JP5265212B2 - 重荷重用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、回転方向が指定された重荷重用空気入りラジアルタイヤ、特に、トレッド踏面側部域の、ラグ溝にて区画される陸部の耐偏摩耗性を向上させた空気入りラジアルタイヤに関するものである。

未舗装路での走行を重視した建設車両等の車両用の重荷重用空気入りラジアルタイヤでは、トレッド踏面側部域にラグ溝を設けたトレッドパターンが広く一般に採用されている。

従来のこの種のタイヤでは、ラグ溝の横断面内で、陸部の踏込側の溝壁の、陸部表面に立てた法線に対する角度と、蹴出側の溝壁の、陸部表面に立てた法線に対する角度とを略同等のものとすることが多く、この場合、タイヤの回転に当って、図５に示すように、陸部の踏込端部２１が接地してなお、ラグ溝２３を隔てて位置する陸部の蹴出端部２２が接地状態にあるときは、その蹴出端部２２が路面から離れるに際して、陸部の蹴出端部２２と路面との間に滑りが生じることに起因して、陸部の蹴出端部２２が踏込端部２１よりも早期に摩耗する不均一摩耗を生じることが一般的であった。

これはすなわち、陸部の踏込端部２１の接地により、この踏込端部２１のトレッドゴムが半径方向内方への突き上げ力を受け、その踏込端部２１の半径方向内方に位置するベルト部分が、半径方向内方側へ押込変形される一方、ラグ溝２３を隔てた陸部の蹴出端部２２のベルト部分は、押込反力Ｏによって半径方向外方に変形することになり、この反力Ｏが、陸部の蹴出端部側の溝壁２４を、溝幅を狭める方向に弾性変形させることになるため、陸部のその蹴出端部２２が路面から離れる時に、蹴出端部２２が元の形状に戻ろうとして、路面に対して比較的大きく、滑ることを原因とするものである。

これがため、ラグ溝の横断面内で、隣接する陸部の踏込側の溝壁を、隣接する陸部の蹴出側の溝壁に比し、陸部表面に立てた法線に対してより大きく、直線状に傾斜させ、これによって、陸部の踏込端部の接地に際する、陸部の半径方向内方側に向かう突き上げ力の一部を、その陸部の、ラグ溝幅を広げる向きの変形力に変換して、ベルト部分に作用する押込力を低減させることで、陸部の蹴出端部の、早期の偏摩耗の発現を防ぐ重荷重用空気入りラジアルタイヤが提案されている。

しかるに、このタイヤでは、ラグ溝の溝底の溝幅が一定の場合、トレッド踏面でのラグ溝の溝幅が増大し、陸部のゴム量が相対的に減少することになるため、トレッド踏面陸部の耐摩耗性を低下させるおそれがある。
一方、トレッド踏面のラグ溝の溝幅を一定として、ラグ溝の溝底の幅を小さくした場合は、タイヤの転動による、その溝底への歪の集中によって、溝底に亀裂が発生するおそれがあった。

そこで、本発明は、トレッド踏面の側部域にラグ溝を具えるタイヤにおいて、ラグ溝にて区画される陸部の蹴出端部の、タイヤの負荷転動時の、路面に対する滑り量を、路面陸部の耐偏摩耗性の低下、ラグ溝底への亀裂の発生等のおそれなしに有利に低減させた重荷重用空気入りラジアルタイヤを提供することを目的とする。

本発明に係る重荷重用空気入りラジアルタイヤは、トレッド踏面の側部域に、トレッド幅方向に延びてトレッド踏面の側縁に開口する複数本のラグ溝を配設して、ラグ溝間に陸部を区画してなるものであって、ラグ溝の横断面内で、陸部の踏込側の溝壁のみをラグ溝の深さ方向の一個所もしくは複数個所で折曲させて、折曲部より半径方向内方部分を、溝幅を狭める方向に傾けてなることを特徴とするものである。

ここで、「ラグ溝の横断面」とは、ラグ溝の延在中心線ｍ_１に対して直交する断面を意味する。
タイヤの回転方向が指定された重荷重用空気入りラジアルタイヤの陸部において、陸部を区画するラグ溝を基準として、ラグ溝によって隔てられるそれぞれの陸部の「踏込側」とは、各陸部の、タイヤの回転によって、最初に路面に接地する側をいうものとし、陸部の「蹴出側」とは、各陸部の、タイヤの回転によって、最後に路面から離れる側をいうものとする。

