JP2006298158A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】外径成長したタイヤのレールウェイ摩耗とショルダー摩耗とを共に効果的に抑制することが可能な空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】トレッド面１にタイヤ周方向Ｔに延在する４本の主溝２を設け、最外側の主溝２Ａ間のセンター部１Ａに３本の陸部３Ａを、最外側の主溝２Ａよりタイヤ外側の両ショルダー部１Ｂに各１本の陸部３Ｂを区分形成し、タイヤ外径が最大成長量の７０％以上成長した空気入りタイヤである。トレッド面１の接地時におけるセンター部１Ａの中央の陸部３A1の接地長Ａ、及びショルダー部１Ｂの陸部３Ｂの外側エッジｂの接地長Ｂと内側エッジｃの接地長Ｃとの関係が下記の式を満足する。
０．８０≦Ｂ／Ａ≦１．００
０．９０≦Ｃ／Ｂ≦１．１０
【選択図】図２

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、外径成長したタイヤの偏摩耗を改善するようにした空気入りタイヤに関する。

バスやトラックなどの重荷重車両に使用される空気入りタイヤは、高い荷重が作用するため、トレッド面にタイヤ周方向に延在する主溝によりリブを区分形成したリプパターンが一般に採用されている。このようなタイヤでは、ショルダー部に位置するリブの外側エッジ部が摩耗するショルダー摩耗（肩落ち摩耗）や、リブの一方のエッジ部、特にショルダー部のリブの内側エッジ部に沿って摩耗が進行するレールウェイ摩耗などの偏摩耗の発生が問題になっていた。このような摩耗が進行すると、多角形摩耗に発展し、タイヤ振動を助長する。

ところで、重荷重用の空気入りタイヤは、作用する高い荷重とタイヤの発熱の影響から、走行使用する内にタイヤ外径が大きくなる外径成長が生じる。これに伴い、新品タイヤにおけるトレッド面の接地形状が変化する。他方、タイヤは外径成長した状態で長く使用される。そこで、上述した偏摩耗を効果的に改善するには、タイヤの外径成長を加味する必要がある。

従来、ショルダー摩耗やレールウェイ摩耗に対する対策として、例えば、リブのタイヤ周長を規定することにより、偏摩耗を改善するようにした空気入りタイヤが提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、タイヤの外径成長に対する考慮がなされておらず、特に操舵軸に使用されるタイヤにおいて問題となるレールウェイ摩耗とショルダー摩耗に対する抑制効果が不十分であり、その改善が求められていた。
特開平８−８５３０８号公報

本発明の目的は、外径成長したタイヤのレールウェイ摩耗とショルダー摩耗とを共に効果的に抑制することが可能な空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成する本発明の空気入りタイヤは、トレッド面にタイヤ周方向に延在する４本の主溝を設け、最外側の主溝間のセンター部に３本の陸部を、該最外側の主溝よりタイヤ外側の両ショルダー部に各１本の陸部を区分形成し、タイヤ外径が最大成長量の７０％以上成長した空気入りタイヤにおいて、前記トレッド面接地時における前記センター部の中央の陸部の接地長Ａ、及び前記ショルダー部の陸部の外側エッジの接地長Ｂと内側エッジの接地長Ｃとの関係が下記の式を満足することを特徴とする。
０．８０≦Ｂ／Ａ≦１．００
０．９０≦Ｃ／Ｂ≦１．１０

上述した本発明によれば、外径成長したタイヤおいて、センター部の中央の陸部の接地長Ａ、及びショルダー部の陸部の外側エッジの接地長Ｂと内側エッジの接地長Ｃとの関係を上記のように特定することにより、ショルダー部の陸部に発生するショルダー摩耗とレールウェイ摩耗に対する接地形状を最適化して両摩耗を効果的に抑制することができるので、外径成長したタイヤのショルダー摩耗とレールウェイ摩耗とを共に改善することが可能になる。

