JP2004284500A - 重荷重用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】リブの端部が部分的に摩耗する偏摩耗を効果的に改善することが可能な重荷重用空気入りラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】タイヤ子午線断面形状を曲率半径Ｒの円弧から構成したトレッド面１にタイヤ周方向Ｔに延在する主溝２を設け、この主溝２によりリブ３を形成した重荷重用空気入りラジアルタイヤであり、主溝２に面するリブ３の端部３Ａをトレッド面１より窪ませ、その窪ませたリブ３の端部表面３Ａ１と、タイヤセンターラインＣＬと円弧との交点Ｏとの間のタイヤ径方向差ｈを特定の範囲にする。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重荷重用空気入りラジアルタイヤに関し、更に詳しくは、リブの端部が部分的に摩耗する偏摩耗を改善するようにした重荷重用空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
トレッド面にタイヤ周方向に延びる主溝によりリブを区分形成した、トラックやバスなどの重荷重車両に使用される重荷重用空気入りラジアルタイヤは、主溝に面するリブの端部が部分的に摩耗する、所謂リバーウェアと呼ばれる偏摩耗が発生し易い。この偏摩耗は、リブの端部がリブの中央部側より接地圧が高く、接地時に路面に対して滑りが発生するために生じる。
【０００３】
従来、上記偏摩耗を改善するため、主溝の溝底に主溝に沿って環状の凸部を設け、この凸部をタイヤ接地時に路面と滑り接触させて摩耗を集中させることにより、リブの端部での偏摩耗を抑制するようにした技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−６７１５号公報（１頁、図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した対策では、以前としてリブ端部の接地圧は高い状態であり、根本的な解決策には至っていない。
【０００６】
本発明は、リブの端部が部分的に摩耗する偏摩耗を効果的に改善することが可能な重荷重用空気入りラジアル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】
上記目的を達成する本発明は、タイヤ子午線断面形状を曲率半径Ｒの円弧から構成したトレッド面にタイヤ周方向に延在する主溝を設け、該主溝によりリブを形成した重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、前記主溝に面する前記リブの端部を前記トレッド面より窪ませ、タイヤセンターラインと前記円弧との交点Ｏと前記リブの端部表面とのタイヤ径方向差ｈが下記の式を満足することを特徴とする。
ｈ１＋０．７α≦ｈ≦ｈ１＋１．３α
α＝２／３×（Ｇｄ×ｓｉｎ Φ）
Φ＝３６０×（Ｄ／２πＲ）
ｈ１＝Ｒ（１−ｃｏｓ Φ）
但し、Ｇｄ：主溝の溝深さ
Ｄ：タイヤ子午線断面における交点Ｏと主溝のリブ側の壁面の延長線と曲率半径Ｒの円弧との交点Ｐ間のタイヤ幅方向長さ
【０００８】
上述した本発明によれば、内圧充填時に外側に突出して接地圧が高くなるリブの端部を窪ませ、その量を上記のように規定することにより、内圧を充填した際のタイヤ膨径時におけるリブ端部の突出量を効果的に抑制し、リブ全体の接地圧を均一的にすることが可能になる。そのため、リブ端部が部分的に摩耗する偏摩耗を効果的に改善することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１０】
