JP3938235B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空気入りタイヤ、より詳細には乗用車用空気入りラジアルタイヤやトラック及びバス用空気入りラジアルタイヤのうち、特に、重荷重用空気入りタイヤとして一般に広く知られているトラック及びバス用のスタッドレスタイヤに関し、優れた氷雪上の走行性能を保持して耐偏摩耗性を向上させた空気入りタイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りタイヤのうち特にトラック及びバス用タイヤの踏面の円周方向に延びる複数本の周方向縦溝を備えたトレッド部には、これら縦溝の溝縁に沿って局部的に摩耗が進行する、リバーウエアと呼ばれる偏摩耗が発生し勝ちである。この種のタイヤトレッド部は一旦リバーウエアが発生するとその幅と深さが増大し、ひいては互いに隣り合う縦溝相互間にわたり斜めにリバーウエアが繋がり、結局ダイアゴナルウエアと呼ばれる致命的な偏摩耗に至る傾向が強い。
【０００３】
そこでリバーウエア核の発生を抑制することが重要であり、この改善策として特開平２−１６９３０５号公報にて、踏面に作用する負のせん断力（ブレーキ力を指す）が摩耗をより一層促進することを解明して、この事実に基づき、互いに近接してトレッド周方向に延びる一対の縦溝相互間に段差陸部を設け、通常は踏面の陸部に作用する負のせん断力をこの段差陸部に肩代わり集中作用させて踏面陸部には専ら正のせん断力を作用させることにより上記偏摩耗を改善することを提案している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記公報が提案する段差陸部の創設は顕著な偏摩耗改善効果を奏することが実用上で確かめられ、現在も広く採用されている有効手段である。しかし氷雪上、特に氷上で使用するタイヤは、タイヤの荷重負荷転動下でトレッド部の接地領域内踏面が成るべく広い有効接地面積をもつことが、踏面と氷雪路面との間の摩擦係数を大きくする上で必要不可欠であり、よってトレッド部をブロックパターンとすることが必須条件である氷雪用タイヤ、とくにスタッドレスタイヤにはトレッド部が多数本の横溝を備えているので周方向縦溝のタイヤ回転軸方向幅の総和には或る上限値が要求される。つまり多数本縦溝それぞれの上記幅はそれほど広くとれないということである。
【０００５】
ところが上記公報が提案する段差陸部はその両側に縦溝を設ける結果、これら縦溝以外の主たる縦溝を全体として狭くしなければならず、氷上走行時はともかく雪上走行にて段差陸部形成用縦溝を含めた縦溝に雪詰まりを生じ易くなり、雪上性能が劣化するという問題が発生する。
【０００６】
従ってこの発明の請求項１及び２に記載した発明は、優れた耐偏摩耗性と十分な氷雪上性能との双方を兼ね備えたスタッドレスタイプの空気入りタイヤの提供を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この出願の請求項１に記載した発明は、トレッド部の踏面に、その円周方向に延びる多数本の周方向縦溝と、これら縦溝に開口して隣り合う縦溝相互間にわたり延びる多数本の横溝とにより陸部を区画して成る多数個のブロックを備え、これら各ブロックは上記横溝が延びる向きに配置した複数個のサイプを有し、少なくとも踏面の両側領域それぞれは互いに近接して周方向に延びる幅広縦溝と狭幅縦溝との対を備え、この対をなす広幅縦溝と狭幅縦溝とに挟まれる領域に踏面に対して段下がり表面をもつ段差陸部を設け、この段差陸部はその表面がタイヤの荷重負荷転動の下で路面と滑り接触する摩耗犠牲部を形成して成る空気入りタイヤにおいて、
