JPH0732820A - ラグ付空気入りタイヤ - Google Patents

ラグ付空気入りタイヤ

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JPH0732820A
JPH0732820A JP5174421A JP17442193A JPH0732820A JP H0732820 A JPH0732820 A JP H0732820A JP 5174421 A JP5174421 A JP 5174421A JP 17442193 A JP17442193 A JP 17442193A JP H0732820 A JPH0732820 A JP H0732820A
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Tokuichiro Iijima
徳一郎 飯島
Naohisa Yoda
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 従来のハイラグパターンの優れた長所である
泥濘地でのトラクションをより一層向上できるととも
に、畑作業にも適したラグ付空気入りタイヤを提供す
る。 【構成】 左右一対のサイドウォールSと、両サイドウ
ォールS間に跨がるクラウン部がトロコイド状に連なっ
ており、クラウン部にはその中央部から両側に向かって
周方向に対し傾斜してハの字状にラグLが突設したトレ
ッドTが形成されている。そしてラグLのクラウン部中
央側端が先に接地しラグLの他方端が遅れて接地するよ
うに回転方向が指定されたタイヤであって、タイヤの赤
道面Cと平行な断面上でのラグ断面形状について、タイ
ヤの転動に伴うラグ蹴り出し側側壁先端Aのトロコイド
軌跡に特色を備えている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、土壌上に走行する車両
用空気入りタイヤ、例えば、農業用トラクター等への使
用に供されるラグ付空気入りタイヤのラグ形状に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、土壌走行用空気入りタイヤは泥濘
地用車両の走行性確保のためにトレッド面にハの字状に
ラグを配置したいわゆるラグパターンが用いられてい
る。特に農業用のものにおいては、国内では水田作業が
中心であったためにラグ高さの高いハイラグパターンが
主流であった。しかしながら、このハイラグパターンは
泥濘の特に軟弱土においては大きな牽引力が得られるも
のの、畑での作業には土を掘り起こして圃場を荒らす等
の理由により不向きであるというタイプのものであっ
た。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、我が国にお
いては、農業政策の転換により、最近は水田耕作から畑
作への転向が増え、水田作業と畑作業が同時に平行して
行われるケースが主流となりつつある。一方、ラグタイ
ヤのトレッドパターンにおけるハイラグパターンは後述
のように、ラグ投影面積を拡大することによりトラクシ
ョンを向上させているが、この方法はタイヤの使用条件
等の制約により限界があり、より一層のトラクションの
向上を図ることはできなかった。本発明は、上記事情に
鑑みてなされたもので、従来のハイラグパターンの優れ
た長所である泥濘地でのトラクションをより一層向上で
きるとともに、畑作業にも適したラグを有するラグ付空
気入りタイヤを提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明のラグ付空気入りタイヤにおいては、左右一
対のサイドウォールと、両サイドウォール間に跨がるク
ラウン部がトロイド状に連なり、上記クラウン部にその
中央部から両側に向かって周方向に対し傾斜して延びる
ラグをハの字状に突設し周方向に配列したトレッドを備
え、上記ラグのクラウン部中央側端が先に接地しラグの
他方端が遅れて接地するようタイヤの回転方向が指定さ
れたタイヤにして、タイヤの赤道面と平行な断面上での
ラグ断面形状について、タイヤの転動に伴うラグ蹴り出
し側側壁先端Aのトロコイド軌跡が次式 xA =rA {(1−S)t− sint} yA =rA (1− cost) で表されるとき、該ラグ断面の蹴り出し側側壁上の任意
の点Bの軌跡(xB ,yB )が側壁先端Aの軌跡に対し
て、yB =yA のとき、xB はxA と略々同等か、それ
より小さく、点A,Bを結んだ線分ABとタイヤ放射方
向となす角αがα>0であることを特徴とするもの(但
し、x,yの座標はA点に向かう荷重直下方向線をy軸
とし、その軸と直交するタイヤ最大沈下位置における線
をx軸とし、その交点を原点としたものとする。またS
はスリップ率で、S=0.1、tはタイヤ転動時の回転
角度で−0.614≦t≦0(単位はラジアン)、rA
