JP2002512575A - タイヤ磨耗を改良するための犠牲リブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 偏磨耗の攻撃およびその成長を遅らせることによってタイヤトレッドの主リブを保護する犠牲リブ（38）を有するタイヤ。本発明で改良されたタイヤトレッドは溝（42、44）によって形成される複数の主リブ（32、34、36）を備え、この溝はタイヤの外側表面の周りに全体に円周方向に延びてタイヤ支持面と接触するための主トレッド幅部を形成、犠牲リブ（38）は主リブの両側でタイヤ支持面と接触し、約1.5mm以下の溝幅を有する狭いショルダー溝（48）によって主リブ（32、34、36）から離されている。犠牲リブ（38）はトレッド幅の約2.5％〜約12％の表面幅を有し、主リブ（32、34、36）の断面プロフィルラインまたは横方向プロフィルラインからの放射方向にオフセットされていて、所定の凹みを牽制する。このオフセット量は新品タイヤで約0.50mm〜約2.0mmである。犠牲リブ（38）の形状を規定するために用いられる形状係数は約0.10〜0.50である

Description

【発明の詳細な説明】 タイヤ磨耗を改良するための犠牲リブ 発明の背景 本発明は自動車タイヤ、特に重荷重トラックのタイヤに関するものである。 本発明は特に長距離輸送トラックの前方車軸タイヤの偏磨耗を減らす上で有用 である。 長距離トラックタイヤの偏磨耗の問題は当業者に広く知られている。寿命の大 部分の期間を直進走行するトラックタイヤには種々の磨耗パターンができる。自 動車を方向転換したり、操縦することでタイヤに応力が加わる時間は高速道路を 直進走行した時にタイヤに応力が加わる時間に比べればごく限られた時間でしか ない。タイヤの磨耗が生じる原因の中ではトラック車軸のアライメントの他にサ スペンションとステアリング系との適合性が重要である。タイヤの磨耗では縦方 向応力および横方向応力と同様に垂直方向応力が重要になることもある。 トラックのステアリング車軸用タイヤの偏磨耗と耐久性の問題を解決する方法 としては米国特許第4,214,618号、第4,480,671号、第4,890,658号、第5,010,936 号、第5,099,899号および第5,131,444号、フランス特許第2,303,675号(FR675)、 英国特許第2,027,649号（GB649）、日本国特許第3-253408号（JP408）およびPCT 特許出願番号第9202380-A号（PCT380）等に記載の特許が挙げられる。これらの 特許は上記のタイヤ磨耗（すなわち鉄道軌道状の磨耗）のようなトレッド形状の 不規則変化を減らすためにタイヤトレッドのショルダー領域の形状をコントロー ルする手段を開示している。すなわち、トレッドからショルダー領域にかけての 接触領域に種々の寸法のショルダー溝を種々の位置に用いる方法が開示されてい る。しかし、内側第１リブに加わる応力を減らし、タイヤトレッド寿命の大部分 の期間での偏磨耗の成長を減らし、磨耗を遅らせるショルダーリブはこれらの特 許には開示がない。 円周方向の主リブ上の磨耗をコントロールするためにトラックの前方ステアリ ング車軸用タイヤに狭いショルダーリブを用いることは公知である。この公知技 術の一般的な問題は、相対的に狭いショルダーリブとこのショルダーリブを内側 第１リブから分離している狭い溝がタイヤが新しい時にしか有効でないという点 にある。すなわち、この狭いショルダーリブは急速に磨耗し、かなり大きく凹む ため、この狭いショルダーリブは初期磨耗が生じた後はタイヤ加重を十分には支 持できない。このタイヤのショルダーリブは初期磨耗過程で一定の安定な大きさ の凹みに成長するので、初期の凹みを無くしても、また、初期凹みを大きくても この問題は解決されない。リブ磨耗とタイヤの耐久性を改良するために幅の広い ショルダーリブとある程度狭い溝とを用いることはオーストラリア国特許第6229 83号（AU983）、PCT出願番号第9202380-A（PCT380）および日本国特許第2-25340 8（JP408）に記載されている。以下、これらの特許については詳細に説明する。 オーストラリア国特許AU983は、タイヤに大きな加重を加えた状態で中速度を 維持して長距離走る自動車のためのタイヤを開示している。すなわち、幅3.5mm の狭いショルダー溝と各幅が全接触幅の少なくとも13％である幅の広いリブとを 用い、ショルダーリブの凹みを0.5〜5.0mmの値にすることによってトレッドの磨 耗寿命を改良している。この特許に記載のショルダーリブの幅は比較的大きく、 主トレッド幅が200mmのタイヤで少なくとも35mmである。 PCT出願PCT380には、サブトレッド補強材層の分離抵抗力を大きくした一定速 度で長期間走行するトラックタイヤで記載されている。分離抵抗力は幅0.6〜8mm の狭いショルダー溝と、幅17〜34mmの広いショルダーリブと、主トレッド溝の深 さの40％以下の値を有するショルダーリブ凹みとを用いることによって改良され る。この特許でもショルダーリブの幅は比較的大きく、好ましい凹みも比較的大 きい。 日本国特許JP408にはショルダーの磨耗と砂利噛みとを減らしたタイヤが開示 されている。主トレッド幅の0.2〜3％の溝幅を有する細くて狭い溝と、20〜60° の傾斜接触面領域を有する主トレッド部の主溝の深さの90％以上の幅を有するシ ョルダーリブとを用いることで耐磨耗性を実現している。しかし、この特許には ショルダーリブの凹みの大きさについての記載がない。ショルダーリブの傾斜接 触面領域は砂利噛みを無くし、溝の亀裂および破断を防ぐために少なくとも 20°にしている。 