JP2011042334A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】摩耗犠牲部がすぐに消失するものでないようにするとともに極めて小さなスペースで周辺の偏摩耗を抑制することのできる空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】リブ３の少なくとも１つ３ａに、偏摩耗犠牲溝４を設け、この偏摩耗犠牲溝４を、このリブ３ａを区切る周方向主溝１ａよりも浅くするとともに、摩耗のない新品状態では、タイヤを規定リムに取り付けて規定内圧を充填し規定荷重を付加した規定条件下で少なくとも一部が路面に接するよう構成する。
【選択図】図３

Description

本発明は、接地面に、周方向に延在する少なくとも２本の周方向主溝と、接地端、および、これらの周方向主溝によって区切られたリブとを具えた空気入りタイヤに関し、特に、偏摩耗を効果的に抑制することができるものに関する。

接地面に、周方向に延在する少なくとも２本の周方向主溝と、接地端、および、これらの周方向主溝によって区切られたリブとを具えた空気入りタイヤにおいて、リブの一方もしくは両方の側部が中央部に比べて摩耗の進行が速くなる偏摩耗が発生することがある。この対策としては、一般的に、偏摩耗核形成の抑制と、偏摩耗進展の抑制との両方の対策を実施する必要があるが、これらの両立は難しく、例えば、偏摩耗核形成の抑制のためには、接地形状の縦横比を表す矩形率を小さくするのが好ましいのに対して、偏摩耗進展の抑制に対しては、矩形率を大きくすることが好ましい。この場合、仮にそれらの対策を両立させる矩形率の最適点があったとしてもその最適点から少しでもずれた場合には前記対策のいずれかを満足することができなくなり、急激に耐偏摩耗性能が低下してしまうという問題があった。

一方、これとは別の対策として、偏摩耗する箇所とは異なる箇所を作為的に摩耗させて、偏摩耗箇所での摩耗を抑えるという方法も提案されている。その1つが、図１にタイヤのトレッド面の一部を断面図で示すように、ディフェンスグルーブ（ＤＦ、Defense Groove）と呼ばれる周方向溝９１をトレッド踏面９０の接地端９５の近くに設け、ディフェンスグルーブ９１より幅方向外側の陸部９２を作為的に摩耗させてディフェンスグルーブより幅方向内側のリブ９３の摩耗を抑制しようというものである（例えば、特許文献１参照。）。

また、図２にタイヤのトレッド面の一部を断面図で示すように、トレッド踏面８０に配置された周方向主溝８１に隣接する陸部部分８３の早期摩耗を抑制するために、周方向主溝８１内に周方向に延在する偏摩耗犠牲突起部（ＢＣＲ、Braking-Force Control Rib）と呼ばれる突起８２を配置して、接地した際、この突起８２も接地するよう構成したタイヤも、上記偏摩耗の対策として提案されている。この突起８２は、周囲の陸部部分８３に対比して径が小さいことに起因して、剪断応力が周囲より高くなり、この突起８２が犠牲になって摩耗エネルギーを消費し、これによってこの主溝８１に隣接する陸部部分８３の摩耗エネルギーを低減しその摩耗を抑制するようにするものである（例えば、特許文献２参照。）。

特開２００３−２００７１３号公報 特開２００８−１１４８２４号公報

しかしながら、これらの従来の摩耗犠牲部を作為的に形成して偏摩耗させる方策は、摩耗進展に伴いその効果が減じたり、摩耗犠牲部を設けたりするためのスペースがないため、摩耗犠牲部を小さくせざるを得ず従って早期に消失してしまう可能性もあった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり全体の摩耗が進行して、摩耗犠牲部がすぐに消失するものでないようにするとともに極めて小さなスペースで周辺の偏摩耗を抑制することのできる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

＜１＞は、接地面に、周方向に延在する少なくとも２本の周方向主溝と、接地端、および、これらの周方向主溝によって区切られたリブとを具えた空気入りタイヤにおいて、
前記リブの少なくとも１つに、偏摩耗犠牲溝を設け、この偏摩耗犠牲溝を、このリブを区切る周方向主溝よりも浅くするとともに、摩耗のない新品状態では、タイヤを規定リムに取り付けて規定内圧を充填し規定荷重を付加した規定条件下で少なくとも一部が路面に接するよう構成したことを特徴とする空気入りタイヤである。

