JP3787264B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ワンダリング性能を向上しうる空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りタイヤ、とりわけ高内圧が充填されかつトレッド部を強靱なベルト層によって補強した重荷重用ラジアルタイヤでは、ショルダー部の剛性が大となるため、例えば轍路面などを走行した際にハンドルが取られる所謂ワンダリング現象が発生しやすい傾向にある。このようなワンダリング現象を抑制、すなわちワンダリング性能を向上するためには、ショルダ部の剛性を下げ、キャンバースラストをプラス側に移行させるの効果的であることが知られている。そのために、従来、図７（Ａ）に示すように、トレッド端縁ＴＥの子午断面における輪郭形状を小さな円弧ｂ１とすること、すなわち所謂ラウンドショルダ化が行われている。またワンダリング性能をさらに向上するために、図７（Ｂ）に示すように、このラウンドショルダ化した部分にタイヤ軸方向にのびる多数のサイプｓを設けトレッド端縁の剛性を低下させることも行われている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図７（Ｂ）に示したようにラウンド化されたトレッド端縁ＴＥにサイプｓを形成したものは、ワンダリング性能は大幅に向上しうるものの、サイプｓによってトレッド端縁ＴＥの部分の剛性が低下するため、該部分を起点としてショルダ部にヒール＆トゥ摩耗や肩落ち摩耗等の異常摩耗が発生しやすく、またゴム欠け等の損傷をも招きやすくなる。
【０００４】
発明者らは、トレッド端縁にショルダーブロックを配した空気入りタイヤにおいて、耐摩耗性を維持しつつワンダリング性能を向上すべく、種々の研究を重ねた。その結果、トレッド端縁のラウンドショルダ化に加えて、ショルダブロックのバットレス面の形状を改善すること、すなわちバットレス面のタイヤ軸を中心とする半径ｒの円筒断面におけるバットレス輪郭線が、タイヤ軸方向外側に向かって凸となる円弧状曲線をなし、しかも前記半径ｒを減じるに伴い前記円弧状曲線の曲率半径が大となる曲面からなる湾曲面部を設けることを基本として、ショルダブロックの剛性を極端に低下させることなくトレッド端縁の剛性緩和を実現しうることを見出した。
【０００５】
以上のように、本発明は、偏摩耗やゴム欠け或いは接地巾の大巾な減少といった不具合を招くことなくワンダリング性能を効果的に向上しうる空気入りタイヤ、特に好ましくは重荷重用タイヤを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、トレッド面に、トレッド端縁寄りをタイヤ周方向に連続してのびる縦主溝と、この縦主溝と前記トレッド端縁とを継いでのびる横溝とを設けることにより前記トレッド端縁に沿ってタイヤ周方向に並ぶショルダブロックを形成した空気入りタイヤであって、
前記トレッド端縁が、タイヤ軸を含むタイヤ子午線断面において前記ショルダーブロックのタイヤ軸方向の外側面であるバットレス面と前記トレッド面とを滑らかに連ねる円弧状の曲面からなるとともに、
前記バットレス面は、タイヤ軸を中心とする半径ｒの円筒断面におけるバットレス輪郭線が、タイヤ軸方向外側に向かって凸となる円弧状曲線をなし、
しかも前記半径ｒを減じるに伴い前記円弧状曲線が直線に近づく曲面からなる湾曲面部を具え、
かつこの湾曲面部は、前記トレッド端縁での前記円弧状曲線の曲率半径をショルダブロックのタイヤ周方向長さＬの１．５〜４．５倍としたことを特徴とする。
【０００７】
このような空気入りタイヤは、ショルダブロックのバットレス面に湾曲面部を具えることにより、その剛性を極端に低下させることなくいわゆるラウンドショルダ化と相まってショルダーブロックのトレッド端縁側の剛性緩和を実現でき、偏摩耗やゴム欠けなどの不具合を招くことなくワンダリング性能を効果的に向上しうる。すなわち、例えば轍路の斜面にショルダブロックのバットレス面が衝突した場合、ショルダブロックの剛性が最適化されているため、タイヤにこの斜面を登る向きのキャンバースラストが発生し、轍の乗り降りをスムーズに行うことができる。
