JP5256797B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、路面カントによるショルダー部の偏摩耗を抑制できる空気入りタイヤに関するものである。

例えば、北米の道路では、路面の排水性を向上させるために道路の中央から両路側に向かって１．５［ｄｅｇ］〜２［ｄｅｇ］程度の傾斜である路面カントが設けられている。このような道路を車両が走行すると、空気入りタイヤのトレッド部のショルダー部に偏摩耗が発生する問題がある。

車両が道路の右側を走行する米国などでは、路面カントが車両の進行方向に対して左側から右側に下降するように傾斜している。このような場合、車両のフロント軸に装着された左右輪の空気入りタイヤには、路面カントに抗して直進するために、常に傾斜を上がる路面カント上側（左側）に向かうスリップ角が付与される。一方、空気入りタイヤの接地面は、傾斜を下る路面カント下側（右側）に向かおうと弾性変形して右方向の力（横力）が生じる。このため、左右輪の空気入りタイヤの右側のショルダー部が不均一に摩耗する多角形摩耗が発生する。このようにショルダー部に偏摩耗が発生すると、傾斜を下る路面カント下側へ向かう右方向への横力が増大し、この横力に抗して路面カントを直進しようとするため、さらにスリップ角が付与される。この繰り返しにより摩耗速度が増して空気入りタイヤの寿命が短くなると考えられる。この結果、空気入りタイヤに溝があるにも拘わらず交換することになる。

なお、路面カントによる課題において、従来の空気入りタイヤには、路面カント下側のショルダー部の非接地面にタイヤ周方向に沿って延在する細溝を形成することで、この細溝によりショルダー部の偏摩耗を抑制しようとするものがある（例えば、特許文献１参照）。その他、従来の空気入りタイヤには、タイヤ周方向に延在する主溝を、車両の進行方向に向かって路面カント上側に傾斜するように形成することで、横力を相殺してショルダー部の偏摩耗を抑制しようとするものがある（例えば、特許文献２参照）。

特開２００６−８０２２号公報 特開２００６−１３７２４４号公報

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、路面カントによるショルダー部の偏摩耗を抑制することのできる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明にかかる空気入りタイヤでは、新品時に車両へ装着した場合、路面カント上側に位置するトレッド部のショルダー部の外径が路面カント下側に位置する前記ショルダー部の外径よりも小さく形成され、かつ新品時に車両へ装着した場合、左右輪のうちの路面カント上側に配置された空気入りタイヤの前記トレッド部の最大外径が、路面カント下側に配置される空気入りタイヤの前記トレッド部の最大外径よりも小さく形成されていることを特徴とする。

この空気入りタイヤによれば、路面に接触するトレッド面に、傾斜を上がる路面カント上側に向かう力が生じ、傾斜を下る路面カント下側に向かおうと弾性変形する横力が抑えられる。この結果、空気入りタイヤの路面カント下側のショルダー部が不均一に摩耗する多角形摩耗の発生、および多角形摩耗の摩耗速度を走行距離に対して遅らせるので、路面カントによるショルダー部の偏摩耗を抑制できる。
しかも、この空気入りタイヤによれば、路面に接触するトレッド面に、傾斜を上がる路面カント上側に向かう力がさらに生じ、傾斜を下る路面カント下側に向かおうと弾性変形する横力がさらに抑えられる。この結果、空気入りタイヤの路面カント下側のショルダー部が不均一に摩耗する多角形摩耗の発生、および多角形摩耗の摩耗速度を走行距離に対してさらに遅らせるので、路面カントによるショルダー部の偏摩耗をさらに抑制できる。

また、本発明にかかる空気入りタイヤでは、タイヤ幅方向両側の前記ショルダー部の外径差ΔＤが、前記トレッド部の最大外径Ｄｍａｘに対し、０．００１≦ΔＤ／Ｄｍａｘ≦０．０５の範囲に設定されていることを特徴とする。

この空気入りタイヤによれば、一般的な、１．５［ｄｅｇ］〜２［ｄｅｇ］程度の傾斜の路面カントに対し、上記効果が適宜得られる。

また、本発明にかかる空気入りタイヤでは、タイヤ周方向に延在する主溝をトレッド部に有し、前記主溝により前記トレッド部のタイヤ幅方向の両側に前記ショルダーリブが区画形成されていることが好ましい。

