JP4445307B2 - 重荷重用ラジアルタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、特に冬用タイヤとして好適であり、必要な雪氷上性能を確保しつつブロック欠けを抑制しうる重荷重用ラジアルタイヤに関する。

冬期に使用される冬用タイヤでは、一般に、積雪路におけるグリップ力を確保するため雪噛み性の高いブロックパターンを採用するとともに、ブロックにサイピングを形成し、該サイピングやブロックのエッジ効果（路面掘り起こし摩擦）、及び粘着摩擦によって氷上性能を確保している（例えば特許文献１参照）。

特開１１−２０４１２号公報

そしてこの氷上性能の向上のために、ブロック数やサイピング数の増加が図られている。しかしこのことは、逆にブロック剛性の低下を招き、ブロック欠けが発生しやすくなるという問題を生じる。そこで、従来においては、各ブロックのブロック剛性、特に周方向剛性を例えば負荷能力等に基づいて規制し、所定値以下にならないように設計開発がなされている。

しかし本発明者の研究の結果、ブロック剛性が充分確保されている場合にも、ブロック欠けが発生することがあり、特に接地圧が高くなるトレッドセンタ域に配されるブロック列にブロック欠けの傾向が有ることが判明した。又さらなる研究の結果、このブロック欠けは、接地面形状にも大きく影響を受け、特に接地長さが短いほど、言い換えると接地面内でのブロック数が少ないブロック列ほど大きな力が作用するため、高いブロック剛性を有する場合にもブロック欠けが発生しやすくなることを究明した。

そこで本発明は、トレッドセンタ域に配されるブロック列において、そのブロック列の接地面内でのブロック数とブロック剛性との積であるブロック列剛性を規制することを基本として、必要な雪氷上性能を確保しながらも、ブロック欠けをより確実に抑制しうる重荷重用ラジアルタイヤを提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、タイヤ赤道を通る中央の縦主溝と、その両側の外の縦主溝とを設けることにより、トレッド面を、中央の縦主溝と外の縦主溝との間のセンター側リブ、外の縦主溝とトレッド縁との間のショルダー側リブとの４本のリブに区分し、
かつ前記センター側リブに、周方向にのびる縦細溝又はサイピングからなる周方向浅底溝と、前記中央の縦主溝と該周方向浅底溝とを継ぐ内の横溝と、前記外の縦主溝と前記周方向浅底溝とを継ぐ外の横溝とを設けて、内の横溝間の内のブロックＢｉが周方向に並置された内のブロック列、及び外の横溝間の外のブロックＢｏが周方向に並置された外のブロック列とを形成し、
しかも前記内のブロックＢｉと外のブロックＢｏとは、巾方向にのびるサイピングにより周方向に３つのブロック片に分割されるとともに、
正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填されるとともに正規荷重Ｍが負荷された正規荷重負荷状態で接地する接地面内において前記内のブロックＢｉ、外のブロックＢｏが接地するブロック列毎の接地ブロック数Ｎｉ，Ｎｏと、前記内のブロックＢｉ、外のブロックＢｏの周方向剛性（単位Ｎ／ｍｍ）Ｇｉ，Ｇｏとの積を、それぞれ内のブロック列のブロック列剛性ＲＧｉ（＝Ｎｉ×Ｇｉ）、外のブロック列のブロック列剛性ＲＧｏ（＝Ｎｏ×Ｇｏ）としたとき、前記各ブロック列剛性ＲＧｉ，ＲＧｏを前記正規荷重Ｍ（単位ｋＮ）で除した値Ｐｉ（＝ＲＧｉ／Ｍ），Ｐｏ（＝ＲＧｏ／Ｍ）を、それぞれ９．０〜１６．０（１／ｍｍ）の範囲としたことを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記内のブロックＢｉのタイヤ軸方向最大巾Ｗｂｉと、前記外のブロックＢｏのタイヤ軸方向最大巾Ｗｂｏとの比Ｗｂｏ／Ｗｂｉは、０．９５〜１．０５であることを特徴としている。

又請求項３の発明では、前記内のブロック列と外のブロック列とにおける各ブロックＢｉ，Ｂｏの総数ｎを６８〜８６個とするとともに、前記内のブロックＢｉと外のブロックＢｏとの周方向の３つのブロック片において、中のブロック片の周方向長さＬｂｉ２，Ｌｂｏ２は、各ブロックＢｉ，Ｂｏの周方向長さＬｂｉ，ＬＢｏに対する比Ｌｂｉ２／Ｌｂｉ，Ｌｂｏ２／Ｌｂｏを、それぞれ０．１５〜０．３５としたことを特徴としている。

