JP3539450B2

JP3539450B2 - 重荷重用空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP3539450B2
Application number: JP15496895A
Authority: JP
Inventors: 温雄岸
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1995-06-21
Filing date: 1995-06-21
Publication date: 2004-07-07
Anticipated expiration: 2019-07-07
Also published as: JPH092026A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はリブパターンを有する重荷重用空気入りラジアルタイヤに関し、さらに詳しくはリブパターンの有効接地面積を低減することなく偏摩耗を抑制可能にした重荷重用空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
リブパターンはブロックパターンに比べて耐摩耗性に優れているため、重荷重用空気入りタイヤに使用されることが多い。しかし、リブパターンをもつ重荷重用空気入りタイヤが有する問題は、円弧状のトレッド面のタイヤ外径がトレッドショルダーに向かうほど小さくなっている関係で、トレッドセンター部とショルダー部とでは半径差に基づく周速差が生じ、その周速の遅いショルダーリブや中間リブが路面に引きずられて、それらのショルダー側端部が多く摩耗するリブパンチ等の偏摩耗を発生しやすいことであった。
【０００３】
このうちショルダーリブの偏摩耗対策としては、ショルダーエッジのややタイヤ内側にタイヤ周方向に沿って連続する細溝を設けたり、或いはショルダーエッジに沿って多数のカーフを所定ピッチで配置したりすることにより、ショルダーエッジ剛性を低減させて偏摩耗を回避することが効を奏している。
一方、中間リブのショルダー側端部の偏摩耗対策としては、その中間リブのショルダー側端部にタイヤ周方向に延びる細溝を設けて狭リブを形成したり（特開平５−２４６２１３号公報）、さらにその狭リブのトレッド高さを低く段付きにして、その段付き狭リブに摩耗を集中させるようにしたものが提案されていた（特開平２−１６９３０５号公報、特開平５−３１９０２９号公報等）。
【０００４】
しかし、後者の段付き狭リブにする対策は、タイヤの有効接地面積を低減するためタイヤ全体としての摩耗ライフを低下させてしまう欠点があった。また、前者の対策は、摩耗初期は狭リブのトレッド高さがリブ本体と同じであっても、摩耗がその狭リブだけに集中するため、結局は使用過程においてタイヤの有効接地面積を低減し、同じくタイヤ全体としての摩耗ライフを低下させてしまう欠点があることに変わりはなかった。
【０００５】
本発明者は、リブに起こる偏摩耗の原因について詳細を検討した結果、その偏摩耗が単にタイヤ周方向の周速度の差に基くトレッドの引きずりだけでなく、タイヤ軸方向にも比較的大きな引きずりを発生していることに偏摩耗を増大させる原因があることを突き止めた。
すなわち、従来のリブパターンを有するラジアルタイヤが負荷を受けた状態下で接地すると、子午線断面が円弧状に湾曲しているトレッドの接地形状（フットプリント）は、図８（Ａ）のように破線で示す接地前のリブ５２の形状が実線で示す形状に変化し、また子午線断面では図８（Ｂ）のように変化する。すなわち、タイヤ外径の小さいショルダー側端部のゴムほど、矢印で示すようにセンター側に移動し、これが路面を引きずって偏摩耗をを増大させていたのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、リブパターンを有する重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、トレッド接地面でのタイヤ軸方向に生ずる引きずりを低減させることにより、トレッドの有効接地面積を低減させることなく偏摩耗を抑制可能にした重荷重用空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明は、トレッド面にタイヤ周方向に延びる複数本のリブを形成したリブパターンを有する重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、少なくともトレッドセンターとトレッドショルダーとの中間に位置する中間リブに、タイヤ周方向に延びると共に溝深さ方向をトレッド面からトレッドセンター側に傾斜させた細溝を設けることにより、該中間リブを同一トレッド高さをもつトレッドセンター側の広幅リブとトレッドショルダー側の狭幅リブとに区分し、該狭幅リブの幅Ｗ₂の前記広幅リブの幅Ｗ₁に対する比Ｗ₂／Ｗ₁を
