JPWO2017204352A1 - 重荷重用タイヤ - Google Patents

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Abstract

トレッド部(10)の少なくとも片側では、周方向溝(14a)に開口する第1内側幅方向溝(16i)がタイヤ周方向に配列されている。第1内側幅方向溝(16i)は、周方向溝(14c)からタイヤ幅方向に沿って直線状に延びる幅方向直線溝(16is)と、幅方向直線溝(16is)のタイヤ幅方向内側端に連続しタイヤ幅方向内側かつタイヤ正転方向(R)に延びてタイヤ赤道線(CL)にまで到達する湾曲溝(16ir)と、を備える。そして、湾曲溝(16ir)のタイヤ幅方向(W)とのなす角度(θ1)がタイヤ赤道線側に行くほど小さくなっている。

Description

本発明は、トレッド部を備えた重荷重用タイヤに関する。
建設車両用タイヤなどの重荷重用タイヤは、一般に、カーカスプライ、ベルト層、および、トレッド部を順次備えている。そして、このベルト層としては、通常、複数枚のベルトで構成されており、特許文献1には、2枚の保護ベルトからなる保護ベルト層、つまり保護交錯ベルト層、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開示されている。
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。
WO2013/157544
ところで、ベルトコードとタイヤ周方向とがなす角度が4〜10°のように小さい角度のベルトであるハイアングルベルトを配置した場合、内圧や走行によるそのタイヤ部分の成長、すなわちタイヤ径の増大が抑えられる。
この結果、ハイアングルベルトのタイヤ幅方向外側部分、特にトレッド部のタイヤ幅方向における幅の1/4だけタイヤ赤道線から離れた位置である1/4点で、内圧や走行によるタイヤ径が増大する。そして、タイヤ径が増大したタイヤ部分では周方向ドライビング力が発生し、あまり増大しないタイヤ部分では逆にブレーキング力が発生し、両タイヤ部分で変形の度合いが異なってせん断力が生じ、偏摩耗が生じやすい。
なお、このような現象は、ベルト層にハイアングルベルトが配置されている場合に限らず、転がり半径が同一タイヤ内で比較的異なる場合にも生じている。例えば、タイヤ赤道線近傍の転がり半径は、タイヤ幅方向の端部近傍よりもタイヤ径が大きくなり転がり半径が大きくなるので、かかるタイヤが回転すると、タイヤ赤道線近傍の領域であるセンター領域では、タイヤ回転方向の力、つまり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あるショルダー領域では、タイヤ回転方向とは反対方向の力、つまりブレーキング力が発生するため、両領域の境界付近でせん断力が発生し、偏摩耗が生じる。
そして、これらのことは、重荷重用のタイヤのうち、特に大型の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、ドライビング力が発生するトレッドゴム部分と、それに隣接しブレーキング力が発生するトレッドゴム部分との間に生じるせん断力を抑えることで、耐偏摩耗性を向上させた重荷重用タイヤを提供することを課題とする。
本発明の第1態様に係る重荷重用タイヤは、トレッド部を備えた重荷重用タイヤである。トレッド部は、タイヤ幅方向に延びる幅方向溝と、タイヤ周方向に延びる周方向溝およびトレッド部の端部であるトレッド端の少なくとも一方と、によって複数に区画される。そして、タイヤ赤道線の少なくとも片側では、周方向溝と、タイヤ周方向に配列され、幅方向溝に含まれる第1内側幅方向溝と、が形成される。第1内側幅方向溝は、周方向溝に開口してタイヤ幅方向内側へ延び出してタイヤ赤道線にまで到達する。さらに、第1内側幅方向溝は、周方向溝からタイヤ幅方向内側へタイヤ幅方向に沿って直線状に延びる内側幅方向直線溝と、内側幅方向直線溝のタイヤ幅方向内側端に連続しタイヤ幅方向内側かつタイヤ正転方向に延びてタイヤ赤道線にまで到達する湾曲溝と、を備える。湾曲溝は、タイヤ幅方向とのなす角度がタイヤ赤道線側に行くほど小さい。
また、本発明の第2態様に係る重荷重用タイヤは、トレッド部を備えた重荷重用タイヤである。トレッド部は、タイヤ幅方向に延びる幅方向溝と、タイヤ周方向に延びる周方向溝およびトレッド部の端部であるトレッド端の少なくとも一方と、によって複数に区画される。幅方向溝は、タイヤ赤道線の少なくとも片側で、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。該変曲点からタイヤ幅方向内側では、タイヤ幅方向とのなす角度がタイヤ赤道線側に行くほど小さくなってタイヤ赤道線にまで到達する。該変曲点からタイヤ幅方向外側では、タイヤ正転方向とは反対側かつタイヤ幅方向外側へ延び、更に、タイヤ正転方向かつタイヤ幅方向外側へ延びることでタイヤ正転方向とは反対側へ湾曲凸状となっている。
本発明の態様に係る重荷重用タイヤによれば、ドライビング力が発生するトレッドゴム部分と、それに隣接しブレーキング力が発生するトレッドゴム部分との間に生じるせん断力を抑えることで、耐偏摩耗性を向上させることができる。