また、本発明にかかる空気入りタイヤでは、新品時に車両へ装着した場合、左右輪のうちの路面カント上側に配置された空気入りタイヤの前記トレッド部の最大外径が、路面カント下側に配置される空気入りタイヤの前記トレッド部の最大外径よりも小さく形成されていることを特徴とする。

この空気入りタイヤによれば、路面に接触するトレッド面に、傾斜を上がる路面カント上側に向かう力が生じ、傾斜を下る路面カント下側に向かおうと弾性変形する横力が抑えられる。この結果、空気入りタイヤの路面カント下側のショルダー部が不均一に摩耗する多角形摩耗の発生、および多角形摩耗の摩耗速度を走行距離に対して遅らせるので、路面カントによるショルダー部の偏摩耗を抑制できる。

また、本発明にかかる空気入りタイヤでは、左右輪の空気入りタイヤの外径差Δｄが、路面カント上側に配置された空気入りタイヤの外径ｄ１に対し、０．００１≦Δｄ／ｄ１≦０．０５の範囲に設定されていることを特徴とする。

この空気入りタイヤによれば、一般的な、１．５［ｄｅｇ］〜２［ｄｅｇ］程度の傾斜の路面カントに対し、上記効果が適宜得られる。

また、本発明にかかる空気入りタイヤでは、前記外径は、前記トレッド部の厚さをタイヤ幅方向で異ならせることを特徴とする。

この空気入りタイヤによれば、カーカスおよびベルト層を共通として、製造コストを低減できる。

また、本発明にかかる空気入りタイヤでは、前記外径は、カーカスの高さをタイヤ幅方向で異ならせることを特徴とする。

この空気入りタイヤによれば、トレッド部のタイヤ径方向の厚さを均一にして、トレッド部のタイヤ幅方向の強度を均一化できる。

本発明にかかる空気入りタイヤは、路面カントによるショルダー部の偏摩耗を抑制できる。

以下に、本発明にかかる空気入りタイヤの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施の形態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的同一のものが含まれる。

以下の説明において、タイヤ幅方向とは、空気入りタイヤの回転軸と平行な方向をいい、タイヤ幅方向内側とはタイヤ幅方向において赤道面に向かう側、タイヤ幅方向外側とは、タイヤ幅方向において赤道面から離れる側をいう。また、タイヤ径方向とは、前記回転軸と直交する方向をいい、タイヤ径方向内側とはタイヤ径方向において回転軸に向かう側、タイヤ径方向外側とは、タイヤ径方向において回転軸から離れる側をいう。また、タイヤ周方向とは、前記回転軸を中心軸とする周方向である。

図１は、本発明の実施の形態にかかる空気入りタイヤを示す子午断面図である。なお、本実施の形態にかかる空気入りタイヤ１は、トラックやバスなどに用いられる重荷重用タイヤとして説明するが、これに限定されない。

本実施の形態にかかる空気入りタイヤ１は、図１に示すように、トレッド部２と、その両側のサイドウォール部３およびビード部４とを含んで構成されている。さらに、空気入りタイヤ１は、カーカス５とベルト層６とを有する。

トレッド部２の外周表面、つまり、走行時に路面と接触する踏面には、トレッド面２１が形成されている。このトレッド面２１には、タイヤ周方向に延在する複数の主溝２２と、これら主溝２２により区画形成された複数の陸部をなすリブ２３とを有する。例えば、本実施の形態では、４本の主溝２２が形成され、これら主溝２２により５本のリブ２３が形成されている。そして、最もタイヤ幅方向の両外側のリブ２３がショルダーリブ２３ａをなす。

サイドウォール部３は、トレッド部２と連続して、空気入りタイヤ１におけるタイヤ幅方向の両外側に露出したものである。サイドウォール部３は、該サイドウォール部３に生じた外傷がカーカス５に達することを防止する。

ビード部４は、ビードコア４１とビードフィラ４２とを有する。ビードコア４１は、スチールワイヤであるビードワイヤ４１ａをリング状に巻くことにより形成される。ビードコア４１は、空気入りタイヤ１の内圧によって発生するカーカス５の張力を支える。ビードフィラ４２は、カーカス５がビードコア４１の位置でタイヤ幅方向外側に折り返されることにより形成された空間に配置される。ビードフィラ４２は、カーカス５をビードコア４１の位置に固定すると共にビード部４の形状を整える。さらに、ビードフィラ４２は、ビード部４の剛性を高める。

