JP6671874B2 - 建設車両用タイヤ - Google Patents

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Description

本発明は、トレッド部を備えた建設車両用タイヤに関する。
従来、トレッド部において、２枚の保護ベルトからなる保護ベルト層、２枚の主交錯ベルトからなる主交錯ベルト層、及び、２枚の小交錯ベルトからなる小交錯ベルト層を有する重荷重用のタイヤが知られている（例えば、特許文献１参照）。
かかるタイヤでは、主交錯ベルト層は、小交錯ベルト層のタイヤ径方向外側に配置されており、保護ベルト層は、主交錯ベルト層のタイヤ径方向外側に配置されている。
小交錯ベルト層を構成するコードとタイヤ周方向とがなす角度は、例えば４〜１０°であり、主交錯ベルト層を構成するコードとタイヤ周方向とがなす角度は、例えば１８〜３５°であり、保護ベルト層を構成するコードとタイヤ周方向とがなす角度は、例えば２２〜３３°である。
したがって、かかるタイヤのトレッド部において、タイヤ赤道線近傍の領域（センター領域）では、タイヤ幅方向の端部近傍の領域（ショルダー領域）と比べて、各ベルト層を構成するコードとタイヤ周方向Ｕとのなす角度が小さい。
ＷＯ２０１３／１５７５４４
上述のタイヤにおいて、ベルト層を構成するコードとタイヤ周方向とがなす角度が大きい領域では、ベルト張力が小さくなるため、かかる領域は、タイヤ周方向に大きく収縮する。
その結果、かかるタイヤが回転すると、タイヤ周方向におけるタイヤ幅方向端部近傍の領域は、タイヤ周方向に大きく収縮するため、タイヤ周方向におけるタイヤ赤道線近傍の領域の長さは、タイヤ周方向におけるタイヤ幅方向の端部近傍の領域の長さよりも長くなる。
したがって、かかるタイヤが回転すると、タイヤ赤道線近傍の領域では、タイヤ回転方向の力（ドライビング力）が発生し、タイヤ幅方向の端部近傍の領域では、タイヤ回転方向の反対方向の力（ブレーキング力）が発生するため、両領域の境界付近で剪断力が発生する。
さらに、かかるタイヤに対して、内圧が加えられた後、荷重が加えられた場合には、タイヤ赤道線近傍の領域とタイヤ幅方向の端部近傍の領域との間で、タイヤ径方向における変形の度合いが異なるため、両者の境界付近で剪断力が発生する。
特に、かかるタイヤが、操舵軸に装着された際には、舵角によるタイヤ幅方向の力が加えられ、かかるタイヤが制動力が働く軸に装着された際には、制動力が加えられることで、より一層、剪断力が大きくなる。
特に、かかる現象は、タイヤ幅方向における陸部の長さがタイヤ幅方向におけるトレッド部の長さの３０％以上となるように構成されている重荷重用のタイヤにおいて顕著になる。
また、これらのことは、重荷重用のタイヤのうち、特に建設車両用タイヤで顕著になっている。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、タイヤ回転時にタイヤ幅方向の端部近傍で発生するブレーキング力を抑えることで耐偏摩耗性を向上させた建設車両用タイヤを提供することを課題とする。
上述した課題を解決するため、本発明の第１の特徴に係る建設車両用タイヤは、トレッド部を備えた建設車両用タイヤであって、前記陸部は、タイヤ周方向に延びる周方向溝と、前記トレッド部の端部であるトレッド端およびタイヤ幅方向に沿って曲線状に延びる幅方向溝の少なくとも一方と、によって複数に区画されており、前記幅方向溝は、タイヤ赤道線の少なくとも片側で、タイヤ幅方向外側に行くに従ってタイヤ周方向に対する凹凸の向きが変わる変曲点を有しているとともに、前記変曲点からタイヤ周方向一方側かつタイヤ幅方向外側へ延び、更に、タイヤ周方向他方側かつタイヤ幅方向外側へ延びることで、前記タイヤ周方向一方側に対して湾曲凸状の陸部部分を形成する屈曲溝部を有していることを特徴とする。
