JP3524214B2 - 対称下部構造と非対称タイヤトレッドを有する車両用空気タイヤ - Google Patents

対称下部構造と非対称タイヤトレッドを有する車両用空気タイヤ

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JP3524214B2 JP14362195A JP14362195A JP3524214B2 JP 3524214 B2 JP3524214 B2 JP 3524214B2 JP 14362195 A JP14362195 A JP 14362195A JP 14362195 A JP14362195 A JP 14362195A JP 3524214 B2 JP3524214 B2 JP 3524214B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、実質的に半径方向に
延在する鋼及び／或いはアラミドワイヤを有する対称カ
ーカス上のブレーカー層の対称な束と深さ１２〜１８ミ
リメートルの少なくとも３本の縦溝を有する−場合によ
っては半径方向にキャップとベースとに区分される−非
対称イヤトレッドとを有する。このよなタイヤは特に、
貨物トラック−トレーラ及び特にセミトレーラにしばし
ばある操縦されない多軸ユニットの前方及び／或いは後
方軸上に使用される。
【０００２】
【従来の技術】多軸ユニットはトレーラの場合でもセミ
トレーラの場合でも大抵は操縦されない。これは前方軸
及び／或いは後方軸のかじ取装置製造に費用が余計にか
かり、また特にそのような操縦運動学により加わる重量
のためである。このことは必然的に立法者によって定め
られた軸荷重の最大限の許容値が大きいので残りの積載
量が減るということである。
【０００３】この問題を図１に沿って説明する。図１は
３本軸のセミトレーラ１を示す。その連結点２は図示し
てないセミトレーラによって中心点Ｍを中心に円軌道３
上を案内される。準静的に観察すると３本の操縦されな
い軸４、５、６を含む軸ユニットが点Ｍを中心により狭
い円形軌道を探し出す。その場合軸ユニットの荷重中心
点Ｇを通る１本の軸線は円軌道中心点Ｍを通る。Ｇの位
置は軸荷重配分と軸間距離とによって異なる。前方軸と
内側軸との間の軸間距離及び内側軸と後方軸との間の軸
間距離が同じで且つ軸荷重が一致していれば、Ｇは正確
に内側の軸上にある。その場合をここに示した。このよ
うに典型的な場合には内側軸５の両方の車輪はＭを中心
に正確に円軌道の接線方向に回る。
【０００４】これに対して前方軸４と後方軸６はかじ取
り装置が欠けているので正確に接線軌道を描くことは不
可能で、むしろ内側の曲線の車輪の円軌道への接線Ｔｉ
とこの車輪の周縁方向Ｏｉとの間に差角βｉ、即ち強制
滑りを生ずる。類似のことが外側の曲線の車輪について
もいえる。そこでは対応する量をｉでなくａで示した。
【０００５】同じ連結・曲線軌道を動的にみると、速度
の二乗で増大する遠心力が加わる。対応する求心力によ
ってこの遠心力との平衡が保たれなければならない。後
方軸ユニットが横方向の合力を吸収することができるよ
うに、このユニットはタイヤの傾斜走行角・横方向力ダ
イヤグラムに応じて合成傾斜走行角を必要とし、この傾
斜走行角は事前に準静的に検査された角度比に重なる。
即ち中心軸も値は小さくても車輪は曲線軌道に対して傾
斜走行角を作る。
【０００６】求心力を出すために必要な、中心軸のこの
傾斜走行角は予め準静的とされた、後方軸６の傾斜走行
角の方向に方向付けられる。即ち遠心力と平衡を保つた
めの必要条件は後方軸６の傾斜走行角の値の更なる増
大、中心軸の同じ方向に方向付けされた或る程度の傾斜
走行角の形成及び前方軸４の準静的に定められた遠心作
用する傾斜走行角の解消（と軌道湾曲と比較して極端な
遠心力の場合最終的には求心方向へ方向転換）という結
果をもたらす。
【０００７】この動的観察により、操縦されない多軸ユ
ニットでは後方軸に最大限の横方向力が生じることを知
る。従ってそこの磨耗は最大限になる。３本軸ユニット
では実際上同じ構造のタイヤの走行能力は後方軸で８
０、０００ｋｍ、前方軸で１２０．０００ｋｍ、内側軸
では３００．０００ｋｍか普通である。
【０００８】乗用車タイヤについては従来から、曲線態
様を非対称トレッド形成によって改善することが知られ
ている。その場合拡大された溝部分が車両外側にできて
いる。そのような構成の例はドイツ意匠Ｍ91 01 356.9