【０００８】
前記湾曲面部は、例えば前記半径ｒを減じるに伴い円弧状曲線の曲率半径が徐々に大となる曲面から構成することができる。そして好ましくは、この湾曲面部を前記トレッド端縁からそのタイヤ半径方向内方域に形成することがワンダリング防止に特に効果的となる。またこの湾曲面部のタイヤ半径方向内側には、前記バットレス輪郭線が直線をなす平面部を形成しても良い。これによって、ショルダブロックの剛性をさらに最適化することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の一形態を、重荷重用ラジアルタイヤ（以下、単に「タイヤ」ということがある。）を例に挙げ図面に基づき説明する。図１は内部構造を省略したタイヤのトレッド部の断面略図、図２はそのトレッド面の展開図を示しており、該トレッド面２には、タイヤ周方向に連続してのびる縦主溝３と、この縦主溝３に交わる横溝４とが形成されている。
【００１０】
前記縦主溝３は、本例では複数本が配置される。すなわち縦主溝３は、例えばタイヤ赤道Ｃの両側に配された一対の内の縦主溝３ａ、３ａと、そのタイヤ軸方向の各外側に配され最もトレッド端縁Ｅ寄りの一対の外の縦主溝３ｂ、３ｂとからなり、本例ではトレッド面２に合計４本が形成される。前記各縦主溝３は、夫々タイヤ周方向にジグザグ状でかつタイヤ周方向に連続して形成されたものを示すが、直線状或いは正弦波状とするなど種々の形状にて変更しうる。
【００１１】
また前記横溝４は、本例では前記内の縦主溝３ａ、３ａ間を継ぐ第１の横溝４ａ、前記内の縦主溝３ａからタイヤ軸方向外側にのびかつ前記外の縦主溝３ｂに連通することなく途切れて終端する第２の横溝４ｂ、前記外の縦主溝３ｂからタイヤ軸方向内側にのびかつ前記内の縦主溝３ａに連通することなく途切れて終端する第３の横溝４ｃ、及び前記外の縦主溝３ｂからタイヤ軸方向外側にのびかつトレッド端縁Ｅで開口する第４の横溝４ｄを含むものが例示される。なお、第２、第３の横溝４ｂ、４ｃは、本例では細溝１６によって連通されたものが示される。
【００１２】
前記各縦主溝３、各横溝４の溝巾、溝深さなどは、必要に応じて種々設定することができる。例えば、縦主溝３の溝巾は、トレッド接地巾ＴＷの２．０％以上、より好ましくは２．５％以上であって、本例の如く重荷重用のタイヤ１の場合には少なくとも５mm以上の巾で連続して形成されることが特に好ましい。また各横溝４の溝巾は、例えばトレッド接地巾ＴＷの１．５％以上とするのが望ましい。また、縦主溝３の溝深さは、例えば前記トレッド接地巾ＴＷの５〜１２％、横溝４の溝深さは、例えば前記トレッド接地巾ＴＷの２〜１２％とするのが望ましい。
【００１３】
なお前記トレッド接地巾ＴＷは、タイヤを正規リムにリム組みし、かつ正規内圧と正規荷重を負荷して平面に接地させたときの最外側のトレッド端縁Ｅ、Ｅ間のタイヤ軸方向距離として定める。このとき、「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばJATMA であれば標準リム、TRA であれば "Design Rim" 、或いはETRTO であれば "Measuring Rim"となる。また、「正規内圧」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、JATMA であれば最高空気圧、TRA であれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ETRTO であれば "INFLATION PRESSURE" とするが、タイヤが乗用車用の場合には１８０ｋＰａとする。さらに、「正規荷重」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、JATMA であれば最大負荷能力、TRA であれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ETRTO であれば "LOAD CAPACITY"とする。
