JP4943717B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
特に、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本のタイヤ円周に沿った各直線間の陸部は、放熱面積が少ないため発熱温度が高くなる傾向にある。
市場では、トレッド部の耐摩耗性を維持しつつ、タイヤ負荷転動時におけるトレッド部の、特にトレッド部の中央域での発熱温度の上昇を、放熱効果を高めることで抑制してトレッド部のヒートセパレーション故障を防止できる建設車両用の空気入りタイヤの開発が期待されている。
トレッド部の細溝の溝壁に、細溝の深さ方向に延びる小溝を設けたことによって、放熱面積が増加してトレッド部の放熱効果が向上する。また、小溝によって細溝内を流れる流体(空気)の流れに乱れが生じ、トレッド部の放熱効果が向上する。
従って、タイヤ負荷転動時におけるトレッド部の発熱温度の上昇が、放熱効果の向上によって抑制され、トレッド部のヒートセパレーション故障が防止される。
以上のことから、トレッド部の耐摩耗性が維持されると共に、タイヤ負荷転動時におけるトレッド部の発熱温度の上昇が、放熱効果の向上によって抑制され、トレッド部のヒートセパレーション故障が防止される。
前述したように、トレッド部の、特にトレッド部の中央域で発熱温度が上昇しやすい問題がある。ここで、トレッド部の中央域とはタイヤ幅方向の両側の幅方向溝間を指し、この中央域の幅方向細溝の溝壁に、幅方向細溝の深さ方向に延びる第1の小溝を設けたことによって、放熱面積が増加してトレッド部の中央域の放熱効果が向上する。また、第1の小溝によって幅方向細溝内を流れる流体(空気)の流れに乱れが生じ、トレッド部の中央域の放熱効果が向上する。従って、タイヤ負荷転動時におけるトレッド部の、特に中央域の発熱温度の上昇が、放熱効果の向上によって抑制され、トレッド部のヒートセパレーション故障が防止される。
以上のことから、トレッド部の中央域の耐摩耗性が維持されると共に、タイヤ負荷転動時におけるトレッド部の、特に中央域の発熱温度の上昇が、放熱効果の向上により抑制されて、トレッド部のヒートセパレーション故障が防止される。
周方向細溝に第2の小溝を設けたことにより、放熱面積が増加してトレッド部の放熱効果が更に向上し、また、該第2の小溝によって細溝内を流れる流体(空気)の流れに乱れが生じ、トレッド部の放熱効果が更に向上する。
本発明の請求項4に係る空気入りタイヤは、請求項1に記載の空気入りタイヤにおいて、前記小溝は、前記細溝の両溝壁にそれぞれ形成されている。
本発明の請求項5に係る空気入りタイヤは、請求項3に記載の空気入りタイヤにおいて前記第1の小溝は、前記幅方向細溝の両溝壁にそれぞれ形成され、前記第2の小溝は、前記周方向細溝の両溝壁にそれぞれ形成されている。
幅方向細溝及び周方向細溝の夫々の溝幅が8mm未満の場合には、これらの溝幅が狭いため空気の流れが少なく、トレッド部の中央域の放熱効果が低下してしまう。幅方向細溝及び周方向細溝の夫々の溝幅が20mmを超える場合には、溝幅が広すぎるため、タイヤ負荷転動時のトレッド部の接地面内で、幅方向細溝及び周方向細溝によって形成された陸部が変形しても、陸続きにならないため該陸部の陸部剛性が低下してトレッド部の中央域の耐摩耗性能が低下してしまう。従って、幅方向細溝及び周方向細溝の夫々の溝幅は、8〜20mmを満たすことが好ましい。
小溝の溝深さが、小溝が配置されている細溝または幅方向細溝または周方向細溝の溝深さの20%未満の場合には、夫々の細溝内を流れる流体を夫々の小溝内に取り込む量が少なく、また、夫々の小溝の溝深さが夫々の細溝の溝深さの100%を越える場合には、夫々の細溝内に局部的にRがきつい箇所が存在し、溝底の耐亀裂性に影響がでてしまう。従って、夫々の小溝の溝深さは、夫々の溝深さの20〜100%を満たすことが好ましい。
なお、ここで言う小溝の溝深さとは、小溝が配置されている細溝または幅方向細溝または周方向細溝の深さ方向に沿って計測した距離を意味する。
