(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッドにショルダー側からタイヤ赤道面へ向かって延びるラグ溝をタイヤ周方向に複数有しラグパターンを形成する建設車両用空気入りタイヤにおいて、
タイヤ接地最大幅の５０％に対応するセンター領域に凹部を設け、前記ラグ溝を除いた該センター領域のネガティブ率が１０〜２５％であり、
前記凹部の深さは、前記ラグ溝の最大深さの１０〜４５％であり、
タイヤ接地最大幅の５０％に対応するセンター領域における前記ラグ溝の最大深さは、６０ｍｍ以上である、ことを特徴とする建設車両用空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記凹部は、タイヤ周方向に連続して形成された補助溝であることを特徴とする請求項１に記載の建設車両用空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記ラグ溝の深さは、ショルダー側からタイヤ赤道面へ向かって徐々に浅くなることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の建設車両用空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りタイヤに係り、特に、重荷重車両に用いられるトレッドの放熱効果を高めることのできるラグパターンを有した建設車両用空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りタイヤ（以下、適宜「タイヤ」と略す。）の耐摩耗性の向上を実現するために、耐摩耗性の良いトレッドゴムを使用していた。また、トレッドにおいても、トレッドボリュームを大きくしたり、トレッドゲージを厚くしたり、トレッドにおけるネガティブ率を低くする等の方法がとられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近、生産性向上の目的を実現するため、建築車両の大型化に伴なうタイヤサイズの大型化、偏平化及び重荷重化が進んでいる。その上、車両の高速化も進んでいる。かかる状況の下では、車両の高速化により、トレッド部の発熱が大きくなり、トレッド部のヒートセパレーション等の故障原因となることが懸念される。
【０００４】
すなわち、タイヤトレッド部の発熱は、タイヤの接地領域で受けるトレッド圧縮領域と、踏み込み部及び蹴り出し部で発生する曲げ応力の繰り返しにより生じる。特に、トレッドゲージ厚が比較的厚いオフザロード向けの重荷重タイヤにおいては、タイヤのセンター部のトレッドボリュームが大きくなることから、蓄熱も大きくなる。この結果、車両の走行時にセンター部の温度が高くなり、ヒートセパレーション故障の原因となる。
【０００５】
そこで、本発明は、上記事実を考慮し、トレッドの摩耗を極力抑えるとともに、放熱効果を高めることができる建設車両用空気入りタイヤを提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の建設車両用空気入りタイヤは、トレッドにショルダー側からタイヤ赤道面へ向かって延びるラグ溝をタイヤ周方向に複数有しラグパターンを形成する建設車両用空気入りタイヤにおいて、タイヤ接地最大幅の５０％に対応するセンター領域に凹部を設け、前記ラグ溝を除いた該センター領域のネガティブ率が１０〜２５％であり、前記凹部の深さは、前記ラグ溝の最大深さの１０〜４５％であり、タイヤ接地最大幅の５０％に対応するセンター領域における前記ラグ溝の最大深さは、６０ｍｍ以上である、ことを特徴とする。
【０００７】
次に、請求項１に記載の建設車両用空気入りタイヤの作用について説明する。
【０００８】
空気入りタイヤ、中でもオフザロード向けの重荷重タイヤに求められる基本性能は、完全に摩耗するまでいかに長く走りきるかである。車両走行時にはタイヤのトレッド部が発熱するが、特に、比較的トレッドゲージが厚いときである新品タイヤを使用した走行初期にかけてが問題となる。一般の使用法として、新品のタイヤはフロントに装着されることが多いが、フロントではサイドフォース入力が大きく、特に熱による影響を受ける。
