JP4053662B2

JP4053662B2 - 空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP4053662B2
Application number: JP18454598A
Authority: JP
Inventors: 吉朗住矢; 裕昭杉本
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 1998-06-30
Filing date: 1998-06-30
Publication date: 2008-02-27
Anticipated expiration: 2018-06-30
Also published as: JP2000016024A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リブパターンを有する空気入りラジアルタイヤに関し、特に、主として、高速連続走行を主体とする長距離運行のトラックやバス等に用いられる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】
高速連続走行を主体とする長距離運行のトラックやバスに用いられるタイヤでは、タイヤ自体の摩耗速度の低下によりタイヤ寿命が伸びる一方で、トレッド面の偏摩耗が早期取り外しの要因となっている。特に、操舵輪に使用されるリブパターンのタイヤではかかる偏摩耗が深刻である。
【０００３】
そのため、従来より、図８に示すように、ショルダーリブ１０１の外側端部に周方向に連続して延びる細溝１０２を設け、これによりショルダーリブが外側端から侵食される偏摩耗であるステップウエアを防止することがなされている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このステップウエアは、ショルダーリブの外側端が路面に進入する際に受けるサイドフォースで丸く摩耗し、この摩耗したリブ端が路面脱出時のスリップ力を絶えず受けて摩耗する結果生ずるものであり、タイヤの全周においてほぼ均一に段差が生じる偏摩耗である。
【０００５】
かかるステップウエアは、上記細溝１０２によっては完全に防止するには至らず、依然として発生するものの、その進行を低減することはできる。しかしながら、ステップウエアの侵食速度の低下に伴い、タイヤ周上の不均一性から局部的に偏摩耗が進展するカッピング現象が顕著となり、ステップウエアがカッピング偏摩耗に進展するという問題が生じている。
【０００６】
すなわち、ステップウエアは、図８（ａ）に示すように、ショルダーリブ１０１の外側端からタイヤ周方向において略均一にリブ１０１を侵食していくのが特徴であり（図中、斜線領域Ｍが摩耗した部分を示している。以下同じ。）、ショルダーリブ１０１全面が侵食されて肩落ち摩耗に至るまでは走行上問題とはならないため、それだけであれば必ずしも早期のタイヤ取り外しとはならない。しかし、タイヤは、周上不均一であるため、接地圧力のバラツキ等から局部的に摩耗が促進されて、図８（ｂ）に示すように、ステップウエアから局部摩耗が凸状に発達し、さらに、図８（ｃ）に示すように、かかる局部摩耗が主溝１０３にまで至るカッピング偏摩耗となってしまう。このように、カッピングによりショルダーリブ１０１が局部的に侵食されると、高速走行時にハンドルの振動が生じ、その結果タイヤの早期取り外しにつながる。
【０００７】
また、上記のようなショルダーリブの外側から侵食するステップウエアに対して、タイヤによっては、図９（ａ）に示すように、ショルダーリブ１０１の内側から侵食する偏摩耗であるリバーウエアが発生する場合もあり、このリバーウエアもステップウエアと同様に、図９（ｂ）及び（ｃ）に示すように、カッピング偏摩耗に発展して、タイヤの早期取り外しにつながるという問題がある。
【０００８】
ところで、このようなショルダーリブの偏摩耗を防止するために、ショルダーリブにタイヤ幅方向に延びる多数のサイプをタイヤ周方向に間隔をおいて配設することが提案されている（特開昭６１−２３５２０５号公報）。
【０００９】
しかしながら、かかる幅方向のサイプでは、ステップウエアやリバーウエアの防止には効果的であるが、カッピング偏摩耗に対しては十分な効果が得られない。
【００１０】
