JP5054264B2 - 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、トレッド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。
【０００３】
なおキャンバースラスト（ＣＴ）とは、図８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、轍からの脱出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。
【０００４】
そのために従来、図７（Ａ）に示すように、トレッド端縁ＴＥを小円弧ｂ１とするラウンドショルダ化や、図７（Ｂ）に示すように、トレッド端縁ＴＥを斜面ｂ２とするテーパショルダ化が行われている。また近年の空気入りタイヤ、とりわけ重荷重用タイヤでは、ワイドトレッド化が進んでいるため、ワンダリング性能に非常に不利となっており、そのために図７（Ｃ）にトレッド部の半分を展開して示すように、さらにトレッドショルダ部の剛性をさらに緩和するためトレッド端縁ＴＥにラジアル方向にのびるサイプｓを設けることも行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の構成では、ワンダリング性能はある程度改善しうるものの、サイプｓによってトレッド端縁ＴＥの部分の剛性が大きく低下するため、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も招きやすくなる。
【０００６】
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、耐摩耗性や耐ゴム欠け性を維持しつつワンダリング性能を向上するため、種々の研究を重ねた。その結果、トレッド端縁のテーパショルダ化に際して、斜面の形状を改善すること、そして同時に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効果的に実現しワンダリング性能をさらに向上しうることを見出した。
【０００７】
以上のように、本発明は、偏摩耗やゴム欠け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。
【０００８】
【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、この縦主溝から前記トレッド端縁側ヘ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、前記ショルダブロックは、該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の間を継ぐ斜面を具え、この斜面と前記ブロックのトレッド面とが交わる上の稜線は、該上の稜線の周方向中心の点を通る半径線に対して直角な平面に投影して半径Ｒ１の円弧状曲線からなり、かつ前記斜面とバットレス面とが交わる下の稜線は、前記曲率半径Ｒ１よりも大きい曲率半径Ｒ２の円弧状曲線からなり、前記斜面と前記バットレス面とは、前記下の稜線で屈曲して連なり、しかも前記斜面は、前記上の稜線と前記下の稜線間との間を滑らかに継ぐコーン状曲面部をなすとともに、前記バットレス面は、その半径方向内方縁がタイヤ軸を中心とする円周線をなしかつこの円周線から半径方向外方に行くに従いタイヤ軸方向外側に徐々に膨出する膨らみ部を有する湾曲曲面を具えることを特徴とする。
【００１０】
また請求項２記載の発明は、前記下の稜線の曲率半径Ｒ２は、前記ショルダブロックのタイヤ周方向の長さＬ１の２．０〜４．０倍であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤである。
【００１１】
【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。）１の断面図、図２はそのトレッド面の展開図を示す。図において、タイヤ１は、トレッド部２と、その両端からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサイドウォール部３と、各サイドウオール部３の内方端に位置するビード部４とを具えるとともに、前記ビード部４、４のビードコア５、５間に架け渡されたカーカス６と、このカーカス６の外側かつトレッド部２の内方に配された強靱なベルト層７とを具える。
【００１２】
