JP4084606B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
【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】
轍などの凹状部、斜側面等の非平坦部が形成されている不整地の路面を走行する車両においては、この非平坦部にタイヤが引っ掛かり、ハンドルがとられてふらつくワンダリングと呼ばれる現象が発生し易く、特に積載量4トンクラスの小型トラックでは、タイヤのトレッド幅が狭く大型トラックの轍にはまり込むなどによってワンダリングが発生する頻度、轍からの脱出の困難性が増す(ワンダリング現象の発生を抑制しうるタイヤの性能を、ここではワンダリング性能という)。
【0003】
このようなワンダリング性能について、タイヤの子午線断面において、トレッド面輪郭線とバットレス面輪郭線とがエッジをなして交わるトレッド端を有する、いわゆるスクエアショルダーを有するタイヤは、直進性、耐偏摩耗性、コーナリング特性に優れる反面、トレッド端と非平坦面、即ち轍の側面との干渉が大きくこのワンダリング性能に劣る傾向がある。
【0004】
なお、前記スクエアショルダーを有するタイヤは大型、小型のトラック用タイヤに多用されるが、トラック用タイヤにあっては、多くの場合、金属コードを用いた複数層のベルトプライからなるベルト層を使用しているため、乗用車用タイヤに比べてトレッド部の剛性が高く、その結果、非平坦部にタイヤのトレッド端が接触するとハンドルに大きな反力が作用しハンドルを取られやすくなり、従って、トラック用タイヤにおいてワンダリング性能の向上が望まれている。
【0005】
このようなワンダリング性能を向上するためにはキャンバースラスト(路面が斜めとなるときに乗り上げうる力となる)を高めることが望ましく、このためにはトレッド端を、曲率半径が比較的小の円弧で形成するいわゆるラウンドショルダーとすること、トレッド端を切り落とした大きな角度のテーパー状斜面を有するテーパーショルダーとすること(例えば特開平5−286310号公報)、さらにショルダ部に、タイヤ周方向にのびる細溝を設けること(例えば特開平1−95911号公報など)などが提案されている。
【0006】
しかしながら、ラウンドショルダーとすること、テーパーショルダーとすることは、コーナリング時に起こるトレッド端への荷重移動の際、横方向へのグリップが不足しコーナリング特性が低下しやすく、またトレッド端付近の路面に対する滑り量が大きく、肩落ち摩耗等の偏摩耗が発生しやすいという課題がある。なおトレッドショルダー部に細溝を設けたタイヤは、特にラウンドショルダーの場合では、弱々しい外観となり顧客吸引性に劣ることとなる。
【0007】
このため、本出願人は、特開2000−185524号公報により、2段の傾斜部をトレッドショルダー部に設けたタイヤを提案した。このものは、トレッド縁に近い縦主溝のタイヤ軸方向外側縁から2段のテーパー部を形成し、かつ2段目のテーパ角度の1段目のものとの差を10゜以下としている。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
このタイヤは、前記ワンダリング性能について改善をなしえたが、ワンダリング性能の向上についてさらなる向上が望まれている。本発明は、偏摩耗の発生、コーナリング特性の減少を抑制しながらキャンバースラストを高め、ワンダリング性能をさらに向上しうる空気入りタイヤの提供を目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本願請求項1に係る発明は、正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した無負荷の無負荷正規状態のタイヤ子午線断面における、タイヤ赤道面COからタイヤ軸方向外方かつトレッド端TEに最も近いショルダー溝4Bよりもタイヤ軸方向外方に位置する第1の点P1までのトレッド表面を、円弧により形成した主トレッド部2Aとし、
かつ第1の点P1からそのタイヤ軸方向外方の第2の点P2までのトレッド表面を、実質的に直線により形成した第1のテーパー部2T1とし、
しかも第2の点P2からトレッド端TEまでのトレッド表面を、実質的に直線により形成した第2のテーパー部2T2とするとともに、
前記主トレッド部2Aの前記第1の点P1における第1の接線SP1と第1のテーパー部2T1の前記直線とがなす角度α1を5°〜25°、