以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の空気入りタイヤの一例を示し、この空気入りタイヤは、走行使用により使用前の新品タイヤよりタイヤ外径が大きく、外径成長したタイヤであり、最大成長量の７０％以上成長した走行成長安定期にあるものである。

トレッド面１にタイヤ周方向Ｔに沿ってストレート状に延在する４本の主溝２が設けられ、それら主溝２によりタイヤ周方向Ｔに延在する５本のリブ（陸部）３が区分形成されている。

最外側に位置する主溝２Ａ間のセンター部１Ａに３本のリブ３Ａが配置されている。中央のリブ３A1がタイヤセンターラインＣＬ上に配置され、両側のリブ３A2が、タイヤセンターラインＣＬに対して左右対称的に配置されている。最外側に位置する主溝２Ａよりタイヤ外側の両ショルダー部１Ｂには、それぞれ１本のリブ３Ｂが配設されている。

トレッド面１が路面に接地した接地時（フットプリントの状態）において、センター部１Ａの中央のリブ３A1とショルダー部１Ｂのリブ３Ｂは、図２に示すように、リブ３A1のタイヤセンターラインＣＬ上での接地長をＡ、リブ３Ｂの外側エッジｂの接地長をＢ、リブ３Ｂの内側エッジｃの接地長をＣとすると、下記の式の関係を満足するようになっている。
０．８０≦Ｂ／Ａ≦１．００
０．９０≦Ｃ／Ｂ≦１．１０

また、センター部１Ａの両側のリブ３A2において、外側エッジｄの接地長Ｄを内側エッジｅの接地長Ｅに対してＤ≦Ｅ、内側エッジｅの接地長Ｅを中央のリブ３A1の接地長Ａに対してＥ≦Ａ、ショルダー部１Ｂのリブ３Ｂの外側エッジｂの接地長Ｂに対してＥ≧Ｂ、外側エッジｄの接地長Ｄをリブ３Ｂの内側エッジｃの接地長Ｃに対してＤ≧Ｃにしている。

なお、ここで言う接地時のリブの接地長とは、空気入りタイヤをＪＡＴＭＡ（ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ ２００４）に記載される標準リムに装着し、最大負荷能力に対応した空気圧と荷重を加えて接地させた時のリブの接地長さである。

上記のような接地形状（フットプリント）は、例えば、トレッド部に埋設されるベルト層の層数や、トレッドゴム層の厚さ分布、トレッド面１のプロファイルなどを適宜調整することにより得ることができる。

本発明者は、トレッド面に４本の主溝を持ち、外径成長した重荷重用の空気入りタイヤ、特に操舵軸に使用される重荷重用空気入りタイヤにおいて、レールウェイ摩耗とショルダー摩耗に関して鋭意検討した結果、以下のことを知見した。

即ち、重荷重用空気入りタイヤは、図３に示すように、走行使用するに従ってタイヤの外径が次第に大きくなり、外径成長を起こす。この外径成長の量は、ある地点（最大成長量の約７０％の量）を過ぎると大幅に小さくなり、ついに飽和してそれ以上成長しなくなる最大成長量に達する。

このように外径成長の量が大幅に小さくなった成長安定期の状態でタイヤが摩耗限度までトレッド面が摩耗するまで使用されるが、このように外径成長したタイヤにおいて、接地形状を調べたところ、図４に示すように、４本の主溝に区分された５本のリブＲにおいて、ショルダー部に位置するリブＲ１の接地長がセンター側より長くなると、ショルダー摩耗が発生する傾向が高く、逆に図５に示すように、ショルダー部におけるリブＲ１の接地長がセンター側より短くなると、ショルダー摩耗が発生する傾向が低くなることがわかった。

また、図６に示すように、ショルダー部におけるリブＲ１において、内側エッジの接地長が外側エッジの接地長より１．１倍を超えて長くなると、斜線で示す部分にレールウェイ摩耗が発生し易くなり、図７に示すように、センター部の両側のリブＲ２では外側エッジの接地長が内側エッジの接地長より長くなると、斜線で示す部分にレールウェイ摩耗が発生し易くなることがわかった。

