JP6918940B2 - 重荷重用タイヤ - Google Patents

Description

本発明は、重荷重用タイヤに関する。

一般にタイヤが転動すると、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。この剪断力により、タイヤ転動時にブロックが変形し、踏み込み端では摩耗量が少なくなり、蹴り出し端では摩耗量が多くなる。すなわち、蹴り出し端では偏摩耗が発生する。

この偏摩耗を抑制するため、例えば特許文献１に記載されたタイヤは、ラグ溝の一部に底上げ部を設け、底上げ部に隣接する陸部との間に細溝を設ける。そして特許文献１に記載されたタイヤは、溝底から底上げ部表面までの高さが、トレッドの蹴り出し端側の高さをＨ１、トレッドの踏み込み端側の高さをＨ２とした時、Ｈ１＞Ｈ２となるように形成する。これにより、蹴り出し端側の耐偏摩耗性が向上する。

特開２０１３−２３３８３４号公報

ところで、旋回走行時にはブロックに横力が負荷され、この横力により剪断力が大きくなり、ブロックの蹴り出し端側が偏摩耗してしまう。しかしながら、特許文献１は、この点を考慮していない。

本発明は、上記問題に鑑みて成されたものであり、その目的は、剪断力の横力成分を低減することにより、耐偏摩耗性が向上する重荷重用タイヤを提供することである。

第１の特徴に係る重荷重用タイヤは、タイヤ周方向に沿って延びる第１周方向溝と、第１周方向溝よりタイヤ幅方向外側に形成される第２周方向溝と、タイヤ幅方向に沿って延びる複数の横溝と、第１周方向溝と第２周方向溝と複数の横溝により区画形成されるブロックと、複数のベルト層とを備える。第２周方向溝は、タイヤ赤道線側からタイヤ幅方向外側に向かって、タイヤ回転方向と逆側に傾斜して延びる。また、第２周方向溝は、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最も小さいベルト層の端部に対応するタイヤ幅方向位置よりもタイヤ幅方向外側に形成される。

また、第１の特徴において、第２周方向溝は、タイヤ赤道線側からタイヤ幅方向外側に向かって、タイヤ回転方向と逆側に湾曲している。

また、第１の特徴において、複数の横溝のうち、少なくとも一つの横溝は、タイヤ赤道線側からタイヤ幅方向外側に向かって、タイヤ回転方向に沿うように傾斜している。

また、第１の特徴において、重荷重用タイヤは、トレッド踏面端に開口し、タイヤ幅方向に沿って延びる第１ショルダー溝を更に備える。第２周方向溝は、ショルダー溝に連通する。

また、第１の特徴において、第１ショルダー溝は、複数の横溝のうち少なくとも１つの横溝に連通する。

また、第１の特徴において、重荷重用タイヤは、第２周方向溝の一方の端部と、他方の端部との間に連通する第２ショルダー溝を更に備える。第２ショルダー溝は、タイヤ赤道線側からタイヤ幅方向外側に向かって、タイヤ回転方向と逆側に傾斜する。

また、第１の特徴において、タイヤ幅方向におけるトレッド踏面端の一端から他端までの距離をＷ、タイヤ赤道線から第２周方向溝の一方の端部までの距離をＬ１、タイヤ赤道線から第２周方向溝の他方の端部までの距離をＬ２とした場合、Ｌ１は、０．２５Ｗ〜０．４Ｗより短く、Ｌ２は、Ｌ１より長く、かつ０．４Ｗより短い。

また、第１の特徴において、角度が最も小さいベルト層は、タイヤ径方向において、最も内側に形成される第１ベルト層、または第１ベルト層の外側に形成される第２ベルト層であり、第１ベルト層または第２ベルト層は、他のベルト層と比較してタイヤ幅方向の幅が狭い。

本発明によれば、剪断力の横力成分を低減することにより、耐偏摩耗性が向上する。

図１は、本発明の実施形態に係る重荷重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、本発明の実施形態に係る重荷重用タイヤのベルト構成を説明する図である。 図３は、本発明の実施形態に係る重荷重用タイヤのトレッド面を示す平面図である。 図４（ａ）及び図４（ｂ）は、湾曲溝がない場合と、湾曲溝がある場合の相違について説明する図である。 図５は、本発明の実施形態に係る重荷重用タイヤのトレッド面を示す平面図である。 図６は、本発明の実施形態に係る重荷重用タイヤのトレッド面を示す平面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

