JP5222239B2

JP5222239B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP5222239B2
Application number: JP2009160888A
Authority: JP
Inventors: 昭範三宅
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2009-07-07
Filing date: 2009-07-07
Publication date: 2013-06-26
Anticipated expiration: 2029-07-07
Also published as: JP2011016394A; US20110005650A1

Description

本発明は、トレッド面に、周方向に延びるショルダー陸部と、ショルダー陸部の接地端よりも幅方向内側にて周方向に延び、ショルダー陸部を幅方向内側の本体陸部と幅方向外側の犠牲陸部とに区分する細溝と、を有する空気入りタイヤに関する。

走行中の空気入りタイヤでは、一般にトレッド面のショルダー陸部の接地端近傍において、接地圧が高くなる傾向があり、その結果、トレッド面の他の陸部に比べて、ショルダー陸部の接地端近傍での摩耗量が大きくなる、偏摩耗が問題となることがある。このような偏摩耗を防止する方法として、例えば図４（ａ）に示すとおり、トレッド面のショルダー陸部の接地端近傍に、その接地端ＬＥよりも幅方向内側にて周方向に延びる細溝３０を設けることが広く行われている。

しかしながら、細溝３０を設けた場合であっても、タイヤ使用に伴い、本体陸部１０の細溝側端部１０Ｅ（本体陸部１０の中でも、細溝３０との稜線近傍部分）の摩耗量が大きくなり、本体陸部１０の細溝側端部１０Ｅが丸くなるように摩耗する（図４（ｂ））。その結果、本体陸部１０の細溝側端部１０Ｅと他のショルダー陸部の踏面との間に径差が発生する。したがって、単に細溝３０のみを設けた空気入りタイヤにおいては、この径差によりタイヤ回転時にスリップが発生し、図４（ｃ）に示す如く段差摩耗（偏摩耗）が発生する傾向があった。

なお、この細溝３０によって区分される幅方向外側の犠牲陸部２０は、その剛性が高いほうが偏摩耗低減には有効である。一方で、犠牲陸部２０の剛性を高くし過ぎると、走行中に犠牲陸部２０が受ける変形により、細溝３０の溝底に応力が集中し、細溝３０の溝底でのクラック発生に起因して、タイヤ使用初期〜中期にもかかわらず、犠牲陸部３０が千切れる、いわゆる「チャンキング」などの問題が生じていた。

下記特許文献１では、ショルダー陸部の端部に、タイヤ周方向に延びる細溝を有する重荷重用空気入りタイヤにおいて、該細溝の幅方向内側の溝壁にタイヤ周方向に延びる切溝を少なくとも１本設け、該細溝の幅方向内側の溝壁の面積Ｓ_１を該細溝の幅方向外側の溝壁の面積Ｓ_０よりも大きくすることで、ショルダー陸部の偏摩耗を防止しつつ、細溝溝底でのクラック発生を防止し得る点が記載されている。しかしながら、かかる重荷重用空気入りタイヤでは、タイヤ使用に伴い、摩耗によりトレッド踏面に切溝が露出した場合、図４（ｃ）に示した段差摩耗が発生しているのと同じ状態となる。その結果、さらなるタイヤ使用により、段差摩耗部分が拡大し、タイヤの耐摩耗性が大きく損なわれるという問題があった。

また、下記特許文献２では、ショルダー陸部の端部に、タイヤ周方向に延びる細溝を有する空気入りタイヤにおいて、該細溝の溝深さおよび溝幅を特定するとともに、該細溝の幅方向内側の溝壁にタイヤ周方向に連続して延びる少なくとも一条の環状溝を設けることで、ショルダー陸部にて段差摩耗が発生した場合でも細溝溝底でのクラック発生を防止し得る点が記載されている。しかしながら、かかる空気入りタイヤでは、全ての摩耗過程（タイヤ使用初期〜末期）において、ショルダー陸部の段差摩耗の発生を防止できるものではなく、段差摩耗の防止効果の点で、さらなる改良の余地があった。