また、図８に示すように、ショルダー部のリブＲ１の内側エッジの接地長が外側エッジの接地長より短くなると、またセンター部のリブＲ２では外側エッジの接地長が内側エッジの接地長より短くなると、レールウェイ摩耗が発生する傾向が低くなることがわかった。

そこで、本発明では、４本の主溝２により区分されたリブ３の接地長の関係を上記のように規定したのである。センター部１ＡのタイヤセンターラインＣＬ上に位置する中央のリブ３A1の接地長Ａと、ショルダー部１Ｂに位置するリブ３Ｂとの関係を上記のように特定した接地形状にすることで、リブ３Ｂに発生するショルダー摩耗とレールウェイ摩耗に対する接地形状を最適化して両摩耗を効果的に抑制することが可能になり、外径成長したタイヤのレールウェイ摩耗とショルダー摩耗とを同時に改善することができる。

Ｂ／Ａが０．８０より小さいと、中央のリブ３A1においてリブパンチが発生し易くなるため好ましくない。逆に１．００より大きいと、ショルダー摩耗を効果的に抑制することが難しくなる。好ましくは、０．８０〜０．９０がよい。

Ｃ／Ｂが０．９０未満であると、ショルダー部１Ｂに段差摩耗が発生し易くなるため、好ましくない。逆に１．１０を超えると、レールウェイ摩耗を効果的に抑制することができない。好ましくは、０．９０〜１．００がよい。

また、センター部１Ａの両側のリブ３A2の接地長を上記のように規定することにより、リブ３A2の外側エッジｄに沿って発生するレールウェイ摩耗を他の偏摩耗の問題を招くことなく効果的に抑制することができる。

本発明では、使用前の新品タイヤにおいて、外径成長した際に上述した構成を有するか否かを調べる場合、実際に車両に装着して外径成長させてもよいが、以下の方法により容易に調べることができる。

試験タイヤをリム組し、空気圧（７００ｋＰａ）を充填した状態で５０℃以上の環境下で２４時間以上放置する。これにより、試験タイヤの外径が最大成長量の７０％以上成長する。放置後、試験タイヤのフットプリントを採取する。

あるいは同様にリム組して空気圧を充填した試験タイヤを速度１０ｋｍ／ｈ以上、ＪＡＴＭＡ記載の最大負荷能力の５０％荷重以上の条件下で回転するドラム上を１０時間以上連続走行させる。このようにしても、試験タイヤの外径を最大成長量の７０％以上成長させることができる。

成長量は、主溝の溝底からタイヤ回転軸中心までの距離を新品時と成長時に測定し、その差をタイヤ外径の成長量とする。あるいは新品時のタイヤ外径Ｎと、成長時のタイヤ外径Ｎ’（成長時のタイヤ外周長／π＋摩耗量×２）から、（Ｎ’−Ｎ）／２の値をタイヤ外径の成長量とする。

本発明は、特に操舵輪に装着される重荷重用の空気入りタイヤに好ましく用いることができるが、それに限定されない。

タイヤサイズを２９５／７５Ｒ２２．５で共通にし、センター部の中央のリブの接地長Ａと、ショルダー部のリブの外側エッジの接地長Ｂ及び内側エッジの接地長Ｃの関係Ｂ／Ａ、Ｃ／Ｂを表１のようにした図１に示す構成の本発明タイヤ１〜４と比較タイヤ１〜３をそれぞれ作製した。

各試験タイヤにおいて、外径成長量は最大成長量の７０％〜８０％の範囲、センター部の両側のリブの外側エッジの接地長Ｄと内側エッジの接地長Ｅは、Ｄ＜Ｅ、Ｅ＜Ａ、Ｅ＞Ｂ、Ｄ＞Ｃの関係になっている。