前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ赤道Ｃに対して７０〜９０°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からなる。このカーカスプライ６Ａは、トレッド部２からサイドウオール部３をへてビード部４のビードコア５の廻りで内側から外側に折り返して係止される。カーカスコードとしては、本例では、スチールコードが採用されるが、必要に応じてまたタイヤのカテゴリに応じてナイロン、レーヨン、ポリエステル、芳香族ポリアミド等の有機繊維コードをも使用できる。
【００１３】
又前記ベルト層７は、本例ではスチールコードをタイヤ赤道Ｃに対して、例えば６０±１０°程度の角度で傾けた最も内のベルトプライ７Ａと、タイヤ赤道Ｃに対してスチールコードを３０°以下の小角度で傾けて並べたベルトプライ７Ｂ、７Ｃ、７Ｄとを、例えば前記ベルトコードがプライ間で互いに交差する箇所を１箇所以上設けて重ね合わせた４層構造を例示している。なお、ベルト層７には、必要に応じてレーヨン、ナイロン、芳香族ポリアミド、ナイロンなど他のコード材料を用いることができる。
【００１４】
次に、前記トレッド部２の表面であるトレッド面２Ｓには、トレッド端縁ＴＥ寄りをタイヤ周方向に連続してかつ本例ではジグザグ状にのびる縦主溝Ｇ１、Ｇ１と、この縦主溝Ｇ１から前記トレッド端縁ＴＥ側ヘのびる横溝Ｇ２とを設けることにより前記トレッド端縁ＴＥに沿ってタイヤ周方向に並ぶショルダブロックＢを形成している。また前記縦主溝Ｇ１、Ｇ１の間には、本例では複数本の縦副溝Ｇ３〜Ｇ５、複数本の横溝Ｇ６、Ｇ７などが配置され、これにより、略コ字状をなすブロックＤが隔設されたものを示す。なお本発明では、ショルダブロックＢを具えていれば、トレッド面２Ｓの他の部分については任意に形成できる。
【００１５】
前記縦主溝Ｇ１、横溝Ｇ２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Ｇ１の溝巾Ｗ１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Ｇ２の溝巾Ｗ２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Ｇ１の溝深さは、例えば前記トレッド接地巾ＴＷの５〜１２％、横溝Ｇ２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。
【００１６】
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接地端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。
【００１７】
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。
【００１８】
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、前記ショルダブロックＢは、該ショルダーブロックＢ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２Ｓとの間を継ぐ斜面１０を具える。また図３にショルダブロックＢを拡大して示すように、前記斜面１０とショルダブロックＢのトレッド面２Ｓとの交わり部に上の稜線Ｅ１が、また斜面１０とバットレス面９との交わり部には下の稜線Ｅ２がそれぞれ形成されている。さらに、斜面１０とバットレス面９とは、下の稜線Ｅ２で屈曲して連なっている。
【００１９】
前記上の稜線Ｅ１は、その周方向中心の点Ｐを通る半径線Ｎ（図１に示す）に対して直角な平面ＨＰ（図１に示す）に投影したときに、実質的に曲率半径Ｒ１の円弧状曲線Ｃ１からなる。また前記下の稜線Ｅ２は、同平面ＨＰに投影したときに、前記曲率半径Ｒ１よりも大きい曲率半径Ｒ２の円弧状曲線Ｃ２からなる。なお前記平面ＨＰに投影された円弧状曲線Ｃ１、Ｃ２を図４に示す。各円弧状曲線Ｃ１、Ｃ２は、いずれもタイヤ軸方向外側に向かって凸となる。また前記斜面１０は、上の稜線Ｅ１と下の稜線Ｅ２との間を滑らかに継ぐコーン状曲面部１２を形成する。
【００２０】
以上のような斜面１０は、ショルダブロックＢのトレッド端縁ＴＥ側の剛性を弱めてワンダリング性能を向上させる。即ち、轍路の傾斜面にショルダブロックの斜面１０が衝突した場合、ショルダブロックＢの剛性が最適化されているため、衝撃力を緩和してハンドルへの反力を軽減しうるとともに、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、轍からの脱出をスムーズに行うことができる。
【００２１】
