农业用轮胎的制作方法

本发明的示例性实施方式涉及一种农业用轮胎。

背景技术：

日本特开2012-51478号公报中公开了农业用轮胎，该农业用轮胎具有：多个横向花纹块，其设置于胎面部；以及突出部，其设置于位于轮胎宽度方向上的至少一侧的轮胎侧部，并且该突出部突出成比横向花纹块的位于轮胎宽度方向外侧的端部更靠轮胎宽度方向外侧。

技术实现要素：

发明要解决的问题

在农业用轮胎中，通过减小横向花纹块相对于轮胎宽度方向的倾斜角度来产生牵引力，使得在行驶时横向花纹块能够陷入土地中。然而，如果横向花纹块相对于轮胎宽度方向的倾斜角度过小，则会产生如下问题：难以确保操纵稳定性，难以改善乘坐舒适性，并且难以抑制噪音。

作为应对该问题的对策，横向花纹块相对于轮胎宽度方向倾斜是有效的，然而，在该情况下，相反难以确保良好的牵引性(例如，参见日本特开2012-51478号公报的段落[0004]和段落[0005])。

本发明的示例性实施方式的目的是在确保操纵稳定性并抑制噪音的同时改善牵引性。

用于解决问题的方案

根据本发明的示例性实施方式的农业用轮胎包括：设置于胎面部的多个横向花纹块；以及突出部，所述突出部从所述横向花纹块的位于轮胎宽度方向外侧的端部朝向轮胎宽度方向外侧突出且具有如下的面：该面在朝向轮胎宽度方向外侧延伸的假想直线的角度为0°的情况下以35°以上且55°以下的角度面向轮胎转动方向。

发明的效果

如上所述，根据本发明的示例性实施方式的农业用轮胎实现了能够改善不平整地面上的牵引性的优异效果。

附图说明

图1是示出了根据示例性实施方式的农业用轮胎的局部立体图。

图2是示出了根据示例性实施方式的农业用轮胎的局部平面图。

图3是当沿着通过图1中的农业用轮胎的转动中心的假想平面切农业用轮胎时的放大半截面图。

图4A是示出了已装配有根据示例性实施方式的农业用轮胎的车辆在不平整地面的行驶路土地(trackway soil)等上行驶之后的轮胎印迹的示意图(即，局部平面图)。

图4B是在已装配有根据示例性实施方式的农业用轮胎的车辆在不平整地面的行驶路土地等上行驶之后的轮胎印迹的示意图(即，局部侧视图)。

图5是示出了形成根据示例性实施方式的农业用轮胎的突出部的面向轮胎转动方向的面的角度与由该突出部施加于不平整地面的行驶路土地等的力之间的关系的图(图表)。

具体实施方式

以下，将基于附图说明用于实施的方式(即，优选的示例性实施方式。)

<结构>

如图3所示，示例性实施方式的农业用轮胎10设置有一对胎圈部16、胎侧部18、胎面部20、胎体22以及带束层24。

[胎侧部]

胎侧部18与一对胎圈部16中的对应胎圈部相连。

[胎体部]

胎体22以在一对胎圈部16之间环状延伸的方式设置。此外，作为示例，胎体22具有：胎体主体部22A，其以横跨在一对胎圈芯26之间的方式布置；和折返部22B，其绕着胎圈芯26卷绕。

[带束层]

带束层24设置在胎体22的冠部的外周。

[胎面部]

如图1至图3所示，胎面部20设置有横向花纹块12。胎面部20与位于两侧的胎侧部18连续。注意，将胎面部20的除了设置横向花纹块12的部位以外的部位称为底面20A。胎面部20位于带束层24的外周侧的位置。注意，在图2中，单点划线CL示出了农业用轮胎10的赤道面(即，通过胎面部20的宽度方向上的中心的面)。

<横向花纹块>

当已装配有农业用轮胎10的车辆(图中未示出)在铺砌路面(paved road)等上行驶时，作为下述各横向花纹块12的顶面12B与铺砌路面接触的结果，顶面12B受到来自铺砌路面的摩擦力。此外，当已装配有农业用轮胎10的车辆在不平整地面上行驶时，横向花纹块12在行驶路土地S上产生牵引力，其中该行驶路土地被多个横向花纹块12和底面20A压缩在沿轮胎周向位于前后的多个横向花纹块12之间(参见图4A和图4B)。

