JP2918948B2

JP2918948B2 - 重荷重用空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2918948B2
Application number: JP2010516A
Authority: JP
Inventors: 正夫中村; 俊介青木
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1990-01-22
Filing date: 1990-01-22
Publication date: 1999-07-12
Anticipated expiration: 2014-07-12
Also published as: JPH03217304A

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、バスなどの重荷重用車両、と
くには、その従動輪又は遊輪に適用されて好適な耐偏摩
耗特性に優れた重荷重用空気入りタイヤに関するもので
ある。

（従来の技術）第５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、このような車両に用いられるタイヤにあって
は、転がり抵抗及び横滑りが少なく、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、そのショルダー部に、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、タイヤのショルダー部における偏摩耗を抑制した重
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。

（課題を解決するための手段）この目的を達成するため、本発明タイヤにあっては、
タイヤのトレッド部に、その周方向に延在する複数の主
溝と、これら主溝によって区画された陸部と、少なくと
もタイヤ幅方向の最外側に位置する主溝内に配設され、
陸部から独立してタイヤ周方向に連続延在し、表面がト
レッド部よりタイヤ半径方向内方に位置し、タイヤへの
負荷を支持するトレッド接地域内で路面にすべり接触す
る段差領域とを具えるとともに、主溝とトレッド端との
間のショルダー部の外側域に、その周方向に所定間隔を
もって配設された複数のサイプを具え、サイプのタイヤ
幅方向の長さ（Ａ）をトレッド幅（Ｗ）の１〜５％とす
ると共に、それの最大深さ（Ｈ）を主溝の溝深さ以上と
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、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、タイヤ幅方向最外側領域、
即ちトレッド端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。そして、トレッド部の表面よりタイヤ半径
方向内方に位置する表面を有する段差領域は、タイヤ転
動に際し、当該段差領域が路面に引きずられることか
ら、制動方向を指向するせん断力が当該段差領域に集中
することとなる。

一方、タイヤに生ずる偏摩耗は、通例、制動方向にせ
ん断力が作用する領域で起こることが実験的に認められ
ており、接地領域の単位面積に作用する駆動及び制動方
向のせん断力の和は、ほぼ一定であると考えられること
から、段差領域に作用する制動方向のせん断力が大きく
なれば、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ったことと実質的に等価となるの
で、タイヤ周方向に作用するせん断力に起因するトレッ
ド部における偏摩耗の発生を抑制することができる。

なお、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し、タイヤのショルダー部に
は、サイドフォースに起因するせん断力が作用する。し
かしながら、タイヤ周方向に所定間隔をもって、そのシ
ョルダー部の外側域に配設したサイプが、トレッド端部
の剛性を低下させてその接地面圧を低くし、ショルダー
部における偏摩耗の核の発生を有効に阻止するので、当
該核の進展に伴うショルダー部における偏摩耗を抑制す
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（ａ）及び（ｂ）は、本発明にかかるタイヤ10
のトレッド部12及び線Ａ−Ａに沿うその断面を示す図で
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を示す。なお、その内部構造
は、第５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、トレッド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側に離間し
て形成された他の主溝16と、それら主溝によりそれぞれ
区画された陸部18とを具える。

それら主溝14及び16の溝幅は、それぞれのタイヤの仕
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（Ｗ）の５％〜12％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られている。

少なくともタイヤ幅方向の最外側に位置するそれぞれ
の主溝16は、各溝内に、周方向に連続して延びて表面が
トレッド部12の表面よりタイヤ半径方向内方に位置し、
タイヤへの負荷を支持するトレッド接地域で路面にすべ
り接触する段差領域20を具えるが、これら段差領域20の
幅Ｄは、それが配設される主溝16の溝幅Ｃの45％〜80
％、好ましくは、60％〜70％とし、また、段差領域20の
主溝16の溝底部からその表面までの高さ、即ち段差領域
の高さh₀は、好ましくは、主溝の溝深さｈの75％〜85％
とするものとする。

ここで、段差領域の幅Ｄを上記範囲内から選択するの
は、段差領域の幅Ｄが、主溝16の溝幅Ｃの45％より小さ
いと、段差領域20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、主溝16により区画された陸部18に作
用する制動方向のせん断力が相対的に増大することとな
り、陸部18の偏摩耗を有効に阻止し得ることができなく
なり、また、段差領域の幅Ｄが、主溝16の溝幅Ｃの80％
を越えると、段差領域20のタイヤ周方向における剛性が
高くなり、路面に対する接地面圧が増大するため、段差
領域を含むトレド部12の耐摩耗性が低下するからであ
る。