に記載されており、「ゴムタイヤ装備」誌０９／８８号
２１頁の広告にある。しかしこれらの公知のタイヤの構
造は商工業用自動車には適しておらず、他の目的、即ち
最大限に可能な横方向加速を高めるという目的を追求す
るものである。
【０００９】 更に−本出願人には未知の成果であるが
−ＥＰ0 307 340号明細書中に提案されている航空機タ
イヤでは、対称下部構造にタイヤトレッドの各半分の一
方のみが溝を有する。しかしこのようなタイヤは約３０
００キロメートルの走行能力があればよく、係数がほぼ
３倍の速度のものに適している。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】この発明の課題は、初
めに記載した様式の車両用空気タイヤ、特に後方軸上の
操縦されない多軸ユニットを有するセミトレーラ或いは
トレーラ用のタイヤの寿命を改善することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】 この課題は、ａ）軸方
向外側に特別に広い溝ウェブ を設け、車両外側の縦溝
と車両外側のタイヤの走行路接触面縁部との間で溝の深
さの 半分の所で測る幅がタイヤの走行路接触面幅の２
５％〜４０％になり、ｂ）軸方向外 側の溝ウェブに平
面図にしてみると本質的に円環形である凹部のみを３列
設け、各列 の凹部は１００〜１５０個であることによ
り解決される。
【００１２】従来二三の高速乗用車タイヤ用としてのみ
提案されてきた、軸方向外側の特に幅広い溝ウェブによ
って、このタイヤトレッド部分の走行距離毎の磨耗量を
一定に保つ場合でさえ走行距離当たりの溝深度減少が低
下する。事実この発明によって減少した、車両外側のタ
イヤトレッド部分の面圧のために走行距離当たりの磨耗
量はやや減少し、それはこの発明によって達成された車
両外側のタイヤトレッド部分の走行距離当たりの溝深度
の減少を一層低下させる。
【００１３】特に軸方向外側の溝ウェブの幅はタイヤの
走行路接触面幅の３０％〜３８％になる。ドラム試験台
上の従来の検査によれば実際を模擬した傾斜走行角の下
での一様な磨耗は３５％〜３６％になる模様である。
【００１４】 更に別の処置、即ち軸方向外側の溝ウェ
ブに縦、横、斜めの溝や切り込みでなく、円環状の凹部
を設けるという処置により凸部即ちトレッドは極く僅か
しか拡張しないことになり、亀裂発生または亀裂拡大の
阻止に役立つ。殊に縦切り込みを設けないということ
は、溝底の凹部の横方向湾曲の結果応力集中を決定的に
緩和させることを意味する。これの応力は商工業車タイ
ヤでは正に、係数がほぼ２．１倍の溝深度（より大きい
静安定）とより大きいゴム硬度の係数がほぼ４，４倍高
い（走行路接触面における面圧に一番近い）空気圧のた
めに高速乗用車タイヤの場合の係数がきっちり１０倍で
ある。
【００１５】軸方向外側の、切り込みのない溝ウェブに
おける、平面図では本質的に丸い（縦溝に連絡しないた
めに専門語では「袋穴」とも呼ばれる）凹部の配設は濡
れた道路上でも切欠作用が最も小さくて必要な耐滑安全
性が維持され、加硫型を閉じるときの周縁方向のゴムの
流れを細める。
【００１６】特に外側の溝ウェブの車両外側の縁部も他
の縁部も途切れることなく正確に周方向に延びている。
この構成により切り欠き作用が減少し且つ特に接触域の
始端と終端における振動の励起の振幅が最小限になる。
外側の溝ウェブの剛性を高め且つそれによって永久振動
の際の疲労感度を高める、外側の溝ウェブの内実性にも
かかわらずそのような振動による亀裂は回避される。
【００１７】この発明によるタイヤトレッドの構成は特
に既に本出願人によって公開された下部構造上の配設に
良い。前記下部構造の場合少なくとも最も幅広いブレー
カ層幅はタイヤトレッドの幅より少なくとも１０％広
く、加えてタイヤトレッドの軸方向の縁部から側壁部へ
の移行部が喉部として構成され、喉部の半径は６０ミリ
メートルより小さい。本出願人が商標ＥＯＴを有するそ
のようなタイヤは縮絨するタイヤトレッド容積の減少と
特にタイヤトレッドと側壁部の間の移行部の縮絨能力集
中の減少とによるころがり抵抗の減少を可能にする。
【００１８】ＥＯＴタイヤは通常従来の商工業車タイヤ
（８バール過剰圧）と同様の空気圧で運転されるので、
その結果同じ軸荷重でタイヤトレッドが同じ面積のタイ
ヤ走行路接触面に偏平化する。その際長さの寸法は横の
寸法の減少に応じて大きくなる。従って走行路接触面中
心点からの距離がより大きくなるより大きな半径方向加
