JP5956765B2 - 建設車両用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、建設車両用空気入りラジアルタイヤに関し、特に、トレッド部の温度低減効果を高めた建設車両用空気入りラジアルタイヤに関する。

建設車両用ラジアルタイヤ（以下、単に、タイヤともいう）は、土木工事現場や鉱石採掘場で供用される大型ダンプカーなどに装着され、荒れた地表上で重い負荷を受けるという過酷な稼働条件を課される。そこで従来、建設車両用空気入りラジアルタイヤは、走行時に路面と接触するトレッド部の表面は、幅方向中心から両側のショルダー部に向けてタイヤ径方向高さが漸減する、曲面状に形成されている。これにより、荷重時の接地面が矩形に近い形状となり、トレッド部のゴム層に働くせん断力及び滑りが概ね均等化され、偏摩耗が抑制される。

トレッド部は一般に、タイヤの骨格をなすカーカス層と、カーカス層外側に配置され、カーカスを保護するスチールベルト層と、スチールベルト層外側に配置されたトレッドゴム層とを備え、トレッドゴム層の表面で路面に接地する。トレッド部の表面は、幅方向中心をタイヤ周方向に延びる赤道線において、タイヤ径方向高さが最大となる。そのため、赤道線を中心とするトレッドセンター部分は、荷重時のゴムの潰れが大きく、接地圧が高い。そして、ゴムのヒステリシスロスによる発熱量が増加し、トレッドセンター部分のベルト層に故障が多発していた。

そこで、トレッドセンター部分の放熱性を高めるために、赤道線上を延びる深溝と、周方向に対して傾斜した複数の細溝と、複数のラグ溝とをトレッド部に設けたタイヤが、従来技術として知られている。

特開２００８−６２７０６号公報

しかしながら、赤道線上を延びる深溝は周辺の狭い範囲にしか放熱効果が及ばず、溝幅を広げるとブロック剛性が低下し、耐摩耗性が低下するという問題があった。周方向に対して傾斜した複数の細溝をさらに設けると、放熱性は向上するものの、ブロックが複数の斜溝で分断されるために剛性が低下し、耐摩耗性が低下するという問題があった。

上記の課題を解決するために、本発明は、以下の特徴を有する。本発明の第１の特徴は、ラジアル方向に延びる少なくとも１層のカーカス層（カーカス層２１）と、前記カーカス層のタイヤ径方向外側に配置された少なくとも２層のスチールベルト層（ベルト層２２）と、前記スチールベルト層のタイヤ径方向外側に配置された厚さ３０ｍｍ以上のトレッドゴム層（トレッドゴム層２３）と、を備えるトレッド部（トレッド部２０）を有する建設車両用空気入りラジアルタイヤであって、前記トレッド部が、タイヤ周方向に延びる少なくとも２本の細溝（細溝１１）と、トレッド幅の中心をタイヤ周方向に延びる赤道線（赤道線ＣＬ）の周辺において前記細溝に囲まれて形成された陸部であるトレッドセンター部分（トレッドセンター部Ｃ）と、を備え、前記トレッドセンター部分が、タイヤ周方向に対して傾斜した複数の斜溝（斜溝１２）を備え、前記細溝の幅（Ｗ１）は、その深さ（Ｄ１）よりも小さく、前記斜溝の幅（Ｗ２）は、その深さ（Ｄ２）よりも小さく、前記斜溝は、その端部が前記細溝に貫通することなく、前記トレッドセンター部分内で終端し、前記トレッドセンター部分の幅（Ｌ）は、前記トレッド幅（Ｔ）の０．１５倍より大きく、かつ０．３倍未満であることを要旨とする。

かかる特徴によれば、トレッドセンター部分に配置された複数の斜溝は、その端部が前記細溝に貫通することなくトレッドセンター部分内で終端するクローズドタイプの溝であることから、ブロック剛性を低下させることなく、溝による放熱効果を確保することができる。また、トレッドセンター部分の幅がトレッド幅の０．１５倍より大きく、かつ０．３倍未満であることにより、発熱量を増加させることなく、ブロック剛性を確保することができる。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記斜溝のタイヤ周方向における間隔は、前記トレッドセンター部分の幅の０．２倍より大きく、かつ０．８倍未満であることを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、本発明の第２の特徴に係り、前記斜溝のタイヤ幅方向に投影した長さは、前記トレッドセンター部分の幅の０．４倍より大きく、かつ０．９倍未満であることを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、本発明の第３の特徴に係り、前記斜溝のタイヤ周方向に対する傾きは、０°より大きく、かつ７０°以下であることを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、本発明の第４の特徴に係り、前記細溝の幅は、その深さの０．１倍より大きく、かつ０．３倍未満であることを要旨とする。

