JP2009173265A

JP2009173265A - タイヤ

Info

Publication number: JP2009173265A
Application number: JP2008318506A
Authority: JP
Inventors: Koichi Nakamura; 浩一中村; Masatoshi Koshio; 真寿小塩
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2007-12-25
Filing date: 2008-12-15
Publication date: 2009-08-06

Abstract

【課題】ショルダーリブ及びセカンドリブ双方の耐偏摩耗性を向上させ、タイヤ全体としての摩耗に対する長寿命化を図る。
【解決手段】トレッド部１４におけるタイヤ幅方向Ｔの両端１４ａからタイヤ径方向Ｋの内方に向けて延びるバットレス部１６に、タイヤ周方向Ｓに沿って延びる凹溝２４が形成されているとともに、ショルダーリブ２２のせん断剛性に対するセカンドリブ２１のせん断剛性の比率が０．８０以上０．９３以下とされている。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤに関するものである。

この種のタイヤとして、トレッド部の外周面に、タイヤ周方向に沿って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、これらの主溝によって、タイヤ幅方向の両端部に位置するショルダーリブ、およびこれらのショルダーリブに前記主溝を介してタイヤ幅方向の内側から隣接するセカンドリブが区画された構成が知られている。
このような構成のタイヤでは、接地時に、ショルダーリブにおけるタイヤ幅方向の外方端部の接地圧が局所的に高くなり、ショルダーリブにおけるタイヤ幅方向の外方端部が摩耗し易くなる、つまりショルダーリブが偏摩耗するおそれがあった。また一方で、セカンドリブにおいて、まずタイヤ幅方向の外方端縁にタイヤ周方向に沿って摩耗が生じ（リバーウェア）、その後この摩耗がタイヤ幅方向の内側に向けて拡がることによって（リブパンチウェア）、このセカンドリブが偏摩耗するおそれもあった。
このうち前者の問題、つまりショルダーリブにおけるタイヤ幅方向の外方端部の摩耗を抑制する手段として、例えば下記特許文献１に示されるように、トレッド部におけるタイヤ幅方向の両端からタイヤ径方向の内方に向けて延びるバットレス部に、タイヤ周方向に沿って延びる凹溝を形成することが考えられる。このような構成のタイヤでは、接地時に、ショルダーリブにおけるタイヤ幅方向の外方端部に作用する接地圧が低減され、これによりショルダーリブにおけるタイヤ幅方向の外方端部に作用するタイヤ幅方向の内方に向けたせん断力が低減され、ショルダーリブにおけるタイヤ幅方向の外方端部が摩耗し易くなるのを防ぐことができる。
特開平１１−１５１９０９号公報

しかしながら、前記従来のタイヤは、ショルダーリブの偏摩耗が抑制できたとしても、セカンドリブの偏摩耗を有効に抑制できるものではなく、タイヤ全体としての摩耗に対する長寿命化を図るのが困難という問題があった。

本発明は、このような事情を考慮してなされたもので、ショルダーリブ及びセカンドリブ双方の耐偏摩耗性を向上させ、タイヤ全体としての摩耗に対する長寿命化を図ることができる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、本発明のタイヤは、トレッド部の外周面に、タイヤ周方向に沿って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、これらの主溝によって、タイヤ幅方向の両端部に位置するショルダーリブ、およびこれらのショルダーリブに前記主溝を介してタイヤ幅方向の内側から隣接するセカンドリブが区画されたタイヤであって、前記トレッド部におけるタイヤ幅方向の両端からタイヤ径方向の内方に向けて延びるバットレス部には、タイヤ周方向に沿って延びる凹溝が形成されているとともに、前記ショルダーリブのせん断剛性に対する前記セカンドリブのせん断剛性の比率が０．８０以上０．９３以下とされていることを特徴とする。
この発明によれば、ショルダーリブのせん断剛性に対するセカンドリブのせん断剛性の比率が０．８０以上０．９３以下となっているので、ショルダーリブ及びセカンドリブ双方の耐偏摩耗性を向上させ、タイヤ全体としての摩耗に対する長寿命化を図ることができる。
すなわち、前記比率が０．８０よりも小さくなると、セカンドリブのせん断剛性が小さくなりすぎ、このセカンドリブの耐偏摩耗性を向上させることができず、また前記比率が０．９３よりも大きくなると、ショルダーリブのせん断剛性が小さくなりすぎ、このショルダーリブの耐偏摩耗性を向上させることができない。