カーカス５は、ゴムで被覆された有機繊維やスチールで形成されたコード層からなり、空気入りタイヤ１のタイヤ周方向に沿って配置されて空気入りタイヤ１の骨格を形成するものである。カーカス５は、タイヤ幅方向において、トレッド部２から、その両側のサイドウォール部３を介してビード部４のビードコア４１に掛け渡されている。カーカス５は、空気入りタイヤ１に空気を充填した際に圧力容器としての役目を果たすと共に、その内圧によって空気入りタイヤ１に負荷される荷重を支える。

ベルト層６は、トレッド部２においてカーカス５よりもタイヤ径方向外側に設けられている。ベルト層６は、複数のベルトを積層して成り、カーカス５をタイヤ周方向に沿って覆うものである。なお、本実施の形態におけるベルト層６は、ベルト６１，６２，６３，６４を積層した４層構造を有している。ベルト層６は、カーカス５に締め付け力を与えての剛性を高めると共に、空気入りタイヤ１が装着された車両の走行時において、衝撃を緩和してトレッド部２に生じた外傷がカーカス５に達することを防止する。

上述した構成の本実施の形態における空気入りタイヤ１は、新品時に車両に装着した場合、路面カントに応じた外径に形成されている。図２は、本実施の形態にかかる空気入りタイヤの車両への装着状態を示す説明図である。なお、図２において、左右輪の一方の空気入りタイヤ１のみを示し、かつ空気入りタイヤ１の回転軸心Ａを水平に配置した状態で示す。

路面カントは、一般に、路面Ｒの排水性を向上させるために道路の中央から両路側に向かって形成された１．５［ｄｅｇ］〜２［ｄｅｇ］程度の傾斜である。この路面カントは、例えば、車両が右側を走行する米国の道路では、図２に示すように路面Ｒが左側から右側に下る傾斜をなす。

この路面カントに対し、空気入りタイヤ１は、新品時に車両へ装着した場合、左右輪共に、図２に示すように路面カント上側に位置するショルダーリブ２３ａのショルダー部の外径Ｄ１が、路面カント下側に位置するショルダーリブ２３ａのショルダー部の外径Ｄ２よりも小さく形成されている。なお、ショルダー部の外径とは、ショルダーリブ２３ａのタイヤ幅方向外側のエッジでのタイヤ径方向寸法をいう。

このため、路面に接触するトレッド面２１には、傾斜を上がる路面カント上側に向かう力が生じ、傾斜を下る路面カント下側に向かおうと弾性変形する横力が抑えられる。この結果、空気入りタイヤ１の路面カント下側のショルダー部が不均一に摩耗する多角形摩耗の発生、および多角形摩耗の摩耗速度を走行距離に対して遅らせるので、路面カントによるショルダー部の偏摩耗を抑制できる。

特に、上記効果を得る上で、路面カントの１．５［ｄｅｇ］〜２［ｄｅｇ］程度の傾斜では、路面カント上側のショルダー部の外径Ｄ１と、路面カント下側のショルダー部の外径Ｄ２との外径差Ｄ１−Ｄ２＝ΔＤが、トレッド部２の最大外径Ｄｍａｘに対し、０．００１≦ΔＤ／Ｄｍａｘ≦０．０５の範囲に設定されていることが好ましい。さらに、０．００１≦ΔＤ／Ｄｍａｘ≦０．０３の範囲が好ましく、０．００１≦ΔＤ／Ｄｍａｘ≦０．０１の範囲がさらに好ましい。なお、トレッド部２の最大外径とは、通常、トレッド部２のタイヤ幅方向中央でのタイヤ径方向寸法である。

図３は、他の実施の形態にかかる空気入りタイヤの車両への装着状態を示す説明図である。なお、図３において、空気入りタイヤ１の回転軸心Ａを水平に配置した状態で示す。

この他の実施の形態の空気入りタイヤ１では、新品時に車両へ装着した場合、左右輪のうちの路面カント上側に配置された空気入りタイヤ１のトレッド部２の最大外径ｄ１が、路面カント下側に配置される空気入りタイヤ１のトレッド部２の最大外径ｄ２よりも小さく形成されている。