本発明の第６の特徴は、本発明の第５の特徴に係り、前記斜溝の幅は、その深さの０．１倍より大きく、かつ０．３倍未満であることを要旨とする。

本発明は、建設車両用空気入りラジアルタイヤにおいて、トレッド部の耐摩耗性を確保しつつ、放熱性を高めるという効果を奏する。

図１は、従来技術に係るタイヤのトレッド部を示す模式図である。 図２は、本発明の実施形態に係るタイヤの幅方向断面図である。 図３は、図２に示すタイヤのトレッド部を示す模式図である。 図４は、図３に示すトレッド部の線Ｘ−Ｘ’におけるタイヤ幅方向断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なのものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることを留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

図１は、従来技術に係るタイヤのトレッド部を示す模式図である。トレッド部１０は、周方向に延びる複数の細溝１を有し、トレッド幅の中心をタイヤ周方向に延びる赤道線ＣＬの周辺において細溝１に囲まれて形成されたトレッドセンター部Ｃと、トレッドセンター部Ｃの幅方向外側に位置するショルダー部Ｓとを備える。トレッドセンター部Ｃは、タイヤ周方向に対して傾斜した複数の斜溝２を備える。斜溝２は、その端部が細溝１に貫通して開口する。つまり、トレッドセンター部Ｃは、複数の斜溝２によって一部を分断され、リブ状のブロックを形成している。斜溝２は、細溝１で、ショルダー部Ｓを幅方向外側に延びる横溝３と接続する。

図２は、本発明の実施形態に係るタイヤの幅方向断面図である。建設車両用空気入りラジアルタイヤのトレッド部２０は、ラジアル方向に延びる１層のカーカス層２１と、カーカス層２１のタイヤ径方向外側に配置された２層のスチールベルト層２２と、スチールベルト層のタイヤ径方向外側に配置された厚さ３０ｍｍ以上のトレッドゴム層２３とを備える。

図３は、図２に示すタイヤのトレッド部を示す模式図である。トレッド部２０は、周方向に延びる少なくとも２本の細溝１１を有し、赤道線ＣＬの周辺において細溝１に囲まれて形成された陸部であるトレッドセンター部Ｃと、トレッドセンター部Ｃの幅方向外側に位置するショルダー部Ｓとを備える。トレッドセンター部Ｃは、タイヤ周方向に対して傾斜した複数の斜溝１２を備える。ショルダー部Ｓは、トレッドセンター部Ｃから幅方向外側に延びる複数の横溝１３を備える。

トレッドセンター部Ｃの幅Ｌは、トレッド幅Ｔの０．１５倍より大きく、かつ０．３倍未満である。トレッドセンター部Ｃの幅Ｌがトレッド幅Ｔの０．１５倍以下である場合、摩耗ボリュームが確保できず、反対に０．３倍以上である場合、トレッドセンター部Ｃにおける荷重時のゴムの潰れが大きく、ヒステリシスロスによる発熱量が増加するからである。なお、トレッド幅とは、無負荷状態におけるトレッド部両端の直線距離をいう。好ましくは、トレッド幅Ｔは１２００ｍｍである。

図４は、図３に示すトレッド部の線Ｘ−Ｘ’におけるタイヤ幅方向断面図である。トレッドセンター部Ｃにおいて、細溝２１の幅Ｗ１は、その深さＤ１よりも小さく、斜溝２２の幅Ｗ２は、その深さＤ２よりも小さい。好ましくは、Ｗ１，Ｗ２は１０〜３０ｍｍ、Ｄ１，Ｄ２は８０〜１００ｍｍである。

溝幅の溝深さに対する比率は、好ましくは、０．１＜Ｗ１／Ｄ１＜０．３、０．１＜Ｗ２／Ｄ２＜０．３である。溝幅が溝深さの０．１倍以下である場合、溝幅が狭すぎて放熱効果が不十分となる、又は、溝が深すぎてタイヤケースとの距離が接近し、成形工程において溝を形成するモールドの突出部がタイヤケースに過大な圧力をかけてしまう。反対に、溝幅が溝深さの０．３倍以上である場合、溝幅が広すぎてブロック面積が減少し、摩耗ボリュームが確保できなくなる、又は、溝が浅すぎて放熱効果が不十分となるからである。

斜溝１２は、その端部が細溝１１に貫通することなくトレッドセンター部Ｃ内で終端する。すなわち、斜溝１２がクローズドタイプの溝であることにより、放熱効果を向上させつつも、ブロック剛性を確保し、耐摩耗性を確保することができる。

好ましくは、斜溝１２のタイヤ幅方向に投影した長さＨは、トレッドセンター部Ｃの幅Ｌの０．４倍より大きく、かつ０．９倍未満である。長さＨが幅Ｌの０．４倍以下である場合、トレッドセンター部Ｃ全体に放熱効果が及ばない。反対に、幅Ｈが長さＬの０．９倍以上である場合、斜溝１２の端部と細溝１１との距離が短いため、この部分の剛性が低下し、亀裂の入る可能性があるからである。