図1は、第1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。 図2は、第1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、第1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。 図4は、第1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第1内側幅方向溝の断面図である。 図5は、第2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。 図6は、第2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7は、第2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。 図8は、第2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第1内側幅方向溝の断面図である。 図9は、第2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、重荷重用タイヤとして建設車両用タイヤを例に挙げ、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。
(第1実施形態)
まず、第1実施形態を説明する。
図1は、本発明の第1実施形態の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、第1実施形態の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、第1実施形態の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、第1実施形態の建設車両用タイヤのトレッド部に形成された第1内側幅方向溝の断面図である。
図1に示すように、第1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、第1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。
第1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°の範囲である。従って、小交錯ベルト層13は、ベルト層を構成するコードとタイヤ周方向とのなす角度が10°以下のベルトである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、第1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と、タイヤ幅方向Wに延びる幅方向溝16と、によって区画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、タイヤ周方向に沿って延びており、タイヤ赤道線CL上に位置する周方向溝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、第1実施形態に係る建設車両用タイヤ1では、図1に示すように、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の長さであるトレッド幅W1(トレッド幅の定義は後述を参照)の30%以上となるように構成されている。
また、タイヤ赤道線CLの少なくとも片側のトレッド部10では、幅方向溝16は、周方向溝14cに開口してタイヤ幅方向内側へ延び出して、セカンド陸部18b、センター陸部18aを横断してタイヤ赤道線CLにまで到達して周方向溝14aに開口する第1内側幅方向溝16iと、第1内側幅方向溝16iよりも広幅で、第1内側幅方向溝16iにタイヤ幅方向に対向する位置で周方向溝14cに開口しタイヤ幅方向外側へ延び出してショルダー陸部18cを横断してトレッド端TEを横断する第1外側幅方向溝16eと、で構成される。そして、この幅方向溝16はタイヤ周方向Uに配列されている。
第1内側幅方向溝16iは、周方向溝14cからタイヤ幅方向内側へタイヤ幅方向Wに沿って直線状に延びる内側幅方向直線溝16isを有する。更に第1内側幅方向溝16iは、内側幅方向直線溝16isに連続してタイヤ幅方向内側かつタイヤ正転方向Rに延びてタイヤ赤道線CLにまで到達する湾曲溝16irを有している。湾曲溝16irは、内側幅方向直線溝16isとでタイヤ正転方向R側に凹状となる内側溝屈曲部BD1iが形成されるように、内側溝屈曲部BD1iを内側幅方向直線溝16isとで形成している。
そして、湾曲溝16irとタイヤ幅方向とがなす角度である傾斜角度θ1がタイヤ赤道線CL側に行くほど小さくなっている。この結果、第1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(第1実施形態では小交錯ベルト層13のベルト、つまりハイアングルベルトの端となる)にかけてタイヤ正転方向Rへの回転時にはタイヤ幅方向内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、第1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に平行な直線状となって周方向溝14cに開口している。第1内側幅方向溝16iと第1外側幅方向溝16eとは、タイヤ正転方向R側の溝壁位置が揃うように周方向溝14cに開口している。