【０００９】
ここで、タイヤ接地最大幅の５０％に対応するセンター領域に凹部を設け、ラグ溝を除いた該センター領域のネガティブ率を１０〜２５％としたので、トレッドの発熱量を減少できると共に、タイヤの表面積を大きくすることができタイヤの放熱性を向上させることができる。また、同時に、タイヤのセンター領域に凹部を設けることによりタイヤのトレッドボリュームが減少して摩耗の原因となるが、上記範囲内のネガティブ率ではこの摩耗を極力抑えることができる。
【００１０】
なお、ネガティブ率を１０％よりも小さくすれば放熱性が低下し、２５％よりも大きくすればトレッドが摩耗しやすくなるので、特に、センター領域のネガティブ率が上記設定範囲内であれば、放熱性の向上及び摩耗の低減を両立させることができる。
【００１１】
なお、空気入りタイヤは、それぞれのサイズに応じて、ＪＡＴＭＡ（日本）、ＴＲＡ（米国）及びＥＴＲＴＯ（欧州）などが発行する規格に定められたリムに装着して使用され、このリムが通常正規リムと称される。
【００１２】
同様に、「正規荷重」及び「正規内圧」とは、規格に定められた適用サイズ・プライレーティングにおける最大荷重及び最大荷重に対する空気圧を指す。
【００１３】
また、本明細書において、「タイヤ接地最大幅」とは、タイヤを「正規リム」にリム組みして「正規内圧」を充填し、「正規荷重」を静的に負荷したときのトレッドのタイヤ軸方向の接地最大幅を指す。
【００１４】
ここで、荷重とは下記規格に記載されている適用サイズにおける単輪の最大荷重（最大負荷能力）のことであり、内圧とは下記規格に記載されている適用サイズにおける単輪の最大荷重（最大負荷能力）に対応する空気圧のことであり、リムとは下記規格に記載されている適用サイズにおける標準リム（または”Ａｐｐｒｏｖｅｄ  Ｒｉｍ”、”Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄ  Ｒｉｍ”）のことである。
【００１５】
そして規格とは、タイヤが生産又は使用される地域に有効な産業規格によって決められている。例えば、アメリカ合衆国では”Ｔｈｅ  Ｔｉｒｅ  ａｎｄ  Ｒｉｍ  Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ  Ｉｎｃ．のＹＥＡＲ  ＢＯＯＫ（デザインガイド含む）”であり、欧州では”Ｔｈｅ  Ｅｕｒｏｐｅａｎ  Ｔｉｒｅ  ａｎｄ  Ｒｉｍ  Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  ＯｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎのＳｔａｎｄａｒｄｓＭａｎｕａｌ”であり、日本では日本自動車タイヤ協会の”ＪＡＴＭＡ  Ｙｅａｒ  Ｂｏｏｋ”にて規定されている。
【００１７】
請求項１の構成によれば、凹部の深さをラグ溝の最大深さの１０〜４５％としたので、トレッドの放熱性を向上させ、かつトレッドの摩耗を抑制することができる。
【００１８】
すなわち、凹部の深さをラグ溝の最大深さの１０％よりも小さくすると、凹部が浅くなりそれに伴なってタイヤの表面積が大きくとれないので放熱性は低下し、また、凹部の深さをラグ溝の最大深さの４５％よりも大きくすると、トレッドの剛性が低下し摩耗しやすくなるが、凹部の深さを上記設定範囲内とすることにより、放熱性の向上及び摩耗の低減を両立させることができる。
また、請求項１の構成によれば、特に、タイヤサイズ２４．００Ｒ４９以上の大きなタイヤにおいて、タイヤ接地最大幅の５０％に対応するセンター領域におけるラグ溝の最大深さを６０ｍｍ以上とすることにより、トレッドボリュームが増加し発熱量が大きくなるタイヤの放熱性を効果的に向上させることができる。
【００１９】
請求項２に記載の建設車両用空気入りタイヤは、凹部はタイヤ周方向に連続して形成された補助溝であることを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、凹部をタイヤ周方向に連続して形成された補助溝とすることにより、タイヤの転動時において空気流の流通を良くすることができる。このため、タイヤの放熱性をより向上させることができる。