【００１４】
また本実施形態のタイヤ１は、トレッド面２に、前記外の縦主溝３ｂと、この外の縦主溝３ｂと前記トレッド端縁Ｅとの間を継いでのびる第４の横溝４ｄと、前記トレッド端縁Ｅとで区画されるショルダブロック６がタイヤ周方向に並ぶブロック列を具えている。本発明では、ショルダブロック６を具えていれば、トレッド面２の他の部分については任意に形成でき、本例では前記内の縦主溝３ａ、３ａ間に中央のブロック５を、また前記内の縦主溝３ａと外の縦主溝３ｂとの間にリブ状部７を形成しているものが例示される。
【００１５】
また本実施形態のタイヤは、図１に示すようにタイヤ軸を含むタイヤ子午線断面において、前記トレッド端縁Ｅが、前記ショルダーブロック６のタイヤ軸方向の外側面であるバットレス面９と前記トレッド面２とを滑らかに連ねる円弧状の曲面Ｒｅから形成されており、いわゆるラウンドショルダ化されている。このようなラウンドショルダ化されたタイヤ１は、トレッド端縁Ｅの剛性をバランス良くかつ適度に低下させることができ、キャンバースラストをプラス側に移行させるのに役立つ。これにより、ワンダリング性能を向上するのに寄与しうる。またこのような曲面Ｒｅは、例えばタイヤ内部側に中心を有する曲率半径Ｒ１が例えば前記トレッド接地巾ＴＷの２〜６％、より好ましくは３〜５％の円弧により形成することが特に望ましい。前記円弧の曲率半径Ｒ１がトレッド接地巾ＴＷの２％未満であると、トレッド端縁Ｅの部分の高い剛性を緩和させることが困難な傾向にあり、逆に６％を超えると、接地巾の大巾な減少を招き易いなどの不具合がある。
【００１６】
またタイヤ１は、前記ショルダーブロック６の前記バットレス面９は、図３、図４、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、タイヤ軸ＣＰを中心とする半径ｒの円筒断面Ｋにおけるバットレス輪郭線１０が、タイヤ軸方向外側に向かって凸となる円弧状曲線をなし、しかも前記半径ｒを減じるに伴い前記円弧状曲線が直線に近づく曲面からなる湾曲面部１１を、前記トレッド端縁Ｅからそのタイヤ半径方向内方域に具えたものを例示している。
【００１７】
これにより、ショルダブロック６は、その剛性を極端に低下させることなしにトレッド端縁Ｅの剛性緩和を実現することができ、キャンバースラストをプラス側に移行させることが可能となる。ここで、キャンバースラスト（ＣＴ）とは、図６に示すように、タイヤ１をキャンバー角θで傾けて転動させるときに発生する進行方向と直角な向きの力であって、傾けた方向に働く場合をプラス、傾く向きと逆方向に働く場合にはマイナスとして表される。そして、このキャンバースラストがプラスの値となるタイヤにあっては、例えば轍路の斜面にトレッド端縁Ｅが衝突した場合、タイヤにこの斜面を登る軸方向力が作用し、轍の乗り降りがスムーズとなるためワンダリング性能を向上しうるのである。
【００１８】
このようなワンダリング性能をより顕著に向上し得るために、湾曲面部１１は、前記円弧状曲線を円弧から形成するとともに、例えば前記半径ｒを減じるに伴いこの円弧の曲率半径が徐々に大となる曲面から構成することができる。この場合、トレッド端縁Ｅでの円弧状曲線の曲率半径Ｒ２をショルダブロック６のタイヤ周方向長さＬ（図２に示す）の１．５〜４．５倍、より好ましくは２．０〜４．０倍とすることが、ショルダブロック６の形状に応じた最適な円弧状曲線が得られ、効率よく前記キャンバースラストを大としうる点で特に望ましいものである。
【００１９】