第1外側幅方向溝16eは、周方向溝14cからタイヤ幅方向外側へタイヤ幅方向Wに沿って直線状に延びる外側幅方向直線溝16esを有する。更に第1外側幅方向溝16eは、外側幅方向直線溝16esに連続してタイヤ幅方向Wかつタイヤ正転方向R側に延び、更に、タイヤ幅方向とのなす角度である傾斜角度を小さくするように折れ曲がってタイヤ幅方向外側へ溝幅を広げつつ延びてトレッド端TEにまで到達する折れ曲がり溝16erを有している。折れ曲がり溝16erは、外側幅方向直線溝16esとでタイヤ正転方向R側に凹状となる外側溝屈曲部BD1eが形成されるように、外側溝屈曲部BD1eを外側幅方向直線溝16esとで形成している。
ここで、陸部部分LP1を形成する溝屈曲部BD1は、内側溝屈曲部BD1iと外側溝屈曲部BD1eとで構成される。
また、ショルダー陸部18cには、第1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、第1外側幅方向溝16eよりも細幅である。
第2外側幅方向溝26は、周方向溝14cに開口し、タイヤ幅方向外側へタイヤ幅方向Wに沿って延びている。そして、タイヤ幅方向外側かつタイヤ正転方向R側へクランク状に曲がる折れ曲がり部28を有し、更にタイヤ幅方向外側に沿って延び、ショルダー陸部18c内で終端している。ここで、本明細書でクランク状に曲がるとは、急峻に曲がるもののみではなく、緩やかに曲がるものも含む概念である。
また、タイヤ周方向Uに隣り合う第1内側幅方向溝16i間には、第1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。そして、第2外側幅方向溝26の周方向溝14cへの開口位置Jは、第2内側幅方向溝17iの周方向溝14cへの開口位置Kよりもタイヤ正転方向R側へずらした位置にされている。
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、つまりトレッド部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以内のタイヤ幅方向範囲S、より好ましくは1/16以内のタイヤ幅方向範囲、に内側溝屈曲部BD1iにおける接続部FP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、つまり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、“TheEuropean Tyre and Rim Technical Organisation”の“STANDARD MANUAL”である。
そして第1実施形態では、タイヤ幅方向Wと湾曲溝16irとのなす角度θ1の最大値が20〜80°の範囲とされている。なお、第1実施形態では、角度θ1の最大値は内側溝屈曲部BD1iでの角度となる。
また、タイヤ周方向Uに隣り合う第1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、第1内側幅方向溝16iのタイヤ径方向に沿った溝深さd(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のタイヤ幅方向Wにおける幅は、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のタイヤ幅方向Wの長さ幅は、10mmよりも大きい方がよい。
また、放熱性の観点で、第1内側幅方向溝16iの溝幅は、最も細い部分であっても5mm以上にされていることが好ましく、第1内側幅方向溝16iの深さは、トレッド表面とベルト層Bとの間隔の1/3以上であることが好ましい。
さらに、第1実施形態に係る建設車両用タイヤ1では、第1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、第1実施形態の作用、効果を説明する。
第1実施形態の建設車両用タイヤ1では、第1内側幅方向溝16iは、周方向溝14cに開口してタイヤ幅方向内側へタイヤ幅方向Wに沿って直線状に延びる内側幅方向直線溝16isを備える。
更に、第1内側幅方向溝16iは、内側幅方向直線溝16isのタイヤ幅方向内側端に連続しタイヤ幅方向内側かつタイヤ正転方向Rに延びてタイヤ赤道線CLにまで到達する湾曲溝16irを備える。そして、湾曲溝16irのタイヤ幅方向Wとのなす角度θ1がタイヤ赤道線側に行くほど小さくなっている。ここで、角度θ1が大きくなるとタイヤトレッド面のせん断剛性が低下するので加減速時及び旋回時に特に耐摩耗性能が低下する。角度θ1は接続部FPに近い位置ほど大きく、赤道線に近い位置ほど小さい為、角度θ1が大きい接続部FP付近でタイヤトレッド面は、せん断剛性が低下して溝屈曲部BD1のブレーキング力が最大となる。これによって、転がり半径が大きくなるハイアングルベルト端HEを幅方向中心とするトレッド幅W1の1/8以内のタイヤ幅方向範囲S内におけるせん断応力が抑制され、この範囲に生じやすい偏摩耗が効果的に抑制される。そして、角度θ1が小さい赤道付近でブロック剛性が維持されるため、タイヤ全体のせん断剛性を維持する観点で大きな効果が得られる。さらに、湾曲溝16irは接続部FPから赤道線CLにまで到達する湾曲形状を有するため、接続部FPよりもタイヤ幅方向内側の幅方向溝16を一定の角度で傾斜する溝形状とする場合よりも接続部FPのタイヤ幅方向外側ではタイヤ幅方向で均一な耐摩耗性能が得られる。