【００２１】
請求項３に記載の建設車両用空気入りタイヤは、ラグ溝の深さはショルダー側からタイヤ赤道面へ向かって徐々に浅くなることを特徴とする。
【００２２】
従来のタイヤでは、ラグ溝の深さが１／８点あたりからショルダー側にかけて急激に深くなる構造を有していた。このため、トレッドの剛性分布が急激に変化し、タイヤの摩耗性能に対して悪影響を及ぼしていた。
【００２３】
ここで、ラグ溝の深さをショルダー側からタイヤ赤道面へ向かって徐々に浅くすることにより、トレッドの剛性分布を一様にでき、トレッドの摩耗を減少させることができる。
【００２４】
なお、「徐々」とは、１／４点からタイヤ赤道面の間に、この赤道面に対して垂直な領域（プラットホーム）を有さず、トレッド片幅の１／５以上の領域で傾きが赤道面に対して８０度程度（タイヤ軸方向に対して１０度）であることをいう。また、「急激」とは、ラグ溝の最大深さが上記設定領域で０となる状態をいい、通常、トレッド片幅の１０％程度の幅（タイヤ軸方向）のプラットホームがタイヤ赤道面付近に設けられている。
【００２７】
【発明の実施の形態】
[第１の実施形態]
以下、添付図面を参照して、本発明の第１実施形態に係る空気入りタイヤについて図１に基いて説明する。
【００２８】
図１（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ１０（以下、適宜「タイヤ１０」と略す。）のトレッド１２には、ショルダー部からタイヤ赤道面ＣＬへ向かって延びるラグ溝１４（主溝）がタイヤ周方向（矢印Ａ方向）に間隔を開けて複数形成されている。また、タイヤ赤道面ＣＬには、このラグ溝１４のタイヤ赤道面ＣＬ側の端部に連続した１本の補助溝１６（凹部）がタイヤ周方向に連続的に設けられている。また、隣接する各ラグ溝１４の間には陸部１８が設けられている。
【００２９】
換言すると、トレッド１２において、タイヤ赤道面ＣＬ両側でタイヤ接地最大幅Ｗ（本実施形態では８８０ｍｍ）の５０％（本実施形態では４４０ｍｍ）内に対応する領域をセンター領域２０、その両側の領域を両側領域２２としたときに、ラグ溝１４は両側領域からセンター領域２０に跨って、その深さが徐々に浅くなるように形成されており、特に、センター領域２０における最大深さは６０ｍｍ以上（本実施形態において、１／４点（タイヤ赤道面ＣＬからＷ／４の距離）での深さＤは８５ｍｍ）に設定されている。また、センター領域２０におけるネガティブ率（ラグ溝１４がネガ部分）は、１５〜２５％の範囲内で設定されている。
【００３０】
一方、補助溝１６はセンター領域２０に形成されており、この補助溝１６の形成によりラグ溝１４を除いたセンター領域２０におけるネガティブ率（補助溝１６がネガ部分）は１０〜２５％に設定されている。また、補助溝１６の深さｄは上記ラグ溝１４の最大深さの１０〜４５％に設定されている。本実施形態では深さｄは１２ｍｍとし、補助溝１６の幅Ｈは５０ｍｍに設定した。
【００３１】
なお、この補助溝１６は１本に限られず、上記設定を満たす限りは何本でもよい。
【００３２】
また、トレッド１２に用いられているトレッドゴムの物性は、室温（２５℃）におけるｔａｎδが０．０５〜０．４であり、かつヤング率（Ｅ’）が３×１０6〜２０×１０6（Ｐａ）が好ましい。
【００３３】
次に、空気入りタイヤ１０の作用及び効果について、図４及び図５に基いて説明する。
【００３４】
先ず、図４及び図５について説明する。
【００３５】
図４（Ａ）は摩耗指数（縦軸）とラグ溝１４を除いたセンター領域２０のネガティブ率（横軸）との関係を示したグラフであり、（Ｂ）は温度低減効果（縦軸）とラグ溝１４を除いたセンター領域２０のネガティブ率（横軸）との関係を示したグラフである。
【００３６】
図５（Ａ）は摩耗指数（縦軸）とラグ溝１４の最大深さに対する補助溝１６の深さの割合（横軸）との関係を示したグラフであり、（Ｂ）は温度低減効果（縦軸）とラグ溝１４の最大深さに対する補助溝１６の深さの割合（横軸）との関係を示したグラフである。
【００３７】
なお、図４では、ラグ溝１４の最大深さに対する補助溝１６の深さが１５％（一定）の条件における値であり、図５では、ラグ溝１４を除いたセンター領域２０のネガティブ率が１２．５％（一定）における値である。
