JP4743756B2

JP4743756B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4743756B2
Application number: JP2005296650A
Authority: JP
Inventors: 真寿小塩
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2005-10-11
Filing date: 2005-10-11
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2025-10-11
Also published as: JP2007106167A

Description

本発明は、一部非舗装路面も走行する主にオンロード走行用の空気入りタイヤに関し、詳細には、トレッド中央部の耐摩耗性、ショルダー部の耐偏摩耗性及び発熱耐久性をバランス良く向上させた空気入りタイヤに関する。

従来、このような空気入りタイヤのトレッドパターンとしては、駆動力、制動力に優れたラグ型パターン、或いはラグ型パターンの特徴を有しつつ、操縦安定性に優れたリブ型パターンの特徴を兼ね備えたリブラグ型パターンが知られている。

図５は従来のリブラグ型パターンの一例をトレッド踏面側から見た図を示す。このトレッドパターン４１は、トレッドの周方向にジグザグに延びる３本の主溝４２，４３，４４と、それらの主溝によってトレッドの幅方向中央部に区画された２本のセンターリブ４５，４６と、主溝４３，４４とトレッド端とにより区画された２本のショルダーリブ４７，４８とを備えている。また、両側のショルダーリブ４７，４８は、トレッド端から主溝４３，４４の方向（トレッド中央部へ向かう方向）へ行き止まりに延びる幅方向のラグ溝４９，５０を有する（特許文献１参照）。

図６は従来のリブラグ型パターンの別の一例をタイヤ外周面側から見た図を示す。このトレッドパターン５１は、トレッドの周方向にジグザグに延びる４本の主溝５２，５３，５４，５５と、トレッド幅方向中央側の２本の主溝５２，５３に挟まれてタイヤ赤道ＣＬ上に区画されたセンターリブ５６と、トレッド幅方向中央側の２本の主溝５２，５３とそれぞれのトレッド端側の主溝５４，５５とに挟まれて区画された中間リブ５７，５８と、トレッド端側の主溝５４，５５とトレッド端とに挟まれて区画されたショルダーリブ５９，６０とを備えている。また、両側のショルダーリブ５９，６０は、トレッド端から主溝５４，５５の方向へ行き止まりに延びる幅方向のラグ溝６１，６２を有する（特許文献２参照）。
特開２００３−１２７６１６号公報特開平８−２４４４１３号公報

しかしながら、特許文献１に開示されたような３本の主溝を備えたリブラグ型パターンにおいては、トレッドの幅方向中心（赤道ＣＬ）に主溝が配置されるため、トレッド中央部の剛性が低下する。このため、トレッド中央部の耐摩耗性が悪化するという問題がある。
一方、特許文献２に開示されているような４本の主溝を備えたリブラグ型パターンにおいては、トレッドの幅方向中心にセンターリブが形成されるため、トレッド中央部の剛性低下による耐摩耗性悪化の問題はない。ところが、トレッド幅が同じであれば、主溝を１本増やしたことによりショルダーリブの幅が狭くなるため、ショルダー部の剛性が低下し、ショルダー部の耐偏摩耗性が悪化するという問題がある。ラグ溝の幅を狭くすることでショルダー部の剛性の低下を抑えることは可能であるが、その場合、ショルダーリブのラグ溝の部分の表面積（放熱面積）が減少するために発熱耐久性が悪化し、高速・高荷重下においてベルト端にセパレーションを起こすことがある。

本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的は、リブラグ型パターンを備えた空気入りタイヤにおいて、トレッド中央部の耐摩耗性、ショルダー部の耐偏摩耗性及び発熱耐久性をバランス良く向上させることである。

