(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
トレッド部踏面に、一方のトレッド端に開口する開口端からタイヤ赤道に向かって延びる複数本の第1ラグ溝と、他方のトレッド端に開口する開口端からタイヤ赤道に向かって延びる複数本の第2ラグ溝とを、それぞれタイヤ周方向に間隔をおいて配設してなる建設車両用空気入りタイヤであって、
複数本の前記第1ラグ溝および前記第2ラグ溝が、
前記開口端から、タイヤ幅方向に略平行に延在する第1溝部と、
該第1溝部と連結して、タイヤ幅方向に対し45°±5°の範囲内の角度θで延在する第2溝部と、
をそれぞれ有し、
複数の前記第1ラグ溝の第2溝部同士、および、複数の前記第2ラグ溝の第2溝部同士は、それぞれタイヤ幅方向に対しタイヤ周方向のうち同じ方向側に前記角度θだけ傾斜し、
前記第1溝部が、トレッド端からトレッド幅の3%の領域内に配置されることを特徴とする建設車両用空気入りタイヤ。
【背景技術】
【0002】
従来の建設車両用空気入りタイヤのトレッドパターンとしては、トレッド部踏面のタイヤ幅方向両側に複数本のラグ溝をタイヤ周方向に間隔をおいて配設するものが一般的である。
【0003】
このような従来の建設車両用タイヤでは、耐摩耗性を向上させるために、トレッドゲージを大きくしたり、溝部面積を小さくすることによって、トレッドボリュームを大きくするのが一般的である。
【0004】
しかし、建設車両は比較的高速での運搬作業を行うことから、上記手段を用いて耐摩耗性を向上させた場合には、タイヤの負荷転動時におけるトレッド部の放熱性の悪化、すなわちトレッド部の温度上昇を招く傾向がある。この温度上昇は、トレッド部のヒートセパレーション等の故障を招くため、好ましくない。そこで、放熱性と耐摩耗性とを両立するための技術開発が行われている。特許文献1には、タイヤ赤道上に深溝を配置してタイヤセンター部の放熱性を高めた建設車両用タイヤが記載されている。
【0005】
この文献のタイヤも含め、従来の建設車両用空気入りタイヤでは、ラグ溝はタイヤ幅方向に対して40°未満といった比較的小さな角度で傾斜し、タイヤの回転方向の指定がない点対称パターンを形成するのが一般的である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
近年、建設車両の大型化に伴うタイヤサイズの大型化、偏平化および重荷重化が進んだことにより、建設車両用空気入りタイヤにはさらなる耐摩耗性の向上が求められている。しかしながら、本発明者の検討によれば、上記のようにタイヤ幅方向に対して比較的小さな傾斜角度をもつラグ溝を有するタイヤには、耐摩耗性を改善する余地があることが判明した。すなわち、詳細な作用は後述するが、ラグ溝のタイヤ幅方向に対する傾斜角度を比較的大きくすることにより、トレッド部踏面の耐摩耗性が向上することを、本発明者は見出した。
【0008】
しかしながら、本発明者らのさらなる検討によれば、ラグ溝全体のタイヤ幅方向に対する傾斜角度を単に大きくした場合には、トレッド端の一部、すなわちラグ溝の開口端近傍における摩耗が特に早く進行することが判明した。このため、トレッド部踏面の耐摩耗性は向上するものの、全体としてのタイヤ使用寿命はほとんど変わらないことがわかった。
【0009】
そこで本発明は、上記課題に鑑み、ラグ溝の開口端近傍における偏摩耗を抑制しつつ、トレッド部踏面の耐摩耗性を向上させることにより、全体としてタイヤ使用寿命を向上させることが可能な建設車両用空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記課題を解決すべく、本発明の要旨構成は以下の通りである。
(1)トレッド部踏面に、一方のトレッド端に開口する開口端からタイヤ赤道に向かって延びる複数本の第1ラグ溝と、他方のトレッド端に開口する開口端からタイヤ赤道に向かって延びる複数本の第2ラグ溝とを、それぞれタイヤ周方向に間隔をおいて配設してなる建設車両用空気入りタイヤであって、複数本の前記第1ラグ溝および前記第2ラグ溝が、前記開口端から、タイヤ幅方向に略平行に延在する第1溝部と、該第1溝部と連結して、タイヤ幅方向に対し45°±5°の範囲内の角度θで延在する第2溝部と、をそれぞれ有し、複数の前記第1ラグ溝の第2溝部同士、および、複数の前記第2ラグ溝の第2溝部同士は、それぞれタイヤ幅方向に対しタイヤ周方向のうち同じ方向側に前記角度θだけ傾斜
