JP4629960B2 - 重荷重用タイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、接地面形状を特定することによってトレッド接地端近傍での肩落ち摩耗や、ショルダー溝に沿った陸部での軌道摩耗といった偏摩耗を抑制し摩耗の均一化を図りうる重荷重用タイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、一般的な重荷重用夕イヤのトレッド面は、単一の円弧或いは複数の円弧を用いた凸状の円弧曲線で形成されている。従って、図５に略示する如く、接地面形状ａは、そのタイヤ周方向の接地長さｂが、タイヤ赤道Ｃ側からトレッド接地端Ｅ側に向かって徐々に小となり、かつタイヤ周方向の前縁ｇ、後縁ｒはそれぞれ外方へ凸となる滑らかな円弧状をなす。また重荷重用タイヤでは、タイヤ軸方向の最外側に配されるショルダー溝ｆが設けられ、ショルダー部ｙｓとセンター部ｙｃとを区分している。
【０００３】
ところで、このようなタイヤでは、接地面の輪郭線において、タイヤ赤道上の赤道点ｐ１とトレッド接地端Ｅ上の接地端点Ｐ２とを通る直線ｊ１がタイヤ軸方向線となす角度γよりも、ショルダー溝ｆのトレッド接地端側の溝側縁点ｐ３と前記接地端点ｐ２とを通る直線ｊ２がタイヤ軸方向線となす角度βの方が大きくなる。つまりγ＜βとなる。しかしながら、前記角度βが大きくなると、トレッド接地端Ｅでの接地長さｂ２が小さくなり、該接地端Ｅ付近が路面に対して滑り易くなる。このため、ショルダー部Ｙｓに摩耗が集中し該ショルダー部Ｙｓが早期に摩耗するいわゆる肩落ち摩耗を招きやすい。
【０００４】
このような肩落ち摩耗を改善するために、例えばトレッド面の曲率半径を大きくして前記角度γ及びβをともに小さくして前記接地長さｂ２、ｂ１の差を減じることが考えられる。しかしながら、このような手法では、ショルダー溝ｆより内側のトレッドセンター部ｙｃが、外側のトレッドショルダー部ｙｓに比して摩耗する所謂センター摩耗を招いたり、又ショルダー溝ｆの一方／他方の側縁が摩耗する所謂軌道摩耗を招くなど、摩耗の均一化に対して充分満足のいく結果を得るに至っていない。関連する先行技術としては、次のものがある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１１９５１０号公報
【特許文献２】
特開平９−３０９３０１号公報
【特許文献３】
特開平７−１８６６２８号公報
【０００６】
本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、接地面形状の輪郭線を一定の形状に特定することを基本として、肩落ち摩耗、軌道摩耗、センター摩耗等の偏摩耗を抑制でき、ひいては摩耗の均一化を高レベルで図りうる重荷重用タイヤを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち請求項１記載の発明は、トレッド部に、タイヤ周方向に連続してのびる２本以上の縦主溝を有する重荷重用タイヤであって、前記縦主溝のうちのタイヤ軸方向の最外側に配されるショルダー溝は、その溝中心線が、タイヤ赤道Ｃからトレッド接地半巾の０．４〜０．７倍の距離を隔てた領域を通るとともに、正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した正規状態のタイヤに正規荷重を負荷したときの接地面形状の輪郭線において、タイヤ赤道上の赤道点Ｐａとトレッド接地端上の接地端点Ｐｄとを通る直線Ｊ１がタイヤ軸方向線となす角度γ、前記赤道点Ｐａと前記ショルダー溝のタイヤ赤道側の溝側縁点Ｐｂとを通る直線Ｊ２がタイヤ軸方向線となす角度α、及び前記ショルダー溝のトレッド接地端側の溝側縁点Ｐｃと前記接地端点Ｐｄとを通る直線Ｊ３がタイヤ軸方向線となす角度βにおいて、下記の条件を満たすことを特徴としている。
０°＜γ≦１２°
０°＜α≦１５°
−５°≦β≦γ
β≦α
（ただし上記角度α、β及びγは、直線Ｊ１、Ｊ２及びＪ３がタイヤ軸方向外側に向かってタイヤ周方向の接地長さを減じる向きに傾くときを正の角度とする。
）
【０００８】