本発明のタイヤ１では、前記斜面１０が、コーン状曲面部１２をなしているため、負荷走行時の荷重にもよるが、概ねショルダブロックＢの接地端の位置は、実質的に前記上の稜線Ｅ１又はＥ２に近似して円弧状に変化する。即ち、接地端が、接地初期から徐々にタイヤ軸方向外側に移動し接地終期で再びタイヤ軸方向内側に位置する。ワンダリング性能の向上には、接地幅が小さいほど有利であるため、ショルダブロックＢの接地初期、接地終期でワンダリング性能の効果的に向上できる。また、このようなショルダブロックＢの剛性の低下は、斜面１０の物理的な形状によってもたらされる結果、サイプなどを設ける必要が無く、これに伴い、サイプを起点とした偏摩耗、ゴム欠けの発生も防止できる点で望ましいものとなる。
【００２２】
前記斜面１０における前記曲率半径Ｒ１、Ｒ２の比（Ｒ２／Ｒ１）は、１．４２〜１．８９である。前記比（Ｒ２／Ｒ１）が１．４２よりも小の場合、円弧状曲線Ｃ１、Ｃ２が近似するため斜面１０が円筒状曲面に近づくため、ワンダリング性能の大巾な向上が得られない傾向があり、逆に１．８９よりも大になると、円弧状曲線Ｃ１、Ｃ２の形状差が大きくなり、ひいてはコーン状曲面部１２が極端な形状となり偏摩耗の起点となりやすい。なお円弧状曲線Ｃ１、Ｃ２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。
【００２３】
また下の稜線Ｅ２における前記円筒状曲面Ｃ２の曲率半径Ｒ２は、好ましくはショルダブロックＢのタイヤ周方向の長さＬ１（図１に示す）の２．０〜４．０倍、より好ましくは２．０〜３．５倍とするのが望ましい。前記曲率半径Ｒ２が、ショルダブロックＢのタイヤ周方向の長さＬ１の２．０倍未満になると、下の稜線Ｅ２の曲率が大きくなりワンダリングには有利となるが耐摩耗性に劣る傾向があり、逆に４．０倍を超えると、ワンダリング性能の向上効果が低下しやすくなる。
【００２４】
また本発明のタイヤ１のバットレス面９は、その半径方向内方縁９ｉ（本例では横溝Ｇ２の溝底位置）がタイヤ軸を中心とする円周線ＣＬをなしかつこの円周線ＣＬから半径方向外方に行くに従い前記円周線ＣＬよりも外方のバットレス面９の輪郭線の曲率半径が徐々に小となる。このような湾曲曲面を具えるバットレス面９を、前記斜面１０の内方に連ねることにより、より効果的にショルダブロックＢのトレッド端縁ＴＥ側の剛性を低下させ、さらにワンダリング性能を向上させ得る。
【００２５】
また前記ショルダーブロックＢは、そのブロック高さＨの５０〜７０％、より好ましくは６０〜７０％程度のタイヤ半径方向の高さｈａの範囲に前記膨らみ部１３を形成することが望ましい。前記膨らみ部１３の高さｈａが、ブロック高さＨの５０％未満の場合、斜面１０の占める範囲が相対的に大となり、ショルダブロック６のトレッド端縁Ｅ側の剛性が過度に低下し偏摩耗が発生する傾向があり、逆に７０％を超えると逆に膨らみ部１３が占める割合が大きくなりすぎてワンダリング性能の向上効果が少なくなる。
【００２６】
図５には本発明の他の実施形態を示す。この例では、ショルダブロックＢに、トレッド端縁寄りでタイヤ周方向にのびる細溝１５を形成している。該細溝１５は、溝巾が例えば１．５〜３．０mm、本例では約２．０mmとしたものを例示している。また、この細溝１５は、タイヤ軸方向外側に凸となる円弧状の湾曲部分１５ａと、この湾曲部分１５ａの周方向両端から前記横溝Ｇ２へタイヤ周方向に略直線状でのびて開口する端部分１５ｂ、１５ｂとを含むものが例示される。また本実施形態では、前記細溝１５ｂの端部分１５ｂと前記斜面１０との間を横溝Ｇ２側に下降するよう斜めに切り欠く面取り部１６を形成している。この実施形態のショルダブロックＢは、細溝１５、面取り部１６によって、さらにショルダブロックＢの剛性が最適化され、ワンダリング性能を高めることが可能になる。
【００２７】
なお図５に示すように、ショルダブロックＢ、Ｂ間を横切る横溝Ｇ２には、その溝底から隆起しかつタイヤ周方向で隣り合う前記ショルダブロックＢ、Ｂ間を継ぐ溝底隆起部１７が設けられている。該溝底隆起部１７は、ワンダリング性能を損ねることなくショルダブロックＢのタイヤ周方向剛性を高め、周方向への大きな倒れ込みを抑制しるのに役立ち、該ショルダブロックＢの路面先着側及び後着側に偏摩耗が生じるのを抑制しうる。
【００２８】
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Ｂに、前記斜面１０、膨らみ部１３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。また前記各部の寸法値などは、特に断りがない場合、いずれもタイヤを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状態での値とする。
