JP6357079B2

JP6357079B2 - 重荷重用タイヤ

Info

Publication number: JP6357079B2
Application number: JP2014226297A
Authority: JP
Inventors: 修司鍵本
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2014-11-06
Filing date: 2014-11-06
Publication date: 2018-07-11
Anticipated expiration: 2034-11-06
Also published as: JP2016088343A

Description

本発明は、トレッド部にセンターブロックを有する重荷重用タイヤに関し、詳しくは、センター摩耗を抑制しながら高い排水性能を提供することができる重荷重用タイヤに関する。

一般に、悪路を走行する大型車両等に用いられる重荷重用タイヤには、大きなトラクション性能が要求されている。このため、この種の重荷重用タイヤのトレッド部には、センターブロックが設けられたパターンが採用される傾向がある。一方、このようなタイヤが駆動軸に装着された場合、センターブロックには、その踏み込み時及び蹴り出し時に大きなせん断力が作用し、ひいては、センターブロックに摩耗が集中する（センター摩耗）傾向があった。

センター摩耗を抑制するために、センターブロックを大型化することが提案されている。しかしながら、このような大きなセンターブロックは、高い剛性により耐摩耗性を改善するものの、タイヤ赤道側の排水性能を著しく悪化させるという問題があった。

特開２０１４−１６２４２９号公報

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、センター摩耗を抑制しながら高い排水性能を提供することができる重荷重用タイヤを提供することを主たる目的としている。

本発明は、トレッド部に、タイヤ赤道の両側に配されタイヤ周方向にジグザグ状に連続してのびる一対の周方向溝と、前記一対の周方向溝間に平面視六角形状の複数のセンターブロックを区分するように配された複数のセンター傾斜溝とを有する重荷重用タイヤであって、前記各センターブロックには、前記センターブロックを横切る補助溝が設けられており、前記補助溝は、前記センター傾斜溝と逆向きに傾斜する第１部分と、前記センター傾斜溝と同じ向きに傾斜する第２部分とを含み、前記第１部分の溝深さが、前記第２部分の溝深さよりも小さいことを特徴とする。

本発明の他の態様では、前記センターブロックのタイヤ軸方向の最大幅は、トレッド接地幅の２０％〜５０％とされても良い。

本発明の他の態様では、前記補助溝の前記第２部分は、タイヤ赤道を横切っているものでも良い。

本発明の他の態様では、前記補助溝は、前記第２部分の両側に前記第１部分が接続されたジグザグ状であっても良い。

本発明の他の態様では、前記第２部分の溝幅は、前記第１部分の溝幅よりも大きくても良い。

本発明の他の態様では、前記第１部分の溝深さが、前記周方向溝の溝深さの１０％〜４０％の範囲にあっても良い。

本発明の他の態様では、前記第１部分の溝深さが、前記第２部分の溝深さの４０％〜６０％の範囲にあっても良い。

本発明の他の態様では、前記センターブロックの踏面のタイヤ赤道によって左右に区分された各側は、前記補助溝により、第１領域と、踏面面積が前記第１領域よりも小さい第２領域とに区画され、前記第１領域の踏面面積が、前記第２領域の踏面面積の１．５倍以上とされても良い。

本発明の重荷重用タイヤは、平面視六角形状の複数のセンターブロックを具えている。平面視六角形状のセンターブロックは、一般に、荷重が作用した場合でも全体的な変形量が小さく、かつ、各部の変形量の差も小さくなるような剛性バランスを持つ。従って、このようなセンターブロックは、耐摩耗性能に優れる。特に、センターブロックが大型化されることによって、上記効果はより一層高められる。

各センターブロックには、センターブロックを横切る補助溝が設けられている。前記補助溝は、センター傾斜溝と逆向きに傾斜する第１部分と、センター傾斜溝と同じ向きに傾斜する第２部分とを含んでいる。補助溝は、センターブロックが大型化された場合でも、タイヤ赤道付近での排水を促し、ひいては排水性能の低下を抑えることができる。

また、補助溝は、傾斜の向きが異なる第１部分と第２部分とを含むため、タイヤ赤道付近の水膜をより広い範囲で除去することができる。しかも、センター傾斜溝と逆向きに傾斜している第１部分の溝深さが、センター傾斜溝と同じ向きに傾斜している第２部分の溝深さよりも小さく形成されている。第１部分は、センター傾斜溝と逆向きに傾斜しているため、第１部分とセンター傾斜溝との間で挟まれるゴム部分に大きな剛性変化を与えがちであるが、第１部分の溝深さを相対的に小さくすることにより、このような剛性変化を最小限に抑えながら、排水性能の向上がもたらされる。

