JP2018090078A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤ周方向に延びる細溝がトレッドのショルダー陸部に形成された空気入りタイヤにおける耐偏摩耗性を向上する。【解決手段】トレッド１０のショルダー陸部が、タイヤ周方向に延びる細溝３によって、トレッドセンター側のメイン陸部２１とトレッド端ＴＥ側の犠牲陸部２２とに区画されている。細溝３の溝底部がトレッドセンター側の溝壁を窪ませて形成されている。メイン陸部２１の接地面の輪郭が、トレッドセンター側の第１円弧と、トレッド端ＴＥ側の第２円弧とにより形成されていて、第１円弧の曲率半径Ｒ１よりも第２円弧の曲率半径Ｒ２の方が大きい。細溝３のトレッドセンター側の溝壁を基準とした溝底部の窪み幅ｄに対する、メイン陸部２１のトレッド端側エッジ２１Ｅから第１円弧と第２円弧との境界Ｐまでの距離Ｗの比Ｗ／ｄが、２≦Ｗ／ｄ≦６の関係を満たす。【選択図】図２

Description

本発明は、タイヤ周方向に延びる細溝がトレッドのショルダー陸部に形成された空気入りタイヤに関する。

図５に示すように、タイヤ周方向に延びる細溝７３がトレッドのショルダーリブ７０（ショルダー陸部の一例）に形成された空気入りタイヤが公知であり、例えば特許文献１に開示されている。ショルダーリブ７０は、細溝７３によって、トレッドセンター側のメインリブ７１と、トレッド端側の犠牲リブ７２とに区画される。このように構成されたタイヤでは、犠牲リブ７２に摩耗を集中させることでメインリブ７１の摩耗が抑えられるため、耐偏摩耗性を向上できる。かかる細溝７３は、ディフェンスグルーヴとも呼ばれ、主としてトラックやバスなどに用いられる重荷重用の空気入りタイヤに形成される。

ところが、細溝７３を設けていても、メインリブ７１のトレッド端側エッジ７１Ｅでは接地圧が高くなる傾向があり、それに起因して破線ＢＬで示したような肩落ち摩耗が発生するので、メインリブ７１に局所的な偏摩耗が生じることがあった。本発明者の知見によれば、このようなメインリブ７１の肩落ち摩耗を防止するには、図６のように細溝７３の溝底部をトレッドセンター側に窪ませて形成し、トレッド端側エッジ７１Ｅの接地圧を下げることが有効である。かかる溝底部の形状は、例えば特許文献２に開示されているように、細溝７３の溝底クラックを抑える手法としても知られている。

しかし、本発明者が調査したところによれば、図６の形態では、細溝７３の溝底部によって、トレッド端側エッジ７１Ｅの近傍となる領域Ａ１で接地圧が下がるものの、その領域Ａ１のトレッドセンター側に隣接した領域Ａ２において接地圧が相対的に高い状態となり、その不均一な接地圧分布に起因してメインリブ７１に局所的な偏摩耗が生じることが判明した。このように、図６の如き溝底部を有する細溝７３を設けていても、メインリブ７１が局所的な偏摩耗を生じることがあるため、耐偏摩耗性に関して更なる改善の余地があることが分かった。

特開２０１３−１４７０７６号公報 国際公開第２００８／１１１５８２号

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、タイヤ周方向に延びる細溝がトレッドのショルダー陸部に形成された空気入りタイヤにおける耐偏摩耗性を向上することにある。

本発明の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延びる細溝がトレッドのショルダー陸部に形成され、前記ショルダー陸部が、前記細溝によって、トレッドセンター側のメイン陸部とトレッド端側の犠牲陸部とに区画された空気入りタイヤにおいて、前記細溝の溝底部がトレッドセンター側の溝壁を窪ませて形成されており、前記メイン陸部の接地面の輪郭が、トレッドセンター側の第１円弧と、トレッド端側の第２円弧とにより形成されていて、前記第１円弧の曲率半径Ｒ１よりも前記第２円弧の曲率半径Ｒ２の方が大きく、前記細溝のトレッドセンター側の溝壁を基準とした溝底部の窪み幅ｄに対する、前記メイン陸部のトレッド端側エッジから前記第１円弧と前記第２円弧との境界までの距離Ｗの比Ｗ／ｄが、２≦Ｗ／ｄ≦６の関係を満たすものである。