し、前記第1溝部が、トレッド端からトレッド幅の3%の領域内に配置されることを特徴とする建設車両用空気入りタイヤ。
【0012】
(2)前記第1ラグ溝
の第2溝部および前記第2ラグ溝の第2溝部が、ともにタイヤ周方向のうち同じ方向側に前記角度θだけ傾斜する上記
(1)に記載の建設車両用空気入りタイヤ。
【0013】
(3)前記第1ラグ溝および前記第2ラグ溝が、タイヤ赤道に対して線対称に配置される上記
(2)に記載の建設車両用空気入りタイヤ。
【0014】
(4)複数の前記第1ラグ溝および複数の前記第2ラグ溝が、それぞれピッチ長Lで等間隔に配置されており、前記第2溝部のうち少なくとも溝幅がピッチ長Lの10%以上の部分は、タイヤ赤道を跨がずに配置される上記(1)〜
(3)のいずれか1に記載の建設車両用空気入りタイヤ。
【0015】
(5)前記第2溝部がタイヤ赤道を跨ぐことなく配置される上記
(4)に記載の建設車両用空気入りタイヤ。
【発明の効果】
【0016】
本発明の建設車両用空気入りタイヤによれば、ラグ溝の開口端近傍における偏摩耗を抑制しつつ、トレッド部踏面の耐摩耗性を向上させることにより、全体としてタイヤ使用寿命を向上させることが可能となる。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、図面を参照しつつ本発明を実施形態に基づきより詳細に説明する。なお、各実施形態で同一の構成要素には原則として同一の参照番号を付し、説明は省略する。本発明に従う代表的な建設車両用空気入りタイヤ(以下、単に「タイヤ」ともいう。)を
図1,2,3,5,6によって説明する。なお、これらの図面では、タイヤ周方向に間隔をおいた3本または4本のラグ溝のみを表示するが、実際はタイヤ周方向に連続してさらにラグ溝が配置されている。
【0019】
(実施形態1)
図1に示すタイヤは、トレッド部1踏面に、一方のトレッド端T1に開口する開口端12からタイヤ赤道CLに向かって延びる複数本の第1ラグ溝10と、他方のトレッド端T2に開口する開口端22からタイヤ赤道CLに向かって延びる複数本の第2ラグ溝20とを、それぞれタイヤ周方向Cに間隔をおいて配設してなる。
【0020】
本発明の特徴は、複数本の第1ラグ溝10および第2ラグ溝20が、以下の構成を採ることである。
図1に示すように、複数本の第1ラグ溝10は、開口端12から、タイヤ幅方向Wに略平行に延在する第1溝部14と、この第1溝部14と連結して、タイヤ幅方向Wに対し45°±5°の範囲内の角度θ(θ1)で延在する第2溝部16と、をそれぞれ有し、複数の第1ラグ溝10の第2溝部16同士は、それぞれタイヤ幅方向Wに対しタイヤ周方向Cのうち同じ方向C1側に角度θ1だけ傾斜する。また、複数本の第2ラグ溝20も同様に、開口端22から、タイヤ幅方向Wに略平行に延在する第1溝部24と、この第1溝部24と連結して、タイヤ幅方向Wに対し45°±5°の範囲内の角度θ(θ2)で延在する第2溝部26と、をそれぞれ有し、複数の第2ラグ溝20の第2溝部26同士は、それぞれタイヤ幅方向Wに対しタイヤ周方向Cのうち同じ方向C1側に角度θ2だけ傾斜する。
【0021】
本発明の上記特徴的構成を採用することの技術的意義を作用効果とともに説明する。建設車両用空気入りタイヤ、特に超大型のオフサロード・ラジアルタイヤでは、負荷転動時のタイヤ幅方向断面での湾曲変形に伴い、トレッド部踏面は踏込み時にタイヤ幅方向内側に変位し、蹴り出し時にタイヤ幅方向外側に変位する。この蹴り出し時のタイヤ幅方向すべりがトレッド部踏面の摩耗原因となる。なお、この変位は上記湾曲変形によるベルトの変位に起因するものと考えられ、また、特にトレッド端とタイヤ赤道とから等距離にある、いわゆる1/4点において大きな変位が生じる。そして、ラグ溝の幅方向に対する角度が小さいと、このトレッド部踏面の変位は大きくなるため、トレッド部の十分な耐摩耗性を得ることができない。