偏磨耗を減らしてトレッド寿命を延ばすためにタイヤトレッドに対して行われ ている当業者に公知の他の方法は主溝から主リブへ、また、狭いショルダー溝か ら内側第１リブへ横方向に延びるサイプ（sipes、トレッド面の溝）を互いに間 隔をあけて追加して設けることである。このサイプ加工はタイヤトレッド面に対 して垂直線から深さ方向へ傾斜させた傾斜サイプによってさらに改良することが できる。傾斜サイピングは臼本国特許第5-338418号（JP418）およびAU983に開示 されている。JP418では傾斜サイプがタイヤの前方回転中にサイプの内側端が表 面端を引っ張るように配置している。この傾斜サイプはリブの剛性を低くするた めに用いられている。狭いショルダーエッジ２（図１）に隣接するサイピングは 示されていない。AU983に開示の傾斜サイピングはトレッド面で垂線に対して５ 〜25°の角度に傾斜している。この特許のサイピングは既に述べたように極めて 広いショルダーリブと組合せて用いられる。 偏磨耗を減らしてトレッド寿命を延ばすためにタイヤトレッドに対して行われ ている当業者に公知のさらに他の方法は、保護すべきリブの隣りに階段状リブを 追加配置して主リブに加わる垂直加重の量をコントロールするトレッド設計法で ある。US444ではタイヤの加重を支持するために、この階段状リブ部分を主トレ ッド幅のランド部分で接地させる。階段状部分の全幅はトレッド接地領域の5〜2 5％であり、階段状部分はタイヤに加わる加重とトレッドゲージに比例し、トレ ッド接触領域およびトレッドゴムの弾性率に反比例する１つの凹みを有している 。凹みの値は2mm以上にする。階段状部分はタイヤトレッドに加わる最大加重の 少なくとも50％且つ200％以下の接触度で接地する。各階段状部分はトレッドの ランド部分の内側にあり、２本の狭い溝または狭い切込みで規定され、加重を支 持するランド部分はタイヤの横方向全幅に延びている。US444には、狭い溝と切 込みの幅に関する記載はなく、タイヤトレッドの横方向エッジで階段状部分を使 用するという記載はない。 英国特許第532,534号（GB534）には、保護すべきリブに隣接して設けた階段状 リブが受ける垂直加重の大きさをコントロールするトレッド設計が開示されてい る。加重を受けるリブの間の溝には細いリブが設けらている。この細いリブは幅 約0.8mmの狭い溝によって加重支持リブから離れている。この細いリブに凹みを 設けることができるが、凹みの大きさに関する値は全く与えられていない。特許 GB534にはトレッドの横方向エッジに対して凹んだリブは記載がない。 路面との接地を維持して主トレッド幅部、特に内側第１リブが受ける加重を小 さくする犠牲リブ（sacrificialrib）となるショルダーリブの必要性がある。シ ョルダーリブに加わる加重を維持する手段はトラックが直進走行中にステアリン グ車軸用タイヤの主リブに加わる応力を低下するのに効果的である。これはトレ ッド磨耗をタイヤトレッド全体でより均一にするために必要である。タイヤの両 側にあるトレッド幅部の各内側第１リブには大きな加重が加わり、それによって 相対的に大きな応力が生じる。内側第１リブに加わる磨耗を改良し、磨耗を規則 的または均一にするためにはこの応力を小さくする必要がある。 本発明の目的は、磨耗によるタイヤトレッド寿命をより長くするために、タイ ヤに加わる加重の大きな部分を受ける犠牲リブとなるショルダーリブを主トレッ ド幅部の両側のエッジ外側に設けたタイヤを提供することにある。 本発明の他の目的は、トレッドが磨耗した後でも犠牲リブがタイヤの主トレッ ド部を保護するように、新品のトラックタイヤの犠牲リブおよび狭いショルダー 溝を適当な形状および寸法にすることにある。 本発明のさらに他の目的は、内側第１リブの偏磨耗を減らすためのトラックタ イヤ用横方向犠牲ショルダーリブを提供することにある。この犠牲リブは主リブ の偏磨耗とその成長を遅らせるのを助けることにある。 本発明のさらに他の目的は、長距離輸送中のステアリング車軸用トラックタイ ヤの偏磨耗、特に円周方向溝に隣接した鉄道軌道磨耗を減らすことにある。 本発明のさらに他の目的は、犠牲リブと狭いショルダー溝とを備えたタイヤの 主トレッド領域の偏磨耗を減少させ、主タイヤトレッド幅全体に均一な磨耗パタ ーンが得られるようにした、ベルト集合体、カーカス、ビードおよびサイドウォ ールを有するトラックタイヤを提供することにある。 本発明の概要 上記目的はタイヤに犠牲リブを設けて、偏磨耗とその成長を遅らせ、タイヤト レッドの主リブを保護する本発明によって達成される。 本発明の１実施例では重荷重用タイヤのために改良されたトレッドが提供され る。このタイヤは互いに間隔をあけて配置された２本のビードコアの間に設けら たカーカスと、このカーカスの外側でタイヤ支持面と接触するトレッドを支持す るベルト集合体を含む中央クラウン領域とを有する、重荷重用タイヤの改良され たトレッドであって、タイヤ外表面に沿って円周方向に延びた主トレッド溝によ って形成される複数の主リブと、溝幅が約1.5mm以下の狭いショルダー溝によっ て主リブから離された犠牲リブとを有し、複数の主リブはタイヤ支持面と接触す るトレッド表面上の主トレッド幅部を形成し、犠牲リブは主トレッド幅部の横側 でタイヤ支持面と接触し、犠牲リブはトレッド幅の約2.5％〜約12％の表面幅を 有し、犠牲リブは主リブの横方向プロフィルラインから放射方向に新品タイヤで 約0.5〜約2.0mmだけオフセットして凹んでいることを特徴としたタイヤの偏磨耗 を減らすタイヤトレッドである。 