JPWO2008026600A1 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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Abstract

偏磨耗を長期にわたって確実に抑える空気入りタイヤを提案する。トレッド踏面14の幅方向両端14aからそれぞれタイヤ径方向内側に向けて延びるバットレス部16において、主溝19深さの半分の位置を複数の主溝間にわたりタイヤ幅方向に沿って結んだ第1仮想線L1が交わる第1交差部P1と、ベルト層13のうち最もタイヤ径方向内側に位置する最内ベルト13aのタイヤ幅方向両端からそれぞれ、このタイヤ幅方向外方に沿って延在させた第2仮想線L2が交わる第2交差部P2と、の間に、タイヤ幅方向に凹む溝部22がタイヤ周方向に沿って形成され、溝部22のバットレス部16における開口幅Aが、この溝部22の深さBよりも大きくなっている。

Description

本発明は、偏磨耗を抑制することができる空気入りタイヤに関するものである。
この種の空気入りタイヤとして、例えば下記特許文献1から4に示されるような、トレッド踏面における幅方向両端からそれぞれ、タイヤ径方向内側に向けて延びるバットレス部に、タイヤ周方向に延びる溝部が形成された構成が知られている。そして、この空気入りタイヤを車両に装着してトレッド踏面を接地させたときに、車体重量により、前記溝部を、その幅が狭まるように変形させることによって、トレッド踏面の幅方向両端部に位置するショルダー陸部の接地圧が局所的に高くなるのを抑制し、このショルダー陸部が肩落ちする等の偏磨耗が生ずるのを抑えている。
特開平7−149113号公報 特開平7−251608号公報 特開平8−244412号公報 特開平11−151909号公報
しかしながら、前記従来の空気入りタイヤでは、前記溝部が車体重量で潰されてその幅方向両端部が互いに当接し合い、ショルダー陸部の接地圧を緩和することができなかったり、あるいはショルダー陸部の高さが未だ十分に残存している比較的早期の段階で、前記溝部がショルダー陸部の表面に開口するおそれがあった。後者の場合、ショルダー陸部の接地圧を緩和させることができなくなるばかりでなく、接地面積が減少するので、ショルダー陸部の接地圧がさらに上昇して偏磨耗を増長させるおそれがある。
すなわち、偏磨耗の発生を長期にわたって確実に抑えることが困難であるという問題があった。
この発明は、このような事情を考慮してなされたもので、偏磨耗の発生を長期にわたって確実に抑えることができる空気入りタイヤを提供することを目的とする。
上記課題を解決して、このような目的を達成するために、本発明の空気入りタイヤは、左右一対のビード間でトロイド状に延びるカーカスのクラウン部のタイヤ径方向外側に、ベルト層とトレッド踏面とがこの順に設けられ、前記トレッド踏面に、少なくともそのタイヤ幅方向両端部に陸部が区画されるようにタイヤ周方向に延びる主溝がタイヤ幅方向に間隔をあけて複数形成された空気入りタイヤであって、前記トレッド踏面の幅方向両端からそれぞれタイヤ径方向内側に向けて延びるバットレス部において、タイヤの幅方向断面において、前記主溝深さの半分の位置を複数の主溝間にわたりタイヤ幅方向に沿って結んだ第1仮想線がタイヤ側面と交わる第1交差部と、前記ベルト層のうち最もタイヤ径方向内側に位置する最内ベルトのタイヤ幅方向両端からそれぞれ、このタイヤ幅方向外方に沿って延在させた第2仮想線がタイヤ側面と交わる第2交差部と、の間に、タイヤ幅方向に凹む溝部がタイヤ周方向に沿って形成され、前記溝部の前記バットレス部における開口幅が、この溝部の深さよりも大きくなっていることを特徴とする。
溝部が第1交差部と第2交差部との間に形成されるとは、溝部の開口縁を含む溝部全体が、第1交差部と第2交差部との間に形成されていることを意味する。