図１を参照して、本実施形態に係る重荷重用タイヤ１の構成について説明する。本実施形態に係る重荷重用タイヤ１は、建設車両などの重荷重車両に適用される。

図１に示すように、重荷重用タイヤ１は、一対のビード部２と、重荷重用タイヤ１の骨格を形成するカーカス層３と、路面と接する接地面を有するトレッド部４と、を有する。

ビード部２は、ビードコア５と、ビードフィラー６とを有する。カーカス層３は、ビードコア５間にトロイド状に延在する。

ビードコア５は、タイヤ幅方向に離間して少なくとも２つ配置される。また、ビードコア５は、１本のビードワイヤ８が円環状に複数回巻かれて形成される。ビードコア５は、重荷重用タイヤ１の内圧によって発生するカーカス層３のコード張力を支える。ビードワイヤ８は、ゴム材で被膜される。

ビードフィラー６は、ビードコア５を補強するためのゴム材であり、カーカス層３の両側端部がビードコア５の位置でタイヤ幅方向外側に折り返されることにより形成された空間に配置される。

カーカス層３とトレッド部４との間には、ベルト層７が形成される。ベルト層７は、タイヤ周方向に沿って複数重ねて形成される。図１に示すように、ベルト層７は、保護ベルト層３０、主交錯ベルト層３１、及び、小交錯ベルト層３２を有する。保護ベルト層３０は、２枚の保護ベルト３０Ａ，３０Ｂを有する。主交錯ベルト層３１は、２枚の主交錯ベルト３１Ａ，３１Ｂを有する。小交錯ベルト層３２は、２枚の小交錯ベルト３２Ａ，３２Ｂを有する。

図１に示すように、主交錯ベルト層３１は、小交錯ベルト層３２のタイヤ径方向外側に配置されており、保護ベルト層３０は、主交錯ベルト層３１のタイヤ径方向外側に配置されている。

また、図２に示すように、小交錯ベルト層３２を構成するコードＤとタイヤ周方向とがなす角度βは、４〜１０°である。したがって、小交錯ベルト層３２は、ハイアングルベルトである。主交錯ベルト層３１を構成するコードとタイヤ周方向とがなす角度は、１８〜３５°である。保護ベルト層３０を構成するコードとタイヤ周方向とがなす角度は、２２〜３３°である。小交錯ベルト層３２を構成するコードとタイヤ周方向とがなす角度βは、主交錯ベルト層３１の角度や保護ベルト層３０の角度と比較して、最も小さい。

また、図１に示すように、各ベルト層のタイヤ幅方向における長さは、次の関係を有する。小交錯ベルト３２Ｂは、小交錯ベルト３２Ａより長く、主交錯ベルト３１Ａ，３１Ｂ及び保護ベルト３０Ａ，３０Ｂより短い。小交錯ベルト３２Ａは、６つのベルト層の中で最も短い。主交錯ベルト３１Ｂは、小交錯ベルト３２Ａ，３２Ｂ、主交錯ベルト３１Ａ、及び保護ベルト３０Ａより長く、保護ベルト３０Ｂより短い。主交錯ベルト３１Ａは、小交錯ベルト３２Ａ，３２Ｂより長く、主交錯ベルト３１Ｂ、及び保護ベルト３０Ａ，３０Ｂより短い。保護ベルト３０Ｂは、６つのベルト層の中で最も長い。保護ベルト３０Ａは、小交錯ベルト３２Ａ，３２Ｂ、及び主交錯ベルト３１Ａより長く、主交錯ベルト３１Ｂ及び保護ベルト３０Ｂより短い。なお、長さの比率は特に限定されない。

なお、図１では、後述する周方向溝等を省略しているがトレッド部４には各溝が形成される。また、図１に示すトレッド幅Ｗは、トレッドの展開図上で両側のトレッド踏面端Ｔｅの間をタイヤ幅方向に沿って測定した距離である。また、図１に示すトレッド半幅１／２Ｗは、トレッド幅Ｗの半分の距離である。また、本発明では、トレッド半幅１／２Ｗは、タイヤ赤道線ＣＬからトレッド踏面端Ｔｅまでの距離として説明する。

次に図３を参照して、トレッド部４について説明する。図３において矢印Ｃはタイヤ回転方向を示す。タイヤ回転方向とは、タイヤ周方向のいずれかの一方の方向であって、車両が前進する際にタイヤが回転する方向である。また、トレッド四半幅１／４Ｗは、トレッド半幅１／２Ｗの半分の距離であり、タイヤ赤道線ＣＬからタイヤ幅方向外側に沿って計測した距離である。

