JP2878356B2 - 重荷重用空気入りタイヤ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、トラック、バス等の重荷重用車両に適用
される空気入りタイヤのトレッド部における偏摩耗の発
生を抑制したタイヤに関するものである。

（従来の技術） 第２図に示したように、タイヤの半径方向にコードが
放射状に配列された複数のコード層からなるカーカス１
と、タイヤ周方向又はタイヤ周方向に対して浅い角度で
配列されたコードからなり、カーカス外周に配列された
ベルト２とを具えるラジアルタイヤは、高速走行性、操
縦安定性などに優れることから、近年の高速道路網の発
展、整備に伴い、トラック、バスなどの重荷重用車両に
も普及している。

そして、これら車両に用いられるタイヤのトレッドパ
ターンにあっては、転がり抵抗及び横滑り少なく、耐摩
耗性に優れるなどの特徴を生かして、タイヤの周方向に
延在する複数の主溝３と、それら主溝により区画された
陸部４とからなる、いわゆるリブパターンが好んで用い
られてきた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、リブパターンを有するタイヤにあって
は、タイヤの摩耗寿命に達する以前に、レールウェイ摩
耗又はリバーウェアと呼ばれる偏摩耗がリブ４のエッジ
に沿って生じ、外観不良を起こすことがある他、重荷重
用車両の前輪又は遊輪として使用されるタイヤにあって
は、そのトレッド部に、波状摩耗、肩落ち、リブパンチ
などの偏摩耗が発生することがあり、そのまま継続して
使用すると、摩耗の進展に伴ってタイヤ性能が大幅に低
下すると言う問題があった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであ
り、タイヤのトレッド部における偏摩耗を有利に抑制し
得る重荷重用空気入りタイヤを提供することをその目的
とする。

（課題を達成するための手段） この目的を達成するため、本発明にあっては、タイヤ
のトレッド部表面に、溝部とこれら溝部により区画され
た陸部とを有する重荷重用空気入りタイヤにおいて、タ
イヤ幅方向に相互に離間してその周方向に延在する一対
の周方向副溝により区画され、トレッド部の輪郭線より
タイヤ半径方向内方に位置する表面を有する段差陸部
を、少なくとも一方のトレッド端からトレッド幅（2W）
の0.3〜0.45倍の範囲内に設け、タイヤ周方向に延在す
ると共に、その半径方向内方に湾曲して延在する切込み
をトレッド部の少なくとも一方の側面に設け、トレッド
中央部とトレッド端部とのタイヤ半径方向の差（ｈ）
を、トレッド幅（2W）の0.02〜0.05倍の範囲内の値とし
てなる。

（作用） 一般的に、タイヤが負荷を受けた状態で車両進行方向
に転動すると、トレッド部の接地領域が路面との相対運
動に起因してタイヤ接線方向にせん断変形する。

しかしながら、タイヤのトレッド部は、その端部の剛
性がその中央部における剛性より小さいことから、その
接地領域に作用するせん断力の分布は、タイヤ幅方向に
おいて異なり、タイヤ幅方向外側領域、即ちトレッドシ
ョルダー部に作用するせん断力が、トレッド中央部に作
用するそれに比して大きく、その方向は制動方向を指向
する。

ところが、ショルダー部に配設された段差領域は、そ
の表面がトレッド部の表面よりタイヤ半径方向内方に位
置することから、タイヤ転動に際し、当該段差陸部の表
面が路面に引きずられ、当該段差領域に制動方向を指向
するせん断力が集中することから、段差領域に隣接する
陸部に作用する制動方向のせん断力が小さくなり、トレ
ッド部における偏摩耗の発生を抑制することができ、ひ
いてはトレッド中央部とその端部との径差による引きず
りを低減すべく、トレッド部のクラウン半径Ｒを大きな
ものとすることができる。

