JP2004122904A - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】トレッド面2を、タイヤ赤道C上をのびる中央陸部3と、ショルダ部をのびる外側陸部5と、前記中央陸部3と前記外側陸部5との間の中間陸部4とにタイヤ周方向の縦溝6により区分する。正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した無負荷の正規状態におけるタイヤ軸を含むタイヤ子午線断面において、中央陸部3の外面の曲率半径R1が、中間陸部4の外面の曲率半径R2よりも大であり、しかも各曲率半径R1、R2の中心が同じ位置にある。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、最適な接地形状を得ることができ耐久性や耐摩耗性能を向上しうる空気入りタイヤに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、例えば扁平率が70%以下の小型トラック用などの空気入りタイヤにあっては、図6(B)に示すような接地面形状aとなりやすい。この接地面形状aは、タイヤ赤道Cの接地長さLcよりもショルダ部側の接地長さLeが大となる。発明者らの実験の結果、このような接地面形状aでは、タイヤの耐久性が低く、また偏摩耗が生じやすいなど耐摩耗性能も悪化することが判明している。このような原因としては、高荷重の条件の下で使用されることが多く、とりわけこの種のタイヤでは、慣例的にトレッド面の曲率変形を単一の曲率半径で形成していることが考えられる。
【0003】
発明者らは、種々の実験を繰り返したところ、図6(A)に示すように、タイヤ赤道Cの接地長さLcがショルダ部側の接地長さLeよりも大となる接地面形状bが、タイヤの耐久性及び耐摩耗性能について好ましいこと、そして、トレッド面の曲率半径を適正に変化させることにより、このような接地面形状bを得ることができることを見出し本発明を完成させるに至った。
【0004】
以上のように、本発明は、接地形状を最適化し耐久性能と耐摩耗性能とを向上しうる空気入りタイヤ、とりわけ小型トラック用タイヤを提供することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち請求項1記載の発明は、トレッド面を、タイヤ赤道上をのびる中央陸部と、ショルダ部をのびる外側陸部と、前記中央陸部と前記外側陸部との間の中間陸部とにタイヤ周方向の縦溝により区分し、かつ正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した無負荷の正規状態におけるタイヤ軸を含むタイヤ子午線断面において、前記中央陸部の外面の曲率半径R1が、、前記中間陸部の外面の曲率半径R2よりも大であり、しかも各曲率半径R1、R2の中心が同じ位置にあることを特徴としている。
【0006】
ここで、前記「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”とする。また、「正規内圧」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、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、JATMAであれば最高空気圧、TRAであれば表 ”TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES” に記載の最大値、ETRTOであれば ”INFLATION PRESSURE” とするが、タイヤが乗用車用である場合には180kPaとする。
【0007】
また請求項2記載の発明は、前記中央陸部の曲率半径R1と中間陸部の曲率半径R2との差(R1−R2)が0.1〜1.0mmであることを特徴とする請求項1記載の空気入りタイヤである。
【0008】
また請求項3記載の発明は、前記外側陸部の外面の曲率半径R3は、前記中間陸部の曲率半径R2と同一か又はそれよりも大かつ前記曲率半径R1よりも小であり、しかも各曲率半径R2、R3の中心が同じ位置にあることを特徴とする請求項1又は2に記載の空気入りタイヤである。
【0009】
また請求項4記載の発明は、前記中央陸部は、そのタイヤ軸方向の外縁部に、面取り状に切り欠いた小高さの面取部を設けたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の空気入りタイヤである。