又請求項４の発明では、前記ショルダー側リブはブロックパターンに形成されるとともに、センター側リブのタイヤ軸方向最大巾ＷＬｃとショルダー側リブのタイヤ軸方向最大巾ＷＬｓとの比ＷＬｃ／ＷＬｓは０．９５〜１．０２であることを特徴としている。

なお前記「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"を意味する。また前記「正規内圧」とは、前記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" を意味する。又前記「正規荷重」とは、前記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"に０．８８を乗じた荷重を意味する。

本発明は叙上の如く構成しているため、必要な雪氷上性能を確保しながらも、ブロック欠けをより確実に抑制することができる。

以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
図１は、本発明の重荷重用ラジアルタイヤが冬用タイヤである場合のトレッド部を示す断面図、図２はそのトレッドパターンを平面に展開して示す展開図である。

図１、２において、重荷重用ラジアルタイヤ１（以下タイヤ１という）は、トレッド部２に、タイヤ赤道Ｃ上を通る中央の縦主溝３と、その両側の外の縦主溝４，４とを設け、これによりトレッド面を、中央の縦主溝３と外の縦主溝４との間のセンター側リブ５、及び外の縦主溝４とトレッド縁Ｔｅとの間のショルダー側リブ６との４本のリブに区分している。

又前記センター側リブ５には、図３、４に示すように、周方向にのびる縦細溝又はサイピングからなる周方向浅底溝８と、該周方向浅底溝８と前記中央の縦主溝３とを継ぐ内の横溝９と、該周方向浅底溝８と前記外の縦主溝４とを継ぐ外の横溝１０とが配される。これにより、前記センター側リブ５を、前記内の横溝９，９間の内のブロックＢｉが周方向に並置された内のブロック列１２、及び外の横溝１０，１０間の外のブロックＢｏが周方向に並置された外のブロック列１３にさらに区分している。

ここで、前記縦主溝３，４は、溝巾Ｗｇ（図１に示す）が３ｍｍ以上の溝体であり、直線状又はジグザグ状（波状を含む）を有してタイヤ周方向に連続する。前記溝巾ｇとしては、雪上性能などの観点から５ｍｍ以上が好ましく、本例では８ｍｍのものを例示している。又縦主溝３，４の溝深さＤｇとしては、９ｍｍ以上、さらには１５ｍｍ以上が好ましく、本例では２０ｍｍのものを例示している。前記周方向浅底溝８は、タイヤ周方向に連続してのびる溝巾Ｗｓが３ｍｍ未満の巾狭かつ浅底の溝体であり、その溝深さＤｓは、前記溝深さＤｇの１．０倍よりも小、好ましくは０．４〜０．９倍の範囲に設定される。

又前記横溝９，１０は、溝巾中心線がタイヤ軸方向に対して、３０°以下、好ましくは１５°以下の角度で延在する。その溝巾Ｗｙ（図２に示す）、溝深さＤｙ（図１に示す）は、特に規制されないが、雪上性能などの観点から、溝巾Ｗｙは３ｍｍ以上、さらには５ｍｍ以上であるのが好ましい。又溝深さＤｙは、前記溝深さＤｇ以下であり、本例では、縦主溝３，４との交差位置近傍には前記溝深さＤｇと略等しい浅底部を、又周方向浅底溝８との交差位置近傍には前記溝深さＤｓと略等しい深底部を設けた場合を例示している。

次に、前記内，外のブロックＢｉ，Ｂｏには、それぞれ巾方向にのびる２本のサイピング１５ｉ，１５ｏが配置され、これにより内のブロックＢｉを３つのブロック片Ｂｉ１，Ｂｉ２，Ｂｉ３に、又外のブロックＢｏを３つのブロック片Ｂｏ１，Ｂｏ２，Ｂｏ３にそれぞれ区分している。なおサイピング１５ｉ，１５ｏは、直線状でも良いが、本例の如くジグザグ状、或いは略Ｚ字状に屈曲させるのがタイヤ軸方向のブロック剛性の低下を抑制するために好ましい。特に、前記サイピング１５ｉ，１５ｉ間の周方向長さ（即ち中のブロック片Ｂｉ２の周方向長さＬｂｉ２）、及びサイピング１５ｏ，１５ｏ間の周方向長さ（即ち中のブロック片Ｂｏ２の周方向長さＬｂｏ２）を、それぞれ周方向浅底溝８の側に向かって漸減させた場合には、中のブロック片Ｂｉ２，Ｂｏ２のタイヤ軸方向の動きをより拘束しうるためブロック剛性にとって好ましいものとなる。