一方、段差領域20の高さh₀を上記範囲内から選択する
のは、高さh₀が主溝の溝深さｈの85％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、段差領域が接地することとなって、当該段差領域
に制動方向のせん断力を集中させることが困難になり、
また、段差領域の高さh₀を主溝の溝深さｈの75％より小
さくした場合には、正規荷重を越える荷重が作用して
も、段差領域が接地しないおそれが高く、段差領域によ
る高い効果を期待することが難しいからである。

このように、少なくともタイヤ幅方向最外側に位置す
る主溝16内に、タイヤ周方向に延在する段差領域20を有
するタイヤ10は、タイヤの転動に際してトレッド部に作
用する制動方向のせん断力が、当該段差領域20に集中す
るので、段差領域20に対向する陸部、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。な
お、それぞれの段差領域20のタイヤ幅方向幅（Ｄ）の総
和が、トレッド部12の接地幅（Ｗ）の５％未満である場
合には、段差領域を設けたことによる効果を充分に期待
することができず、一方、25％を越えると、トレッド部
の耐摩耗性が低下するので好ましくない。

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、タ
イヤのショルダー部22の接地圧が局部的に上昇すること
がある。このため、当該ショルダー部22が路面に対して
引きずられることとなり、当該ショルダー部22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、その幅方向端部、つまりショルダー部
22で、その外側域に、周方向に所定の間隔をおいて相互
に離間する複数のサイプ24を設け、ショルダー部22にお
ける剛性を低めてそこでの接地圧を低くし、接地圧の局
所的な上昇を阻止し、サイドフォースによるショルダー
部の引きずりを少なくすることとした。

しかしなから、ショルダー部外側域の剛性を必要以上
に低くすることは、トレッド端部分よりタイヤ幅方向内
方に位置する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、ショルダー部22の耐摩耗性が低下するの
で、サイプ24のタイヤ幅方向の長さ（Ａ）を、トレッド
部12の幅（Ｗ）の１％〜５％、好ましくは１％〜３％と
し、その最大深さ（Ｈ）を主溝16の溝深さｈより大きく
なるよう選択するものとする。

これは、サイプ24のタイヤ幅方向の長さ（Ａ）がトレ
ッド部12の幅（Ｗ）の１％より小さいと、ショルダー部
22の端部における剛性のみが低下することとなり：偏摩
耗の核の発生を抑制することができず、５％より大きく
なると、ショルダー部22の剛性が全体的に低くなりすぎ
て、耐摩耗性が低下するからであり、サイプ24の最大深
さ（Ｈ）が主溝16の深さ（ｈ）より大きくするのは、摩
耗中期以降も偏摩耗を充分に抑制し得るからである。

更に、本実施例にあっては、第１図（ｂ）に明示した
ように、通例、100°〜120°の範囲内になるショルダー
部22の隅部のなす角度θを70°〜100°の範囲内の値と
し、ショルダー部22の端部における剛性を低下させて当
該端部における接地圧を低くすることにより、それらサ
イプに協働してショルダー端部におけるサイドフォース
による偏摩耗の核の発生を抑制する構成とした。

ここで、隅部のなす角度θを70°〜100°の範囲内か
ら選択するのは、角度θが70°より小さくなると隅部の
剛性が低くなり過ぎるからであり、100°を越えると剛
性が高く、所期した効果を期待することができないから
である。なお、本実施例にあっては、ショルダー部22の
隅部を辺と辺とが交差する、いわゆるスクウェア形状と
したが、互いに連続するラウンド形状とすることもでき
る。

本発明の他の実施例を第２図に示す。この実施例に示
すタイヤ30は、タイヤ踏面を形成するトレッド部12とタ
イヤのサイドウォール部32との間に段差部34を形成した
点を除いて、第１図に示した実施例と実質的に同等な構
成をしており、段差部34を形成したことにより、トレッ
ドのボリュームを低減できると言う利点がある。

更に、他の実施例を第３図に示す。この実施例に示す
タイヤ50は、タイヤ周方向に連続して延在する主溝14及
び16と、タイヤ幅方向の最外側に位置する主溝16内でタ
イヤ周方向に連続して延在する段差領域20と、ショルダ
ー部22の外側域にタイヤ周方向に所定間隔をもって配設
されたサイプ24とを具え、タイヤ幅方向内側に位置する
主溝14により区画される陸部38が、タイヤ周方向に連続
する点は上記実施例と同様であるが、タイヤ幅方向外側
に位置する主溝16と主溝14とにより区画される陸部40
を、タイヤ周方向に相互に離間してタイヤ赤道面に対し
て斜交し、それぞれの変曲点を主溝14及び16側へ交互に
偏移させた横溝42a及び42bにて区画した複数のブロック
44からなるブロック列を具える点で異なっている。

