JP4236322B2

JP4236322B2 - 重荷重用タイヤ

Info

Publication number: JP4236322B2
Application number: JP03826799A
Authority: JP
Inventors: 靖彦小林
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1999-02-17
Filing date: 1999-02-17
Publication date: 2009-03-11
Anticipated expiration: 2019-02-17
Also published as: EP1029713B1; JP2000233610A; EP1029713A2; ES2234521T3; EP1029713A3; US6347653B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、トラックやバス及び建設車両等に使用される重荷重用タイヤに関するものであり、より詳細には、トレッドゴムに所定の特性を有するゴムを用いると共に、ラグ溝及び中央陸部の形状を適正にすることにより、耐摩耗性を向上させると共に、タイヤ負荷転動時におけるトレッド部（特に中央陸部）での発熱を効果的に抑制してヒートセパレーション故障の防止を図ることにある。
【０００２】
【従来の技術】
従来、多数本のラグ溝を所定間隔をおいて配設した、いわゆるラグパターンを有し、バスやトラック及び建設車両等に使用される重荷重用タイヤにおいて、その耐摩耗性を向上させるには、耐摩耗性の良いトレッドゴム（例えば硬質ゴム）を使用し、トレッドボリュームを増加させ、トレッドゲージを増加（深溝化）させ、ネガティブ率を減少させ、陸部剛性を高める（例えばラグ溝のピッチ数を減らして陸部比率を増大させる。）等の手段を用いるのが一般的である。
【０００３】
しかし、上記手段を用いて耐摩耗性を向上させた場合には、とりわけタイヤ負荷転動時におけるトレッド部の発熱性の悪化を招く傾向があり、この発熱性の悪化は、トレッド部のヒートセパレーション等の故障を引き起こす原因となることがあった。
【０００４】
更に近年、特に建設車両の大型化に伴うタイヤサイズの大型化、偏平化及び重荷重化が進んできたことにより、トレッド部の発熱性の悪化は顕著になる傾向があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の目的は、トレッドゴムに所定の特性を有するゴムを用いると共に、ラグ溝及び中央陸部の形状を適正にすることにより、耐摩耗性を向上させると共に、タイヤ負荷転動時におけるトレッド部（特に中央陸部）の発熱を効果的に抑制してヒートセパレーション故障を防止した、トラックやバス及び建設車両等に装着される重荷重用タイヤを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明は、トレッド部に、各トレッド端からそれぞれタイヤ赤道面に向かって延びる多数本のラグ溝を配設し、これらのラグ溝の終端位置をそれぞれ実質上タイヤ周方向に結ぶことによって形成される２本のタイヤ円周間で連続して延在する中央陸部を有する重荷重用タイヤにおいて、トレッドゴムは、室温における損失正接が0.04〜0.40の範囲となる動的損失特性を有し、タイヤ赤道を中心とするトレッド幅の少なくとも50％の領域でのネガティブ率が10〜30％であり、タイヤ赤道を中心とするトレッド幅の少なくとも80％の領域に位置するラグ溝の溝部分の溝深さの最大値が60ｍｍ以上であり、中央陸部に、タイヤ周方向に沿って延びる周方向浅溝を設けることを特徴とする重荷重用タイヤである。
【０００７】