前記主トレッド部2Aを形成する円弧をタイヤ軸方向外方へ延長した仮想円弧線と、前記第2の点P2を通るタイヤ半径方向線との交点における前記仮想円弧線に対する接線SP2が第2のテーパー部2T2の前記直線となす角度α2を20°〜40°とするとともに、角度差(α2−α1)を10°よりも大かつ30°以下とし、
かつ前記トレッド表面は、複数条の縦主溝を具えるとともに、トレッド端TEに最も近い縦主溝からタイヤ軸方向に距離を隔てた位置を起点として前記トレッド端TEまでのびる複数の横溝を形成し、
しかも該横溝は、タイヤ軸方向内方の浅部と深部とを形成したことを特徴とする空気入りタイヤである。
【0010】
また請求項2に係る発明は、前記第1の点P1が、タイヤ赤道面COからトレッド端TEまでのタイヤ軸方向のトレッド半巾twの0.1〜0.3倍の距離を前記トレッド端TEから隔てる範囲内、前記第2の点P2は前記トレッド半巾twの0.03〜0.20倍の距離を前記トレッド端から隔てる範囲内に位置し、かつ前記第1のテーパー部2T1のタイヤ軸方向の長さLT1と、第2のテーパー部の2T2のタイヤ軸方向の長さLT2との比LT1/LT2を1.2〜3.5とすることを特徴としている。
【0011】
ここで、前記無負荷正規状態を設定するための「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”とし、タイヤが乗用車用のときには180kPaとする。さらに、本発明において「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。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の空気入りタイヤの実施の一形態を図面に基づき説明する。図1は、空気入りタイヤ1を正規リム(図示せず)にリム組みし、かつ正規内圧を充填した無負荷正規状態のタイヤ軸を含む子午線断面図であり、タイヤ赤道面COの片側かつタイヤ最大幅位置を示す軸方向線Hのタイヤ半径方向外方部分を示す。又図2は要部であるトレッドショルダー部を拡大して示し、かつ図3は、横溝8の半径方向内方の途切れ端E、E間の領域においてタイヤを展開した平面図であり、それぞれ空気入りタイヤ1がタイヤサイズ225/80R17.5のトラック用空気入りラジアルタイヤである場合を例にとり示している。
【0013】
空気入りタイヤ1は、トレッド部2からサイドウォール部3を経てビード部のビードコア(図示せず)に至るカーカス6と、前記トレッド部2の内方かつカーカス6のタイヤ半径方向外側に配されたベルト層7とを具え、前記カーカス6は、図1に示すように、1枚のカーカスプライから構成され、かつこのカーカスプライはスチールコードを並列したプライからなり、しかもカーカスコードはタイヤ赤道面COに対して85°〜90゜の角度に配列されるラジアル構造を有する。なお前記カーカスコードには、例えばポリエステル、ナイロン、レーヨン等の有機繊維コードも採用でき、またカーカスプライの枚数を増加することもできる。
【0014】
前記ベルト層7は、本形態では、スチールコードからなるベルトコードをタイヤ赤道に対して例えば10°〜70°の角度で傾けて配列した少なくとも2枚、本形態ではタイヤ半径方向内方から71、72、73の3枚のベルトプライから構成され、ベルトコードがタイヤ赤道面COとなす角度、方向は、ベルトプライ71が右上がりの50°、ベルトプライ72が右上がりの16°、ベルトプライ73が左上がりの16°とすることにより剛性に優れるトライアングル構造をなしている。
【0015】
また空気入りタイヤ1のトレッド表面2aには、図3に示すように、本形態では、タイヤ赤道面CO上をタイヤ周方向にのびる中央溝4Aと、その両側のショルダー溝4B,4Bとの3本のジグザグ状の縦主溝4が設けられ、また各縦主溝4は、このジグザグの周方向周期をタイヤ軸方向に揃えた同形状の主部4aに、中央溝4Aでは、タイヤ軸方向両側の入隅部、ショルダー溝4Bではタイヤ軸方向内側に向く入隅部に、この入隅部を反転させた形状の三角状の小凹部4bを付設している。なお、出隅部、及び小凹部4bを設けない入隅部には、タイヤ周方向直線状にのびる継ぎ部4cを設けて、入隅、出隅のジグザグの突端をタイヤ軸方向に長さ0.5〜3.0mmの範囲(本形態では1mm程度)で除去している。
【0016】
