JP2015024757A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ウェット性能を維持しつつ、耐石噛み性を向上させた空気入りラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】環状に形成されたトレッド部に、タイヤ周方向に連続して延びる少なくとも３本の主溝１と、主溝１からタイヤ周方向に傾斜して延びる複数本のラグ溝２と、を有する空気入りラジアルタイヤである。センター主溝１ｂの幅Ｗｃと、ショルダー主溝１ａの幅Ｗｓとが、下記式（１）、
Ｗｃ＜Ｗｓ （１）
で表される関係を満足し、かつ、センター陸部３ｂが、センター主溝１ｂからタイヤ周方向に対して傾斜して延びる複数本のラグ溝２ａを有し、ラグ溝２ａが、センター主溝１ｂから離れるにつれてタイヤ周方向とのなす角度が小さくなり、かつ、ラグ溝２ａの深さが、センター主溝１ｂから離れるにつれて浅くなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りラジアルタイヤ（以下、単に「タイヤ」とも称する）に関し、詳しくは、ウェット性能を維持しつつ、耐石噛み性を向上させた空気入りラジアルタイヤに関する。

一般に、空気入りラジアルタイヤのトレッド部には、車両が湿潤路面を走行する際における排水性等のいわゆるウェット性能を高める目的で、トレッドパターンが形成されている。ウェット性能を向上させる手法としては、タイヤのトレッド部にタイヤ周方向に延びる複数本の主溝と、この主溝により区画された陸部にタイヤ幅方向に延びる複数本のラグ溝やサイプ等を設けることが一般的に行われている。ここで主溝とは、トレッド部にある幅広い溝をいい、その内部にトレッドの摩耗の度合いが目視により判別できる突起物であるトレッドウェアインジケーターを有するものをいう。

このようなタイヤ周方向の主溝やタイヤ幅方向のラグ溝、サイプ等を有するタイヤにおいては、これらの溝やサイプに石が挟まること（石噛み）がある。石噛みが生じると、石の食い込み摩耗の進展とともに、石により溝底に亀裂が入る、いわゆるストーンドリリングが発生することがある。ストーンドリリングにより主溝の溝底がカットされると、ベルト層が破損し、トレッド部とベルト層のセパレーションに至る場合がある。そのため、従来は、溝底にストーンリジェクターと呼ばれる突起部を設けて、溝への石の噛み込みの防止を図っていた（例えば、特許文献１）。

特開平３−６７７０６号公報

従来、リブパターンを基調とするライトトラック用タイヤ等においては、トレッド部の溝や、タイヤ周方向に延びるサイプ、タイヤ幅方向に延びるサイプ等を活用して、ウェット性能や耐石噛み性等の改善を図ってきたが、これらの性能を同時に改善することは困難であった。例えば、タイヤ周方向に延びる主溝の耐石噛み性の改善を狙って、主溝にストーンリジェクターを設けると、排水性が悪化してしまうといった問題が生じてしまう。このように、従来のタイヤにおいては、耐石噛み性とウェット性能とを両立させることは困難であり、さらなる検討の余地が残されていた。

そこで本発明の目的は、ウェット性能を維持しつつ、耐石噛み性を向上させた空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

本発明者は、上記課題を解消するために鋭意検討した結果、タイヤ周方向に延びる主溝およびタイヤ周方向に傾斜して延びるラグ溝が所定の関係を満足することにより、上記課題を解消することができることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の空気入りラジアルタイヤは、環状に形成されたトレッド部の接地領域に、タイヤ周方向に連続して延びる少なくとも３本の主溝により区画された陸部を有する空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記少なくとも３本の主溝のうち、タイヤ幅方向両外側の主溝をショルダー主溝、該ショルダー主溝よりもタイヤ幅方向内側にある主溝をセンター主溝とし、前記ショルダー主溝よりもタイヤ幅方向外側に形成された陸部をショルダー陸部、該ショルダー陸部よりもタイヤ幅方向内側に形成された陸部をセンター陸部としたとき、前記センター主溝の幅Ｗｃと、前記ショルダー主溝の幅Ｗｓとが、下記式（１）、
Ｗｃ＜Ｗｓ （１）
で表される関係を満足し、
前記センター陸部が、前記センター主溝からタイヤ周方向に対して傾斜して延びる複数本のラグ溝を有し、該ラグ溝が、前記センター主溝から離れるにつれてタイヤ周方向とのなす角度が小さくなり、かつ、前記ラグ溝の深さが、前記センター主溝から離れるにつれて浅くなることを特徴とするものである。

