JP6790841B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、肩落ち摩耗を抑えながらワンダリング性能を向上させた空気入りタイヤに関する。

重荷重用、及び小型トラック用の空気入りタイヤでは、トレッド輪郭形状を、タイヤ赤道面に中心を有する単一円弧で形成した所謂シングルラジアスのものが広く採用されていた。しかし、このようなシングルラジアスのタイヤは、タイヤ赤道面側とトレッド端側とでタイヤ半径差が大きい。そのため、トレッド端側のトレッド面と路面との間に滑りが発生し、所謂肩落ち摩耗が発生するという問題がある。

そのためトレッド輪郭形状を、赤道側の円弧部と、この赤道側の円弧部よりも曲率半径が大きいショルダー側の円弧部とで形成することが提案されている（下記の特許文献１参照）。しかしこの提案のタイヤの場合、轍を有する路面を走行する際、轍内の凹凸にトレッド端が接触すると、大きな反力が作用して車輌がふらつくなど轍直進性が悪い。また轍から抜け出す際、轍の傾斜面を乗り越えるのに必要なキャンバースラストが小さくかつ轍斜面に対する反力が大きいため、轍脱出性能（轍乗り越し性能）も悪いという問題がある。このように、轍直進性及び轍脱出性能であるワンダリング性能と肩落ち摩耗とは、二律背反の関係にある。

なお下記の特許文献２には、肩落ち摩耗を抑えながらワンダリング性能を向上させるために、トレッド端を曲率半径が小さい小円弧部（所謂ラウンドショルダ）で形成したり、トレッド端近傍にタイヤ周方向に連続してのびる縦細溝を形成したり、又縦細溝より外側にタイヤ軸方向にのびるサイプを形成することなどが提案されている。

しかし近年のタイヤの高性能化への要求に鑑み、耐肩落ち摩耗性能とワンダリング性能とのより高レベルでの両立が強く望まれている。

特開２００４−２０３３４３号公報 特開昭Ｓ６３−２５８２０３号公報

そこで本発明は、耐肩落ち摩耗性能とワンダリング性能とを、より高いレベルで両立させうる空気入りタイヤを提供することを課題としている。

本発明は、トレッド部に、タイヤ周方向に連続してのびるセンター主溝と、前記センター主溝の両側でタイヤ周方向に連続してのびる一対のショルダー主溝とを設けることにより、トレッド部が、前記ショルダー主溝とセンター主溝との間の一対のセンター陸部と、前記ショルダー主溝とトレッド接地端との間の一対のショルダー陸部とに区分された空気入りタイヤであって、
前記ショルダー陸部は、ショルダー陸部内で途切れる内端部からバットレス部内で途切れる外端部までトレッド接地端を横切ってのびる複数のショルダースロットを具え、
各前記ショルダースロットは、タイヤ周方向の巾Ｗａが、ショルダースロットのタイヤ周方向ピッチＰａの１８〜２８％であり、
正規リムにリム組みしかつ正規内圧の５％の内圧を充填した５％内圧状態におけるタイヤ子午断面において、
トレッド部の表面のトレッド輪郭線は、タイヤ赤道面に円弧中心を有する曲率半径Ｒ１の第１円弧部と、この第１円弧部に交点Ｑで交わり、かつ前記曲率半径Ｒ１の５〜１５％の曲率半径Ｒ２の第２円弧部とからなり、
タイヤ赤道面から前記交点Ｑまでのタイヤ軸方向距離ＬＱは、前記タイヤ赤道面からトレッド接地端までのタイヤ軸方向距離である接地半幅Ｔｗの７５〜８５％、
トレッド輪郭線とタイヤ赤道面とが交わるタイヤ赤道点から前記交点Ｑまでのタイヤ半径方向距離Ｌ２は、前記接地半幅Ｔｗの１〜３％、
かつ前記タイヤ赤道点からトレッド接地端までのタイヤ半径方向距離Ｌ１は、前記接地半幅Ｔｗの４〜６％であることを特徴としている。

本発明の空気入りタイヤでは、前記ショルダースロットの最大深さは、前記前記ショルダー主溝の溝深さの１８〜２２％であることが好ましい。

本発明の空気入りタイヤでは、前記ショルダー陸部は、前記ショルダースロット間に、ショルダー陸部内で途切れる内端部からバットレス部内で途切れる外端部までトレッド接地端を横切ってのびる２又は３本のショルダーサイプを具えること好ましい。