従って、本発明によれば、センター摩耗を抑制しながら高い排水性能を提供することができる。

本実施形態の重荷重用タイヤのトレッド部の展開図である。図１のトレッド部のＡ−Ａ線断面図である。トレッド部のセンターブロックの拡大展開図である。トレッド部のショルダーブロックの拡大展開図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１は、本実施形態の重荷重用タイヤのトレッド部２の展開図である。図１に示されるように、本実施形態の重荷重用タイヤのトレッド部２には、タイヤ赤道Ｃの両側に配されタイヤ周方向に連続してのびる一対の周方向溝３、３と、一対の周方向溝３、３の間を連通する複数のセンター傾斜溝４と、各周方向溝３からトレッド接地端Ｔｅに向かってタイヤ軸方向にのびる複数のショルダー横溝５とが設けられている。これにより、一対の周方向溝３、３間に、複数のセンターブロック６が区分されている。また、各周方向溝３、３の外側には、複数のショルダーブロック７が区分されている。

トレッド接地端Ｔｅとは、正規状態のタイヤに、正規荷重を負荷しかつキャンバー角０度で平面に接地させたときの最もタイヤ軸方向外側の接地端を意味している。ここで、正規状態とは、タイヤが正規リム（図示省略）にリム組みされ、かつ、正規内圧が充填された無負荷の状態である。以下、特に言及されない場合、タイヤの各部の寸法等はこの正規状態で測定された値である。正規状態において、トレッド接地端Ｔｅ、Ｔｅ間のタイヤ軸方向の距離は、トレッド接地幅ＴＷとして定義される。

「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" 、ＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim" である。

「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" である。

「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"である。

各周方向溝３は、第１傾斜部３ａと、第１傾斜部３ａとは逆向きに傾斜する第２傾斜部３ｂとがタイヤ周方向に交互に設けられたジグザグ形状である。このジグザグ形状は、タイヤ赤道側に凸となる内側頂部８と、トレッド接地端Ｔｅ側に凸となる外側頂部９とを含んでいる。ジグザグ状の周方向溝３は、いわゆるパターンエッジ効果を有するので、タイヤのトラクション性能やブレーキング性能が高められる。

パターンエッジ効果と排水性能とをバランス良く高めるために、第１傾斜部３ａ及び第２傾斜部３ｂのタイヤ周方向に対する角度は、例えば、１０〜３０度が望ましい。好ましい態様では、本実施形態のように、一対の周方向溝３、３は、互いのジグザグ位相がタイヤ周方向に少しずれて配設されている。これにより、タイヤ周方向でバランスよくパターンエッジ効果が得られる。本実施形態において、第１傾斜部３ａ及び第２傾斜部３ｂは、それぞれ実質的に直線状にのびているが、湾曲するものでもよい。

十分な排水性能を維持しながらトレッド部２の接地面積の減少を防ぐために、周方向溝３の溝幅Ｗ１は、例えば、１０〜１４mmが望ましい。図２には、図１のＡ−Ａ線断面図が示されている。十分な排水性能を維持しながらトレッド部２のパターン剛性の低下を防ぐために、周方向溝３の溝深さＤ１は、例えば、１０〜２０mmが望ましい。

図１に戻ると、センター傾斜溝４は、一対の周方向溝３、３間に、平面視六角形状の複数のセンターブロック６を区分するように配されている。具体的に述べると、センター傾斜溝４は、直線状にのびており、その両端は、周方向溝３の内側頂部８にそれぞれ接続されている。一対の周方向溝３、３のジグザグ位相がタイヤ周方向に少しずれて配設されているので、センター傾斜溝４は、タイヤ軸方向に対して傾斜している。排水性能を高めながらセンターブロック６のタイヤ周方向剛性の低下を防ぐために、センター傾斜溝４のタイヤ軸方向に対する角度は、例えば、１５〜３５度が望ましい。

センター傾斜溝４の溝幅Ｗ２は、タイヤ赤道Ｃ付近での排水性能を高めながら十分なトレッド部２の接地面積を得るために、例えば、５〜１２mm、より好ましくは７〜９mmに設定され得る。図２に示されるように、センター傾斜溝４の溝深さＤ２は、上記と同様の観点より、例えば、１６〜２０mmが望ましい。本実施形態では、好ましい態様として、センター傾斜溝４の溝深さＤ２は、例えば、周方向溝３の第２傾斜部３ｂの溝深さＤ１と同じに設定されている。これにより、センター傾斜溝４からスムーズに周方向溝３へと排水され得る。