また、周方向浅溝は、溝深さを前記ラグ溝深さの最大値の25％以下とする。さらに、溝幅は前記円周間の垂直距離の30〜80％の範囲とすることが好ましい。タイヤは、偏平率が90％以下であることが好ましい。ＴＲＡに規定されている建設車両用タイヤの荷重負荷能力対応表の最高速度に応じた係数が1.4 以上であることが好ましい。上記タイヤは、ホイルクレーン又はモービルクレーン用のタイヤであることがより好適である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
次に、この発明の実施の形態の一例を以下で説明する。
図1(a)は、この発明に従う重荷重用タイヤのトレッド部の一部を展開したものであり、図2(a)はこのトレッド部の主要部のタイヤ幅方向断面を示したものであり、図中１はトレッド部、２a 及び２b はトレッド端、３はタイヤ赤道面、４a 及び４b はラグ溝、５a 及び５b はラグ溝の終端、６a 及び６b はタイヤ円周、７は中央陸部、10は周方向浅溝である。
【０００９】
図1(a),(b)に示すトレッド部１を有する重荷重用タイヤは、トレッド部１に、各トレッド端2a,2b からそれぞれタイヤ赤道面３に向かって延びる多数本のラグ溝4a,4b を配設し、これらのラグ溝4a,4b の終端位置5a,5b をそれぞれ実質上タイヤ周方向に結ぶことによって形成される２本のタイヤ円周6a,6b 間で連続して延在する中央陸部７を有している。
【００１０】
ここで、前記終端位置5a,5b を結ぶ方向を「実質上タイヤ周方向」としたのは、図１に示すように、前記終端位置5a又は5bが同一のタイヤ円周6a又は6b上にある場合の他、前記終端位置5a又は5bが同一のタイヤ円周6a又は6bの近傍の範囲に位置する場合を含めるためである。
【００１１】
ところで、タイヤトレッド部が発熱する主な原因としては、タイヤ負荷転動時において、タイヤのトレッド部の接地部分が、接地域で路面から受ける圧縮応力に伴って圧縮変形するとともに、踏み込み及び蹴り出し時に受ける曲げ応力に伴って曲げ変形し、これらの変形を繰り返すことによってトレッドゴムが発熱することによるものと考えられる。
【００１２】
特に、建設車両用タイヤは、通常、トレッド部のゴムゲージがタイヤ断面高さに対して相対的に厚く設定されているため、トレッド部の陸部剛性が比較的高く、前記曲げ力に伴う変形量が小さいことから、かかるタイヤでは、トレッド部の発熱の大部分は前記圧縮変形の繰り返しによるものである。
【００１３】
また、建設車両用タイヤは、トレッドパターンとしてラグパターンを採用するのが主流であるが、ラグパターンを有するタイヤの場合には、対をなすラグ溝の終端位置間に位置する中央陸部のゴムボリュームが大きく、前記圧縮変形の繰り返しによってゴムが発熱し、この熱を速やかに発散することができずに蓄熱され、これにより、負荷転動時に中央陸部のゴム温度がかなり高温にまで上昇することになり、この結果、トレッド部のヒートセパレーション故障を引き起こす場合があった。
【００１４】
尚、重荷重用タイヤにおいて、トレッド部の発熱が問題となるのは、とりわけ、タイヤ新品時からタイヤ使用初期までのトレッドゲージが比較的厚いときであり、タイヤ使用中期以降はトレッド部が摩耗してトレッドゲージがある程度薄くなるため、トレッド部のゴム温度がヒートセパレーション故障を生じるほどの温度にまでは上昇するおそれがなくなるからである。
【００１５】
そこで、発明者はラグパターンを有する建設車両用タイヤ等の重荷重用タイヤにおいて、特にタイヤ新品時からタイヤ使用初期にかけて、トレッド部のヒートセパレーション故障の原因となるトレッド部（特に中央陸部）の発熱を抑制するための検討を行なったところ、トレッドゴムに所定の特性を有するゴムを用いるとともに、ラグ溝及び中央陸部の適正化を図ることにより、接地域の中央陸部に作用する圧縮応力が緩和され、この結果、トレッド部の発熱が効果的に低減されることを見出した。
【００１６】