は先端点Aのタイヤ回転軸からの半径である。)、及び
この構成を備えたものおいて蹴り出し側側壁の任意の点
Bの軌跡と、点Aの軌跡は接点を持つことを特徴とする
ものが提供される。
【0005】
【作用】ラグ付空気入りタイヤのトラクション性能はタ
イヤ径方向断面でのラグ投影面積によって大きな影響を
受ける。即ち、投影面積が大きいほどトラクションが向
上し、かつ軟弱地における走行性も向上する。しかしな
がら、そのタイヤの使用条件、タイヤの耐久性及びサイ
ズ等の制約がある下では、ラグ投影面積には限界があ
り、例えば、畑、水田両方の使用条件を満たすためには
トレッド幅≦タイヤ幅とする必要があり、そのためにこ
の場合は投影面積が制限される。そこで、ラグの土壌内
での走行軌跡を検討したところラグが土に対してトラク
ションとして作用する部分と走行抵抗として作用する部
分があることが見い出された。
【0006】それについて詳細に図6、図7に基づいて
説明する。ここで、タイヤの土への作用について整理す
るためにタイヤの土への入力をグロス トラクション
(Gross Traction)、土壌から受ける抵抗を走行抵抗、
車両からの出力をネット トラクション(Net Tractio
n)とすると、 ネット トラクション≒グロス トラクション−走行抵
抗 であり、いわゆるラグ付タイヤのトラクションの向上の
ためにはグロス トラクション(Gross Traction)の向
上と走行抵抗の低減とを合わせて行うことが必要であ
る。
【0007】図6には従来例のラグ付空気入りタイヤの
ラグの走行軌跡(スリップ率10%)を表したものであ
り、図4におけるトレッド面Tにおいてラグの周方向断
面においてラグLを踏面の踏み込み側ラグ側面Sf 、蹴
り出し側ラグ側面Sk とに分けて考えたとき、図5のよ
うに踏み込み面を蹴り出し側ラグ側面Sk のタイヤの周
方向断面上で放射方向に対する平均角度を30°とした
場合、蹴り出し側及び踏面は走行抵抗に作用し(車両進
行に対し負に力が作用し)、踏み込み側側面は上から離
れようとするときに土を持ち上げようとする抵抗も働
く。即ち、図6において断面a1 の部分が車輪の回転に
伴い、a1 ,a2 ,…an と移動していくとR1 の部分
が蹴り出し側ラグ側面抵抗として、またR2 の部分が踏
面走行抵抗として働く部分であり、R3 の部分が踏み込
み側ラグ側面土壌持上げ抵抗として働く部分であり、そ
れらが全体の抵抗となる部分であるから、その部分がな
くなるようにすればよいのである。また、例えば、タイ
ヤ周方向断面におけるラグ蹴り出し面のタイヤ放射方向
となす角度がα=0であるとラグ剛性が不足し、ラグ付
け根に歪集中が生じて、クラックの核となったり、或い
はグロストラクションの低下を招く。
【0008】そこで、走行抵抗の低減と合わせ、ラグ剛
性の確保について両立させることが実用のために必要と
なる。 xA ≧xB ……ラグパターンによる走行抵抗を低減する
ために必要。ラグ先端Aの土壌内の軌跡よりラグ中心側
を蹴り出し面が追従すれば、ラグ蹴り出し面の走行抵抗
を0とすることができる。 α>0……ラグ剛性を確保するために必要。α=0では
歪集中によるクラックが発生し、実用に耐えられない。
また蹴り出し側側壁の任意の点Bの軌跡と、点Aの軌跡
は接点を持つようにすることによって走行抵抗の低減を
図るとともに、ラグ蹴り出し面の形状を、ラグ剛性をよ
り一層向上させることのできる形状とすることができ
る。なお、B点の軌跡は下式で表される。
【0009】
【0010】
【実施例】以下、実施例について図面を参照して説明す
る。本発明のラグ付空気入りタイヤは、そのタイヤ本体
b が左右一対のサイドウォールと、両サイドウォール
間に跨がるクラウン部がトロイド状に連らなって成り、
そのクラウン部にその中央部から両側に向かって周方向
に対し傾斜してラグLが赤道面Cの左右側で半ピッチず
れたハの字状に突設して配列されてトレッド面Tが図4
のように形成されている。そしてタイヤを矢印方向に回
転するとき、ラグLのSf が踏み込み側側壁(面)であ
り、Sk が蹴り出し側側壁(面)である。またそのラグ
付空気入りタイヤを側面側からみると、図1(b)或い
は図5(b)に示すように、蹴り出し側で、先端A点よ
りタイヤ放射方向に向かうに従って拡がるように傾斜し
たラグ蹴り出し側側壁Sk であり、それにつづいて中途
より内方へ彎曲してラグ付け根部SS を形成している。
一方、踏み込み側についてはこの実施例では、蹴り出し
側より大角度でタイヤ放射方向に向かうにしたがい傾斜
しており、中途より、内方へ向かって弧状をなした形状
である。そしてそのタイヤが転動するときのラグLの軌
跡は図7に示めされているとおりで、ラグ付け根部の任
意の点は先端A点の軌跡の内側に存在している。この点
に関しては以下に詳述することとする。