胎面部20设置有多个横向花纹块12。如图1和图2所示，作为示例，多个横向花纹块12沿着轮胎周向交替地配置在轮胎宽度方向上的两侧。各横向花纹块12的长度方向相对于轮胎宽度方向倾斜。此外，如图1所示，各横向花纹块12从胎面部的轮胎径向外侧突出，并且各横向花纹块12的顶部形成有与铺砌路面接触的顶面12B。当农业用轮胎10已装配于车辆且该车辆向前移动时，农业用轮胎10沿由箭头A表示的方向转动(参见图1和图2)。即，当已装配有农业用轮胎10的车辆向前移动时，各横向花纹块12的轮胎宽度方向上的内侧端部在轮胎宽度方向上的外侧端部之前与路面接触。这里，由箭头A表示的方向是轮胎正转动方向的示例。

此外，如图3所示，各横向花纹块12的位于轮胎宽度方向外侧的端部12A(以下，称作“端部12A”)朝向胎面端T的轮胎宽度方向外侧倾斜地突出。这里，端部12A是位于轮胎周向外侧的端部的示例。各横向花纹块12的端部12A形成平缓倾斜的曲面且通过连续的曲面与胎侧部18的位于轮胎宽度方向外侧的部位连接。注意，将各横向花纹块12的面向轮胎转动方向的面称为侧面12C。这里，如图3所示，由横向花纹块12的陷入地面的端部12A形成的上述平缓倾斜的曲面是如下曲面：该曲面与农业用轮胎10的赤道面之间的距离增大率从轮胎径向外侧端部朝向内侧逐渐减小。

这里，上述胎面端T是当农业用轮胎10安装到由JATMA(日本机动车轮胎协会)出版的2010年版的年鉴(YEAR BOOK)规定的标准轮辋、然后充填与用于由该年鉴中记载的适用尺寸和层级的最大负载对应的空气压力(即，最大空气压力)的100％的内压、然后使轮胎负荷该最大负载时，位于轮胎宽度方向最外侧的接地部分。注意，如果在使用地或制造地适用TRA标准或ETRTO标准，则使本发明遵照这些标准中的对应标准。

<突出部(主要部分)>

突出部14具有在已装配有农业用轮胎10的车辆在不平整地面上行驶时产生牵引力的功能。换言之，通过产生由横向花纹块12所产生的牵引力以外的牵引力，突出部14具有改善农业用轮胎10的牵引性的功能。

如图1至图3所示，突出部14从端部12A朝向轮胎宽度方向外侧突出。换言之，突出部14从横向花纹块12的位于轮胎宽度方向外侧的端部进一步向轮胎宽度方向外侧突出。注意，突出部14的轮胎宽度方向上的最大宽度L1为胎面部20的轮胎宽度方向上的宽度2×L0的10％以下。

此外，突出部14还具有面向箭头A的方向的面14A。换言之，突出部14具有面向轮胎转动方向的面。这里，面14A是面向轮胎转动方向的面的示例。注意，在示例性实施方式中，作为示例，面14A被形成为平面。此外，相对于轮胎宽度方向(即，由箭头C表示的方向)，如果朝向轮胎宽度方向外侧延伸的假想直线的角度为0°，则面14A倾斜45°。

如图1和图3所示，各突出部14的位于轮胎径向外侧的端面14B被形成为比横向花纹块12的顶面12B靠轮胎径向内侧。这里，端面14B是突出部14的位于轮胎径向外侧的端部的示例。换言之，突出部14的位于轮胎径向外侧的端部比横向花纹块12的位于轮胎径向外侧的端部靠轮胎径向内侧。注意，作为示例，将各突出部14的位于轮胎径向外侧的端部与各横向花纹块12的位于轮胎径向外侧的端部之间的轮胎径向上的距离L2设定为25mm。

此外，如图1至图3所示，各突出部14(或各端面14A)的位于轮胎宽度方向内侧的端部与各横向花纹块12(或各侧面12C)的位于轮胎宽度方向外侧的端部之间的边界部分B在轮胎转动方向上的前侧彼此一致。