本発明によれば、タイヤ回転時にタイヤ幅方向の端部近傍で発生するブレーキング力を抑えることで耐偏摩耗性を向上させた建設車両用タイヤを提供することができる。
本発明の一実施形態に係る建設車両用タイヤで、タイヤ径方向に沿ったタイヤ幅方向断面図である。 本発明の一実施形態に係る建設車両用タイヤのベルト構成を説明する説明図である。 本発明の一実施形態に係る建設車両用タイヤでトレッドパターンを説明する平面図である。 本発明の一実施形態に係る建設車両用タイヤのトレッド部に形成された内側幅方向溝の断面図である。 本発明の一実施形態に係る建設車両用タイヤでトレッドパターンの変形例を説明する平面図である。
以下、添付図面を参照しつつ本発明の実施の形態を説明する。以下の説明では、同一または類似の部分には、同一又は類似の符号を付し、その詳細な説明を適宜省略している。また、以下に示す実施の形態は、この発明の技術的思想を具体化するための例示であり、この発明の実施の形態は、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。
図１は、本発明の一実施形態（以下、本実施形態という）に係る建設車両用タイヤのタイヤ径方向に沿ったタイヤ幅方向断面図である。図２は、本実施形態に係る建設車両用タイヤのベルト構成を説明する説明図である。図３は、本実施形態に係る建設車両用タイヤでトレッドパターンを説明する平面図である。なお、図３では、描画の関係上、紙面上側および紙面下側を破断線ではなく直線で区切って描画している。図４は、本実施形態に係る建設車両用タイヤのトレッド部に形成された内側幅方向溝の断面図である。
図１に示すように、本実施形態に係る建設車両用タイヤ１は、複数のベルト層を具備している。具体的には、本実施形態に係る建設車両用タイヤ１は、図１及び図２に示すように、トレッド部１０において、２枚の保護ベルト１１Ａ/１１Ｂからなる保護ベルト層１１、２枚の主交錯ベルト１２Ａ/１２Ｂからなる主交錯ベルト層１２、及び、２枚の小交錯ベルト１３Ａ/１３Ｂからなる小交錯ベルト層１３を具備する。
図１及び図２に示すように、かかる建設車両用タイヤ１では、主交錯ベルト層１２は、小交錯ベルト層１３のタイヤ径方向外側に配置されており、保護ベルト層１１は、主交錯ベルト層１２のタイヤ径方向外側に配置されている。
本実施形態では、小交錯ベルト層１３を構成するコードＣとタイヤ周方向Ｕとがなす角度β（図２参照）は４〜１０°の範囲であり、従って、小交錯ベルト層１３はハイアングルベルトで構成されている。主交錯ベルト層１２を構成するコードとタイヤ周方向Ｕとがなす角度は１８〜３５°の範囲である。保護ベルト層１１を構成するコードとタイヤ周方向Ｕとがなす角度は２２〜３３°の範囲である。
また、本実施形態に係る建設車両用タイヤ１は、図３に示すように、トレッド部１０において、タイヤ周方向Ｕに延びる周方向溝１４若しくはトレッド部１０のタイヤ幅方向Ｗの端部であるトレッド端ＴＥ（トレッド端の定義は後述を参照）と、タイヤ幅方向Ｗに延びる幅方向溝１６と、によって区画化された複数のブロック列を具備している。ここで、周方向溝１４は、タイヤ赤道線ＣＬ上においてタイヤ周方向に沿って延びる周方向溝１４ａと、センター陸部１８ａとセカンド陸部１８ｂとの間に位置する周方向溝１４ｂと、セカンド陸部１８ｂとショルダー陸部１８ｃとの間に位置する周方向溝１４ｃとで構成される。
また本実施形態では、幅方向溝１６は、周方向溝１４ａに開口してタイヤ幅方向外側へ延び出し、センター陸部１８ａおよび周方向溝１４ｂを横断し、セカンド陸部１８ｂを横断して周方向溝１４ｃに開口する内側幅方向溝１６ｉと、周方向溝１４ｃに開口してショルダー陸部１８ｃを横断してトレッド端ＴＥを横断する外側幅方向溝１６ｅ（ラグ溝）と、で構成される。外側幅方向溝１６ｅの溝幅は、内側幅方向溝１６ｉに比べて広くされている。