図３に示すように、トレッド部４には、タイヤ周方向に沿って延びる１本の周方向溝１０が形成される。周方向溝１０は、タイヤ赤道線ＣＬ上に形成される。周方向溝１０は、直線形状の溝である。また、周方向溝１０に連通する複数の横溝１１（横溝１１ａ，横溝１１ｂ）が形成される。横溝１１ａ及び横溝１１ｂは、タイヤ周方向に沿って互いに隣接するように形成される。また、横溝１１ａ及び横溝１１ｂは、タイヤ回転方向に向かって湾曲するように形成され、タイヤ幅方向に沿って延びる。横溝１１ａ及び横溝１１ｂは、タイヤ赤道線ＣＬからタイヤ幅方向外側に向かって、タイヤ回転方向に沿うように傾斜している。また、横溝１１ａ及び横溝１１ｂは、タイヤ赤道線ＣＬからタイヤ幅方向外側に向かって、タイヤ周方向に対する凹凸の向きが変わる変曲点を有する。横溝１１ａ及び横溝１１ｂは、タイヤ赤道線ＣＬ側において、タイヤ回転方向逆向きに湾曲する凸形状を有する。また、横溝１１ａ及び横溝１１ｂは、ショルダー側において、タイヤ回転方向に湾曲する凸形状を有する。なお、横溝１１ａ及び横溝１１ｂの形状は、図３の形状に限定されない。横溝１１ａ及び横溝１１ｂは、タイヤ幅方向に沿って直線状に延びてもよい。また、横溝１１ａ及び横溝１１ｂの形状は、後述するように蹴り出し端１５が広い面積を有するならば、異なっていてもよく、同じでもよい。

横溝１１ａの一端は周方向溝１０に連通し、横溝１１ａの他端は第１ショルダー溝１３に連通する。横溝１１ｂの一端は周方向溝１０に連通し、横溝１１ｂの他端は周方向溝１２に連通する。周方向溝１２は、タイヤ赤道線ＣＬ側からタイヤ幅方向外側に向かって、タイヤ回転方向と逆側に湾曲するように形成される。換言すれば、周方向溝１２は、タイヤ赤道線ＣＬ側からタイヤ幅方向外側に向かって、タイヤ回転方向と逆側に傾斜している。また、周方向溝１２は、タイヤ赤道線ＣＬ側からタイヤ幅方向外側に向かって、タイヤ幅方向に対する凹凸の向きが変わる変曲点を有する。周方向溝１２は、タイヤ赤道線ＣＬ側において、タイヤ幅方向内側に向かって湾曲する凸形状を有する。また、周方向溝１２は、ショルダー側において、タイヤ幅方向外側に向かって湾曲する凸形状を有する。また、周方向溝１２は、タイヤ周方向に沿って複数形成される。周方向溝１２の一端１８は横溝１１ｂに連通し、周方向溝１２の他端１９は第１ショルダー溝１３で終端する。なお、周方向溝１２は、一端１８よりもタイヤ幅方向外側の領域で湾曲する。換言すれば、周方向溝１２は、一端１８よりもタイヤ幅方向内側の領域では湾曲しない。また、周方向溝１２の一端１８は、コードとタイヤ周方向とがなす角度が最も小さいベルト層の端部に対応するタイヤ幅方向位置よりもタイヤ幅方向外側に形成される。本実施形態において、コードとタイヤ周方向とがなす角度が最も小さいベルト層は、小交錯ベルト３２Ａ，３２Ｂである。よって、周方向溝１２の一端１８は、小交錯ベルト３２Ａ，３２Ｂの端部に対応するタイヤ幅方向位置よりもタイヤ幅方向外側に形成される。なお、周方向溝１２の一端１８は、小交錯ベルト３２Ｂの端部に対応するタイヤ幅方向位置よりもタイヤ幅方向外側に形成されることが好ましい。