なお、第1仮想線とは、ショルダー陸部のタイヤ幅方向内側の端(主溝のタイヤ幅方向外側の開口縁)と同幅方向外側の端とを結ぶ直線に平行で、かつ前記主溝深さの半分の位置を複数の主溝間にわたりタイヤ幅方向に沿って結んだ線である。
以降、第1仮想線以外の第3、第4仮想線も同様の定義である。
また、第2仮想線とは、最内ベルトのタイヤ幅方向両端からそれぞれ、タイヤ軸方向に平行に延在させた線である。
この発明によれば、溝部が、バットレス部において前記第1交差部よりもタイヤ径方向内側に形成されているので、トレッド踏面のタイヤ幅方向両端部に区画されたショルダー陸部の高さが未だ十分に残存している比較的早期の段階で、前記溝部がこのショルダー陸部の表面に開口するのを防ぐことができる。
前記溝部の配置に関して、第1交差部を、前記主溝深さの半分の位置を複数の主溝間にわたりタイヤ幅方向に沿って結んだ第1仮想線がタイヤ側面と交わる部分としたのは、車両旋回時、特に、旋回外側のショルダー陸部の接地圧が非常に高くなり、この旋回時の接地圧上昇を確実に緩和させるために、バットレス部の溝部の開口幅を広く、かつ第1交差部までトレッド踏面に近づける必要があるからである。
また、前記主溝の各底面から、前記主溝の深さの1/3の深さの位置を複数の主溝間にわたりタイヤ幅方向に沿って結んだ第4仮想線がタイヤ側面と交わる第4交差部と、前記第2交差部との間に、前記溝部が形成されることが好適である。なぜなら、前記主溝の深さの1/3の深さの位置まで磨耗が進むと、タイヤは棄却されるのが一般的であり、旋回時の接地圧上昇を緩和させることよりも、タイヤ棄却時まで接地圧緩和効果を持続させることを狙う場合には、第4交差部よりも径方向内側に設けるのが良いためである。
さらにまた、第1交差部は、少なくとも最外層ベルト層端の位置よりも径方向外側にあることが好ましい。なぜなら、最外層ベルト層端の位置よりも径方向内側にあると、溝部の凹みの開口幅が十分に取れずに接地時につぶれてしまうからである。
一方、この溝部が、バットレス部において前記第2交差部よりもタイヤ径方向外側に形成されているので、空気入りタイヤを車両に装着してトレッド踏面を接地させたときに、車体重量により、前記溝部を、その幅が狭まるように変形させることによって、前記ショルダー陸部の接地圧を良好に緩和することができる。
さらに、溝部のバットレス部における開口幅が、この溝部の深さよりも大きくなっているので、溝部が前記車体重量で潰されてその幅方向両端部が互いに当接し合うのを抑制することが可能になり、ショルダー陸部の接地圧を確実に緩和することができる。
以上より、偏磨耗を長期にわたって確実に抑えることができる。
また、前記主溝の各底面を複数の主溝間にわたりタイヤ幅方向に沿って結んだ第3仮想線が交わる第3交差部と、前記第2交差部と、の間に、前記溝部が形成されてもよい。
なぜなら、ショルダー陸部の外側端の磨耗量が内側端の磨耗量に比べて多い場合、上記の設定では、比較的早期にバットレス部における溝部がショルダー陸部の表面に開口する場合があるが、それを避けて、タイヤ棄却時まで効果を確実に持続させるには、第2交差部と第3交差部との間に溝部を形成することが有効である。
ここで、前記溝部は、タイヤ幅方向に沿う断面視形状が単一の円弧となっていてもよい。
なお、単一の円弧とは、1つの溝部の断面視形状の曲率が一定であることを意味している。
この場合、前記車体重量により、溝部がその幅を狭めるように変形したときに、この溝部を画成する表面上で応力が一部に集中してこの部分にクラックが生じ易くなるのを抑えることができる。
また、前記溝部は、前記第1交差部と第2交差部との間におけるタイヤ径方向中央部を跨いで形成されてもよい。
この場合、前記の作用効果が確実に奏効されることになる。
なお、バットレス部とショルダー陸部の表面とが、空気入りタイヤのタイヤ幅方向に沿う断面視においてこのタイヤの内側でなす角度を90°以上120°以下としてもよい。