また、内側幅方向溝１６ｉおよび外側幅方向溝１６ｅは、何れも、曲線状に延びていて角部が形成されてはいない。
また、本実施形態に係る建設車両用タイヤ１では、タイヤ幅方向Ｗにおける幅方向溝１６の長さＷ２が、タイヤ幅方向Ｗにおけるトレッド部１０の長さＷ１（すなわちトレッド幅）の３０％以上となるように構成されている。
また、内側幅方向溝１６ｉは、タイヤ赤道線ＣＬからハイアングルベルト端ＨＥ（ベルト層を構成するコードとタイヤ周方向とがなす角度が１０°以下のベルトの端のことであり、本実施形態では小交錯ベルト層１３のベルト端となる）にかけてタイヤ正転時にはタイヤ幅方向外側ほど先に接地するように、タイヤ幅方向Ｗに対して傾斜している。
また、内側幅方向溝１６ｉは、タイヤ赤道線ＣＬの少なくとも片側で、タイヤ幅方向外側に行くに従ってタイヤ周方向Ｕに対する凹凸の向きが変わる変曲点ＣＰを有している。
そして幅方向溝１６は、この変曲点ＣＰからタイヤ周方向一方側Ｒかつタイヤ幅方向外側へ、タイヤ周方向Ｕに対する傾斜角度を徐々に増大させて９０°へ近づけつつ延び、更に、タイヤ周方向他方側（タイヤ周方向一方側Ｒとは反対方向側）かつタイヤ幅方向外側へ、タイヤ周方向Ｕに対する傾斜角度を徐々に低減させつつ延びることで、タイヤ周方向一方側Ｒに対して湾曲凸状の陸部部分ＬＰを形成する屈曲溝部ＢＤを有している。本実施形態では、屈曲溝部ＢＤのタイヤ幅方向内側半部ＢＤｉが内側幅方向溝１６ｉによって形成され、屈曲溝部ＢＤのタイヤ幅方向外側半部ＢＤｅが外側幅方向溝１６ｅによって形成されている。
また、内側幅方向溝１６ｉの周方向溝１４ｃ側の端部はタイヤ幅方向Ｗに平行に向いて周方向溝１４ｃに開口しており、外側幅方向溝１６ｅの周方向溝１４ｃ側の端部もタイヤ幅方向Ｗに平行に向いて周方向溝１４ｃに開口している。そして、内側幅方向溝１６ｉと外側幅方向溝１６ｅとは、タイヤ周方向一方側Ｒの溝壁位置が揃うように周方向溝１４ｃに開口している。
また、ショルダー陸部１８ｃには、外側幅方向溝１６ｅからタイヤ周方向に所定間隔で離れた位置に第２外側幅方向溝２６が形成されている。第２外側幅方向溝２６の溝幅は、外側幅方向溝１６ｅよりも狭幅である。
第２外側幅方向溝２６は、周方向溝１４ｃに開口し、タイヤ周方向一方側Ｒに対して湾曲凸状となるようにタイヤ周方向他方側かつタイヤ幅方向外側へ延び、更に、タイヤ幅方向へ曲がってタイヤ幅方向に沿って直線状に延び、ショルダー陸部１８ｃ内で終端している。
また、タイヤ周方向Ｕに隣り合う内側幅方向溝１６ｉ間には、内側幅方向溝１６ｉと同形状で、周方向溝１４ｃに開口してタイヤ赤道線ＣＬにまで到達する第２内側幅方向溝１７ｉが配置されている。第２外側幅方向溝２６の周方向溝１４ｃへの開口位置は、第２内側幅方向溝１７ｉの周方向溝１４ｃへの開口位置よりもタイヤ周方向他方側へずらした位置にされている。
また、本実施形態では、このタイヤ周方向一方側Ｒをタイヤ正転方向ＪＲ側としている。この結果、屈曲溝部ＢＤはタイヤ正転方向ＪＲ側に湾曲凸状に張り出している。
また、トレッド部１０よりもタイヤ径方向内側に配置されているベルト層Ｂにはハイアングルベルト（タイヤ周方向に対するコードの角度が１０°以下であるベルト）として、上述した、２枚の小交錯ベルト１３Ａ/１３Ｂからなる小交錯ベルト層１３が配置されている。
そして、トレッド面視（トレッド部１０の平面視）で、ハイアングルベルト端ＨＥを幅方向中心にしてトレッド幅Ｗ１の１／８以内（より好ましくは１／１６以内）のタイヤ幅方向範囲Ｓに変曲点ＣＰが配置されている。