特開平７−７６２０４号公報特開平１１−３０１２１４号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的はショルダー陸部の段差摩耗を防止し、耐偏摩耗性能を向上した空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち、本発明に係る空気入りタイヤは、トレッド面に、周方向に延びるショルダー陸部と、前記ショルダー陸部の接地端よりも幅方向内側にて周方向に延び、前記ショルダー陸部を幅方向内側の本体陸部と幅方向外側の犠牲陸部とに区分する細溝と、を有する空気入りタイヤにおいて、前記細溝は、前記細溝の幅方向内側の溝壁から始端し、溝底が開口部よりもタイヤ径方向内側となるように傾斜しつつ周方向に延びる第１切溝と、前記細溝の幅方向内側の溝壁から始端し、溝底が開口部よりもタイヤ径方向内側となるように傾斜しつつ周方向に延び、前記第１切溝よりもタイヤ径方向内側に位置する第２切溝と、を備えるものであり、前記第１切溝の溝底位置は、前記第２切溝の開口部上端位置よりもタイヤ径方向内側に位置するものであることを特徴とする。

上記空気入りタイヤでは、タイヤ使用に伴い、摩耗によりトレッド踏面に第１切溝が露出した後、さらに摩耗が進行しても、本体陸部の細溝側端部が切溝に沿って幅方向内側に移動する。これにより、本体陸部の細溝側端部が丸くなるような摩耗の発生を防止することができる。また、上記空気入りタイヤでは、第１切溝の溝底位置を、第２切溝の開口部上端位置よりもタイヤ径方向内側に位置するものとしているため、第１切溝が摩耗により消滅する前に、第２切溝が露出する。この結果、タイヤ使用初期〜末期において、常に本体陸部の細溝側端部が丸くなるような摩耗の発生を防止することができる。その結果、本体陸部の細溝側端部と他のショルダー陸部の踏面との間にて、径差が発生するのを常に防止できるため、タイヤ使用初期〜末期において、ショルダー陸部の段差摩耗を防止することができる。

上記空気入りタイヤにおいて、前記第１切溝の深さＬ１および前記第２切溝の深さＬ２が、ともに３ｍｍ〜１２ｍｍであることが好ましい。かかる構成によれば、切溝（第１切溝および第２切溝）成型のためにタイヤ加硫時に使用するサイプの耐久性を維持しつつ、ショルダー陸部の本体陸部の剛性を適度に下げることができる。その結果、空気入りタイヤの耐偏摩耗性能をより向上することができる。

上記空気入りタイヤにおいて、前記細溝と前記第１切溝とのなす角度θ１および前記細溝と前記第２切溝とのなす角度θ２が、ともに３０°〜６５°であることが好ましい。かかる構成によれば、細溝と切溝（第１切溝および第２切溝）とに挟まれた部分の厚みを保持し、チャンキングの発生を防止することができる。

上記空気入りタイヤにおいて、前記第１切溝の溝幅Ｗ１および前記第２切溝の溝幅Ｗ２が、ともに１．５ｍｍ以下であることが好ましい。かかる構成によれば、タイヤ使用時において、第１切溝と第２切溝との間の部分の変形を防止し、細溝内での石噛みを防止することができる。その結果、空気入りタイヤの耐偏摩耗性能を向上しつつ、耐久性を向上することができる。

本発明の空気入りタイヤのショルダー陸部におけるタイヤ子午線方向の断面図の一例本発明の空気入りタイヤにおいて、段差摩耗を防止するメカニズムを示す図比較例の空気入りタイヤのショルダー陸部におけるタイヤ子午線方向の断面図従来の空気入りタイヤのショルダー陸部におけるタイヤ子午線方向の断面図の一例

以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の空気入りタイヤのショルダー陸部におけるタイヤ子午線方向の断面図の一例である。図１において、ＲＤはタイヤ半径方向を示し、ＷＤはタイヤ幅方向を示す。