０．１≦Ｗ₂／Ｗ₁≦０．２５
の範囲にし、前記細溝の溝深さ方向のトレッド面法線方向に対する傾斜角度αと、前記広幅リブのトレッドセンター側溝壁のトレッド面法線方向に対する傾斜角度βとを、０＜α＜βの関係にすると共に、前記広幅リブのトレッド面のタイヤ軸方向に対してなす傾斜角度θに対し、
３．４θ≦（α＋β）／２≦６．４θ
の関係にしたことを特徴とするものである。
【０００８】
このように細溝によりリブを区分しているが、その区分した広幅リブと狭幅リブとのトレッド高さを同一にしているので、トレッドの有効接地面積を実質的に低減させることはない。
また、細溝の溝深さ方向をトレッド面からトレッドセンター側に傾斜させたことにより、トレッドセンター側に分割された広幅リブの子午線断面形状をショルダー側に傾斜するほぼ平行四辺形にするため、その広幅リブを接地時にショルダー側へ曲げを発生しやすくなる。そして、このショルダー方向への曲げ作用と、前述した図８で示す路面からのセンター方向への摩擦力とを互いに打ち消し合うようにする。
【０００９】
すなわち、リブ１２のトレッド面では、図７（Ｂ）に示すように、広幅リブ１２ａの曲げ作用と路面からのセンター方向への摩擦力とが互いに打ち消し合うように作用することによって、図７（Ａ）に示すように実質的にタイヤ周方向のゴムの動きが残るだけで、余分なすべりが抑制されるようになるため、偏摩耗を減少させることになるのである。
【００１０】
また、上記構成の細溝によってトレッドショルダー側に区分された狭幅リブは、タイヤ子午線断面形状がほぼ台形になるため、コーナリング走行時や高負荷時における広幅リブの曲げを支持し、過剰な曲げによって座屈を生じないようにする。
本発明において、狭幅リブのリブ幅Ｗ₂は広幅リブのリブ幅Ｗ₁に対して、その比Ｗ₂／Ｗ₁が０．１≦Ｗ₂／Ｗ₁≦０．２５の範囲になるようにしている。狭幅リブのリブ幅Ｗ₂が広幅リブのリブ幅Ｗ₁の０．１よりも小さいと、広幅リブの過剰な曲げに対して座屈防止作用を行うことが難しくなる。また、広幅リブのリブ幅Ｗ₁の０．２５を超えるほどに大きくなっては、上述した広幅リブの曲げ作用を十分に活かすことが難しくなる。
【００１１】
タイヤを正規リムに装着し、標準空気圧にインフレートしたとき、広幅リブのショルダー側壁面の傾斜角度αとセンター側壁面の傾斜角度βとは、ほぼ近似した大きさににはするが、α＜βの関係にしておく必要がある。α＜βの関係によって、広幅リブの曲げがショルダー側へ極端に大きくならないようにし、適度の剛性を維持することができるようにする。
【００１２】
また、広幅リブの傾斜角度α，βは、その和の１／２の値、即ち（α＋β）／２の値が、タイヤを正規リムに装着し、標準空気圧にインフレートしたときの広幅リブのトレッド面のタイヤ軸方向に対する傾斜角度θに対して、３．４θ以上、６．４θ以下になるようにする。この（α＋β）／２の値が３．４θよりも小さくなると、接地時ショルダー方向への曲げ作用が十分得られないという欠点があり、また６．４θよりも大きくなると、ショルダー方向への過大な曲げ作用によって細溝底の広幅リブ側に亀裂が入るという不具合が起こる。
【００１３】
本発明において、本発明で規定する広幅リブと狭幅リブとに分割する細溝は少なくとも中間リブに設ければよく、ショルダーリブには偏摩耗対策として従来公知の他の手段を使用するようにしてもよい。また、センターリブには実質的に偏摩耗は発生しないので、このような対策は原則として必要ではない。
タイヤ周方向に延長するように設ける主溝およびリブは、直線状であっても、或いはジグザグ状等に屈曲したものであってもよい。また、リブを広幅リブと狭幅リブとに区分する細溝も直線状であっても、ジグザグ状等に屈曲するもののいずれであってもよい。
【００１４】
主溝の深さや幅は、一般に重荷重用空気入りラジアルタイヤに使用されている範囲でよい。例えば、主溝深さとしては１３〜１６mm、主溝幅としては１０〜１５mmの範囲が好ましい。また、センターリブ、中間リブ、ショルダーリブ等の各リブの幅は特に限定されるものではなく、一般の重荷重用空気入りラジアルタイヤに使用されている範囲でよい。好ましくは、２０〜３５mmの範囲にするのがよい。
【００１５】