【0022】
そこで本発明では、第1ラグ溝10の第2溝部16および第2ラグ溝20の第2溝部26を、タイヤ幅方向Wに対し45°±5°の範囲内の角度θ1およびθ2で延在させた。ラグ溝のタイヤ幅方向に対する角度が大きくなるほど、踏込み時にラグ溝近傍のトレッドゴムが溝延在方向に流れやすくなり、踏込み時のタイヤ幅方向外側への変位成分が大きくなる。その結果、この変位成分が、踏込み時のベルトの変位に起因するタイヤ幅方向内側への変位を相殺し、蹴り出し時のすべり量も減少する。よって、トレッド部踏面、特に1/4点での耐摩耗性が向上する。この効果を十分得るために、本発明では、θ1およびθ2をタイヤ幅方向Wに対し40°以上とする。一方、θ1およびθ2を50°超えとしてしまうと、隣接するラグ溝同士の周方向間隔(ピッチ)を一定にした場合に、ラグ溝同士の最短距離が小さくなりすぎてしまい、トレッド部踏面の剛性が落ち、逆に耐摩耗性が悪化してしまうので、θ1およびθ2をタイヤ幅方向Wに対し50°以下とする。
【0023】
さらに本発明者の検討によると、ラグ溝全体のタイヤ幅方向に対する角度を大きくすると、トレッド部踏面におけるラグ溝の開口端近傍の尖った部分が起点となる偏摩耗が生じることが判明した。そこで本発明では、第1ラグ溝10の第1溝部14および第2ラグ溝20の第1溝部24を、タイヤ幅方向Wに略平行に延在させた。これにより、ラグ溝の開口端近傍の尖った部分がなくなるので、偏摩耗を抑制することができる。ここで本明細書において「タイヤ幅方向に略平行」とは、タイヤ幅方向に対して±10°以内の範囲をいうものとする。
【0024】
ここで、ある第2溝部16はタイヤ周方向のうちC1側に傾斜し、他の第2溝部はタイヤ周方向の逆側に傾斜すると、トレッド部の剛性すなわち耐摩耗性の均一性が保てない。そのため、第2溝部16同士が、それぞれタイヤ周方向Cのうち同じ方向C1側に傾斜することが必要となる。第2溝部26についても同様である。
【0025】
このように本発明では、ラグ溝を上記第1溝部と第2溝部との組合せとすることによって、ラグ溝の開口端近傍における偏摩耗を抑制しつつ、トレッド部踏面の耐摩耗性を向上させることにより、全体としてタイヤ使用寿命を向上させることが可能となった。
【0026】
ここで、第1溝部14,24が、トレッド端T1,T2からトレッド幅Tの3%の領域内に配置され、第2溝部16,26が上記領域内から延在することが好ましい。これにより、1/4点部分を踏込み時から蹴り出し時までの全域を最も効果的にタイヤ幅方向外側に動かすことができ、トレッド部踏面の耐摩耗性をより向上させることができる。また、同様の観点から、第2溝部16,26は、少なくともタイヤ赤道CLからトレッド幅Tの20%の位置にまで到達・延在することが好ましい。
【0027】
また、
図1に示すように、第1ラグ溝10および第2ラグ溝20の第2溝部16,26が、ともにタイヤ周方向Cのうち同じ方向C1側にθ1およびθ2だけ傾斜していることが好ましい。この場合、ラグ溝は方向性パターンとなり、タイヤは回転方向が指定される。
図1に回転方向Rを示す。負荷転動時の接地順は、その反対方向となる。このように第2溝部16,26のタイヤ幅方向Wに対する傾斜方向C1を回転方向Rと反対にすれば、踏込みから蹴り出しまでの間、トレッド部踏面のゴムを効果的にタイヤ幅方向に変位させることができ、トレッド部踏面の耐摩耗性をより向上させることができる。
【0028】
さらに、第1ラグ溝10および第2ラグ溝20が、タイヤ赤道CLに対して線対称に配置されると好ましい。
図1では、第1ラグ溝10と第2ラグ溝20とは多少ピッチをずらしているが、ピッチをずらさない場合に線対称パターンとなる。この場合における、踏込み時のトレッド部踏面の変位について
図7を用いて説明する。
図7中の直線ブロック矢印は、タイヤ赤道CLを基準に左右に1点ずつ○印で示した部位の、踏込み時のゴム押し出し方向を示す。ここで、第2溝部16と第2溝部26とがタイヤ赤道CLに対して線対称となっているので、ゴムはタイヤ幅方向に反発し、タイヤ幅方向外側への推進力が生まれる。その結果、トレッド部踏面の耐摩耗性をより向上させることができる。