これは、踏面部に作用する応力が、ステップウエアやリバーウエアとカッピングとでは異なることによる。すなわち、ステップウエアやリバーウエアはタイヤ周方向に作用する応力に起因して発生するのに対し、カッピングはタイヤ幅方向に作用する応力に起因して発生する。リブに設けたサイプが偏摩耗に対して効果を発揮するためには、サイプは踏面部に作用する応力に対して垂直に形成する必要がある。上記従来の幅方向に延びるサイプでは、ステップウエアやリバーウエアに対しては、サイプ形成方向と応力の作用方向が垂直であるため、サイプによる偏摩耗抑制効果が発揮されるが、カッピングに対しては、サイプ形成方向と応力の作用方向とが平行であるため、サイプの効果を十分に発揮させることができない。
【００１１】
本発明は、上記の問題点に鑑み、ステップウエアやリバーウエアから局部的にリブが摩耗されることによって生じるカッピング偏摩耗を抑制し、タイヤの取り外し寿命を延ばすことを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の空気入りラジアルタイヤは、タイヤ周方向に延びる複数の主溝によりトレッド部が複数のリブに分割された空気入りラジアルタイヤにおいて、少なくとも１のリブに、タイヤ周方向に延びるサイプをタイヤ周方向に間隔をおいて直列状に配してなる少なくとも１のサイプ列が形成され、前記サイプは、サイプ深さ方向における切込み形状であるサイプ断面形状が、底部に行くほどサイプ長が短くなる略三角形状に形成されたことを特徴とする。
【００１３】
このタイヤでは、ステップウエアやリバーウエアが局部摩耗に発展して、その侵食先端部がサイプ列にさしかかると、タイヤ周方向に延びるサイプによって、該局部摩耗の更なる幅方向への進行が妨げられるので、カッピング偏摩耗を抑制することができる。
【００１４】
詳細には、周方向に延びるサイプは、カッピング偏摩耗の原因となるタイヤ幅方向に作用する応力に対して垂直に配置されることになるので、つまりサイプ形成方向と応力の作用方向とが垂直であるため、サイプによるカッピング偏摩耗の抑制効果を十分に発揮させることができる。
【００１５】
上記サイプ列は、請求項２記載のように、前記リブにおけるリブ幅の１２〜８８％の領域内に配設されていることが好ましい。
【００１６】
これにより、摩耗初期の段階でサイプがステップウエアやリバーウエアにより侵食されてしまうことを防いで、サイプをカッピング偏摩耗の抑制に有効に働かせることができる。
【００１７】
なお、ここで、リブ幅とは、ステップウエアやリバーウエアの進行を遅らせるためにリブ端部に周方向に連続して延びる細溝を設ける場合には、当該リブ端から細溝までの距離を除いたリブの幅をいい、かかる細溝を設けない場合には、リブの接地面全幅をいう。
【００１８】
上記においては、請求項３記載のように、前記サイプ列が、リブ接地面に対して陥没した凹部内に形成されていることが好ましい。
【００１９】
このようにサイプ列を凹部内に設けて、サイプの開口面を接地面上に露出させないことにより、サイプに石が入り込んでゴム切れが生じること、即ちいわゆる石噛みを防止することができる。また、サイプが表面から見えにくくなるため、外観上優れる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００２１】
図１は、本発明の１実施形態に係る重荷重用空気入りラジアルタイヤのトレッド部１０の一部斜視図、図２（ａ）は、該トレッド部１０の一部平面図、図２（ｂ）は、該トレッド部１０の一部縦断面図、図３は、サイプ２２の拡大平面図である。なお、図においてＣＬはトレッド部１０のセンターラインを示している。
【００２２】
このタイヤのトレッド部１０は、タイヤ周方向に連続して延びる４本の幅広の主溝１２により５本のリブ（センターリブ１４，中間リブ１６，ショルダーリブ１８）に分割されている。これらのリブのうち最も外側に位置する２本のショルダーリブ１８には、その外側端部、即ちトレッド部１０の接地端１１の近傍に、当該接地端１１と平行に連続して延びる細溝２０が設けられている。この細溝２０は、主溝１２と略同一深さに形成されている。
【００２３】
ショルダーリブ１８には、タイヤ周方向に延びる薄い切込みである多数のサイプ２２を、タイヤ全周にわたって周方向に所定の間隔ｍをおいて直列状に配してなるサイプ列２４が形成されている。
【００２４】