【００３８】
また、図４（Ａ）及び図５（Ａ）の実線は１／４点からタイヤ赤道面ＣＬにかけて徐々に浅く形成されたラグ溝１４を設定した場合の曲線であり、点線は１／８点（タイヤ赤道面ＣＬからＷ／８の距離）から急激に深くなるラグ溝１４を設定した場合の曲線である。
【００３９】
また、図中の「摩耗指数」はタイヤ１０内部に配置されたベルトがセンター領域２０（１／４点間）において露出するまで（以下、「ベルト出」と称する。）の時間を表現した値であり、「温度」はセンター領域２０（１／４点間）での平均温度とした。
【００４０】
タイヤ１０が転動してトレッド１２が繰り返し曲げ変形をするとトレッド１２が発熱するが、本実施形態のタイヤ１０では、トレッド１２のセンター領域２０に補助溝１６が形成されているので、センター領域２０、即ちタイヤ赤道面ＣＬ付近のトレッドボリュームが低減され、かつセンター領域２０の圧縮応力が緩和されるのでタイヤ赤道面ＣＬ付近の発熱量が減少するとともに、タイヤ１０の表面積が増加するので、放熱効果が向上し、転動時のタイヤ赤道面ＣＬ付近の温度上昇を抑えることができる。
【００４１】
また、図４に示すように、補助溝１６を形成することにより、ラグ溝１４を除いたセンター領域２０におけるネガティブ率を１０〜２５％としたので、トレッドボリュームの減少を極力抑えることができるので、トレッド１２の摩耗を極力抑えることができる。この結果、トレッド１２の温度低減効果と摩耗の低減の両立を実現できる。
【００４２】
また、図５に示すように、補助溝１６の深さをラグ溝１４の最大深さの１０〜４５％に設定することにより、トレッド１２の剛性の低下を極力抑えることができるため、トレッド１２の温度低減効果と摩耗の低減の両立を実現できる。
【００４３】
なお、ラグ溝１４の深さは、ショルダー側からタイヤ赤道面ＣＬに向かって徐々に浅く形成されているので、トレッド１２の剛性分布が一定となり、タイヤ１０の摩耗性能に対し悪影響を及ぼすことがない。
[第２実施形態]
次に、本発明の第２実施形態に係る空気入りタイヤ３０について説明する。
【００４４】
本実施形態において、第１実施形態の空気入りタイヤ１０と重複する構成は適宜省略するとともに、重複する構成には同符号を付して説明する。
【００４５】
図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ３０には、隣接するラグ溝１４間に位置する陸部１８の略１／８点の位置に、タイヤ周方向（矢印Ａ方向）に延びる補助溝３２が複数形成されている。この補助溝３２は長方形状に形成されており、そのタイヤ周方向端部は隣接するラグ溝１４まで抜けている。
【００４６】
本実施形態において、タイヤ赤道面ＣＬに形成された補助溝１６の幅Ｈは５０ｍｍ、深さｄは３５ｍｍである。また、１／８点に形成された補助溝３２の幅Ｓは２５ｍｍ、深さｔは３５ｍｍである。
【００４７】
また、本実施形態の空気入りタイヤ３０は、タイヤ接地最大幅Ｗが１２００ｍｍ（片側６００ｍｍ）、タイヤ赤道面ＣＬから１／４点までの距離が３００ｍｍであり、１／４点でのラグ溝１４の深さＤが８９ｍｍである。
【００４８】
本実施形態の空気入りタイヤ３０においても、第１実施形態の空気入りタイヤ１０の奏する効果と同様の効果を奏し、放熱効果の向上と摩耗の抑止の両立を図ることができる。
[第３実施形態]
次に、本発明の第３実施形態に係る空気入りタイヤ４０について説明する。
【００４９】
本実施形態において、第１実施形態の空気入りタイヤ１０と重複する構成は適宜省略するとともに、重複する構成には同符号を付して説明する。
【００５０】
図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ４０は、隣接するラグ溝１４間に位置する陸部１８の略１／８点の位置に、円形の補助溝４２が複数形成されている。
【００５１】
本実施形態において、タイヤ赤道面ＣＬに形成された補助溝１６の幅Ｈは５０ｍｍ、深さｄ３５ｍｍである。また、補助溝４２の直径Ｒは７０ｍｍ、深さｌは２０ｍｍである。
【００５２】