【0029】
以下、本発明に従う他の実施形態について、実施形態1と異なる点のみ説明する。よって、説明が省略されている点については、実施形態1と同様である。
【0030】
(実施形態2)
図2に示すタイヤは、第2溝部16,26の溝幅が、第1溝部14,24との連結部からタイヤ赤道CL側に向けて減少しておいる。また、第1ラグ溝10および第2ラグ溝20は、第2溝部16,26と連結して、タイヤ赤道CLに向かってタイヤ幅方向Wに略平行に延びる第3溝部18,28をそれぞれ有する。
【0031】
このように、本発明においてラグ溝の溝幅が一定である必要はない。ここで、本明細書において「タイヤ幅方向に対する第2溝部の角度」とは、第2溝部の溝幅中心線(
図2では一点鎖線で表示)がタイヤ幅方向に対してなす鋭角を意味する。
【0032】
(実施形態3)
図3に示すタイヤは、第2溝部16,26のタイヤ幅方向に対する角度θが一定ではない。本発明は、例えば
図4に示すように、第2溝部16が、トレッド端T1側ではタイヤ幅方向に対し50°をなし、タイヤ赤道CL側では40°をなすような場合でも、第2溝部のタイヤ幅方向に対する角度が45°±5°の範囲内に収まっていればよい。
【0033】
なお、
図4に示すように、第1溝部14の延在範囲が溝の両側で異なる場合、よりタイヤ赤道CL寄りの点Pが、トレッド端T1からトレッド幅Tの3%の領域内に配置される。
【0034】
(実施形態4)
図5に示すタイヤは、第2溝部16,26が、第1溝部14,24と連結し比較的広幅の第1部位16a,26aと、この第1部位16a,26aと連結し、比較的狭幅の第2部位16b,26bとからなる。また、第1ラグ溝10および第2ラグ溝20は、第2溝部16,26と連結して、タイヤ赤道CLを跨いでタイヤ幅方向Wに略平行に延びる第3溝部18,28を有する。本実施形態では、第2溝部の第2部位16b,26b近傍で、以下のようなゴムの変位が生じる。すなわち、
図5において、第2部位16bの直下のゴムが接地し、その後第2部位16bの直上のゴムが接地する。ここで、第2部位16bは幅が狭いので、第2部位16bの直上のゴムは、第2部位16bの直下のゴムに押し出され、タイヤ幅方向外側への推進力がより高まる。よって、トレッド部踏面の耐摩耗性をより向上させることができる。
【0035】
ここで、本実施形態を含め本明細書で示す全ての実施形態では、第1ラグ溝10および第2ラグ溝20は、いずれもそれぞれピッチ長Lで等間隔に配置されている。そして、本実施形態では、第2溝部の第1部位16a,26aの溝幅はピッチ長Lの10%以上であるが、第2溝部の第2部位16b、26bの溝幅および第3溝部18,28の溝幅は、ピッチ長Lの10%未満となっている。このように、第2溝部16,26のうち少なくとも溝幅がピッチ長Lの10%以上の部分16a,26aは、タイヤ赤道CLを跨がずに配置されることが好ましい。なぜならば、タイヤ赤道CL部分にピッチ長Lの10%以上の溝幅を有する溝があると、トレッド部の剛性が落ちて変形しやすくなり、結果、耐摩耗が悪化するおそれがあるからである。なお、この条件は本明細書で示す全ての実施形態が満たしている。
【0036】
また、第2溝部16,26がタイヤ赤道を跨ぐことなく配置されることがより好ましい。なぜならば、タイヤ赤道CL部分に幅方向Wに対し角度を持った溝があると、溝同士の間隔が狭くなり、タイヤ赤道CL付近の剛性が落ち、変形しやすくなり、その結果、耐摩耗が悪化するおそれがあるからである。
【0037】
(実施形態5)
図6に示すタイヤは、第1ラグ溝10および第2ラグ溝20の第2溝部16,26同士を連結し、タイヤ幅方向Wに平行に延在する連結細溝30を有し、タイヤ赤道CLに線対称なトレッドパターンを有する。ここで、タイヤ赤道CLを跨ぐ連結細溝30の溝幅は、ピッチ長Lの10%未満である。本実施形態においても、
図7で説明した踏込み時のトレッド部踏面の変位が生じるため、トレッド部踏面の耐摩耗性をより向上させることができる。
【0038】
(その他の実施形態)