斜溝１２は、タイヤ周方向に対して角度θで傾斜しており、好ましくは、０°＜θ≦７０°である。θが７０°より大きい場合、タイヤ回転時に発生する周方向せん断力によってエッジ部分の動きが大きくなり、偏摩耗が悪化するからである。

好ましくは、斜溝１２同士のタイヤ周方向における間隔Ｐは、トレッドセンター部Ｃの幅Ｌの０．２倍より大きく、かつ０．８倍未満である。間隔Ｐが幅Ｌの０．２倍以下である場合、斜溝１２の単位面積あたり本数が増え、トレッドセンター部Ｃの周方向の剛性が低下する。反対に、間隔Ｐが幅Ｌの０．８倍以上である場合、斜溝１２の単位面積あたり本数が少なく、十分な放熱効果が得られないからである。

次に、本発明の効果を更に明確にするために、実施例及び従来例に係るタイヤを用いて、室内ドラム試験を実施した。各タイヤの諸条件を表１に示す。なお、本発明は、これらの例によって何ら限定されるものではない。

室内ドラム試験は、各タイヤ（タイヤサイズ５３／８０Ｒ６３）を正規リムに組み込み後、内圧６００ｋＰａ、荷重８２．５トン、速度８ｋｍ／ｈ、及びドラム径５ｍの下で、２４時間連続走行を実施し、トレッドセンター部のベルト層上における温度を測定した。ここで、正規リムとは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim" を意味する。

従来例に係るタイヤの温度を基準に、実施例に係る各タイヤの温度差を表１に示した。また、各タイヤの摩耗状態を目視によって評価し、従来例に係るタイヤの摩耗状態を１００とし、実施例に係る各タイヤの摩耗状態を指数で評価した。評価結果を、併せて表１に示す。なお、指数が大きいほど摩耗が激しかったことを意味する。

表１からわかるように、実施例に係るタイヤは、従来例に係るタイヤと比べて温度が低く、細溝及び斜溝による放熱効果が確認された。また、摩耗状態も、従来例に係るタイヤと概ね同程度であり、耐摩耗性も確保されていることが判明した。

以上のように、本発明は、建設車両用空気入りラジアルタイヤにおいて、トレッド部における放熱性の向上に利用することができる。

１０，２０ トレッド部
１，１１ 細溝
２，１２ 斜溝
３，１３ 横溝
２１ カーカス層
２２ ベルト層
２３ トレッドゴム層
ＣＬ 赤道線
Ｃ トレッドセンター部
Ｓ ショルダー部
Ｔ トレッド幅
Ｌ トレッドセンター部の幅
Ｗ１ 細溝の幅
Ｄ１ 細溝の深さ
Ｗ２ 斜溝の幅
Ｄ２ 斜溝の深さ
Ｐ 斜溝の周方向間隔
Ｈ 斜溝の幅方向に投影した長さ
θ 斜溝のタイヤ周方向に対する傾き

Claims (6)

1. ラジアル方向に延びる少なくとも１層のカーカス層と、前記カーカス層のタイヤ径方向外側に配置された少なくとも２層のスチールベルト層と、前記スチールベルト層のタイヤ径方向外側に配置された厚さ３０ｍｍ以上のトレッドゴム層と、を備えるトレッド部を有する建設車両用空気入りラジアルタイヤであって、
   前記トレッド部が、タイヤ周方向に延びる少なくとも２本の細溝と、トレッド幅の中心をタイヤ周方向に延びる赤道線の周辺において前記細溝に囲まれて形成された陸部であるトレッドセンター部分と、を備え、
   前記トレッドセンター部分が、タイヤ周方向に対して傾斜した複数の斜溝を備え、
   前記細溝の幅は、その深さよりも小さく、
   前記斜溝の幅は、その深さよりも小さく、
   前記斜溝は、その端部が前記細溝に貫通することなく、前記トレッドセンター部分内で終端し、
   前記トレッドセンター部分の幅は、前記トレッド幅の０．１５倍より大きく、かつ０．２３３倍未満である、タイヤ。
2. 前記斜溝のタイヤ周方向における間隔は、前記トレッドセンター部分の幅の０．２倍より大きく、かつ０．８倍未満である、請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記斜溝のタイヤ幅方向に投影した長さは、前記トレッドセンター部分の幅の０．４倍より大きく、かつ０．９倍未満である、請求項２に記載のタイヤ。
4. 前記斜溝のタイヤ周方向に対する傾きは、０°より大きく、かつ７０°以下である、請求項３に記載のタイヤ。
5. 前記細溝の幅は、その深さの０．１倍より大きく、かつ０．３倍未満である、請求項４に記載のタイヤ。
6. 前記斜溝の幅は、その深さの０．１倍より大きく、かつ０．３倍未満である、請求項５に記載のタイヤ。

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