さらに、このトレッド端縁Ｅでの円弧状曲線の曲率半径Ｒ２と、前記トレッド端縁Ｅの曲面Ｒｅの曲率半径Ｒ１との比（Ｒ２／Ｒ１）は、例えば４〜４０、より好ましくは８〜２５とするのが良い。この比（Ｒ２／Ｒ１）が４未満になると、接地巾の大巾な減少及びトレッドゴム量の減少により耐摩耗性能が低下する傾向があり、逆に４０を超えると、トレッド端縁Ｅの剛性を緩和できなくなり、ワンダリング性能の向上が困難になる傾向がある。なお円弧状曲線の円弧が、複数の円弧を組み合わせた複合円弧からなる場合には、その平均の曲率半径として実質的に定めることができる。また本例の如く、トレッド端縁Ｅが曲面Ｒｅで形成されている場合には、該曲面Ｒｅのとトレッド面２との交わり部で「トレッド端縁Ｅでの円弧状曲線の曲率半径Ｒ２」を定めうる。
【００２０】
また本発明では、ショルダブロック６のバットレス部９にこのような湾曲面部１１を形成することによってワンダリング性能を向上しうるものであるため、本例ではトレッド端縁Ｅにタイヤ軸方向のサイプを設けていない。このため、サイプを起点としたショルダブロック６のゴム欠け、偏摩耗の発生をも効果的に防止しタイヤ長寿命化に貢献しうる。
【００２１】
また前記ショルダーブロック６は、ブロック高さＨの少なくとも６０％以上、好ましくは８０％以上、さらに好ましくは１００％のタイヤ半径方向の高さ範囲ｈａにおいて前記湾曲面部１１を形成することが望ましい。前記湾曲面部１１の範囲ｈａが、ブロック高さＨの６０％未満の場合、ショルダブロック６のトレッド端縁Ｅ側の剛性を適度に緩和してワンダリング性能の向上するという効果が相対的に低下する傾向があり、逆に１００％を超えて設けてもワンダリング性能の向上効果は頭打ちとなる。
【００２２】
また湾曲面部１１のタイヤ半径方向内側には、バットレス輪郭線１０が直線をなす平面部１２を形成しうる。すなわち、図５（Ａ）〜（Ｃ）には、前記円筒断面Ｋの半径ｒを順次減じたときの前記バットレス輪郭線１０をそれぞれ示しているが、図５（Ｃ）のように、平面部１２ではバットレス輪郭線１０が直線となって現れる。このようなタイヤ１では、例えばタイヤが摩耗するにつれてショルダブロック６のトレッド端縁Ｅを円弧状曲線から徐々に直線状に変化させることができるから、例えばトレッド端縁Ｅのエッジ効果を高め、氷雪路などを走行するオールシーズン用の重荷重用タイヤとして特に好ましいものとなる。
【００２３】
以上詳述したが、本発明では、タイヤのカテゴリーも上記の例に限定されることなく、乗用車用、小型トラック用など種々のカテゴリの空気入りタイヤに採用することができる。またタイヤの全てのショルダブロック６に、前記湾曲面部１１を含むバットレス面９を形成することが望ましいが、例えばショルダブロック６の全個数の７割以上に設ければワンダリング性能を向上しうる。
【００２４】
【実施例】
次に本発明をより具体化した実施例について説明する。
図２に示す構造をなしかつ図３に準じたショルダブロック６を有するタイヤサイズが１１Ｒ２２．５ １４ＰＲの重荷重用ラジアルタイヤを表１の仕様に基づき試作するとともに、各試供タイヤのワンダリング性能と摩耗性能をテストした。湾曲面部は、トレッド端縁でのバットレス輪郭線を曲率半径１１０mmの円弧とし、かつ横溝の溝底位置にてバットレス輪郭線を直線とし、これらの間でバットレス輪郭縁の曲率半径を滑らかに変化させた曲面にて構成している。またトレッド端縁を曲率半径８mmの円弧によりラウンドショルダ化した。
【００２５】
また前記ワンダリング性能は、供試タイヤを内圧７００ｋＰａでサイズ２２．５×７．５０のリムにリム組みし、２０トン積みの２−Ｄ・４の１０トン積載状態の車両の全輪に装着し、テストコースに設けた轍路面を走行し轍路面でのハンドルの取られ方などを重視してドライバーの官能により評価した。また摩耗性能は、上記車両の前輪に各供試タイヤを装着し、４００００km走行後にショルダーブロックの偏摩耗状況、トレッド端縁でのゴム欠けを目視により観察した。これらのテスト結果については、次の３段階で評価を行った
○：良好
△：普通
