JP2004262295A

JP2004262295A - 建設車両用重荷重用空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2004262295A
Application number: JP2003053269A
Authority: JP
Inventors: Akira Ono; 昭小野
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2004-09-24

Abstract

【課題】トラクション性を損なうことなく横滑り性を抑制しつつ、耐摩耗性を向上させた建設車両用重荷重用空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】空気入りタイヤは、トレッド部１に、２本の周方向細溝２ａ、２ｂを配設し、これら周方向細溝と両トレッド端３ａ、３ｂとによって、トレッド部１を側方陸部４と、中央陸部５に区画する。中央陸部５に横断細溝６を配設して、中央陸部５に複数のブロックを形成し、側方陸部４に横断太溝７を配設して、側方陸部４に複数のブロックを形成する。中央域幅Ｗ_１は、タイヤ赤道面Ｓを中心としてトレッド幅Ｗ_２の１５〜６０％の範囲であり、トレッド部１の総厚さは６０〜２００ｍｍの範囲であり、周方向細溝２ａ、２ｂは、その中央陸部５と側方陸部４の側壁が存在する溝底に、高さが周方向細溝深さの１５〜４５％、長さが中央陸部ブロックの側壁長さの５〜２０％である浅底部８を配設する。
【選択図】図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、格段に高い負荷能力及びトラクション性が要求される建設車両用重荷重用空気入りタイヤに関し、特に従来のブロックパターンを有するタイヤに比べて、トラクション性や耐横滑り性を確保しつつ、耐摩耗性等の耐久性の向上を図る。
【０００２】
【従来の技術】
建設車両用重荷重用空気入りタイヤは、例えばトラックバス用タイヤ、又は軽トラック用タイヤのような重荷重用空気入りタイヤと比べて、格段に高い耐負荷能力及びトラクション性能が要求される。そのため、かかるタイヤのトレッドパターンとしては、従来、耐摩耗性の観点から中央域にタイヤ周方向に連続して延びるリブ状陸部を配設し、トラクション性の確保の観点から両側方域に複数本のラグ溝を配設することによって、いわゆるリブラグパターンを採用するのが一般的である。しかし、中央域に配設したリブ状陸部の幅が大きくなりすぎると、登坂時のトラクションが損なわれる上、中央域に周方向に延びる溝が存在しないことから、操舵時に横滑りを誘発しやすく、さらに中央域に横断溝も存在しないため十分なトラクション性が得られないという問題がある。そこで、最近では、登坂時のトラクションと横方向へのエッヂ効果を両立させるため、中央域に配設する陸部を区画された複数のブロックとした、いわゆるラグブロックミックスパターンが多く用いられている。
【０００３】
一方、近年の建設車両の性能の向上に伴い、建設車両用重荷重用空気入りタイヤにも更なる耐負荷能力、トラクション性及び摩耗ライフの向上が強く望まれるようになっている。これらの性能向上を図るため、タイヤは益々大型化し、これに伴ってトレッドは益々厚肉化する必要が生じ、この結果、特にトレッド部の中央域において発熱量がより一層多くなっている。このため、かかる熱を放出してトレッドゴムの耐久性を向上する観点からも、中央域に溝を多く配設して中央陸部をブロックとして形成することが望ましい。
【０００４】