ここで、前記セカンドリブには、そのタイヤ幅方向の両端からタイヤ幅方向の内側に向かうに従い漸次タイヤ周方向における一方側に向けて延在し、かつトレッド部の外周面をタイヤ径方向の外側から見た平面視形状がＶ字状とされた湯溝が形成されてもよい。
この場合、セカンドリブに前記平面視形状がＶ字状の湯溝が形成されているので、セカンドリブのせん断剛性が低下するのを抑えつつ、トレッド部に良好な排水性能を具備させることができる。
なお、前述のようにＶ字状をなす湯溝を構成する２つの直線部分のうち、タイヤ幅方向の外側に位置する外側直線部分のタイヤ幅方向に対する傾斜角度は、タイヤ幅方向の内側に位置する内側直線部分のタイヤ幅方向に対する傾斜角度よりも小さくなってもよい。
この場合、湯溝を形成したことによってセカンドリブにおけるタイヤ幅方向の外側部分のせん断剛性が低下するのを抑制することが可能になり、リブパンチウェアの発生を防ぐことができる。

また、前記凹溝におけるタイヤ幅方向の内方に向けた凹み量は、前記ショルダーリブのタイヤ幅方向における大きさの４％以上８％以下となってもよい。
この場合、凹溝の前記凹み量が、ショルダーリブのタイヤ幅方向における大きさの４％よりも小さくなると、ショルダーリブにおけるタイヤ幅方向の外方端部に作用する接地圧を低減することができなくなり、また、８％よりも大きくなると、接地時に、凹溝が車体重量によって潰されてそのタイヤ径方向の両端部が互いに当接し合うことにより前述の接地圧を低減できなくなるおそれがある。

さらに、前記凹溝の前記凹み量は、この凹溝のバットレス部における開口幅の１５％以上３０％以下となってもよい。
この場合、凹溝の前記凹み量が、この凹溝のバットレス部における開口幅の１５％よりも小さくなると、ショルダーリブにおけるタイヤ幅方向の外方端部に作用する接地圧を低減することができなくなり、また、３０％よりも大きくなると、接地時に、凹溝が車体重量によって潰されてそのタイヤ径方向の両端部が互いに当接し合うことにより前述の接地圧を低減できなくなるおそれがある。

この発明によれば、ショルダーリブ及びセカンドリブ双方の耐偏摩耗性を向上させ、タイヤ全体としての摩耗に対する長寿命化を図ることができる。

以下、本発明に係る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。この重荷重用空気入りタイヤ（タイヤ）１０は、図示されない左右一対のビード間でトロイド状に延びるカーカス１２のクラウン部１２ａにおけるタイヤ径方向Ｋの外側に、ベルト層１３とトレッド部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、トレッド部１４におけるタイヤ幅方向Ｈの両端１４ａからタイヤ径方向Ｋの内側に向けて延びるバットレス部１６と、内部にビードが埋設されたビード部と、バットレス部１６とビード部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、トレッド部１４の外周面には、タイヤ周方向Ｓに沿って連続して延びる主溝１９、２０がタイヤ幅方向Ｈに間隔をあけて複数（図示の例では４つ）形成されており、これらの主溝１９、２０により、トレッド部１４の外周面に複数のリブ２１、２２、２３が区画されている。
以下、これらのリブ２１〜２３のうち、トレッド部１４におけるタイヤ幅方向Ｈの両端部に位置するリブ２２をショルダーリブ２２といい、このショルダーリブ２２に主溝２０を介してタイヤ幅方向Ｈの内側から隣接するリブ２１をセカンドリブ２１という。
なお、ショルダーリブ２２におけるタイヤ幅方向Ｈの外方端は、トレッド部１４におけるタイヤ幅方向Ｈの両端１４ａと一致しており、バットレス部１６におけるタイヤ径方向Ｋの外方端に連なっている。

ここで、本実施形態では、バットレス部１６にタイヤ周方向Ｓに沿って延びる凹溝２４が形成されている。そして、複数の主溝１９、２０のうち最もタイヤ幅方向Ｈの外側に位置し、かつショルダーリブ２２におけるタイヤ幅方向Ｈの内側部分を区画する外側主溝２０の底面２０ａは、凹溝２４におけるタイヤ径方向Ｋの外方端２４ａよりもタイヤ径方向Ｋの内方に位置している。また、凹溝２４におけるタイヤ幅方向Ｈの内方に向けた凹み量Ａは、ショルダーリブ２２のタイヤ幅方向Ｈにおける大きさＷの４％以上８％以下となっている。さらに、凹溝２４の前記凹み量Ａは、この凹溝２４のバットレス部１６における開口幅Ｆの１５％以上３０％以下となっている。また、凹溝２４におけるタイヤ径方向Ｋの外方端２４ａとトレッド部１４のタイヤ幅方向Ｈにおける両端１４ａとのタイヤ径方向Ｋにおける距離Ｃは、外側主溝２０の底面２０ａからのショルダーリブ２２の突出高さＴの５０％以上１００％未満となっている。さらに、凹溝２４のバットレス部１６における開口幅Ｆは、ビード部の内周面と、トレッド部１４の外周面においてタイヤ赤道部上に位置する部分とのタイヤ径方向Ｋにおける距離（断面高さ）の４％以上７％以下となっている。なお、凹溝２４のタイヤ幅方向Ｈに沿った縦断面視形状は単一の円弧となっている。