前記角度がこの範囲外になると、前記車体重量により、溝部をその幅が狭まるように変形させることができなくなるおそれがあり、特に前記角度が90°よりも小さいと、ショルダー陸部の磨耗の進行に伴い、その接地面積が小さくなりショルダー陸部に作用する接地圧が高くなるので、偏磨耗の発生を増長させるおそれがある。
一方のバットレス部に形成される溝部の形状および/または配置が、他方のバットレス部に形成される溝部の形状および/または配置と異なってもよい。
なぜなら、車両装着時、車両内側と車両外側で磨耗量が異なる場合には、溝部の形状および/または配置を両方とも同じにするよりも、磨耗量差に応じて変えることによって、均一に磨耗させることが可能となるからである。
また、一方のバットレス部にのみ前記溝部が形成されていてもよい。
バットレス部の溝部を磨耗が早い側のショルダー陸部にのみ設けることで、片減り磨耗(片側のショルダー陸部の磨耗が他の部分の磨耗より早い場合の磨耗形態)の改良が可能である。
前記溝部がタイヤ周方向の全周にわたって断続的に形成されていてもよい。
すなわち、ショルダー陸部がブロックである場合、前記溝部はタイヤ周方向に連続ではなく、不連続であっても良い。
前記溝部の前記開口幅Aの、前記溝部の前記深さBに対する比B/Aが1/10以上5/10以下であってもよい。
比B/Aが1/10より小さいと、溝部の効果が働かず、一方、5/10より大きいと、荷重が大きいときに溝部がつぶれてしまうためである。
さらに、比B/Aが2/10以上4/10以下であるとより好ましい。
この発明によれば、偏磨耗を長期にわたって確実に抑えることができる。
本発明に係る一実施形態として示した空気入りタイヤのタイヤ幅方向に沿う断面図である。 図1に示す空気入りタイヤの一部拡大図である。 溝部の比B/Aを変化させたときの偏磨耗性の測定結果である。
符号の説明
10 空気入りタイヤ
11 ビード
12 カーカス
12a クラウン部
13 ベルト層
13a 最内ベルト
14 トレッド踏面
14a トレッド踏面の幅方向両端
16 バットレス部
19 主溝
19a 主溝の底面
22 溝部
A 開口幅
B 深さ
L1 第1仮想線
L2 第2仮想線
L3 第3仮想線
L4 第4仮想線
P1 第1交差部
P2 第2交差部
P3 第3交差部
P4 第4交差部
以下、本発明に係る空気入りタイヤの一実施形態を、図1および図2を参照しながら説明する。
図1は、空気入りタイヤ10のタイヤ幅方向に沿う断面図を示すものであって、左右一対のビード11間でトロイド状に延びるカーカス12のクラウン部12aのタイヤ径方向外側に、ベルト層13とトレッド踏面14とがこの順に設けられている。なお、図示の例ではベルト層13は複数層となっている。
さらに本実施形態では、トレッド踏面14の幅方向両端14aからそれぞれタイヤ径方向内側に向けて延びるバットレス部16と、内部にビード11が埋設されたビード部17と、バットレス部16とビード部17とを連結するサイドウォール部18とが備えられている。ここで、バットレス部16とショルダー陸部20aの表面とが、空気入りタイヤ10のタイヤ幅方向に沿う断面視においてこのタイヤ10の内側でなす角度θは、90°以上120°以下となっている。
また、トレッド踏面14にタイヤ周方向に連続的に延びる主溝19がタイヤ幅方向に間隔をあけて複数形成されている。これらの主溝19により、トレッド踏面14に複数の陸部20が区画されている。本実施形態では、主溝19は、トレッド踏面14にその幅方向両端部にそれぞれ陸部20が区画されるように形成されている。以下、トレッド踏面14の幅方向両端部にそれぞれ区画された陸部20を、ショルダー陸部20aという。