前記「５％内圧状態」でのタイヤ形状は、通常、加硫金型内でのタイヤ形状と略一致している。そして加硫金型の金型面の形状を特定することにより、前記５％内圧状態のタイヤ形状をコントロールしうる。本明細書では、特に断りがない限り、タイヤの各部の寸法等は、前記５％内圧状態にて特定される値とする。

又前記「トレッド接地端」は、正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した状態のタイヤに正規荷重を付加したときに路面に接地するトレッド踏面のうち、タイヤ軸方向最外端の位置として定義される。

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。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"を意味するが、乗用車用タイヤの場合には１８０ｋＰａとする。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"である。

本発明は叙上の如く構成するため、発明を実施するための形態にて記載されるように、耐肩落ち摩耗性能とワンダリング性能とをより高レベルで両立させることが可能になる。

本発明の空気入りタイヤの一実施例を示す断面図である。 そのトレッド部の表面を平面に展開して示す展開図である。 トレッド輪郭線を示す線図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、トレッド部２の内部かつカーカス６の半径方向外側に配されるベルト層７とを具える。本例では、前記空気入りタイヤ１が、小型トラック用のタイヤである場合が示される。

前記カーカス６は、カーカスコードがタイヤ赤道Ｃに対して例えば７０〜９０゜の角度で配列された少なくとも１枚、本例では半径方向内外に配される合計２枚のカーカスプライ６Ａ、６Ｂから形成される。内のカーカスプライ６Ａは、ビードコア５、５間に跨る本体部６Ａ１の両端に、ビードコア５の廻りで折り返される折返し部６Ａ２を有する。又外のカーカスプライ６Ｂは、ビードコア５の廻りで折り返されることなく、前記折返し部６Ａ２の外面に重なって終端している。

前記ベルト層７は、ベルトコードがタイヤ赤道Ｃに対して例えば１５〜７５゜の角度で配列された少なくとも２枚、本例では半径方向内側から順に配される第１〜３のベルトプライ７Ａ〜７Ｃから形成される。本例では、第１のベルトプライ７Ａのベルトコードの角度は例えば４５〜７５°であり、また第２、３のベルトプライ７Ｂ、７Ｃのベルトコードの角度は例えば１０〜３５°かつ傾斜の向きが互いに相違している。これによりベルトコードがプライ間で互いに交差し、ベルト剛性が高められる。

なお必要に応じて、ベルト層７は、ベルトプライの枚数が増減されても良いし、またベルト層７の外側に、例えばバンドコードがタイヤ周方向に螺旋状に巻回されたバンドプライを設けることもできる。

図１中の符号８は、ビード補強用のビードエーペックスゴムであり、本体部６Ａ１と折返し部６Ａ２との間を通ってビードコア５から半径方向外側にのびる。又符号９は、ビード補強用の補強コード層であって、例えばスチール製の補強コードをタイヤ周方向に対して例えば３０〜６０°の角度で配列する１枚以上、本例では２枚の補強プライから形成される。

図２に示すように、トレッド部２は、タイヤ周方向に連続してのびるセンター主溝１０と、前記センター主溝１０の両側でタイヤ周方向に連続してのびる一対のショルダー主溝１１とを具える。これによりトレッド部２は、ショルダー主溝１１とセンター主溝１０との間の一対のセンター陸部１２、及びショルダー主溝１１とトレッド接地端ＴＥとの間の一対のショルダー陸部１３に区分される。

本例では、センター陸部１２及びショルダー陸部１３が、タイヤ周方向に連続してのびるリブ体とした場合が示される。

センター陸部１２の巾Ｗ_１２は、接地半幅Ｔｗ（図１に示す）の３６〜４０％の範囲、ショルダー陸部１３の巾Ｗ_１３は、接地半幅Ｔｗの４５〜５０％範囲が好ましい。又前記巾Ｗ_１２と巾Ｗ_１３の和（Ｗ_１２＋Ｗ_１３）は、接地半幅Ｔｗの８０〜８５％の範囲が好ましい。これにより、ウエット性能と、ドライ路面での操縦安定性能とのバランスが最適化される。前記和（Ｗ_１２＋Ｗ_１３）が接地半幅Ｔｗの８０％を下回ると、トレッド剛性が減じて操縦安定性能が不足傾向となる。逆に８５％を越えると、排水性が減じてウエット性能が不足傾向となる。また前記巾Ｗ_１２が接地半幅Ｔｗの３６〜４０％から外れる場合、及び巾Ｗ_１３が接地半幅Ｔｗの４５〜５０％から外れる場合、センター陸部１２とショルダー陸部１３との剛性バランスが悪くなり、操縦安定性能の低下、及びセンター摩耗やショルダー摩耗を誘発する傾向となる。