本実施形態では、サイプ列２４は、ショルダーリブ１８の幅方向略中央、即ち、ショルダーリブ１８の幅方向内側端からの距離Ｗｓがショルダーリブ１８のリブ幅Ｗｒの４０〜６０％となる領域内に１列設けられている。
【００２５】
なお、リブ幅Ｗｒは、本実施形態のようにショルダーリブ１８の接地面内に細溝２０を設ける場合には細溝２０より内側のリブ幅とし、後述するように当該接地面内に細溝２０を設けない場合にはリブ１８の接地面全幅とする。
【００２６】
ここで、サイプ列２４は、ショルダーリブ１８のリブ幅Ｗｒの１２〜８８％の領域内に配設されていること、即ち、ショルダーリブ１８の幅方向内側端からの距離Ｗｓが、ショルダーリブ１８の幅Ｗｒの１２〜８８％となる領域内に配設することが好ましい。これは、摩耗初期の段階でサイプ２２がステップウエアやリバーウエアにより侵食されてしまうことを防いで、サイプ２２をカッピング偏摩耗の抑制に有効に働かせるためである。かかる観点より、サイプ列２４は、ショルダーリブ１８のリブ幅Ｗｒの２５〜７５％の領域内に配設されていることがより好ましい。
【００２７】
但し、タイヤが用いられる市場によっては、サイプ列２４をショルダーリブ１８の中央寄りに配するよりも、サイプ２２による石噛みを防止するという観点から、図７に示すように、リブ１８の内側端寄りと外側端寄りに、それぞれサイプ列２４ａ，２４ｂを設けることが望ましい場合がある。即ち、図７に示す例では、ショルダーリブ１８の幅方向略中央ではなく、内側端寄りと外側端寄りに各々１列ずつサイプ列２４ａ，２４ｂを設けている。この場合、内側端寄りのサイプ列２４ａがリバーウエアからカッピングへの進行を妨げ、外側端寄りのサイプ列２４ｂがステップウエアからカッピングへの進行を妨げるように作用する。なお、この場合、内側端寄りのサイプ列２４ａが、ショルダーリブ１８の幅方向内側端からの距離Ｗｓａがリブ幅Ｗｒの１２〜３０％となる領域内に、外側端寄りのサイプ列２４ｂが、ショルダーリブ１８の幅方向内側端からの距離Ｗｓｂがリブ幅Ｗｒの７０〜８８％となる領域内に、それぞれ設けることが好ましい。
【００２８】
上記サイプ２２の長さＬは、ショルダーリブ１８の周長の０．０６〜０．６％であることが好ましい。これは、０．０６％未満では、サイプ２２の切込み深さＤを考慮すると、現状のタイヤ成形技術では、タイヤ成形モールドにチタンなどの特殊な材料の使用が必要となるためである。また、０．６％より大きいと、サイプ２２をきっかけとして損傷する傾向や、剛性低下によりサイプ２２周辺で偏摩耗が発生する傾向が出てくるからである。
【００２９】
また、各サイプ２２のタイヤ周方向における間隔ｍは、ショルダーリブ１８の周長の０．０６〜０．６％であることが好ましく、より好ましくは、０．０６〜０．３％である。これは、周方向に配置されたサイプ２２の間隔ｍがサイプ２２の長さＬを極端に超えると、侵食面がサイプ２２の間を通過してしまい、カッピング防止効果が十分に発揮できないため、サイプ間隔ｍは最大でサイプ長さＬと同等であることが好ましいからである。なお、０．０６％以上とする理由はサイプ２２の長さＬの場合と同様である。
【００３０】
また、サイプ２２の切込み深さＤは、主溝１２の深さの３０〜８９％に設定されている。これは、リバーウエアやステップウエアがタイヤライフの比較的初期に発生するものであるため主溝１２の深さほど深く設ける必要はないが、主溝１２の深さの３０％未満ではサイプ２２の効果を有効に発揮させることができないからである。また、通常の舗装路用リブタイヤでは主溝１２の深さの８９％でＴＷＩ（Tread Wear Indicator）が露出するため、サイプ２２の深さをこれより深く設けておく必要がないからである。なお、サイプ２２の切込み幅Ｗｃは通常０．３〜１．０ｍｍである。
【００３１】
図３に示すように、サイプ２２はその両端２２ａに丸みがつけられており、これによりゴム切れの発生を抑制している。
【００３２】
サイプ２２の断面形状（サイプ深さ方向における切込み形状）は、図１に示すように、深さ方向でサイプ長Ｌが一定である長方形状としてもよいが、本発明では、図４に示すように、底部に行くほどサイプ長Ｌが短くなるように、略三角形状とする。これは、当偏摩耗が主溝１２の深さの３０％までの初期摩耗の段階で発生、進展するものであり、走行に伴うトレッド部１０の摩耗が進むにつれて、サイプ２２の必要性が減少することによる。また、石噛み防止にもなるからである。