このタイヤでは、細溝の溝底部がトレッドセンター側の溝壁を窪ませて形成されているため、メイン陸部のトレッド端側エッジの接地圧が下がる。また、メイン陸部の接地面の輪郭が上記第１，第２円弧によって形成されており、２≦Ｗ／ｄ≦６の関係を満たすことにより、細溝の溝底部によって接地圧が低下する領域（図６の領域Ａ１）に隣接した、接地圧が高くなりがちな領域（図６の領域Ａ２）に、第１円弧に比べて曲率半径が大きくタイヤ径方向外側への突出具合が抑えられた第２円弧が設定される。その結果、メイン陸部の接地圧を均一化して局所的な偏摩耗を抑制し、耐偏摩耗性を向上することができる。

前記曲率半径Ｒ１に対する前記曲率半径Ｒ２の比Ｒ２／Ｒ１が、１．５≦Ｒ２／Ｒ１≦２．５の関係を満たすことが好ましい。この比Ｒ２／Ｒ１が１．５以上であることにより、第１円弧と第２円弧との曲率半径の違いを大きくして、第２円弧で形成した接地面における接地圧の分散作用を高めることができる。また、この比Ｒ２／Ｒ１が２．５以下であることにより、第１円弧と第２円弧とを滑らかに連ねやすくなり、メイン陸部の接地面を適切な形状にするうえで都合が良い。

本発明に係る空気入りタイヤのトレッドの一例を概略的に示すタイヤ子午線断面図 図１の要部を示す拡大図 トレッドを成形する様子を示す断面図 図３の金型を示す断面図 従来タイヤのショルダー陸部を示す断面図 比較例１に係るタイヤのショルダー陸部を示す断面図

本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態の空気入りタイヤＴのトレッド１０を概略的に示し、図２は、そのトレッド１０の要部を拡大して示している。

この空気入りタイヤＴは、一般的な空気入りタイヤと同様に、図示しない一対のビードと、そのビードからタイヤ径方向外側へ延びた一対のサイドウォールとを有しており、トレッド１０は、そのサイドウォールの各々のタイヤ径方向外側端に連なるようにして設けられている。また、一対のビードの間にはトロイド状に延びるカーカスが設けられ、そのカーカスを補強するベルトなどの補強部材がトレッド１０に埋設されているが、それらの図示は省略している。

トレッド１０にはタイヤ周方向に延びる複数の主溝が形成され、本実施形態では４本の主溝１１〜１４が形成されている。トレッド１０は、その複数の主溝によって、ショルダー陸部２０を含む複数の陸部に区画されている。ショルダー陸部２０は、タイヤ幅方向最外側に位置するショルダー主溝１１，１４とトレッド端ＴＥとの間に位置する。本実施形態では、ショルダー陸部２０が、タイヤ周方向に連続して延びるショルダーリブとして設けられているが、これに限られない。

このタイヤＴでは、タイヤ周方向に延びる細溝３がトレッド１０のショルダー陸部２０に形成されている。細溝３は、タイヤ周方向に沿って直線状またはジグザグ状に連続して延在している。細溝３の深さＤ３は、例えばショルダー主溝１１，１４の深さＤ１の０．３〜１．５倍の範囲である。細溝３は、トレッド１０の接地面においてショルダー主溝１１，１４よりも細く形成され、その開口部の幅は、例えば０．３〜５．０ｍｍの範囲である。細溝３は、片側のショルダー陸部２０のみに設けても構わないが、優れた耐偏摩耗性を発揮するうえで両側のショルダー陸部２０に設けることが好ましい。

ショルダー陸部２０は、細溝３によって、トレッドセンターＴＣ側のメイン陸部２１と、トレッド端ＴＥ側の犠牲陸部２２とに区画されている。本実施形態では、メイン陸部２１が、タイヤ周方向に連続して延びるメインリブとして設けられ、犠牲陸部２２が、タイヤ周方向に連続して延びる犠牲リブとして設けられている。細溝３は、ショルダー陸部２０のトレッド端ＴＥの近傍部に位置し、メイン陸部２１は犠牲陸部２２よりも幅広に設けられている。

図２に拡大して示すように、細溝３の溝底部は、トレッドセンターＴＣ側の溝壁を窪ませて形成されている。即ち、細溝３の溝底部には、トレッドセンターＴＣ側の溝壁を窪ませてなる内側凹曲面３１が形成されている。内側凹曲面３１は、タイヤ幅方向内側に窪んだ断面円弧状の湾曲面により形成され、タイヤ周方向に沿って環状に延設されている。このように、細溝３は、その細溝３の開口部よりも幅広で且つ丸みを帯びた形状をした溝底部を有している。

メイン陸部２１のトレッド端側エッジ２１Ｅの接地圧を適切に下げる観点から、細溝３のトレッドセンターＴＣ側の溝壁を基準とした溝底部の窪み幅ｄは、少なくとも０．５ｍｍであることが好ましく、例えば０．５〜６．０ｍｍに設定される。窪み幅ｄは、タイヤ子午線断面において、メイン陸部２１の接地面の輪郭に対して垂直となる（法線方向に延びる）内側凹曲面３１の接線を引いたときに、トレッド端側エッジ２１Ｅと前記接線との距離として求められる。