図３は、図１のセンターブロック６の拡大である。センターブロック６は、互いに平行な一対の第１傾斜部３ａ、３ａと、互いに平行な一対の第２傾斜部３ｂ、３ｂと、互いに平行な一対のセンター傾斜溝４、４とによって区画された六角形状の踏面を有している。踏面が平面視六角形状のセンターブロック６は、荷重が作用した場合でも全体的な変形量が小さく、かつ、各部の変形量の差も小さくなるような優れた剛性バランスを持つ。従って、このようなセンターブロック６は、耐摩耗性能に優れる。

ここでで、上記「六角形状」とは、完全な正六角形を意味するものではなく、各辺の長さが異なった六角形状でも良い。好ましい態様では、剛性の異方性極力無くすために、六角形状として、本実施形態のように、対向する辺が互いに平行なものが望ましい。また、「六角形状」には、例えば、本実施形態のように、各頂部が滑らかに円弧で面取りされたものが含まれ得る。

センターブロック６が大型化されることによって、センター摩耗の抑制効果はより一層高められる。好ましい態様では、図１に示されるように、センターブロック６のタイヤ軸方向の最大幅ＢＷは、トレッド接地幅ＴＷの２０％以上で設定され得る。これにより、センターブロック６の耐摩耗性がより確実に向上する。一方、過度に大きなセンターブロック６は、排水性能の悪化を引き起こすおそれがあるので、センターブロック６の最大幅ＢＷは、トレッド接地幅ＴＷの５０％以下とされるのが望ましい。同様の観点より、センターブロック６のタイヤ周方向の最大長さＢＬは、例えば、センターブロック６の上記最大幅ＢＷの１１０％〜１２０％の範囲で定められるのが望ましい。

図３に戻ると、センターブロック６は、６つの内角θを持つ。各内角θは、８０度以上であるのが望ましい。内角θが８０度未満の部分は、小さい剛性を持つので、センターブロック６の変形がそこに集中し、耐摩耗性能や転がり抵抗性能を悪化させるおそれがある。センターブロック６の各内角θは、周方向溝３の第１傾斜部３ａ、第２傾斜部３ｂの角度や、センター傾斜溝４の角度、又は、ジグザグ位相のずれ等を適宜変更することによって、調整され得る。

図３に示されるように、各センターブロック６には、センターブロック６を二分するように横切る補助溝１０が設けられている。

補助溝１０は、センター傾斜溝４と逆向きに傾斜する第１部分１１と、センター傾斜溝４と同じ向きに傾斜する第２部分１２とを含んでいる。本実施形態では、第２部分１２は、タイヤ赤道Ｃを横切るようにセンターブロック６の中央領域に設けられている。一方、第１部分１１は、第２部分１２の両側に接続されている。これにより、補助溝１０は、ジグザグ状でセンターブロック６を横切っている。

各第１部分１１のタイヤ軸方向の外端は、周方向溝３の第１傾斜部３ａに連通している。特に好ましい態様では、各第１部分１１は、互いに平行にのびており、そのタイヤ軸方向の外端は、周方向溝３の第１傾斜部３ａの長さ方向の中央部分に連通する。

センターブロック６が大型化された場合においても、補助溝１０は、タイヤ赤道Ｃ付近での十分な排水を促し、ひいては排水性能の低下を抑えることができる。また、補助溝１０は、傾斜の向きが異なる第１部分１１と第２部分１２とを含むため、タイヤ赤道Ｃ付近の水膜をより広い範囲で除去しながらパターンエッジ効果をさらに高めることができる。従って、排水性能がさらに向上する。

さらに、図２に示されるように、補助溝１０は、センター傾斜溝４と逆向きに傾斜している第１部分１１の溝深さＤ３が、センター傾斜溝４と同じ向きに傾斜している第２部分１２の溝深さＤ４よりも小さく形成されている。第１部分１１は、センター傾斜溝４と逆向きに傾斜しているため、第１部分１１とセンター傾斜溝４との間で挟まれるゴム部分の剛性変化を大きくしがちである。しかし、本実施形態のように、第１部分１１の溝深さＤ３を相対的に小さくすることにより、上述のような剛性変化を最小限に抑えながら、排水性能を向上させることができる。これにより、本実施形態のタイヤは、センター摩耗を抑制しながら高い排水性能を提供することができる。