これら各試験タイヤをリムサイズ８．２５×２２．５のリムに装着し、空気圧を７６０kPa にして、２５トンのトラックの前輪（操舵輪）に取付け、以下に示す試験条件により、ショルダー摩耗とレールウェイ摩耗の評価試験を行ったところ、表１に示す結果を得た。

ショルダー摩耗
一般車道を６万マイル（９６０００km）走行した後、センター部の中央のリブとショルダー部のリブの外側エッジの摩耗量を測定し、その摩耗量差から比較タイヤ１を１００とする指数値で評価した。この値が大きい程ショルダー摩耗の発生が少なく、耐ショルダー摩耗性に優れている。

レールウェイ摩耗
上記６万マイル（９６０００km）走行後、ショルダー部のリブの内側エッジの摩耗量を測定し、その結果を比較タイヤ１を１００とする指数値で評価した。この値が大きい程レールウェイ摩耗の発生が少なく、耐レールウェイ摩耗性に優れている。

表１から、本発明タイヤは、外径成長したタイヤにおけるレールウェイ摩耗とショルダー摩耗とを共に効果的に改善できることがわかる。

本発明の空気入りタイヤのトレッド面の一例を示す要部展開図である。 本発明の空気入りタイヤのトレッド面の接地形状の説明図である。 ２種類のタイヤにおいて、タイヤ外径の成長量の変化を示すグラフ図である。 ショルダー部におけるリブの接地長がセンター側より長い場合の接地形状の説明図である。 ショルダー部におけるリブの接地長がセンター側より短い場合の接地形状の説明図である。 ショルダー部におけるリブにおいて、内側エッジの接地長が外側エッジの接地長より長い場合の接地形状の説明図である。 センター部の両側のリブにおいて、外側エッジの接地長が内側エッジの接地長より長い場合の接地形状の説明図である。 ショルダー部のリブにおいて内側エッジの接地長が外側エッジの接地長より短く、またセンター部の両側のリブにおいて外側エッジの接地長が内側エッジの接地長より短い場合の接地形状の説明図である。

符号の説明

１ トレッド面
１Ａ センター部
１Ｂ ショルダー部
２，２Ａ，２Ｂ 主溝
３ リブ（陸部）
ＣＬ タイヤセンターライン
Ｔ タイヤ周方向
ｂ 外側エッジ
ｃ 内側エッジ
ｄ 外側エッジ
ｅ 内側エッジ

Claims (6)

1. トレッド面にタイヤ周方向に延在する４本の主溝を設け、最外側の主溝間のセンター部に３本の陸部を、該最外側の主溝よりタイヤ外側の両ショルダー部に各１本の陸部を区分形成し、タイヤ外径が最大成長量の７０％以上成長した空気入りタイヤにおいて、
   前記トレッド面接地時における前記センター部の中央の陸部の接地長Ａ、及び前記ショルダー部の陸部の外側エッジの接地長Ｂと内側エッジの接地長Ｃとの関係が下記の式を満足する空気入りタイヤ。
   ０．８０≦Ｂ／Ａ≦１．００
   ０．９０≦Ｃ／Ｂ≦１．１０
2. 前記センター部の両側の陸部において、外側エッジの接地長Ｄを内側エッジの接地長Ｅに対してＤ≦Ｅにした請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記センター部の両側の陸部の内側エッジの接地長Ｅを前記中央の陸部の接地長Ａに対してＥ≦Ａ、前記ショルダー部の陸部の外側エッジの接地長Ｂに対してＥ≧Ｂにした請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記センター部の両側の陸部の外側エッジの接地長Ｄを前記ショルダー部の陸部の内側エッジの接地長Ｃに対してＤ≧Ｃにした請求項２または３に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記陸部がリブである請求項１乃至４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記空気入りタイヤが重荷重用空気入りタイヤである請求項１乃至５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
   

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