＜２＞は、＜１＞において、前記偏摩耗犠牲溝に、その溝底から隆起する偏摩耗犠牲突起部を配設し、前記規定条件下でこの偏摩耗犠牲突起部が路面に接地するよう構成したことを特徴とする空気入りタイヤである。

＜３＞は、＜１＞又は＜２＞において、前記偏摩耗犠牲溝が配置されたリブを区切る周方向主溝の少なくとも１つに、その溝底から隆起する主溝偏摩耗犠牲突起部を配設し、この主溝偏摩耗犠牲突起部を、偏摩耗犠牲溝の溝底より、又は、偏摩耗犠牲溝が偏摩耗犠牲突起部を有する場合には偏摩耗犠牲突起部の頂部より低くすることを特徴とする空気入りタイヤである。

＜４＞は、＜１＞〜＜３＞のいずれかにおいて、前記偏摩耗犠牲溝を接地端に隣接するリブに設け、前記偏摩耗犠牲溝を、このリブの幅方向中央から左右両側にこの陸部幅の10％だけ離れた、タイヤ中心軸に直交する２つの面に挟まれた領域に溝中心を配置したことを特徴とする空気入りタイヤである。

＜５＞は、＜４＞において、前記偏摩耗犠牲溝と接地端との間にエッジ摩耗進展阻止用幅狭溝を設け、前記エッジ摩耗進展阻止用幅狭溝のタイヤ幅方向外側をエッジ摩耗犠牲用リブとしたことを特徴とする空気入りタイヤである。
である。

＜１＞によれば、前記リブの少なくとも１つに、偏摩耗犠牲溝を設け、この偏摩耗犠牲溝を、このリブを区切る周方向主溝よりも浅くするとともに、摩耗のない新品状態では、タイヤを規定リムに取り付けて規定内圧を充填し規定荷重を付加した規定条件下で少なくとも一部が路面に接するよう構成したので、溝底が深くなれば溝底は犠牲摩耗部として機能しなくなるが周囲が摩耗して溝が浅くなるとまた機能し始め、その点においてこれが早期に消滅することはなく、また、リブに凹み溝を設けるだけで済むので摩耗犠牲のための広いスペースも必要としない。

＜２＞によれば、前記偏摩耗犠牲溝に、その溝底から隆起する偏摩耗犠牲突起部を配設し、前記規定条件下でこの偏摩耗犠牲突起部が路面に接地するよう構成したので、摩耗ボリュームを大きくすることができ、偏摩耗の進行を遅らせることができる。

＜３＞によれば、前記偏摩耗犠牲溝が配置されたリブを区切る周方向主溝の少なくとも１つに、その溝底から隆起する主溝偏摩耗犠牲突起部を配設し、この主溝偏摩耗犠牲突起部を、偏摩耗犠牲溝の溝底より、又は、偏摩耗犠牲溝が偏摩耗犠牲突起部を有する場合には偏摩耗犠牲突起部の頂部より低くしたので、偏摩耗犠牲溝が優先的に摩耗することにより、主溝偏摩耗犠牲突起部の摩耗の進行を遅らせ、この主溝に隣接する陸部部分の偏摩耗の進行を、長い期間、遅らせることができる。

＜４＞によれば、前記偏摩耗犠牲溝を接地端に隣接するリブに設け、前記偏摩耗犠牲溝を、このリブの幅方向中央から左右両側にこの陸部幅の10％だけ離れた、タイヤ中心軸に直交する２つの面に挟まれた領域に溝中心を配置したので、特に、接地端に隣接するリブの幅方向両側で著しい偏摩耗の発生をともに効果的に抑制することができる。

＜５＞によれば、前記偏摩耗犠牲溝と接地端との間にエッジ摩耗進展阻止用幅狭溝を設け、前記エッジ摩耗進展阻止用幅狭溝のタイヤ幅方向外側をエッジ摩耗犠牲用リブとしたので、偏摩耗犠牲溝が優先的に摩耗することにより、エッジ摩耗犠牲用リブの摩耗の進行を遅らせることができる。