請求項１に係る発明は、タイヤ赤道の両側においてタイヤ周方向に連続して延びる２本ずつの主溝と、これらの主溝により区画され、トレッド中央部に形成されたセンターリブ、両端部に形成されたショルダーリブ、及び前記センターリブとショルダーリブとの間の中間部に形成された中間リブとを備えると共に、前記ショルダーリブが前記トレッド端からトレッド端側の主溝に向かって行き止まりに延びる多数のラグ溝により区分されたトレッドパターンを有する空気入りタイヤにおいて、前記ショルダーリブの最大幅に対する前記ショルダーリブの陸部の最小幅の比率が30乃至50％であり、前記ラグ溝の深さは前記主溝の深さの55乃至70％であり、前記ラグ溝の前記ショルダーリブ全体に対する体積比率は6乃至15％であり、前記ショルダーリブの陸部の最小幅が前記ラグ溝の配列ピッチの30乃至45％であり、前記センターリブ、中間リブ、ショルダーリブの各々の最大幅の比率が100：92乃至102：106乃至116であることを特徴とする空気入りタイヤである。
請求項２に係る発明は、請求項１記載の空気入りタイヤにおいて、前記中間リブの両側の主溝を連結する湯溝を有することを特徴とする空気入りタイヤである。

（作用）
請求項１に係る発明によれば、トレッド中央部にセンターリブを形成することで、トレッド中央部の耐摩耗性を向上させ、ショルダーリブの最大幅に対するショルダーリブの陸部の最小幅の比率を30乃至50％に設定し、ラグ溝の深さを前記主溝の深さの55乃至70％に設定し、ラグ溝のショルダーリブ全体に対する体積比率を6乃至15％に設定し、ショルダーリブの陸部の最小幅をラグ溝の配列ピッチの30乃至45％に設定し、センターリブ、中間リブ、ショルダーリブの各々の最大幅の比率を100：92乃至102：106乃至116に設定することで、センターリブ、中間リブ、及びショルダーリブの耐偏摩耗性及び発熱耐久性のバランスを取る。
請求項２に係る発明によれば、中間リブの両側の主溝を連結する湯溝により、ウェット路面におけるトラクション性能を向上させる。

本発明によれば、トレッド中央部にセンターリブを形成することでトレッド中央部の耐摩耗性を向上させることができ、ショルダーリブ及びラグ溝の寸法を適切に設定することで、ショルダー部の耐偏摩耗性及び発熱耐久性をバランス良く向上させることができる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドパターンを示す図である。
この空気入りタイヤのトレッドパターン１は、タイヤ赤道ＣＬを挟んでタイヤ周方向にジグザグに延びる２本の中央主溝２，３及び２本の両端主溝４，５を備えている。また、トレッド中央側に配置された２本の中央主溝２，３に挟まれてタイヤ赤道ＣＬ上に区画されたセンターリブ６と、中央主溝２，３と、それぞれのトレッド端側に配置された両端主溝４，５に挟まれて区画された中間リブ７，８と、両端主溝４，５とトレッド端とに挟まれて区画されたショルダーリブ９，１０とを備えている。

また、両側のショルダーリブ９，１０は、トレッド端から両端主溝４，５の方向へ行き止まりに延びる、換言すれば両端主溝４，５に到達しない位置迄延びる幅方向のラグ溝１１，１２を有する。さらに、中間リブ７，８には、それぞれ中央主溝２と両端主溝４との間、中央主溝３と両端主溝５との間を接続する湯溝１３，１４が形成されている。

ここで、４本の主溝２，３，４，５の幅及び深さ、並びにジグザグの幅、ピッチ、及び位相は略同一である。また、ショルダーリブ９，１０の形成されたラグ溝１１，１２はタイヤ赤道ＣＬに対して回転対称であり、タイヤ幅方向において対向しない周方向位置、換言すれば互い違いに配列されている。また、ラグ溝１１，１２のタイヤ周方向の配列位置は、両端主溝４，５のジグザグがタイヤ赤道ＣＬに最も接近した屈曲点に対向する位置となっている。一方、湯溝１３のタイヤ周方向の配列位置は、タイヤ周方向に隣り合うラグ溝１１の配列位置の間であり、湯溝１４のタイヤ周方向の配列位置は、タイヤ周方向に隣り合うラグ溝１２の配列位置の間である。