そして、本実施形態では、ショルダーリブ２２のせん断剛性に対するセカンドリブ２１のせん断剛性の比率が０．８０以上０．９３以下となっている。
せん断剛性は下記式から算出される。
Ｗ×Ｌ³／Ｔ³／（１＋３．９×Ｌ²／Ｔ²）×Ｅ
ただし、Ｗは、リブのタイヤ幅方向Ｈにおける大きさ（幅）、Ｌは、リブのタイヤ周方向Ｓにおける大きさ（接地長さ）、Ｔは、外側主溝２０の底面２０ａからのリブのタイヤ径方向Ｋの外側に向けた突出高さ（高さ）、Ｅは、トレッド部１４を形成するゴム材料のヤング率をそれぞれ表している。なお、前記リブの接地長さは、このタイヤ１０を正規条件下で平坦路面に静的に置いたときに接地面内に位置するリブのタイヤ周方向Ｓにおける全長をいう。

ここで、前記正規条件とは、荷重および内圧をそれぞれ、下記規格に記載されている適用サイズにおける単輪の最大荷重（最大負荷能力）、およびこれに対応する空気圧とし、リムを、下記規格に記載されている適用サイズにおける標準リム（または“ＡｐｐｒｏｖｅｄＲｉｍ”，“ＲｅｃｏｍｍｅｎｄｅｄＲｉｍ”）にすることを意味する。
また、前記平坦路面とは理想的な平滑路面を意味する。

また、前記規格は、タイヤが製造または使用される地域に有効な産業規格によって決められている。例えば、アメリカ合衆国では“ＴｈｅＴｉｒｅａｎｄＲｉｍＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎＩｎｃ．”の“ＹｅａｒＢｏｏｋ”であり、欧州では“ＴｈｅＥｕｒｏｐｅａｎＴｉｒｅａｎｄＲｉｍＴｅｃｈｎｉｃａｌＯｒｇａｎｉｚａｔｉｏｎ”の“ＳｔａｎｄａｒｄｓＭａｎｕａｌ”であり、日本では日本自動車タイヤ協会の“ＪＡＴＭＡＹｅａｒＢｏｏｋ”で規定されている。

さらに本実施形態では、セカンドリブ２１には、そのタイヤ幅方向Ｈの両端からタイヤ幅方向Ｈの内側に向かうに従い漸次タイヤ周方向Ｓにおける一方側に向けて延在し、かつトレッド部１４の外周面をタイヤ径方向Ｋの外側から見た平面視形状がＶ字状とされた湯溝１７が形成されている。この湯溝１７によって、セカンドリブ２１はタイヤ周方向Ｓに分割されている。また、湯溝１７は、タイヤ周方向Ｓに等間隔をあけて複数形成されている。
このように分割されたセカンドリブ２１全体のせん断剛性は、湯溝１７によってタイヤ周方向Ｓで分割された部分ごとのせん断剛性をそれぞれ前述の式から算出し、これらの各算出値の逆数同士を足し合わせて得られた数値の逆数から求められる。

また、前述のようにＶ字状をなす湯溝１７を構成する２つの直線部分１７ａ、１７ｂのうち、タイヤ幅方向Ｈの外側に位置する外側直線部分１７ｂのタイヤ幅方向Ｈに対する傾斜角度θは、タイヤ幅方向Ｈの内側に位置する内側直線部分１７ａのタイヤ幅方向Ｈに対する傾斜角度よりも小さく、例えば１５°以下となっている。さらに、内側直線部分１７ａの方が外側直線部分１７ｂよりも長くなっている。また、湯溝１７が形成されたタイヤ周方向Ｓの位置は、タイヤ幅方向Ｈの両側に位置するセカンドリブ２１ごとで互いに異なっている。さらに、前記２つの直線部分１７ａ、１７ｂが、セカンドリブ２１におけるタイヤ幅方向Ｈの両端からタイヤ幅方向Ｈの内側に向かう（互いに近づく）タイヤ周方向Ｓは、タイヤ幅方向Ｈの両側に位置するセカンドリブ２１ごとで互いに反対向きとなっている。