【００３３】
サイプ列２４は、ショルダーリブ１８の接地面に対して陥没した凹部２６内に形成されている。該凹部２６は、サイプ２２の幅Ｗｃよりもやや幅広で、かつ、底の浅い溝状に形成されており、タイヤの全周にわたって周方向に連続して延びている。このようにサイプ列２４を凹部２６内に設けて、サイプ２２の開口面を接地面上に露出させないことにより、サイプ２２に石が入り込んでゴム切れが生じるのを防ぐことができる。また、サイプ２２が表面から見えにくくなるため、外観上優れる。
【００３４】
本実施形態のタイヤであると、図５（ａ）に示すように、ショルダーリブ１８の外側端部でステップウエアＭが発生し、このステップウエアＭが、図５（ｂ）に示すように、タイヤ周上の不均一部において局部摩耗に発展して、その侵食先端部がサイプ列２４に差し掛かると、同図及び図５（ｃ）に示すように、周方向に延びるサイプ２２によって、該局部摩耗のカッピング偏摩耗への進行が妨げられる。
【００３５】
また、図６（ａ）に示すように、ショルダーリブ１８の内側端部でリバーウエアＭが発生して、このリバーウエアＭがタイヤ周上の不均一部において局部摩耗に発展してきた場合であっても、図６（ｂ）に示すように、その侵食先端部がサイプ列２４に差し掛かると、同図及び図６（ｃ）に示すように、周方向に延びるサイプ２２によって、該局部摩耗のカッピング偏摩耗への進行が妨げられる。
【００３６】
ここで、かかる周方向に延びるサイプ２２によってカッピング偏摩耗への進行を妨げる作用について説明する。
【００３７】
ステップウエア、リバーウエアやカッピングなどの偏摩耗において、偏摩耗の侵食面は踏面部に作用する応力に対して垂直（９０°）の方向に形成されるが、ショルダーリブに設けたサイプがかかる偏摩耗に対して効果を発揮するためには、侵食面に対して平行、即ち応力に対して垂直に配置する必要がある。
【００３８】
ここで、カッピング偏摩耗は、タイヤ幅方向に作用する応力に起因して発生するため、侵食面はタイヤ周方向に形成される。従って、この侵食面に平行、即ち応力に対して垂直であるタイヤ周方向に延びるサイプ２２であれば、タイヤ幅方向に侵食面が進むカッピング偏摩耗に対して十分な効果を発揮させることができる。
【００３９】
なお、ステップウエアやリバーウエアは、タイヤ周方向に作用する応力に起因して発生し、その侵食面はタイヤ幅方向に形成されるため、この偏摩耗に対して効果を発揮させるためには、タイヤ幅方向に延びるサイプである必要がある。
【００４０】
本実施形態のタイヤであると、また、サイプ列２４がショルダーリブ１８の幅方向略中央に配されているので、摩耗初期の段階でステップウエアやリバーウエアによりサイプ２２が侵食されることがなく、よって、これらの偏摩耗からカッピング偏摩耗に発展する際に、サイプ２２をカッピング偏摩耗の抑制に有効に働かせることができる。
【００４１】
また、このようにサイプ列２４をショルダーリブ１８の幅方向略中央に設けることにより、ステップウエアとリバーウエアのいずれの偏摩耗に対してもカッピング偏摩耗への進行を妨げることができる。
【００４２】
なお、以上の実施形態においては、ショルダーリブ１８の接地面にステップウエアの摩耗速度を低減するために細溝２０を設けているが、かかる細溝２０は、トレッド接地端１１の近傍であれば、必ずしも接地面内でなくても、その外側、即ちトレッド部１０の側壁に設けても同様の効果を奏することができる。なお、本発明においては、かかる細溝２０を設けない構成としてもよい。
【００４３】
また、サイプ２２は、ショルダーリブ１８に限らず、中間リブ１６やセンターリブ１４など、リバーウエアからカッピング偏摩耗が生じるその他のリブに配設してもよい。
【００４４】
【実施例】
実施例１及び比較例１，２
ともにタイヤサイズ：２８５／７５Ｒ２４．５１４ＰＲ、リムサイズ：２４．５×８．２５″、タイヤ内圧：７６０ｋＰａとして、直径１．７ｍドラム試験機により、ドラム上で３０，０００ｋｍ走行後の摩耗状態を調べた。試験条件は、荷重：ＴＩＲＥ＆ＲＩＭＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮ（ＴＲＡ）１００％、スリップ角：＋０．１°、キャンバー角：−０．０５°、速度８０ｋｍ／ｈとした。
【００４５】