また、本実施形態の空気入りタイヤ４０は、タイヤ接地最大幅Ｗが１２００ｍｍ（片側６００ｍｍ）、タイヤ赤道面ＣＬから１／４点までの距離が３００ｍｍであり、１／４点でのラグ溝１４の深さＤが８９ｍｍである。
【００５３】
本実施形態の空気入りタイヤ４０においても、第１実施形態の空気入りタイヤ１０の奏する効果と同様の効果を示し、放熱効果の向上と摩耗の抑止の両立を図ることができる。
【００５４】
なお、円形の補助溝４２以外として、楕円形のような有形の自己閉塞型溝でもよい。
[試験例]
次に、上記各実施形態の空気入りタイヤ１０、３０、４０の試験結果について説明する。
【００５５】
上記各実施形態の空気入りタイヤ１０、３０、４０を正規リムに装着し、摩耗性能評価と発熱性能評価を実施した。この試験結果を図６に記載した表に現した。ここで、表中の「摩耗指数」は、実地において１／４点間のベルト出までの走行時間を指数化したものである。したがって、値が小さいほど摩耗し易いことを意味している。また、「温度」は、正規内圧、正規荷重時で２４時間ドラムにて走行後の１／４点間の平均温度とした。
【００５６】
この表により、上記第１実施形態の空気入りタイヤ１０（タイヤサイズ  ＯＲＲ  ３７．００  Ｒ５７）については、補助溝１６が形成されていない従来の空気入りタイヤに対して、平均温度を４℃低下できた。また、摩耗指数を２ポイントの低下に留めることができた。
【００５７】
上記第２実施形態の空気入りタイヤ３０（タイヤサイズ  ＯＲＲ  ５５／８０Ｒ６３）については、従来の空気入りタイヤに対して、平均温度を６℃低下できた。また、摩耗指数を４ポイントの低下に留めることができた。
【００５８】
上記第３実施形態の空気入りタイヤ４０（タイヤサイズ  ＯＲＲ  ５５／８０Ｒ６３）については、従来の空気入りタイヤに対して、平均温度を７℃低下できた。また、摩耗指数を４ポイントの低下に留めることができた。
【００５９】
以上の試験結果により、各実施形態のいずれの空気入りタイヤ１０、３０、４０においても、従来の空気入りタイヤと比較して、摩耗指数を５ポイント以上落とすことなく、温度を３℃以上低下することができ、温度低下と摩耗の抑止を両立できることが判明した。
【００６０】
【発明の効果】
本発明の空気入りタイヤによれば、トレッドの摩耗を極力抑えるとともに、放熱効果を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は本発明の第１実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドの平面図であり、（Ｂ）は図１（Ａ）に示すトレッド１（Ｂ）−１（Ｂ）線断面図である。
【図２】（Ａ）は本発明の第２実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドの平面図であり、（Ｂ）は図２（Ａ）に示すトレッド２（Ｂ）−２（Ｂ）線断面図である。
【図３】（Ａ）は本発明の第３実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドの平面図であり、（Ｂ）は図３（Ａ）に示すトレッド３（Ｂ）−３（Ｂ）線断面図である。
【図４】摩耗指数（縦軸）とラグ溝を除いたセンター領域のネガティブ率（横軸）との関係、及び温度低減効果（縦軸）とラグ溝を除いたセンター領域のネガティブ率（横軸）との関係を示したグラフである。
【図５】摩耗指数（縦軸）とラグ溝の最大深さに対する補助溝の深さの割合（横軸）との関係、及び温度低減効果（縦軸）とラグ溝の最大深さに対する補助溝の深さの割合（横軸）との関係を示したグラフである。
【図６】本発明の各実施形態の空気入りタイヤにおける試験結果を記載した表である。
【符号の説明】
１０、３０、４０    空気入りタイヤ
１４                ラグ溝
１６、３２、４２    補助溝（凹部）
１８                陸部
【図１】
0004608111.tif 000002
【図２】
0004608111.tif 000003
【図３】
0004608111.tif 000004
【図４】
0004608111.tif 000005
【図５】
0004608111.tif 000006
【図６】
0004608111.tif 000007