ディフェンスグルーブが設けられた従来の空気入りタイヤのトレッド面を示す断面図である。 ＢＣＲが設けられた従来の空気入りタイヤのトレッド面を示す断面図である。 本発明に係る実施形態の空気入りタイヤを非接地の状態で示す断面図である。 本発明に係る実施形態の空気入りタイヤを接地した状態で示す断面図である。 ショルダーリブの幅方向位置による接地時の周方向剪断力の分布を模式的に示すグラフである。 実施形態の変形例の空気入りタイヤを示す断面図である。 実施形態の他の変形例の空気入りタイヤを示す断面図である。 実施形態の上記以外の変形例の空気入りタイヤを示す断面図である。 実施形態の上記以外の変形例の空気入りタイヤを示す断面図である。 実施形態の上記以外の変形例の空気入りタイヤを示す断面図である。 偏摩耗量と摩耗率とを説明するための断面図である。 摩耗率と偏摩耗量との関係を示すグラフである。 比較例の空気入りタイヤを示す断面図である。

本発明に係る実施形態の空気入りタイヤについて図を参照して詳細に説明する。図３は、この実施形態のタイヤのトレッド面を示す幅方向断面図であり、空気入りタイヤ１０は、接地面３１に周方向に延在する少なくとも２本の周方向主溝１（図３では１本のみ図示）と、周方向主溝１同士によって、又は、図示のように接地端５と周方向主溝１ａとによって区切られたリブ３とを具える。

そして、本発明の空気入りタイヤ１０は、その特徴として、これらの複数のリブ３のうち少なくとも１つのリブ３に偏摩耗犠牲溝４を設け、この偏摩耗犠牲溝４を、摩耗しない新品の状態において、図４にトレッド面の幅方向断面図で示すように、タイヤ１０を規定リムに取り付けて規定内圧を充填し規定荷重を付加した規定条件下で少なくとも一部が路面に接するよう構成していて、図示の場合、接地端５とそれに隣接する周方向主溝１ａとで区切られたショルダーリブ３ａにこのような偏摩耗犠牲溝４が配設されている。

本明細書において、規定荷重、規定内圧および規定リムとは、次の説明に従うものとする。すなわち、規定荷重とは所定の産業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）のことであり、規定内圧とは同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）に対応する空気圧のことであり、また規定リムとは同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“Approved Rim”、“Recommended Rim”）のことである。かかる産業規格については、タイヤが生産もしくは使用される地域においてそれぞれ有効な規格が定められており、これらの規格は、例えば、アメリカ合衆国では“The Tire and Rim Association Inc. YEAR BOOK”（デザインガイドを含む）により、欧州では、“The European Tire and Rim Technical Organization Standard Manual”により、日本では二本タイヤ自動車タイヤ協会の“JATMA Year Book”によりそれぞれ規定されている。

本発明の作用について、その効果が特に大きい、ショルダーリブ３ａに偏摩耗犠牲溝４を設けた場合を例にとって説明する。ショルダーリブ３ａは、幅方向外側および内側のリブ端部６、７の両方に偏摩耗が発生しやすく、リブの幅方向中央部８では偏摩耗を生じにくい。その中央部分に作為的に偏摩耗の核を設け、この部分で摩耗エネルギーを消費させることでリブ端部での偏摩耗を抑制しまたは緩和することが本発明の基本的思想である。

ショルダーリブ３ａにおける代表的な偏摩耗要因は、ブレーキングフォースによる自励摩耗の進展であり、偏摩耗犠牲溝４とリブ端部６、７等の周囲との間に径差をもたせることで、図５に、ショルダーリブ３ａの幅方向位置による接地時の周方向剪断力の分布を模式的に示すように、もし、偏摩耗犠牲溝４がない場合には、周方向剪断力は、リブ幅全体にわたってほぼ均等なラインＡと表されるものとなるが、偏摩耗犠牲溝４を設けた場合には、ブレーキングフォースが偏摩耗犠牲溝４に集中しそのため偏摩耗犠牲溝４以外の部分のブレーキングフォースの負担が低下したことによって、ラインＢのようになり、周方向剪断力は偏摩耗犠牲溝４の部分で高まり他の部分では低減され、その結果、摩耗は、偏摩耗犠牲溝４で速く進展し、リブ端部６、７では遅くなる。