ここで、図2のバットレス部16において、深さhを有する主溝19の深さの半分の位置を複数の主溝19間にわたりタイヤ幅方向に沿って結んだ第1仮想線L1が、タイヤ側面と交わる部分を第1交差部P1とし、主溝19の各底面19aをタイヤ幅方向に沿って結んだ第3仮想線L3が、タイヤ側面と交わる部分を第3交差部P3とし、主溝19の各底面19aから、前記主溝の深さhの1/3の深さの位置を複数の主溝19間にわたりタイヤ幅方向に沿って結んだ第4仮想線L4がタイヤ側面と交わる第4交差部L4とする。
なお、第1仮想線L1とは、ショルダー陸部のタイヤ幅方向内側の端(主溝19のタイヤ幅方向外側の開口縁)と同幅方向外側の端14aとを結ぶ直線L0に平行で、かつ直線L0から1/2h離れた直線である。
第3仮想線L3、第4仮想線L4も同様に、直線L0と平行、かつ直線L0からそれぞれ、h、2/3h離れた直線である。
また、第2仮想線L2とは、最内ベルト13aのタイヤ幅方向両端からそれぞれ、タイヤ軸方向に平行に延在させた直線である。
そして、本実施形態では、バットレス部16において、第1交差部P1と、ベルト層13のうち最もタイヤ径方向内側に位置する最内ベルト13aのタイヤ幅方向両端からそれぞれ、このタイヤ幅方向外方に沿って延在させた第2仮想線L2が交わる第2交差部P2と、の間に、タイヤ幅方向に凹む溝部22がタイヤ周方向に沿って形成されている。
なお、溝部22を設ける位置は、第1交差部P1と第2交差部P2との間より、第3交差部P3と第2交差部P2との間が好ましく、さらに第4交差部L4と第2交差部P2との間がより好ましい。
さらに、溝部22のバットレス部16における開口幅Aが、この溝部22の深さBよりも大きくなっている。なお、溝部22の深さBは、ショルダー陸部20aの幅よりも小さくなっている。
また、本実施形態では、溝部22は、この空気入りタイヤ10のタイヤ幅方向に沿う断面視形状が、バットレス部16の表面からタイヤ幅方向内側に向かうに従い漸次、タイヤ径方向の大きさ、つまり幅が狭くなるような単一の円弧となっている。
さらにまた、溝部22は、バットレス部16に、第1交差部P1と第2交差部P2との間におけるタイヤ径方向中央部を跨いで形成されている。図示の例では、溝部22の前記断面視は、第3交差部P3と第2交差部P2との間におけるタイヤ径方向中央部を基準にほぼ対称な形状となっている。
なお、溝部22の開口幅Aは、例えば10mm以上11mm以下となっている。また、溝部22の深さBは、例えば3mm以上4mm以下となっている。さらに、第3交差部P3と第2交差部P2との距離Cは、例えば13mm以上15mm以下となっている。
以上説明したように、本実施形態による空気入りタイヤ10によれば、溝部22が、バットレス部16において前記第1交差部P1よりもタイヤ径方向内側に形成されているので、ショルダー陸部20aの高さが未だ十分に残存している比較的早期の段階で、溝部22がこの陸部20aの表面に開口するのを防ぐことができる。
一方、この溝部22が、バットレス部16において前記第2交差部P2よりもタイヤ径方向外側に形成されているので、空気入りタイヤ10を車両に装着してトレッド踏面14を接地させたときに、車体重量により、溝部22を、その幅が狭まるように変形させることによって、ショルダー陸部20aの接地圧を良好に緩和することができる。
さらに、溝部22のバットレス部16における開口幅Aが、この溝部22の深さBよりも大きくなっているので、溝部22が前記車体重量で潰されてその幅方向両端部が互いに当接し合うのを抑制することが可能になり、ショルダー陸部20aの接地圧を確実に緩和することができる。
以上より、偏磨耗を長期にわたって確実に抑えることができる。
また、本実施形態では、溝部22の、この空気入りタイヤ10のタイヤ幅方向に沿う断面視形状が単一の円弧となっているので、前記車体重量により、溝部22がその幅を狭めるように変形したときに、この溝部22を画成する表面上で応力が一部に集中してこの部分にクラックが生じ易くなるのを抑えることができる。