前記「接地半幅Ｔｗ」は、タイヤ赤道面Ｃｏからトレッド接地端ＴＥまでのタイヤ軸方向距離で定義される。

センター主溝１０及びショルダー主溝１１として、両側の溝側縁が直線状にのびるストレート溝、及び少なくとも一方の溝側縁がジグザグ状（波状を含む。）にのびるジグザグ溝が採用しうる。なおジグザグ溝の場合、ジグザグ状の溝側縁における振幅中心を仮想溝側縁として、溝幅及び各陸部の巾を規定する。センター主溝１０及びショルダー主溝１１の溝巾Ｗ_１０、Ｗ_１１は、前記和（Ｗ_１２＋Ｗ_１３）の範囲に基づいて適宜設定される。又溝深さＤ_１０、Ｄ_１１（図１に示す）は、慣例に従って種々定めることができる。本例では、溝深さＤ_１０と溝深さＤ_１１とは同一であり、８〜１５mmの範囲（例えば１０．５mm）に設定されている。

センター陸部１２には、センター陸部１２を横切る横のサイプ１５、及びタイヤ周方向に連続してのびる縦のサイプ１６が配される。しかし接地の際、各サイプ１５、１６がその開口を閉じることにより、センター陸部１２は、実質的にリブ体を構成している。なおサイプ１５、１６の深さは、前記溝深さＤ_１０の４０〜６０％が好ましい。

又ショルダー陸部１３には、トレッド接地端ＴＥを横切ってのびる幅広の複数のショルダースロット２０が配される。

このショルダースロット２０の内端部２０ａは、ショルダー陸部１３内で途切れ、かつ外端部２０ｂは、バットレス部２１内で途切れている。又ショルダースロット２０のタイヤ周方向の巾Ｗａは、ショルダースロット２０のタイヤ周方向ピッチＰａの１８〜２８％の範囲である。本例のショルダースロット２０は、一定の巾Ｗａでタイヤ軸方向線に沿ってのびる。

図１に示すように、ショルダースロット２０は、トレッド接地端ＴＥ付近で最大深さＤ_２０を有し、この最大深さ位置から内端部２２ａ及び外端部２２ｂに向かって深さが漸減する。前記最大深さＤ_２０は、ショルダー主溝１１の溝深さＤ_１１の１８〜２２％であるのが好ましい。

図２に示すように、ショルダー陸部１３には、ショルダースロット２０、２０間に、トレッド接地端ＴＥを横切ってショルダースロット２０と平行にのびる２又は３本（本例では３本）のショルダーサイプ２２が配される。このショルダーサイプ２２も、その内端部２２ａがショルダー陸部１３内で途切れ、かつ外端部２２ｂがバットレス部２１内で途切れている。又ショルダーサイプ２２の深さもショルダースロット２０と同様であり、その最大深さＤ_２２（図示省略）は、ショルダー主溝１１の溝深さＤ_１１の１８〜２２％であるのが好ましい。

又図３に示すように、５％内圧状態におけるタイヤ子午断面において、トレッド部２の表面のトレッド輪郭線は、タイヤ赤道面Ｃｏに円弧中心を有する曲率半径Ｒ１の第１円弧部Ｊ１と、この第１円弧部に交点Ｑで交わり、かつ前記曲率半径Ｒ１の５〜１５％の曲率半径Ｒ２の第２円弧部Ｊ２とから構成される。

タイヤ赤道面Ｃｏから前記交点Ｑまでのタイヤ軸方向距離ＬＱは、前記接地半幅Ｔｗの７５〜８５％である。又トレッド輪郭線とタイヤ赤道面Ｃｏとが交わるタイヤ赤道点Ｃｐから前記交点Ｑまでのタイヤ半径方向距離Ｌ２（「キャンバー量Ｌ２」という場合がある。）は、前記接地半幅Ｔｗの１〜３％、かつタイヤ赤道点Ｃｐからトレッド接地端ＴＥまでのタイヤ半径方向距離Ｌ１（「キャンバー量Ｌ１」という場合がある。）は、前記接地半幅Ｔｗの４〜６％である。