しかし、実際の走行に際しては、タイヤ周方向に作用
するせん断力の他、車両の旋回に伴ってその赤道面に直
交するサイドフォースも作用することになる。

ところが、トレッド部の側面にタイヤ周方向に延在す
ると共に、タイヤ半径方向内方に切込んだ屈曲部を有す
る切込みを形成したので、トレッド端部における剛性を
低下させてその接地圧を低いものとし、トレッド端部に
おけるサイドフォースの集中を抑制して偏摩耗の発生を
有利に抑制することができる。

（実施例） 以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施例につ
いて詳述する。

第１図は、本発明にかかるタイヤ10のトレッド部12の
断面を示す図であり、タイヤ赤道面Ｓに関して実質的に
対称な構造をしているのでその半部のみ示す。なお、そ
の内部構造は、第２図に示したタイヤと同様なラジアル
構造をしているので、ここでは説明を省略する。

トレッド部12は、その半部にタイヤ周方向に延在する
主溝14と、その主溝からタイヤ幅方向外方に離間して少
なくとも一方のショルダー部に形成された一対の周方向
副溝16と、それら副溝16により区画されてタイヤ周方向
に延在する陸部18とを具える。

通例、周方向主溝14の溝幅w_mは、各タイヤの仕様によ
って異なるものの、トレッド部12のタイヤ幅方向の幅、
つまりトレッド幅（2W）の６％〜８％の範囲内で選択す
るのが通例であり、その溝深さは主にタイヤの排水性を
考慮して定めるものとする。

これに対し、陸部18を区画する一対の周方向副溝16、
16は、陸部18の中央位置までのトレッド端からの距離Ｋ
がトレッド幅（2W）の0.3〜0.45倍の範囲内、好ましく
はほぼ0.35倍の位置に設けるものとし、それら副溝の溝
深さd_s並びに溝幅w_sを、周方向主溝14の溝深さd_m並びに
溝幅w_mのそれぞれ90％〜135％並びに７％〜38％の範囲
内の値を満足するよう選択する。そして、一対の周方向
副溝16,16により区画された陸部18の表面を、トレッド
部12の輪郭線よりタイヤ半径方向内方に位置させて段差
陸部とする。

この段差陸部18は、その幅Ｄをトレッド幅（2W）の２
％〜８％、好ましくは、４％〜６％とし、また、周方向
副溝16の溝底部からのその表面までの高さ、即ち段差陸
部18の高さd₀を、周方向副溝16の溝深さd_sの50％〜90
％、好ましくは、75％〜80％とするものとする。

ここで、周方向副溝16,16により区画される段差陸部1
8の中央部をトレッド端からその幅（2W）の0.3〜0.45倍
の範囲に形成するのは、段差陸部18をトレッド幅（2W）
の0.3倍より小さな領域に配設した場合には、トレッド
端部における陸部の剛性が小さくなり過ぎるため、その
領域よりトレッド中央側に位置する領域が路面に対して
引きずられることとなり、当該中央領域に偏摩耗が発生
し易いからであり、一方、段差陸部18をトレッド幅の0.
45倍より大きな領域に形成すると、タイヤ転動に際し
て、当該領域が路面に対して引きずられることとなり、
トレッド端側に位置する陸部の偏摩耗の発生を充分に抑
制することができないからである。

また、周方向副溝16の溝深さd_sの周方向主溝の溝深さ
d_mの90％〜135％の範囲内の値とするのは、90％より小
さいと摩耗中期以降の偏摩耗を充分に抑制することがで
きず、また、135％より大きいと、溝底からの割れが発
生するからである。そして、その溝幅W_sを周方向主溝14
の溝幅w_mの７％〜38％の範囲内の値とするのは、主溝の
溝幅w_mの７％より小さな値とすると、副溝の溝幅が小さ
くなり過ぎて、タイヤ転動に際して副溝の側壁と対向す
る段差陸部の側壁が互いに当接し、副溝と段差陸部18と
が一体的な挙動を取ることから、段差陸部を含むショル
ダー部の剛性が高くなり、それら領域よりタイヤ中央部
側に位置する領域に偏摩耗が発生し易くなるからであ
り、また、当該副溝の溝幅w_sが周方向主溝の溝幅w_mの38
％を越えると、耐摩耗性能が低下するからである。