このようにタイヤ幅方向外側に位置する主溝と、それ
に隣接する主溝とにより区画される領域にブロック列を
有するタイヤにあっても、当該ブロック列に隣接して配
設した段差領域20が、各ブロックの偏摩耗を抑制すると
ともに、ショルダー部に配設したサイプ24が、サイドフ
ォースに起因するトレッド端における偏摩耗の核の発生
を抑制する。

このようなタイヤのショルダー部における偏摩耗の発
生を調べるため、本発明タイヤと、従来タイヤとを用い
て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、サイズが10.00R 2014PRであって、
主溝を４本有するタイヤである。

◎供試タイヤ・発明タイヤ：第１図に示す構成を有するタイヤであって、トレッド
部の幅（Ｗ）を200mm、タイヤ幅方向外方に位置する主
溝の溝幅（Ｃ）を22mm、その溝深さ（ｈ）を14.0mm、段
差領域の幅（Ｄ）を14mm、その高さ（h₀）を11.5mm、サ
イプの長さ（Ａ）を5mm、その最大深さ（Ｈ）を18mm、
そしてショルダー部の隅部のなす角度θを90°としたタ
イヤ。

・従来タイヤ：第５図に示す構造を有するタイヤであって、主溝の横
幅（Ｃ）を22mm、その溝深さ（ｈ）を14.0mm、そしてシ
ョルダー部の隅部のなす角度θを110°としたタイヤ。

◎試験方法正規荷重を負荷した発明タイヤ及び従来タイヤを、2D
−４車の前輪に装着して交互に５万km （うち、高速道路約70％、一般路約30％）走行後、第４
図に示したように、段差領域が配設された主溝により区
画される陸部のエッジ部分における偏摩耗の幅（E₁）並
びにショルダー端における偏摩耗の幅（E₂）をそれぞれ
測定して比較した。

◎試験結果試験結果を次表に示す。

なお、偏摩耗が「無」とは、目視によっては偏摩耗を
判別できない状態を言うものとする。

この表から明らかなように、従来構造のタイヤにあっ
ては、タイヤのショルダー部における偏摩耗の発生が不
可避であるのに対し、本発明タイヤにあっては当該部分
に実質的に偏摩耗が発生することがないことが分かる。

（発明の効果）かくして、この発明によれば、少なくともタイヤ幅方
向の最外側に位置する主溝内に形成した段差領域に、制
動方向を指向するせん断力を集中させて、この段差領域
を摩耗犠牲部として機能させることにより、タイヤの制
動方向に作用するせん断力に起因して、主溝に区画され
た陸部のエッジ部分に沿って発生する偏摩耗を有効に抑
制することができ、併せて、サイドフォースに起因する
タイヤショルダー部への局所的な応力の集中をサイプを
もって遊離に低減することができるので、タイヤのショ
ルダー部における偏摩耗の発生の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（ａ）は、本発明にかかる重荷重用空気入りタイ
ヤのトレッドパターンの半部を示す図、第１図（ｂ）は、第１図（ａ）に示すタイヤの線Ａ−Ａ
に沿う断面図、第２図は、本発明の他の実施例を示すタイヤの断面図、第３図は、本発明の別な実施例を示すタイヤのトレッド
パターンを示す図、第４図は、タイヤのショルダー部における偏摩耗の測定
部位を示すための説明図、そして、第５図は、従来のタイヤの構造及びトレッドパターンを
それぞれ示す図である。 10,30,50…タイヤ、12…トレッド部 14,16…主溝、18,40…陸部 20…段差領域、22…ショルダー部 24…サイプ

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＢ６０Ｃ 11/04 Ｈ (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B60C 11/00 - 11/12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】タイヤのトレッド部に、その周方向に延在
する複数の主溝と、これら主溝によって区画された陸部
と、少なくともタイヤ幅方向の最外側に位置する主溝内
に配設され、陸部から独立してタイヤ周方向に連続して
延在し、表面がトレッド部よりタイヤ半径方向内方に位
置し、タイヤへの負荷を支持するトレッド接地域内で路
面にすべり接触する段差領域とを具えるとともに、主溝
とトレッド端との間のショルダー部の外側域に、その周
方向に所定間隔をもって配設された複数のサイプを具
え、サイプのタイヤ幅方向の長さ（Ａ）をトレッド幅
（Ｗ）の１〜５％とすると共に、それの最大深さ（Ｈ）
を主溝の溝深さ以上としたことを特徴とする重荷重用空
気入りタイヤ。