また本明細書において、前記「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、例えば当該規格がＪＡＴＭＡの場合、標準リムよりリム巾の狭いリムがあるサイズについては、「リム巾が標準リムより１ランク狭いリム」、標準リムよりリム巾の狭いリムが設定されていないサイズについては、「標準リム」とする。また前記規格がＴＲＡの場合、”Design Rim”よりリム巾の狭いリムがあるサイズは、「リム巾が”Design Rim”より１ランク狭いリム」とし、”Design Rim”よりリム巾の狭いリムが設定されていないサイズについては、”Design Rim”とする。さらに当該規格がＥＴＲＴＯの場合、”Measuring Rim ”よりリム巾の狭いリムがあるサイズについては、「リム巾が”Measuring Rim ”より１ランク狭いリム」とし、”Measuring Rim ”よりリム巾の狭いリムが設定されていないサイズについては、”Measuring Rim ”とする。
【０００９】
また前記「正規内圧」とは、前記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。また前記「正規荷重」とは、前記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。
【００１０】
また本明細書において、「接地端」とは、前記正規内圧状態のタイヤに正規荷重を付加した時に接地するトレッド接地面のタイヤ軸方向外端を意味し、この外端（接地端）とタイヤ赤道との間のタイヤ軸方向の距離を「トレッド接地半巾」とする。
【００１１】
また請求項２記載の発明は、前記トレッド部は、金属コードを用いた少なくとも３層のベルトプライからなるベルト層が配されてなる請求項１記載の重荷重用タイヤである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図１には、トラック、バス等に使用される重荷重用タイヤの断面図、図２はそのトレッド部の展開図をそれぞれ示している。図において、重荷重用タイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、トレッド部２の内方かつ前記カーカス６の外側に配されたベルト層７とを具えている。
【００１３】
前記カーカス６は、金属コードからなるカーカスコードをタイヤ赤道Ｃに対して７０〜９０度の角度で配列した１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａにより構成されている。前記カーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間をトロイド状に跨る本体部６ａの両側に、前記ビードコア５の周りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返して係止された折返し部６ｂを一体に有したものを示す。また、カーカスプライ６Ａの本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、ビードコア５からタイヤ半径方向外方にのびるビードエーペックスゴム８が配置され、ビード部４ないしサイドウォール部３の曲げ剛性を補強している。
【００１４】
また前記ベルト層７は、金属コードを用いた少なくとも３枚、本例では４枚のベルトプライ４Ａないし４Ｄから形成されたものを示す。具体的にはベルト層７は、前記ベルトコードをタイヤ赤道に対して例えば６０±１５°の角度で配列されかつタイヤ半径方向で最も内側に配された第１のベルトプライ７Ａと、ベルトコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば１０〜３５°の小角度で配列した第２〜４のベルトプライ７Ｂ、７Ｃ及び７Ｄとの４枚構造の場合を例示している。
【００１５】
本実施形態のベルト層７では、第１のベルトプライ７Ａのタイヤ軸方向のプライ巾は、第２のベルトプライ７Ｂのプライ巾に比して小かつ第３のベルトプライ７Ｃのプライ巾とほぼ同一としている。また最大巾をなす第２のベルトプライ７Ｂのプライ巾ＷＢは、例えばトレッド接地巾ＷＴの０．８０〜０．９５倍に設定される。これにより、ベルト層７は、トレッド部２の略全巾をタガ効果を有して締め付け、トレッド部２の剛性を高め得る。なお、最も巾が狭い第４のベルトプライ７Ｄは、例えば第１〜３のベルトプライ７Ａないし７Ｄ及びカーカス６等を外傷より保護するのに役立つ。
【００１６】
また本実施形態の重荷重用タイヤ１は、図２に示す如く、トレッド部２にタイヤ周方向に連続してのびる２本以上の縦主溝Ｇが設けられている。本実施形態の縦主溝Ｇは、ジグサグ状でタイヤ周方向にのびるものが例示されるが、直線状でも良く、また波状とすることもできる。また縦主溝Ｇは、溝がのびる向きと直角に測定した溝巾ＷＧが５mm以上、より好ましくは７〜１０mm程度で構成され、また溝深さＷＤ（図１に示す）が９mm以上、より好ましくは１４．５〜１７．５mm程度で構成される。本実施形態の縦主溝Ｇは、タイヤ赤道Ｃに沿ってのびる１本の内の縦主溝Ｇｉと、その両外側に設けられてかつタイヤ軸方向の最外側に位置することとなるショルダー溝Ｇｓとの合計３本からなる場合を例示している。