注意，如上所述，边界部分B在轮胎转动方向上的前侧彼此一致，然而，如图2所示，各横向花纹块12的侧面12C与各突出部14的面14A以边界部分B作为它们的边界，并且分别相对于轮胎宽度方向(即，箭头C的方向)以相互不同的角度倾斜。换言之，边界部分B形成有角部。注意，如果朝向轮胎宽度方向外侧延伸的假想直线角度为0°，则侧面12C的边界部分B侧的角度比面14A的角度(45°)小(参见图2)。

<作用>

接着，将参照附图说明示例性实施方式的农业用轮胎10的作用。在以下说明中，首先，将说明由横向花纹块12和底面20A产生的作用(即，产生牵引力的机理等)。随后，将说明作为示例性实施方式的主要部分的突出部14的作用。

[设置具有面14A的突出部14背后的立意]

当示例性实施方式的发明人观察装配有农业用轮胎的车辆在行驶路土地S上行驶之后产生的轮胎印迹时，发明人注意到行驶路土地S在位于横向花纹块12的轮胎宽度方向外侧端部的外侧的部位被更大程度地压缩(参见图4A中的区域E2)。此外，本发明人还确认，区域E2与在沿箭头A的方向上位于前后的多个横向花纹块12夹着的区域E1中的行驶路土地S之间的边界部分存在剪切面D1，换言之，在区域E2的行驶路土地S中产生剪切力。此外，在本发明人研究了导致待在区域E2中产生剪切力的机理是什么类型之后，然后将通过与行驶路土地S的相互作用产生的牵引力分解为摩擦力牵引力FT与剪切力牵引力ST，然后作为考虑了端部12A产生的轮胎径向上的压缩力的结果，本发明人确认了下述反作用力F1的存在。结果，清楚的是，剪切力因反作用力F1和由农业用轮胎10的转动产生的力而在区域E2中起作用。

因此，为了能够使在区域E2中起作用的剪切力对牵引性的改善作出贡献，设置具有示例性实施方式的面14A的突出部14。

[由横向花纹块12和底面20A提供的牵引力]

接着，将说明构成农业用轮胎10的横向花纹块12和底面20A通过与行驶路土地S的相互作用而产生牵引力的机理。在该情况下，牵引力能够被认为包括两个主要要素、即摩擦力牵引力FT和剪切力牵引力ST。

摩擦力牵引力FT由公式(1)表达。

FT＝μ×P_TOP×A_TOP (公式1)

这里，μ表示行驶路土地S与顶面12B之间的摩擦系数。P_TOP表示顶面12B施加于行驶路土地S的接地压力(即，接触压力)。A_TOP表示顶面12B的接地面积(即，接触面积)。

剪切力牵引力ST由公式(2)表达。

这里，表示内部摩擦系数。P_Bottom表示底面20A施加于行驶路土地S的接地压力(即，接触压力)。A_Bottom表示底面20A的接地面积(即，接触面积)。c表示由行驶路土地S的粘度等确定的粘附力。这里，由表示的内部摩擦系数是表示行驶路土地S之中的摩擦程度的系数。

注意，由公式(2)表达的剪切力牵引力ST表示剪切已被压缩于在轮胎转动方向(即，在由箭头A表示的方向)上彼此相邻的横向花纹块12之间的行驶路土地S的单一面剪切力(single plane shear force)。这里，如图4B所示，剪切已被压缩在相互相邻的横向花纹块12之间的行驶路土地S的单一面剪切力是被压缩于在轮胎转动方向(即，在由箭头A表示的方向)上彼此相邻的横向花纹块12之间的行驶路土地S的剪切力，换言之，是位于将横向花纹块12的顶面12B接合在一起的假想线D2的内侧的行驶路土地S的剪切力。通过增大该单一面剪切力，能够改善农业用轮胎10的牵引性。