図１，２は、本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤの一例を示し、タイヤ子午線断面形状をショルダー部１Ａまで単一の曲率半径Ｒの円弧から構成したトレッド面１には、タイヤ周方向Ｔにストレート状に延びる複数（図では４本）の主溝２がタイヤ幅方向に沿って所定の間隔で設けられており、最外側の主溝２Ａからタイヤ外側の両ショルダー部１Ａには、タイヤ周方向Ｔに延在するリブ３が区分形成されている。また、タイヤセンターラインＣＬの両側に配置した主溝２Ｂ間にもタイヤ周方向Ｔに延在するリブ４が形成してある。
【００１１】
主溝２Ａ，２Ｂ間にはタイヤ幅方向に傾斜して延びるラグ溝５がタイヤ周方向Ｔに所定のピッチで配置され、主溝２Ａ，２Ｂとラグ溝５によりブロック６が区分形成されている。主溝２Ａに面するリブ３の端部３Ａの表面３Ａ１には、主溝２Ａに沿って平行にストレート状に延在する１本の細溝７が設けられている。タイヤ幅方向に延在するサイプ８が端部表面３Ａ１にタイヤ周方向Ｔに沿って所定の間隔で配置されている。各サイプ８は細溝７と交差して延在し、一端が主溝２Ａに連通している。
【００１２】
タイヤ内には、左右のビード部（不図示）間に装架されたカーカス層９が配設され、トレッド部１０のカーカス層９外周側には、複数のベルト層１１が設けられている。１２はカーカス層９内周側に配置したインナーライナー層である。
【００１３】
上記リブ３の端部３Ａは、図２に示すように、曲率半径Ｒの円弧から構成したトレッド面１より窪んでおり、タイヤセンターラインＣＬと円弧との交点Ｏ（タイヤセンターラインＣＬ上に主溝がない図示する例では、トレッド面１上のタイヤセンターラインＣＬの位置）とリブ３の端部表面３Ａ１とのタイヤ径方向差ｈが下記の式を満足するように窪ませている。
ｈ１＋０．７α≦ｈ≦ｈ１＋１．３α
α＝２／３×（Ｇｄ×ｓｉｎ Φ）
Φ＝３６０×（Ｄ／２πＲ）
ｈ１＝Ｒ（１−ｃｏｓ Φ）
【００１４】
但し、Ｇｄは主溝２Ａの溝深さ、Ｄはタイヤ子午線断面において、交点Ｏと、主溝２Ａのリブ３側の壁面２Ａ１の延長線Ｍと曲率半径Ｒの円弧（窪ませる前のトレッド面１）との交点Ｐとの間のタイヤ幅方向長さ、ｈ１は上記式で求められる交点Ｏ，Ｐ間のタイヤ径方向長さ（近似値）である。定数の２／３は実験的に得られた値である。
【００１５】
なお、上記タイヤ径方向差ｈは、ＪＡＴＭＡ（２００３年）において、規定される標準リムに装着し、単輪最大負荷能力に対応する最高空気圧の２０％を充填した状態で測定した値である。また、後述する細溝の溝幅などの各値の測定も、特に記載がない場合はこの条件で行うものとする。
【００１６】
本発明者は、主溝に面するリブ端部の偏摩耗について、鋭意検討し、実験を重ねた結果、以下のことがわかった。
【００１７】
即ち、リム組みしたタイヤに内圧を充填した際にタイヤは膨張して外径が大きくなる。その際、トレッド剛性の低い主溝部分がより膨径して主溝が開くため、主溝に面するリブ端部がリブ中央側より外側に突出し、それによって路面との接地圧がリブ中央側より大幅に高くなり、摩耗し易くなる。リブ端部の突出量は、主溝の溝深さが深い程多くなり、それに伴って接地圧が上昇し、主溝の溝深さに比例するのである。
【００１８】
また、トレッド面は、一般に曲率半径を有する断面円弧状に形成されているため、タイヤセンターラインからより離れた位置にある主溝に面したリブの端部程、リブ中央側との接地圧差が大きくなり、摩耗し易くなる。
【００１９】
従って、リブ端部は突出を抑制するためにタイヤ内径側に窪ませた形状にするのがよく、またタイヤセンターラインからより離れた位置にある主溝に面したリブの端部程、窪み量を多くするのがよい。このような知見に基づいて更に実験を重ね、得られたデータを分析し検討した結果、上述した関係式に至ったのである。
【００２０】