本発明の他の実施例では、長距離輸送車両のステアリング車軸で用いられる重 荷重トラック用タイヤのトレッド磨耗を改良するためのタイヤトレッドが提供さ れる。このタイヤトレッドは主トレッド幅部全体に内側第１リブを含めて少なく とも４本の円周方向リブを有する主トレッド部分を有し、主トレッド部分は主溝 によって互いに分離され、この主溝は主トレッド幅部の両側面エッジ間でタイヤ の外側表面に沿って延びており、主トレッド部分のトレッド面は主トレッドの横 方向プロフィルラインを規定し、トレッドの各側面エッジには各々一つの犠牲リ ブが設けられ、この犠牲リブは各側面エッジに隣接した狭いショルダー溝によっ て内側第１リブから離されており、各犠牲リブの横方向表面幅は約10mm〜約17mm であり、狭いショルダー溝は約0.2〜約1.5mmの横方向幅と、主溝の深さの約90％ 〜約110％の溝深さとを有し、狭いショルダー溝はその放射方向内側端部に亀裂 を減らすための拡大部を有し、犠牲リブの表面部分は、横方向プロフィルライン を滑らかに延ばした延長線から放射方向内側にオフセットしてタイヤの放射方向 内側へ凹んでおり、このオフセット量は約0.5mm〜約1.5mmで、トレッド磨耗が改 良される。 図面の説明 以下、本発明を実施するための構造を他の特徴とともに説明する。 本発明は明細書の一部を成す添付図面を参照した本発明の１つの実施例の説明 から容易に理解できよう。 図１は現在のトレッドパターンを示す従来タイヤの部分平面参考図。 図２は新規なトレッドパターンを示す本発明タイヤの部分平面図。 図３はトレッドの詳細を示す図１の参考タイヤの拡大部分図。 図４はトレッドの詳細を示す本発明タイヤの拡大部分図。 図５は図１の線5-5に沿ったショルダー位置での参考タイヤの放射方向断面図 。 図６は図２の線6-6に沿ったショルダー位置での本発明タイヤの放射方向断面 図。 図7Aは図１、２、３または４の線A-Aに沿った内側主溝での参考タイヤまたは 本発明タイヤの放射方向断面図。 図7Bは図１、２、３または４の線B-Bに沿った内側主溝での参考タイヤまたは 本発明タイヤの放射方向断面図。 図7Cは図２の線C-Cに沿って狭いショルダー溝の近傍でそれに平行に取った本 発明タイヤのクラウン部の円周方向断面図。 図８は対称なタイヤの半分を示す、図２の線8-8に沿った本発明タイヤの放射 方向断面図。 図９はリブが支持面と加重接触している状態での本発明タイヤと従来タイヤの 縦方向の平均応力分布を内側第１リブの接触長さの関数として示す有限要素モデ ルを用いて得られたグラフ。 図１０はリブが支持面と加重接触している状態での本発明タイヤと従来タイヤ の横方向の平均応力分布を内側第１リブの接触長さの関数として示す有限要素モ デルを用いて得られたグラフ。 図１１はリブが支持面と加重接触している状態での本発明タイヤと従来タイヤ の垂直方向の平均応力分布を内側第１リブの接触長さの関数として示す有限要素 モデルを用いて得られたグラフ。 図１２はリブが支持面と加重接触している状態での本発明タイヤと従来タイヤ の縦方向の平均応力分布を内側第１リブの接触長さの関数として示す、実際のタ イヤを用いて得られたグラフ。 図１３はリブが支持面と加重接触している状態での本発明タイヤと従来タイヤ の横方向の平均応力分布を内側第１リブの接触長さの関数として示す有限要素モ デルを用いて得られた実際のタイヤを用いて得られたグラフ。 図１４はリブが支持面と加重接触している状態での本発明タイヤと従来タイヤ の垂直方向の平均応力分布を内側第１リブの接触長さの関数として示す有限要素 モデルを用いて得られた実際のタイヤを用いて得られたグラフ。 好ましい実施例の説明 以下、図面をより詳細に参照して本発明を説明する。 図１、図３、図５に示す従来タイヤまたは参考タイヤ10は主トレッドの側部端 縁にショルダー溝28で規定される狭いショルダーリブ18を有している。この狭い ショルダーリブ18は溝22、24で規定されるリブ12、14、16を有する主トレッド部 からは凹んだ(後退した)所にある。この狭いショルダーリブはこの凹んだ位置を タイヤの寿命期間中維持して自動車の通常走行中に内側第１リブ12の鋭いエッジ 12aを維持する。タイヤトレッドの通常の走行全幅は両側の側部エッジ15の間の 距離である。狭いショルダーリブ18はステアリング操作を行った時に内側第１リ ブ上に潰れて内側第１リブを支持することができる。 従来技術を代表するこの狭いショルダーリブ18は内側第１リブと一緒になって カップリング効果を示し、タイヤトレッド面の平らな側面プロフィルまたは横断 面プロフィルを維持するのを助ける。この狭いショルダーリブ18は主トレッド部 と基本的に同じ速度で磨耗し、主トレッドプロフィル面から放射方向に凹んだ位 置（すなわち安定なオフセット距離すなわち段差）を維持する。しかし、この安 定なオフセット距離はかなり大きく（特にタイヤをかなり長時間走行させた後） 、内側第１リブ12に加わる応力もかなり大きいままである。本発明はこれら応力 を制限する必要性を満たすものであり、この必要性は偏磨耗を改良するためにタ イヤ寿命を通じて維持できる。 本発明のタイヤ30は図２、図４、図６に示すように相対的に広い犠牲ショルダ ーリブ38を有する。この犠牲リブ38は比較的狭いショルダー溝48によって形成 される。各犠牲リブ38の横方向の幅Cは主トレッド幅TW（図８）の約2.5％〜約12 ％である。このCの値の好ましい範囲は約５〜約10％である。 典型的な重量トラックタイヤの犠牲リブ38の横方向幅は約5mm〜約20mmの値を 有する。犠牲リブ38の好ましい表面幅Cは約10mm〜約17mmの範囲内である。この 犠牲リブ38の横方向の幅Cはタイヤの主トレッド幅の約2.5％〜約12％で変えるこ とができる。