JP2012192807A - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ショルダー溝12のショルダー陸部18側の溝壁面12aをタイヤ赤道面側に傾斜角度θ1で傾斜する第1の傾斜部121とこの第1の傾斜部121に対して更に角度αだけ傾斜した第2の傾斜部122とから成る傾斜面とするとともに、第2の傾斜部122に、ショルダー溝12に開口し、タイヤ踏面側から見たときの延長方向がショルダー溝12の溝底12bと第2の傾斜部122との境界点を結んだ曲線Qに垂直である複数の溝壁サイプ20をタイヤ周方向に配列した。
【選択図】図1
Description
ショルダーリブの偏摩耗を抑制する方法としては、例えば、ショルダーリブのショルダー溝に面する壁面の傾斜をタイヤ周方向に所定の周期で変化させる方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
一方、ショルダー溝のクラックの発生を低減する方法としては、ショルダー溝の溝底Rを大きくしたり、ショルダーリブのショルダー溝に面する壁面にショルダーリブの踏面の垂線よりも溝中心側に傾斜する第1の傾斜部とこの第1の傾斜部の溝底側に設けられ第1の傾斜部よりも更に溝中心側に傾斜する第2の傾斜部とを設けるなどして、ショルダーリブの剛性を高くする方法が提案されている(例えば、特許文献2,3参照)。
また、ショルダーリブの壁面に第1及び第2の傾斜部を設ける方法では、第1の傾斜部の傾斜角θ1と第2の傾斜部の傾斜角θ2との差である傾斜変化角α=θ2−θ1、及び、ショルダー溝の深さDと第1の傾斜部と第2の傾斜部の境界の位置dとの関係によっては、縁石乗り上げ時の溝底歪みを効果的に低減できないだけでなく、第1の傾斜部と第2の傾斜部との境界に皺がよってしまい、この皺を起点にショルダー溝にクラックが生じる恐れがあった。
これにより、ショルダー部の摩耗の抑制とショルダー溝の溝底への歪み集中の抑制とを実現できるとともに、横力入力時における剪断力の増加を抑制できるので、リブテアの発生とショルダー部の偏摩耗とを確実に抑制することができる。
これにより、サイプテアの発生を抑制しつつ、横力入力時においてショルダーリブに作用する剪断力の増加を抑制することができるので、ショルダーリブの偏摩耗を更に抑制することができる。
これにより、ショルダー溝の溝壁におけるサイプの密度を適正化できるので、傾斜部の剛性を確保してサイプテアの発生を抑制することができるとともに、横力入力時における剪断変形を抑制してショルダー部の偏摩耗を抑制することができる。
これにより、ショルダー部の偏摩耗を抑制できるとともに、ショルダー溝の溝底における歪み集中を抑制できるので、ショルダーリブの早期摩耗と偏摩耗とを確実に低減することができる。
これにより、縁石乗り上げ時の溝底歪を緩和してショルダー溝のクラックの発生を抑制することができる。
これにより、ショルダーリブの剛性を確保しつつ偏摩耗を低減することができる。
図1(a)は、本実施の形態に係る空気入りタイヤ10のトレッドパターンの展開図で、図1(b)は図(a)のA−A断面図である。
なお、図1(a)では、トレッドパターンの幅方向中心を示すセンターラインCLの一方の側のトレッドパターンのみを示した。
各図において、11〜13はタイヤ10のトレッド部にタイヤ周方向に沿って形成された周方向溝で、11がタイヤの幅方向中心に位置するセンター主溝、12がタイヤ幅方向最外側に位置するショルダー溝、13がセンター主溝11とショルダー溝12との間に形成された第2の主溝である。
14はセンター主溝11と交差するように設けられたラグ溝で、このラグ溝14とセンター主溝11と第2の主溝13とにより複数の中央ブロック15から成る中央陸部列16が区画される。また、17は第2の主溝13とショルダー溝12とにより区画されたリブ状陸部、18はショルダー溝12のタイヤ幅方向最外側に位置するショルダー陸部、19は第2の主溝13に開口し当該リブ状陸部17内で終端するラグ溝、20はショルダー溝12のショルダー陸部側の溝壁面12aに設けられたサイプ、21,22は、それぞれ、リブ状陸部17と中央ブロック15とに設けられたサイプである。