このようなタイヤにおいて好ましくは、複数の折曲個所を含むこともある前記折曲部を、陸部表面から測ってラグ溝の溝深さの３０〜７０％の範囲内に位置させ、その折曲部より半径方向外方部分は、陸部表面に立てた法線とのなす角度ａが０〜２０°の範囲で傾斜し、折曲部より半径方向内方部分は、半径方向外方部分の仮想延長線とのなす角度ｃが５〜１５°の範囲で傾斜し、陸部の蹴出側の溝壁は、陸部表面に立てた法線とのなす角度ｂがａ−５°≦ｂ≦ａ＋５°（ｂ≧０°）の関係を満たすものとする。

ここで、「法線とのなす角度」は、タイヤを適用リムに装着し、規定内圧とし、無負荷状態の下で、陸部に立てた接線に対する傾きをいうものとする。
「適用リム」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格で規定されたリムをいうものとし、その産業規格は、日本ではＪＡＴＭＡ（ＴＨＥ Ｊａｐａｎ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ Ｔｙｒｅ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｓ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ， Ｉｎｃ．） ＹＥＡＲ ＢＯＯＫをいい、欧州ではＥＴＲＴＯ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｙｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｏｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎ） ＳＴＡＮＤＡＲＤ ＭＡＮＵＡＬをいい、米国ではＴＲＡ（ＴＨＥ ＴＩＲＥ ａｎｄ ＲＩＭ ＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮ ＩＮＣ．）ＹＥＡＲ ＢＯＯＫをいうものとする。
規定内圧とは、ＴＲＡ等の規格で定められたタイヤサイズ毎の最大負荷能力に対応する空気圧をいうものとする。

従来のタイヤは、前述したように、タイヤの負荷転動時、陸部の踏込端部が接地した状態の下で、回転方向前方側の、陸部の蹴出端部が接地状態にあるときは、その蹴出端部が踏面から離れるに際して、陸部の蹴出端部と路面との間に滑りが生じることで、その蹴出端部が踏込端部よりも早期に摩耗する不均一摩耗を起こしていた。

そこで、本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤでは、ラグ溝の横断面内で、陸部の踏込側の溝壁のみをラグ溝の深さ方向の少なくとも一個所で折曲させて、折曲部より半径方向内方部分を、溝幅を狭める方向に傾けることで、陸部の踏込側の溝壁と、陸部の蹴出側の溝壁とを、図２に示すように、ラグ溝の横断面内の溝底を基準とした中心線ｍ_２に対して非対称とし、これにより、タイヤの負荷転動に当り、図４に示すように、陸部の踏込端部の接地による、陸部の半径方向内方への突き上げ力の一部を、溝壁の折曲部の折り曲げ交角を小さくする向きの陸部変形力Ｐに変換し、その分、ベルト部分に作用する押込力Ｉを減少させることで、隣接する陸部の蹴出端部に対応するベルト部分の押込み反力Ｏを低減させて、隣接陸部の蹴出端部の溝壁の、溝幅を狭める方向への変形力Ｑを大きく低減させる。この結果として、陸部の蹴出端部の、路面に対する滑りが低減され、その蹴出端部の早期摩耗が有効に抑制されることになる。

以下に、図面を参照しながら本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤを詳細に説明する。
図１は、本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤの一の実施形態を示すトレッドパターンの部分展開図である。

図中１はトレッド踏面を、２は、トレッド踏面１の側部域に形成されて、トレッド幅方向に延びてトレッド踏面１の側縁に開口するラグ溝を、３は、各ラグ溝２間に区画される陸部をそれぞれ示す。

図１に示すところでは、複数本のラグ溝２を、トレッド踏面１のそれぞれの側部域で、トレッド幅方向に延在させて設けるとともに、各ラグ溝２を、トレッド踏面１の中央域で終了させることにより、ラグ溝２間に区画されるそれぞれの陸部３は、トレッド踏面中央域で周方向に連続するリブ状部分によって一体化されることになる。
ここで、図２に横断面図で示すように構成できるラグ溝２は、例えば、トレッド踏面１への開口幅Ｗを２０〜８０ｍｍ、深さＤを４０〜１２０ｍｍとすることができ、また、各トレッド踏面１の側縁からの延在長さを８０〜３５０ｍｍとすることができる。