狭いショルダー溝48の横方向幅は1.5mm程度まで広くすることがで きるがこの幅は約1.0mm以下の好ましい幅Gの値にするのが好ましい。特に、幅G の値を約0.2〜約0.4mmの狭い値にすることによってタイヤの偏磨耗は最適に改良 される。狭いショルダー溝48の実際の幅の値は約0.2mm〜約1.0mmの範囲内にある 。しかし、これだけではだめで、溝の亀裂もコントロールしなければならない。 主トレッド部分は円周方向の溝42、44で規定されるリブ32、34、36によって規 定される。犠牲リブ38は初期最小状態で主トレッド部分の横方向プロフィルライ ン（断面形状線）(または横断面プロフィルライン)Pから放射方向内側に0.5mmだ け凹んだ（放射方向にオフセットした）位置にある(図６、図８)。新品のトラッ クタイヤの犠牲リブの初期凹み量Ｈは、主トレッド部分の面から放射方向内側に 向かって約1.0〜約1.5mmにするのが好ましい。上記プロフィルラインからの犠牲 リブの外側表面の凹み量Hは本発明範囲内で変えることができる。犠牲リブの上 側表面にはプロフィルラインに対して約15°以下の傾き角Sを設けることができ る。凹み量HをプロフィルラインPから一定の距離にしてプロフィルラインに対し て０°の傾斜角(図６)を与えるのが好ましい。傾斜角をゼロにすることによって 全タイヤ加重のより大きな部分を犠牲リブ38で受けることができる(図６参照)。 タイヤトレッドの垂直方向全接触幅は両方の側部エッジ35の間の距離である。 トレッド幅TWは内側第１リブ32の外側エッジ間の距離で定義される(図８)。この トレッド幅はタイヤトレッドの加重を主として支持する横方向幅部分である。タ イヤトレッドの偏磨耗量を減らすことによってタイヤ加重の支持を助ける犠牲リ ブの性能はタイヤ寿命を延ばす上で極めて重大である。 タイヤ30のショルダー領域の形状は表面の幅C、ショルダー40の傾きＭおよび 狭いショルダー溝48の深さＤ−Ｈに関連する形状係数で最も良く定義される(図 ６)。傾きＭの定義を図6Aを用いて説明する。ラインP'は狭いショルダー溝48の 底部48aから横方向プロフィルラインPに対して平行に延び、犠牲リブ38の第１点 38bでタイヤショルダーの外側表面40と交差する。その横方向距離Ｋは狭いショ ルダー溝48の軸線方向の外側側壁48bから第１点38bの間で定義される。犠牲リブ 38の第２点38aは犠牲リブの上側表面39の軸線方向の外側エッジで定義される。 傾斜した直線40aは第１点38bと第２点38aとの間で構成され、この傾きライン40a の放射方向幅に対する傾き線40aの軸線方向幅の比を傾きＭとして定義する。す なわち、傾きＭは（Ｋ−Ｃ）／（Ｄ−Ｈ）にほぼ等しい。本発明タイヤの典型的 な傾き値は約0.1〜約0.3である。 形状係数SFは狭いショルダー溝48の幅Ｇに沿ったSF＝Ｍ×（Ｄ−Ｈ）／Ｃで定 義され、この形状係数SFは内側第１リブを保護するショルダー性能の良い指標で ある。狭いショルダー溝48の深さDは主溝の深さD'の約90％〜110％であるのが好 ましい（図８）。形状係数SFはタイヤ加重の大きな部分が犠牲リブによって支持 されて、内側第１リブに加わる応力が軽減されるような形状係数にする。本発明 タイヤでの典型的な形状係数SFは約0.05〜約0.50の値を有し、参考タイヤまたは 従来タイヤの典型的な形状係数SFは約1.0以上である。好ましい形状係数値は約0 .2である。本発明の犠牲リブの形状係数は、タイヤ加重の大きな部分が犠牲リブ によって支持されて内側第１リブ32に加わる応力を軽減するような形状係数であ る。なお、狭いショルダー溝48の幅は、直進走行中に犠牲リブ38が内側第１リブ 32と接触してタイヤに加わる垂直方向および横方向の荷重を支持するような幅で ある。 図４および図６をさらに参照すると、本発明タイヤ30の犠牲リブ38は主トレッ ド領域の幅TWを越えた所に延びている。そうする目的はタイヤ寿命中に主トレッ ド領域を偏磨耗とその成長から保護することにある。その結果、タイヤ寿命の大 部分の期間において、ショルダーリブ38がタイヤ加重の大きな部分を支持するた めに犠牲となり、偏磨耗から保護する。ショルダーリブ38は、タイヤ寿命の長い 期間、他のリブより有効であるため犠牲となる。ショルダーリブはタイヤのトレ ッド幅TWの部分と一緒に磨耗し、凹み位置すなわち放射方向オフセット深さH が過度になることはなく、犠牲リブは自動車の直進走行中に支持面との接触を維 持しつづける。 犠牲ショルダーリブ38はタイヤトレッドの主リブの高い応力を軽減するように 設計されている（特に直進走行中に）。本発明の犠牲リブはさらに、タイヤ寿命 の大部分の期間中、その有効性を維持できるような幾何形状を有している。これ は犠牲リブの構造的特徴によって達成される。 第１の構造的特徴は犠牲リブの幅Cが従来の主要部分に比べてかなり大きい点 である。第２の構造的特徴は主トレッド領域の横方向プロフィルラインPから放 射方向内側にわずかにオフセットした凹み量Hを犠牲リブの上側表面に設ける点 にある（図６）。これら２つの構造的特徴は本発明タイヤのために独自に選択さ れたものである。使用が可能な第３の構造的特徴は犠牲リブの側壁の傾きＭにあ る。本発明の第４の構造的特徴は狭いショルダー溝48にある。このショルダー溝 48はタイヤの主トレッド領域を保護するように選択されるギャップ幅Ｇと深さＤ とを有する。このギャップ幅Ｇはトレッド表面に荷重が加わった時に犠牲リブ38 が内側第１リブ32と接触するような幅である。