各タイヤのトレッド部の構成は、以下の通りである。なお、いずれのトレッド部もショルダーリブ幅Ｗｒ＝４０ｍｍとし、サイプ列以外の構成は同一条件とした。なお、細溝２０からトレッド接地端１１までの距離は３．０ｍｍとした。
【００４６】
実施例１：図２に示すショルダーリブ１８に、タイヤ周方向に延びるサイプ２２よりなるサイプ列２４を１列配したもの。ショルダーリブ１８の幅方向内側端からのサイプ列２４の距離Ｗｓ＝３０ｍｍ、サイプ２２の長さＬ＝５．０ｍｍ、サイプ２２の間隔ｍ＝５．０ｍｍ、サイプ２２の幅Ｗｃ＝０．５ｍｍ、サイプ２２の切込み深さＤ＝８．０ｍｍとした。
【００４７】
比較例１：図８に示すショルダーリブ内にサイプを設けてないもの。
【００４８】
比較例２：ショルダーリブ内に、タイヤ幅方向に延びるサイプをタイヤ周方向に間隔（５．０ｍｍ）をおいて配したもの。ショルダーリブの内側端からサイプ中心までの距離＝３２ｍｍ、サイプの長さ＝５．０ｍｍ、サイプの幅＝０．５ｍｍ、サイプの切込み深さ＝８．０ｍｍとした。
【００４９】
試験の結果、実施例１では、ステップウエアから発展した局部摩耗がサイプ列２４で侵食が停止され、カッピング偏摩耗までには至らなかった。即ち、ショルダーリブ１８の外側端１１から最大幅で１３ｍｍまでのステップウエアを生じていた。
【００５０】
これに対し、比較例１では、ショルダーリプの外側端から最大幅で２５ｍｍまでのカッピング偏摩耗が発生した。
【００５１】
比較例２では、タイヤ幅方向に延びるサイプを侵食して、ショルダーリブの外側端から最大幅で２１ｍｍまでのカッピング偏摩耗が発生した。
【００５２】
【発明の効果】
本発明の空気入りラジアルタイヤであると、ステップウエアやリバーウエアが局部摩耗に発展して、その侵食先端部がサイプ列にさしかかると、タイヤ周方向に延びるサイプによって、該局部摩耗の更なる幅方向への進行が妨げられるので、カッピング偏摩耗を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１実施形態にかかる空気入りラジアルタイヤのトレッド部の要部拡大斜視図である。
【図２】（ａ）は該トレッド部の一部平面図、（ｂ）は該トレッド部の一部断面図である。
【図３】該トレッド部におけるサイプの拡大平面図である。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。
【図５】（ａ）〜（ｃ）は、該トレッド部のステップウエアの進行状態を示す平面図である。
【図６】（ａ）〜（ｃ）は、該トレッド部のリバーウエアの進行状態を示す平面図である。
【図７】ショルダーリブに設けるサイプ列の他の配設例を示したトレッド部の一部平面図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、従来のタイヤにおけるステップウエアからの局部摩耗の進行状態を示すトレッド部の一部平面図、（ｄ）は該トレッド部の一部断面図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、従来のタイヤにおけるリバーウエアからの局部摩耗の進行状態を示すトレッド部の一部平面図である。
【符号の説明】
１０……トレッド部
１２……主溝
１８……ショルダーリブ
２２……サイプ
２４……サイプ列
２６……凹部

Claims

タイヤ周方向に延びる複数の主溝によりトレッド部が複数のリブに分割された空気入りラジアルタイヤにおいて、
少なくとも１のリブに、タイヤ周方向に延びるサイプをタイヤ周方向に間隔をおいて直列状に配してなる少なくとも１のサイプ列が形成され、
前記サイプは、サイプ深さ方向における切込み形状であるサイプ断面形状が、底部に行くほどサイプ長が短くなる略三角形状に形成された
ことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
前記サイプ列が、前記リブにおけるリブ幅の１２〜８８％の領域内に配設されていることを特徴とする請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記サイプ列が、リブ接地面に対して陥没した凹部内に形成されていることを特徴とする請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。