具体的には、この発明は、トレッドゴムが室温（25℃）における損失正接tan δ：0.04〜0.40の範囲となる動的損失特性を有し、タイヤ赤道を中心とするトレッド幅の少なくとも50％の領域でのネガティブ率を10〜30％とし、タイヤ赤道を中心とするトレッド幅の少なくとも80％の領域に位置するラグ溝の溝部分の溝深さの最大値を60ｍｍ以上とし、中央陸部にタイヤ周方向に沿って延びる周方向浅溝を設けることを主な特徴とする。
【００１７】
即ち、トレッドゴムとして、室温（25℃）における損失正接tan δが0.04〜0.40の範囲となる動的損失特性を有するゴムを用いることとしたのは、前記損失正接が0.04未満だとゴムの破壊性が悪化しすぎるからであり、また、前記損失正接が0.40よりも大きいと、発熱性が悪化しすぎるからである。
【００１８】
また、タイヤ赤道３を中心とするトレッド幅ＴＷの少なくとも50％の領域８でのネガティブ率を10〜30％としたのは、前記ネガティブ率が10％未満だと中央陸部の温度が高くなりすぎるからであり、前記ネガティブ率が30％よりも大きいとと耐摩耗性が悪化するからである。
【００１９】
さらに、タイヤ赤道３を中心とするトレッド幅ＴＷの少なくとも80％の領域９に位置するラグ溝4a,4b の溝部分の溝深さＤの最大値を60ｍｍ以上としたのは、前記溝深さＤの最大値が60ｍｍ未満だと、溝が浅すぎるため発熱低減効果がないからである。尚、前記溝深さＤの最大値は、あまり大きくしすぎると、耐摩耗性等が悪化するおそれがあるため、個々のタイヤによって適正な値に決定するのが望ましい。
【００２０】
また、中央陸部７に、タイヤ周方向に沿って延びる周方向浅溝10を設けるのは、中央陸部７に作用する圧縮応力を緩和させることができ、この結果、中央陸部での発熱を効果的に低減させることができる。
【００２１】
尚、周方向浅溝10は、トレッド部の発熱が顕著であるタイヤ新品時からタイヤ使用初期にかけて、中央陸部７の発熱を抑制できれば十分であるため、その範囲内で溝深さ及び溝幅を設定すればよい。
【００２２】
具体的には、周方向浅溝10の溝深さｄを、前記ラグ溝深さＤの最大値の25％以下とする。周方向浅溝10の溝深さｄがラグ溝深さＤの最大値の25％よりも大きいと、トレッドボリュームの減少が無視できなくなり耐摩耗性を悪化させるおそれがあるからである。
【００２３】
周方向浅溝10の溝幅ＧＷは、前記円周6a,6b 間のタイヤ幅方向距離ＬＷの30〜80％の範囲にすることが好ましい。周方向浅溝10の溝幅ＧＷが前記距離ＬＷの30％未満にすると、タイヤ負荷転動時に中央陸部７に作用する圧縮応力を緩和する効果が十分に発揮できなくなる傾向があるからであり、また、前記距離ＬＷの80％よりも大きくすると、中央陸部７の接地領域が減少しすぎて、トレッド部１の側方域での接地圧増加を招き、ベルト端故障が生じやすくなる傾向があるからである。
【００２４】
これらのことから、この発明では、上述した構成を採用することによって、耐摩耗性を向上させると共に、タイヤ負荷転動時におけるトレッド部（特に中央陸部）の発熱を効果的に抑制してヒートセパレーション故障の防止を図ることができる。
【００２５】
また、この発明は、偏平率が90％以下である重荷重用タイヤ、とりわけ、ホイルクレーン又はモービルクレーン用の建設車両用タイヤ、より好ましくは、ＴＲＡに規定されているタイヤの荷重負荷能力対応表の最高速度に応じた係数が1.4 以上である建設車両用タイヤに適用すると、特に顕著な効果を奏することができる。
【００２６】
尚、上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。
【００２７】
【実施例】
次に、この発明に従う重荷重用空気入りタイヤを試作し、性能を評価したので以下で説明する。