さらに、バットレス部16とショルダー陸部20aの表面とが、空気入りタイヤ10のタイヤ幅方向に沿う断面視においてこのタイヤ10の内側でなす角度θが、90°以上120°以下となっているので、前記の作用効果が一層確実に奏効されることになる。
すなわち、前記角度θがこの範囲外になると、前記車体重量により、溝部22をその幅が狭まるように変形させることができなくなるおそれがあり、特に前記角度θが90°よりも小さいと、ショルダー陸部20aの磨耗の進行に伴い、その接地面積が小さくなりショルダー陸部20aに作用する接地圧が高くなるので、偏磨耗の発生を増長させるおそれがある。
なお、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、前記実施形態では、溝部22として、この空気入りタイヤ10のタイヤ幅方向に沿う断面視形状が単一の円弧となっている構成を示したが、2つ以上の平面若しくは曲面により溝部を形成してもよいし、または平面と曲面とを組合せて溝部を形成してもよい。さらに、溝部22は、バットレス部16に、タイヤ周方向の全周にわたって連続的に延在させて形成してもよいし、あるいはタイヤ周方向の全周にわたって断続的に形成してもよい。
また、溝部22を、バットレス部16に、第1交差部P1と第2交差部P2との間におけるタイヤ径方向中央部を跨いで形成し、さらには、空気入りタイヤ10のタイヤ幅方向に沿う断面視が、第3交差部P3と第2交差部P2との間におけるタイヤ径方向中央部を基準にほぼ対称な形状となるように形成したが、第1交差部P1と第2交差部P2との間に形成すれば、前記実施形態に限られるものではない。
さらに、バットレス部16とショルダー陸部20aの表面とがなす前記角度θを90°以上120°以下としたが、この範囲外としてもよい。
次に、以上説明した作用効果についての検証試験を実施した。この試験に際し、実施例1および2、比較例1から5の空気入りタイヤを採用した。
実施例1では、サイズを315/80R22.5、前記開口幅Aを10mm、前記深さBを3mm(それゆえ、比B/Aは3/10である)とし、かつ溝部22を、前記実施形態と同様に、第3交差部P3と第2交差部P2との間にそのタイヤ径方向中央部を基準にほぼ対称な形状となるように形成した空気入りタイヤを用いた。
また、実施例2では、サイズを445/50R22.5、前記開口幅Aを10mm、前記深さBを5mm(それゆえ、比B/Aは5/10である)とし、かつ溝部22を、前記実施形態と同様に、第3交差部P3と第2交差部P2との間にそのタイヤ径方向中央部を基準にほぼ対称な形状となるように形成した空気入りタイヤを用いた。
さらに、比較例1では、実施例1の空気入りタイヤにおいて、溝部22を第1交差部P1よりもタイヤ径方向外方に位置させ、また、比較例2では、実施例1の空気入りタイヤにおいて、溝部22を第2交差部P2よりもタイヤ径方向内方に位置させた。
また、比較例3では、実施例2の空気入りタイヤにおいて、溝部22を第1交差部P1よりもタイヤ径方向外方に位置させ、比較例4では、実施例2の空気入りタイヤにおいて、溝部22を第2交差部P2よりもタイヤ径方向内方に位置させた。
さらに、比較例5では、実施例1の空気入りタイヤにおいて、前記開口幅Aを5mm、前記深さBを9mmとし、かつ溝部22を、前記実施形態と同様に、第3交差部P3と第2交差部P2との間にそのタイヤ径方向中央部を基準にほぼ対称な形状となるように形成した。
なお、実施例1および2、比較例1から5の各タイヤでは、第3交差部P3と第2交差部P2とのタイヤ径方向における距離Cを13mmに統一した。
そして、これらの各タイヤを重量3750kgfの操舵軸に装着して、内圧を825kPaかけた状態で、この車両を速度0〜80km/hで100000km走行させた後に、ショルダー陸部20aにおいて、タイヤ幅方向外方端部の磨耗量と、タイヤ幅方向内方端部の磨耗量とをそれぞれ測定し、これらの測定値の差を算出して評価した。この評価に際し、溝部22を有しない従来の空気入りタイヤを100として相対的に評価した。なお、この評価では、100より小さい数値のものが、前記従来の空気入りタイヤと比べて偏磨耗し難いことを表している。