上記対をなす一方の広幅縦溝のタイヤ回転軸方向幅ｄ₁ は他方の狭幅縦溝のタイヤ回転軸方向幅ｄ₂ の２倍以上、４倍以下であり、かつ
上記他方の狭幅縦溝に直接隣接するブロックのタイヤ回転軸方向幅ｗと他方の狭幅縦溝のタイヤ回転軸方向幅ｄ₂ との積（ｗ×ｄ₂ ）を他方の狭幅縦溝の最大深さｈで除した（ｗ×ｄ₂ ）／ｈの値が０．６以上、２以下であることを特徴とする空気入りタイヤである。
【０００８】
耐偏摩耗性を高度なレベルに保持するためには、請求項２に記載した発明のように、ＪＡＴＭＡ規格が定める最大負荷能力の５０％以上に相当する荷重を支持するタイヤの負荷転動下で段差陸部の表面が路面との間で滑り接触するものとする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態の一例を図１及び図２に基づき説明する。図１は、空気入りタイヤ（以下タイヤという）のトレッド部踏面の展開図であり、図２は、図１に示すII−II線に沿う断面図である。
【００１０】
図１において、トレッド部１はその踏面２に、その円周方向に延びる多数本、図示例ではタイヤ赤道面に沿って延びる１本の周方向縦溝（以下縦溝という）３、その両側に２本宛の縦溝４、５、６、７の合計９本の縦溝と、これら縦溝３、４、５、６、７に開口して、隣り合う縦溝３、４相互間、縦溝４、５相互間、縦溝６、７相互間のそれぞれにわたって延びてそれらの縦溝に開口する多数本の横溝８、９、１０とを有し、これら縦溝と横溝とにより陸部を多数個のブロックＢ₁ 、Ｂ₂ 、Ｂ₃ に区画する。ここに縦溝４はクランク状に、縦溝７は折れ曲がり状にそれぞれ多少の出入りがあり、その他の縦溝は直状をなす。ただし何れの縦溝もジグザグ状をなして延びる形状を可とし、上述した溝の混在も可とする。
【００１１】
図示例のブロックＢ₁ 、Ｂ₂ 、Ｂ₃ はそれぞれ複数個、図示例は２個の互い違いに配置したサイプＳを備える。それぞれの横溝８、９、１０が延びる向きに配置したこれらのサイプＳは少なくとも一方端を縦溝３、４、５、６、７に開口するものとし、図示例の他方端はブロックＢ₁ 、Ｂ₂ 、Ｂ₃ 内部に終端をもつ。この終端は通常のサイプでも可とするが、図示例のようにサイプ幅０．３〜２．０ｍｍより大きな値の直径をもつ円柱状穴乃至下膨れフラスコ状穴とするのが良い。
【００１２】
踏面２の両側領域に設けた縦溝５、６はそれぞれ互いに近接して配置した対をなす狭幅縦溝５及び広幅縦溝６であり、これら狭幅縦溝５と広幅縦溝６とに挟まれる領域に段差陸部１１を形成する。ここに狭幅、広幅とは対をなす２本の縦溝相互間での幅対比で言うものである。
【００１３】
図２を参照して、段差陸部１１は踏面２に対して段下がり代δだけ段差を有する表面を有し、この段差陸部１１はその表面がタイヤの荷重負荷転動下で路面と滑り接触する摩耗犠牲部を形成する。これは先に述べたようにブロックＢ₁ 、Ｂ₂ 、Ｂ₃ の表面に作用すべき負のせん断力を、段差陸部１１の段下がり表面に肩代わり負担させ、ブロックＢ₁ 、Ｂ₂ 、Ｂ₃ の表面に正のせん断力が作用するようにしたものである。この故をもって段差陸部１１を摩耗犠牲部と呼ぶものである。
【００１４】
図２において、広幅縦溝６の溝幅ｄ₁ は踏面２の溝縁と段差陸部１１の表面縁との間で測ったタイヤ回転軸方向距離であり、狭幅縦溝５の溝幅ｄ₂ も同様に踏面２の溝縁と段差陸部１１の表面縁との間で測ったタイヤ回転軸方向距離であるものとして、溝幅ｄ₁ と溝幅ｄ₂ とは、ｄ₁ ≧２×ｄ₂ の関係を満たすことを要し、望ましくはｄ₁ ≦５×ｄ₂ である。