図１に示すとおり、本実施形態に係る空気入りタイヤは、トレッド面に、周方向に延びるショルダー陸部１１と、ショルダー陸部１１の接地端ＬＥよりも幅方向内側にて周方向に延び、ショルダー陸部１１を幅方向内側の本体陸部１と幅方向外側の犠牲陸部２とに区分する細溝３と、を有する。

ショルダー陸部１１は、トレッド面の幅方向最外側にて周方向に延びる主溝（図１においては、図示を省略）よりも幅方向外側に位置する。本実施形態では、本体陸部１および犠牲陸部２を含むショルダー陸部１１が、リブタイプで構成された例を示す。ただし、本発明における空気入りタイヤでは、トレッドパターンとしてリブタイプ、ブロックタイプ、あるいはラグタイプなど、特に限定なく採用可能である。

細溝３は、ショルダー陸部１１の接地端ＬＥよりも幅方向内側にて周方向に延びる。ここで、本発明においては、空気入りタイヤの偏摩耗を効果的に低減するために、接地端ＬＥを基準にしてトレッド接地幅の５％以内の領域に細溝３を設けることが好ましい。この細溝３の溝深さは、空気入りタイヤのサイズによって適宜変更可能である。例えば１１Ｒ２２．５サイズであれば、偏摩耗を低減するためには、１０〜２０ｍｍであることが好ましく、１４〜１６ｍｍであることがより好ましい。また、本実施形態では、細溝３をトレッド踏面から溝底に向かって、その幅方向ＷＤにおける溝幅を略一定となるように設定している。細溝３の溝幅としては、例えば０．５〜３．０ｍｍが例示される。

細溝３は、細溝３の幅方向内側の溝壁から始端し、溝底が開口部よりもタイヤ径方向内側となるように傾斜しつつ周方向に延びる第１切溝４１と、細溝３の幅方向内側の溝壁から始端し、溝底が開口部よりもタイヤ径方向内側となるように傾斜しつつ周方向に延び、第１切溝４１よりもタイヤ径方向内側に位置する第２切溝４２と、を備える。第２切溝４２は、細溝３の幅方向内側の溝壁であって、第１切溝４１の始端位置よりもタイヤ径方向内側（図１では下側）位置から始端する。なお、本発明においては、ショルダー陸部１１における段差摩耗を防止する観点から、細溝３の幅方向外側の溝壁には、切溝を備えないことが好ましい。

図１に示すとおり、第１切溝４１の溝底位置Ｐ１は、第２切溝の開口部上端位置Ｐ２よりもタイヤ径方向内側に位置する。かかる構成とすることで、本発明に係る空気入りタイヤでは、タイヤ使用初期〜末期において、ショルダー陸部の段差摩耗を防止することができる。本発明において、ショルダー陸部の段差摩耗を防止することができるメカニズムを、図２を参照しつつ以下に説明する。

タイヤ新品時においては、トレッド踏面に第１切溝４１（および第２切溝４２）は露出していないが（図１に示す状態）、タイヤ使用に伴い、摩耗によりトレッド踏面に第１切溝４１が露出する（図２（ａ）に示す状態）。第１切溝４１が露出した後、さらに摩耗が進行しても、本体陸部１の細溝側端部１Ｅが第１切溝４１に沿って幅方向内側に移動する。これにより、本体陸部１の細溝側端部１Ｅが丸くなるような摩耗の発生を防止することができる。

タイヤ使用に伴い、摩耗がさらに進行し、第１切溝４１が消滅することになっても、この第１切溝４１が摩耗により消滅する前に、第２切溝４２が露出する（図２（ｂ）に示す状態）。この第２切溝４２が露出後にさらに摩耗が進行しても、本体陸部１の細溝側端部１Ｅが第２切溝４２に沿って幅方向内側に移動する。この結果、タイヤ使用初期〜末期において、常に本体陸部１の細溝側端部１Ｅが丸くなるような摩耗の発生を防止することができる。その結果、本体陸部１の細溝側端部１Ｅと他のショルダー陸部の踏面との間にて、径差が発生するのを常に防止できるため、タイヤ使用初期〜末期において、ショルダー陸部の段差摩耗を防止することができる。