さらに各小凹部4bの先端には、本形態ではタイヤ軸方向方向にのびる小長さの主溝サイピング4dをそれぞれ形成している。前記小凹部4b,継ぎ部4cは入隅、出隅の溝突出端でのトレッド部の欠け、及び溝突出端を起点とする偏摩耗を防止し、かつ主溝サイピング4dはウェットグリップ性を向上させるとともに、小凹部4bでの突端での欠け、偏摩耗の発生を予防し、かつこの部分での路面との滑り量を減少させ偏摩耗を抑制しうる。なお前記主溝サイピング4dは、溝巾を0.1〜2.0mm程度、好ましくは0.3〜1.0mm程度、長さを1.0〜7.0mm程度、好ましくは2.0〜4.0mm程度、かつ深さを前記縦主溝4の深さの70〜100%程度とし、前記作用効果を高めている。
【0017】
さらにトレッド表面2aには横溝8を設けている。この横溝8は、縦主溝4と連結せず独立して設けるラグ溝をなすことにより、トレッドショルダー部の接地面積を確保して摩耗寿命を高めるとともに、トレッドショルダー部の剛性の過度の低下を防いで横溝8による操縦安定性の低下を抑制する。又横溝8は、トレッド端TEを越え、サイドウォール3のタイヤ半径方向外方部であるバットレス部31で開口して排水性を高めタイヤのウェットグリップ、及びウェットトラクション性を維持する。またこの横溝8は、ジグザグの前記ショルダー溝4Bの各入隅に向かって延在している。
【0018】
さらに図2に詳示するごとく、横溝8はタイヤ軸方向内方の浅部8Aから傾斜部8Cを介して深部8Bを形成し、この浅部8Aによりトレッド剛性の急激な変化を防止し、横溝8を起因とする偏摩耗を抑制している。なお、タイヤ赤道面COから、横溝8のタイヤ軸方向内方端8aまでの距離L8aと、浅部8Aの前記傾斜部8Cとの境界点8bまでの距離L8bとの、タイヤ赤道面COからトレッド端TEまでのタイヤ軸方向のトレッド半巾twに対する比L8a/tw,L8b/twを以下の範囲とする。
0.65≦L8a/tw≦0.85
0.75≦L8b/tw≦0.96
としている。なお、当然にL8b/twはL8a/twよりも大であって、(L8b/tw)−(L8a/tw)は0.04〜0.20程度としている。
なおより好ましくはL8a/twが0.70〜0.80、L8b/twが0.85〜0.95であり、L8a/twが0.65未満では接地面積が減少しタイヤ寿命に悪影響を及ぼすとともに偏摩耗が発生しやすくなり、0.85を越えると横溝の効果が発揮しにくい。L8b/twが0.75未満では浅部の効果が発揮しにくく、0.96を越えると、横溝の効果が減少する。
【0019】
さらにトレッド表面2aは、正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填しかつ無負荷の無負荷正規状態のタイヤ子午線断面において、タイヤ赤道面COを中心とする主トレッド部2Aと、そのタイヤ軸方向外側の第1のテーパー部2T1と、その外側の第2のテーパー部2T2とからなる折曲がり面をなしている。又前記主トレッド部2Aは、タイヤ赤道面COから、トレッド端TEに最も近いショルダー溝4Bを越えてそのタイヤ軸方向外方に位置する第1の点P1まで延在し、該主トレッド部2Aのトレッド表面2aは円弧状、本形態では実質的に単一の円弧からなる。なお本明細書において実質的とは、そのように見なしても、差違は5%程度の範囲内にあることをいい、前記の場合には曲率半径が5%以内でしか変動せず、単一の円弧と見なしうることをいう。又前記円弧は、タイヤ赤道面CO上の中心を持ち前記トレッド半巾twの2.5〜8倍の比較的大きい半径TRを有する。
【0020】
又前記第1のテーパー部2T1は、前記トレッド端TEに近いショルダー溝4Bを越えた位置に設けた前記第1の点P1からそのタイヤ軸方向外方に位置する第2の点P2までの領域でありトレッド表面2aを実質的に直線x1によって形成される。また実質的とは全長において直線の長さの5%程度しかその直線と直角の向きに位置ずれしないことをいう。前記第2のテーパー部2T2は、第2の点P2からトレッド端TEまでの、実質的に直線x2により形成される。
【0021】
この2段のテーパー部2T1,2T2をトレッドショルダー部に設けることにより、ショルダーの陸部は、その剛性を柔軟化でき、轍などのの傾斜面との衝突時に衝撃を好適に吸収でき、ハンドルへの作用力を低減することができ、ワンダリングを抑制し、かつ直進性、コーナリング特性を維持しつつ、偏摩耗の発生を防止することができる。
【0022】
前記主トレッド部2Aの前記第1の点P1における第1の接線SP1と第1のテーパー部2T1の前記直線x1とがなす角度α1を5°〜25°(好ましくは6〜20゜)、前記主トレッド部2Aを形成する円弧をタイヤ軸方向外方へ延長した仮想円弧線Crと、前記第2の点P2を通るタイヤ半径方向線との交点における前記仮想円弧線Crに対する接線SP2と、第2のテーパー部2T2の前記直線x2とがなす角度α2を20°〜40°とするとともに、角度差(α2−α1)を10°よりも大かつ30°以下としている。