ショルダー陸部18はタイヤ周方向に連続した陸部なので、以下、ショルダー陸部18をショルダーリブ18といい、このショルダーリブ18の溝壁面12aに設けられたサイプ20を溝壁サイプ20という。
以下、前記溝壁面12aのショルダーリブ18の踏面18t側を第1の傾斜部121、ショルダー溝12の溝底12b側を第2の傾斜部122という。また、傾斜角が変化する位置pを、第1の傾斜部121と第2の傾斜部122との境界といい、ショルダーリブ18の踏面18tから境界pまでの深さdを境界深さという。図1(a)に示すように、境界pを結んだ線Pはタイヤ周方向に平行な直線となる。
第1の傾斜部121の傾斜角θ1はタイヤ周方向において一定である。本例では、傾斜角θ1は0°≦θ1≦10°の範囲にある。
第2の傾斜部122は、第1の傾斜部121に対して更に角度αだけタイヤ赤道面側に傾斜している。この角度αを以下傾斜変化角という。第2の傾斜部122の傾斜角θ2はθ2=θ1+αである。
図2(a)の一点鎖線Lmと曲線Qとの交点である、曲線Qが直線Pに最も近い位置mが傾斜変化角αの最小値αminの位置で、一点鎖線LMと曲線Qとの交点である、曲線Qが直線Pから最も離れた位置Mが傾斜変化角αの最大値αmaxの位置である。
図2(b)は、傾斜変化角αが最小値αminの位置から傾斜変化角αの最大値αmaxの位置を見たときの断面図で、同図の符号20が溝壁サイプである。
図2(a)に示すように、溝壁サイプ20の一端はショルダー溝12に開口し他端は前記第2の傾斜部122内で終端する。溝壁サイプ20は、タイヤ踏面側から見たときの延長方向が前記曲線Qに垂直になるように、タイヤ周方向に沿って複数配列されている。
このように、溝壁サイプ20と曲線Qとが垂直であるように、溝壁サイプ20を形成することが肝要である。すなわち、溝壁サイプ20と曲線Qとが垂直でない場合には、溝壁サイプ20を起点に亀裂が発生する、いわゆるサイプテアが発生する恐れがある。したがって、本例のように、傾斜変化角αの変化に応じて溝壁サイプ20の傾き角も変化させ、溝壁サイプ20と曲線Qとが垂直になるように溝壁サイプ20を形成すれば、必要な剛性を確保して横力入力時における剪断力抑制効果を得ることができるとともに、サイプテアの発生を抑制することができる。
また、溝壁サイプ20の溝壁面12aに沿った長さ(以下、長さという)をw、サイプ間隔をlとすると、lとwとは、1.5<(l/w)<4を満たしていることが好ましい。
なお、溝壁サイプ20が不均等に配置されている場合には、図2(a)に示すように、k番目の溝壁サイプ20(k)の長さをwk、溝壁サイプ20(k)と隣接する溝壁サイプ20(k−1)及び溝壁サイプ20(k+1)とのサイプ間隔をそれぞれlk,k-1,lk,k+1とすると、wk,lk,k-1,lk,k+1は、1.5<(lk,k-1 /wk)<4、かつ、1.5<(lk,k+1 /wk)<4を満たしていることが好ましい。
(l/w)が1.5以下、すなわち、溝壁サイプ20の密度が高すぎるか、もしくは、溝壁サイプ20の長さが長かったりするなどして、溝壁面12aに設けられた溝壁サイプ20の総体積が大きくなると、第2の傾斜部122の剛性が十分ではなくなり、その結果、大きな横力が入力した場合にサイプテアが発生する恐れがある。一方、(l/w)が4以上、すなわち、溝壁サイプ20の密度が低すぎるか、もしくは、溝壁サイプ20の長さが短かったりするなどして、第2の傾斜部122に設けられた溝壁サイプ20の総体積が小さくなると、第2の傾斜部122の剛性が高すぎて横力入力時における剪断力抑制効果が十分でなく、その結果、ショルダー部の偏摩耗抑制効果が不十分になる恐れがあるので、lとwとを、1.5<(l/w)<4を満たすように設定することが好ましい。