ここで接地領域とは、タイヤをＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ（２００８年度版、日本自動車タイヤ協会規格）に規定されている標準リムに装着し、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫでの適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力（内圧−負荷能力対応表の太字荷重）に対応する空気圧（最大空気圧）の１００％の内圧を充填し、最大負荷能力の８０％を負荷したときのタイヤの接触面をいう。

本発明のタイヤにおいては、前記ラグ溝の前記センター陸部のタイヤ幅方向略中央の位置からタイヤ周方向に延びる周方向サイプと、該周方向サイプと連通してタイヤ周方向に対して傾斜して延びる傾斜サイプと、を有していることが好ましい。また、本発明のタイヤは、前記ラグ溝は前記センター陸部のタイヤ幅方向略中央で終端していることが好ましい。さらに、本発明のタイヤにおいては、前記主溝は周方向に幅を有する直線部を有することが好ましい。

本発明によれば、ウェット性能を維持しつつ、耐石噛み性を向上させた空気入りラジアルタイヤを提供することができる。

本発明の一好適な実施の形態に係る空気入りラジアルタイヤのトレッド部の展開平面図である。 本発明の一好適な実施の形態の空気入りラジアルタイヤのタイヤ幅方向断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の一好適な実施の形態に係る空気入りラジアルタイヤのトレッド部の展開平面図である。図示するタイヤは、環状に形成されたトレッド部１０の接地領域Ｗに、タイヤ周方向に連続して延びる少なくとも３本（図示例においては３本）の主溝１と、タイヤ周方向に対して傾斜して延びるラグ溝２（後述）と、を有する。図示例においては、主溝１は、周方向に延びるジグザグ形状であるが、本発明のタイヤにおいては、波型形状であってもよいし、直線形状であってもよい。

本発明のタイヤにおいては、少なくとも３本の主溝１のうち、タイヤ幅方向両外側の主溝１をショルダー主溝１ａ、ショルダー主溝１ａよりもタイヤ幅方向内側にある主溝１をセンター主溝１ｂとし、ショルダー主溝１ａよりもタイヤ幅方向外側に形成された陸部をショルダー陸部３ａ、ショルダー陸部３ａよりもタイヤ幅方向内側に形成された陸部をセンター陸部３ｂとしたとき、センター主溝１ｂの幅Ｗｃと、ショルダー主溝１ａの幅Ｗｓとが、下記式（１）、
Ｗｃ＜Ｗｓ （１）
で表される関係を満足する。

トレッド部１０に設けられた溝における石噛みについては、タイヤ周方向に対して傾斜して延びるラグ溝２は、タイヤ転動時の踏み込みと蹴り出しの変形に伴い、溝が開閉するため、石が挟まっても排出されやすく、大きな問題になることない。しかしながら、周方向に延びる主溝１ａ、１ｂは、タイヤ転動時に溝が開閉することはないため、溝に挟まった石は排出されにくい。また、センター主溝１ｂは、ショルダー主溝１ａと比較して、タイヤ転動時にトレッド部の変形が少なく、噛み込んだ石を排出しにくい。そこで、本発明のタイヤにおいては、センター主溝１ｂをショルダー主溝１ａと比較して細く設計することで、石が挟まりにくくしている。好適にはＷｃはＷｓの０．７５〜０．９倍である。なお、主溝１ａ、１ｂの深さについては、タイヤの用途に合わせて適宜設計すればよく、例えば、７．５〜１１ｍｍとすることができる。