【0011】ところで、このラグ付空気入りタイヤが走
行すると、ラグLの部分が土壌内に沈下するが、その場
合にあるラグLの下面が真下を向いて沈下していると
き、タイヤの赤道面と平行な断面上でのラグ断面形状に
ついて蹴り出し側側壁先端A点を通る垂線をy軸とし、
それに直角なラグの下面を通る線をx軸とする座標面に
おけるタイヤの回転角度t=0°の時のタイヤの位置を
始点としてタイヤが転動するときのラグLの蹴り出し側
側壁先端Aのトロコイド軌跡は xA =rA {(1−S)t− sint} yA =rA (1− cost) となる。(図1、図2参照) 一方、そのラグ断面の蹴り出し側側壁上の任意の点Bの
軌跡(xB ,yB )は下記の式で表わされる。
【0012】 また蹴り出し側側壁先端A点とそのラグ断面の蹴り出し
側側壁上の任意の点Bを結ぶ直線のy軸となす角をαと
する。(図1、図2参照) そうすると、そのラグ断面の蹴り出し側側面上の任意の
点Bの軌跡(xB ,yB )が側壁端先A(xA ,yA
の軌跡に対してyB =yA のときxB ≧xB であること
が走行抵抗を低減するために必要であること、及びα>
0であることがラグ剛性を確保するために必要であるこ
とが、図3及び図7に示すラグ断面のA点及びB点の軌
跡から分かる。
【0013】ここで、上記の条件をみたすラグ断面形状
の設計方法を説明する。図2(a)のような状態からタ
イヤが回転し、A,B点がトロコイド運動を開始する。
まず、αとlを設定する。 30°>α>0(1°刻み),l>0(5mm刻み) αとlが決まるとB点初期位相角γとB点回転半径r
(B)が決まり、 圃場深さ100mmとし、10mm刻みにA点−B点の
同一深さでの水平方向相対距離を求める。本実施例で
は、圃場の最も深い点がy=0で、圃場表面がy=10
0としている。
【0014】そこで、各深さでのA点とB点の回転角度
tを求める。A点の軌跡はα,lに関係せず一定で、図
2(b)の様に圃場進入時から荷重直下の位置に到るま
で土を削るので、その間の回転角度だけを取り扱えばよ
く、B点の軌跡はα,lによって変化するので、圃場進
入時から出ていく時までの間の回転角度を取り扱う。 t{A}= cos{1−y/r(A)} t{B}= cos|(1−y/r(A))・r(A)/r
(B)|+γ A点の軌跡のX座標:x(A)とB点の軌跡のX座標:
x(B)(y=0から100,10刻みで同一深さの座
標)の差がA点−B点の圃場内同一深さでの水平方向相
対距離:dとなる。 d=x(B)−x(A) d>0のとき、B点は土を削り、d<0のときは削らな
い。このようにして、土を削らないαとlの値が求めら
れる。
【0015】
【0016】以上ラグ付空気入りタイヤのラグ断面形状
の設計方法について詳述したが、この結果より、B点の
軌跡がA点の軌跡の内側にあるように設計すれば、ラグ
L上の任意の点Bは土を削らないことが判った。(図
3、図7参照) このようにして設計されたラグ付空気入りタイヤのラグ
Lの実施例としては図5(b)に示されるものが考えら
れるが、それ以外にも図8(a)〜(f)に示されるよ
うなもので設計条件をみたすものが別の実施例として考
えられることはいうまでもない。以上、本発明のラグ付
空気入りタイヤの構造、設計方法について詳述したが、
この実施例及び従来例の構造のラグを下記の条件で設計
したものをそれぞれ同種のタイヤのタイヤサイズAGS
11.2−24に適用したラグ付空気入りタイヤを作製
し、実車テスト及びドラム耐久テストを実施し、次のよ
うな結果を得た。
【0017】(1)供試タイヤのラグにおける諸条件等 (2)試験条件及び結果 荷重は車両荷重とし、ラグLは垂直荷重W=845kg
が作用し、タイヤ内圧を1.2kg/cm2 とし、水田を4
輪駆動走行し、スリップ率15%及び20%の下で、ネ
ット トラクション、グロストラクション及び歪み(最
大圧縮量)を測定し、走行抵抗を計算した。また、内圧
0.8kg/cm2 、ラグ垂直荷重W=550kgをかけ、
距離3500kmのドラム上を走行させる耐久テストを
実施した。以下にその条件下における結果を従来例の評
価指数を100とし、実施例を評価指数で表わした。
【0018】 以上の結果より、湿田における走行抵抗は従来例のもの
に比べて実施例において1割程度減少し、畑作業性も良
好であり、タイヤ内圧1.2kg/cm2 、ラグにおける垂
直荷重を845kgとしたときの、蹴り出し面ショルダ
ーにおける歪みは実施例のものは従来例のものと殆んど
変わらなかった。また、ドラム耐久テストでは、実施例
及び従来例ともに完走し、クラックの発生はみられなか
った。これらの結果から、実施例のラグは蹴り出し面側
の走行抵抗が少なく、強度上も優れていることが確認さ
れた。
【0019】
【発明の効果】以上詳述したように本発明は構成されて
いるので、ハイラグパターンを備えたラグ付空気入りタ