また、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Sに接続部FPが配置されている。これにより、加速時などでタイヤをタイヤ正転方向Rに回転させると、タイヤ正転時に転がり半径が大きいハイアングルベルト端HE近傍のトレッドゴム部分ではタイヤ正転方向Rの力、つまりドライビング力が発生し、湾曲溝16irと周方向溝14a,14bとによって区画された正転側延出し陸部LPaや、湾曲溝16irと周方向溝14b,14cとによって区画された正転側延出し陸部LPbでは、タイヤゴムの非圧縮性によりタイヤゴムがタイヤ正転方向Rとは反対方向へ流動し、周方向ブレーキングの力が発生する。この結果、タイヤ正転時に転がり半径が大きいハイアングルベルト端HE近傍のトレッドゴム部分との間に生じるせん断力を抑える、つまり同一の力である場合にはせん断力を打ち消す力として作用する。従って、ドライビング力とブレーキング力とによるせん断力に起因する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3では、接続部FP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いるが、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、転がり半径は、回転しているタイヤの踏面を踏面観察機などで測定することにより算出可能である。
また、幅方向溝16を第1実施形態のような曲線を有する形状にすることで、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構成にし易くなり、タイヤ幅方向剛性を確保し易くすることができる。
また、第1内側幅方向溝16iを構成する湾曲溝16ir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、タイヤ正転方向Rへの回転時にはタイヤ幅方向内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、上述の周方向ブレーキ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と湾曲溝16irとのなす角度θ1の最大値が20〜80°の範囲である。これにより、上述の周方向ブレーキング力をより更に効果的に大きくすることができる。
また、第1実施形態では、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の30%以上となるように構成されている。これにより、上述の周方向ブレーキング力を効果的に大きくすることで耐偏摩耗性の向上を著しく顕著なものにすることができる。
なお、第1実施形態では、接続部FPがタイヤ幅方向の所定範囲内に配置されている例として、ハイアングルベルト端HEを幅方向中心にしてトレッド面視でトレッド幅W1の1/8以内のタイヤ幅方向範囲に配置された例で説明しているが、接続部FPは、ハイアングルベルト端HEに限らず、タイヤ正転時に転がり半径が大きいタイヤ幅方向位置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、より好ましくは1/16以内のタイヤ幅方向範囲、に配置されても、同様の原理により、このトレッドゴム部分での耐偏摩耗性を向上させることができる。更には、ハイアングルベルトを有していない建設車両用タイヤであっても、同様の効果を奏することが可能である。
(試験例1)
本発明の効果を確かめるために、本発明の適用された実施例1〜5のタイヤを全てサイズ59/80R63において試作し、耐偏摩耗性について比較を行った。実施例1〜5のタイヤは、上記第1実施形態で説明した構成を有するタイヤであり、タイヤ赤道線と幅方向溝との交差位置における、幅方向溝とタイヤ幅方向とのなす角度を10°で一定とし、変曲点の位置をタイヤ幅方向で一定としたうえで、内側幅方向溝とタイヤ幅方向とのなす角度の最大値θを各々15°,20°,50°,80°,85°に変更している。
耐偏摩耗性試験は、上記のそれぞれのタイヤを正規リムに装着し、正規内圧を充填した。そして、室内ドラム試験機に取り付けて、正規荷重を負荷し、速度8km/hで24時間走行させた。そして、走行後のタイヤのトレッド部の1/4点での、偏摩耗量を測定
して耐偏摩耗性能の判断を行った。明らかな偏摩耗が観測されなかった場合は「良」と判断し、やや偏摩耗が観測されるものを「可」と判断した。
Figure 2017204352
試験結果は、表1に示した通りである。つまり、本試験では、角度θを20°,50°,80°とした実施例2〜4における耐偏摩耗性能が、角度θを15°,85°とした実施例1,5よりも良好であることが確認された。
(第2実施形態)