本実施形態に係る空気入りタイヤは、トレッド中央部にセンターリブ６を形成することで、トレッド中央部の耐摩耗性を向上させている。また、ショルダーリブ９，１０、ラグ溝１１，１２の寸法を適切に設定することで、トレッドショルダー部の偏耐摩耗性及び発熱耐久性をバランス良く向上させている。以下、これらの寸法について図２及び図３を参照しながら説明する。ここで、図２は図１におけるタイヤ赤道ＣＬの左側のトレッドパターンの一部を示し、図３はその部分の断面を示す。なお、ここではタイヤ赤道ＣＬの左側の寸法について説明するが、右側の寸法も左側と同じである。

まずショルダーリブ９の幅について説明する。ショルダーリブ９は、両端主溝４とトレッド端とに挟まれており、両端主溝４がタイヤ周方向にジグザグに延びているため、そのジグザグに対応して幅が増減する。ショルダーリブ９の最大幅Ｗ₁は図２に示すように、トレッド端からショルダーリブ９のタイヤ赤道ＣＬ方向に最も接近した位置までのトレッド幅方向の長さである。ラグ溝１１はタイヤ周方向に一定のピッチをもって配列されており、その配列ピッチをＬ₁とする。なお、この配列ピッチは両端主溝４のジグザグのピッチと同じである。ラグ溝１１の最大幅Ｗ₂は図２に示すように、トレッド端からラグ溝１１の両端主溝４に最も接近した位置までのトレッド幅方向の長さである。ショルダーリブ９はラグ溝１１を有するため、陸部（ラグ溝１１以外の部分）の幅がタイヤ周方向位置の変化に対して変化する。本実施形態では、ラグ溝１１が最大幅Ｗ₂となるタイヤ周方向位置においてショルダーリブ９の陸部の幅が最小値Ｗ₃となる。

両端主溝４の深さＤ₁は図３に示すように、主溝４の底Ｐ₀からトレッド踏面に立てた垂線がトレッド踏面と交差する位置を位置Ｐ₁とすると、Ｐ₀からＰ₁迄の距離が両端主溝４の深さＤ₁である。同様に、ラグ溝１１の底Ｐ₂からトレッド踏面に立てた垂線がトレッド踏面と交差する位置を位置Ｐ₃とすると、Ｐ₂からＰ₃迄の距離がラグ溝１１の深さＤ₂である。

ショルダーリブ９の最大幅Ｗ₁に対するショルダーリブ９の陸部の最小幅Ｗ₃の比率の好ましい値は30乃至50％であり、より好ましい値は40乃至45％である。30％未満になると、ショルダーリブ９に剛性の低い部分が現れるため、偏摩耗が発生し易くなる（耐偏摩耗性の低下）。また、50％を越えると、ラグ溝１１の容積が小さくなることでショルダーリブ９のラグ溝１１の部分の表面積が小さくなるため、放熱性が低下する。この結果、発熱耐久性が低下する。

ラグ溝１１の深さＤ₂を主溝４の深さＤ₁の55乃至70％に設定することが好ましい。55％未満になると、ラグ溝１１の容積が小さくなるため発熱耐久性が低下する。また、70％を越えると、ショルダーリブ9の剛性が低下するため、耐偏摩耗性が低下する。

ラグ溝１１のショルダーリブ９全体に対する体積比率の好ましい値は６乃至15％、より好ましい値は８乃至13％である。ここで、ショルダーリブ９全体の体積とは、ショルダーリブ９の陸部の体積にラグ溝９の容積を加えたものである。従って、ラグ溝１１のショルダーリブ９全体に対する体積比率は、（ラグ溝１１の容積）／（ラグ溝１１の容積＋ショルダーリブ９の陸部の体積）である。この比率が６％未満になると、ラグ溝１１の容積が小さくなり過ぎるため、ショルダー部の剛性は高くなるが、発熱耐久性が低下する。逆に15％を越えると、ラグ溝１１の表面積が大きくなり過ぎるため発熱耐久性は向上するものの、ショルダーリブ９の剛性の低下による耐偏摩耗性悪化のおそれがある。