しかし、中央陸部をブロックで形成すると、タイヤ負荷転動時にブロックが前後又は左右に動きやすく、上述のように車両性能の向上に伴って、ブロックが早期摩耗又は欠け等の故障を発生するようになってきた。一方、中央陸部をリブ状陸部として形成したままでは、トレッドゴムの厚肉化により、例えばトレッド踏面部にカット傷を受けると、このカット傷が伝播して、やがてはベルトにまで達し、その後大きなトラクションを受けてトレッドゴムがタイヤ周方向に大きく歪変形する度に、その大きな歪変形応力伝播方向に沿って、前記カット傷がトレッドゴムとベルトとの間の亀裂となって進展してゆき、やがてはトレッドゴムとベルトとが互いに全剥離してしまう、いわゆるカットセパレーションという重大な故障を引き起こすおそれがあった。特許文献１には、ブロックの動きを抑制して耐摩耗性を向上させるため、縦溝と横溝の交差部付近の溝底を隆起させたタイヤが記載されている。しかし、このタイヤでは、建設車両用重荷重用空気入りタイヤのように格段に高い負荷が加わるタイヤのブロックの欠けを防止することはできない。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−２２７４１９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、この発明の目的は、トレッドパターンの最適化を図ることにより、トラクション性を損なうことなく横滑り性を抑制しつつ、耐摩耗性を向上させた建設車両用重荷重用空気入りタイヤを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明は、トレッド部に、タイヤ周方向に沿って延びる少なくとも２本の周方向細溝を配設し、これら周方向細溝と両トレッド端とによって、トレッド部をそれぞれ１列の側方陸部からなる両側方域と、少なくとも１列の中央陸部からなる中央域に区画し、中央陸部に、これを横切って延びる複数本の横断細溝を配設して、周方向細溝及び横断細溝で中央陸部を複数のブロックで形成し、側方陸部に、これを横切って延びる複数本の横断太溝を配設して、周方向細溝、横断太溝及びトレッド端で側方陸部を複数のブロックで形成し、中央域は、タイヤ赤道面を中心としてトレッド幅の１５〜６０％の範囲であり、トレッド部の総厚さは６０〜２００ｍｍの範囲であり、周方向細溝は、その中央陸部と側方陸部の側壁が存在する溝底に、高さが周方向細溝深さの１５〜４５％、長さが中央陸部ブロックの側壁長さの５〜２０％である浅底部を配設してなることを特徴とする建設車両用重荷重用空気入りタイヤである。ここで「トレッド幅」とは、ＪＡＴＭＡ、ＴＲＡ、ＥＴＲＴＯ等の、タイヤが製造、販売、又は使用される地域において有効な工業基準、規格等に定められる標準又は設計リムにタイヤをリム組みし、当該工業基準、規格等に定められる空気圧〜負荷能力対応表に定める１００％内圧を充填し、この内圧に対応する負荷能力相当の縦荷重を作用させたときのタイヤトレッド部の接地端間のタイヤ幅方向距離のことをいう。
【０００８】
また、周方向細溝は、タイヤ周方向に沿ってジグザグ状に延びるジグザグ溝であり、このジグザグ溝の屈曲点に横断太溝と横断細溝とが交互に交わる配置になり、浅底部を、ジグザグ溝の屈曲点を挟む両側壁位置の溝底に配設することが好ましい。ここでジグザグ溝の「屈曲点」とは、タイヤ周方向に対するジグザグ溝の延在角度が大きく変わる点のことをいい、この場合の中央陸部ブロックの側壁長さとは、タイヤ周方向で隣接する２つの横断細溝とジグザグ溝とが交わる屈曲点間に存在するブロックの側壁を、ジグザグ溝に沿って測定したときの長さのことをいう。
【０００９】
さらに、周方向細溝の溝幅が、８〜２０ｍｍの範囲にあることが好ましい。
【００１０】
さらにまた、周方向細溝の溝深さが、トレッドゴム総厚さの５０〜８５％の範囲にあることが好ましい。
【００１１】
また、横断細溝の溝幅が、８〜２０ｍｍの範囲にあることが好ましい。
【００１２】
さらに、横断細溝の溝深さが、トレッドゴム総厚さの５０〜８５％の範囲にあることが好ましい。
【００１３】