ここで、偏摩耗の観点から、前記内のブロックＢｉのタイヤ軸方向最大巾Ｗｂｉと、前記外のブロックＢｏのタイヤ軸方向最大巾Ｗｂｏとの比Ｗｂｏ／Ｗｂｉを０．９５〜１．０５とするのが好ましく、この範囲を外れると、内，外のブロックＢｉ，Ｂｏの何れか一方のブロックが他方に比して早期に摩耗する所謂リブパンチング摩耗などの偏摩耗が発生する傾向となる。

又同目的で、前記中のブロック片Ｂｉ２の周方向長さＬｂｉ２と、内のブロックＢｉの周方向長さＬｂｉとの比Ｌｂｉ２／Ｌｂｉ、及び前記中のブロック片Ｂｏ２の周方向長さＬｂｏ２と、外のブロックＢｏの周方向長さＬｂｏとの比Ｌｂｏ２／Ｌｂｏを、それぞれ０．１５〜０．３５の範囲とするのが好ましい。前記比Ｌｂｉ２／Ｌｂｉ、及び比Ｌｂｏ２／Ｌｂｏがそれぞれ０．１５未満の場合には、中のブロック片Ｂｉ２，Ｂｏ２のブロック剛性が、両側のブロック片Ｂｉ１，Ｂｉ３，Ｂｏ１，Ｂｏ３に比して過小となるなど動きやすくなり、中のブロック片Ｂｉ２，Ｂｏ２の摩耗が、他の両側のブロック片Ｂｉ１，Ｂｉ３，Ｂｏ１，Ｂｏ３に比して不均一に遅れて残ってしまうこととなる。逆に０．３５を越えると、３つのブロック片Ｂｉ１，Ｂｉ２，Ｂｉ３、及びブロック片Ｂｏ１，Ｂｏ２，Ｂｏ３の剛性が近くなり、各ブロック片Ｂｉ１，Ｂｉ２，Ｂｉ３，Ｂｏ１，Ｂｏ２，Ｂｏ３に、ヒール＆トゥ摩耗などの偏摩耗を発生する傾向となる。なお各周方向長さＬｂｉ２，Ｌｂｏ２，Ｌｂｉ，Ｌｂｏが、本例の如く一定でない場合には、前記中のブロック片Ｂｉ２の周方向長さにおける最大値と最小値の平均値をＬｂｉ２、前記中のブロック片Ｂｏ２の周方向長さにおける最大値と最小値の平均値をＬｂｏ２、内のブロックＢｉの周方向長さにおける最大値と最小値の平均値をＬｂｉ、外のブロックＢｏの周方向長さにおける最大値と最小値の平均値をＬｂｏとする。

そして本実施形態では、この内，外のブロックＢｉ，Ｂｏのブロック欠けを抑制するために、以下の如く規制している。

詳しくは、まずタイヤ１を正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填するとともに正規荷重Ｍを負荷した正規荷重負荷状態において、トレッド面を平面に接地させる。このときの接地面２０（図５に示す）において、ブロック列毎に、前記内のブロックＢｉ、外のブロックＢｏが接地する接地ブロック数Ｎｉ，Ｎｏを求める。なおブロックパターンのタイヤでは、パターンノイズを軽減するため、例えばバリアブルピッチ法など、ブロック列内におけるブロックの周方向長さやブロック間に間隔（横溝の巾）を変化させる場合がある。係る場合には、ブロック列内のブロック総数をｎ、ブロック列の巾中心を通る周方向線のタイヤ一周長さをＴＬ、接地面２０におけるブロック列の巾中心での接地長さをＦＬとしたとき、接地ブロック数Ｎを以下、の式で近似する。
Ｎ＝ｎ×（ＦＬ／ＴＬ）
なお内，外のブロック列１２，１３のブロック総数ｎは同数であり、重荷重用ラジアルタイヤの場合、このブロック総数ｎを６８〜８６個の範囲とするのが好ましい。