図5は、本発明の第2実施形態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6は、第2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7は、第2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7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8は、第2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第1内側幅方向溝の断面図である。
図5に示すように、第2実施形態に係る建設車両用タイヤ29は、複数のベルト層を具備している。具体的には、第2実施形態に係る建設車両用タイヤ29は、図5及び図6に示すように、トレッド部30において、2枚の保護ベルト31A/31Bからなる保護ベルト層31、2枚の主交錯ベルト32A/32Bからなる主交錯ベルト層32、及び、2枚の小交錯ベルト33A/33Bからなる小交錯ベルト層33を具備する。
図5及び図6に示すように、かかる建設車両用タイヤ29では、主交錯ベルト層32は、小交錯ベルト層33のタイヤ径方向外側に配置されており、保護ベルト層31は、主交錯ベルト層32のタイヤ径方向外側に配置されている。
第2実施形態では、小交錯ベルト層33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6参照)は4〜10°の範囲であり、従って、小交錯ベルト層33は、タイヤ周方向に対するコードの角度が10°以下のベルトであるハイアングルベルトで構成されている。主交錯ベルト層32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31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、第2実施形態に係る建設車両用タイヤ29は、図7に示すように、トレッド部30において、タイヤ周方向Uに延びる周方向溝34若しくはトレッド部30のタイヤ幅方向Wの端部であるトレッド端TEと、タイヤ幅方向Wに延びる幅方向溝36と、によって区画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34は、タイヤ周方向Uに沿って延びており、タイヤ赤道線CL上に位置する周方向溝34aと、センター陸部38aとセカンド陸部38bとの間に位置する周方向溝34bと、セカンド陸部38bとショルダー陸部38cとの間に位置する周方向溝34cとで構成される。
また第2実施形態では、幅方向溝36は、周方向溝34aに開口してタイヤ幅方向外側へ延び出し、センター陸部38aおよび周方向溝34bを横断し、セカンド陸部38bを横断して周方向溝34cに開口する第1内側幅方向溝36iと、周方向溝34cに開口してショルダー陸部38cを横断してトレッド端TEを横断する第1外側幅方向溝36eと、で構成される。第1外側幅方向溝36eの溝幅は、第1内側幅方向溝36iに比べて広くされている。
また、第1内側幅方向溝36iおよび第1外側幅方向溝36eは、何れも、曲線状に延びていて角部が形成されていない。
また、第2実施形態に係る建設車両用タイヤ29では、図5に示すように、タイヤ幅方向Wにおける幅方向溝36の長さW2が、タイヤ幅方向Wにおけるトレッド部30の長さであるトレッド幅W1の30%以上となるように構成されている。
また、第1内側幅方向溝36iは、タイヤ赤道線CLの少なくとも片側で、タイヤ周方向に対する凹凸の向きが変わる変曲点CPを有している。
第1内側幅方向溝36iのうち変曲点CPからタイヤ幅方向内側では、タイヤ幅方向Wとのなす角度θ2がタイヤ赤道線側に行くほど小さくなってタイヤ赤道線にまで到達している。
第1内側幅方向溝36iのうち変曲点CPからタイヤ幅方向外側では、タイヤ正転方向R側とは反対側、すなわちタイヤ反転方向側かつタイヤ幅方向外側へ、タイヤ幅方向Wとのなす角度θ2を徐々に低減させて0°へ近づけつつ延び、更に、タイヤ正転方向R側かつタイヤ幅方向外側へ、鋭角であるタイヤ幅方向Wとのなす角度を徐々に増大させつつ延びることで、タイヤ正転方向Rとは反対側へ湾曲凸状、すなわち、タイヤ正転方向R側に湾曲凹状となっている。この結果、タイヤ正転方向R側に湾曲凹状となる湾曲凹状陸部部分LP2が形成されている。
第2実施形態では、湾曲凹状陸部部分LP2のタイヤ幅方向内側半部LP2iが第1内側幅方向溝36iによって区画され、湾曲凹状陸部部分LP2のタイヤ幅方向外側半部LP2eが第1外側幅方向溝36eによって区画されている。
また、第1内側幅方向溝36iの周方向溝34c側の端部はタイヤ幅方向Wに平行に向いて周方向溝34cに開口しており、第1外側幅方向溝36eの周方向溝34c側の端部もタイヤ幅方向Wに平行に向いて周方向溝34cに開口している。そして、第1内側幅方向溝36iと第1外側幅方向溝36eとは、タイヤ正転方向R側の溝壁位置が揃うように周方向溝34cに開口している。
また、ショルダー陸部38cには、第1外側幅方向溝36e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46が形成されている。第2外側幅方向溝46の溝幅は、第1外側幅方向溝36eよりも細幅である。