【0023】
このような第1,2のテーパー部2T1,2T2において、前記第1のテーパー部2T1は、前記α1が5°〜25°で傾くため、この部分も接地しうるとはいえ、トレッド面の中央部分に比してはその接地圧を低下でき、轍乗り越し性の向上しつつ、例えば路面との間でのひきずりなどを抑制し、偏摩耗を防止する。また前記第2のテーパー部2T2の角度α2を20°〜40°とし、かつ角度差(α2−α1)を10°よりも大とすることにより、第1のテーパー部2T2との間で過度の剛性変化を防止し、赤道点Cqと、前記第2のテーパー部2T2トレッド端TEとの間のタイヤ半径方向距離であるキャンバー量を、ショルダの大きな剛性変化を伴うことなく大とし、キャンバ−スラスト値を滑らかに増大させ、轍の脱出性を向上してワンダリング性を向上しうる。
【0024】
なお前記第1、第2のテーパー部2T1,2T2の前記角度α1、α2が、各5゜未満、20゜未満であるとき、キャンバースラスト値の効果的な増大が望めず、ワンダリング性能の向上が期待できない。逆に前記角度α1、α2が各25゜、40゜を超えるとき、キャンバースラスト値の増大は期待しうるが、ショルダ側の接地圧が著しく低下し路面との接地性が低下するなどにより、ショルダ部分が早期に摩耗する偏摩耗を生じやすい。
【0025】
又図1において、前記第1の点P1は、最もトレッド端TEに近いショルダー溝4Bよりもタイヤ軸方向外方に位置するとともに、タイヤ赤道面COからトレッド端TEまでのタイヤ軸方向のトレッド半巾twの0.1〜0.3倍の距離を前記トレッド端TEから隔てる範囲内、前記第2の点P2は前記トレッド半巾twの0.03〜0.20倍の距離を前記トレッド端から隔てる範囲内に位置し、かつ前記第1のテーパー部2T1のタイヤ軸方向の長さLT1と、第2のテーパー部の2T2のタイヤ軸方向の長さLT2との比LT1/LT2を1.2〜3.5とする。
【0026】
さらに、タイヤ赤道面COからトレッド端TEまでのタイヤ半巾twに対する第1テーパー部2T1のタイヤ軸方向幅LT1、第2テーパー部2T2のタイヤ軸方向幅LT2の各比LT1/tw、LT2/tw、H以下の関係にあることが好ましい。
0.08≦LT1/tw≦0.25
0.02≦LT2/tw≦0.15
LT1/twが0.08未満の場合には、ワンダリング特性が悪くなり、さらに好ましくはLT1/twは0.08〜0.25、LT2/twは0.02〜0.05程度である。LT1/twが0.25を越えると、操縦安定性が悪くなり、また、LT2/twが0.02未満の場合、ワンダリング特性が悪くなり、0.2を越えても、ワンダリング特性が悪くなる。好ましくは、(LT1/tw)−(LT2/tw)を0.04〜0.15の範囲とするのがよい。
【0027】
図2において、トレッド端TEに連なるバットレス部31の表面は、トレッド端TE付近においてトレッド端TEでのタイヤ半径方向線に接してかつタイヤ外方に中心を有する半径SRの円弧に連続する。
【0028】
なお、本発明においては、ショルダー部にはサイピングを設けることなく、ラグ溝からなる横溝8以外には略周方向に連続して形成される。
【0029】
図1に示すように、本形態では、トレッド構造は、サイドウォールゴム層3Sが、バットレス部31においてトレッドゴム2Sを覆ういわゆるSOT(Sidewall Over Tread )構造が採用され、トレッドショルダー部のベルト端は、低発熱ゴムからなるベース層2Bが覆い、ベルト端付近の発熱を抑制して、耐久性を向上させている。トレッド表面2aは、耐摩耗性能の高いゴムからなるキャップ層2Cが露出する。また、中央溝4A、ショルダー溝4B、および、横溝8の溝底は、キャップ層を露出させる。さらにベルト層7の端部とカーカス6の間には、ブレーカークッションゴム9が充填され、ベルト層7の形状を維持するとともに、ベルト端付近でのカーカス層とベルト層間に生じるせん断力による剥離を防止して、耐久性能を向上させている。
【0030】
以上本発明の実施の1形態を説明したが、本発明は図示の形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。
【0031】
【実施例】
タイヤサイズが225/80R17.5のトラック用空気入りラジアルタイヤを試作し、タイヤの各性能を評価した。その結果を表1に示す。評価方法は次の通りである。
<キャンバースラスト>