このように内圧充填時に外側に突出して接地圧が高くなるリブ３の端部３Ａを予め上記のように特定した範囲で窪ませておくことにより、内圧を充填した際のタイヤ膨径時に、リブ端部３Ａの突出量が抑制され、リブ３における接地圧を均一的にすることができる。従って、リブ端部３Ａが部分的に摩耗する、所謂リバーウェアを効果的に改善することができる。
【００２１】
また、リブ３の端部表面３Ａ１に主溝２Ａに沿って延在する細溝７を設けたり、主溝２Ａに連通するサイプ８をタイヤ周方向Ｔに所定の間隔で配置することにより、リブ３の端部３Ａでの剛性を低下させてリブ３における接地圧をより均一化することができるので、リバーウェアをより効果的に改善することができる。
【００２２】
上記タイヤ径方向差ｈが上述した下限より小さくても、上限より大きくても、リバーウェアを効果的に改善することが難しくなる。
【００２３】
本発明において、上記のように細溝７を設ける場合、その溝深さｄａ （リブ端部３Ａを窪ませる前の状態における深さ）としては、主溝２Ａの溝深さＧｄの８０％以上にするのが、リバーウェアをより効果的に改善する上でよい（図３参照）。上限値としては、主溝２Ａの溝深さＧｄの１００％以下にするのが細溝底からのクラック発生防止の点から好ましい。
【００２４】
細溝７の溝幅ｗａ としては、主溝２Ａの溝幅Ｇｗの１０％未満、即ち０．５〜１．５ｍｍの範囲にするのがよい。溝幅ｗａ が０．５ｍｍより狭いとリバーウェア改善効果の点から好ましくない。逆に１．５ｍｍを越えると、細溝７のエッジからリバーウェアが発生し易くなる。
【００２５】
細溝７の位置としては、主溝２Ａから主溝２Ａの溝深さＧｄの３０〜７０％の距離（タイヤ幅方向に沿って測定したタイヤ幅方向長さ）ｚだけ離間して設けるのがよい。距離ｚが溝深さＧｄの３０％未満であると、この部分の剛性低下によるもげやクラックの発生を招き易くなる。逆に７０％を越えると、リバーウェア改善効果の点から好ましくない。
【００２６】
上記サイプ８は、タイヤ周方向Ｔの間隔ＳがタイヤセンターラインＣＬ上でのトレッド面１の接地長さの１／４０〜１／１００となるように配置するのが好ましい。間隔Ｓが接地長さの１／４０より長いと、リバーウェア改善効果の点から好ましくない。逆に１／１００より短いと、剛性低下により、サイプ間でのもげやクラックが発生し易くなる。なお、ここで言う接地長さは、ＪＡＴＭＡ（２００３年）において、規定される標準リムに装着し、単輪最大負荷能力に対応する最高空気圧を充填し、単輪最大負荷能力の荷重を加えた状態における接地長さである。
【００２７】
本発明は、特にリブ端部に大きな偏摩耗が発生し易いトレッド面１のショルダー部１Ａに設けたリブ３の端部３Ａにおいて、上記のような構成にするのが好ましいが、それに限定されず、主溝に面したリブの端部であれば、何れにも採用することができる。
【００２８】
【実施例】
タイヤサイズを１１Ｒ２２．５で共通にし、ショルダー部の主溝に面するリブの端部を窪ませ、そのタイヤ径方向差ｈを表１のようにした、図１に示すトレッドパターンにおいて細溝とサイプが設けられていない本発明タイヤ１〜３と比較タイヤ１，２、及び細溝とサイプを設けた図１のトレッドパターンの本発明タイヤ４と、本発明タイヤ１において、ショルダー部の主溝に面するリブの端部を窪ませていない従来タイヤ１と、従来例１において、主溝の溝底に主溝に沿って環状の凸部を設けた従来タイヤ２をそれぞれ作製した。
【００２９】
各試験タイヤにおける主溝の溝深さは１６．５ｍｍ、トレッド面の曲率半径Ｒは６００ｍｍ、タイヤ幅方向長さＤは６０ｍｍで共通である。
【００３０】
これら各試験タイヤをリムサイズ２２．５×８．２５のリムに装着し、空気圧を７００ｋＰａ にして２５ｔのトラックに取り付け、以下に示す測定方法により、耐偏摩耗性の評価試験を行ったところ、表１に示す結果を得た。
耐偏摩耗性