狭いショルダー溝48の深さは主溝 42、44の深さの約90％〜約110％であって、タイヤトレッドの寿命期間中に犠牲 リブ38は内側第１リブ32とは独立して働くことができるようになっている。ギャ ップ幅Gは比較的小さく、約1.5mm以下である。狭いショルダー溝48の底部に応力 が集中することがある。この集中応力でタイヤトレッドに亀裂が生じ、トレッド 磨耗が問題になる前にタイヤが使用できなるという問題が生じることもある。そ のため、狭いショルダー溝48の低部での応力集中を減すために狭いショルダー溝 48の底部での溝の内側表面の最小半径を約1.0mmにすることができる。 本発明のさらに別の実施例では、各円周方向リブの側部エッジ部分にサイプ45 を追加する。この実施例は犠牲リブ38および狭いショルダー溝48の構造的特徴と 、偏磨耗およびその成長に対するタイヤ保護の改善とを組み合わせたものである 。 図４に示すように、サイプ45は狭いショルダー溝48の隣りの内側第１リブ32の 外側エッジに設けられる。サイプ46は主溝42、44の隣りの主リブ32、34、36に設 けられる。サイプ45、46は横方向ライン32aに対して角度Lで配置される。 これらのサイピングは図示したように各溝からタイヤの回転方向に向かって延び ている。横方向角度Lは約15〜約35°の範囲の値を有する。図7Cに示すように、 サイプ45、46をトレッド面に対する垂線Nに対して後方へ傾斜角Vで傾斜させるこ ともできる。垂線に対するこの傾斜角Vは０°〜約20°の範囲の値を有する。好 ましい傾斜角は約５°〜約15°である。 エッジサイピングに関する本発明実施例のーつでは、好ましいタイヤ30が図2 、図４に示すように主リブ32、34、36の全てのエッジにおいて同じサイピングを 有している。しかし、一つのリブに他のリブとは異なるサイピングを施すことも 本発明の範囲内である。さらに、内側の円周方向溝42、44を本発明の上記の好ま しい実施例と同様に設ける。好ましい内側溝の詳細は図7Aおよび図7Bの断面図に よって示されている。溝の底部はタイヤの周りに円周方向に延びる正弦パターン の形にすることができる（図１および図２）。溝の外側表面エッジは直線である 。従って、溝の放射方向側面の角度は主溝の円周方向面CPに対して変化する。好 ましいサイプは溝の円周方向面に対して平行な各リブ内のエッジ46a、46bを有す る。 本発明のタイヤの実施例の断面図は図８に示されている。タイヤ30はタイヤの 中間面Mに対して対称であり、タイヤの半分のみをこの放射方向断面で示すこと ができる。タイヤは自動車の車輪の回転軸ARを中心に回転する。既に述べたよう に、タイヤはタイヤトレッドTにリブおよび溝を備えている。本発明のタイヤに は標準的なトレッドゴム材料を用いることができる。タイヤの主要接触表面領域 となる主トレッド幅部TWは、図示したように犠牲リブ38と狭いショルダー溝48と によって偏磨耗から保護される。図示したタイヤはトレッドの下側に複数のベル ト62、64、66からなるベルト集合体60を有している。一般に各ベルトは平行な金 属ケーブルで補強され、この金属ケーブルは隣接したプライの補強材と鋭角に交 差する。カーカス70はベルトの下側をビードからビード90へ延び、ビードコア92 を取り囲んでいる。カーカスはビードコア間を一般に放射方向且つ軸線方向に延 びる金属ケーブルで補強された少なくとも１つのカーカスプライ、好ましくは多 数のプライを有する。サイドウォールゴム部52を有するサイドウォール領域50は 、各ビードとベルト集合体60の各横方向エッジとの間に延びる。ゴム材料のイン ナーライナープライ80はタイヤが自動車の車輪上で膨張した状態を維 持するのを助ける。 図9、10、11のグラフは本発明の好ましいタイヤ30の内側第１リブ32に加わる 応力が低下することを示している。タイヤ構成と材料との複合効果は高速コンピ ュータを用いてモデル化および分析できる。 図９は内側第１リブの縦方向Xに加わる応力Sxの結果を示している。参考タイ ヤ10の縦方向応力Sxは曲線110で示され、本発明の縦方向応力Sxは曲線130で示さ れている。各応力は内側第１リブ接触長さに沿った円周方向の距離の関数として リブ全体の横方向の平均応力値として表される。測定値はリブがタイヤ支持面と 接触した状態で、接触長さの中心（ゼロポイント）を基準とする。これらの縦応 力は、参考タイヤおよび発明されたタイヤがほぼ同じ縦応力Sxを有することを示 している。本発明のタイヤに関してはこのSx応力は駆動力を増加させる。 図10は内側第１リブの横方向Yでの応力Syに関する結果は示している。参考タ イヤ10の横方向応力Syは曲線210で示され、本発明の横方向応力Syは曲線230で示 されている。各応力は内側第１リブの接触長さに沿った距離の関数として、リブ 全体の横方向の平均応力値として表される。リブがタイヤ支持面と接触した状態 で、測定値は接触長さの中心（ゼロポイント）を基準とする。これらの横応力は 、本発明タイヤが参考タイヤの横応力Syよりはるかに低い横応力Syを有すること を示している。 図11は内側第１リブの垂直方向Zにおける応力Szに関する結果を示している。 参考タイヤ10の垂直方向応力Szは曲線310で示され、本発明の垂直方向応力Szは 曲線330で示されている。応力は内側第１リブ接触長さに沿った距離の関数とし て、リブ全体の横方向の平均応力値として表される。リブはタイヤ支持面と接触 しており、測定値は接触長さの中心（ゼロポイント）を基準とする。これらの垂 直応力は、本発明タイヤ30が参考タイヤ10よりはるかに低い垂直応力Sxを有する ことを示している。 本発明タイヤの複合応力はるかに低いと計算される。