以上説明したように、本実施形態による重荷重用空気入りタイヤ１０によれば、ショルダーリブ２２のせん断剛性に対するセカンドリブ２１のせん断剛性の比率が０．８０以上０．９３以下となっているので、ショルダーリブ２２及びセカンドリブ２１双方の耐偏摩耗性を向上させ、タイヤ全体としての摩耗に対する長寿命化を図ることができる。特に本実施形態では、タイヤとしてショルダーリブ及びセカンドリブの偏摩耗が問題となりやすい重荷重用空気入りタイヤ１０を採用しており、前述の長寿命化が効果的に期待できる。

さらに、セカンドリブ２１に前記平面視形状がＶ字状の湯溝１７が形成されているので、セカンドリブ２１のせん断剛性が低下するのを抑えつつ、トレッド部１４に良好な排水性能を具備させることができる。
また本実施形態では、Ｖ字状をなす湯溝１７を構成する２つの直線部分１７ａ、１７ｂのうち、タイヤ幅方向Ｈの外側に位置する外側直線部分１７ｂのタイヤ幅方向Ｈに対する傾斜角度θが、タイヤ幅方向Ｈの内側に位置する内側直線部分１７ａのタイヤ幅方向Ｈに対する傾斜角度よりも小さくなっているので、湯溝１７を形成したことによってセカンドリブ２１におけるタイヤ幅方向Ｈの外側部分のせん断剛性が低下するのを抑制することが可能になり、リブパンチウェアの発生を防ぐことができる。
さらに本実施形態では、外側直線部分１７ｂの方が内側直線部分１７ａよりも長さが短くなっているので、セカンドリブ２１におけるタイヤ幅方向Ｈの外側部分のせん断剛性が低下するのを確実に抑制することができる。

また、凹溝２４の凹み量Ａが、ショルダーリブ２２のタイヤ幅方向Ｈにおける大きさＷの４％以上８％以下とされ、さらに、この凹み量Ａが、凹溝２４の開口幅Ｆの１５％以上３０％以下となっているので、この凹溝２４によって、ショルダーリブ２２におけるタイヤ幅方向Ｈの外方端部に作用する接地圧を良好かつ確実に低減することができる。

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、凹溝２４として、前記縦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凹溝を画成してもよいし、または平面と曲面とを組み合わせて凹溝を画成してもよい。さらに、凹溝２４は、バットレス部１６に、タイヤ周方向Ｓの全周にわたって連続して延在させて形成してもよいし、あるいはタイヤ周方向Ｓの全周にわたって断続的に形成してもよい。
また、セカンドリブ２１に湯溝１７を形成しなくてもよいし、この湯溝の形状は前記実施形態に限らず適宜変更してもよい。

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から３及び比較例１から４の計７種類の重荷重用空気入りタイヤを採用した。
まず、これらの重荷重用空気入りタイヤの各構成の共通点について説明する。
トレッド部の外周面においてタイヤ赤道部を除いた位置にタイヤ幅方向に間隔をあけて４つの主溝を形成することにより、このトレッド部の外周面を、タイヤ赤道部上に位置するセンターリブと、タイヤ幅方向の両端部に位置するショルダーリブと、これらショルダーリブとセンターリブとの間に位置するセカンドリブと、に区画した。
また、トレッド部全体におけるタイヤ幅方向の大きさは２３４ｍｍとし、前記４つの主溝の各深さは１５．８ｍｍとした。そして、各重荷重用空気入りタイヤのサイズは全て２９５／８０Ｒ２２．５とし、８．２５×２２．５のリムを用い、内圧を８５０ｋＰａかけた。
また、セカンドリブに、図２で示したような、タイヤ幅方向の両端からタイヤ幅方向の内側に向かうに従い漸次タイヤ周方向における一方側に向けて延在し、かつトレッド部の外周面をタイヤ径方向の外側から見た平面視形状がＶ字状とされた湯溝（溝幅３ｍｍ、深さ４ｍｍ、タイヤ周方向で隣り合う湯溝同士の間隔３６．７ｍｍ）を形成した。
また、バットレス部にタイヤ周方向に沿って延びる凹溝を形成した。この凹溝は、ビード部の内周面からタイヤ径方向の外側に２４１ｍｍ離れた位置に形成し、また凹溝のバットレス部における開口幅は、前記断面高さの４．２％（１０ｍｍ）とし、さらに凹溝のタイヤ幅方向の内方に向けた凹み量は、凹溝の前記開口幅の３０％（３ｍｍ）とした。
さらに、前述のようにＶ字状をなす湯溝を構成する２つの直線部分のうち、タイヤ幅方向の外側に位置する外側直線部分のタイヤ幅方向に対する傾斜角度を１５°とした。