さらにまた、横断細溝が、タイヤ負荷転動時の接地域内で閉塞して、実質上のリブラグパターンを形成することが好ましい。ここでいう「実質上のリブラグパターン」とは、横断細溝が閉塞して、その溝幅が実質上零になり、隣接する中央陸部ブロックが接触し、タイヤ周方向に連続した状態となることをいう。
【００１４】
加えて、周方向細溝が、タイヤ負荷転動時の接地域内で閉塞することが好ましい。
【００１５】
加えてまた、周方向細溝及び横断細溝のそれぞれが、タイヤ負荷転動時の接地域内で閉塞して、実質上のラグパターンを形成することが好ましい。ここでいう「実質上のラグパターン」とは、周方向細溝及び横断細溝のそれぞれが閉塞して、それらの溝幅が実質上零になり、隣接する中央陸部ブロックが接触し、タイヤ周方向に連続するとともに、隣接する中央陸部ブロック同士及び側方陸部ブロックが接触し、タイヤ幅方向に連続した状態となることをいう。
【００１６】
また、トレッド部のタイヤ径方向内側に、コードがタイヤ赤道面に対して３〜１２°の角度で延びる少なくとも３層のコード層を、コードがタイヤ赤道面を挟んで交差するように積層してなるベルトを配設し、かつベルトを構成する最内コード層がタイヤ赤道面を中心としてトレッド幅の２５〜５０％の幅を有することが好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態を説明する。図１は、この発明に従う代表的な建設車両用重荷重用空気入りタイヤ（以下、「タイヤ」という。）のトレッド部の一部の展開図であり、図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線上の断面図である。
【００１８】
図１に示すタイヤは、トレッド部１に、タイヤ周方向に沿って延びる少なくとも２本の周方向細溝、図１では２本の周方向細溝２ａ、２ｂを配設し、これら周方向細溝と両トレッド端３ａ、３ｂとによって、トレッド部１をそれぞれ１列の側方陸部４からなる両側方域と、少なくとも１列の中央陸部、図１では１列の中央陸部５からなる中央域に区画する。そして、中央陸部５に、これを横切って延びる複数本の横断細溝６を配設して、周方向細溝２ａ、２ｂ及び横断細溝６で中央陸部５を複数のブロックで形成し、側方陸部４に、これを横切って延びる複数本の横断太溝７を配設して、周方向細溝２ａ、２ｂ、横断太溝７及びトレッド端３ａ、３ｂで側方陸部４を複数のブロックで形成する。さらに、このタイヤにおいて、中央域の幅Ｗ_１は、タイヤ赤道面Ｓを中心としてトレッド幅Ｗ_２の１５〜６０％の範囲であり、トレッド部１の総厚さは６０〜２００ｍｍの範囲であり、周方向細溝２ａ、２ｂは、その中央陸部５と側方陸部４の側壁が存在する溝底に、高さｈが周方向細溝２ａ、２ｂの深さｄの１５〜４５％、長さｌ_１が中央陸部４のブロックの側壁長さｌ_２の５〜２０％である浅底部８を配設してなる。
【００１９】
以下、この発明が上記構成を採用するに至った経緯を作用とともに説明する。上述したように、最近では、建設車両用重荷重用空気入りタイヤのトレッドパターンとして、いわゆるラグブロックミックスパターンが多く用いられている。しかし、中央陸部をブロックで形成すると、横滑りの防止、及びトラクション性と放熱性の向上を図ることはできるが、早期摩耗又はブロック欠け等の故障が生じやすく耐久性には劣る。一方、中央陸部をリブ状陸部で形成すると、耐摩耗性には優れるが、タイヤの放熱性が劣る他、トレッド踏面部にカット傷を受けると、このカット傷が伝播して、やがてはベルトにまで達し、その後大きなトラクションを受けてトレッドゴムがタイヤ周方向に大きく歪変形する度に、その大きな歪変形応力伝播方向に沿って、カット傷がトレッドゴムとベルトとの間の亀裂となって進展してゆき、やがてはトレッドゴムとベルトとが互いに全剥離してしまう、いわゆるカットセパレーションを防止することができない。発明者は、中央陸部をブロックに区画する周方向溝と横断溝を細溝とすれば、接地域内では負荷により陸部が変形してこれらの細溝が実質的に閉じる結果、中央陸部は実質側方陸部と陸続きになって、耐摩耗性が向上する一方、接地域外では、これらの細溝の溝幅が復元する結果、タイヤの放熱及びカットセパレーションの進展の防止の役目を果たすことができるとの着想を得た。