また、本発明のタイヤにおいては、センター陸部３ｂにラグ溝２ａが形成されている。一般に、ライトトラックにおいては、トレッド部１０のセンター陸部３ｂには周方向せん断力が進行方向（ドライビング方向）に働き、センター陸部３ｂが摩耗（センター摩耗）することになるが、センター陸部３ｂにラグ溝２ａを設けることで、センター陸部のゴムの変形により、周方向せん断力を進行方向と逆の方向（ブレーキング方向）にし、センター摩耗を防止している。

一方、ライトトラックにおいては、トレッド部１０のショルダー主溝１ａ付近では接地圧が抜ける傾向にあるため、ブレーキング方向の力が働き、ショルダー主溝１ａの開口端部が優先的に摩耗する、いわゆるリバーウェアが生じやすくなる。そこで、本発明のタイヤにおいては、ラグ溝２ａをセンター陸部３ｂのタイヤ幅方向略中央で終端させることで、センター陸部３ｂの剛性を必要以上に低下させず、センター摩耗とリバーウェアとを同時に抑制している。これにより摩耗外観が向上する。本発明のタイヤにおいては、ラグ溝２ａの幅は、タイヤの用途に合わせて適宜設計すればよく、例えば、３ｍｍ〜６ｍｍとすることができる。ここで、センター陸部３ｂのタイヤ幅方向略中央とは、センター陸部３ｂの幅方向中央を中心とした、センター陸部３ｂのタイヤ幅方向全幅の２０％の領域をいう。

なお、トレッド部１０のセンター陸部３ｂにラグ溝２ａを設けると、センター陸部３ｂの剛性が低下するため、溝に挟まった石が排出されやすくなり、耐石噛み性が向上するという効果も得ることができる。また、同時に、ラグ溝２ａによりエッジ効果が生じて、トラクション性能も向上する。

さらに、本発明のタイヤは、センター陸部３ｂに形成されたラグ溝２ａは、連通するセンター主溝１ｂから離れるにつれてタイヤ周方向とのなす角が小さくなるように傾斜する構造を有している。ラグ溝２ａのセンター主溝１ｂ近傍はタイヤ幅方向に近い方向に向いているため、ラグ溝２ａのセンター主溝１ｂ近傍に挟まった石はタイヤの転動により比較的容易に排出される。しかしながら、ラグ溝２ａの先端近傍においては、ラグ溝２ａはタイヤ周方向に近い方向を向いているため、挟まれた石は排出されにくい。そこで、本発明のタイヤにおいては、センター陸部３ａに形成されたラグ溝２ａの深さを、センター主溝１ｂから離れるにつれて浅くなるように設計し、ラグ３ａ溝の先端部に石が挟まっても容易に排出される構造としている。かかる効果を良好に得るためにはラグ溝２ａの深さは、センター主溝２ｂと交わる点において６〜１１ｍｍであり、ラグ溝２ａの先端で１．５〜３ｍｍ程度とすればよい。

本発明のタイヤにおいては、ラグ溝２ａにおけるセンター陸部３ｂのタイヤ幅方向略中央の位置から、タイヤ周方向に延びる周方向サイプ４ａと、この周方向サイプ４に連通してタイヤ周方向に対して傾斜して延びる傾斜サイプ４ｂと、を有していることが好ましい。これにより、センター陸部３ｂの剛性を下げてエッジ成分を増加させることができ、柔軟性が向上するため操縦安定性を向上させることができる。また、主溝１ａとラグ溝２ａと周方向サイプ４ａおよび傾斜サイプ４ｂが連通することで、湿潤路面走行時における排水性をさらに向上させることができる。なお、上述の通り、センター陸部３ｂの略中央とは、センター陸部３ｂの幅方向中央を中心とした、センター陸部３ｂの幅方向全幅の２０％の領域をいう。

また、タイヤにおいては湿潤路面におけるウェット性能を考えると、排水性も考慮に入れなければならない。そこで、本発明のタイヤにおいては、湿潤路面走行時における排水性を十分に確保するために、センター主溝１ｂにはタイヤ周方向に直線状に水が通過する、いわゆるシースルー部Ｓを設けることが好ましい（図１参照）。本発明のタイヤにおいては、シースルー部Ｓの幅は、センター主溝１ｂの幅Ｗｃの０．３〜０．６倍とすればよい。なお、タイヤの幅方向中央に主溝を設けた場合、操縦安定性が低下することが一般に知られていが、本発明のタイヤにおいては、センター主溝１ｂの幅Ｗｃはショルダー主溝１ａの幅Ｗｓの０．７５〜０．９倍と細いため、操縦安定性を悪化させることはない。

