日走行させた後、かかるタイヤのベルトの最外層におけるタイヤ赤道上の任意の部分で温度を測定することによって評価した。なお、従来例の値を１００としてその他の測定値を指数化した。指数値が小さいほど低発熱性であることを示す。

表１から分かるように、実施例のタイヤは、従来例のタイヤよりも耐摩耗性が向上し、発熱性が低下していることが分かる。
また、狭幅溝の両端点を結ぶラインのタイヤ回転方向に対してなす角度αが３０〜７０°の範囲にある実施例１のタイヤは、この範囲にない実施例６及び７のタイヤよりも耐摩耗性が向上し、発熱性が低下している。従って、前記狭幅溝の両端点を結ぶラインのタイヤ回転方向に対してなす角度αは３０〜７０°であることが好ましい。
更に、前記幅狭溝の先端部が、タイヤ赤道からトレッド半幅の５％以下の距離に位置している実施例１のタイヤは、この規定の範囲外である実施例４及び５のタイヤよりも耐摩耗性が向上し、発熱性が低下している。従って、前記幅狭溝の先端部が、タイヤ赤道からトレッド半幅の５％以下の距離に位置していることが好ましい。

本発明のタイヤのトレッドの一例を示す部分展開図である。 図１の斜線部のトレッドブロックを示す図である。 タイヤ断面高さについて説明する図である。 比較例のタイヤのトレッドの一例を示す部分展開図である。 本発明のタイヤのトレッドの一例を示す部分展開図である。 本発明のタイヤのトレッドの他の例を示す部分展開図である。 本発明のタイヤのトレッドの他の例を示す部分展開図である。

符号の説明

１ トレッド端部
２ ラグ溝
３ 幅狭溝
４ タイヤ回転方向
５ 幅狭溝の幅
６ 接地開始端
７ トレッドブロックが変形する向き
８ ビード部
９ サイドウォール部
１０ 細溝
１１ 赤道上の細溝
１２ トレッド部
１３ ビードトゥ
Ａ 狭幅溝の始端
Ｂ 狭幅溝の終端
Ｃ ブロック
Ｗ１ タイヤ赤道から幅狭溝の先端部までの距離
ＴＷ トレッド幅
ＢＬ ビード線
ＣＬ タイヤ赤道
Ｌ ビード線とタイヤ赤道との交点
ＳＨ タイヤ断面高さ

Claims (7)

1. タイヤのトレッド端からタイヤの赤道に向かって延びるラグ溝を複数本有し、タイヤ回転方向が指定されるタイヤであって、
   前記ラグ溝のタイヤの赤道側の端部からタイヤの赤道に向かって延びる狭幅溝を有し、
   該狭幅溝をタイヤ回転方向に傾けて配置してなることを特徴とするタイヤ。
2. 前記狭幅溝は、該溝の始端と終端とを結ぶ線分がタイヤの赤道に対して３０〜７０°の角度で傾く配置を有する請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記狭幅溝は、ラグ溝の間隔のピッチの３〜８％の開口幅を有する請求項１又は２に記載のタイヤ。
4. 前記狭幅溝は、曲線状に延びる形状を有する請求項１〜３のいずれか一項に記載のタイヤ。
5. 前記ラグ溝は、タイヤ断面高さの５〜１５％の深さを有する請求項１〜４のいずれか一項に記載のタイヤ。
6. 前記幅狭溝は、該溝の終端がタイヤ赤道からトレッド半幅の５％以下の距離に位置している請求項１〜５のいずれか一項に記載のタイヤ。
7. タイヤ赤道上に、タイヤ周方向に延びる細溝を有する請求項１〜６のいずれか一項に記載のタイヤ。

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