実際の試験値は算定され た応力値に匹敵し、参考タイヤおよび従来技術のタイヤに対する本発明タイヤの 改良をさらに証明するものである。以下の実験結果で明らかなように、実際の磨 耗試験の結果も図９、10、11の本発明のコンピュータ処理結果が正しいことを証 明している。 偏磨耗の改良は一般に複数の改良を組合せることによって実現される。犠牲リ ブの幅Cを広くし、このリブに凹みHを追加することは内側第１リブ32に縦応力Sx の利点を与えることになる。また、参考タイヤ10で用いられた凹みから凹みHに 減らすと、タイヤのより長い寿命期間を通じて本発明タイヤ30の犠牲リブ38の磨 耗が減少する。犠牲リブ38と内側第１リブ32との間のギャップ距離Gを短くする ことはリブを互いに接触させて、内側第１リブを支持し且つ内側第１リブに加わ る横応力Syを小さくするのを助ける。犠牲リブと内側第１リブは加重が加わると 互いに固着するので、リブエッジ作用が排除されて内側第１リブに加わる垂直応 力Szが向上する。互いに固着することによってより頑丈な犠牲リブとなり、より 高い耐衝撃性が追加されて参考タイヤを取り巻く環境を消す。犠牲リブは放射方 向高さが高い（放射方向オフセットが低い）ので、本発明タイヤトレッドの犠牲 リブは参考タイヤの狭いリブに比べて初期に遅い速度で磨耗し、従って、犠牲リ ブはタイヤの寿命期間中により長く有益な状態を維持することができる。 実験結果 従来タイヤと基本的に同じであるが、本発明の特徴を有するタイヤを従来技術 で周知な従来タイヤまたは参考タイヤと一諸に試験した。 使用したタイヤはthe 1997 Yearbook of The Tire and Rim Associtaion,Inc. of Copley,Ohioの規格に定義のサイズ275/80 R22.5、加重範囲および使い方が同 じ重荷重用トラックタイヤにした。 ２本の従来タイヤおよび２本の本発明のタイヤを、２台の同じ長距離輸送車の ステアリング車軸で試験し、自動車の懸架装置の差を補正するために２台の自動 車で互いに交替して使用した。下記の結果は本発明タイヤによって提供される改 良を示している。 従来のタイヤと本発明のタイヤとは、ショルダーリブと狭いショルダー溝の幾 何形状を除いて、基本的に同じ寸法である（図６参照）。表１は従来タイヤと本 発明タイヤの幾何学パラメータを示し、狭いショルダー溝の深さは主トレッド幅 の溝の深さすなわち約15mmになっている。サイプは内側第１リブの横方向外側エ ッジに設けられ、従来タイヤはゼロの横方向傾斜角を有し、本発明タイヤは約25 °の横方向角L（図４）と、約10°の傾斜角V（図7C）とを有する。従来タイヤの 形状係数は0.81、本発明タイヤの形状係数は0.22である。 タイヤの試験は、従来タイヤの磨耗が大きくなり使用から外されるまで続けら れた。自動車間のタイヤ交替では、右側のタイヤは各自動車の右側に維持された 。試験期間中に交替を何回も行った。 表２は右側タイヤの各リブに対する磨耗の相対量を示しており、表３は左側タ イヤの各リブに対する相対磨耗を示している。磨耗量は従来タイヤの外部内側第 １リブに対しするものである。タイヤが使用から外される時の相対マイル数値も 最後の列に示されている。 表２および表３の相対磨耗試験の結果は、本発明タイヤの各リブがはるかに均 一な磨耗パターンを示すことを示している。自動車の右側タイヤでは最大磨耗は 自動車に対してタイヤの内側にある内側第１リブに存在していた。これら右側の タイヤは同じマイル数で使用から外されたが、本発明タイヤの磨耗は従来タイヤ の磨耗のわずか68％（＝1.7/2.5×100）であった。自動車の左側では従来タイヤ の最大磨耗は自動車に対して外側の内側第１リブに存在していた。本発明の左タ イヤの最大磨耗は前例と同様に内側にあった。本発明左タイヤはマイル数は従来 のタイヤのマイル数より50％（＝1.5/1.0×100）長いマイル数で使用から外され 、本発明タイヤの磨耗は従来のタイヤの磨耗のわずか70％（＝0.7/1.0×100）で あった。これらの結果は本発明タイヤの磨耗のめざましい改良を示している。 実際の応力測定を試験タイヤで行い、有限要素モデル（FEM）と高速コンピュ ータとを用いて予想した応力と比較した。コンピュータ処理したモデル結果の応 力結果は図９、10、11のグラフに示し、説明した。図12、13、14図は実際の試験 結果で得られた内側第１リブ上の相対最大応力を示すグラフである。 図12は内側第１リブに加わる縦方向Xにおける応力Sxに関する実際の試験結果 を示している。従来タイヤの縦応力Sxは曲線112で示され、本発明の縦応力Sxは 曲線132で示されている。内側第１リブに加わる横方向Yにおける応力Syに関する 実際の試験結果は図13に示されている。従来タイヤの横応力Syは曲線212で示さ れ、本発明の横応力Syは曲線232で示されている。内側第１リブに加わる垂直方 向Zにおける応力Szに関する実際の試験結果は図14に示されている。 従来タイヤの垂直応力Szは曲線312で示され、本発明の垂直応力Szは曲線332で示 されている。FEMコンピュータが生成した応力に関して既に述べた一般的な説明 は実際の試験結果で得られた応力に適用できる。実際、グラフは非常に類似して いる。表４は応力Sx、Sy、Szに関してそれぞれの場合で、従来タイヤと本発明タ イヤとの内側第１リブに加わる相対最大応力の比較を示している。 いずれの場合も、最大応力は従来タイヤに加わる応力より本発明タイヤで小さ い。両比較において従来タイヤと比べたとき、本発明タイヤに関してSx、Sy、Sz の大きさが全体に同様に減少することは注目すべきことである。垂直応力Szはタ イヤの内側第１リブの磨耗のコントロールにとって重要である。