好ましい態様では、第１部分１１のタイヤ軸方向に対する角度は、１０〜４５度、より好ましくは１〜３０度である。一方、第２部分１２のタイヤ軸方向に対する角度は、第１部分１１のそれよりも大きく形成されるのが望ましい。これは、センターブロック６の中央部分での周方向の剛性の低下を防ぎ、センター摩耗を抑制する上で特に有効である。特に好ましい態様では、第２部分１２のタイヤ軸方向に対する角度は、３５〜６０度、より好ましくは４０〜５０度とされる。とりわけ、第２部分１２の溝に沿った長さが、第１部分の溝に沿った長さよりも小さく設定されることで、センターブロック６の中央部分での周方向の剛性の低下をより確実に防ぐことができる。

補助溝１０の中で最も深い第２部分１２の溝深さＤ４は、周方向溝３の最大の溝深さＤ１の１０％〜４０％の範囲が望ましい。第２部分１２の溝深さＤ４が周方向溝３の前記溝深さＤ１の１０％未満の場合、タイヤ赤道付近での排水性能の改善が十分に見られないおそれがある。逆に、第２部分１２の溝深さＤ４が周方向溝３の前記溝深さＤ１の６０％を超える場合、センターブロック６による耐摩耗性向上効果が得られない傾向がある。

同様に、第１部分１１の溝深さＤ３は、第２部分１２の溝深さＤ４の４０％〜６０％の範囲が望ましい。第１部分１１の溝深さＤ３が第２部分１２の溝深さＤ４の４０％未満の場合、排水性能の向上が十分に期待できないおそれがある。逆に、第１部分１１の溝深さＤ３が第２部分１２の溝深さＤ４の６０％を超える場合、第１部分１１付近でセンターブロック６の剛性低下が生じやすく、ひいては、センターブロック６の耐摩耗性が悪化するおそれがある。

図３に戻ると、センターブロック６のタイヤ周方向の端部６Ａ又は６Ｂには、路面への踏み込み時、大きなタイヤ周方向のせん断力が作用する。本実施形態のセンターブロック６の端部６Ａ又は６Ｂのタイヤ周方向の後方には、相対的に溝深さが小さい第１部分１１が配置されているので、センターブロック６の端部６Ａ又は６Ｂ付近での局部的なせん断変形を抑制し、ひいては、センターブロック６の全体でしっかりとせん断力を負担させることができる。これにより、センターブロック６へのヒールアンドトウ摩耗といった偏摩耗をも抑制することができる。このような作用をより一層高めるために、第１部分１１の溝幅Ｗ３は、第２部分１２の溝幅Ｗ４よりも小さいことが望ましい。これにより、第２部分１２でより多くの排水が期待しながら、センターブロック６の偏摩耗を抑制することができる。

さらに、図４に示されるように、センターブロック６の踏面のタイヤ赤道Ｃによって左右に区分された各側は、補助溝１０により、第１領域Ａ１と、踏面面積が第１領域Ａ１よりも小さい第２領域Ａ２とに区画される。第１領域Ａ１には、センターブロック６のタイヤ周方向の端部６Ａ又は６Ｂが含まれる領域でもある。従って、第１領域Ａ１の踏面面積が第２領域Ａ２のそれよりも大きく形成されること、とりわけ、第１領域Ａ１の踏面面積が、第２領域Ａ２の踏面面積の１．５倍以上となるように設定されることにより、センターブロック６への偏摩耗がより効果的に防止される。一方、第２領域Ａ２は、踏面面積が小さいけれども、それは、深さが小さい第１部分１１を介して第１領域Ａ１に支えられているため、剛性の低下をより小さく抑えることができる。

図１に示されるように、ショルダー横溝５は、各周方向溝３、３の外側頂部９からトレッド接地端Ｔｅまでのびている。これにより、周方向溝３を介して隣り合うセンター傾斜溝４とショルダー横溝５とがタイヤ周方向に交互にずれて配列されるので、例えば、パターン剛性がバランスよく向上する他、走行時のピッチ音の重畳が防止され、ノイズ性能が向上する。好ましい態様では、ショルダー横溝５は、タイヤ軸方向の外側に向かってタイヤ軸方向に対する角度が漸減するように、滑らかに湾曲している。