速をする空気出入りが生じ、それが高軸中心のタイヤ回
転に対する感度を高める。この問題先鋭化は、走行路接
触面中心点までの距離が最大であるために、トレッド縁
部で、特に車両外側で特にはっきりする。この発明の特
徴によってトレッド縁部はＥＯＴ下部構造のより高い要
請を満たす。
【００１９】EOT下部構造の有無に関係なくこの発明の
タイヤは軸方向に並列に配列する少なくとも二つのトレ
ッドを異なる材料で形成することによって磨耗状態が更
に改善される。その場合最外側のトレッドの磨耗量はド
イツ工業規格53516によって最大で他のトレッドのそれ
の70%である。
【００２０】当業者には磨耗量を時間の経過と共に低下
させるいくつもの処置法が知られている。その一つは硬
度上昇である。この硬度上昇は架橋結合密度を高めるこ
とによって達成される。このことは助触媒配量に適当に
対応して硫黄の配量を増やすことによって可能となる。
これによって、特に、制動効果を維持するためにタイヤ
トレッドの横方向刻みの数及び／或いはタイヤトレッド
の車両内側・中心領域の摩擦値が増える場合には狭い範
囲で許容されうるアスファルトと比較して摩擦係数が低
下するだろう。
【００２１】軸線方向の摩擦係数の僅かな低下は更に摩
擦減少効果を大きくするものである。何となればそれに
よって特に磨耗危険のある車両外側区域に生じる摩擦効
率が、無論その他の区域と内側軸上の摩擦効率の上昇は
やむを得ないこととしてであるが減少するからである。
【００２２】しかし磨耗抵抗は他の型の充填材及び／或
いは他の充填材配量によっても高めることができる。当
業者に公知なのは、その場合、硬度上昇が生じても、摩
擦係数の低下をきたしてはならないということである。
当業者には更に、高められたヒステリシスが用いられる
限り、その上昇が摩擦係数を決定するのに重要な高周波
数域にのみ現れ、ころがり抵抗値を決めるのに決定的に
重要な低周波数域には現れず、そうしてエネルギー消耗
の増大とタイヤトレッド温度の上昇とそうでない場合に
生じる再生能力の減少とを回避することも知られてい
る。当業者には特に、充填材及び／または重合体の分子
の大きさを縮小する場合には高ヒステリシスの周波数帯
域が上方へ推移することが知られている。
【００２３】更に当業者に公知なのは、磨耗抵抗は天然
ゴム成分（ＮＲ）を犠牲にしたブタジエン（ＢＲ）及び
／或いはスチロールブタジエン（ＳＢＲ）の分量の増加
によって高められることである。そうなるとスチロール
ゴム成分の増加以上に大きな亀裂発生を相殺するために
は、外側の溝ウェブの両方の縁部を折れないように形成
すること、即ち場合によっては柔軟に波形に形成し、特
に真っ直ぐに形成することが特に重要である。
【００２４】この発明の別の有利な構成では、応力が集
中するトレッドの部分に材料の境界を定める。そこでの
材料劣化を阻止するために磨耗性の異なる二つのトレッ
ドの境界をそれら二つのトレッド間の縦溝の中心線を中
心に対称な中央部に設けることとする。その中央部の幅
はその溝の深さの半分の所の溝幅の60%とする。
【００２５】
【実施例】この発明を図により詳細に説明する。図２は
軸方向に区分される二材料製トレッドを有するこの発明
による車両用タイヤ７の横断面を示す図である。スチー
ル（鋼）ワイヤー・コードから成るカーカス８の上方に
は同じくスチール（鋼）ワイヤー・コードから成る４層
のブレーカ層９とトレッド１０とがある。
【００２６】この発明の本質的な特徴は外側の２つの溝
ウェブのうち符号１２で示した一つの幅１が特に広いこ
とである。この溝ウェブ１２の幅１はこの実例では全ト
レッド１０の幅Ｌの３５％になる。このタイヤ７は、幅
の広い溝ウェブ１２が車両外側の側面にくるように取り
付けられる。
【００２７】幅の広い溝ウェブ１２の内側には、周方向
と軸方向に広がる（実際には無論タイヤ湾曲に従って僅
かに湾曲した）平面に主延在方向がない凹部１４のみが
ある。即ち凹部１４は、図４に明瞭に示すようにこの平
面では本質的に丸である。この凹部１４の深度は３個の
溝１１の深度とほぼ一致する。この凹部１４の底部にそ
れぞれ１個の排石部がある。この排石部については当業
者に公知のものであるから詳記しない。
【００２８】外側の溝ウェブ12の凹部14はこの例では相
互に位相ずれした3つの列15に配置される(図4も参照)。
このようにして接触帯域への入りと出の際の湾曲形成変
化のために凹部壁部に沿う応力集中は強く阻止される。
【００２９】トレッド１０はこの発明の有利な実施態様