接着，将参照图4A和图4B说明当形成农业用轮胎10的一部分的横向花纹块12在不平整地面上行驶时赋予不平整地面的行驶路土地S的力。

当农业用轮胎10沿由箭头A表示的方向转动时，夹在沿由箭头A表示的方向位于前后的多个横向花纹块12之间的区域E1中的行驶路土地S受到来自位于由箭头A表示的方向上的上游侧的横向花纹块12的力F₀，从而使该行驶路土地S被沿由箭头A表示的方向压缩。夹在沿由箭头A表示的方向位于前后的多个横向花纹块12之间的行驶路土地S因已装配有农业用轮胎10的车辆的重量而受到来自底面20A的力，从而使该行驶路土地S被沿轮胎径向压缩。

此外，农业用轮胎10以如下方式变形：横向花纹块12的端部12A因车辆的重量和农业用轮胎10的重量而在轮胎宽度方向上鼓出，并且变形了的端部12A压缩行驶路土地S。图4A中示出的区域E2表示被端部12A压缩的部位。

这里，在图4A中，θ表示横向花纹块12的任意部位相对于轮胎宽度方向的倾斜角度。因而，已受到力F₀的横向花纹块12对区域E1中的行驶路土地S施加F的力。在该F中，在轮胎宽度方向上施加的力Fx为F₀×sinθ×cosθ，而在轮胎周向上施加的力Fy为F₀×cos2θ。此外，作为区域E2中的行驶路土地S被端部12A沿轮胎径向压缩的结果，区域E2的行驶路土地S中产生响应于Fx的在轮胎宽度方向上的反作用力(即，从轮胎宽度方向外侧面向内侧的力Fx的力F1)。

如图4A所示，行驶路土地S中的剪切面D1形成在将横向花纹块12的位于轮胎宽度方向外侧的端部连接在一起的假想线(或在区域E1与区域E2之间的边界)附近。此外，如图4B所示，行驶路土地S中的剪切面D2形成在将横向花纹块12的顶面12B连接在一起的假想线附近。

伴随着农业用轮胎10在由箭头A表示的方向上的转动，具有与由已被横向花纹块12压缩的行驶路土地S受到的Fy相等的力的反作用力施加于横向花纹块12。换言之，横向花纹块12经由上述机理产生牵引力。因此，已装配有农业用轮胎10的车辆沿与由箭头A表示的方向相反的方向移动。

[突出部的作用]

现将参照附图说明突出部14的作用。

如上所述，为了改善农业用轮胎10的牵引性，必须增大公式(2)中的值。具体地，如果增大作为公式(2)中应用的参数的P_Bottom或A_Bottom就足够了。

这里，如上所述，在农业用轮胎10的情况下，如图4A所示，行驶路土地S被压缩的区域不仅为区域E1，而且还为被端部12A压缩的区域E2。此外，如果区域E2中的行驶路土地S能够用于单一面剪切力，则能够在不必须增大被夹在相互相邻的横向花纹块12之间的底面20A的面积的情况下改善农业用轮胎10的牵引性。

在示例性实施方式的农业用轮胎10的情况下，如图1至图3所示，多个突出部14从端部12A朝向轮胎宽度方向外侧突出。此外，突出部14具有面向轮胎转动方向(即，由箭头A表示的方向)的面14A。当已装配有农业用轮胎10的车辆在不平整地面上行驶时，多个突出部14咬入已被端部12A压缩的区域E2。结果，在农业用轮胎10中，轮胎宽度方向上的行驶路土地S的蹬出量比不设置突出部14的农业用轮胎的多。因此，与不设置突出部14的农业用轮胎相比，农业用轮胎10中的单一面剪切力较大。

因此，与不设置突出部14的农业用轮胎相比，根据示例性实施方式的农业用轮胎10能够改善不平整地面上的牵引性。

此外，在示例性实施方式的农业用轮胎10的情况下，如图2所示，相对于轮胎宽度方向(即，由箭头C表示的方向)，如果朝向轮胎宽度方向外侧延伸的假想直线的角度为0°，则突出部14的表面14A倾斜45°。这里，如上所述，在被端部12A压缩的区域E2中，反作用力F1沿从轮胎宽度方向外侧朝向内侧的方向施加。此外，如图5所示，当表面14A相对于轮胎宽度方向的角度为45°时，则从轮胎宽度方向内侧朝向外侧施加的力最大。

