JP2004122904A

JP2004122904A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2004122904A
Application number: JP2002289031A
Authority: JP
Inventors: Katsushi Tanimoto; 谷本　克司
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2002-10-01
Filing date: 2002-10-01
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2022-10-01
Also published as: JP4102151B2

Abstract

【課題】最適な接地形状を得る。
【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

【０００１】
【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

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。