【００２９】
【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１に示す構造をなしかつタイヤサイズが１１Ｒ２２．５、１４ＰＲの重荷重用ラジアルタイヤ（実施例、比較例）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、偏摩耗性能及びゴム欠け性能をテストした。各ショルダブロックの概略形状を図６に示す。テスト方法は次の通りである。
【００３０】
＜ワンダリング性能＞
各供試タイヤを内圧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するとともに、テストコースに設けた轍路面を走行して轍路面でのハンドルの取られ方などを重視しドライバーの官能により評価した。
【００３１】
＜偏摩耗性能、ゴム欠け性能＞
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。
テストの結果を表１に示す。
【００３２】
【表１】

【００３３】
テストの結果、Ｒ１＝Ｒ２とした比較例１は、他の比較例に比べるとワンダリング性能を向上しているが、Ｒ１＜Ｒ２とした実施例のものに比べると、やはりワンダリング性能の向上が十分でない。また実施例３から明らかなように、比（Ｒ２／Ｒ１）が１．４〜２．０程度のものが良い結果となっている。なお実施例３のものでは、若干の型落ち摩耗が見られた。これは、円弧状の曲線部の曲率半径の比（Ｒ２／Ｒ１）が２．０を超えているためと考えられる。
【００３４】
【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断面図である。
【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】平面に投影した円弧状曲線を示す線図である。
【図５】本発明の他の実施形態を示すショルダブロックの斜視図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｄ）は、実施例、比較例のショルダブロックの略図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は従来技術を説明する線図である。
【図８】キャンバースラストを説明する線図である。
【符号の説明】
２Ｓ トレッド面
９ バットレス面
１０ 斜面
１２ コーン状曲面部
１３ 膨らみ部
Ｃ１、Ｃ２ 円弧状曲線
Ｅ１ 上の稜線
Ｅ２ 下の稜線
ＴＥ トレッド端縁
Ｇ１ 縦主溝
Ｇ２ 横溝
Ｂ ショルダブロック

Claims (2)

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、この縦主溝から前記トレッド端縁側ヘ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、
   前記ショルダブロックは、該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の間を継ぐ斜面を具え、
   この斜面と前記ブロックのトレッド面とが交わる上の稜線は、該上の稜線の周方向中心の点を通る半径線に対して直角な平面に投影して半径Ｒ１の円弧状曲線からなり、
   かつ前記斜面とバットレス面とが交わる下の稜線は、前記平面に投影したときに前記曲率半径Ｒ１よりも大きい曲率半径Ｒ２の円弧状曲線からなり、
   前記斜面と前記バットレス面とは、前記下の稜線で屈曲して連なり、
   しかも前記斜面は、前記上の稜線と前記下の稜線間との間を滑らかに継ぐコーン状曲面部をなし、かつ前記曲率半径Ｒ１、Ｒ２の比（Ｒ２／Ｒ１）が１．４２〜１．８９であり、
   前記バットレス面は、その半径方向内方縁がタイヤ軸を中心とする円周線をなしかつこの円周線から半径方向外方に行くに従い前記バットレス面の輪郭線の曲率半径が小となる湾曲面を具えることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記下の稜線の曲率半径Ｒ２は、前記ショルダブロックのタイヤ周方向の長さＬ１の２．０〜４．０倍であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。

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