これらの試験結 果は、磨耗の減少およびタイヤの耐用年数の延長における本発明の犠牲リブの価 値を証明するものである。 以上、本発明の好ましい実施例を特殊な用語を用いて説明してきたが、以上の 説明は単に説明のためであり、請求の範囲の精神を逸脱しない範囲で、変更およ び変形が可能であることは理解されよう。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１１年１月２７日（１９９９．１．２７） 【補正内容】 請求の範囲 １． 互いに間隔をあけて配置された２本のビードコアの間に設けらたカーカス と、このカーカスの外側でタイヤ支持面と接触するトレッドを支持するベルト集 合体を含む中央クラウン領域とを有する、重荷重用タイヤであって、 タイヤ外表面に沿って円周方向に延びた主トレッド溝によって形成される複数 の主リブと、溝幅が約1.5mm以下の狭いショルダー溝によって主リブから離され た犠牲リブとを有し、複数の主リブはタイヤ支持面と接触するトレッド表面上の 主トレッド幅部を形成し、犠牲リブは主トレッド幅部の横側でタイヤ支持面と接 触し、 犠牲リブはトレッド幅の約2.5％〜約12％の表面幅を有し、犠牲リブは主リブ の横方向プロフィルラインから放射方向にオフセットして凹んでおり、このオフ セット量は新品タイヤで約0.5〜約2.0mmであり、 ショルダー溝の深さ（D-H）に犠牲リブの外側ショルダーの傾き（Ｍ）を掛け たものを横方向表面幅（C）で割ったもので定義される犠牲リブの形状係数（SF ） SF＝（D-H）×M/C） が約0.05から約0.50であり、 タイヤへの荷重の大きな部分が犠牲リブによって支持されて主リブの内側第１ リブに加わる応力が軽減されることを特徴とするタイヤ。 ２． 犠牲リブの表面幅が主トレッド幅の約５〜約10％である請求項１に記載の タイヤ。 ３． 犠牲リブの表面幅が約10mm〜約17mmである請求項１に記載のタイヤ。 ４． 犠牲リブの横方向プロフィルラインからの放射方向オフセット凹み量が約 1.0mm〜約1.5mmである請求項１に記載のタイヤ。 ５． ショルダー溝の溝幅が約0.2〜約1.5mmで、直線前方走行中に犠牲リブが 内側第１リブと接触する請求項１に記載のタイヤ。 ６． 主リブのトレッド表面から放射方向に測定して、ショルダー溝が主トレッ ド溝の深さの約90％〜約110％の溝深さを有する求項５に記載のタイヤ。 ７． ショルダー溝が平滑な内側表面を有し、このショルダー溝の放射方向の最 も内側部分の所に、平滑な内側表面を有する少なくとも1.0mmの半径を有する拡 大部を有する請求項６に記載のタイヤ。 ８． 亀裂を減らすためにショルダー溝の放射方向の最も内側部分の所に滑らか に湾曲する内側表面を有する少なくとも1.0mmの半径を有する拡大部を有する請 求項１に記載のタイヤ。 ９． 溝幅が約1.0mm以下である請求項１に記載のタイヤ。 10． ショルダー溝の溝幅が約0.2〜約1.0mmである請求項８に記載のタイヤ。 11． ショルダー溝の溝幅が約0.2〜約0.4mmである請求項８に記載のタイヤ。 12． 主リブが主トレッド幅の両側部エッジにサイプを有し、このサイプは狭い ショルダー溝に対して垂直な線から約15〜35°の角度で横方向に延び且つトレッ ド面に対する垂線から０°〜約20°の角度で後方に傾斜している請求項１に記載 のタイヤ。 13． 犠牲リブの形状係数（SF）が約0.2である請求項１に記載のタイヤ。 14． 長距離輸送車両のステアリング車軸で用いられる重荷重トラック用タイヤ のトレッド磨耗を改良するためのタイヤであって、 主トレッド幅部全体に内側第１リブを含めて少なくとも４本の円周方向リブを 有する主トレッド部分を有し、主トレッド部分は主溝によって互いに分離され、 この主溝は主トレッド幅部の両側面エッジ間でタイヤの外側表面に沿って延びて おり、主トレッド部分のトレッド面は主トレッドの横方向プロフィルラインを規 定し、トレッドの各側面エッジには各々一つの犠牲リブが設けられ、この犠牲リ ブは各側面エッジに隣接した狭いショルダー溝によって内側第１リブから離され ており、 各犠牲リブの横方向表面幅は約10mm〜約17mmであり、 狭いショルダー溝は約0.2〜約1.5mmの横方向幅と、主溝の深さの約90％〜約11 0％の溝深さとを有し、重荷重トラックが直線前方走行したときに犠牲リブが内 側第１リブと接触し、 狭いショルダー溝はその放射方向内側端部に亀裂を減らすための拡大部を有し 、 犠牲リブの表面部分は、横方向プロフィルラインを滑らかに延ばした延長線か ら放射方向内側にオフセットしてタイヤの放射方向内側へ凹んでおり、このオフ セット量は約0.5mm〜約1.5mmであり、 タイヤへの荷重の大きな部分が犠牲リブによって支持されて主リブの内側第１ リブに加わる応力が軽減されることを特徴とするタイヤ。 15． 狭いショルダー溝の拡大部が半径が少なくとも1.0mmである滑らかに湾曲 した内側表面を有する請求項14に記載のタイヤ。 16．狭いショルダー溝の横方向幅が約1.0mm以下である請求項14に記載のタイヤ 。 17． 各内側第１リブが、狭いショルダー溝に対して垂直な線から約15〜35°だ け傾いて横方向へ延び且つトレッド面に対する垂線から約５°〜約15°だけ後方 に傾斜したサイプを軸方向外エッジに沿って形成することを特徴とする請求項14 に記載のタイヤ。 18． 狭いショルダー溝の深さ（D-H）に犠牲リブの外側ショルダーの傾き（M） を掛けたものを横方向表面幅（C）で割ったもので定義される犠牲リブの形状係 数（SF＝（D-H）×M/Cが約0.2である請求項14に記載のタイヤ。 19． 