【0010】
また請求項5記載の発明は、前記正規状態で正規荷重を負荷しタイヤを平面に押し付けたときに得られる接地面は、タイヤ赤道でのタイヤ周方向の接地長さLcと、タイヤ赤道からトレッド接地巾の40%をタイヤ軸方向外側に隔てたショルダ部でのタイヤ周方向の接地長さLsとの比(Lc/Ls)が1.0〜1.3であることを特徴とする請求項1乃至4記載の空気入りタイヤである。
【0011】
ここで「正規荷重」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、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、JATMAであれば最大負荷能力、TRAであれば表 ”TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES” に記載の最大値、ETRTOであれば ”LOAD CAPACITY”とする。また「トレッド接地巾」とは前記正規状態に正規荷重を付加して平面に接地させたときのトレッド接地端間のタイヤ軸方向の最大距離とする。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図1は、本実施形態として小型トラック用の空気入りタイヤを正規リム(図示省略)にリム組みしかつ正規内圧を充填した無負荷の正規状態におけるタイヤ軸を含むタイヤ子午線断面の輪郭線図、図2はトレッド部を展開して示す展開図である。
【0013】
図において、空気入りタイヤ1はトレッド面2を、タイヤ赤道C上をのびる中央陸部3と、ショルダ部をのびる外側陸部5と、前記中央陸部3と前記外側陸部5との間の中間陸部4とにタイヤ周方向の縦溝6により区分している。なお外側陸部5は、接地端Eを含み、本例ではトレッド面を5列の陸部に区分している。
【0014】
本例では、前記中央陸部3及び外側陸部5がタイヤ周方向に連続してのびるリブ列からなり、また中間陸部4は略V字状にのびる横溝7によって区分されたブロックBがタイヤ周方向に並ぶブロック列からなる。なお各陸部をリブ列とするか又はブロック列とするかは適宜定めうるが、好ましくは、本例のように、接地圧が高くなる中央陸部3と旋回時に大きな横力が作用する外側陸部5とに剛性の高いリブ列を用いるのが好適である。なおリブ列には、サイピング、ラグ状溝などを適宜設けることができる。
【0015】
前記縦溝6は、中央陸部3と中間陸部4との間をのびる内の縦溝6Aと、中間陸部4と外側陸部5との間をのびる外の縦溝6Bとを含み、本実施形態ではタイヤ赤道Cを中心として左右対称に配されている。各縦溝6は、比較的巾広でタイヤ周方向連続してかつ直線状でのびるものが示されるが、適宜屈曲させることでも良い。縦溝6の溝巾は、特に限定はされないが、トレッド面2で測定した溝巾GWがトレッド接地巾TWの2〜7%程度、より好適には2〜5%程度に設定されるのが望ましい。また縦溝3の溝深さについては、例えば5mm以上、より好ましくは6mm以上、さらに好ましくは7〜15mm程度が望ましい。
【0016】
また、前記内の縦溝6Aは、その溝中心線が、タイヤ赤道Cからトレッド接地巾TWの7〜12%、より好ましくは8〜10%の距離X1を隔てるのが良い。この距離X1が、トレッド接地巾TWの7%未満になると、中央陸部3の剛性が不足し、該中央陸部3に摩耗エネルギーが集中して偏摩耗が生じやすく、逆に12%を超えると、中央陸部3の剛性が過大となり、他の陸部に摩耗エネルギーが集中しやすくなる。
【0017】
また外の縦溝6Bは、その溝中心線が、タイヤ赤道Cからトレッド接地巾TWの27〜33%、より好ましくは29〜31%の距離X2を隔てるのが良い。この距離X2が、トレッド接地巾TWの27%未満になると、中間陸部4の剛性が不足し該中間陸部4に摩耗エネルギーが集中して偏摩耗が生じやすくなり、逆に33%を超えると、外側陸部5の剛性が過小となり、該外側陸部5に摩耗エネルギーが集中しやすくなる。
【0018】
本発明では、図1に示すように、タイヤ新品時の正規状態において、中央陸部3の外面の曲率半径R1が、中間陸部4の外面の曲率半径R2よりも大であり、しかも各曲率半径R1、R2の中心Oが同じ位置にあることを特徴事項の一つとしている。なお中心Oは、タイヤ赤道面内に位置する。
【0019】