一方、段差陸部18の幅Ｄを上記範囲内から選択する
は、段差陸部の幅Ｄが、トレッド幅（2W）の２％より小
さいと、段差陸部18のタイヤ周方向における剛性が小さ
くなり過ぎる結果、路面に対する接地面圧が必要以上に
低下し、制動方向に作用するせん断力を段差領域に集中
させることができず、周方向副溝16により区画された隣
接する陸部20に作用する制動方向のせん断力が増大する
こととなり、陸部20における偏摩耗を有効に阻止するこ
とができず、また、段差領域の幅Ｄが、トレッド幅（2
W）の８％を越えると、段差陸部18のタイヤ周方向にお
ける剛性が高くなり過ぎて、路面に対する接地面圧が増
大するため、段差陸部を含むトレッド部12の耐摩耗性が
低下するからである。

一方、段差陸部18の高さd₀を上記範囲内から選択する
のは、その高さd₀が周方向副溝16の溝深さd_sの90％より
大きいと、正規荷重に対して比較的小さな荷重が作用し
た状態にあっても、段差陸部18が路面と接触することと
なり、当該段差陸部18に制動方向のせん断力を実質的に
集中させることができず、また、段差陸部の高さd₀を当
該副溝16の溝深さd_sの50％より小さくした場合には、摩
耗する過程において、段差陸部18が接地する頻度が少な
く、制動方向のせん断力の集中を期待することができな
いからである。

このように、少なくとも一方のショルダー部に位置す
る一対の周方向副溝16により区画される段差陸部18を有
するタイヤ10は、直進路を走行する場合にトレッド部に
作用する制動方向のせん断力を、当該段差領域18に集中
させることができるので、クラウン形状をしたトレッド
部のタイヤ半径方向の差、即ち径差に起因して生ずるシ
ョルダー部の偏摩耗、つまり、段差領域18に対向する陸
部20、とくには、そのエッジにおける偏摩耗を有効に阻
止することができる。換言すれば、タイヤ転動に伴うト
レッド部12のクラウン形状に起因する径差を小さく設定
し、ショルダー部の引きずりに起因する偏摩耗を一層低
減させることができ、具体的には、トレッド中央部とト
レッド端とのタイヤ半径方向の差（ｈ）を、トレッド幅
（2W）の0.02〜0.05倍、好ましくは0.03〜0.04倍とする
ことが有効であることが判明した。

ところで、実際の走行に際しては、タイヤの制動方向
に作用するせん断力の他、車両の旋回に伴ってその赤道
面に直交する方向にサイドフォースが作用するので、シ
ョルダー部に段差陸部を形成した径差の小さなタイヤ、
つまり、トレッド部のクラウン半径Ｒの大きなタイヤに
あっては、そのトレッド端部にサイドフォースが集中し
易く、トレッド端部の接地圧が局部的に上昇し、当該ト
レッド端部が路面に対して引きずられることとなる。そ
の結果、トレッド端部に偏摩耗の核が生起され、エッジ
ウエァー、波状摩耗に進展することとなる。

そこで、発明タイヤ10にあっては、第１図に示したよ
うに、トレッド端部における剛性を低くしてそこでの接
地圧を低減させ、接地圧の局所的な上昇を阻止し、サイ
ドフォースに起因するトレッド端部の引きずりを減少さ
せるべく、トレッド部の少なくとも一方の側面22にタイ
ヤ周方向に延在すると共に、その半径方向内方に湾曲し
て延在する切込み24を設ける。しかしながら、トレッド
端部の剛性を必要以上に低くすることは、トレッド端部
からトレッド中央部側に位置するトレッド部分での局所
的な接地圧の上昇を引き起こすことに加え、トレッド端
部の耐摩耗性が低下することとなる。