【００１５】
さらに狭幅縦溝５に直接隣接して位置するブロックＢ₂ のタイヤ回転軸方向幅ｗと狭幅縦溝５の溝幅ｄ₂ との積（ｗ×ｄ₂ ）を、狭幅縦溝５の、踏面２からの溝深さｈで除した（ｗ×ｄ₂ ）／ｈの値が０．６以上であることが必要であり、望ましくは３．５以下である。なお図示例ではタイヤ赤道面寄りの縦溝５を狭幅溝としたが、これを縦溝６としても良い。そのときはブロックＢ₃ のタイヤ回転軸方向幅ｗを用いるのは当然である。
【００１６】
以上述べた構成をトレッド部１の踏面２に備えるタイヤは、まず雪上路面走行時に、溝幅ｄ₁ と溝幅ｄ₂ にｄ₁ ≧２×ｄ₂ の関係をもたせることにより、対をなす縦溝のうち他方の狭幅縦溝５に雪詰まりを生じても一方の広幅縦溝６には雪詰まりが生じないため、あたかも１本の広幅縦溝に似て良好な雪上性能を発揮することができる。実際の溝幅ｄ₂ は以下に述べる狭幅縦溝５の最大深さ（踏面２からの狭幅縦溝５の深さ）ｈと直接隣接するブロックＢ₂ の幅ｗとの関係で定める。
【００１７】
それというのは、タイヤの荷重負荷転動の下でブロックＢ₂ は接地面域にて押し潰されてタイヤ回転軸方向に撓み、狭幅縦溝５側にブロックＢ₂ のゴムが張り出し、そのときブロックＢ₂ と段差陸部１１とが密着すれば、段差陸部１１は、ブロックＢ₂ とあたかも一体状になり、もはや路面との間でブロックＢ₂ に代わり負のせん断力を専ら負担することができず、その結果段差陸部１１の表面は路面との間で滑り接触せず摩耗犠牲部とての機能を果たすことができなくなる。
【００１８】
そこでこれを回避するために、上述した（ｗ×ｄ₂ ）／ｈの値を０．６以上とする必要がある。なぜなら、｛（ｗ×ｄ₂ ）／ｈ｝≧０．６をブロックＢ₂ の幅ｗで整理して、ｗ≧０．６ｈ／ｄ₂ を満たすタイヤ回転軸方向幅ｗをもつブロックＢ₂ とすればブロックＢ₂ の剛性が十分となり、かつブロックＢ₂ 側の狭幅縦溝５の溝壁面が段差陸部１１と押圧接触することはないからである。
【００１９】
以上述べた通り、この発明になるトレッド部１を備えるタイヤは優れた氷雪上性能と、より優位な耐偏摩耗性との双方を同時に達成することが可能となる。なお段差陸部１１の表面は、ＪＡＴＭＡ規格が定める最大負荷能力の５０％以上に相当する荷重を支持するタイヤの負荷転動下で路面との間で滑り接触するような段下がり代δ、好適にはδ＝０．５〜５．０ｍｍの範囲内とするのが良い。
【００２０】
また詳述したトレッド部１はトラック及びバス用ラジアルプライタイヤへの適用が最も適合し、この種のタイヤは、一対のビード部内に埋設したビードコア相互間にわたりトロイド状に延びる１プライのラジアル配列スチールコードのゴム被覆になるカーカスと、カーカスの外周でトレッド部１を強化する２層以上のスチールコード交差層よりなるベルトとを備えるものである。
【００２１】
【実施例】
トラック及びバス用ラジアルプライタイヤで、サイズは１１Ｒ２２．５のチューブレスタイプであり、カーカスはラジアル配列スチールコードの１プライからなり、ベルトは４層のスチールコード交差層からなり、トレッド部１の踏面２は図１に従い、対をなす狭幅縦溝５及び広幅縦溝６、段差陸部１１及びブロックＢ₂ の断面は図２に従う。
【００２２】
図１の展開図に示す限りでは実施例のタイヤと同じ従来例及び比較例のタイヤを準備し、実施例の、従来例及び比較例それぞれにつき、広幅縦溝６の幅ｄ₁ （ｍｍ）、狭幅縦溝５の幅ｄ₂ （ｍｍ）、狭幅縦溝５の最大深さｈ（ｍｍ）、ブロックＢ₂ の幅ｗ、（ｗ×ｄ₂ ）／ｈの値（ｍｍ）を表１に示す。ただし従来例及び比較例の表記も上記に合わせた。
【００２３】
【表１】