次に、内，外のブロックＢｉ，Ｂｏの周方向剛性（単位Ｎ／ｍｍ）Ｇｉ，Ｇｏをそれぞれ求める。この周方向剛性Ｇは、図６に略示するように、ブロック表面ＢＳに周方向力Ｋｘを作用せしめ、ブロック表面ＢＳが周方向に移動したときの移動量Ｘと前記周方向力Ｋｘとの比Ｋｘ／Ｘとして求めることができる。このとき、ブロックＢに縦荷重が作用しないよう、例えばブロック表面ＢＳに接着剤等で固定した金属板等を介して周方向力Ｋｘを作用させる。又周方向剛性Ｇは、ブロックの形状サイズ、サイピングの形状サイズ、ブロックのゴムのヤング率等の情報に基づくコンピュータ解析によって求めてもよい。なおブロックＢ毎に、周方向剛性Ｇが相違する場合には、各ブロックＢの周方向剛性の平均をもって周方向剛性Ｇとする。

そして、前記接地ブロック数Ｎｉ，Ｎｏと、前記周方向剛性Ｇｉ，Ｇｏとの積を、それぞれ内のブロック列のブロック列剛性ＲＧｉ（＝Ｎｉ×Ｇｉ）、外のブロック列のブロック列剛性ＲＧｏ（＝Ｎｏ×Ｇｏ）とし、このブロック列剛性ＲＧｉ，ＲＧｏを前記正規荷重Ｍ（単位ｋＮ）で除した値Ｐｉ（＝ＲＧｉ／Ｍ），Ｐｏ（＝ＲＧｏ／Ｍ）を、それぞれ９．０〜１６．０の範囲に規制している。

これは、ブロック欠けは、接地面２０の接地長さＦＬにも大きく影響を受け、この接地長さＦＬが短いほどブロック個々に作用する力が大きくなるなど変形が大となりブロック欠け等の損傷が発生するからである。従って、接地ブロック数Ｎと周方向剛性Ｇとの積であるブロック列剛性ＲＧをパラメータとすることで、ブロック欠けの発生をより的確に捉えることが可能となった。

ここで、前記値Ｐｉ（＝ＲＧｉ／Ｍ），Ｐｏ（＝ＲＧｏ／Ｍ）がそれぞれ９．０未満では、ブロック列剛性ＲＧｉ，ＲＧｏが不十分となり、ブロックＢｉ，Ｂｏにブロック欠けが発生しやすくなる。逆に前記値Ｐｉ，Ｐｏがそれぞれ１６．０を越える場合には、ブロック列剛性ＲＧｉ，ＲＧｏが過大であるなど、ブロック総数ｎの増加、横溝９，１０の溝深さＤｙの増加などを図る余地を充分に残しており、雪氷上性能のさらなる向上が可能、言い換えると現状では雪氷上性能が不十分であることを意味する。従って、前記値Ｐｉ，Ｐｏは、その下限値を９．５以上、又上限値を１４．５以下とするのがより好ましい。

次に本例では、図１に示すように、前記ショルダー側リブ６も、周方向にのびる縦細溝２１、該縦細溝２１と前記外の縦主溝４との間を継ぐ内の横溝２２、及び該縦細溝２１とトレッド縁Ｔｅとの間を継ぐ外の横溝２３により、２列のブロックパターンに形成されている。このショルダー側リブ６では、そのタイヤ軸方向最大巾ＷＬｓと、前記センター側リブ５のタイヤ軸方向最大巾ＷＬｃとの比ＷＬｃ／ＷＬｓを、０．９５〜１．０２とするのが好ましく、これによって接地圧のバランスを保ちかつ偏摩耗を抑制している。なお前記比ＷＬｃ／ＷＬｓが０．９５より小では、前記センター側リブ５が早期に摩耗する所謂リブパンチング摩耗が発生傾向となり、逆に１．０２を越えると、ショルダー側リブ６で肩落ち摩耗が発生傾向となる。なお本例では、前記ショルダー側リブ６には、ワンダリング性能を高める目的で、トレッド縁Ｔｅに沿ってのびる厚さ５ｍｍ以下の変形容易な舌片２５の列からなる副部６Ｂが付設される場合を例示しており、係る場合には、ショルダー側リブ６の前記最大巾ＷＬｓとして、前記副部６Ｂを除外した主部６Ａの巾を採用する。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

図２に示すトレッドパターンを基本としかつ表１に示す仕様を有するタイヤサイズ２７５／８０Ｒ２２．５、２９５／７０Ｒ２２．５の重荷重用ラジアルタイヤを試作するとともに、各試供タイヤの耐ブロック欠け性能を評価した。

なお実施例品と従来品とは、横溝９、１０における溝深さＤｙ、及びサイピング１５ｉ、１５ｏのサイピング深さＤｔの相違のみによって、ブロックＢｉ，Ｂｏの周方向剛性Ｇｉ，Ｇｏを変化させている。