次に、前記７種類の重荷重用空気入りタイヤのセカンドリブ及びショルダーリブそれぞれにおける前述した幅Ｗ、接地長さＬ及び高さＴをそれぞれ、表１に示すように設定し、前記７種類の重荷重用空気入りタイヤそれぞれにおけるショルダーリブのせん断剛性に対するセカンドリブのせん断剛性の比率を、表１に示すように設定した。つまり、実施例１から３では、前記比率を０．８０以上０．９３以下とし、比較例１及び２では、前記比率を０．８０よりも小さくし、比較例３及び４では、前記比率を０．９３よりも大きくした。

そして、以上の各重荷重用空気入りタイヤを車両に装着して、テストコース上を５０，０００ｋｍ走行させた後に、セカンドリブおよびショルダーリブを観察し、セカンドリブ内で偏摩耗により段差が生じているか否か、および段差が生じていた場合にはその段差量を測定し、また、ショルダーリブにおけるタイヤ幅方向の外方端部に摩耗が生じているか否か、および摩耗が生じていた場合にはその幅を測定した。

この結果、表１に示されるように、セカンドリブの前記段差については、比較例１及び２では生じているのに対し、実施例１から３と比較例３及び４とでは生じていないことが確認された。
次に、ショルダーリブの前記摩耗については、実施例１から３及び比較例１から４で生じているものの、その幅の大きさは、実施例１から３が比較例３及び４よりも小さく抑えられており、比較例１、２及び実施例１から３が一般的な許容範囲内にあることが確認された。
以上より、実施例の重荷重用空気入りタイヤでは、ショルダーリブ及びセカンドリブ双方の耐偏摩耗性を向上させ、タイヤ全体としての摩耗に対する長寿命化を図ることができることが確認された。

ショルダーリブ及びセカンドリブ双方の耐偏摩耗性を向上させ、タイヤ全体としての摩耗に対する長寿命化を図ることができる。

本発明に係る一実施形態として示した重荷重用空気入りタイヤのタイヤ幅方向に沿う一部拡大縦断面図である。図１に示す重荷重用空気入りタイヤのトレッド部の平面図である。

符号の説明

１０重荷重用空気入りタイヤ（タイヤ）
１４トレッド部
１４ａ両端
１６バットレス部
１７湯溝
１９、２０主溝
２１セカンドリブ
２２ショルダーリブ
２４凹溝
Ａ凹溝におけるタイヤ幅方向の内方に向けた凹み量
Ｗショルダーリブのタイヤ幅方向における大きさ
Ｆ凹溝のバットレス部における開口幅
Ｈタイヤ幅方向
Ｋタイヤ径方向
Ｓタイヤ周方向

Claims

トレッド部の外周面に、タイヤ周方向に沿って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、これらの主溝によって、タイヤ幅方向の両端部に位置するショルダーリブ、およびこれらのショルダーリブに前記主溝を介してタイヤ幅方向の内側から隣接するセカンドリブが区画されたタイヤであって、
前記トレッド部におけるタイヤ幅方向の両端からタイヤ径方向の内方に向けて延びるバットレス部には、タイヤ周方向に沿って延びる凹溝が形成されているとともに、
前記ショルダーリブのせん断剛性に対する前記セカンドリブのせん断剛性の比率が０．８０以上０．９３以下とされていることを特徴とするタイヤ。
請求項１記載のタイヤであって、
前記セカンドリブには、そのタイヤ幅方向の両端からタイヤ幅方向の内側に向かうに従い漸次タイヤ周方向における一方側に向けて延在し、かつトレッド部の外周面をタイヤ径方向の外側から見た平面視形状がＶ字状とされた湯溝が形成されていることを特徴とするタイヤ。
請求項１または２に記載のタイヤであって、
前記凹溝におけるタイヤ幅方向の内方に向けた凹み量は、前記ショルダーリブのタイヤ幅方向における大きさの４％以上８％以下となっていることを特徴とするタイヤ。
請求項１から３のいずれか１項に記載のタイヤであって、
前記凹溝の前記凹み量は、この凹溝のバットレス部における開口幅の１５％以上３０％以下となっていることを特徴とするタイヤ。