図１に示すようなトレッドパターンの下では、タイヤの負荷転動時には、トレッド踏面中央域のリブ状部分が常に路面に接地することになるので、操縦安定性能が向上する他、タイヤの、舗装路面上での転動時の振動の発生を有利に抑制することができる。

また、このラジアルタイヤでは、図２に、図１のＳ−Ｓ線に沿う部分断面図で示すように、ラグ溝２の横断面内で、一本のラグ溝２で区画される一方の陸部３の踏込側の溝壁４のみをラグ溝２の深さ方向の少なくとも一個所、図では一個所のみで折曲させて、その折曲部ｐより半径方向内方部分４ａを、溝幅を狭める方向に傾ける。

ここでより好ましくは、折曲部ｐを、陸部表面から測ってラグ溝２の溝深さＤの３０〜７０％の範囲内に位置させ、その折曲部ｐより半径方向外方部分４ｂは、陸部表面に立てた法線ｎ_１とのなす角度ａが０〜２０°の範囲で傾斜し、折曲部ｐより半径方向内方部分４ａは、半径方向外方部分４ｂの仮想延長線とのなす角度ｃが５〜１５°の範囲で傾斜し、陸部の蹴出側の溝壁５は、陸部表面に立てた法線ｎ_２とのなす角度ｂがａ−５°≦ｂ≦ａ＋５°（ｂ≧０°）の関係を満たす。

折曲部ｐの陸部表面から測った長さＤ_１を、ラグ溝２の溝深さＤの３０〜７０％の範囲内に位置させることにより、陸部の蹴出端部の偏摩耗を適正に抑制することができる。

すなわち、それが３０％未満では、ラグ溝２の溝底Ｒの溝幅が狭くなり、溝底Ｒに亀裂の発生のおそれが高く、一方、７０％を超えると、陸部の踏込端部側の溝壁４の変形が小さくなり、ベルト部分の押込力Ｉを所期した程には低減させ得ない懸念がある。

折曲部ｐより半径方向内方部分４ａは、半径方向外方部分４ｂの仮想延長線とのなす角度ｃが５〜１５°の範囲で傾斜することにより、陸部の蹴出側の溝壁５の偏摩耗を抑制することができる。

すなわち、それが５°未満では、陸部の踏込側の溝壁４の変形が小さく耐偏摩耗効果が十分に得ることができず、一方、１５°を超えると、ラグ溝２の溝底Ｒの溝幅が狭くなり、溝底Ｒに亀裂が発生し易くなる傾向がある。

そして、折曲部ｐを、陸部表面から測ってラグ溝２の溝深さＤの３０〜７０％の範囲内に位置させ、その折曲部ｐより半径方向外方部分４ｂは、陸部表面に立てた法線ｎ_１とのなす角度ａが０〜２０°の範囲で傾斜し、折曲部ｐより半径方向内方部分４ａは、半径方向外方部分４ｂの仮想延長線とのなす角度ｃが５〜１５°の範囲で傾斜し、陸部の蹴出側の溝壁５は、陸部表面に立てた法線ｎ_２とのなす角度ｂがａ−５°≦ｂ≦ａ＋５°（ｂ≧０°）の関係を満たすにより、トレッド踏面１でのラグ溝２の溝幅が増大することによる耐摩耗性の低下や、ラグ溝２の溝底Ｒの幅が小さくなることによるクラックの発生を防ぐことができる。

図３は、本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤの他の実施形態を示すトレッドパターンの部分展開図である。
このトレッドパターンは、主には、ラグ溝の他に周溝等を設け、陸部をブロックに区画している点で、図１に示すトレッドパターンとは相違する。
なお、ラグ溝それ自体の、Ｓ−Ｓ線に沿う横断面構造は、図２に示すところと共通する。

図３に示すトレッドパターンでは、トレッド踏面１に、それぞれのラグ溝２の、踏面１の内側端を通ってジグザグ状に延びる、二本の周溝６を設ける。
これにより、二本の周溝６間に中央陸部７を、そして、各周溝６とトレッド踏面１の側縁との間にそれぞれショルダー陸部８を区画し、これらの周溝６に交差する、複数本の横溝９を回転方向後方側に傾斜させて設けることで、中央陸部７を複数の中央ブロック１０に区画するとともに、これらの溝２、６と、トレッド踏面１の側縁で、ショルダー陸部８をショルダーブロック１１に区画する。