では車両内側のトレッド１０．１と車両外側のトレッド
１０．２とに分割されている。車両外側のトレッド１
０．２は車両内側のトレッド１０．１と比較してドイツ
工業規格５３５１６に従って測定される磨耗量の高々７
０％を有するのが有利である。
【００３０】無論両方のトレッド１０．１とトレッド１
０．２とも、自体公知のように、半径方向にも区分する
ことが可能で、そのように区分した場合には内側層をベ
ース、外側層をキャップとする。そのような場合はここ
で取り扱われた軸方向のゴム混合物・区分は両方のキャ
ップにのみ関連させることができる。
【００３１】車両外側の縦溝11c内には中央に、軸方向
に積層されたトレッド10.1と10.2の境界がある領域があ
る。溝11cがジグザグしている場合には中央の領域の位
置が断面から断面へ変化するが、その断面にある境界1
0.3は正確に溝11cの基底の中心にある。トレッド10.1と
10.2の境界10.3はここに挙げた例では厳密に半径方向に
ある。
【００３２】図３は軸方向に区分されていないトレッド
１０を有するこの発明による車両用タイヤ７の横断面を
示している。図２と反対にこの場合にはいわゆるEOT 構
造を示している。この場合にはトレッドが最も幅の広い
ブレーカ層より狭く形成してある。このような下部構造
上ではトレッド１０のこの発明による溝形が特に明瞭に
その長所を展開する。このような下部構造に対しては−
ここに示したように−両方のトレッド縁部１３を、側壁
部１８への移行部の横断面にそれぞれ１つの喉部１７が
できるように形成するのがよい。喉部１７の半径ｒは６
０ミリメートルより小さい。
【００３３】図4はこの発明による車両用タイヤ7の周方
向部分を示している。通常の幅の3個の溝ウェブ20に高
い制動機能を保証するための切り込み19を設けてあるの
に対して、車両外側の、この発明による特別に幅の広い
溝ウェブ12にはそのような切り込みはなく、その代わり
に実質的に、この例では厳密に丸い凹部14がある。これ
らの凹部はこの例では相互に位相ずれした３つの列15に
配設してある。 溝ウェブ12の両方の縁部13と16は切り
込み作用を阻止するために中断部なしに周方向に延在し
ている。
【００３４】図５は対角線状に分割された二材料・トレ
ッドを有するこの発明による車両用タイヤ７の横断面を
示すものである。鋼製ワイヤ・コードから成るカーカス
８の上方に同じく鋼製ワイヤ・コードから成る４つのブ
レーカ層９があり、その上にはトレッド１０がある。対
角線方向の区分が特に正確に負荷の差に対応する材料区
別を可能にする。対角線状の材料境界１０．３はこの発
明によって特に幅の広い車両外側の溝ウェブ１２を通
り、その結果タイヤの新状態においてこの溝ウェブ１２
が完全に特に耐磨耗性の混合物と道路接触し、その場合
ある程度の磨耗の後この効果が図２の例とは異なって少
なくなる。このことはこの構成において意図されたもの
である。というのは二三の実験結果が、縁部磨耗の解決
すべき問題は溝深度が浅くなると減少することを示唆す
るからである。このようにして過剰補償は阻止されると
いうものである。
【００３５】その他この構成はすべての符号を含めて図
２に示した構成に対応し、特に車両外側のトレッド１
０．２の磨耗量は車両内側のトレッド１０．１と比較し
てドイツ工業規格５３５１６の規定に従って測定される
磨耗量のせいぜい７０％である。
【００３６】
【発明の効果】以上の４つの図に示したタイヤはセミト
レーラ、特に前方と後方の軸に使用するものである。こ
のタイヤは交換作業の頻度を低くくすることによって経
済性が特に高い。
【図面の簡単な説明】
【図１】３本軸セミトレーラの概略図である。
【図２】軸方向に区分された二材料製トレッドを有する
この発明の車両用タイヤの横断面図である。
【図３】軸方向に区分されないトレッドを有するこの発
明の車両用タイヤの横断面図である。
【図４】この発明の車両用タイヤの周方向部分の平面図
である。
【図５】対角線で区分されるトレッドを有するこの発明
の車両用タイヤの横断面図である。
【符号の説明】
13本軸セミトレーラ 7車両用タイヤ 8カーカス 9ブレーカ層 10トレッド 10.1車両内側トレッド 10.2車両外側トレッド 10.3境界 11縦溝 11a 溝 11b 溝 11c 溝 12溝ウェブ 13トレッド縁部 14凹部 15列 16縁部 17喉部 18側壁部 19切り込み 20溝ウェブ L タイヤトレッド幅 ｌ 溝ウェブの幅