結果を表1に示す。なお、この表1中の従来例が前記従来の空気入りタイヤを示している。
Figure 2008026600
この結果、表1に示されるように、実施例1および2では、前記の作用効果が奏効されることが確認された。
次に、実施例1で用いたタイヤの溝部の比B/Aを変化させて、同様の実験により偏磨耗性を測定した。比B/Aを1/10から6/10まで1/10ごとに変化させ横軸とし、縦軸を偏磨耗特性として、その結果を図3に示す。
図3より、比B/Aが1/10以上6/10以下の範囲のとき、いずれも偏磨耗性が改善していることが確認された。
偏磨耗を長期にわたって確実に抑えることができる。

Claims (8)

  1. 左右一対のビード間でトロイド状に延びるカーカスのクラウン部のタイヤ径方向外側に、ベルト層とトレッド踏面とがこの順に設けられ、前記トレッド踏面に、少なくともそのタイヤ幅方向両端部に陸部が区画されるようにタイヤ周方向に延びる主溝がタイヤ幅方向に間隔をあけて複数形成された空気入りタイヤであって、
    前記トレッド踏面の幅方向両端からそれぞれタイヤ径方向内側に向けて延びるバットレス部において、前記主溝深さの半分の位置を複数の主溝間にわたりタイヤ幅方向に沿って結んだ第1仮想線が交わる第1交差部と、前記ベルト層のうち最もタイヤ径方向内側に位置する最内ベルトのタイヤ幅方向両端からそれぞれ、このタイヤ幅方向外方に沿って延在させた第2仮想線が交わる第2交差部と、の間に、タイヤ幅方向に凹む溝部がタイヤ周方向に沿って形成され、
    前記溝部の前記バットレス部における開口幅が、この溝部の深さよりも大きくなっていることを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 請求項1に記載の空気入りタイヤであって、
    前記主溝の各底面を複数の主溝間にわたりタイヤ幅方向に沿って結んだ第3仮想線が交わる第3交差部と、前記第2交差部と、の間に、前記溝部が形成されることを特徴とする空気入りタイヤ。
  3. 請求項1または2に記載の空気入りタイヤであって、
    前記溝部は、タイヤ幅方向に沿う断面視形状が単一の円弧となっていることを特徴とする空気入りタイヤ。
  4. 請求項1〜3のいずれかに記載の空気入りタイヤであって、
    前記溝部は、前記第1交差部と第2交差部との間におけるタイヤ径方向中央部を跨いで形成されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
  5. 請求項1〜4のいずれかに記載の空気入りタイヤであって、
    一方のバットレス部に形成される溝部の形状および/または配置が、他方のバットレス部に形成される溝部の形状および/または配置と異なることを特徴とする空気入りタイヤ。
  6. 請求項1〜4のいずれかに記載の空気入りタイヤであって、
    一方のバットレス部にのみ前記溝部が形成されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
  7. 請求項1〜6のいずれかに記載の空気入りタイヤであって、
    前記溝部がタイヤ周方向の全周にわたって断続的に形成されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
  8. 請求項1〜7のいずれかに記載の空気入りタイヤであって、
    前記溝部の前記開口幅Aの、前記溝部の前記深さBに対する比B/Aが1/10以上5/10以下であることを特徴とする空気入りタイヤ。
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