また、リブを広幅リブと狭幅リブとに区分する細溝は、その溝幅としては、主溝幅の１／４〜１／１０の範囲、好ましくは１．５〜３．０mmの範囲にするとよい。また、細溝の溝深さは、主溝深さの８０〜１００％の範囲がよい。また、細溝の傾斜角度αは１°〜１４°の範囲、広幅リブのセンター側壁面の傾斜角度βは１０°〜１５°の範囲にするとよい。
【００１６】
以下、本発明を図に示す実施例により具体的に説明する。
図１は本発明による重荷重用空気入りラジアルタイヤの半断面を示し、図２はそのトレッド面を例示している。１はトレッド、２はカーカス層、３はベルト層である。
トレッド１の外周面（トレッド面）には、タイヤ周方向に連続する複数本（図の例では４本）の主溝４が設けられ、これら主溝４により複数本（図の例では５本）のリブ１２に区分されたリブパターンを形成している。これらリブ１２のうち中間リブＭ１２とショルダーリブＳ１２には、それぞれのショルダー側に片寄った位置にタイヤ周方向に連続する細溝５が設けられ、それぞれトレッドセンター側に広幅リブ１２ａを、またショルダー側に狭幅リブ１２ｂをそれぞれ形成するようにしている。
【００１７】
細溝５は、その溝深さ方向がトレッド面からトレッドセンター側に傾斜するように設けられ、この傾斜によって広幅リブ１２ａのタイヤ子午線断面形状がショルダー側に傾斜したほぼ平行四辺形に近似した形状になっている。また、この細溝５は、中間リブＭ１２およびショルダーリブＳ１２に対して、それぞれショルダー側に片寄った位置に設けられ、その狭幅リブ１２ｂのリブ幅Ｗ₂が広幅リブ１２ａのリブ幅Ｗ₁に対して０．１≦Ｗ₂／Ｗ₁≦０．２５の関係になっている（図３参照）。
【００１８】
また、細溝５の傾斜角度α、すなわち溝深さ方向がトレッド面の法線方向に対してなす傾斜角度αは、広幅リブ１２ａのトレッドセンター側溝壁がトレッド面法線方向に対してなす傾斜角度βとほぼ近似する大きさであるが、０＜α＜β の関係になっている（図３参照）。また、傾斜角度α、βは、広幅リブ１２ａのトレッド面のタイヤ軸方向に対する傾斜角度θとの間に、３．４θ≦（α＋β）／２≦６．４θ の関係を有するように形成されている。
【００１９】
ここで、広幅リブ１２ａのトレッド面の方向とは、タイヤを正規リムに装着して標準空気圧を充填し、インフレートした状態において、広幅リブ１２ａの子午線断面のトレッドセンター側端部Ｐ₁とショルダー側端部Ｐ₂とを結んだ直線として定義される。
上述した図１，図２に図示した実施例は、上記規定の細溝５を中間リブＭ１２とショルダーリブＳ１２との両方に設けたが、上記規定の細溝５は少なくともセンターリブとショルダーリブとの中間に位置する中間リブに設ければよく、ショルダーリブに対する剛性低減の偏摩耗防止構造としては、従来公知の他の構造にしてもよい。
【００２０】
図５は、このようにショルダーリブＳ１２を他の構造にした実施態様を示すものであり、中間リブＭ１２には上記規定の細溝５を設けているが、ショルダーリブＳ１２には、上記規定とは異なる細溝５’を設けている。
このショルダーリブＳ１２に設けた細溝５’は、溝深さ方向がトレッド面からトレッドセンター側に傾斜していないため、広幅リブ１２ａの子午線断面形状は平行四辺形ではなく、台形になっている。
【００２１】
この実施態様によっても、上記図１，２と同様の偏摩耗抑制効果を得ることができる。
図６は、同様にショルダーリブＳ１２を他の構造にした更に他の実施態様を示す。
この実施態様では、同様に中間リブＭ１２には上記規定の細溝５が設けられているが、ショルダーリブＳ１２には、ショルダー端より外側の壁面に、斜めに延びる細溝５”をタイヤ周方向に延長するように設け、更にその外側に非接地リブ１３を設けている。
この実施態様によっても、上記図１，２と同様の偏摩耗抑制効果を得ることができる。
【００２２】
【実施例】
実施例１
タイヤサイズが 11R22.5 14PR 、トレッドパターンが図２であり、中間リブとショルダーリブとにそれぞれ細溝を設け、そのうちショルダーリブの細溝の溝幅を２mm、傾斜角度δを５°とする点をそれぞれ共通にし、中間リブにおける広幅リブと狭幅リブのリブ幅比Ｗ₂／Ｗ₁、細溝の傾斜角度α、細溝の傾斜角度αと広幅リブのセンター側壁面の傾斜角度βとの（α＋β）／２（ただし、傾斜角度βは１５°の一定にした）の値を、それぞれ表１のように異ならせた本発明タイヤ１〜６、比較タイヤ１〜５を製作した。
【００２３】
また、比較のために、同一タイヤサイズで、いずれのリブにも細溝を設けていない従来タイヤを製作した。