犠牲リブの上側表面が横方向プロフィルラインから放射内側方向へむかっ て傾斜する面であり、狭いショルダー溝では前記の放射方向オフセット量を有し 、その傾斜角が15°以下である請求項15に記載のタイヤ。 20． 傾斜角が０°で、横方向プロフィルラインからの放射方向オフセット量が 一定である請求項19に記載のタイヤ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 互いに間隔をあけて配置された２本のビードコアの間に設けらたカーカス と、このカーカスの外側でタイヤ支持面と接触するトレッドを支持するベルト集 合体を含む中央クラウン領域とを有する、重荷重用タイヤの改良されたトレッド であって、 タイヤ外表面に沿って円周方向に延びた主トレッド溝によって形成される複数 の主リブと、溝幅が約1.5mm以下の狭いショルダー溝によって主リブから離され た犠牲リブとを有し、複数の主リブはタイヤ支持面と接触するトレッド表面上の 主トレッド幅部を形成し、犠牲リブは主トレッド幅部の横側でタイヤ支持面と接 触し、 犠牲リブはトレッド幅の約2.5％〜約12％の表面幅を有し、犠牲リブは主リブ の横方向プロフィルラインから放射方向に新品タイヤで約0.5〜約2.0mmだけオフ セットして凹んでいることを特徴とする、タイヤの偏磨耗を減らすタイヤトレッ ド。 ２． 犠牲リブの表面幅が主トレッド幅の約５〜約10％である請求項１に記載の タイヤトレッド。 ３． 犠牲リブの表面幅が約10mm〜約17mmである請求項１に記載のタイヤトレッ ド。 ４．犠牲リブの放射方向オフセット凹み量が約1.0mm〜約1.5mmである請求項１に 記載のタイヤトレッド。 ５． ショルダー溝の溝幅が約0.2〜約1.5mmである請求項１に記載のタイヤトレ ッド。 ６． 主リブのトレッド表面から放射方向に測定して、ショルダー溝が主トレッ ド溝の深さの約90％〜約110％の溝深さを有する求項５に記載のタイヤトレッド 。 ７． ショルダー溝が平滑な内側表面を有し、このショルダー溝の放射方向の最 も内側部分の所に、平滑な内側表面を有する少なくとも1.0mmの半径を有する拡 大部を有する請求項６に記載のタイヤトレッド。 ８． 亀裂を減らすためにショルダー溝の放射方向の最も内側部分の所に滑らか に湾曲する内側表面を有する少なくとも1.0mmの半径を有する拡大部を有する請 求項１に記載のタイヤトレッド。 ９． 溝幅が約1.0mm以下である請求項１に記載のタイヤトレッド。 10． ショルダー溝の溝幅が約0.2〜約1.0mmである請求項８に記載のタイヤトレ ッド。 11． ショルダー溝の溝幅が約0.2〜約0.4mmである請求項８に記載のタイヤトレ ッド。 12． 主リブが主トレッド幅の両側部エッジにサイプを有し、このサイプはショ ルダー溝から約15〜35°の角度で横方向に延び且つトレッド面に対する垂線から ０°〜約20°の角度で後方に傾斜している請求項１に記載のタイヤトレッド。 13． ショルダー溝の深さ（D-H）に犠牲リブの外側ショルダーの傾き（Ｍ）を 掛けたものを横方向表面幅（C）で割ったもので定義される犠牲リブの形状係数 （SF＝（D-H）×M/C）が約0.2である請求項１に記載のタイヤトレッド。 14． 長距離輸送車両のステアリング車軸で用いられる重荷重トラック用タイヤ のトレッド磨耗を改良するためのタイヤトレッドであって、 主トレッド幅部全体に内側第１リブを含めて少なくとも４本の円周方向リブを 有する主トレッド部分を有し、主トレッド部分は主溝によって互いに分離され、 この主溝は主トレッド幅部の両側面エッジ間でタイヤの外側表面に沿って延びて おり、主トレッド部分のトレッド面は主トレッドの横方向プロフィルラインを規 定し、トレッドの各側面エッジには各々一つの犠牲リブが設けられ、この犠牲リ ブは各側面エッジに隣接した狭いショルダー溝によって内側第１リブから離され ており、 各犠牲リブの横方向表面幅は約10mm〜約17mmであり、 狭いショルダー溝は約0.2〜約1.5mmの横方向幅と、主溝の深さの約90％〜約11 0％の溝深さとを有し、 狭いショルダー溝はその放射方向内側端部に亀裂を減らすための拡大部を有し 、 犠牲リブの表面部分は、横方向プロフィルラインを滑らかに延ばした延長線か ら放射方向内側にオフセットしてタイヤの放射方向内側へ凹んでおり、このオフ セット量は約0.5mm〜約1.5mmである、トレッド磨耗が改良されるタイヤトレッド 。 15． 狭いショルダー溝の拡大部が半径が少なくとも1.0mmである滑らかに湾曲 した内側表面を有する請求項14に記載のタイヤトレッド。 16．狭いショルダー溝の横方向幅が約1.0mm以下である請求項14に記載のタイヤ トレッド。 17． 各内側第１リブが、狭いショルダー溝に対して垂直な線から約15〜35°だ け傾いて横方向へ延び且つトレッド面に対する垂線から約５°〜約15°だけ後方 に傾斜したサイプを軸方向外エッジに沿って形成することを特徴とする請求項14 に記載のタイヤトレッド。 18． 狭いショルダー溝の深さ（D-H）に犠牲リブの外側ショルダーの傾き（M） を掛けたものを横方向表面幅（C）で割ったもので定義される犠牲リブの形状係 数（SF＝（D-H）×M/Cが約0.2である請求項14に記載のタイヤトレッド。 19． 犠牲リブの上側表面が横方向プロフィルラインから放射内側方向へむかっ て傾斜する面であり、狭いショルダー溝では前記の放射方向オフセット量を有し 、その傾斜角が15°以下である請求項15に記載のタイヤトレッド。 20． 傾斜角が０°で、横方向プロフィルラインからの放射方向オフセット量が 一定である請求項19に記載のタイヤトレッド。