発明者らの種々の実験の結果、このようにトレッド面2の曲率半径を規制することにより、中央陸部3を中間陸部4に比してタイヤ半径方向外方に突出させることができ、接地面におけるタイヤ赤道C付近の接地長さを大にできる。そして、図6(A)に示したように、接地面におけるタイヤ周方向の接地長さを、タイヤ赤道Cからタイヤ軸方向外側に向かって徐々に減じた接地面形状bをうることができる。このような空気入りタイヤ1は、トレッド面2の接地圧バランスが良いため、耐久性、耐摩耗性を向上しうる。
【0020】
ここで、中央陸部3の曲率半径R1と中間陸部4の曲率半径R2との差(R1−R2)は、例えば0.1〜1.5mmとするのが望ましい。前記差(R1−R2)が0.1mm未満では、中央陸部3と中間陸部4との差が実質的なものとならず、前記効果が得られ難い。逆に前記差(R1−R2)が1.5mmを超えると、中央陸部3と中間陸部4との間の段差が大きくなりすぎ、中間陸部4の接地圧が過小となり該中間陸部4が引きずられるなどして偏摩耗が生じやすくなる。より好ましくは前記差(R1−R2)を0.5〜1.0mm程度とするのが望ましい。
【0021】
ここで中央陸部3の曲率半径R1は、特に限定はされないが、例えばトレッド接地巾TWの350〜500%、より好ましくは420〜480%、さらに好ましくは440〜460%程度とするのが望ましい。この曲率半径R1がトレッド接地巾TWの350%未満であると、中央陸部3の丸みが強くなり、該中央陸部3で偏摩耗が生じやすくなる。また曲率半径R1がトレッド接地巾TWの500%を超えると、前記とは逆に中央陸部3の側縁部で偏摩耗が生じやすくなる。
【0022】
また好ましくは、外側陸部5の外面の曲率半径R3を、中間陸部4の曲率半径R2と同一か又はそれよりも大きく設定するのが望ましい。即ち、R3≧R2とする。なお曲率半径R3も曲率半径R2の中心Oと同じ位置に中心を有している。
【0023】
図3には、R3=R2とした態様を示す。この態様では、特に偏平率が65〜70%のタイヤにおいて、ショルダ部の接地長さを減じる。これは、接地形状におけるタイヤ周方向長さをタイヤ赤道からショルダ側に向かって徐々に減じる好ましい形状へと改善するのに役立つ。
【0024】
また図4には、R3>R2とした態様を示す。この態様では、特に偏平率が60%以下のタイヤにおいて上述の如く接地形状を改善するのに役立つ。
【0025】
なおR3>R2とした場合、外側陸部5の曲率半径R3は、中央陸部3の曲率半径R1よりも小、即ち、R3>R1とすることが必要である。R3>R1になると、接地形状が図6(B)に示した形状に近づき易くなり、耐久性、耐摩耗性能の面で好ましくない。即ち、この形態では、R1>R3>R2としている。
【0026】
また外側陸部5の曲率半径R3と中間陸部4の曲率半径R2との差(R3−R2)は、前記中央陸部3の曲率半径R1と中間陸部4の曲率半径R2との差(R1−R2)よりも小とするのが望ましい。
【0027】
また図3に示した態様では、中央陸部3のタイヤ軸方向の外縁部3eには、面取り状に切り欠いた小高さの面取部9を設けたものを例示している。また同様に、中間陸部4のタイヤ軸方向の外側の外縁部4eにも、面取り状に切り欠いた小高さの面取部9を設けている。中央陸部3の面取部9は、中間陸部4の外面との局部的な高さの変化を緩和し、各陸部3、4間での接地圧の均一化を促進しうる。これにより、中間陸部4、中央陸部3の各側縁部に生じがちなエッジ摩耗等を効果的に防止でき、長期に亘って摩耗性能が向上しうる。
【0028】
図5(A)には、内の縦溝6Bの付近の拡大図を示す。
中央陸部3の面取部9は、そのタイヤ半径方向の内縁9iが中間陸部4の外面を仮想延長した円弧線Y2よりもタイヤ半径方向の内方に位置している。これにより、中央陸部3と中間陸部4との接地圧の分布がより均一化する。とりわけ面取部9の内縁9iと円弧線Y2との間のタイヤ半径方向の距離Sは、例えば0.2〜0.8mm、より好ましくは0.3〜0.5mmとするのが望ましい。また面取部9の外縁9o(トレッド面との交わり部)と縦溝6の溝壁の仮想延長線Y3との間の中央陸部3の外面に沿った距離Kは1〜2mmとするのがより効果的である。
【0029】