【００２０】
ところが、タイヤの使用初期においては、これらの溝は細く深いため、溝底の曲率半径を大きく設定することが困難であり、溝底クラックが生じやすく、ブロック欠け等の問題が生じていた。
【００２１】
このため、周方向細溝の溝底に、区分された陸部の双方に接するように浅底部を形成すれば、溝底クラックを効果的に防止することができると同時に、加硫後の冷却時に側方陸部と中央陸部が収縮しようとしても、浅底部がその収縮を抑制する結果、周方向細溝及び横断細溝の溝幅が広がるのを効果的に防止できるという効果もあることを見出し、この発明を完成させるに至ったのである。
【００２２】
中央域の幅Ｗ_１を、タイヤ赤道面Ｓを中心としてトレッド幅Ｗ_２の１５〜６０％の範囲とするのは、１５％未満の場合には、十分なトラクションを得られないからであり、６０％を超える場合には、操舵時に横滑りを誘発しやすいからである。
【００２３】
また、トレッド部１の総厚さは６０〜２００ｍｍの範囲とするのは、６０ｍｍ未満の場合には、耐摩耗性が不十分となるからであり、２００ｍｍを超える場合には、発熱時の耐久性が不十分となるからである。
【００２４】
さらに、浅底部８の高さｈを周方向細溝２ａ、２ｂの深さｄの１５〜４５％とするのは、１５％未満の場合には、溝底クラックを防止する効果及び陸部の収縮を抑制する効果が不十分となるからであり、４５％を超える場合には、接地域内での細溝の閉塞が達成できなくなるおそれがあるからである。
【００２５】
さらにまた、浅底部８の長さｌ_１を中央陸部４のブロックの側壁長さｌ_２の５〜２０％とするのは、５％未満の場合には、溝底クラックを防止する効果及び陸部の収縮を抑制する効果が不十分となるからであり、２０％を超える場合には、接地域内での細溝の閉塞が達成できなくなるおそれがあるからである。
【００２６】
また、図３に示すように、周方向細溝２ａ、２ｂは、タイヤ周方向に沿ってジグザグ状に延びるジグザグ溝であり、このジグザグ溝の屈曲点９ａ、９ｂに横断太溝７と横断細溝６とが交互に交わる配置になり、浅底部８を、ジグザグ溝の屈曲点９ａ、９ｂを挟む両側壁位置の溝底に配設することが好ましい。周方向細溝２ａ、２ｂをジグザグ状とすることで、タイヤ周方向とタイヤ幅方向のエッジ成分を有効に増加させることができ、耐横滑り性とトラクション性の双方が一層向上するからであり、浅底部８を、屈曲点９ａ、９ｂを挟む両側壁位置の溝底に配設することにより、ブロック欠けを防止し、かつタイヤ成形時の陸部ブロックの熱収縮を一層効果的に抑制することができるからである。
【００２７】
さらに、周方向細溝２ａ、２ｂの溝幅が、８〜２０ｍｍの範囲にあることが好ましい。溝幅が８ｍｍ未満の場合には、放熱効果が低下し発熱時の耐久性が不十分となるからであり、２０ｍｍを超える場合には、トレッド接地域内での周方向細溝が大きくなりすぎ、陸部ブロックの欠けが発生するからである。
【００２８】
加えて、周方向細溝２ａ、２ｂの溝深さが、トレッドゴム総厚さの５０〜８５％の範囲にあることが好ましい。溝深さが、トレッドゴム総厚さの５０％未満の場合には、横滑りを抑制することができないからであり、８５％を超える場合には、陸部高さが高くなりすぎ、ブロックの欠けの原因となるからである。
【００２９】
また、横断細溝６の溝幅が、８〜２０ｍｍの範囲にあることが好ましい。溝幅が８ｍｍ未満の場合には、放熱効果が低下し発熱時の耐久性が不十分となるからであり、２０ｍｍを超える場合には、トレッド接地域内での周方向細溝が大きくなりすぎ、陸部ブロックの欠けが発生するからである。
【００３０】