このため、路面に接触するトレッド面２１には、傾斜を上がる路面カント上側に向かう力が生じ、傾斜を下る路面カント下側に向かおうと弾性変形する横力が抑えられる。この結果、空気入りタイヤ１の路面カント下側のショルダー部が不均一に摩耗する多角形摩耗の発生、および多角形摩耗の摩耗速度を走行距離に対して遅らせるので、路面カントによるショルダー部の偏摩耗を抑制できる。

特に、上記効果を得る上で、路面カントの１．５［ｄｅｇ］〜２［ｄｅｇ］程度の傾斜に対し、路面カント上側のトレッド部２の最大外径ｄ１と、路面カント下側のトレッド部２の最大外径ｄ２との外径差ｄ１−ｄ２＝Δｄが、路面カント上側のトレッド部２の最大外径ｄ１に対し、０．００１≦Δｄ／ｄ１≦０．０５の範囲に設定されていることが好ましい。さらに、０．００１≦Δｄ／ｄ１≦０．０３の範囲が好ましく、０．００１≦Δｄ／ｄ１≦０．０１の範囲がさらに好ましい。

また、図３に示す他の実施の形態の空気入りタイヤ１を、図２に示す実施の形態の空気入りタイヤ１にさらに適用することにより、さらに、路面カントによるショルダー部の偏摩耗を抑制できる。

なお、上述した各実施の形態において、その外径は、トレッド部２の厚さをタイヤ幅方向で異ならせることにより形成されている。すなわち、サイドウォール部３、ビード部４、カーカス５およびベルト層６はタイヤ幅方向中央を境に対称形状であり、トレッド部２を成形する金型を、タイヤ幅方向中央を境に非対称として、トレッド部２のタイヤ径方向の厚さを非対称形状に形成する。この結果、カーカス５およびベルト層６を共通として、製造コストを低減できる。

また、上記外径は、カーカス５の高さをタイヤ幅方向で異ならせることにより形成されていてもよい。すなわち、サイドウォール部３、ビード部４およびベルト層６は、タイヤ幅方向中央を境に対称形状であるが、タイヤ幅方向中央を境に非対称として、カーカス５のタイヤ径方向の高さを非対称形状に形成する。この結果、トレッド部２のタイヤ径方向の強度を均一にして、トレッド部２のタイヤ幅方向の強度を均一化できる。

図４は、本発明の実施例にかかる空気入りタイヤの性能試験の結果を示す図表である。この図４を参照して本発明の実施例を説明する。ここでは、以上で説明した実施の形態にかかる空気入りタイヤ１を試作し、該空気入りタイヤ１と従来の空気入りタイヤとの性能試験を実施して、ショルダー部の耐偏摩耗性についての評価を行った。この性能試験では、タイヤサイズ２９５／７５Ｒ２２．５の空気入りタイヤをＪＡＴＭＡ規定の正規リムに装着し、この空気入りタイヤにＪＡＴＭＡ規定の最大荷重および最高空気圧を付与し、この空気入りタイヤを試験車両のフロントのステア軸に装着して実施した。かかる空気入りタイヤは、トレッド部において、最大外径が１０００ｍｍで、タイヤ幅方向中央からショルダーリブのタイヤ幅方向外側のエッジまでの落ち込み量がほぼ１０ｍｍであって、ショルダーリブの外径（ショルダーリブのタイヤ幅方向外側のエッジでのタイヤ径方向寸法）と、トレッド部の最大外径（トレッド部のタイヤ幅方向中央でのタイヤ径方向寸法）との差がほぼ２０ｍｍの範囲にある。

耐偏摩耗性能については、空気入りタイヤが装着された試験車両でテストコースを５０，０００ｋｍ走行し、走行後にショルダーリブ２３ａの踏面に発生した偏摩耗（［タイヤ幅方向での幅］×［タイヤ径方向の深さ］）を測定し、タイヤ周方向に１周分の合計量を指数化することにより行った。評価結果は、従来例の評価結果を１００とする指数で示し、指数が大きいほど、耐偏摩耗性が優れていることを示している。