このような空気入りタイヤ１は、
（Ａ）ショルダー陸部１３に、周方向ピッチＰａの１８〜２８％の巾Ｗａを有するショルダースロット２０を具えること；
（Ｂ）トレッド輪郭線が、第１円弧部Ｊ１に交点Ｑで交わる第２円弧部Ｊ２を具え、かつ第２円弧部Ｊ２が、その曲率半径Ｒ２を曲率半径Ｒ１の５〜１５％とした小円弧で形成されること；
（Ｃ）前記交点Ｑのタイヤ軸方向距離ＬＱが、接地半幅Ｔｗの７５〜８５％であること；
（Ｄ）前記交点Ｑのキャンバー量Ｌ２が、接地半幅Ｔｗの１〜３％であること；
（Ｅ）前記トレッド接地端ＴＥのキャンバー量Ｌ１が、接地半幅Ｔｗの４〜６％であること：
が互いに協働することで、耐肩落ち摩耗性能とワンダリング性能とを高レベルで両立させることが可能になる。

具体的には、第２円弧部Ｊ２を小円弧とすることが、大きなキャンバースラストを発生させる前提となる。このとき第２円弧部Ｊ２の曲率半径Ｒ２が小さ過ぎると、トレッド接地端ＴＥのキャンバー量Ｌ１が大となり、肩落ち摩耗の発生傾向を招く。

そこで、曲率半径Ｒ２を曲率半径Ｒ１の５〜１５％の範囲に規制しながら、キャンバー量Ｌ１を、接地半幅Ｔｗの４〜６％と従来よりも低く設定している。これにより、ショルダ側の接地長を大きくして滑り量を減らし、耐肩落ち摩耗性能を向上させながら、小円弧の第２円弧部Ｊ２によって、キャンバースラストを大きくしてワンダリング性能を向上させることが可能になる。なお前記曲率半径Ｒ２が曲率半径Ｒ１の５〜１５％の範囲から外れる場合、キャンバースラストを増大させる効果的が少なく、ワンダリング性能を十分に向上させることが難しくなる。このような観点から、曲率半径Ｒ２の下限は、曲率半径Ｒ１の７％以上が好ましく、又上限は１２％以下が好ましい。又前記キャンバー量Ｌ１が接地半幅Ｔｗの６％を越えると、耐肩落ち摩耗性能の低下傾向となり、４％を下回ると、ワンダリング性能に悪影響を与える。

又前記交点Ｑのタイヤ軸方向距離ＬＱを、接地半幅Ｔｗの７５〜８５％とし、小円弧の第２円弧部Ｊ２を接地端近傍に限定的に設けている。これにより第２円弧部Ｊ２によるショルダ側の接地長への影響、即ち耐肩落ち摩耗性能への影響を抑えうる。前記タイヤ軸方向距離ＬＱが接地半幅Ｔｗの７５％を下回ると、第２円弧部Ｊ２によって肩落ち摩耗を悪化させる傾向を招く。逆に８５％を越えると、第２円弧部Ｊ２が局部的となるため、ワンダリング性能の向上効果が低下する。このような観点から、タイヤ軸方向距離ＬＱの下限は、接地半幅Ｔｗの７８％以上が好ましく、又上限は８２％以下が好ましい。

又前記交点Ｑのキャンバー量Ｌ２自体が大きいと、ショルダー側の接地長が減じてしまう。そのため、このキャンバー量Ｌ２を、接地半幅Ｔｗの１〜３％の範囲に規制する必要がある。

他方、耐肩落ち摩耗性能の制約があるため、第２円弧部Ｊ２だけではワンダリング性能の向上には限界がある。そこでショルダー陸部１３に、ショルダースロット２０を設けるとともに、その巾Ｗａを、周方向ピッチＰａの１８〜２８％と幅広に設定している。

これにより、トレッド接地端ＴＥを含む接地端周辺部の剛性を下げることができる。その結果、轍走行時、轍内の斜面や凹凸に当接したときの反力を減じ、轍直進性を向上しうる。又キャンバースラストが高まり、前記反力の減少と相俟って轍脱出性能を向上させうる。なおショルダーサイプ２２も、ショルダースロット２０と同様に機能し、ワンダリング性能をさらに向上させうる。

ショルダースロット２０の巾Ｗａが周方向ピッチＰａの１８％を下回ると、接地端周辺部の剛性が十分に下がらず、ワンダリング性能の不足傾向を招く。逆に２８％を越えると、操縦安定性の低下傾向を招く。同様に、ショルダースロット２０の最大深さＤ_２０が溝深さＤ_１１の１８％を下回ると、接地端周辺部の剛性が十分に下がらず、ワンダリング性能の不足傾向を招く。逆に２２％を越えると、操縦安定性の低下傾向を招く。