さらに、横断細溝の溝深さが、トレッドゴム総厚さの５０〜８５％の範囲にあることが好ましい。溝深さが、トレッドゴム総厚さの５０％未満の場合には、十分な放熱面積が得られず、発熱を低減する効果が不十分となるからであり、８５％を超える場合には、陸部高さが高くなりすぎ、ブロックの欠けの原因となるからである。
【００３１】
さらにまた、耐横滑り性が重視される場合には、横断細溝６が、タイヤ負荷転動時の接地域内で閉塞して、実質上のリブラグパターンを形成することが好ましい。
【００３２】
加えて、トラクション性が重視される場合には、周方向細溝２ａ、２ｂが、タイヤ負荷転動時の接地域内で閉塞することが好ましい。
【００３３】
加えてまた、耐摩耗性が重視される場合には、周方向細溝２ａ、２ｂ及び横断細溝６のそれぞれが、タイヤ負荷転動時の接地域内で閉塞して、実質上のラグパターンを形成することが好ましい。
【００３４】
また、図４に示すように、トレッド部１のタイヤ径方向内側に、コードがタイヤ赤道面に対して３〜１２°の角度で延びる少なくとも３層のコード層、図４では３層のコード層１０ａ、１０ｂ、１０ｃを、コードがタイヤ赤道面を挟んで交差するように積層してなるベルト１１を配設し、かつベルト１１を構成する最内コード層１０ａがタイヤ赤道面Ｓを中心としてトレッド幅Ｗ_２の２５〜５０％の幅Ｗ_３を有することが好ましい。最内コード層１０ａの幅Ｗ_３がトレッド幅Ｗ_２の２５％未満の場合には、内圧による径成長を抑制する効果が小さいからであり、５０％を超える場合には、ベルト端の歪が増加し、ベルト１１の故障が発生するおそれがあるからである。
【００３５】
なお、上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。
【００３６】
【実施例】
次に、この発明に従う空気入りタイヤを試作し、性能評価を行ったので、以下に説明する。
【００３７】
実施例のタイヤは、タイヤサイズが４０００Ｒ５７の建設車輌用ラジアルタイヤであり、コードがタイヤ赤道面に対して５°の角度で延びる３層のコード層を、コードがタイヤ赤道面を挟んで交差するように積層してなるベルトを配設し、かつベルトを構成するコード層のうち、タイヤ径方向内側に位置する２枚のコード層がタイヤ赤道面を中心としてトレッド幅の３０％の幅を有し、トレッドパターンが図３に示すとおりであり、表１に示す諸元を有する。
【００３８】
比較のため、タイヤサイズが実施例のタイヤと同じであり、図５（ａ）に示すトレッドパターン（比較例１）又は図５（ｂ）に示すトレッドパターン（比較例２）、及び表１に示す諸元を有するタイヤについても併せて試作した。
【００３９】
（試験方法）
前記各供試タイヤを、ＴＲＡで定める標準リム（リム径：２９インチ（７３．６６ｃｍ）、フランジ高さ：６インチ（１５．２４ｃｍ））に取り付けてタイヤ車輪とし、空気圧：６８６ｋＰａ（相対圧）、タイヤ荷重：ＴＲＡ規格の１００％荷重（５８８ｋＮ）の条件下でダンプトラックの前輪に装着し、悪路のテストコースを速度１０ｋｍ／ｈにてほぼ等速で１０００時間走行した。
【００４０】
（評価方法）
トラクション性及び耐横滑り性は、テストドライバーによるフィーリングによって評価し、従来例１の値を１００とする指数にて示した。耐摩耗性は、走行後のトレッド部をタイヤ幅方向にて８等分し、それらの各位置における溝深さを測定し、初期溝深さからの摩耗量を走行時間で除して得られる値を、従来例１を１００とする指数にて表した。これらの指数はいずれも、数値が大きいほど性能が優れている。結果を表１に示す。
【００４１】
【表１】

【００４２】
表１に示す評価結果から、実施例のタイヤは比較例１及び２のタイヤに比べて、トラクション性及び耐横滑り性は同等以上でありながら、耐摩耗性が向上していることが分かる。
【００４３】
【発明の効果】