第2外側幅方向溝46は、周方向溝34cに開口し、タイヤ反転方向とは反対側へ湾曲凸状、すなわちタイヤ正転方向R側に湾曲凹状となるようにタイヤ正転方向R側かつタイヤ幅方向外側へ延び、更に、タイヤ幅方向外側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38c内で終端している。
また、タイヤ周方向Uに隣り合う第1内側幅方向溝36i間には、第1内側幅方向溝36iと同形状で、周方向溝34c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。そして、上述した第2外側幅方向溝46の周方向溝34cへの開口位置Jは、第2内側幅方向溝17iの周方向溝34cへの開口位置Kよりもタイヤ正転方向R側へずらした位置にされている。
また、トレッド部30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として、上述した、2枚の小交錯ベルト33A/33Bからなる小交錯ベルト層33が配置されている。
そして、トレッド面視、つまりトレッド部30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以内のタイヤ幅方向範囲S、より好ましくは1/16以内のタイヤ幅方向範囲、に変曲点CPが配置されている。
そして第2実施形態では、タイヤ幅方向Wと第1内側幅方向溝36iとのなす角度θ2の最大値が20〜80°の範囲とされている。なお、図7では、変曲点CPで角度θ2が最大となっているように描いている。
更に第2実施形態では、タイヤ赤道線CLと第1内側幅方向溝36iとの交差位置では、第1内側幅方向溝36iとタイヤ幅方向Wとのなす角度αが0〜20°の範囲である。なお、図7では、αがほぼ0°となるように第1内側幅方向溝36iを描いている。
また、タイヤ周方向Uに隣り合う第1内側幅方向溝36iと第2内側幅方向溝37iとの距離L(図7参照)と、第1内側幅方向溝36iのタイヤ径方向に沿った溝深さd(図8参照)とが、第1実施形態と同様に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34のタイヤ幅方向Wにおける幅は、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34のタイヤ幅方向Wにおける幅は、10mmよりも大きい方がよい。
さらに、第2実施形態に係る建設車両用タイヤ29では、第1内側幅方向溝36i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、第2実施形態の作用、効果を説明する。
第2実施形態の建設車両用タイヤ29では、第1内側幅方向溝36iと第1外側幅方向溝36eとで構成される幅方向溝36は、周方向溝34a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36は、変曲点CPからタイヤ幅方向内側では、タイヤ幅方向Wとのなす角度θ2がタイヤ赤道線側に行くほど小さくなってタイヤ赤道線にまで到達している。ここで、角度θ2が大きくなるとタイヤトレッド面のせん断剛性が低下するので加減速時及び旋回時に特に耐摩耗性能が低下する。角度θ2は変曲点CPに近い位置ほど大きく、赤道線に近い位置ほど小さい為、角度θ2が大きい変曲点CP付近でタイヤトレッド面は、せん断剛性が低下して湾曲凹状陸部部分LP2のブレーキング力が最大となる。これによって、転がり半径が大きくなるハイアングルベルト端HEを幅方向中心とするトレッド幅W1の1/8以内のタイヤ幅方向範囲S内におけるせん断応力が抑制され、この範囲に生じやすい偏摩耗が効果的に抑制される。そして、角度θ2が小さい赤道付近でブロック剛性が維持されるため、タイヤ全体のせん断剛性を維持する観点で大きな効果が得られる。さらに、幅方向溝36は変曲点CPから赤道線CLにまで到達する湾曲形状を有するため、変曲点CPよりもタイヤ幅方向内側の幅方向溝36を一定の角度で傾斜する溝形状とする場合よりも変曲点CPのタイヤ幅方向外側ではタイヤ幅方向で均一な耐摩耗性能が得られる。
そして幅方向溝36は、変曲点CPからタイヤ幅方向外側では、変曲点CPからタイヤ反転方向側、つまりタイヤ正転方向R側とは反対側かつタイヤ幅方向外側へ延び、更に、タイヤ正転方向R側かつタイヤ幅方向外側へ延びることで、タイヤ正転方向R側に湾曲凹状となる湾曲凹状陸部部分LP2を形成している。そして、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。
これにより、加速時などでタイヤをタイヤ正転方向Rに回転させると、タイヤ正転時に転がり半径が大きいハイアングルベルト端HE近傍のトレッドゴム部分ではタイヤ正転方向Rの力、つまりドライビング力が発生し、第1内側幅方向溝36iと周方向溝34a,34bとによって区画された正転側延出し陸部LQaや、第1内側幅方向溝36iと周方向溝34b,34cとによって区画された正転側延出し陸部LQbでは、タイヤゴムの非圧縮性によりタイヤゴムがタイヤ正転方向Rとは反対方向へ流動し、周方向ブレーキングの力が発生する。この結果、タイヤ正転時に転がり半径が大きいハイアングルベルト端HE近傍のトレッドゴム部分との間に生じるせん断力を抑える、つまり同一の力である場合にはせん断力を打ち消す力として作用する。従って、ドライビング力とブレーキング力とによるせん断力に起因する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29とすることができる。なお、図9に示すように、周方向溝34bが形成されていない構成にすることも可能であり、この構成により、第1内側幅方向溝36iと周方向溝34a,34cとによって区画された正転側延出し陸部LQcにおけるこの効果を更に顕著なものにすることが可能である。