試供タイヤをJATMAの正規リムに装着、JATMAの正規内圧、正規荷重の条件で、キャンバー角1°、5°におけるスラスト力を測定した。
<コーナリングフォース>
試供タイヤをJATMAの正規リムに装着、JATMAの正規内圧、正規荷重の条件で、速度4km/hでスリップ角1°、5°におけるコーンリングフォースを測定した。
<操縦安定性能>
JATMAの正規リムに装着、JATMAの正規内圧を充填した試供タイヤを国産4トンダンプトラックに装着し、4トン積載フル積載の条件でテストコースにおいて、轍をつけた路面と通常路面と速度60km/hで走行し、車両のハンドル取られ、車両のふらつき、轍脱出性能などの総合評価をドライバーの官能により10点法で評価した。数値が大きいほど良好である。
<耐摩耗性能>
JATMAの正規リムに装着、JATMAの正規内圧を充填した試供タイヤを国産4トンダンプトラックに装着し、4トン積載フル積載の条件でテストコースにおいて、1般道タイプ及び高速道路タイプのテストコースを合計3000km走行させ、耐摩耗性能、推定タイヤ寿命を評価した。
【0032】
【表1】
【0033】
【発明の効果】
このように、本発明の空気入りタイヤは、操縦安定性等の性能を維持しつつキャンバースラスト値を増大させ、ワンダリング性能を向上しうる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の一形態を示す空気入りタイヤの子午線断面図である。
【図2】そのトレッドショルダー部を拡大した部分拡大図である。
【図3】本発明を適用したトレッドパターンの一例を示す展開図である。
【符号の説明】
2 トレッド
2A 主トレッド部
2T1 第1のテーパー部
2T2 第2のテーパー部
3 サイドウォール
4 縦主溝
4A 中央溝
4B ショルダー溝
6 カーカス
7 ベルト層
8 横溝
9 ブレーカークッション
CO タイヤ赤道面
LT1 第1のテーパー部2T1のタイヤ軸方向の長さ
LT2 第2のテーパー部2T2のタイヤ軸方向の長さ
P1 第1の点
P2 第2の点
TE トレッド端
tw トレッド半巾
Claims (3)
- 正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した無負荷の無負荷正規状態のタイヤ子午線断面における、タイヤ赤道面COからタイヤ軸方向外方かつトレッド端TEに最も近いショルダー溝4Bよりもタイヤ軸方向外方に位置する第1の点P1までのトレッド表面を、円弧により形成した主トレッド部2Aとし、
かつ第1の点P1からそのタイヤ軸方向外方の第2の点P2までのトレッド表面を、実質的に直線により形成した第1のテーパー部2T1とし、
しかも第2の点P2からトレッド端TEまでのトレッド表面を、実質的に直線により形成した第2のテーパー部2T2とするとともに、
前記主トレッド部2Aの前記第1の点P1における第1の接線SP1と第1のテーパー部2T1の前記直線とがなす角度α1を5°〜25°、
前記主トレッド部2Aを形成する円弧をタイヤ軸方向外方へ延長した仮想円弧線と、前記第2の点P2を通るタイヤ半径方向線との交点における前記仮想円弧線に対する接線SP2が第2のテーパー部2T2の前記直線となす角度α2を20°〜40°とするとともに、角度差(α2−α1)を10°よりも大かつ30°以下とし、
かつ前記トレッド表面は、複数条の縦主溝を具えるとともに、トレッド端TEに最も近い縦主溝からタイヤ軸方向に距離を隔てた位置を起点として前記トレッド端TEまでのびる複数の横溝を形成し、
しかも該横溝は、タイヤ軸方向内方の浅部と深部とを形成したことを特徴とする空気入りタイヤ。 - 前記第1の点P1は、タイヤ赤道面COからトレッド端TEまでのタイヤ軸方向のトレッド半巾twの0.1〜0.3倍の距離を前記トレッド端TEから隔てる範囲内、前記第2の点P2は前記トレッド半巾twの0.03〜0.20倍の距離を前記トレッド端から隔てる範囲内に位置し、かつ前記第1のテーパー部2T1のタイヤ軸方向の長さLT1と、第2のテーパー部の2T2のタイヤ軸方向の長さLT2との比LT1/LT2を1.2〜3.5とすることを特徴とする請求項1記載の空気入りタイヤ。
- カーカスプライからなるカーカス層と複数枚のベルトプライからなるベルト層とを具え、前記カーカスプライ、及びベルトプライはスチールコードの配列体からなることを特徴とする請求項1又は2に記載の空気入りタイヤ。
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