ここで、トレッド幅とは、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫに定められた「トレッド幅」のことである。また、上述のトレッド端とは、タイヤを正規リムに組付けて、正規内圧を１充填し、正規荷重を適用した状態において、タイヤ表面が地面と接触する面（トレッド踏面）のタイヤ幅方向最外位置をいう。なお、「正規リム」とは、タイヤのサイズに応じて下記の規格に規定された標準リムをいい、「正規内圧」とは、下記の規格に記載されている、適用サイズにおける単輪の最大負荷能力に対応する空気圧をいい、「正規荷重」とは、下記の規格の適用サイズにおける単輪の最大荷重（最大負荷能力）をいうものとする。そして規格とは、タイヤが生産または使用される地域に有効な産業規格であって、たとえば、日本では「日本自動車タイヤ協会」の“JATMA YEAR BOOK”であり、アメリカ合衆国では“THE TIRE AND RIM ASSOCIATION INC．”の“YEAR BOOK”であり、欧州では、“The European Tyre and Rim Technical Organisation”の“STANDARD MANUAL”である。
そして本実施形態では、タイヤ幅方向Ｗに対して内側幅方向溝１６ｉのなす角度θの最大値が２０〜８０°の範囲とされている。なお、図３では、変曲点ＣＰで角度θが最大となっているように描いている。
更に本実施形態では、タイヤ赤道線と内側幅方向溝１６ｉとの交差位置では、内側幅方向溝１６ｉがタイヤ幅方向Ｗに対してなす角度αが０〜２０°の範囲である。なお、図３では、αがほぼ０°となるように内側幅方向溝１６ｉを描いている。
また、本実施形態は建設車両用タイヤ１の実施形態であり、タイヤ周方向Ｕに隣り合う内側幅方向溝１６ｉと第２内側幅方向溝１７ｉとの距離Ｌ（図３参照）と、内側幅方向溝１６ｉの溝深さｄ（タイヤ径方向に沿った深さ。図４参照）とが、以下の関係式を満たしている。
ｄ／Ｌ ＞ １／１０
なお、摩耗性に着目する場合には、周方向溝１４の幅（タイヤ幅方向Ｗの長さ）は、力が加わった際に陸部同士が支え合うため、１０ｍｍ以下がよい。
一方、放熱性に着目する場合には、周方向溝１４の幅（タイヤ幅方向Ｗの長さ）は、１０ｍｍよりも大きい方がよい。
さらに、本実施形態に係る建設車両用タイヤ１では、内側幅方向溝１６ｉの周方向ピッチは、５０ｍｍ以上となるように構成されていてもよい。
（作用、効果）
以下、本実施形態の作用、効果を説明する。
本実施形態の建設車両用タイヤ１では、幅方向溝１６は、周方向溝１４ａに開口しタイヤ幅方向外側に行くに従ってタイヤ周方向Ｕに対する凹凸の向きが変わる変曲点ＣＰを有している。そして幅方向溝１６は、変曲点ＣＰからタイヤ周方向一方側Ｒかつタイヤ幅方向外側へ延び、更に、タイヤ周方向他方側かつタイヤ幅方向外側へ延びることで、タイヤ周方向一方側Ｒに対して湾曲凸状の陸部部分を形成する屈曲溝部ＢＤを有している。
これにより、タイヤを回転させると、タイヤゴムの非圧縮性によりタイヤゴムがタイヤ回転方向に流動し、パターンの頂点部付近、すなわち、屈曲溝部ＢＤで区画された陸部部部分の頂点部付近において周方向ドライビングの力が発生して、タイヤ構造が原因で発生するブレーキング力を打ち消す力として作用する。従って、偏摩耗が抑制されるので、耐偏摩耗性が向上した建設車両用タイヤ１とすることができる。なお、図５に示すように、周方向溝１４ｂが形成されていない構成にすることも可能である。
また、幅方向溝１６を本実施形態のように曲線形状とすることで、幅方向溝１６をタイヤ周方向Ｕに対して傾けたい部位だけ傾けることができ、タイヤ幅方向剛性を確保し易くすることができる。また、幅方向溝１６が角部を有する場合に比べ、幅方向溝１６の傾斜を大きくすることができるので、上述の周方向ドライビング力を効果的に大きくすることができる。