×：悪い
【００２６】
また本発明の効果を比較する対象として、ラウンドショルダーを有しかつショルダーブロックのバットレス面全域においてバットレス輪郭縁が直線をなす比較例１のタイヤ、及びこの比較例１のタイヤのショルダブロックのトレッド端縁にサイプをタイヤ周方向に隔置した比較例２のタイヤについても併せて試験を行った。
テストの結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】

【００２８】
テストの結果、実施例、比較例２のタイヤでは、比較例１のタイヤに比べてワンダリング性能が良好であることが確認できる。ただし、比較例２のタイヤでは、ショルダブロックのトレッド端縁が急激に摩耗しており片落ち摩耗が見られる他、サイプ間のゴム欠けがいくつか散見された。これに対して本発明に係る実施例の空気入りタイヤでは、摩耗性能を損ねることなくしかもワンダリング性能を向上していることが確認された。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の空気入りタイヤは、偏摩耗やゴム欠けなどを招くことなくワンダリング性能を効果的に向上しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示すタイヤのトレッド部断面略図である。
【図２】本発明の一実施形態を示すトレッド面の展開図である。
【図３】そのショルダブロックを略示する斜視図である。
【図４】円筒断面を説明する線図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）は、バットレス面の半径ｒを違えたショルダブロックの円筒断面図を示す。
【図６】キャンバースラストを説明する線図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｂ）は従来技術を説明する線図である。
【符号の説明】
２ トレッド面
３ 縦主溝
４ 横溝
６ ショルダブロック
９ バットレス面
１０ バットレス輪郭線
１１ 円弧状曲線
１２ 平面部
１５ 傾斜面部
１６ 面取り部
１７ 細溝
Ｅ トレッド端縁
Ｋ 円筒断面

Claims (3)

1. トレッド面に、トレッド端縁寄りをタイヤ周方向に連続してのびる縦主溝と、この縦主溝と前記トレッド端縁とを継いでのびる横溝とを設けることにより前記トレッド端縁に沿ってタイヤ周方向に並ぶショルダブロックを形成した空気入りタイヤであって、
   前記トレッド端縁が、タイヤ軸を含むタイヤ子午線断面において前記ショルダーブロックのタイヤ軸方向の外側面であるバットレス面と前記トレッド面とを滑らかに連ねる円弧状の曲面からなるとともに、
   前記バットレス面は、タイヤ軸を中心とする半径ｒの円筒断面におけるバットレス輪郭線が、タイヤ軸方向外側に向かって凸となる円弧状曲線をなし、
   しかも前記半径ｒを減じるに伴い前記円弧状曲線が直線に近づく曲面からなる湾曲面部を具え、
   かつこの湾曲面部は、前記トレッド端縁での前記円弧状曲線の曲率半径をショルダブロックのタイヤ周方向長さＬの１．５〜４．５倍としたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記湾曲面部は、前記半径ｒを減じるに伴い前記円弧状曲線の曲率半径が大となる曲面からなることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記バットレス面は、前記トレッド端縁からそのタイヤ半径方向内方域に前記湾曲面部を具えるとともに、この湾曲面部のタイヤ半径方向内側に前記バットレス輪郭線が直線をなす平面部を具えることを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。

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