なお、実施形態2〜4に示したトレッドパターンのピッチを合わせて、タイヤ赤道CLに線対称なパターンとしたタイヤも、本発明に従うタイヤである。
【0039】
本発明に適用可能なタイヤサイズは特に限定されないが、直径1.5m以上、TRA,JATMA等で規定されるトレッドクラスがE−3以上の深溝タイヤが好適に使用可能である。
【0040】
また、ラグ溝10,20の溝深さが25mm以上である場合に、本発明を好適に適用できる。超大型のORタイヤでは、溝深さが25mm以上ある場合、ラグ溝の存在により踏込み時にゴムの押し流しが発生しやすいからである。
【0041】
ラグ溝の第1溝部および第2溝部(実施形態4においては第2溝部の第1部位)の溝幅は、一定の場合でも一定でない場合でも、ピッチ長Lの10〜35%の範囲内とすることが好ましい。10%未満の場合、溝底の曲率が小さくなりすぎ、割れ(クラック)の原因となるおそれがあるからであり、35%超えの場合、トレッド部踏面の剛性が保てなくなり、耐摩耗性が十分に確保できないからである。ピッチ長Lは、タイヤ外周の1/12〜1/50程度とすることができる。
【0042】
本発明のタイヤは、建設車両のフロントタイヤとしてもリアタイヤとしても使用可能であるが、フロントタイヤとして使用した場合に、本発明の効果を特に顕著に得ることができる。リアタイヤは駆動輪であることから、1/4点の他に、タイヤ赤道CL付近への入力も大きく、摩耗しやすい一方、フロントタイヤの場合、1/4点が最も早く摩耗するからである。
【実施例】
【0043】
次に、本発明の効果をさらに明確にするために、以下の実施例及び比較例にかかる空気入りタイヤを用いて行った比較評価について説明する。
【0044】
(実施例タイヤ)
図1,2,3,5,6で示した実施形態1〜5のラグ溝パターンを有する建設車両用空気入りラジアルタイヤを、それぞれ実施例タイヤ1〜5とした。タイヤサイズは、46/90R57とした。第1溝部は全実施例でタイヤ幅方向に平行とし、第2溝部のタイヤ幅方向に対する角度は、以下のとおりとした。
実施例1:45°
実施例2:45°
実施例3:開口端側50°、タイヤ赤道側40°
実施例4:45°
実施例5:45°
【0045】
実施例1〜5において、第1溝部のタイヤ幅方向最内端位置は、トレッド端からトレッド幅の3%の位置とした。
【0046】
(比較例タイヤ1)
図8に示したラグパターンを有する建設車両用空気入りラジアルタイヤを比較例タイヤ1とした。タイヤサイズは、46/90R57とした。このタイヤのラグ溝のタイヤ幅方向に対する角度は、10°である。
【0047】
(比較例タイヤ2)
開口端からタイヤ幅方向に平行に延在する第1溝部がなく、傾斜角度45°のままトレッド端に開口すること以外は、実施例1と同様のラグパターンを有する建設車両用空気入りラジアルタイヤを比較例タイヤ2とした。
【0048】
(比較例タイヤ3)
第2溝部のタイヤ幅方向に対する角度を38°とした以外は、実施例1と同様のラグパターンを有する建設車両用空気入りラジアルタイヤを比較例タイヤ3とした。
【0049】
(比較例タイヤ4)
第2溝部のタイヤ幅方向に対する角度を52°とした以外は、実施例1と同様のラグパターンを有する建設車両用空気入りラジアルタイヤを比較例タイヤ4とした。
【0050】
<摩耗によるタイヤ使用寿命の評価>
各実施例・比較例タイヤを建設・鉱山用ダンプの前輪および後輪に複輪で装着し、摩耗によるタイヤ使用寿命の評価を行った。タイヤの使用寿命は、比較例タイヤ1を100とする指数にて表示した。指数が大きいほど、使用寿命が長いことを示す。結果を表1に示す。
【0051】
【表1】
【0052】
比較例2は、比較例1よりもラグ溝のタイヤ幅方向に対する角度を大きくしたものの、全体としてのタイヤ使用寿命はむしろ短くなってしまった。これは、ラグ溝の開口端近傍における摩耗が特に早く進行したためであった。また、第2溝部のタイヤ幅方向に対する角度が本発明で規定する範囲を外れている比較例3,4でも十分なタイヤ使用寿命を得ることができなかった。一方、実施例1〜5では比較例1〜4に比べて、タイヤの使用寿命を十分に向上させることができた。