一般舗装路を１０万ｋｍ走行した後、ショルダー部の主溝に面するリブの端部に発生した摩耗量と中央部で発生した摩耗量をタイヤ周上８箇所で測定し、端部の摩耗量と中央部の摩耗量との差の最大値を偏摩耗量とし、その結果を従来タイヤ１を１００とする指数値で評価した。この値が大きい程、耐偏摩耗性が優れている。
【００３１】
【表１】

【００３２】
表１から、本発明タイヤは、耐偏摩耗性を従来タイヤ２より更に向上することができ、耐偏摩耗性を効果的に改善できることがわかる。また、細溝とサイプを設けることにより、耐偏摩耗性を一層改善できることがわかる。
【００３３】
【発明の効果】
上述したように本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤは、主溝に面するリブの端部をトレッド面より窪ませ、そのタイヤ径方向差ｈを上記のように特定することにより、リブ端部が部分的に摩耗する偏摩耗を効果的に改善することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤの一例を示すトレッド面の要部展開図である。
【図２】図１のタイヤ子午線要部拡大断面である。
【図３】図２の要部拡大図である。
【符号の説明】
１ トレッド面 １Ａ ショルダー部
２，２Ａ，２Ｂ 主溝 ２Ａ１ 壁面
３ リブ ３Ａ 端部
３Ａ１ 表面 ４ リブ
５ ラグ溝 ６ ブロック
７ 細溝 ８ サイプ
ＣＬ タイヤセンターライン Ｄ 交点Ｏ，Ｐ間のタイヤ幅方向長さ
Ｇｄ 主溝の溝深さ Ｇｗ 主溝の溝幅
Ｍ 延長線 Ｏ，Ｐ 交点
Ｒ 曲率半径 Ｓ サイプの間隔
Ｔ タイヤ周方向 ｄａ 細溝の溝深さ
ｈ タイヤ径方向差 ｗａ 細溝の溝幅
ｚ 距離

Claims (6)

1. タイヤ子午線断面形状を曲率半径Ｒの円弧から構成したトレッド面にタイヤ周方向に延在する主溝を設け、該主溝によりリブを形成した重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、前記主溝に面する前記リブの端部を前記トレッド面より窪ませ、タイヤセンターラインと前記円弧との交点Ｏと前記リブの端部表面とのタイヤ径方向差ｈが下記の式を満足する重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
   ｈ１＋０．７α≦ｈ≦ｈ１＋１．３α
   α＝２／３×（Ｇｄ×ｓｉｎ Φ）
   Φ＝３６０×（Ｄ／２πＲ）
   ｈ１＝Ｒ（１−ｃｏｓ Φ）
   但し、Ｇｄ：主溝の溝深さ
   Ｄ：タイヤ子午線断面における交点Ｏと主溝のリブ側の壁面の延長線と曲率半径Ｒの円弧との交点Ｐ間のタイヤ幅方向長さ
2. 前記リブが前記トレッド面のショルダー部に設けたリブである請求項１に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記リブの端部表面に前記主溝に沿って延在する細溝を設けた請求項１または２に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記細溝の溝深さが前記主溝の溝深さの８０％以上であり、前記細溝の溝幅が前記主溝の溝幅の１０％未満である請求項３に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
5. 前記細溝を前記主溝から該主溝の溝深さの３０〜７０％離間して設けた請求項３または４に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
6. 前記リブの端部表面に前記主溝に連通するサイプをタイヤ周方向に所定の間隔で配置した請求項１，２，３，４または５に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。

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