本実施例では、図４に示すように、本発明と比較する従来例として１種類、本発明の実施例として１２種類を、上記の方法で試験する。実施例１〜４に示す空気入りタイヤは、新品時で路面カント上側に位置するショルダーリブの外径が、路面カント下側に位置するショルダーリブの外径よりも小さい非対称の断面形状に形成され、ΔＤ／Ｄｍａｘがそれぞれ０．００１，０．０１，０．０３，０．０５のものである。実施例５〜８に示す空気入りタイヤは、新品時で左右輪のうちの路面カント上側に配置された空気入りタイヤのトレッド部の最大外径が、路面カント下側に配置される空気入りタイヤのトレッド部の最大外径よりも小さい非対称の断面形状に形成され、Δｄ／ｄ１が、それぞれ０．００１，０．０１，０．０３，０．０５のものである。実施例９〜１２に示す空気入りタイヤは、実施例１〜４と実施例５〜８を組み合わせたものである。これに対し、従来例では、新品時で路面カント上側に位置するショルダーリブの外径と、路面カント下側に位置するショルダーリブの外径とが同じ対称の断面形状に形成され、かつ路面カント上側に位置するショルダーリブの外径と、路面カント下側に位置するショルダーリブの外径とが同じ対称の断面形状に形成されている。

この図４から明らかなように、非対称の断面形状の実施例１〜４の空気入りタイヤ、および非対称の断面形状の実施例５〜８の空気入りタイヤは、対称の断面形状の従来例と比較し、耐偏摩耗性能が共に向上している。また、非対称の断面形状の実施例９〜１２の空気入りタイヤは、実施例１〜４と実施例５〜８とを組み合わせたことで、耐偏摩耗性能がさらに向上している。

以上のように、本発明にかかる空気入りタイヤは、路面カントによるショルダー部の偏摩耗を抑制することに適している。

本発明の実施の形態にかかる空気入りタイヤを示す子午断面図である。 本実施の形態にかかる空気入りタイヤの車両への装着状態を示す説明図である。 他の実施の形態にかかる空気入りタイヤの車両への装着状態を示す説明図である。 本発明の実施例にかかる空気入りタイヤの性能試験の結果を示す図表である。

符号の説明

１ 空気入りタイヤ
２ トレッド部
２１ トレッド面
２２ 主溝
２３ リブ
２３ａ ショルダーリブ
３ サイドウォール部
４ ビード部
４１ ビードコア
４１ａ ビードワイヤ
４２ ビードフィラ
５ カーカス
６ ベルト層
６１，６２，６３，６４ ベルト
Ａ 回転軸心
Ｄ１ 路面カント上側に位置するショルダーリブのショルダー部の外径
Ｄ２ 路面カント下側に位置するショルダーリブのショルダー部の外径
Ｄｍａｘ トレッド部の最大外径
ΔＤ 外径差（Ｄ１−Ｄ２）
ｄ１ 路面カント上側に配置された空気入りタイヤのトレッド部の最大外径
ｄ２ 路面カント下側に配置された空気入りタイヤのトレッド部の最大外径
Δｄ 外径差（ｄ１−ｄ２）
Ｒ 路面

Claims (7)

1. 新品時に車両へ装着した場合、路面カント上側に位置するトレッド部のショルダー部の外径が路面カント下側に位置する前記ショルダー部の外径よりも小さく形成され、かつ新品時に車両へ装着した場合、左右輪のうちの路面カント上側に配置された空気入りタイヤの前記トレッド部の最大外径が、路面カント下側に配置される空気入りタイヤの前記トレッド部の最大外径よりも小さく形成されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. タイヤ幅方向両側の前記ショルダー部の外径差ΔＤが、前記トレッド部の最大外径Ｄｍａｘに対し、０．００１≦ΔＤ／Ｄｍａｘ≦０．０５の範囲に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. タイヤ周方向に延在する主溝をトレッド部に有し、前記主溝により前記トレッド部のタイヤ幅方向の両側に前記ショルダーリブが区画形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
4. 新品時に車両へ装着した場合、左右輪のうちの路面カント上側に配置された空気入りタイヤのトレッド部の最大外径が、路面カント下側に配置される空気入りタイヤのトレッド部の最大外径よりも小さく形成されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
5. 左右輪の空気入りタイヤの外径差Δｄが、路面カント上側に配置された空気入りタイヤの外径ｄ１に対し、０．００１≦Δｄ／ｄ１≦０．０５の範囲に設定されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記外径は、前記トレッド部の厚さをタイヤ幅方向で異ならせることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
7. 前記外径は、カーカスの高さをタイヤ幅方向で異ならせることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。

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