本発明において、ショルダー陸部１１の段差摩耗をより効果的に防止するためには、トレッド踏面の法線方向における、第１切溝４１の溝底位置Ｐ１から第２切溝の開口部上端位置Ｐ２までの距離Ｌ１２を０．５ｍｍ〜１．５ｍｍとすることが好ましい。

本発明において、第１切溝４１の深さＬ１および第２切溝４２の深さＬ２は、ともに３ｍｍ〜１２ｍｍであることが好ましい。かかる構成によれば、切溝成型のためにタイヤ加硫時に使用するサイプの耐久性を維持しつつ、ショルダー陸部１１の本体陸部１の剛性を適度に下げることができる。その結果、空気入りタイヤの耐偏摩耗性能をより向上することができる。空気入りタイヤの耐偏摩耗性能をさらに向上するためには、第１切溝４１の深さＬ１および第２切溝４２の深さＬ２が、ともに５ｍｍ〜８ｍｍであることが好ましい。このＬ１とＬ２とは、同じであっても異なっていてもよい。

また、本発明において、細溝３と第１切溝４１とのなす角度θ１および細溝３と第２切溝４２とのなす角度θ２が、ともに３０°〜６５°であることが好ましく、３０°〜４０°であることがより好ましい。かかる構成によれば、細溝３と第１切溝４１とに挟まれた部分、および細溝３と第２切溝４２とに挟まれた部分の厚みを保持し、チャンキングの発生を防止することができる。なお、上記θ１は、細溝３の溝幅中心線と第１切溝４１の溝幅中心線とのなす角度を意味し、上記θ２も細溝３の溝幅中心線と第２切溝４２の溝幅中心線とのなす角度を意味するものとする。このθ１とθ２とは、同じであっても異なっていてもよい。

また、図１に示すとおり、第１切溝４１の溝幅Ｗ１および第２切溝４２の溝幅Ｗ２が、ともに１．５ｍｍ以下であることが好ましい。かかる構成によれば、タイヤ使用時において、第１切溝４１と第２切溝４２との間の部分の変形を防止し、細溝３内での石噛みを防止することができる。その結果、空気入りタイヤの耐偏摩耗性能を向上しつつ、耐久性を向上することができる。このＷ１とＷ２とは、同じであっても異なっていてもよい。なお、第１切溝４１の溝幅Ｗ１および第２切溝４２の溝幅Ｗ２の溝幅の下限は、ショルダー陸部１１の段差摩耗をより確実に防止するためには、０．５ｍｍ以上であることが好ましい。

本発明によれば、上述したような段差摩耗防止効果が得られる。したがって、本発明は特に、ショルダー陸部の中でも本体陸部の細溝側端部における段差摩耗の問題が顕著なショルダーリブを有する重荷重用空気入りタイヤに対して有用である。

本発明の空気入りタイヤは、細溝および切溝を上記の如き構成する以外は、通常の空気入りタイヤと同等であり、従来公知の材料、形状、構造、製法などが何れも本発明に採用することができる。

［他の実施形態］
前述の実施形態では、細溝３は、その幅方向内側の溝壁から始端し、タイヤ径方向内側に向かって延びる第１切溝４１と、幅方向内側の溝壁から始端し、タイヤ径方向内側に向かって延びる第２切溝４２と、を備える例（細溝に切溝を２つ備える例）を示した。しかしながら本発明においては、細溝は、第２切溝のタイヤ径方向内側に、さらに第３切溝を備えるものであってもよい。この場合であっても、第２切溝の溝底位置は、第３切溝の開口部上端位置よりもタイヤ径方向内側に位置するものとすることで、タイヤ使用初期〜末期において、ショルダー陸部の段差摩耗を防止することができる。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例などについて説明する。なお、実施例などにおける評価項目は下記のようにして測定を行った。