(構成)次に、本発明の空気入りタイヤの第1の実施形態を図1にしたがって説明する。なお、本実施形態の空気入りタイヤは、建設車両用に使用される建設車両用空気入りタイヤ10(以下、単にタイヤ10と記載する。)であり、そのタイヤサイズは、40.00R57である。また、タイヤ10の内部構造は、一般的なラジアルタイヤの構造と同様のため内部構造についての説明は省略する。
タイヤ10の最外層には、路面と接触するトレッド部12を形成するトレッドゴム14が設けられている。なお、トレッドゴム14の厚みは、70〜200mmである。
図1(A)に示すように、このトレッド部12には、両トレッド端12Eから赤道面CL(一点鎖線)に向かって複数本の幅方向溝16が延びている。このタイヤ幅方向両側の幅方向溝16の赤道面CL側の夫々の終端をタイヤ周方向に連結した線を境界線BL(二点鎖線)とし、両境界線BLと両トレッド端12Eとの間をトレッド側部域32とし、両境界線BL間をトレッド中央域30とする。
幅方向細溝20の溝壁には、図1(B)に示すように、センターブロック22の踏面から幅方向細溝20の長手方向と交差する方向に延びる小溝26が設けられている。なお、幅方向細溝20の長手方向と交差する方向とは、長手方向に対して直角方向であっても、傾斜する方向であっても良いものとする。本実施形態では、小溝26は幅方向細溝20の長手方向と直角方向である幅方向細溝20の深さ方向(矢印D方向)と平行に延びている。
なお、本実施形態の小溝26Aの形状は、トレッド部12の踏面を平面視すると、図1(A)に示すような正三角形であり、その正三角形のまま幅方向細溝20の深さ方向に延びている、所謂、三角柱形状である。また、このときの正三角形の一辺は8mmである。
また、周方向細溝18の溝幅SWは8〜20mmを満たすことが好ましい。更に、幅方向細溝20の溝幅WWも8〜20mmを満たすことが好ましい。
タイヤ負荷転動時には、トレッド部12の、特にトレッド中央域30で発熱温度が上昇しやすいため、トレッド中央域30の幅方向細溝20の溝壁に小溝26を設けたことによって、放熱面積が増加してトレッド中央域30の放熱効果が向上する。また、図1(C)のように、小溝26によって幅方向細溝20内を流れる空気の流れに乱れが生じ、トレッド中央域30の放熱効果が向上する。従って、タイヤ負荷転動時におけるトレッド中央域30の発熱温度の上昇が、放熱効果の向上によって抑制され、トレッド部12のヒートセパレーション故障が防止される。
なお、トレッド部12の接地面外では、これらの周方向細溝18及び幅方向細溝20の溝幅が復元するため、トレッド部12の放熱効果に影響はない。
以上のことから、トレッド中央域30の耐摩耗性が維持されると共に、タイヤ負荷転動時におけるトレッド中央域30の発熱温度の上昇が、放熱効果の向上により抑制されて、トレッド部12のヒートセパレーション故障が防止される。
周方向細溝18の溝幅SWが8mm未満の場合には、溝幅SWが狭いため空気の流れが少なく、トレッド中央域30の放熱効果が低下してしまい、溝幅SWが20mmを超える場合には、溝幅SWが広すぎるため、タイヤ負荷転動時のトレッド部12の接地面内で、センターブロック22及びショルダーブロック24が変形しても、センターブロック22とショルダーブロック24とが陸続きにならないためタイヤ幅方向のブロック剛性が低下して、トレッド部12の耐摩耗性能が低下してしまう。従って、周方向細溝18の溝幅SWは8〜20mmを満たすことが好ましい。
(構成)次に、本発明の空気入りタイヤの第2の実施形態を図2に従って説明する。なお、本実施形態の空気入りタイヤも第1の実施形態の空気入りタイヤと同様に建設車両用の空気入りタイヤとし、その説明は、第1の実施形態と異なる構成のみを説明する。第2の実施形態では、第1の実施形態の幅方向細溝20に設けられた小溝26の代わりに、第1の小溝26Aが設けられる点と、更に、周方向細溝18に第2の小溝26Bが設けられる点とが第1の実施形態との相違点であり、第1の小溝26A及び第2の小溝26Bの詳細については、以下に示す。なお、第1の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
幅方向細溝20の溝壁には、図2(A)に示すように、センターブロック22の踏面から幅方向細溝20の長手方向と交差する方向に延びる第1の小溝26Aが設けられている。また、周方向細溝18の溝壁には、センターブロック22及びショルダーブロック24の踏面から周方向細溝18の長手方向と交差する方向に延びる第2の小溝26Bが設けられている。なお、夫々の細溝の長手方向と交差する方向とは、本実施形態では、夫々の細溝の深さ方向(矢印D方向)を指す。