【００２４】
実施例、従来例及び比較例それぞれのタイヤを供試タイヤとして、以下の２種類の比較テストを実施した。
（１）耐偏摩耗性テスト；積載量１０トンのトラックの全輪に各供試タイヤを装着して、一般道路５０％、高速道路５０％の割合で１万km走行させた後、縦溝縁及び踏面端縁に沿って摩耗が過度に進行して落ち込んだ偏摩耗面積を測定してその平均値を算出し、従来例を１００とする指数にてあらわした。値は大なるほど悪い。
（２）耐雪噛み込み性テスト；積載量１０トンのトラックの駆動軸に各供試タイヤを装着して、適度な圧雪路面上で２４秒間、駆動軸のタイヤを空転させ、横溝を除く溝に噛み込んだ雪の量を計測し、その平均値を算出し、従来例を１００とする指数にてあらわした。値は大なるほど悪い。
以上の結果を表１の下段に記載した。
【００２５】
表１が示す数値から、従来例タイヤに対し実施例のタイヤは、指数値で１０５までは市場で問題にならない耐偏摩耗性は従来例並に保持し、問題となる耐雪噛み込み性は顕著に改善されていることがわかり、これに対し比較例タイヤは、耐雪噛み込み性は顕著に改善されている反面、耐偏摩耗性が極端に劣化していることがわかり、これでは実用性に欠ける。
【００２６】
【発明の効果】
この出願の請求項１、２に記載した発明によれば、優れた耐偏摩耗性と、大幅な耐雪噛み込み性改善に基づく十分な氷雪上性能との双方を兼ね備えたスタッドレスタイプの空気入りタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明の実施の形態の一例を示す踏面展開図である。
【図２】 図１に示すII−II線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１ トレッド部
２ 踏面
３、４、７ 縦溝
５ 狭幅縦溝
６ 広幅縦溝
８、９、１０ 横溝
１１ 段差陸部
Ｂ₁ 、Ｂ₂ 、Ｂ₃ ブロック
Ｓ サイプ
ｄ₁ 広幅縦溝幅
ｄ₂ 狭幅縦溝幅
ｗ ブロックのタイヤ回転軸方向幅
ｈ 狭幅縦溝の最大深さ
δ 段差陸部の段下がり代

Claims (2)

1. トレッド部の踏面に、その円周方向に延びる多数本の周方向縦溝と、これら縦溝に開口して隣り合う縦溝相互間にわたり延びる多数本の横溝とにより陸部を区画して成る多数個のブロックを備え、これら各ブロックは上記横溝が延びる向きに配置した複数個のサイプを有し、少なくとも踏面の両側領域それぞれは互いに近接して周方向に延びる幅広縦溝と狭幅縦溝との対を備え、この対をなす広幅縦溝と狭幅縦溝とに挟まれる領域に踏面に対して段下がり表面をもつ段差陸部を設け、この段差陸部はその表面がタイヤの荷重負荷転動の下で路面と滑り接触する摩耗犠牲部を形成して成る空気入りタイヤにおいて、
   上記対をなす一方の広幅縦溝のタイヤ回転軸方向幅（ｄ₁ ）は他方の狭幅縦溝のタイヤ回転軸方向幅（ｄ₂ ）の２倍以上、４倍以下であり、かつ
   上記他方の狭幅縦溝に直接隣接するブロックのタイヤ回転軸方向幅（ｗ）と他方の狭幅縦溝のタイヤ回転軸方向幅（ｄ₂ ）との積（ｗ×ｄ₂ ）を他方の狭幅縦溝の最大深さ（ｈ）で除した｛（ｗ×ｄ₂ ）／ｈ｝の値が０．６以上、２以下であることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. ＪＡＴＭＡ規格が定める最大負荷能力の５０％以上に相当する荷重を支持するタイヤの負荷転動下で段差陸部の表面が路面との間で滑り接触する請求項１に記載したタイヤ。

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