本発明のタイヤにおいては、ショルダー陸部３ａに、タイヤ周方向に向かって連続して延びるサイプ４ｃを有することが好ましい。ライトトラック等のフロントタイヤにおいては、一般的にショルダー部に摩耗が発生しやすい。そこで、本発明のタイヤにおいてはショルダー陸部３ａに周方向に連続して延びるサイプ４ｃを設けて、ショルダーから進展する摩耗が、センター領域に進展することを防止している。

本発明のタイヤは、トレッド部の改良に係るものであり、トレッド部１０の主溝１とラグ溝２とが上記関係を満足するものであれば、それ以外に、特に制限はない。本発明のタイヤにおいては、図示するように、センター主溝１ｂから、タイヤ周方向に対して傾斜したサイプ４ｄを設けて、センター主溝１ｂとラグ溝２ａの交差する点に挟まった石を排出しやすくしてもよい。また、サイプ４ｄを設けることで、エッジ効果を高めることもできる。さらに、本発明のタイヤにおいては、ショルダー主溝１ａに、タイヤ周方向に対して傾斜を有するラグ溝２ｃを設けてもよい。また、このラグ溝２ｃの先端から、略タイヤ幅方向外側に延びるサイプ４ｅを設けてもよい。さらにまた、ショルダー陸部３ａには、図示するように、その目的に応じて、適宜溝２ｃやサイプ４ｆを設けてもよい。

また、本発明のタイヤにおいては、トレッド部１０の全表面に対する全溝面積の比率であるネガティブ率は、２０〜３０％程度とすればよく、また、ネガティブ率に占める主溝１の全面積の割合は６０〜７０％程度とすればよい。なお、本発明のタイヤにおいては、トレッド部１０以外の構造についても特に制限はなく、既知の部材、既知の材料を用いることができる。

図２は、本発明の一好適な実施の形態の空気入りラジアルタイヤのタイヤ幅方向断面図である。図示するタイヤ２０は、ビードコア１１が埋設された左右一対のビード部１２および一対のサイドウォール部１３と、両サイドウォール部１３に連なるトレッド部１０とを有し、左右一対のビードコア１１間にまたがってトロイド状に延在して、これら各部を補強する１枚のカーカスプライ１４を備えている。また、図示例においては、カーカスプライ１４のクラウン部のタイヤ径方向外側には、タイヤ周方向に対し傾斜して配列された補強コードのゴム引き層よりなる３層のベルト層１５ａ、１５ｂ、１５ｃが配置されている。

図２に示す例では、カーカスプライ１４は、１枚であるが、本発明のタイヤ２０においては、カーカスプライ１４の枚数はこれに限られるものではなく、２枚以上であってもよい。また、その構造も特に限定されるものではない。ビード部１２におけるカーカスプライ１４の係止構造についても、図示するようにビードコア１１の周りに巻き上げて係止した構造に限られず、カーカスプライの端部を２層のビードコアで挟み込んだ構造でもよい（図示せず）。

また、ベルト層１５ａ、１５ｂ、１５ｃは、タイヤ周方向に対し、例えば、±１５〜４０°で傾斜して延びるコードのゴム引き層、好ましくは、スチールコードのゴム引き層からなる。図示する例では、３層のベルト層１５ａ、１５ｂ、１５ｃが、各ベルト層を構成するコード同士がタイヤ赤道面を挟んで互いに交差するように積層されて交錯層を構成しているが、図示する例に限られるものではない。

さらに、本発明の空気入りラジアルタイヤにおいては、図示はしないが、タイヤ２０の最内層には通常インナーライナーが配置される。さらにまた、本発明の空気入りタイヤにおいては、タイヤ２０内に充填する気体としては、通常のまたは酸素分圧を変えた空気、または、窒素等の不活性ガスを用いることができる。