細溝３の溝底部は、トレッドセンターＴＣ側だけでなくトレッド端ＴＥ側も含めた両側の溝壁を窪ませて形成されたものでも構わない。但し、本実施形態のように、細溝３の溝底部がトレッドセンターＴＣ側の溝壁のみを窪ませた形状であれば、細溝３の溝底部によって犠牲陸部２２の剛性が低下しないため、優れた耐テア性を発揮できる。テアとは、犠牲陸部が引き裂かれるようにして千切れる現象を指す。

メイン陸部２１の接地面の輪郭は、曲率半径が異なる二つの円弧、具体的にはトレッドセンターＴＣ側の第１円弧とトレッド端側ＴＥの第２円弧とにより形成されており、これらが滑らかに連ねられている。図２において、Ｒ１は、第１円弧の曲率半径であり、Ｒ２は、第２円弧の曲率半径である。このメイン陸部２１では、第１円弧の曲率半径Ｒ１よりも第２円弧の曲率半径Ｒ２の方が大きく、Ｒ１＜Ｒ２の関係が成立する。第１円弧と第２円弧との境界Ｐの位置は、第１円弧から第２円弧の延長線ＥＬが離れ始める位置として定められる。

このタイヤでは、細溝３の溝底部の窪み幅ｄに対する、メイン陸部２１のトレッド端側エッジ２１Ｅから第１円弧と第２円弧との境界Ｐまでの距離Ｗの比Ｗ／ｄが、２≦Ｗ／ｄ≦６の関係を満たし、更に言えば２．０≦Ｗ／ｄ≦６．０の関係を満たす。即ち、境界Ｐは、トレッド端側エッジ２１ＥからトレッドセンターＴＣ側へ離れて配置され、その距離Ｗは窪み幅ｄの２〜６倍に設定される。窪み幅ｄや距離Ｗなどの寸法は、いずれも無負荷の状態において測定されるものとする。

このタイヤＴでは、細溝３の溝底部がトレッドセンターＴＣ側の溝壁を窪ませて形成されているので、トレッド端側エッジ２１Ｅの接地圧を下げてメイン陸部２１の肩落ち摩耗を防止できる。また、トレッド端側エッジ２１Ｅの近傍領域（図６の領域Ａ１）の接地圧を下げると、その領域に隣接した領域（図６の領域Ａ２）で接地圧が相対的に高くなるものの、それに起因した偏摩耗も抑制される。２≦Ｗ／ｄ≦６の関係を満たすことで、接地圧が高くなりがちな上記領域に第２円弧が設定され、この第２円弧により形成された接地面では相対的に接地圧を分散させやすいためである。それ故、このタイヤＴでは、メイン陸部２１の接地圧を均一化して局所的な偏摩耗を抑制し、耐偏摩耗性を向上できる。

これに対して、比Ｗ／ｄが２未満となる場合は、接地圧が高くなりがちな上記領域（図６の領域Ａ２）に第２円弧が適切に設定されず、メイン陸部２１の接地圧の均一化を図れないため、耐偏摩耗性の向上効果が得られにくい。また、比Ｗ／ｄが６を超える場合は、接地圧が高くなりがちな上記領域（図６の領域Ａ２）を越えて必要以上の範囲に第２円弧が設定され、メイン陸部２１の接地圧の均一化を図れないため、やはり耐偏摩耗性の向上効果が得られにくい。

メイン陸部２１の接地面を滑らかに形成するうえで、第１円弧と第２円弧との境界Ｐは、メイン陸部２１の中央域に配置されることが好ましく、例えば、メイン陸部２１の幅Ｗ２１に対する距離Ｗの比Ｗ／Ｗ２１は、０．１≦Ｗ／Ｗ２１≦０．５の関係を満たすことが好ましい。

曲率半径Ｒ１に対する曲率半径Ｒ２の比Ｒ２／Ｒ１は、１．５≦Ｒ２／Ｒ１≦２．５の関係を満たすことが好ましい。この比Ｒ２／Ｒ１が１．５以上であることにより、第１円弧と第２円弧との曲率半径の違いを大きくして、第２円弧で形成した接地面における接地圧の分散作用を高めることができる。また、この比Ｒ２／Ｒ１が２．５以下であることにより、第１円弧と第２円弧とを滑らかに連ねやすくなり、メイン陸部２１の接地面を適切なラウンド形状にするうえで都合が良い。

上記の如き細溝３やメイン陸部２１が形成された空気入りタイヤＴは、加硫成形で用いられる金型の内面をトレッド１０に応じた形状にする程度の改変で、その他は従来のタイヤ製造工程と同様にして製造ができる。