なお、図7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、幅方向溝36を第2実施形態のように曲線形状とすることで、幅方向溝36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36が角部を有する場合に比べ、幅方向溝36の傾斜を大きくすることができるので、上述の周方向ブレーキング力を効果的に大きくすることができる。
また、第1内側幅方向溝36i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方向Rへの回転時にはタイヤ幅方向内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、上述の周方向ブレーキ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と第1内側幅方向溝36iとのなす角度θ2の最大値が20〜80°の範囲である。これにより、上述の周方向ブレーキング力をより更に効果的に大きくすることができる。
また、第2実施形態では、タイヤ幅方向Wにおける幅方向溝36の長さW2が、タイヤ幅方向Wにおけるトレッド部30の長さW1の30%以上となるように構成されている。これにより、上述の周方向ブレーキング力を効果的に大きくすることで耐偏摩耗性の向上を著しく顕著なものにすることができる。
また、タイヤ赤道線CLと第1内側幅方向溝36iとの交差位置では、第1内側幅方向溝36iとタイヤ幅方向Wとのなす角度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。
なお、第2実施形態では、変曲点CPがタイヤ幅方向の所定範囲内に配置されている例として、ハイアングルベルト端HEを幅方向中心にしてトレッド面視でトレッド幅W1の1/8以内のタイヤ幅方向範囲に配置された例で説明しているが、変曲点CPは、ハイアングルベルト端HEに限らず、タイヤ正転時に転がり半径が大きいタイヤ幅方向位置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、より好ましくは1/16以内のタイヤ幅方向範囲、に配置されても、同様の原理により、このトレッドゴム部分での耐偏摩耗性を向上させることができる。更には、ハイアングルベルトを有していない建設車両用タイヤであっても、同様の効果を奏することが可能であり、また、建設車両用タイヤに限らず重荷重用タイヤであっても同様の効果を奏することが可能である。
(試験例2)
本発明の効果を確かめるために、本発明の適用された実施例のタイヤを全てサイズ59/80R63において試作し、ブロック剛性、及び耐偏摩耗性について比較を行った。実施例6〜9のタイヤは、上記第2実施形態で説明した構成を有するタイヤであり、内側幅方向溝とタイヤ幅方向とのなす角度θの最大値を50°で一定とし、変曲点の位置をタイヤ幅方向で一定としたうえで、タイヤ赤道線と幅方向溝との交差位置における、幅方向溝とタイヤ幅方向とのなす角度αを各々0°,10°,20°,25°に変更している。
ブロック剛性試験は、ブロックの基部を固定して、ブロックの踏面に対して一定のせん断力(方向はタイヤ周方向)を与え、ブロックの踏面の変位量を計測した。試験は、実施例6〜9のタイヤに対して実施し、評価は、角度αを0°とした実施例6の変位量の逆数を100とする指数表示としており、数値が大きいほど変位量が少なく、ブロック剛性が高いことを表している。耐偏摩耗性については、試験例1と同様の耐偏摩耗性試験を実施例6〜9のタイヤに対して実施し、評価を行った。
Figure 2017204352
試験結果は、表2に記載した通りである。つまり、角度αを25°とした実施例9では、ブロック剛性の指数が96まで低下し、これに伴い、ブロック剛性の評価指数が99であった実施例7,8よりも耐偏摩耗性が低下した。これに対し、ブロック剛性の評価指数の値が99であった実施例7,8には、実施例6に対する耐偏摩耗性の低下が確認されなかった。
本出願は、2016年5月27日に出願された日本国特許出願第2016−106223号に基づく優先権を主張しており、この出願の全内容が参照により本願明細書に組み込まれる。
本発明の態様に係る重荷重用タイヤによれば、ドライビング力が発生するトレッドゴム部分と、それに隣接しブレーキング力が発生するトレッドゴム部分との間に生じるせん断力を抑えることで、耐偏摩耗性を向上させることができる。