悪路でのトラクション性能を高めながら、ショルダーブロック７の接地面積を維持するために、ショルダー横溝５の溝幅Ｗ５は、例えば、２２〜３０mm、好ましくは、２４〜２８mmとされるのが良い。同様に、図２に示されるように、ショルダー横溝５の溝深さＤ５は、例えば、２０〜２４mmが望ましい。とりわけ、ショルダー横溝５の溝深さＤ５は、センター傾斜溝４や周方向溝３の第２傾斜部３ｂの溝深さＤ１、Ｄ２よりも大きく形成されているのが、悪路でのトラクションを高める上でも望ましい。

以上、本発明の重荷重用タイヤが詳細に説明されたが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施される。

図１の基本トレッドパターンを有するサイズ３２５／９５Ｒ２４の重荷重用タイヤが、表１の仕様に基づき試作され、ウエット性能及び耐偏摩耗性能がテストされた。テスト方法は、次の通りである。

＜耐摩耗性能＞
各試供タイヤが、リム２４×８．５０、内圧８５０kPaの条件にて、最大積載量１０トン積みのトラック（２−Ｄ車）の全輪に装着された。上記車両によって５００００kmを走行後、センターブロックとショルダーブロックの摩耗差が、タイヤ周方向で均等に６箇所で測定され、それらの平均値が計算された。結果は、上記平均値の逆数であり、比較例１の値を１００とする指数で表示されている。数値が大きいほど偏摩耗が少なく良好である。

＜排水性能＞
７５％摩耗させた各試供タイヤが、リム２４×８．５０、内圧８５０kPaの条件にて、最大積載量１０トン積みのトラック（２−Ｄ車）の全輪に装着された。上記車両は、厚さ５mmの水膜を有するウエットアスファルト路面に持ち込まれ、変速ギアを２速、エンジン回転数を１５００rpmにそれぞれ固定してクラッチを繋いだ瞬間からの１０mの通過時間が測定され、それを指数化した。結果は、各々の通過時間の逆数であり、比較例１の値を１００とする指数で表示されている。評価は、数値が大きいほど排水性能が良好である。

表１から明らかなように、実施例の重荷重用タイヤは、補助溝のない比較例１と比べれば、ほぼ同程度の耐摩耗性を維持しながら、約５％の排水性能の向上を図ることが確認できた。一方、補助溝があるものの、第１部分と第２部分とが同じ溝深さで形成された比較例２及び比較例３では、比較例１に比べて約３％の耐摩耗性の低下が生じており、耐摩耗性を維持することができなかった。

２トレッド部
３周方向溝
４センター傾斜溝
５ショルダー横溝
６センターブロック
７ショルダーブロック
１０補助溝
１１第１部分
１２第２部分
Ａ１第１領域
Ａ２第１領域

Claims

トレッド部に、タイヤ赤道の両側に配されタイヤ周方向にジグザグ状に連続してのびる一対の周方向溝と、前記一対の周方向溝間に平面視六角形状の複数のセンターブロックを区分するように配された複数のセンター傾斜溝とを有する重荷重用タイヤであって、
前記各センターブロックには、前記センターブロックを横切る補助溝が設けられており、
前記補助溝は、前記センター傾斜溝と逆向きに傾斜する第１部分と、前記センター傾斜溝と同じ向きに傾斜する第２部分とを含み、
前記第１部分の溝深さが、前記第２部分の溝深さよりも小さいことを特徴とする重荷重用タイヤ。
前記センターブロックのタイヤ軸方向の最大幅は、トレッド接地幅の２０％〜５０％である請求項１に記載の重荷重用タイヤ。
前記補助溝の前記第２部分は、タイヤ赤道を横切っている請求項１又は２記載の重荷重用タイヤ。
前記補助溝は、前記第２部分の両側に前記第１部分が接続されたジグザグ状である請求項３記載の重荷重用タイヤ。
前記第２部分の溝幅は、前記第１部分の溝幅よりも大きい請求項１乃至４のいずれかに記載の重荷重用タイヤ。
前記第１部分の溝深さが、前記周方向溝の溝深さの１０％〜４０％の範囲にある請求項１乃至５のいずれかに記載の重荷重用タイヤ。
前記第１部分の溝深さが、前記第２部分の溝深さの４０％〜６０％の範囲にある請求項１乃至５のいずれかに記載の重荷重用タイヤ。
前記センターブロックの踏面のタイヤ赤道によって左右に区分された各側は、前記補助溝により、第１領域と、踏面面積が前記第１領域よりも小さい第２領域とに区画され、
前記第１領域の踏面面積が、前記第２領域の踏面面積の１．５倍以上である請求項１乃至６のいずれかに記載の重荷重用タイヤ。