また、偏摩耗犠牲溝４は、その深さd1を周方向主溝１ａの深さd2の20%以下とするのが好ましく、このようにすれば、この溝４を設けることによってショルダーリブ３ａ摩耗ボリュームの減少に大きく加担することはない。

さらに、摩耗率が20%を超え、偏摩耗犠牲溝４の初期深さが摩滅してもその時点ではリブ中央部分に偏摩耗核が形成されているので、その後も、例えば摩耗率が50%程度に達するまで偏摩耗犠牲溝としても効果を持続することができる。

さらに、先に従来技術として説明したＤＦやＢＣＲを設ける構成とも組み合わせることができ、この場合、リブ端部におけるブレーキングフォースの負担が低減されることで、ＤＦやＢＣＲを設けたことによる効果を高め、または、延命に寄与することができる。

本発明の実施形態の変形例を以下に示す。図６、７は、図３の実施形態の偏摩耗犠牲溝を、タイヤ幅方向に非対称なもので構成した例を示す断面図であり、図６に示した偏摩耗犠牲溝４ａは、タイヤ幅方向中央側を緩やかにした壁面で構成し、全体として、溝底をタイヤ幅方向外側に向けており、逆に、図７に示した偏摩耗犠牲溝４ｂは、タイヤ幅方向外側を緩やかにした壁面で構成し、全体として、溝底をタイヤ幅方向中央側に向けている。

図８に示した変形例は、偏摩耗犠牲溝４が配置されたショルダーリブ３ａを区切る溝１ａに、その溝底１１から隆起する主溝偏摩耗犠牲突起部１２を配設し、この主溝偏摩耗犠牲突起部１２を、偏摩耗犠牲溝４の溝底よりａだけ低くしたものである。元来、ＢＣＲと呼ばれる従来の技術は、溝１ａに、その溝底１１から隆起する主溝偏摩耗犠牲突起部１２を配設して、主溝偏摩耗犠牲突起部１２を作為的に摩耗させることにより、この溝１ａに隣接する陸部の偏摩耗の進行を抑える狙いがあるが、従来、その摩耗の進行の速さゆえに、早期に消失してしまう可能性もあった。

このような従来技術との対比において、図８に示した変形例は、ショルダーリブ３ａに偏摩耗犠牲溝４を設けていて、この場合、偏摩耗犠牲溝４が優先的に摩耗することにより、主溝偏摩耗犠牲突起部１２の摩耗の進行を遅らせ、この主溝１ａに隣接する陸部部分の偏摩耗の進行を、長い期間、遅らせることができる。

図９に示した変形例は、図８における摩耗犠牲溝４の代わりに、溝底１５から隆起する偏摩耗犠牲突起部１６を有する摩耗犠牲溝１４を用いたものであり、前記規定条件下でこの偏摩耗犠牲突起部１６が路面に接地するよう構成されている。また、この例のように、摩耗犠牲溝１４に偏摩耗犠牲突起部１６を、かつ、主溝１ａに、主溝偏摩耗犠牲突起部１２を設けた場合には、偏摩耗犠牲突起部１６の頂面に対して、主溝偏摩耗犠牲突起部１２の頂面を低くし（ｂだけ）、摩耗犠牲溝１４の溝底１５を、主溝１ａの溝底１１より浅くする（ｃだけ）。この場合、摩耗犠牲溝１４の摩耗ボリュームを偏摩耗犠牲突起部１６の分だけ増やすことができ、その分、摩耗犠牲溝１４の、ショルダーリブ３ａの両端の偏摩耗の進行を遅らせる期間を長くすることができ、合わせて、主溝偏摩耗犠牲突起部１２の摩耗も遅らせることができる。