また、本実施形態では、トレッド部１０よりもタイヤ径方向内側に配置されているベルト層Ｂにはハイアングルベルトである小交錯ベルト層１３が配置され、トレッド面視で、ハイアングルベルト端ＨＥを幅方向中心にしてトレッド幅Ｗ１の１／８以内のタイヤ幅方向範囲に変曲点ＣＰが配置されている。従って、上述の周方向ドライビング力を更に効果的に発生させることができる。なお、図３では、変曲点ＣＰのタイヤ幅方向位置がハイアングルベルト端ＨＥよりも若干タイヤ幅方向外側に配置された例で描いており、１／４点での偏摩耗抑制に顕著な効果が奏される例である。
また、本実施形態では、上記のタイヤ周方向一方側Ｒをタイヤ正転方向ＪＲ側としている。従って、タイヤ正転時に効果的に周方向ドライビング力を発生させることができる。
また、内側幅方向溝１６ｉは、タイヤ赤道線ＣＬからハイアングルベルト端ＨＥにかけてタイヤ正転時にはタイヤ幅方向外側ほど先に接地するように、タイヤ幅方向に対して傾斜している。これにより、上述の周方向ドライビング力を更に効果的に大きくすることができる。
また、タイヤ幅方向Ｗに対して内側幅方向溝１６ｉのなす角度θの最大値が２０〜８０°の範囲である。これにより、上述の周方向ドライビング力を効果的に大きくすることができる。
また、タイヤ赤道線ＣＬと内側幅方向溝１６ｉとの交差位置では、内側幅方向溝１６ｉがタイヤ幅方向Ｗに対してなす角度αが０〜２０°の範囲である。これにより、ブロック剛性を損なうことが効果的に防止される。
１…建設車両用タイヤ、１０…トレッド部、１３…小交錯ベルト層（ハイアングルベルト）、１４…周方向溝、１４ａ…周方向溝、１４ｂ…周方向溝、１４ｃ…周方向溝、１６…幅方向溝、Ｂ…ベルト層、ＢＤ…屈曲溝部、ＣＬ…タイヤ赤道線、ＣＰ…変曲点、ＨＥ…ハイアングルベルト端、ＬＰ…陸部部分、ＪＲ…タイヤ正転方向、ＴＥ…トレッド端、Ｒ…タイヤ周方向一方側、Ｕ…タイヤ周方向、Ｗ…タイヤ幅方向、Ｗ１…トレッド幅、θ…角度、α…角度。

Claims (5)

  1. トレッド部を備えた建設車両用タイヤであって、
    前記トレッド部は、タイヤ周方向に延びる周方向溝と、前記トレッド部の端部であるトレッド端およびタイヤ幅方向に沿って曲線状に延びる幅方向溝の少なくとも一方と、によって複数に区画されており、
    前記幅方向溝は、タイヤ赤道線の少なくとも片側で、
    タイヤ幅方向外側に行くに従ってタイヤ周方向に対する凹凸の向きが変わる変曲点を有しているとともに、
    前記変曲点からタイヤ周方向一方側かつタイヤ幅方向外側へ延び、更に、タイヤ周方向他方側かつタイヤ幅方向外側へ延びることで、前記タイヤ周方向一方側に対して湾曲凸状の陸部部分を形成する屈曲溝部を有し、
    前記トレッド部よりもタイヤ径方向内側に配置されているベルト層にはハイアングルベルトが配置され、
    トレッド面視で、ハイアングルベルト端を幅方向中心にしてトレッド幅の１／８以内のタイヤ幅方向範囲に前記変曲点が配置されていることを特徴とする建設車両用タイヤ。
  2. 前記幅方向溝は、タイヤ赤道線から前記ハイアングルベルト端にかけてタイヤ正転時にはタイヤ幅方向外側ほど先に接地するように、タイヤ幅方向に対して傾斜していることを特徴とする請求項１に記載の建設車両用タイヤ。
  3. 前記タイヤ周方向一方側がタイヤ正転方向側であることを特徴とする請求項１または２の何れか１項に記載の建設車両用タイヤ。
  4. タイヤ幅方向に対して前記幅方向溝のなす角度θの最大値が２０〜８０°の範囲であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の建設車両用タイヤ。
  5. タイヤ赤道線と前記幅方向溝との交差位置では、前記幅方向溝がタイヤ幅方向に対してなす角度αが０〜２０°の範囲であることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の建設車両用タイヤ。
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