以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
＜実施例１〜４、従来例＞
図１に示す、３本のジグザグ形状の主溝を有するタイプのトレッドパターンのタイヤを、タイヤサイズ：１９５／７０Ｒ１５にて作製した。センター主溝１ｂはタイヤ赤道上に配置し、ショルダー主溝１ａはトレッド部１０の幅方向中央を中心とした幅４７％の位置に配置した。センター主溝の幅Ｗｃ、ショルダー主溝の幅をＷｓ、ラグ溝の終端位置、周方向サイプ、傾斜サイプ、シースルー部の幅は表１に示すとおりである。なお、主溝の深さは９．５ｍｍとした。

得られた各タイヤをリム（リム幅：６Ｊ）に組み込み、内圧４５０ｋＰａを充填した後、車両に装着し、荷重６．００ｋＮを与えた条件で、耐石噛み性、ウェット性、操縦安定性、耐摩耗性について、下記の手順に従って評価した。

＜耐石噛み性＞
各タイヤを装着した車両を、直径１〜１０ｍｍ程度の小石を敷き詰めた２０ｍの砂利道を、６０ｋｍ／ｈで１０回繰り返し走行させ、溝に挟まっている石を数えた。得られた結果は従来例の結果を１００とする指数にて表した。結果を表１に併記する。なお、この値は小さいほど、溝に挟まっていた石の数が少なく、結果が良好であることを示す。

＜ウェット性能＞
各タイヤを装着した車両にて、実車走行を行い、湿潤路面での制動性を評価した。得られた結果は従来例の結果を１００とする指数にて表した。結果を表１に併記する。この値が大きいほど、結果が良好であることを示す。

＜耐摩耗性＞
残溝を測定し、トレッド部のセンター領域が１ｍｍ摩耗するのに要する走行距離を計測した。得られた結果は従来例の結果を１００とする指数にて表した。結果を表１に併記する。この値が大きいほど、結果が良好であることを示す。

表１より、ＷｃをＷｓよりも小さくすることで、ウェット性能を悪化させることなく、耐石噛み性が向上していることがわかる。

１ 主溝、２ 陸部、３ ラグ溝、４ サイプ、１０ トレッド部、１１ ビードコア、 １２ ビード部、 １３ サイドウォール部、１４ カーカスプライ、１５ ベルト層

Claims (4)

1. 環状に形成されたトレッド部の接地領域に、タイヤ周方向に連続して延びる少なくとも３本の主溝により区画された陸部を有する空気入りラジアルタイヤにおいて、
   前記少なくとも３本の主溝のうち、タイヤ幅方向両外側の主溝をショルダー主溝、該ショルダー主溝よりもタイヤ幅方向内側にある主溝をセンター主溝とし、前記ショルダー主溝よりもタイヤ幅方向外側に形成された陸部をショルダー陸部、該ショルダー陸部よりもタイヤ幅方向内側に形成された陸部をセンター陸部としたとき、前記センター主溝の幅Ｗｃと、前記ショルダー主溝の幅Ｗｓとが、下記式（１）、
   Ｗｃ＜Ｗｓ （１）
   で表される関係を満足し、
   前記センター陸部が、前記センター主溝からタイヤ周方向に対して傾斜して延びる複数本のラグ溝を有し、該ラグ溝が、前記センター主溝から離れるにつれてタイヤ周方向とのなす角度が小さくなり、かつ、前記ラグ溝の深さが、前記センター主溝から離れるにつれて浅くなることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記ラグ溝の前記センター陸部のタイヤ幅方向略中央の位置からタイヤ周方向に延びる周方向サイプと、該周方向サイプと連通してタイヤ周方向に対して傾斜して延びる傾斜サイプと、を有している請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記ラグ溝が前記センター陸部のタイヤ幅方向略中央で終端している請求項１または２記載の空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記主溝が周方向に幅を有する直線部を有する請求項１〜３のうちいずれか一項記載の空気入りラジアルタイヤ。

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