耐偏摩耗性能
長距離輸送トラックのトラクタヘッドの前輪にテストタイヤ（２９５／７５Ｒ２２．５）を装着し、乾燥路面を８万ｋｍ走行後に、段差摩耗した部分の幅をタイヤ幅方向にて測定し、その逆数を指数評価した。なお、評価は比較例１を１００としたときの指数評価で示し、数値が大きいほど良好な耐偏摩耗性能を示す。

実施例１
ショルダー陸部１１として、図１に示す構成を備える空気入りタイヤ（細溝３の溝深さ１５ｍｍ、細溝３の溝幅２．５ｍｍ、Ｌ１＝６．５ｍｍ、Ｌ２＝６．５ｍｍ、Ｌ１２＝１ｍｍ、θ１＝３０°、θ２＝３０°、Ｗ１＝１ｍｍ、Ｗ２＝１ｍｍ）を製造した。かかる空気入りタイヤを用いて、上記評価を行った結果を表１に示す。

比較例１（従来例）
図１に示す構成において、細溝３のみを備える（切溝４を有しない）以外は、実施例１と同じ構成を有する空気入りタイヤを製造した。かかる空気入りタイヤを用いて、上記評価を行った結果を表１に示す。

比較例２
図３（ａ）に示す構成（細溝３の幅方向内側の溝壁から始端する横溝４ａを１本備える構成）において、θａ＝９０°、Ｌａ＝４ｍｍ、Ｗａ＝２ｍｍとした以外は、実施例１と同じ構成を有する空気入りタイヤを製造した。かかる空気入りタイヤを用いて、上記評価を行った結果を表１に示す。

比較例３
図３（ｂ）に示す構成（細溝３の幅方向内側の溝壁から始端する横溝４ｂを２本備える構成）において、Ｌｂ＝１．２５ｍｍ、Ｗｂ＝２．５ｍｍとした以外は、実施例１と同じ構成を有する空気入りタイヤを製造した。かかる空気入りタイヤを用いて、上記評価を行った結果を表１に示す。

表１に示すとおり、実施例１に係る空気入りタイヤでは、比較例１に係る空気入りタイヤに比べて、飛躍的に耐偏摩耗性能が向上することがわかる。一方、比較例２および比較例３に係る空気入りタイヤでは、比較例１に係る空気入りタイヤと比較すると、やや耐偏摩耗性能が向上するものの、実施例１の空気入りタイヤに比べると、耐偏摩耗性能が劣ることがわかる。

１：本体陸部
２：犠牲陸部
３：細溝
４：切溝
１１：ショルダー陸部

Claims

トレッド面に、周方向に延びるショルダー陸部と、前記ショルダー陸部の接地端よりも幅方向内側にて周方向に延び、前記ショルダー陸部を幅方向内側の本体陸部と幅方向外側の犠牲陸部とに区分する細溝と、を有する空気入りタイヤにおいて、
前記細溝は、前記細溝の幅方向内側の溝壁から始端し、溝底が開口部よりもタイヤ径方向内側となるように傾斜しつつ周方向に延びる第１切溝と、前記細溝の幅方向内側の溝壁から始端し、溝底が開口部よりもタイヤ径方向内側となるように傾斜しつつ周方向に延び、前記第１切溝よりもタイヤ径方向内側に位置する第２切溝と、を備えるものであり、
前記第１切溝の溝底位置は、前記第２切溝の開口部上端位置よりもタイヤ径方向内側に位置するものであることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記第１切溝の深さＬ１および前記第２切溝の深さＬ２が、ともに３ｍｍ〜１２ｍｍである請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記細溝と前記第１切溝とのなす角度θ１および前記細溝と前記第２切溝とのなす角度θ２が、ともに３０°〜６５°である請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
前記第１切溝の溝幅Ｗ１および前記第２切溝の溝幅Ｗ２が、ともに１．５ｍｍ以下である請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。