図３に示すように、周方向溝１０と、横溝１１ａと、横溝１１ｂと、周方向溝１２と、第１ショルダー溝１３によってブロック１６が区画形成される。また、ブロック１６はタイヤ周方向に沿って複数形成され、トレッド部４のセンター領域からショルダー領域にまたがって形成される。センター領域とは、タイヤ赤道線ＣＬからトレッド四半幅１／４Ｗまでの領域である。ショルダー領域とは、センター領域よりもタイヤ幅方向外側にある領域である。なお、横溝１１ａは、第１ショルダー溝１３に連通するが、これに限定されない。横溝１１ａは、周方向溝１２に連通してもよい。この場合、第１ショルダー溝１３を短くすればよい。図３に示すように、トレッド部４のショルダー領域には、第１ショルダー溝１３及び第２ショルダー溝１４が形成される。第１ショルダー溝１３は、トレッド踏面端Ｔｅに開口し、横溝１１ａに連通する。第２ショルダー溝１４は、タイヤ赤道線ＣＬからタイヤ幅方向外側に向かって延びるように形成される。また、第２ショルダー溝１４は、タイヤ回転方向と逆側に向かって傾斜している。なお、第２ショルダー溝１４は、タイヤ周方向成分を有さない溝であってもよい。すなわち、第２ショルダー溝１４は、タイヤ幅方向と水平方向に形成されてもよい。

図３に示すように、第２ショルダー溝１４は、周方向溝１２の一端１８と他端１９との間に形成される。第２ショルダー溝１４は、周方向溝１２の一端１８と他端１９との間に連通し、ショルダーブロック２０内で終端する。第２ショルダー溝１４は、トレッド踏面端Ｔｅに開口しない。第１ショルダー溝１３及び第２ショルダー溝１４が形成されることにより、各ブロックの剛性が向上する。なお、図３において、第２ショルダー溝１４は、ショルダーブロック２０内で終端しているが、これに限定されない。第２ショルダー溝１４は、第１ショルダー溝１３と同様にトレッド踏面端Ｔｅに開口してもよい。なお、図３に示すように、周方向溝１２は、第１ショルダー溝１３及び第２ショルダー溝１４の両方に連通する。

次に、本実施形態に係る重荷重用タイヤ１による作用及び効果を説明する。一般にタイヤが転動すると、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。この剪断力により、タイヤ転動時にブロックが変形し、踏み込み端では摩耗量が少なくなり、蹴り出し端では摩耗量が多くなる。すなわち、ブロックのタイヤ周方向両端に摩耗差が生じ、タイヤの摩耗寿命が短くなる。

本発明では、周方向溝１０と、横溝１１ａと、横溝１１ｂと、周方向溝１２とによってブロック１６が区画形成される。周方向溝１２は、タイヤ赤道線ＣＬ側からタイヤ幅方向外側に向かって、タイヤ回転方向と逆側に湾曲するように形成される。これにより、センター領域とショルダー領域との境界付近において、タイヤ幅方向外側に向かって広い面積を有する蹴り出し端１５が形成される。旋回走行時にはブロック１６に横力が負荷され、この横力により剪断力が大きくなるが、蹴り出し端１５は広い面積を有するため、重荷重用タイヤ１は、蹴り出し端１５に作用する剪断力を分散させることができる。つまり、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、湾曲溝（周方向溝１２）がある場合は、湾曲溝がない場合と比較して、蹴り出し側４０（先行蹴り出し部）は広い面積を有するため、重荷重用タイヤ１は、蹴り出し側４０に作用する剪断力を分散させることができる。このように重荷重用タイヤ１は、剪断力の横力成分を低減することができ、踏み込み端１７と蹴り出し端１５との摩耗差を縮小することができる。これにより、重荷重用タイヤ１の耐偏摩耗性が向上する。

また、本実施形態では、周方向溝１２の一端１８は、コードとタイヤ周方向とがなす角度が最も小さいベルト層の端部に対応するタイヤ幅方向位置よりもタイヤ幅方向外側に形成される。これにより、タイヤ赤道線ＣＬからトレッド四半幅１／４Ｗの位置近傍における耐偏摩耗性が向上する。

本発明では、周方向溝１２は湾曲して形成されるが、蹴り出し端１５が広い面積を有すればよく、周方向溝１２の形状は湾曲に限定されない。例えば、図５に示すように、周方向溝１２は、タイヤ赤道線ＣＬ側からタイヤ幅方向外側に向かって、タイヤ回転方向と逆側に向かって傾斜して延びる直線形状でもよい。ここで、周方向溝１２が湾曲して形成されることにより鋭角がなくなり、剪断力の横力成分の低減効果が高まる。このため、周方向溝１２は湾曲して形成されることが好ましい。なお、本発明では、一つのブロック１６につき、広い面積を有する蹴り出し端１５が形成される。

上述したように、タイヤが転動すると、剪断力が発生する。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。このような剪断力を低減するためには、上述したドライビング力を大きくすることが好ましい。そこで、本実施形態において、横溝１１ａ及び横溝１１ｂは、タイヤ赤道線ＣＬからタイヤ回転方向に向かって傾斜している。これにより、ドライビング力は大きくなり、剪断力は低減される。