実施例のタイヤは、図1(a),(b)に示されるトレッド部を有する建設車両用空気入りタイヤであり、タイヤサイズがORR37.00R57 （トレッド幅ＴＷ：830 ｍｍ）であり、トレッドゴムの損失正接tan δは0.22であり、前記領域８でのネガティブ率は15％であり、前記領域９に位置するラグ溝4a,4b の部分の溝深さＤの最大値が85ｍｍであり、前記円周6a,6b 間の前記距離ＬＷは180 ｍｍであり、周方向浅溝10は、溝幅ＧＷが100 ｍｍであり、溝深さｄが12ｍｍである。この発明は、トレッド部に構成上の特徴があるため、その他のタイヤ構造については通常の建設車両用空気入りタイヤと同等の構造にした。
【００２８】
比較のため、図2(a),(b)に示すトレッド部100 を有する従来タイヤ（従来例）についても試作したので、実施例と同様な性能評価を行なった。従来例のタイヤは、中央陸部に周方向浅溝を設けないこと、及びトレッドゴムの損失正接tan δが0.20であることを除いて実施例のタイヤと同様に構成した。
【００２９】
（試験方法）
上記各供試タイヤについて、トレッド部の耐摩耗性及び発熱性を評価するための試験を行なった。
トレッド部の耐摩耗性は、タイヤをＴＲＡに規定されるデザインリムに装着し、空気圧7.0 kgf/cm² 、タイヤ負荷荷重：51500 kgf の条件下で悪路ドラム試験を行ない評価した。その結果、従来例の耐摩耗性指数が100 であるとき、実施例の耐摩耗性指数は99であり、実施例は従来例よりも耐摩耗性が優れていた。
また、トレッド部の発熱性は、上記耐摩耗性のときと同様な条件下でドラム試験を行ない、24時間走行後のトレッド部での最高温度を測定し、これにより評価した。その結果、実施例は、従来例に比べて中央陸部のゴム温度を約５℃だけ低かった。
【００３０】
【発明の効果】
この発明によって、優れた耐摩耗性を有すると共に、タイヤ負荷転動時におけるトレッド部（特に中央陸部）の発熱を効果的に抑制してヒートセパレーション故障の防止を図ることができる、トラックやバス及び建設車両等に使用される重荷重用タイヤの提供が可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図１】 (a) は、この発明に従う重荷重用タイヤのトレッド部の展開図であり、
(b) は、(a) のＡ−Ａ線上の断面図である。
【図２】 (a) は、従来タイヤ (従来例）のトレッド部の展開図であり、
(b) は、(a) のＢ−Ｂ線上の断面図である。
【符号の説明】
１トレッド部
2a,2b トレッド端
３タイヤ赤道面
4a,4b ラグ溝
5a,5b ラグ溝の終端
6a,6b タイヤ円周
７中央陸部
８,9 領域
10 周方向浅溝

Claims

トレッド部に、各トレッド端からそれぞれタイヤ赤道面に向かって延びる多数本のラグ溝を配設し、これらのラグ溝の終端位置をそれぞれ実質上タイヤ周方向に結ぶことによって形成される２本のタイヤ円周間で連続して延在する中央陸部を有する重荷重用タイヤにおいて、
トレッドゴムは、室温（25℃）における損失正接（tanδ）が0.04〜0.40の範囲となる動的損失特性を有し、
タイヤ赤道を中心とするトレッド幅の少なくとも50％の領域でのネガティブ率が10〜30％であり、
タイヤ赤道を中心とするトレッド幅の少なくとも80％の領域に位置するラグ溝の溝部分の溝深さの最大値が60ｍｍ以上であり、
中央陸部に、タイヤ周方向に沿って延びる周方向浅溝を設け、該周方向浅溝の溝深さは、前記ラグ溝深さの最大値の 25 ％以下であることを特徴とする重荷重用タイヤ。
周方向浅溝の溝幅は、前記タイヤ円周間の垂直距離の30〜80％の範囲である請求項１記載の重荷重用タイヤ。
タイヤの偏平率が90％以下である請求項１又は２記載の重荷重用タイヤ。
ホイルクレーン又はモービルクレーン用のタイヤである請求項１、２又は３記載の重荷重用タイヤ。