因此，当形成示例性实施方式的农业用轮胎10的一部分的突出部14的面14A相对于轮胎宽度方向倾斜45°时，能够使不平整地面上的牵引性最大。

注意，作为示例性实施方式的一个方面，还包括表面14A相对于轮胎宽度方向的倾斜角度不是45°的情况。例如，如图5所示，假设倾斜角度在45°±30°(即，15°以上且75°以下)的范围内，则无论使用哪个倾斜角度，与45°的倾斜角度相比，均能够产生由突出部14提供的牵引力的50％以上的牵引力。更优选地，如果倾斜角度在45°±10°(即，35°以上且55°以下)的范围内，则无论使用哪个倾斜角度，与45°的倾斜角度相比，均能够产生由突出部14提供的牵引力的90％以上的牵引力。

此外，在示例性实施方式的农业用轮胎10的情况下，如图3所示，突出部14的轮胎宽度方向上的最大宽度L1被设定为胎面部20的轮胎宽度方向上的宽度2×L0的10％以下。因此，突出部14的轮胎宽度方向整体能够在被端部12A压缩的区域E2内蹬出行驶路土地S。注意，如果突出部14的轮胎宽度方向上的最大宽度L1被设定为比胎面部20的轮胎宽度方向上的宽度2×L0的10％大，则当装配有农业用轮胎10的车辆在例如铺砌路面行驶时，位于轮胎宽度方向外侧的部位容易碰到某些障碍物等并损坏。

此外，如图1和图3所示，突出部14的位于轮胎径向外侧的端部14B被形成为比横向花纹块12的顶面12B靠轮胎径向内侧。换言之，突出部14的位于轮胎径向外侧的端部比横向花纹块12的位于轮胎径向外侧的端部靠轮胎径向内侧。

因此，在示例性实施方式的农业用轮胎10的情况下，当装配有示例性实施方式的农业用轮胎10的车辆在铺砌路面上行驶时，突出部14难以与铺砌路面接触，从而难以被磨耗。

因此，根据示例性实施方式的农业用轮胎10，能够长时间地使不平整地面上的牵引性稳定。

此外，在农业用轮胎10中，突出部14的端部与横向花纹块12的端部之间的距离被设定为25mm以下。因此，当装配有示例性实施方式的农业用轮胎10的车辆在不平整地面上行驶时，能够经由突出部14产生牵引力。

因此，根据示例性实施方式的农业用轮胎10，能够长时间地使不平整地面上的牵引性稳定。

此外，在示例性实施方式的农业用轮胎10的情况下，如图1至图3所示，各突出部14(或各面14A)的位于轮胎径向内侧的端部与各横向花纹块12(或各侧面12C)的位于轮胎径向外侧的端部之间的边界部分B在由箭头A表示的方向(即，轮胎转动方向)上的前侧彼此一致。

因此，与边界部分B在由箭头A表示的方向(即，轮胎转动方向)上的前侧彼此不一致的情况相比，示例性实施方式的突出部14能够对区域E2的被横向花纹块12施加力的部位施加力。

此外，在示例性实施方式的农业用轮胎10的情况下，面14A与侧面12C以边界部分B作为边界、以相互不同的角度连接在一起。此外，如果朝向轮胎宽度方向外侧延伸的假想直线的角度为0°，则侧面12C的边界部分B侧的角度比面14A的角度(45°)小(参见图2)。

因此，根据示例性实施方式的农业用轮胎10，与面14A和侧面12C相对于朝向轮胎宽度方向外侧延伸的假想直线的角度在边界部分B处相同的情况相比，在铺砌路面上行驶期间，能够使从横向花纹块12获得的行驶稳定性最优化，并且能够使从突出部14获得的牵引性的改善最优化。

<试验例>

进行下述试验1和试验2。在各试验中，评价牵引性。

[试验1]

<试验条件>

试验1的试验条件如下。

轮胎尺寸：AGR710/70R42(仅后轮胎(Rear))

内压负载条件：160kPa、6700kg

试验车辆：JD8530

农场条件：耕地(BS试验道路、哥伦比亚纳PG(Columbiana PG))