図３は、加硫成形時におけるトレッド１０の要部を示しており、図４は、そのトレッド１０から離れた金型９０を示している。金型９０の内面には、主溝１４に対応した形状を有する突起９１と、細溝３に対応した形状を有する突起９２が設けられている。加硫成形時には、図３のようにトレッド１０の接地面に金型９０を押し当てることで、主溝１４や細溝３が形成される。また、突起９１と突起９２との間の凹部９３に充填されたゴムによってメイン陸部２１が形成される。

細溝のトレッドセンター側の溝壁を基準とした突起９２の突出幅ｄ９は、細溝３の溝底部の窪み幅ｄに対応しており、凹部９３の形状は、上述したメイン陸部２１の形状に対応している。したがって、凹部９３の輪郭は、曲率半径Ｒ１を有する円弧と、曲率半径Ｒ２を有する円弧とにより形成されていて、既述のようにＲ１＜Ｒ２の関係が成立する。また、突出幅ｄ９に対する、凹部９３のトレッド端側エッジ９３Ｅから前記二つの円弧の境界Ｐ９までの距離Ｗ９の比Ｗ９／ｄ９は、２≦Ｗ９／ｄ９≦６の関係を満たす。

本発明の空気入りタイヤは、上記の如き細溝がトレッドのショルダー陸部に形成されていること以外は、通常の空気入りタイヤと同等であり、従来公知の材料、形状、構造などが何れも本発明に採用できる。

本発明の空気入りタイヤは、前述の如き作用効果により優れた耐偏摩耗性を発揮しうることから、特にトラックやバスなどに用いられる重荷重用の空気入りタイヤとして有用である。

本発明は上述した実施形態に何ら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内で種々の改良変更が可能である。例えば、トレッドパターンは、使用する用途や条件に応じて適宜に変更できる。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例について説明する。

耐偏摩耗性の評価方法
リムサイズ２２．５×８．２５のホイールにタイヤを組み付けて空気圧を７６０ｋＰａ（ＴＲＡ規定内圧）とし、速度８０ｋｍ／ｈ、荷重２７．５ｋＮ（ＴＲＡ１００％荷重）の条件で走行試験を実施して、ショルダー陸部の端部に発生した偏摩耗の幅を測定した。比較例１の結果を１００としたときの指数を逆数で示し、数値が大きいほど偏摩耗が抑制され、耐偏摩耗性に優れていることを示す。

比較例及び実施例
４本の主溝により５つの陸部に区画されたトレッドを有するタイヤ（サイズ：２９５／７５Ｒ２２．５）において、ショルダー陸部（におけるメイン陸部）の形状を異ならせ、比較例１〜３及び実施例１〜３とした。これら以外のタイヤの構成は、各例において共通である。比較例１は、図６のように、メイン陸部の接地面の輪郭が、曲率半径Ｒ１を有する単一の円弧で形成されたものである。評価結果を表１に示す。

表１より、実施例１〜３では、比較例１〜３に比べて優れた耐偏摩耗性を発揮できていることが分かる。

３ 細溝
１０ トレッド
１１ 主溝
１４ 主溝
２０ ショルダー陸部
２１ メイン陸部
２１Ｅ メイン陸部のトレッド端側エッジ
２２ 犠牲陸部
３１ 内側凹曲面
９０ 金型
９１ 突起
９２ 突起
９３ 凹部
９３Ｅ トレッド端側エッジ

Claims (2)

1. タイヤ周方向に延びる細溝がトレッドのショルダー陸部に形成され、
   前記ショルダー陸部が、前記細溝によって、トレッドセンター側のメイン陸部とトレッド端側の犠牲陸部とに区画された空気入りタイヤにおいて、
   前記細溝の溝底部がトレッドセンター側の溝壁を窪ませて形成されており、
   前記メイン陸部の接地面の輪郭が、トレッドセンター側の第１円弧と、トレッド端側の第２円弧とにより形成されていて、前記第１円弧の曲率半径Ｒ１よりも前記第２円弧の曲率半径Ｒ２の方が大きく、
   前記細溝のトレッドセンター側の溝壁を基準とした溝底部の窪み幅ｄに対する、前記メイン陸部のトレッド端側エッジから前記第１円弧と前記第２円弧との境界までの距離Ｗの比Ｗ／ｄが、２≦Ｗ／ｄ≦６の関係を満たすことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記曲率半径Ｒ１に対する前記曲率半径Ｒ２の比Ｒ２／Ｒ１が、１．５≦Ｒ２／Ｒ１≦２．５の関係を満たす請求項１に記載の空気入りタイヤ。

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