【００１７】
またショルダー溝Ｇｓは、トレッド部２を、該ショルダー溝Ｇよりタイヤ軸方向内側のセンター部Ｙｃと、タイヤ軸方向外側のショルダー部Ｙｓとに区分する。このため、ショルダ溝Ｇｓがトレッド接地端Ｅ側に近づきすぎると、ショルダー部Ｙｓの剛性を低下させ、該ショルダー部Ｙｓに摩耗が集中してゴム欠けや肩落ち摩耗などを招きやすくなる。逆に、ショルダー溝Ｇｓがタイヤ赤道Ｃ側に近づきすぎると、ショルダー部Ｙｓの剛性が過度に高められ、センター部Ｙｃに摩耗が集中しやすくなる。そこで、本発明では前記ショルダー溝Ｇｓの溝中心線Ｎを、タイヤ赤道Ｃからトレッド接地半巾ＷＴ／２の０．４〜０．７倍の距離を隔てた領域を通るように配する。即ち、溝中心線Ｎのタイヤ赤道Ｃからの距離Ｋｎは、トレッド接地半巾ＷＴ／２の０．４〜０．７倍、特に好ましくは前記距離Ｋｎをトレッド接地半巾ＷＴ／２の０．５〜０．６５倍に設定する。なおショルダー溝Ｇｓが、ジグザグないし波状をなす場合には、ジグザグないし波の振巾の中心を、溝中心線Ｎとして定める。
【００１８】
また本実施形態では、トレッド部２に、内の縦主溝Ｇｉとショルダー溝Ｇｓとの間をタイヤ周方向に連続してのびる縦細溝Ｇｈが設けられたものを例示している。この縦細溝Ｇｈは縦主溝Ｇよりも溝巾が小であり、センター部Ｙｃの剛性を緩和してバランスさせるのに役立つ。またトレッド部２には、トレッド接地端Ｅとショルダー溝Ｇｓとの間を継ぐ第１の横溝Ｇｙ１と、ショルダー溝Ｇｓと前記縦細溝Ｇｈとの間をのびる第２の横溝Ｇｙ２と、前記縦細溝Ｇｈと内の縦主溝Ｇｉとの間を継ぐ第３の横溝Ｇｙ３とが設けられたものを示す。これにより、トレッド部２は、ブロックＢ１ないしＢ３が多数区画されたブロックパターンを具える。
【００１９】
また本発明では、正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した正規状態のタイヤに正規荷重を付加したときの接地面形状１０（図３及びその部分拡大図である図４に示す）の輪郭線Ｆを次のように特定している。即ち、図４に拡大して示す如く、輪郭線Ｆのタイヤ赤道上の赤道点Ｐａとトレッド接地端Ｅ上の接地端点Ｐｄとを通る直線Ｊ１がタイヤ軸方向線となす角度γ、前記赤道点Ｐａと前記ショルダー溝Ｇｓのタイヤ赤道側の溝側縁点Ｐｂとを通る直線Ｊ２がタイヤ軸方向線となす角度α、及びショルダー溝Ｇｓのトレッド接地端Ｅ側の溝側縁点Ｐｃと前記接地端点Ｐｄとを通る直線Ｊ３がタイヤ軸方向線となす角度βにおいて、下記の条件を満たす。
０°＜γ≦１２°
０°＜α≦１５°
−５°≦β≦γ
β≦α
ここで、上記角度α、β及びγは、直線Ｊ１、Ｊ２及びＪ３がタイヤ軸方向外側に向かってタイヤ周方向の接地長さを減じる向きに傾くときを正の角度としている。なお本例のようにタイヤ赤道Ｃ上に縦主溝Ｇが形成される場合、前記赤道点Ｐａは前記縦主溝Ｇの溝縁間を滑らかに継いだ曲線とタイヤ赤道Ｃとの交点として求める。
【００２０】
発明者らの種々の実験の結果、トレッド部２の摩耗を均一にコントロールするためには、上記角度α、β及びγを一定の角度範囲に規制することが非常に有効であることが判明した。即ち、前記角度γが１２°よりも大になると、ショルダー部Ｙｓの接地圧が低下し易くかつセンター部Ｙｃでの荷重負担が過度に高まるため、ショルダー部Ｙｓに比してセンター部Ｙｃの摩耗が早くなるなどセンター摩耗が進行してしまう。逆に、前記角度γが０°以下になると、センター部Ｙｃに比べて、ショルダー部Ｙｓの接地圧が上昇し、該ショルダー部Ｙｓでの走行中の発熱が大となって温度上昇によるベルト端でに剥離損傷などを誘発させる傾向がある。特に好ましくは前記角度γを５〜１２゜、さらに好ましくは８〜１１゜とするのが望ましい。
【００２１】
また前記角度αが１５°よりも大になると、ショルダー溝Ｇｓのタイヤ赤道Ｃ側の溝側縁点Ｐｂ付近の接地圧が、ショルダー溝のトレッド接地端Ｅ側の溝側縁点Ｐｃ付近の接地圧に比べて過度に低くなり、溝側縁点Ｐｂ付近での滑りが大きくなる。つまり、ショルダー溝Ｇｓの内側に軌道摩耗が生じやすくなる。また前記角度αが０°以下になると、センター部Ｙｃでの接地圧が著しく大きくなり、センター部Ｙｃが早期に摩耗するセンター摩耗が生じやすい。特に好ましくは前記角度αを５〜１２゜、さらに好ましくは８〜１１゜とするのが望ましい。