イヤを有する泥濘地や圃場でのトラクションを向上させ
ることができ、畑作業及び水田作業に好適なラグ付空気
入りタイヤを提供することができる等の効果を奏するも
のである。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)は本発明の実施例のタイヤの構造説明図
である。(b)は本発明の実施例のラグ付空気入りタイ
ヤのラグの縦断面図である。
【図2】(a)は本発明の実施例のラグの設計方法を示
した図である。(b)は本発明の実施例のラグの設計方
法を示した図である。
【図3】本発明の実施例のラグ付空気入りタイヤのラグ
断面転動軌跡図である。
【図4】本発明の実施例のラグ付空気入りタイヤのトレ
ッドパターンを示した図である。
【図5】(a)は従来例のラグ付空気入りタイヤのラグ
の形状を示した側面図である。(b)は本発明の実施例
のラグ付空気入りタイヤのラグの形状を示した側面図で
ある。
【図6】従来例のラグ付空気入りタイヤの回転中におけ
るラグの土壌中への踏み込みから蹴り出しまでのラグの
移動の有様をある断面について示した図である。
【図7】本発明の実施例のラグ付空気入りタイヤの回転
中におけるラグの土壌中への踏み込みから蹴り出しまで
のラグの移動の有様をある断面について示した図であ
る。
【図8】(a)〜(f)は本発明の別の実施例のラグ断
面形状を示した図である。
【符号の説明】
L ラグ T トレッド面 TB タイヤ本体 Sf ラグ踏み込み側側壁(面) Sk ラグ蹴り出し側側壁(面) Ss ラグ蹴り出し側付け根部 rA タイヤの回転中心OからラグLの蹴り出し側側壁
先端Aまで距離 α y軸と線分ABのなす角

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 左右一対のサイドウォールと、両サイド
    ウォール間に跨がるクラウン部がトロイド状に連なり、
    上記クラウン部にその中央部から両側に向かって周方向
    に対し傾斜して延びるラグをハの字状に突設し周方向に
    配列したトレッドを備え、上記ラグのクラウン部中央側
    端が先に接地しラグの他方端が遅れて接地するようタイ
    ヤの回転方向が指定されたタイヤにして、タイヤの赤道
    面と平行な断面上でのラグ断面形状について、タイヤの
    転動に伴うラグ蹴り出し側側壁先端Aのトロコイド軌跡
    が次式 xA =rA {(1−S)t− sint} yA =rA (1− cost) で表されるとき、該ラグ断面の蹴り出し側側壁上の任意
    の点Bの軌跡(xB ,yB )が側壁先端Aの軌跡に対し
    て、yB =yA のとき、xB はxA と略々同等か、それ
    より小さく、点A,Bを結んだ線分ABとタイヤ放射方
    向となす角αがα>0であることを特徴とするラグ付空
    気入りタイヤ。但し、x,yの座標はA点に向かう荷重
    直下方向線をy軸とし、その軸と直交するタイヤ最大沈
    下位置における線をx軸とし、その交点を原点としたも
    のとする。またSはスリップ率で、S=0.1、tはタ
    イヤ転動時の回転角度で−0.614≦t≦0(単位は
    ラジアン)、rA は先端点Aのタイヤ回転軸からの半径
    である。
  2. 【請求項2】 蹴り出し側側壁の任意の点Bの軌跡と、
    点Aの軌跡は接点を持つことを特徴とする請求項1に記
    載のラグ付空気入りタイヤ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6179027B1 (en) 1997-09-17 2001-01-30 Bridgestone Corporation Agricultural pneumatic tires having directional lugs
US9004123B2 (en) 2004-12-28 2015-04-14 Bridgestone Corporation Agricultural tire with tread having lugs

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6179027B1 (en) 1997-09-17 2001-01-30 Bridgestone Corporation Agricultural pneumatic tires having directional lugs
US9004123B2 (en) 2004-12-28 2015-04-14 Bridgestone Corporation Agricultural tire with tread having lugs

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