また図4に示したように、R3>R2とした態様では、図5(B)に示すように、外側陸部5のタイヤ軸方向内側の内縁部5iにも、面取り状に切り欠いた面取部9を設けることが望ましい。これにより、中間陸部4、中央陸部3及び外側陸部5間での突出高さの変化をより緩和でき、各側縁部に生じがちなエッジ摩耗等をさらに効果的に抑制しうる。なおこの面取部9の内縁9iも、前記円弧縁Y2よりもタイヤ半径方向内方に距離Sを隔てるのが望ましい。またこの態様の面取部9は、中間陸部4に沿って測った長さK′が2〜30mm、より好ましくは5〜20mmと大きく設定するのが良い。これによって、エッジ摩耗が顕著に緩和される。
【0030】
また、本実施形態の空気入りタイヤ1は、前記正規状態で正規荷重を負荷しタイヤを平面に押し付けたときに得られる接地面は、図6(A)に示したように、タイヤ赤道でのタイヤ周方向の接地長さLcと、タイヤ赤道Cからトレッド接地巾TWの40%をタイヤ軸方向外側に隔てたショルダ部でのタイヤ周方向の接地長さLsとの比(Lc/Ls)が1.0〜1.3、より好ましくは1.1〜1.2とすることができ、特に好ましい接地形状を得ることができる。
【0031】
【実施例】
タイヤサイズが225/60R17.5の小型トラック用のラジアルタイヤを表1の仕様に基づき試作するとともに、接地形状、耐久性及び耐摩耗性をテストした。なお各供試タイヤとも内部構造は同一とした。
【0032】
耐久性は、各供試タイヤをリム(6.75×17.5)にリム組みし、ドラム試験器を用い、タイヤが破壊するまでの走行距離を求めた。評価は、比較例1を100とする指数で評価したて下記の条件で行った。
テスト荷重: 16.33KN
内圧 : 600kPa
走行速度 : 80km/H
【0033】
また耐摩耗性は、市街地、山岳地、高速道路をそれぞれ1000kmずつ含む実車走行を行い、偏摩耗状況を目視により観察した。
テストの結果などを表1に示す。
【0034】
【表1】
【0035】
【発明の効果】
上述したように、本発明の空気入りタイヤは、接地形状を最適化して耐久性、耐摩耗性能を向上しうる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示す空気入りタイヤの正規状態における輪郭線図である。
【図2】本実施形態の空気入りタイヤのトレッドパターンの展開図である。
【図3】本実施形態の空気入りタイヤのトレッド部の拡大輪郭線図である。
【図4】本発明の他の実施形態を示すトレッド部の拡大輪郭線図である。
【図5】(A)は内の縦溝付近の拡大図、(B)は外の縦溝付近の拡大図である。
【図6】(A)は本実施形態の接地形状図、(B)は従来例の接地形状図である。
【符号の説明】
2 トレッド面
3 中央陸部
4 中間陸部
5 外側陸部
6 縦溝
6A 内の縦溝
6B 外の縦溝
9 斜面部
R1 中央陸部の外面の曲率半径
R2 中間陸部の外面の曲率半径
R3 外側陸部の外面の曲率半径
E 接地端
Claims (5)
- トレッド面を、タイヤ赤道上をのびる中央陸部と、ショルダ部をのびる外側陸部と、前記中央陸部と前記外側陸部との間の中間陸部とにタイヤ周方向の縦溝により区分し、
かつ正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した無負荷の正規状態におけるタイヤ軸を含むタイヤ子午線断面において、前記中央陸部の外面の曲率半径R1が、前記中間陸部の外面の曲率半径R2よりも大であり、しかも各曲率半径R1、R2の中心が同じ位置にあることを特徴とする空気入りタイヤ。 - 前記中央陸部の曲率半径R1と中間陸部の曲率半径R2との差(R1−R2)が0.1〜1.0mmであることを特徴とする請求項1記載の空気入りタイヤ。
- 前記外側陸部の外面の曲率半径R3は、前記中間陸部の曲率半径R2と同一か又はそれよりも大かつ前記曲率半径R1よりも小であり、
しかも各曲率半径R2、R3の中心が同じ位置にあることを特徴とする請求項1又は2に記載の空気入りタイヤ。 - 前記中央陸部は、そのタイヤ軸方向の外縁部に、面取り状に切り欠いた小高さの面取部を設けたことを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
- 前記正規状態で正規荷重を負荷しタイヤを平面に押し付けたときに得られる接地面は、タイヤ赤道でのタイヤ周方向の接地長さLcと、タイヤ赤道からトレッド接地巾の40%をタイヤ軸方向外側に隔てたショルダ部でのタイヤ周方向の接地長さLsとの比(Lc/Ls)が1.0〜1.3であることを特徴とする請求項1乃至4記載の空気入りタイヤ。
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