そこで、タイヤ10にあっては、周方向主溝14の溝幅w_m
の５％〜75％、好ましくは30％〜45％の開口幅を有し、
タイヤ断面形状で見てそのトレッド端からタイヤ半径方
向内方に周方向主溝14の溝深さ（d_m）の０％〜150％の
範囲内（Ｃ）、好ましくは、約70％にその開口端部が位
置する切込み24を設け、当該切込み24のトレッド幅方向
最内方に位置する側壁までの距離（Ｂ）がトレッド幅
（2W）の0.5％〜10％の範囲内に、また、その溝底部が
トレッド端からタイヤ半径方向内方に周方向主溝14の溝
深さ（d_m）の20％〜180％の範囲（Ａ）内に位置するよ
うに選択するものとし、その中間に少なくとも一つの屈
曲部24bを形成する。

ここで、切込み24の開口幅を周方向主溝14の溝幅w_mの
５％〜75％の範囲内の値とするのは、５％より小さい
と、タイヤ転動に際して切込み24の内壁同士が当接して
一体化されることから、トレッド端部における剛性が高
くなり、サイドフォースによる接地圧の局所的な上昇が
起こり、偏摩耗の核が発生し易くなるからであり、これ
に対し、開口幅が主溝14の溝幅の75％を越えると、開口
部の大きな切込み24を設けたことから、トレッド端部に
おける剛性が低くなり過ぎるため、サイドフォースに対
してトレッド端部が路面に引きずられ、偏摩耗が生じ易
いからである。

また、切込み24の開口端部をトレッド端からタイヤ半
径方向内方に周方向主溝14の溝深さの０％〜150％の範
囲（Ｃ）内に設けるのは、周方向溝14の溝深さの０％よ
り小さな範囲に設けると、切込み24とトレッド端との距
離が小さくなり、トレッド端部の剛性が低下する結果、
トレッド部が摩耗する過程において、そのエッジ部分が
残存したり、当該切込みに引き裂き故障が発生するから
である。これに対し、距離Ｃが主溝14の溝深さの150％
を越えるとトレッド端部の剛性が高くなり、当該端部に
作用するサイドフォースを緩和することができず、偏摩
耗の発生を抑制する効果がないからである。

そして、切込み24のトレッド幅方向最内方に位置する
側壁までの離間Ｂをトレッド幅（2W）の0.5％〜10％の
範囲内に位置させるのは、距離Ｂが0.5％より小さくな
ると、トレッド端部の剛性を低減させることがでず、こ
のため、サイドフォースによる接地圧の局所的な上昇を
抑制する効果を期待できないからであり、一方、離間Ｂ
が10％を越えると、トレッド端部の剛性が小さくなり過
ぎて、肩落ち摩耗が発生し易いからである。

更に、切込み24の溝底部をトレッド端からタイヤ半径
方向内方に周方向主溝14の溝深さ（d_m）の20％〜180％
の範囲内に位置させるのは、距離Ａが周方向主溝14の溝
深さの20％より小さいと、タイヤ断面形状における切込
み24が直線形状となり、切込み24の溝底に割れが生ずる
からであり、180％を越えると、タイヤ更生に際してト
レッドゴムを取り除くべくバフ加工を施した場合に、切
込み24の一部がタイヤ表面に残るため、更生作業に不都
合が生ずるからである。

なお、切込み24の中間に屈曲部を設けるのは、直線状
の切込みにあっては、タイヤ転動に際し、トレッド端部
の運動に対応して切込み24の溝底部に繰り返し負荷が作
用する結果、溝底クラックが発生し易いからであり、中
間部に屈曲部を設けることにより溝底における応力の集
中を軽減し、溝底クラックを有効に抑制することかでき
るからである。

ちなみに、本発明タイヤのトレッド部における偏摩耗
の発生の有無を調べるため、第２図に示す従来タイヤと
の比較試験を行った結果を次表に示す。なお、比較試験
に供したタイヤは周方向主溝を二本有し、サイズが1000
R20のラジアル構造を有するものである。