これら１２種類の重荷重用空気入りラジアルタイヤを、それぞれ１０トントラック（２−２Ｄ車）のフロント軸に装着し、４０，０００ｋｍを走行後のトレッド面の偏摩耗発生の状況を目視により調べたところ、表１のような結果が得られた。
【００２４】
【表１】

【００２５】
表１の結果から、本発明の条件を満足する本発明タイヤ１〜６は、いずれも偏摩耗を実質的に発生していないことがわかる。
実施例２
実施例１の本発明２のタイヤと本発明２のタイヤの狭幅リブに段差加工を施したタイヤ（比較例６）を、実施例１と同様に１０トントラック（２−２・Ｄ車）のフロント軸に装着し、４００００ｋｍを走行後の摩耗量を比較したところ、表２のような結果が得られた。
【００２６】
【表２】

【００２７】
表２の結果から、段差狭幅リブのタイヤ（比較例６）の摩耗ライフは本発明タイヤ２に比較して劣るということがわかる。
実施例３
実施例１の本発明２のタイヤと本発明２のタイヤのショルダーリブに図１，図２の態様の細溝を配置したタイヤ（本発明７）を実施例１と同様に１０トントラック（２−２・Ｄ車）のフロント軸に装着し、４００００ｋｍを走行後のトレッド面の偏摩耗発生の状況を目視により調べたところ、表３のような結果が得られた。
【００２８】
【表３】

表３の結果から、２種類の供試タイヤ（本発明２と７）とも偏摩耗を実質的に発生していないことがわかる。
【００２９】
【発明の効果】
上述したように、本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤは、リブパターンを有するものにおいて、少なくとも中間リブを細溝により区分して広幅リブと狭幅リブとを形成する場合に、その狭幅リブを広幅リブと同一トレッド高さにしているためトレッドの有効接地面積を低減させることがなく、しかもトレッド接地面でのトレッドゴムをタイヤ軸方向に実質的に動かないように抑制することによって、タイヤ軸方向への引きずりを低減するようにしたため偏摩耗の抑制効果を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の重荷重用空気入りラジアルタイヤの一例を示す半断面図である。
【図２】図１のタイヤのトレッド面の要部を示す平面図である。
【図３】図１のタイヤのトレッド部の要部を示す縦断面図である。
【図４】図１のタイヤのインフレート時のトレッド部要部を示す縦断面図である。
【図５】本発明の他の実施例からなる重荷重用空気入りラジアルタイヤの半断面図である。
【図６】本発明のさらに他の実施例からなる重荷重用空気入りラジアルタイヤの半断面図である。
【図７】本発明タイヤのトレッド接地部を示すもので、（Ａ）はそのトレッド接地形状の平面図、（Ｂ）は（Ａ）における７Ｂ−７Ｂ矢視断面図である。
【図８】従来タイヤのトレッド接地部を示すもので、（Ａ）はそのトレッド接地形状の平面図、（Ｂ）は（Ａ）における８Ｂ−８Ｂ矢視断面図である。
【符号の説明】
１トレッド
４主溝
５細溝
１２リブ
Ｍ１２中間リブ
Ｓ１２ショルダーリブ
１２ａ広幅リブ
１２ｂ狭幅リブ

Claims

トレッド面にタイヤ周方向に延びる複数本のリブを形成したリブパターンを有する重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、
少なくともトレッドセンターとトレッドショルダーとの中間に位置する中間リブに、タイヤ周方向に延びると共に溝深さ方向をトレッド面からトレッドセンター側に傾斜させた細溝を設けることにより、該中間リブを同一トレッド高さをもつトレッドセンター側の広幅リブとトレッドショルダー側の狭幅リブとに区分し、該狭幅リブの幅Ｗ₂の前記広幅リブの幅Ｗ₁に対する比Ｗ₂／Ｗ₁を
０．１≦Ｗ₂／Ｗ₁≦０．２５
の範囲にし、前記細溝の溝深さ方向のトレッド面法線方向に対する傾斜角度αと、前記広幅リブのトレッドセンター側溝壁のトレッド面法線方向に対する傾斜角度βとを、０＜α＜βの関係にすると共に、前記広幅リブのトレッド面のタイヤ軸方向に対してなす傾斜角度θに対し、
３．４θ≦（α＋β）／２≦６．４θ
の関係にした重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
センターリブの両側にそれぞれ中間リブとショルダーリブとを順次配置して合計５本のリブを形成し、前記中間リブと前記ショルダーリブとにそれぞれ前記細溝を設けて広幅リブと狭幅リブとに区分した請求項１に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。