この発明により、トラクション性を損なうことなく横滑り性を抑制しつつ、耐摩耗性を向上させた建設車両用重荷重用空気入りタイヤを提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に従う代表的な建設車両用重荷重用空気入りタイヤのトレッド部の一部の展開図である。
【図２】図１に示すタイヤのＩＩ−ＩＩ線上の断面図である。
【図３】この発明に従う他の建設車両用重荷重用空気入りタイヤのトレッド部の一部の展開図である。
【図４】図３に示すタイヤの要部のタイヤ幅方向断面図である。
【図５】（ａ）はラグパターンを有する従来例１のトレッド部の一部の展開図であり、（ｂ）はラグブロックミックスパターンを有する従来例２のトレッド部の一部の展開図である。
【符号の説明】
１トレッド部
２ａ、２ｂ周方向細溝
３ａ、３ｂトレッド端
４側方陸部
５中央陸部
６横断細溝
７横断太溝
８浅底部
９ａ、９ｂ屈曲点
１０ａ、１０ｂコード層
１１ベルト

Claims

トレッド部に、タイヤ周方向に沿って延びる少なくとも２本の周方向細溝を配設し、これら周方向細溝と両トレッド端とによって、トレッド部をそれぞれ１列の側方陸部からなる両側方域と、少なくとも１列の中央陸部からなる中央域に区画し、中央陸部に、これを横切って延びる複数本の横断細溝を配設して、周方向細溝及び横断細溝で中央陸部を複数のブロックで形成し、側方陸部に、これを横切って延びる複数本の横断太溝を配設して、周方向細溝、横断太溝及びトレッド端で側方陸部を複数のブロックで形成し、中央域は、タイヤ赤道面を中心としてトレッド幅の１５〜６０％の範囲であり、トレッド部の総厚さは６０〜２００ｍｍの範囲であり、周方向細溝は、その中央陸部と側方陸部の側壁が存在する溝底に、高さが周方向細溝深さの１５〜４５％、長さが中央陸部ブロックの側壁長さの５〜２０％である浅底部を配設してなることを特徴とする建設車両用重荷重用空気入りタイヤ。
前記周方向細溝は、タイヤ周方向に沿ってジグザグ状に延びるジグザグ溝であり、このジグザグ溝の屈曲点に横断太溝と横断細溝とが交互に交わる配置になり、前記浅底部を、ジグザグ溝の屈曲点を挟む両側壁位置の溝底に配設する請求項１記載の空気入りタイヤ。
周方向細溝の溝幅が、８〜２０ｍｍの範囲にある請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
周方向細溝の溝深さが、トレッドゴム総厚さの５０〜８５％の範囲にある請求項１〜３のいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
横断細溝の溝幅が、８〜２０ｍｍの範囲にある請求項１〜４のいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
横断細溝の溝深さが、トレッドゴム総厚さの５０〜８５％の範囲にある請求項１〜５のいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
横断細溝が、タイヤ負荷転動時の接地域内で閉塞する請求項１〜６のいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
周方向細溝が、タイヤ負荷転動時の接地域内で閉塞する請求項１〜７のいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
周方向細溝及び横断細溝のそれぞれが、タイヤ負荷転動時の接地域内で閉塞する請求項１〜８のいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
トレッド部のタイヤ径方向内側に、コードがタイヤ赤道面に対して３〜１２°の角度で延びる少なくとも３層のコード層を、コードがタイヤ赤道面を挟んで交差するように積層してなるベルトを配設し、かつベルトを構成する最内コード層がタイヤ赤道面を中心としてトレッド幅の２５〜５０％の幅を有する請求項１〜９のいずれか一項記載の空気入りタイヤ。