ショルダーリブ９の陸部の最小幅Ｗ₃をラグ溝１１の配列ピッチＬ₁の30乃至45％に設定するのが好ましい。30％未満になると、ピッチＬ₁当たりのショルダーリブ９の体積に対するラグ溝１１の容積の比率が大きくなるため、耐偏摩耗性が悪化し、45％を越えると、ラグ溝１１の容積が小さくなるため、発熱耐久性が低下する。

センターリブ６、中間リブ７（中間リブ８も同じ）、ショルダーリブ９（ショルダーリブ１０も同じ）の各々最大幅の比率を100：92乃至102：106乃至116に設定することが好ましい。中間リブ７の比率が92未満になったり、ショルダーリブ９の比率が106未満になったりすると、他のリブと比較して剛性が低下するため、耐偏摩耗性が悪化する。逆に、中間リブ７の比率が102を越えたり、ショルダーリブ９の比率が116を越えたりすると、他のリブの剛性が低下するため、他のリブの耐偏摩耗性が悪化する。また、ショルダーリブ９の体積が大きくなるため、その発熱耐久性が悪化し、ベルト端にセパレーションを起こすおそれがある。

中間リブ７、8に形成した湯溝１３、１４は、例えば幅が３mm、深さ２mmである。湯溝１３、１４により、ウェット路面におけるトラクション性能の向上が実現できる。センターリブ６及びショルダーリブ９、１０には、各リブを幅方向に貫通する湯溝を設けていない。センターリブ６に湯溝を設けるとリブ剛性の低下により耐摩耗性が悪化してしまい、ショルダーリブ９、１０に湯溝を設けるとリブ剛性の低下により耐偏摩耗性が悪化してしまうからである。なお、主溝４、５からショルダーリブ９、１０内に延びている短い湯溝は幅も狭く、耐偏摩耗性に大きく影響を与えるものではない。

［実施例］
本発明の効果を確認するために、実施例１、及び比較例１乃至５を各50本作成し、各種試験を行った結果について以下に説明する。
このテストに使用したタイヤの詳細を下記の表１に示し、試験結果を表２に示す。なお、各タイヤのサイズは共に12.00 R20、リム幅は8.50インチ、内圧は850kPaである。また、実施例１、及び比較例３乃至５は図１に示すトレッドパターンを有し、比較例１及び２は図４に示すトレッドパターンを有する。

表１におけるセンターリブ最大幅比、中間リブ最大幅比、ショルダーリブ最大幅比は、実施例１のセンターリブの最大幅を基準とした比率である。従って、実施例１の中間リブ、ショルダーリブの最大幅は、それぞれ実施例１のセンターリブの最大幅の96％、111％であり、比較例１の中間リブ、ショルダーリブの最大幅は、それぞれ実施例１のセンターリブの最大幅の130％、123％である。なお、比較例1乃至5における上記の比の括弧内の数値は各パターン内のセンターリブ最大幅比（センターリブのないパターンである比較例１及び２については中間リブ最大幅比）を100％とした比率である。
また、表２の試験結果は、各50本のタイヤの試験結果の平均値を、従来例を100とした指数で表したものであり、何れも値が大きい程良好である。

表２におけるタイヤ赤道ＣＬの摩耗抑制効果の試験は下記の条件で行った。
車両：２Ｄ４（操舵軸、駆動軸、遊動軸の３軸からなり、車両フロント部に操舵軸、リヤ部に前から駆動軸、遊動軸の順に配置された車両形式）
方式：装着位置固定
内容：駆動軸に装着したタイヤにて４万kmの実地走行を行い、タイヤ赤道ＣＬの摩耗量（主溝の深さの減少量）を測定