本例では、第1の傾斜部121の傾斜角θ1を一定とし、第2の傾斜部122の傾斜角θ2を変化させることで、摩耗の初期から中期にかけては、ショルダーリブ18の偏摩耗を抑制し、摩耗の中期以降は、傾斜角θ2がタイヤ周方向に変化している第2の傾斜部122をタイヤ踏面側に露出させることで、ショルダー溝12の溝底12bにおける歪み集中を抑制するようにしている。
この制限は、ショルダー溝12の溝深さである、ショルダーリブ18の踏面18tから測ったショルダー溝12の溝深さDと、踏面18tから第1の傾斜部121と第2の傾斜部122との境界pまでの距離である境界深さdによって異なる。
(D−d)・(tanαmax−tanαmin)≧2.5 ……(1)
以下、(tanαmax−tanαmin)=Δとする。
(D−d)Δが2.5未満の場合には、縁石乗り上げ時の溝底歪み緩和が十分でないので、ショルダー溝12にクラックが生じ易くなる。
なお、(tanαmax−tanαmin)に(D−d)を乗算しているのは、溝深さDと境界深さdとの差が大きいほど、第2の傾斜部122の体積が大きくなるので、その分傾斜変化角αの変化量を大きくすることで、ショルダー溝12の溝底12bにおける歪み集中を抑制するためである。
0.1<(d/D)≦0.6 ……(2)
すなわち、(d/D)が0.1以下では、摩耗初期で第1の傾斜部121と第2の傾斜部122との境界が露出し、ショルダーリブ18の踏面に溝振り形状が表出するため、偏摩耗しやすいからで、(d/D)が0.6を超えると、第2の傾斜部122の体積が小さくなるため、ショルダー溝12の溝底12bにおける歪み集中を十分に抑制できないからである。
このとき、溝壁サイプ20を、溝壁面に沿った長さwとタイヤ周方向の間隔lとが1.5<(l/w)<4を満たすように形成すれば、サイプテアの発生を抑制しつつ、ショルダー部の偏摩耗を抑制することができる。
また、上記角度(傾斜変化角)αを0°≦α<25°とするとともに、ショルダー溝12の溝深さをD、境界深さをdとしたときに、傾斜変化角αの最大値αmaxと最小値αminとが、(D−d)(tanαmax−tanαmin)≧2.5を満たすように、第1及び第2の傾斜部121,122の傾斜角θ1,θ2を設定すれば、ショルダーリブ18の偏摩耗特性を改善することができるとともに、ショルダー溝12のクラック発生を効果的に低減することができる。
また、境界深さdを、0.1<(d/D)≦0.6の範囲としたので、ショルダーリブ18の偏摩耗の抑制効果とショルダー溝12におけるクラック発生の低減効果が更に向上した。
本発明1のタイヤ;(l/w)=2.9、(d/D)=0.4、(D−d)Δ=3.1
本発明2のタイヤ;(l/w)=2.9、(d/D)=0.4、(D−d)Δ=2.7
タイヤサイズは、北米でのメインサイズである295/75R22.5のsteelタイヤで、使用リムは8.25x22.55(標準リムサイズ)、タイヤ内圧及び荷重は、TRAの正規内圧、正規荷重とした。
偏摩耗特性は、3ユーザーにて車両を各16台ずつ、試験タイヤ各32本ずつ、3ユーザーで計96本ずつのタイヤを準備し、ショルダー・イン部における偏摩耗初期核の発生の有無、その後の偏摩耗進展について市場評価を行った。なお、市場評価において、スペック間以外での誤差因子による影響を極力避けるため、同一ユーザー内での試験車両下において、車両アライメント、走行ルート、内圧管理状態等を一定に管理した。また、各タイヤの評価時の走行距離の目安として、以下の走行距離を設定、評価を実施した。
第1回調査; 3万マイル
第2回調査; 8万マイル
第3回調査;13万マイル
第4回調査;18万マイル
リブテア試験は、リブテアの発生を容易にするため、タイヤ試験前に事前にタイヤに劣化試験を施す。すなわち、恒温庫と呼ばれる室温が80℃に保持されている試験室において7日間タイヤを放置してタイヤを十分に劣化させる。その後、試験車両に劣化試験を施したタイヤをセットし、通常走行もしくは円旋回走行によりショルダー部のベルト端温度を65℃まで昇温した後、タイヤを15cm縁石に乗り上げ角15°で乗り上げ、故障までの乗り上げ回数にてタイヤの優劣を判定した。