図１０は、図８における摩耗犠牲溝１４と接地端５との間に、デフェンスグルーブと呼ばれるエッジ摩耗進展阻止用幅狭溝１７を設け、エッジ摩耗進展阻止用幅狭溝１７のタイヤ幅方向外側をエッジ摩耗犠牲用リブ１８とした変形例であり、本来、摩耗犠牲溝１４がなくても、エッジ摩耗進展阻止用幅狭溝１７を設けることにより、エッジ摩耗犠牲用リブ１８を作為的に摩耗させ、ショルダーリブ３ａの偏摩耗の進行を遅らせるものであるが、偏摩耗犠牲溝１４を優先的に摩耗させることにより、エッジ摩耗犠牲用リブ１８の摩耗の進行を遅らせることができる。

図３に示したものを実施例１、図８に示したものを実施例２、図９に示したものを実施例３、図１０に示したものを実施例４とし、図１３に示した、主溝９４と接地端９５との間のショルダーリブ９３には、摩耗犠牲溝も何も設けられていない従来のタイヤ９０Ａを比較例として、これらのタイヤについて、これらのタイヤをバスの前輪に取り付けて、実車走行させ、摩耗の進行状態をチェックし、摩耗率が80％のときの偏摩耗量を比較した。用いたタイヤのサイズは、１２Ｒ２２.５であった。結果を図１２にグラフで示す。

摩耗率とは、図１１の断面図を参照すると、溝の摩耗量である寸法dの、主溝１ａの元の深さd2に対する比を言い、偏摩耗量とは、偏摩耗した部分２１、２２の断面積を言い、図１２のグラフにおいては、比較例の偏摩耗量を100とした指数で表した。数値が小さい方が偏摩耗量が小さく優れている。

１、１ａ 周方向主溝
３ リブ
３ａ ショルダーリブ
４ 偏摩耗犠牲溝
５ 接地端
６、７ リブ端部
１０ 空気入りタイヤ
１１ 周方向主溝の溝底
１２ 主溝偏摩耗犠牲突起部
１４ 偏摩耗犠牲溝
１５ 偏摩耗犠牲溝の溝底
１６ 偏摩耗犠牲溝の偏摩耗犠牲突起部
１７ エッジ摩耗進展阻止用幅狭溝
１８ エッジ摩耗犠牲用リブ
２１、２２ 偏摩耗部分
３１ 接地面

Claims (5)

1. 接地面に、周方向に延在する少なくとも２本の周方向主溝と、接地端、および、これらの周方向主溝によって区切られたリブとを具えた空気入りタイヤにおいて、
   前記リブの少なくとも１つに、偏摩耗犠牲溝を設け、前記偏摩耗犠牲溝の溝深さを、このリブを区切る周方向主溝よりも浅くするとともに、摩耗のない新品状態では、タイヤを規定リムに取り付けて規定内圧を充填し規定荷重を付加した規定条件下で少なくとも一部が路面に接するよう構成したことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記偏摩耗犠牲溝に、その溝底から隆起する偏摩耗犠牲突起部を配設し、前記規定条件下で前記偏摩耗犠牲突起部が路面に接地するよう構成したことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記偏摩耗犠牲溝が配置されたリブを区切る周方向主溝の少なくとも１つに、その溝底から隆起する主溝偏摩耗犠牲突起部を配設し、前記主溝偏摩耗犠牲突起部を、前記偏摩耗犠牲溝の溝底より、又は、偏摩耗犠牲溝が偏摩耗犠牲突起部を有する場合には偏摩耗犠牲突起部の頂部より低くすることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記偏摩耗犠牲溝を接地端に隣接するリブに設け、前記偏摩耗犠牲溝を、前記リブの幅方向中央から左右両側にこの陸部幅の10％だけ離れた、タイヤ中心軸に直交する２つの面に挟まれた領域に溝中心を配置したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記偏摩耗犠牲溝と接地端との間にエッジ摩耗進展阻止用幅狭溝を設け、前記エッジ摩耗進展阻止用幅狭溝のタイヤ幅方向外側をエッジ摩耗犠牲用リブとしたことを特徴とする請求項４に記載の空気入りタイヤ。

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