表２によれば、主溝を４本にした実施例１、並びに比較例３乃至５は従来例（比較例１）よりも摩耗抑制効果が10％向上しており、主溝を４本にしてセンターリブを設けたことにより、トレッド中央部の剛性が高まり、その耐摩耗性が向上していることが確認できた。

表２における耐偏摩耗性（ＳＥＷ：Shoulder Edge Wear、ショルダー部の外側の端から偏摩耗が発生し、周上でショルダー部外側が他の部位より摩耗し過ぎる現象）の摩耗抑制効果の試験は下記の条件で行った。
車両：２Ｄ４
方式：装着位置固定
内容：操舵軸（フロント）に装着したタイヤにて４万kmの実地走行を行い、ショルダー部の偏摩耗量を測定

前述したようにショルダーリブの剛性が低下すると耐偏摩耗性が悪化する。また、ショルダーリブの剛性を低下させる条件は、（１）ショルダーリブ９の最大幅Ｗ₁に対するショルダーリブ９の陸部の最小幅Ｗ₃の比率が30％未満、（２）ラグ溝１１の深さＤ₂の主溝４の深さＤ₁に対する比率が70％を越える、（３）ラグ溝１１のショルダーリブ９全体に対する体積比率が15％を越える、（４）ショルダーリブ９の陸部の最小幅Ｗ₃がラグ溝１１の配列ピッチＬ₁の30％未満、（５）同一パターン内のセンターリブ６の最大幅に対するショルダーリブ９の最大幅の比率（センターリブのないパターンである比較例１及び２においては、中間リブの最大幅に対するショルダーリブの最大幅の比率）が106未満、の５つである。

表１より、従来例（比較例１）を除いて考えると、（１）に該当するのは比較例２（25％）及び３（27％）、（２）に該当するのは比較例２（85％）、４（93％）及び５（72％）、（３）に該当するのは比較例４（16.0％）、（４）に該当するのは比較例２（26％）及び３（28％）、（５）に該当するのは比較例４（104％）である。複数の条件が該当する比較例２、４は、表２より、それぞれ指数が90、85であり、従来例（比較例１）よりもそれぞれ10％、15％悪化していることが確認できた。

一方、ショルダーリブの剛性を過度に高める（発熱耐久性は悪化する）条件は、（６）ショルダーリブ９の最大幅Ｗ₁に対するショルダーリブ９の陸部の最小幅Ｗ₃の比率が50％を越える、（７）ラグ溝１１の深さＤ₂の主溝４の深さＤ₁に対する比率が55％未満、（８）ラグ溝１１のショルダーリブ９全体に対する体積比率が６％未満、（９）ショルダーリブ９の陸部の最小幅Ｗ₃がラグ溝１１の配列ピッチＬ₁の45％を越える、（１０）同一パターン内のセンターリブ６の最大幅に対するショルダーリブ９の最大幅の比率（センターリブのないパターンである比較例１及び２においては、中間リブの最大幅に対するショルダーリブの最大幅の比率）が116を越える、の５つである。

表１より、（６）に該当するのは比較例５（52％）、（７）に該当するのは比較例３（52％）、（８）に該当するのは比較例３（5.3％）及び５（5.5％）、（９）に該当するのは比較例５（47％）、（１０）に該当するのは比較例２（比率125）及び３（比率146）である。複数の条件が該当する比較例３、５は、表２より、何れも指数が105であり、従来例よりも５％向上していることが確認できた。

表２における発熱耐久性の試験は下記の条件で行った。
試験空気圧：850kPa、荷重規格：3750kg、速度：57km/h（室内ドラム試験機にて、速度を一定にし、荷重を規格値から徐々に上げていき、故障したときの荷重、及び速度（一定値）から評価）