また、サイプテアの発生レベルは、18万マイル走行後におけるサイプテアの発生の有無により評価した。
なお、本試験においては、使用ゴム種はスペック間で不変とした。
リブテアの発生回数は故障までの乗り上げ回数であるので、回数が多い程リブテア特性が優れている。
偏摩耗vol.は、単位体積当たりの偏摩耗比であるので、値が小さい方が優れている。
図3の表から明らかなように、本発明によるタイヤは、いずれも、サイプテアの発生もなく、かつ、リブテア特性に優れているだけでなく、偏摩耗特性にも優れていることが確認された。
これに対して、(D−d)Δが2.5未満のタイヤ(比較例1)では、リブテア特性も偏摩耗特性も従来例よりは若干向上しているものの、本発明によるタイヤ程の特性向上は見られなかった。
また、(d/D)が0.1以下のタイヤ(比較例2)では、リブテア特性は向上しているものの、偏摩耗特性が従来例よりも低く、(l/w)が1.5以下で(d/D)が0.6を超えたタイヤ(比較例3)では、初期においては偏摩耗が少ないが、リブテア特性も偏摩耗特性も従来例とほとんど変わらなかった。
また、(l/w)が4.0を超えたタイヤ(比較例4)では、サイプテアもなくリブテア特性も向上している。しかしながら、中期以降おいては偏摩耗抑制効果が不十分であることが確認された。
14 ラグ溝、15 中央ブロック、16 中央陸部列、17 リブ状陸部、
18 ショルダー陸部(ショルダーリブ)、18t 踏面、19 ラグ溝、
20 溝壁サイプ、21 リブ状陸部のサイプ、22 中央ブロックのサイプ。
Claims (6)
- タイヤのトレッドの表面にタイヤの周方向に沿って延長する複数本の周方向溝と、前記周方向溝のうちのタイヤ幅方向最外側に位置するショルダー溝により区画されるショルダー陸部とを備えた空気入りタイヤにおいて、
前記ショルダー溝の前記ショルダー陸部側の溝壁面は、
ショルダー陸部の踏面に垂直な方向に対してタイヤ赤道面側に傾斜する第1の傾斜部と、前記第1の傾斜部から当該第1の傾斜部の傾斜角度よりもより大きな傾斜角度でタイヤ赤道面側に傾斜して前記ショルダー溝の溝底に達する第2の傾斜部とを有し、
前記第1の傾斜部の傾斜角度はタイヤ周方向で一定であり、
前記第1の傾斜部と前記第2の傾斜部との成す角度αがタイヤ周方向に沿って変化しており、
前記第2の傾斜部には、タイヤ周方向に配列された、前記ショルダー溝に開口する複数のサイプが形成されていることを特徴とする空気入りタイヤ。 - タイヤ踏面側から見たときの前記サイプの延長方向が、前記ショルダー溝の溝底と前記第2の傾斜部との境界点を結んだ直線もしくは曲線に垂直であることを特徴とする請求項1に記載の空気入りタイヤ。
- 前記サイプの前記溝壁面に沿った長さをwとし、前記サイプの開口部と当該サイプと隣接するサイプの開口部とのタイヤ周方向に沿った間隔をlとしたとき、前記lと前記wとは、1.5<(l/w)<4を満たすことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の空気入りタイヤ。
- 前記第1の傾斜部の傾斜角度をθ1としたときに、
前記θ1が0°≦θ1≦10°の範囲にあり、前記角度αが、0°≦α<25°の範囲にあることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の空気入りタイヤ。 - タイヤ踏面から前記ショルダー溝の溝底までの深さをD、
タイヤ踏面から前記第1の傾斜部と前記第2の傾斜部との境界の位置までの深さをd、
前記角度αの最大値をαmax、前記角度αの最小値をαminとしたときに、
前記最大値αmaxと最小値αminは、
(D−d)(tanαmax−tanαmin)≧2.5を満たすことを特徴とする請求項1〜請求項4に記載の空気入りタイヤ。 - 前記dは、0.1<(d/D)≦0.6を満たすことを特徴とする請求項5に記載の空気入りタイヤ。
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