図６に示す距離Ｌ１は、タイヤ赤道線ＣＬから周方向溝１２の一端１８までの距離である。また、距離Ｌ２は、タイヤ赤道線ＣＬから周方向溝１２の他端１９（終端）までの距離である。距離Ｌ１は、０．２５Ｗ〜０．４Ｗより短いことが好ましく、距離Ｌ２は、Ｌ１より長く、かつ０．４Ｗより短いことが好ましい。図６に示すように、ブロック１６は、距離Ｌ１〜Ｌ２の間に面積が漸増する領域を有する。より詳しくは、面積が漸増する領域は、タイヤ回転方向と逆側に進むにつれて、タイヤ幅方向外側に向かって漸増するように形成される。これにより、蹴り出し端１５は広い面積を有するため、重荷重用タイヤ１は、蹴り出し端１５に作用する剪断力を分散させることができる。

日本国特許出願第２０１７−１２２１９６号（出願日：２０１７年６月２２日）の全内容は、ここに援用される。

１ 重荷重用タイヤ
２ ビード部
３ カーカス層
４ トレッド部
５ ビードコア
６ ビードフィラー
７ ベルト層
８ ビードワイヤ
１０ 周方向溝
１１ 横溝
１２ 周方向溝
１３ 第１ショルダー溝
１４ 第２ショルダー溝
１５ 蹴り出し端
１６ ブロック
１７ 踏み込み端
２０ ショルダーブロック
３０ 保護ベルト層
３１ 主交錯ベルト層
３２ 小交錯ベルト層
Ｔｅ トレッド踏面端

Claims (8)

1. タイヤ周方向に沿って延びる第１周方向溝と、
   前記第１周方向溝よりタイヤ幅方向外側に形成される第２周方向溝と、
   タイヤ幅方向に沿って延びる複数の横溝と、
   前記第１周方向溝と前記第２周方向溝と前記複数の横溝により区画形成されるブロックと、
   複数のベルト層とを備え、
   前記第２周方向溝は、タイヤ赤道線側から前記タイヤ幅方向外側に向かって、タイヤ回転方向と逆側に傾斜して延び、
   前記第２周方向溝は、前記ベルト層を構成するコードと前記タイヤ周方向とがなす角度が最も小さいベルト層の端部に対応するタイヤ幅方向位置よりもタイヤ幅方向外側に形成されることを特徴とする重荷重用タイヤ。
2. 前記第２周方向溝は、前記タイヤ赤道線側から前記タイヤ幅方向外側に向かって、前記タイヤ回転方向と逆側に湾曲していることを特徴とする請求項１に記載の重荷重用タイヤ。
3. 前記複数の横溝のうち、少なくとも一つの横溝は、前記タイヤ赤道線側から前記タイヤ幅方向外側に向かって、前記タイヤ回転方向に沿うように傾斜していることを特徴とする請求項１または２に記載の重荷重用タイヤ。
4. トレッド踏面端に開口し、前記タイヤ幅方向に沿って延びる第１ショルダー溝を更に備え、
   前記第２周方向溝は、前記第１ショルダー溝に連通することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の重荷重用タイヤ。
5. 前記第１ショルダー溝は、前記複数の横溝のうち少なくとも１つの横溝に連通することを特徴とする請求項４に記載の重荷重用タイヤ。
6. 前記第２周方向溝の一方の端部と、他方の端部との間に連通する第２ショルダー溝を更に備え、
   前記第２ショルダー溝は、タイヤ赤道線側から前記タイヤ幅方向外側に向かって、前記タイヤ回転方向と逆側に傾斜することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の重荷重用タイヤ。
7. 前記タイヤ幅方向におけるトレッド踏面端の一端から他端までの距離をＷ、前記タイヤ赤道線から前記第２周方向溝の一方の端部までの距離をＬ１、前記タイヤ赤道線から前記第２周方向溝の他方の端部までの距離をＬ２とした場合、
   Ｌ１は、０．２５Ｗ〜０．４Ｗより短く、
   Ｌ２は、Ｌ１より長く、かつ０．４Ｗより短いことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の重荷重用タイヤ。
8. 前記角度が最も小さいベルト層は、タイヤ径方向において、最も内側に形成される第１ベルト層、または前記第１ベルト層の外側に形成される第２ベルト層であり、
   前記第１ベルト層または前記第２ベルト層は、他のベルト層と比較して前記タイヤ幅方向の幅が狭いことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の重荷重用タイヤ。

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