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 16e 第1外側幅方向溝 16i 第1内側幅方向溝 16is 内側幅方向直線溝 16ir 湾曲溝 17i 第2内側幅方向溝 26 第2外側幅方向溝 29 建設車両用タイヤ 30 トレッド部 33 小交錯ベルト層(ハイアングルベルト) 34 周方向溝 34a 周方向溝 34b 周方向溝 34c 周方向溝 36 幅方向溝 37i 第2内側幅方向溝 46 第2外側幅方向溝 B ベルト層 BD1 溝屈曲部 CL タイヤ赤道線 CP 変曲点 FP 接続部 HE ハイアングルベルト端 LP1 陸部部分 LP2 湾曲凹状陸部部分 TE トレッド端 R タイヤ正転方向 U タイヤ周方向 W タイヤ幅方向 W1 トレッド幅 θ1 角度 θ2 角度 α 角度
一方、放熱性に着目する場合には、周方向溝14のタイヤ幅方向Wの幅は、10mmよりも大きい方がよい。
また、タイヤ周方向Uに隣り合う第1内側幅方向溝36i間には、第1内側幅方向溝36iと同形状で、周方向溝34c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37iが配置されている。そして、上述した第2外側幅方向溝46の周方向溝34cへの開口位置Jは、第2内側幅方向溝37iの周方向溝34cへの開口位置Kよりもタイヤ正転方向R側へずらした位置にされている。

Claims (12)

  1. トレッド部を備えた重荷重用タイヤであって、
    前記トレッド部は、タイヤ幅方向に延びる幅方向溝と、タイヤ周方向に延びる周方向溝および前記トレッド部の端部であるトレッド端の少なくとも一方と、によって複数に区画されており、
    タイヤ赤道線の少なくとも片側には、
    前記周方向溝と、
    タイヤ周方向に配列され、前記幅方向溝に含まれる第1内側幅方向溝と、
    が形成され、
    前記第1内側幅方向溝は、前記周方向溝に開口してタイヤ幅方向内側へ延び出してタイヤ赤道線にまで到達しており、
    前記第1内側幅方向溝は、
    前記周方向溝からタイヤ幅方向内側へタイヤ幅方向に沿って直線状に延びる内側幅方向直線溝と、
    前記内側幅方向直線溝のタイヤ幅方向内側端に連続しタイヤ幅方向内側かつタイヤ正転方向に延びてタイヤ赤道線にまで到達する湾曲溝と、
    を備え、
    前記湾曲溝は、タイヤ幅方向とのなす角度がタイヤ赤道線側に行くほど小さくなっていることを特徴とする重荷重用タイヤ。
  2. 前記内側幅方向直線溝と前記湾曲溝との接続部がタイヤ幅方向の所定範囲内に配置され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接続部が配置されていることを特徴とする請求項2に記載の重荷重用タイヤ。
  4. 前記幅方向溝に含まれ、前記第1内側幅方向溝よりも広幅で、前記第1内側幅方向溝に対向する位置で前記周方向溝に開口してタイヤ幅方向外側へ延び出す第1外側幅方向溝が、タイヤ周方向に配列されていることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の重荷重用タイヤ。
  5. タイヤ周方向に隣り合う前記第1外側幅方向溝間には、前記第1外側幅方向溝よりも細幅で、前記周方向溝に開口してタイヤ幅方向外側へ延び出す第2外側幅方向溝が配置されてい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. タイヤ周方向に隣り合う前記第1内側幅方向溝間には、前記第1内側幅方向溝と同形状で、前記周方向溝に開口してタイヤ赤道線にまで到達する第2内側幅方向溝が配置され、
    前記第2外側幅方向溝の前記周方向溝への開口位置は、前記第2内側幅方向溝の前記周方向溝への開口位置よりもタイヤ周方向へずらした位置にされていることを特徴とする請求項5に記載の重荷重用タイヤ。
  7. 前記幅方向溝とタイヤ幅方向とのなす角度の最大値が20〜80°の範囲であることを特徴とする請求項1〜6の何れか1項に記載の重荷重用タイヤ。
  8. トレッド部を備えた重荷重用タイヤであって、
    前記トレッド部は、タイヤ幅方向に延びる幅方向溝と、タイヤ周方向に延びる周方向溝および前記トレッド部の端部であるトレッド端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、
    タイヤ周方向に対する凹凸の向きが変わる変曲点を有し、
    該変曲点からタイヤ幅方向内側では、タイヤ幅方向とのなす角度がタイヤ赤道線側に行くほど小さくなってタイヤ赤道線にまで到達し、
    該変曲点からタイヤ幅方向外側では、タイヤ正転方向とは反対側かつタイヤ幅方向外側へ延び、更に、タイヤ正転方向かつタイヤ幅方向外側へ延びることでタイヤ正転方向とは反対側へ湾曲凸状となっていることを特徴とする重荷重用タイヤ。
  9. 前記変曲点がタイヤ幅方向の所定範囲内に配置されていることを特徴とする請求項8に記載の重荷重用タイヤ。
  10. 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請求項9に記載の重荷重用タイヤ。
  11. タイヤ赤道線と前記幅方向溝との交差位置では、前記幅方向溝とタイヤ幅方向とのなす角度が0〜20°の範囲であることを特徴とする請求項8〜10の何れか1項に記載の重荷重用タイヤ。
  12. 前記幅方向溝とタイヤ幅方向とのなす角度の最大値が20〜80°の範囲であることを特徴とする請求項8〜11の何れか1項に記載の重荷重用タイヤ。
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