<试验1中使用的轮胎>

在试验1的试验条件下对以下轮胎进行试验。

用作比较例的轮胎是不设置从肩部的胎面端沿轮胎宽度方向突出的花纹块的轮胎。与此相对比，实施例1的轮胎是如下轮胎：其具有从肩部的胎面端沿轮胎宽度方向突出的花纹块，其中突出宽度为20mm，花纹块角度(即，踏入侧壁面的径向上的角度)为45°。

<结果>

在比较例的轮胎的情况下，与轮胎为新品时(即，当磨耗量为0％时)牵引力的值为100相比，当磨耗时(即，当磨耗量为50％时)牵引力的值为85。与此相比，在实施例1的轮胎的情况下，与当轮胎为新品时牵引力的值为105相比，当磨耗时(即，当磨耗量为50％时)牵引力的值为91。

<观察>

实施例1的轮胎是示例性实施方式的轮胎的一个方面。从试验1所获得的结果，发现当轮胎已被使用且被磨耗时，与比较例的轮胎相比，实施例1的轮胎具有优异的牵引性。

[试验2]

<试验条件>

试验2的试验条件如下。

轮胎尺寸：AGR710/70R42(仅后轮胎)

内压负载条件：160kPa、6700kg

试验车辆：JD8530

农场条件：耕地(BS试验道路、哥伦比亚纳PG(Columbiana PG))

<试验2中使用的轮胎>

在试验2的试验条件下对以下轮胎进行试验。

实施例2的轮胎是如下轮胎：具有从肩部的胎面端沿轮胎宽度方向突出的花纹块，其中与比较例的轮胎相比槽深减小了30％，突出宽度为20mm，花纹块角度(即，踏入侧壁面的径向上的角度)为45°。

<结果>

在比较例的轮胎的情况下，如上所述，当轮胎为新品时(即，当磨耗量为0％时)牵引力的值为100。与此相比，在实施例1的轮胎的情况下，当轮胎为新品时(即，当磨耗量为0％时)牵引力的值为100。

<观察>

实施例2的轮胎是示例性实施方式的轮胎的一个方面。从试验2所获得的结果，发现当轮胎为新品时，与比较例的轮胎相比，虽然槽深减小了30％，但是实施例2的轮胎具有等同的牵引性能。

[对试验例整体(经由试验例1和试验例2)的观察]

发现：在农场中，实施例1的轮胎的新品时的牵引性优异且磨耗时(即，磨耗后)的牵引性优异。此外，虽然槽深减小了30％，但是在农场中，与没有任何花纹块的轮胎相比，实施例2的轮胎发挥出与新品时的牵引性等同的性能。其结果是，因为实施例1的轮胎具有优异的磨耗时的牵引性，所以降低了磨耗时的滑移率(slip ratio)。此外，因为与不具有花纹块的轮胎相比实施例2的轮胎发挥出与新品时的牵引性等同的性能，所以还降低了新品时的滑移率。因此，从在农场中行驶时的燃料消耗量的观点出发，发现实施例2的轮胎也是优异的。如上所述，根据实施例1和实施例2的轮胎，发现能够提供如下农业用轮胎：在维持普通道路(即，铺砌道路)上的行驶稳定性的同时，在农场中具有优异的牵引性和燃料消耗量的农业用轮胎。

以上已使用本发明的特定的示例性实施方式详细说明了本发明的示例性实施方式，然而，其它示例性实施方式也是可能的。例如，在特定的示例性实施方式中，说明了突出部14的面向轮胎转动方向的面14A为平面。然而，假设面14A具有改善牵引性的功能，则其它实施方式的面14A不需要为平面。例如，其它实施方式的面14A可以是曲面或球面或其它类型的面。在该情况下，如果该曲面或球面或其它类型的面相对于朝向轮胎宽度方向外侧延伸的假想线的角度为0°，则可以将该曲面、球面或其它类型的面的切线相对于朝向轮胎宽度方向外侧延伸的假想线的角度设定为35°以上且55°以下。

将2014年6月2日提交的日本专利申请2014-114156号公开的全部内容通过引用并入本说明书。通过引用并入本说明书的在本说明书中提及的所有文献、专利申请和技术标准与具体且分别指出通过引用而并入的单个文献、专利申请或技术标准的程度相同。