（１）耐ブロック欠け性能：
ＧＶＷ２．５トン、２−Ｄ４の車両、定積使用ユーザーのドライブ軸に試供タイヤを装着し、５万km走行後のブロック欠けの状況を検査した。×…ブロック欠け発生、△…溝底／サイプ底にクラック発生、○…クラック未発生、の３段階で評価した。

本発明の重荷重用ラジアルタイヤの一実施例を示すトレッド部の断面図である。 そのトレッドパターンを示す展開図である。 センター側リブを拡大して示す平面図である。 センター側リブをショルダー側リブとともに示す斜視図である。 接地面を示す線図である。 ブロックの周方向剛性を説明する線図である。

符号の説明

３ 中央の縦主溝
４ 外の縦主溝
５ センター側リブ
６ ショルダー側リブ
８ 周方向浅底溝
９ 内の横溝
１０ 外の横溝
１２ 内のブロック列
１３ 外のブロック列
１５ｉ、１５ｏ サイピング
２０ 接地面
Ｂｉ１，Ｂｉ２，Ｂｉ３ ブロック片
Ｂｏ１，Ｂｏ２，Ｂｏ３ ブロック片

Claims (4)

1. タイヤ赤道を通る中央の縦主溝と、その両側の外の縦主溝とを設けることにより、トレッド面を、中央の縦主溝と外の縦主溝との間のセンター側リブ、外の縦主溝とトレッド縁との間のショルダー側リブとの４本のリブに区分し、
   かつ前記センター側リブに、周方向にのびる縦細溝又はサイピングからなる周方向浅底溝と、前記中央の縦主溝と該周方向浅底溝とを継ぐ内の横溝と、前記外の縦主溝と前記周方向浅底溝とを継ぐ外の横溝とを設けて、内の横溝間の内のブロックＢｉが周方向に並置された内のブロック列、及び外の横溝間の外のブロックＢｏが周方向に並置された外のブロック列とを形成し、
   しかも前記内のブロックＢｉと外のブロックＢｏとは、巾方向にのびるサイピングにより周方向に３つのブロック片に分割されるとともに、
   正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填されるとともに正規荷重Ｍが負荷された正規荷重負荷状態で接地する接地面内において前記内のブロックＢｉ、外のブロックＢｏが接地するブロック列毎の接地ブロック数Ｎｉ，Ｎｏと、前記内のブロックＢｉ、外のブロックＢｏの周方向剛性（単位Ｎ／ｍｍ）Ｇｉ，Ｇｏとの積を、それぞれ内のブロック列のブロック列剛性ＲＧｉ（＝Ｎｉ×Ｇｉ）、外のブロック列のブロック列剛性ＲＧｏ（＝Ｎｏ×Ｇｏ）としたとき、前記各ブロック列剛性ＲＧｉ，ＲＧｏを前記正規荷重Ｍ（単位ｋＮ）で除した値Ｐｉ（＝ＲＧｉ／Ｍ），Ｐｏ（＝ＲＧｏ／Ｍ）を、それぞれ９．０〜１６．０（１／ｍｍ）の範囲としたことを特徴とする重荷重用ラジアルタイヤ。
   
2. 前記内のブロックＢｉのタイヤ軸方向最大巾Ｗｂｉと、前記外のブロックＢｏのタイヤ軸方向最大巾Ｗｂｏとの比Ｗｂｏ／Ｗｂｉは、０．９５〜１．０５であることを特徴とする請求項１記載の重荷重用ラジアルタイヤ。
3. 前記内のブロック列と外のブロック列とにおける各ブロックＢｉ，Ｂｏの総数ｎを６８〜８６個とするとともに、前記内のブロックＢｉと外のブロックＢｏとの周方向の３つのブロック片において、中のブロック片の周方向長さＬｂｉ２，Ｌｂｏ２は、各ブロックＢｉ，Ｂｏの周方向長さＬｂｉ，ＬＢｏに対する比Ｌｂｉ２／Ｌｂｉ，Ｌｂｏ２／Ｌｂｏを、それぞれ０．１５〜０．３５としたことを特徴とする請求項１又は２記載の重荷重用ラジアルタイヤ。
4. 前記ショルダー側リブはブロックパターンに形成されるとともに、センター側リブのタイヤ軸方向最大巾ＷＬｃとショルダー側リブのタイヤ軸方向最大巾ＷＬｓとの比ＷＬｃ／ＷＬｓは０．９５〜１．０２であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の重荷重用ラジアルタイヤ。

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