このラグ溝２は、トレッド踏面１の側縁から溝幅が一定の広幅部分と、周溝６に向けて溝幅が次第に狭くなる漸減部分と、トレッド踏面１の最も内側に位置する狭幅部分とからなり、タイヤ回転方向の前方側が先に接地面内に入り込む向きに傾斜して延在している。

また、ショルダーブロック１１には、周溝６からトレッド幅方向外側に向けて、ラグ溝２を周方向に直線状に傾斜して延びて、ショルダーブロック１１の幅方向中央付近で終了する副溝１２を配設する。

ここで、周溝６は幅を５〜２０ｍｍ、深さを２０〜８０ｍｍとし、横溝９は幅を５〜２０ｍｍ、深さを２０〜８０ｍｍ、長さを２５０〜４５０ｍｍとし、副溝１２は幅を５〜２０ｍｍ、深さを２０〜８０ｍｍ、長さを１５０〜２５０ｍｍとして設けることができる。
ラグ溝２はトレッド踏面１における幅Ｗを３０〜７０ｍｍ、深さＤを４０〜１２０ｍｍ、各トレッド踏面１の側縁より長さを８０〜３５０ｍｍとして設けることができる。

このようなトレッドパターンを有するタイヤは、操縦安定性と排水性、および、耐摩耗性ならびに耐偏摩耗性を発揮することができる。

次に、図２および図３に示すような構造を有する、サイズが４６／９０Ｒ５７のブロックパターンのラジアルタイヤを試作し、表１に示すように、それぞれの諸元を変化させた実施例タイヤ１，２、比較例タイヤとのそれぞれにつき、ブロックの蹴出端部の滑り量を測定した。
なお、比較例タイヤは、ラグ溝の溝壁以外の構造については改変を要しないため、実施例タイヤに順ずるものとした。

実施例タイヤ１，２、比較例タイヤのそれぞれにつき、タイヤを１．４５（ｍ）×０．７４（ｍ）（５７（ｉｎｃｈ）×２９（ｉｎｃｈ））のリムに組み付けて、内圧を７００ｋＰａとし、負荷質量６２０００ｋｇ、とし、タイヤを転動させ、蹴り出し時における蹴り出し側のブロックの踏面内の滑り量を透明な板状でビデオ撮影して測定した。その結果を表２に示す。
なお、表中の指数値は、比較例タイヤの値をコントロールとして求めたものであり、指数が小さいほど、性能が良好なことを示す。

表２の結果から、実施例タイヤ１，２は、比較例タイヤに対し、ブロックの蹴出端部の滑り量を大きく低減させることができ、その結果として、耐偏摩耗性を効果的に向上させることができる。

本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤの一の実施形態を示すトレッドパターンの部分展開図である。 図１に示すトレッドパターン中のＳ−Ｓ線に沿う部分断面図である。 本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤの他の実施形態を示すトレッドパターンの部分展開図である。 本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤの回転時のラグ溝の横断面である。 従来の重荷重用空気入りラジアルタイヤの回転時のラグ溝の横断面である。

符号の説明

１ トレッド踏面
２ ラグ溝
３ 陸部
４ 踏込側の溝壁
４ａ 半径方向内方部分
４ｂ 半径方向外方部分
５、２４ 蹴出側の溝壁
６ 周溝
７ 中央陸部
８ ショルダー陸部
９ 横溝
１０ 中央ブロック
１１ ショルダーブロック
１２ 副溝
２１ 踏込端部
２２ 蹴出端部

Claims (2)

1. トレッド踏面の側部域に、トレッド幅方向に延びてトレッド踏面の側縁に開口する複数本のラグ溝を配設して、ラグ溝間に陸部を区画してなる重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、
   ラグ溝の横断面内で、陸部の踏込側の溝壁のみをラグ溝の深さ方向の少なくとも一個所で折曲させて、折曲部より半径方向内方部分を、溝幅を狭める方向に傾けてなることを特徴とする重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記折曲部を、陸部表面から測ってラグ溝の溝深さの３０〜７０％の範囲内に位置させ、その折曲部より半径方向外方部分は、陸部表面に立てた法線とのなす角度ａが０〜２０°の範囲で傾斜し、折曲部より半径方向内方部分は、半径方向外方部分の仮想延長線とのなす角度ｃが５〜１５°の範囲で傾斜するものとし、陸部の蹴出側の溝壁は、陸部表面に立てた法線とのなす角度ｂがａ−５°≦ｂ≦ａ＋５°（ｂ≧０°）の関係を満たしてなる請求項１に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。

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