幅方向細溝20に第1の小溝26Aを、周方向細溝18に第2の小溝26Bを設けたことにより、トレッド中央域30の放熱効果が更に向上し、タイヤ負荷転動時におけるトレッド中央域30の発熱温度の上昇が更に抑制され、トレッド部12のヒートセパレーション故障が防止される。また、本実施形態の第1の小溝26A及び第2の小溝26Bの形状では、空気の流れが図2(C)に示すような流れとなって放熱効果が得られる。
第1乃至第2の実施形態では、本発明の空気入りタイヤを建設車両用空気入りタイヤとしているが、建設車両用以外に用いても良いものとする。
また、第1及び第2の実施形態では、本発明の空気入りタイヤの構造をラジアル構造としているが、タイヤの構造はバイアス構造であっても良いものとする。
また、本発明をTRA規格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以上のタイヤに用いれば、本発明の効果をより得ることができる。これは、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以上であると、タイヤ空気容積対比の負荷が増えることによって、よりトレッド部の発熱が大きくなるため、本発明の効果が更に有効になるからである。
本発明の空気入りタイヤの性能改善効果を確認するために、本発明の第1の実施形態に係る空気入りタイヤを1種、本発明の第2の実施形態に係る空気入りタイヤを1種、比較例の空気入りタイヤを1種用意して、標準リム(TRA規格)に組付け、最大荷重(TRA規格)に対応する空気圧(TRA規格)の100%を内圧として充填し、次に、これらの供試タイヤを建設車両に装着し、最大荷重(TRA規格)を加えた状態で、速度10km/hにてほぼ等速で24時間走行し、それから、センターブロックにあらかじめ設けておいた細穴(タイヤ赤道面上)から熱電対を挿入して、最外層上3.5mmの温度を測定した。比較例のタイヤの温度を基準温度にして実施例1のタイヤ及び実施例2のタイヤの測定値を表1中に示す。
なお、供試タイヤのタイヤサイズは、いずれも40.00R57とする。また、測定値は、小さいほど良好な結果を示す。
実施例2:図2に示す第2の実施形態に係るタイヤ。
比較例:第1の実施形態から小溝を取り除いたタイヤ。
12 トレッド部
14 トレッドゴム
16 幅方向溝
18 周方向細溝
20 幅方向細溝
26 小溝
26A 第1の小溝(小溝)
26B 第2の小溝(小溝)
CL 赤道面
Claims (5)
- 路面と接触するトレッド部を形成し、厚みが70〜200mmのトレッドゴムと、
前記トレッド部に設けられ、溝幅が接地面内で溝壁が相互に接触する溝幅とされた細溝と、
前記細溝の溝壁に設けられ、前記細溝の深さ方向に延び、前記細溝内の流体の流れを乱す小溝と、
を備えることを特徴とする空気入りタイヤ。 - 路面と接触するトレッド部を形成し、厚みが70〜200mmのトレッドゴムと、
前記トレッド部の両トレッド端側に複数本設けられ、タイヤ幅方向に延びる幅方向溝と、
タイヤ幅方向の両側の前記幅方向溝間に複数本設けられ、タイヤ周方向に延びる周方向細溝と、
前記複数本の周方向細溝間に複数本設けられ、タイヤ幅方向に延び、接地面内で溝壁が相互に接触する幅方向細溝と、
前記幅方向細溝の溝壁に設けられ、前記幅方向細溝の深さ方向に延び、前記幅方向細溝内の流体の流れを乱す第1の小溝と、
を備えることを特徴とする空気入りタイヤ。 - 前記周方向細溝の溝壁に、前記周方向細溝の深さ方向に延びて前記周方向細溝内の流体の流れを乱す第2の小溝を設けたことを特徴とする請求項2に記載の空気入りタイヤ。
- 前記小溝は、前記細溝の両溝壁にそれぞれ形成されている請求項1に記載の空気入りタイヤ。
- 前記第1の小溝は、前記幅方向細溝の両溝壁にそれぞれ形成され、
前記第2の小溝は、前記周方向細溝の両溝壁にそれぞれ形成されている請求項3に記載の空気入りタイヤ。
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