ショルダーリブ９の放熱性を低下させる条件は、前述したショルダーリブ９の剛性を過度に高める条件（６）乃至（１０）と同じであり、複数の条件に該当する比較例３、５は、表２より、発熱耐久性指数がそれぞれ80、85であり、従来例よりも20％、15％悪化していることが確認できた。

一方、ショルダーリブ９の放熱性を過度に高める条件は、前述したショルダーリブの剛性を低下させる条件（１）乃至（５）と同じであり、複数の条件に該当する比較例２、４は、表２より、発熱耐久性の指数が105であり、従来例よりも５％向上していることが確認できた。

また、（１１）ショルダーリブ９の最大幅Ｗ₁に対するショルダーリブ９の陸部の最小幅Ｗ₃の比率、（１２）ラグ溝１１の深さＤ₂の主溝４の深さＤ₁に対する比率、（１３）ラグ溝１１のショルダーリブ９全体に対する体積比率、（１４）ショルダーリブ９の陸部の最小幅Ｗ₃のラグ溝１１の配列ピッチＬ₁に対する比率、及び（１５）同一パターン内のセンターリブ６の最大幅に対するショルダーリブ９の最大幅の比率（センターリブのないパターンである比較例１及び２においては、中間リブの最大幅に対するショルダーリブの最大幅の比率）、の各々が好ましい値に設定されているのは、（１１）については実施例１（41％）及び比較例４（38％）、（１２）については実施例１（67％）及び比較例３（52％）、（１３）については実施例１（9.8％）及び比較例２（14.0％）、（１４）については実施例１（36％）及び比較例４（35％）、（１５）については実施例１（比率111）及び比較例５（比率114）である。表１及び２より、比較例２乃至５は、（１１）乃至（１５）に記載のパラメータの一部が好ましい値に設定されているだけであるため、ショルダー部の耐偏摩耗性、発熱耐久性の一方が良ければ他方が悪く、両立していない。これに対し、全てのパラメータが好ましい値に設定されている実施例１は、それらが両立しており、指数の合計も最高である。

本発明の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドパターンを示す図である。図１におけるタイヤ赤道ＣＬの左側のトレッドパターンの一部を示す図である。図２に示す部分の断面図である。比較例のトレッドパターンを示す図である。従来のリブラグ型パターンの一例を示す図である。従来のリブラグ型パターンの別の一例を示す図である。

符号の説明

１・・・トレッドパターン、２，３，４，５・・・主溝、６・・・センターリブ、７，８・・・中間リブ、９，１０・・・ショルダーリブ、１１，１２・・・ラグ溝、１３，１４・・・湯溝。

Claims

タイヤ赤道の両側においてタイヤ周方向に連続して延びる２本ずつの主溝と、これらの主溝により区画され、トレッド中央部に形成されたセンターリブ、両端部に形成されたショルダーリブ、及び前記センターリブとショルダーリブとの間の中間部に形成された中間リブとを備えると共に、前記ショルダーリブが前記トレッド端からトレッド端側の主溝に向かって行き止まりに延びる多数のラグ溝により区分されたトレッドパターンを有する空気入りタイヤにおいて、
前記ショルダーリブの最大幅に対する前記ショルダーリブの陸部の最小幅の比率が30乃至50％であり、
前記ラグ溝の深さは前記主溝の深さの55乃至70％であり、
前記ラグ溝の前記ショルダーリブ全体に対する体積比率は6乃至15％であり、
前記ショルダーリブの陸部の最小幅が前記ラグ溝の配列ピッチの30乃至45％であり、
前記センターリブ、中間リブ、ショルダーリブの各々の最大幅の比率が100：92乃至102：106乃至116である
ことを特徴とする空気入りタイヤ。
請求項１記載の空気入りタイヤにおいて、
前記中間リブの両側の主溝を連結する湯溝を有することを特徴とする空気入りタイヤ。