このように上記（Ａ）〜（Ｅ）が互いに協働することで、耐肩落ち摩耗性能とワンダリング性能とを高レベルで両立させることが可能になる。

なおショルダースロット２０の内端部２０ａのトレッド接地端ＴＥからのタイヤ軸方向距離Ｌｂ（図２に示す）は、前記接地半幅Ｔｗの４〜７の範囲が好ましい。７％を越えると、操縦安定性の低下傾向を招き、逆に４％を下回ると、ワンダリング性能の不足傾向を招く。

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１〜３に示す小型トラック用タイヤ（２０５／８５Ｒ１６）を、表１〜３の仕様で試作した。そして各試作タイヤのワンダリング性能、操縦安定性、及び耐肩落ち摩耗性能をテストした。表１以外は実質的に同仕様である。

（１）ワンダリング性能：
試作タイヤを、リム（１６×５．５Ｊ）、内圧（６００kPa）にて小型トラック（積載量３トン）の全輪に装着し、轍を有する路面を走行し、轍直進性及び轍脱出性をドライバーの官能評価により１０点法で表示した。結果は６点を基準として、数値が大きい程良好である。

（２）操縦安定性：
上記車輌を用い、ドライアスファルト路面のテストコースを走行し、操縦安定性をドライバーの官能評価により１０点法で表示した。結果は６点を基準として、数値が大きい程良好である。

（３）耐肩落ち摩耗性：
上記車輌を用い、関東以西地区の一般道（一般道１００％）を、１５０００km走行し、フロントに装着させたタイヤにおいて、センター主溝における摩耗量δｃ、及びショルダー主溝のタイヤ軸方向外側の壁面における摩耗量δｓを測定した。そして摩耗量の比δｃ／δｓの値で評価した。結果は、数値が１．０に近いほど摩耗が均一であり好ましく、又数値が低い程、耐肩落ち摩耗性能が悪い。

表に示すように実施例品は、耐肩落ち摩耗性能とワンダリング性能とを高いレベルで両立させうるのが確認できる。

１ 空気入りタイヤ
２ トレッド部
１０ センター主溝
１１ ショルダー主溝
１２ センター陸部
１３ ショルダー陸部
２１ バットレス部
２０ ショルダースロット
２０ａ 内端部
２０ｂ 外端部
２２ ショルダーサイプ
２２ａ 内端部
２２ｂ 外端部
Ｃｏ タイヤ赤道面
Ｃｐ タイヤ赤道点
Ｊ１ 第１円弧部
Ｊ２ 第２円弧部
ＴＥ トレッド接地端

Claims (3)

1. トレッド部に、タイヤ周方向に連続してのびるセンター主溝と、前記センター主溝の両側でタイヤ周方向に連続してのびる一対のショルダー主溝とを設けることにより、トレッド部が、前記ショルダー主溝とセンター主溝との間の一対のセンター陸部と、前記ショルダー主溝とトレッド接地端との間の一対のショルダー陸部とに区分された空気入りタイヤであって、
   前記ショルダー陸部は、ショルダー陸部内で途切れる内端部からバットレス部内で途切れる外端部までトレッド接地端を横切ってのびる複数のショルダースロットを具え、
   各前記ショルダースロットは、タイヤ周方向の巾Ｗａが、ショルダースロットのタイヤ周方向ピッチＰａの１８〜２８％であり、
   正規リムにリム組みしかつ正規内圧の５％の内圧を充填した５％内圧状態におけるタイヤ子午断面において、
   トレッド部の表面のトレッド輪郭線は、タイヤ赤道面に円弧中心を有する曲率半径Ｒ１の第１円弧部と、この第１円弧部に交点Ｑで交わり、かつ前記曲率半径Ｒ１の５〜１５％の曲率半径Ｒ２の第２円弧部とからなり、
   タイヤ赤道面から前記交点Ｑまでのタイヤ軸方向距離ＬＱは、前記タイヤ赤道面からトレッド接地端までのタイヤ軸方向距離である接地半幅Ｔｗの７５〜８５％、
   トレッド輪郭線とタイヤ赤道面とが交わるタイヤ赤道点から前記交点Ｑまでのタイヤ半径方向距離Ｌ２は、前記接地半幅Ｔｗの１〜３％、
   かつ前記タイヤ赤道点からトレッド接地端までのタイヤ半径方向距離Ｌ１は、前記接地半幅Ｔｗの４〜６％であることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記ショルダースロットの最大深さは、前記ショルダー主溝の溝深さの１８〜２２％であることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ショルダー陸部は、前記ショルダースロット間に、ショルダー陸部内で途切れる内端部からバットレス部内で途切れる外端部までトレッド接地端を横切ってのびる２又は３本のショルダーサイプを具えることを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。

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