◎供試タイヤ ・発明タイヤ： 第１図に示す構造を有するタイヤで、トレッド部の幅
（2W）を200mm、周方向主溝の溝幅（w_m）が14mm、その
溝深さ（d_m）が14mm、トレッド端から段差陸部の中央部
までの距離（Ｋ）を65mm（トレッド幅の33％）、それぞ
れの副溝の溝幅（w_s）を3mm（周方向主溝の溝幅の21
％）、その溝深さ（d_s）を14mm（周方向主溝の溝深さの
100％）、段差陸部の幅（Ｄ）を10mm（トレッド幅の５
％）、その高さ（ｄ。）を11mm（周方向副溝の溝深さの
79％）、トレッド端から切込みの開口中心までのタイヤ
半径方向への距離を6mm（トレッド幅の３％）、トレッ
ド端から切込み24の溝底部までのタイヤ半径方向内方へ
の距離（Ａ）を18mm（周方向主溝の溝深さの129％）、
切込み24のトレッド幅方向最内方に位置する側壁までの
距離（Ｂ）を7mm（トレッド幅の3.5％）、トレッド端か
ら切込み24の開口端部までのタイヤ半径方向内方への距
離（Ｃ）を4mm（周方向主溝の溝深さ29％）、そして開
口幅を4mm（周方向主溝の溝幅の29％）としたタイヤ。

・従来タイヤ： 第２図に示す構造を有するタイヤであって、トレッド
部の幅（2W）を200mm、周方向主溝の溝幅を13mm、その
溝深さを14mmとしたタイヤ。

◎試験方法 トレッド中央部とトレッド端部とのタイヤ半径方向の
差、即ち径差（ｈ）を、トレッド幅の0.04倍（8mm）並
びに0.09倍（18mm）とした供試タイヤを正規リムに組付
けて正規内圧を適用し、2D−４車の前輪に交互に装着
し、10万km走行後のトレッド中央部とトレッド端におけ
る径差の変化量（T_w）及び副溝に沿う陸部のエッジに沿
って発生した偏摩耗の幅（E_w）を、それぞれ測定して耐
偏摩耗評価した。

◎試験結果 試験結果を次表に示す。

この表から明らかように、本発明タイヤにあっては、
トレッド部の径差を実質的に増大させることなく、トレ
ッド部における偏摩耗の発生を抑制し得ることがわか
る。

（発明の効果） かくして、この発明によれば、実質的にタイヤのトレ
ッド部における偏摩耗が発生することがない重荷重用空
気入りタイヤを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明にかかる重荷重用空気入りタイヤのそ
の赤道面に関する半部を示す断面図、そして、 第２図は、従来の重荷重用空気入りタイヤのその赤道面
に関する半部を示す断面図である。 １……カーカス、２……ベルト 3,14……主溝、4,20……陸部 10……タイヤ、12……トレッド部 16……周方向副溝、18……段差陸部 24……切込み、24a……開口部 24b……屈曲部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B60C 11/00 B60C 11/01

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】タイヤのトレッド部表面に、溝部とこれら
   溝部により区画された陸部とを有する重荷重用空気入り
   タイヤにおいて、 タイヤ幅方向に相互に離間してその周方向に延在する一
   対の周方向副溝により区画され、トレッド部の輪郭線よ
   りタイヤ半径方向内方に位置する表面を有する段差陸部
   を、少なくとも一方のトレッド端からトレッド幅（2W）
   の0.3〜0.45倍の範囲内に設け、タイヤ周方向に延在す
   ると共に、その半径方向内方に湾曲して延在する切込み
   をトレッド部の少なくとも一方の側面に設け、トレッド
   中央部とトレッド端部とのタイヤ半径方向の差（ｈ）
   を、トレッド幅（2W）の0.02〜0.05倍の範囲内の値とし
   たことを特徴とする重荷重用空気入りタイヤ。