【００２２】
さらに、前記角度βが−５゜未満であると、ショルダー溝Ｇｓのトレッド接地端Ｅ側の溝側縁点Ｐｃ付近において接地圧の低下が生じやすく、該溝側縁点Ｐｃ付近での摩耗が早期に生じてしまう。また前記角度βが前記角度γよりも大になると、ショルダー溝Ｇｓのトレッド接地端Ｅ側の溝側縁点Ｐｃに対してトレッド接地端Ｅでの接地長さが小さくなり、前記肩落ち摩耗が生じやすい。このような観点より角度βは、好ましくは５°以上とするのが望ましい。
【００２３】
このような接地面形状１０を得るためには、例えばトレッドゴムの厚さを規定する方法、トレッド面の曲率半径を規定する方法、ベルト層の曲率半径を規定する方法、又はこれらを組み合わせた方法等が挙げられる。
【００２４】
【実施例】
図１、図２の基本構造を有するサイズ１１Ｒ２２．５ １４ＰＲの重荷重用タイヤ、表１の仕様に基づき試作するとともに、各試供タイヤの接地形状、摩耗性能をテストした。テスト方法は、次の通りである。
【００２５】
（ａ）接地形状
ＪＡＴＭＡ規格に基づいた供試タイヤを、正規リム（７．５０×２２．５）にリム組みし、正規内圧（７００ｋＰａ）かつ正規荷重（２６．７２ｋＮ）で平面に押し付け、接地形状を採取するとともに、各角度α、β、γを測定した。なお接地面はタイヤ周上の４カ所で採取し、前記角度α、β、γは各接地面で得られた値を平均して求めた。
【００２６】
（ｂ）摩耗性能
試供タイヤを、リム（７．５０×２２．５）、内圧（７００ｋＰａ）にて、トラック（２−２・Ｄタイプ）の前輪に装着し、６０、０００ｋｍの距離を走行するとともに、走行後のトレッド接地端での肩落ち摩耗の発生状況、ショルダー溝の側縁での軌道摩耗の発生状況を、目視によって外観確認した。また、内の縦主溝の摩耗量をＹ（mm）、ショルダー溝の摩耗量をＺ（mm）とし、Ｙ−Ｚ（mm）を求めた。Ｙ−Ｚ値が大きいほどセンター摩耗であり、小さいほどショルダー摩耗となり、０に近いほど摩耗が均一化されたことを示す。
テストの結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】

【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の重荷重用タイヤは、接地形状を特定したことにより、肩落ち摩耗、軌道摩耗、センター摩耗等を抑制し、摩耗の均一化を高レベルで達成しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のタイヤの断面図である。
【図２】トレッド部を展開した展開図である。
【図３】接地面形状を示す線図である。
【図４】その部分拡大図である。
【図５】従来タイヤにおける接地面形状を示す線図である。
【符号の説明】
１ 重荷重用タイヤ
２ トレッド部
３ サイドウォール部
４ ビード部
５ ビードコア
６ カーカス
７ ベルト層
１０ 接地面形状
Ｆ 接地面形状の輪郭線
Ｇ 縦主溝
Ｇｓ ショルダー溝
Ｎ ショルダー溝の溝中心線

Claims (2)

1. トレッド部に、タイヤ周方向に連続してのびる２本以上の縦主溝を有する重荷重用タイヤであって、
   前記縦主溝のうちのタイヤ軸方向の最外側に配されるショルダー溝は、その溝中心線が、タイヤ赤道Ｃからトレッド接地半巾の０．４〜０．７倍の距離を隔てた領域を通るとともに、
   正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した正規状態のタイヤに正規荷重を付加したときの接地面形状の輪郭線において、
   タイヤ赤道上の赤道点Ｐａとトレッド接地端上の接地端点Ｐｄとを通る直線Ｊ１がタイヤ軸方向線となす角度γ、
   前記赤道点Ｐａと前記ショルダー溝のタイヤ赤道側の溝側縁点Ｐｂとを通る直線Ｊ２がタイヤ軸方向線となす角度α、及び
   前記ショルダー溝のトレッド接地端側の溝側縁点Ｐｃと前記接地端点Ｐｄとを通る直線Ｊ３がタイヤ軸方向線となす角度βにおいて、下記の条件を満たすことを特徴とする重荷重用タイヤ。
   ０°＜γ≦１２°
   ０°＜α≦１５°
   −５°≦β≦γ
   β≦α
   （ただし上記角度α、β及びγは、直線Ｊ１、Ｊ２及びＪ３がタイヤ軸方向外側に向かってタイヤ周方向の接地長さを減じる向きに傾くときを正の角度とする。
   ）
2. 前記トレッド部は、金属コードを用いた少なくとも３層のベルトプライからなるベルト層が配されてなる請求項１記載の重荷重用タイヤ。

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