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ディーター・ローデ ドイツ連邦共和国、31275 レールテ、 ヴイントミユーレンストラーセ、４ (72)発明者 ジークフリート・プレトリウス ドイツ連邦共和国、30890 バルジング ハウゼン、ヴァッサーレーゼ、ヌンマー 17 (72)発明者 クラウス−ハイナー・ハルトマン ドイツ連邦共和国、31535 ノイシユタ ット、ツム・ボーデンカムプ、５ (56)参考文献 特開 昭54−57706（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−275008（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−154406（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−185507（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) B60C 9/18,11/01,11/04 B60C 11/11,11/117

Claims (7)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 実質的に半径方向に延在する鋼及び／或
    いはアラミドワイヤを有する対称カーカス（８）上の対
    称なブレーカー層（９）の束と、深さ１２〜１８ミリメ
    ートルの少なくとも３本の縦溝（１１）を有する非対称
    タイヤトレッドとを有し、操縦されない多軸ユニットの
    前方及び／或いは後方の軸上に使用する車両用空気タイ
    ヤ（７）において、ａ）軸方向外側に特別に広い溝ウェ
    ブ（１２）を設け、車両外側の縦溝（１１ｃ）と車両外
    側のタイヤの走行路接触面縁部（１３）との間で溝の深
    さの半分の所で測る幅（ｌ）がタイヤの走行路接触面幅
    （Ｌ）の２５％〜４０％になり、ｂ）軸方向外側の溝ウ
    ェブ（１２）に平面図にしてみると本質的に円環形であ
    る凹部（１４）のみを３列設け、各列（１５）の凹部は
    １００〜１５０個であることを特徴とする車両用空気タ
    イヤ（７）。
  2. 【請求項２】 構成要件ａ）に従って測定される車両外
    側、特に幅の広い溝ウェブ（１２）の幅がタイヤの走行
    路接触面幅（Ｌ）の３０％〜３８％であることを特徴と
    する請求項１の車両用空気タイヤ。
  3. 【請求項３】 外側の溝ウェブ（１２）の車両外側の縁
    部（１３）も溝ウェブ（１２）の他の縁部（１６）も中
    断なしに且つ正確に周方向に延在していることを特徴と
    する請求項１の車両用空気タイヤ。
  4. 【請求項４】 少なくとも最も広いブレーカー層（９）
    の幅がタイヤトレッド（１０）の幅（Ｌ）より少なくと
    も１０％広く、タイヤトレッド（１０）の軸方向縁部
    （１３）から側壁部（１８）への移行部を喉部（１７）
    として形成し、喉部半径が６０ミリメートルより小さい
    ことを特徴とする請求項１の車両用空気タイヤ。
  5. 【請求項５】 タイヤトレッレドを材料の異なる少なく
    とも２つの、軸方向に配置されるトレッドから形成し、
    軸方向最外側のトレッド（１０．２）の摩耗性がタイヤ
    トレッドの残りの領域（１０．１）の摩耗性の最高７０
    ％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一の
    車両用空気タイヤ。
  6. 【請求項６】 摩耗性の異なる２つのトレッド間の境界
    （１０．３）がこれら２つのトレッド間の溝（１１ｃ）
    の基底の中心にあり、この中心の領域は溝中心線を中心
    に対称であり、この領域の幅は溝の深さの半分の所の幅
    の６０％であることを特徴とする請求項５の車両用空気
    タイヤ。
  7. 【請求項７】 異なる２種の耐磨耗性のトレッド（１
    ０．１と１０．２）の間の境界（１０．３）が横断面図
    にしてみると溝ウェブ（１２）の、溝（１１ｃ）側上端
    部と車両外側トレッド（１０．２）の下方端部とを結ぶ
    対角線上にあることを特徴とする請求項５の車両用空気
    タイヤ。
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