JP5491695B2 - 重荷重用タイヤ - Google Patents

Description

本発明は、バットレス領域に周方向の細溝を設け、トレッドショルダー部分における偏摩耗を抑制した重荷重用タイヤに関する。

高内圧、高荷重の条件下で使用される重荷重用タイヤにおいては、舗装状態の良い良路を長期に亘って走行する場合、トレッドショルダー部分に、偏摩耗が発生することが知られている。この偏摩耗は、トレッド端縁から始まり、摩耗が深まるにつれてタイヤ軸方向内側に次第に進行して行くため摩耗寿命を縮めるとともに、操縦安定性を低下させるという問題をまねく。

そのため、図８に例示する如く、サイドウォール部ａにおけるトレッド端縁ｂ近傍の領域であるバットレス領域ａ１に、周方向にのびる細溝ｃを設けることが提案されている。この細溝ｃは、前記偏摩耗の原因となるトレッドショルダー部分ｄのトレッド端縁側における過剰な接地圧の集中を緩和するため、前記偏摩耗を効果的に抑制しうる。

しかしながら、走行時、トレッドショルダー部分ｄのトレッド端側部分には、上下方向の外力ｆｚに加え、同図に示すように、タイヤ軸方向内外に向く外力ｆｙ、周方向に向く外力ｆｘ、捻れ方向の外力ｆｍなどが複雑に作用する。特に重荷重車両における前輪タイヤ、及びトレーラ用のタイヤなどにおいては、これら外力ｆｘ、ｆｙ、ｆｚ、ｆｍがより大きく作用する。その結果、前記細溝ｃの溝底での歪みが大となり、溝底からクラックｋが発生してトレッド部の損傷を招くという問題がある。

そこで本発明は、バットレス領域に周方向の細溝を設けてトレッドショルダー部分における偏摩耗を抑える一方、前記細溝の溝底からのクラックの発生を効果的に抑制しうる重荷重用タイヤを提供することを目的としている。
特開平８−２９０７０６号公報

前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、トレッド部のトレッド端縁に連なりこのトレッド端縁からタイヤ半径方向内方にのびるサイドウォール部の前記トレッド端縁近傍の領域であるバットレス領域に、周方向にのびる細溝を設け、
しかも前記細溝は、前記バットレス領域の表面における開口縁形状が、周方向にジグザグ状にのびるジグザグ形状をなし、
かつ深さ方向には、前記開口縁形状が実質的に維持されつつ周方向の一方側に変位する一方側の変位部と、周方向の他方側に変位する他方側の変位部とが変位折返し位置を介して交互に繰り返されるとともに、
前記細溝の溝巾中心線と直角な溝断面において、前記細溝は、溝底に、溝巾が拡大する溝巾拡大部を形成し、前記細溝は、溝幅が２．０〜３．０mmの範囲であり、前記開口縁形状における周方向のジグザグピッチが、６〜１５mmの範囲であり、前記開口縁形状のジグザグ振幅が、前記ジグザグピッチの５０〜７５％の範囲であることを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記トレッド端縁から前記細溝の開口部までの半径方向距離Ｈは、１０．０〜３０．０ｍｍの範囲であることを特徴としている。

又請求項３の発明では、前記開口縁形状が周方向に変位する前記変位部の周方向の変位量Ｌａは、溝底に近い変位部ほど小であることを特徴としている。

又請求項４の発明では、前記溝断面において、前記溝巾拡大部は、円形形状、楕円形形状、若しくは頂点における内角が９０°以上の多角形形状をなすことを特徴としている。

本発明は叙上の如く、バットレス領域に、周方向にのびる細溝を設けているため、トレッドショルダー部分のトレッド端側における過剰な接地圧の集中を緩和でき、トレッドショルダー部分における偏摩耗を抑制しうる。

しかも前記細溝として、その開口縁形状を周方向にのびるジグザグ状とするとともに、深さ方向に対しては、前記開口縁形状が実質的に維持されつつ周方向の一方側、他方側に変位を繰り返している。従って、接地時、溝壁面間が凹凸状に互いに噛み合い、トレッド端側部分に、タイヤ軸方向、周方向、捻れ方向の外力などが複雑に作用した場合にも溝壁面間のズレを抑えることができる。その結果、細溝溝底に発生する歪みを低減できる。さらに前記細溝は、その溝底に、例えば断面円形形状等の溝巾拡大部を設けている。そのため、溝底の歪みを分散させることができ、前記溝壁面間のズレ抑制との相乗効果によって、重荷重車両における前輪タイヤ、及びトレーラ用のタイヤなどにおいても、溝底におけるのクラックの発生を抑制することが可能となる。

以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。図１は、本発明の重荷重用タイヤの主要部を示す断面図である。

図１において、本実施形態の重荷重用タイヤ１は、路面に接地するトレッド部２と、そのタイヤ軸方向外端であるトレッド端縁Ｔｅに連なりかつこのトレッド端縁Ｔｅからタイヤ半径方向内方にのびるサイドウォール部３と、該サイドウォール部３のタイヤ半径方向内方端に設けられかつリムに装着されるビード部（図示しない）とを具える。

又前記トレッド部２には、本例では、タイヤ周方向にのびる複数本の縦主溝１０が設けられ、これにより前記トレッド部２を、複数本の周方向のリブ１１に区分している。なお前記縦主溝１０には、タイヤ軸方向最外側に配される外の縦溝１０Ｓが含まれるとともに、前記リブ１１には、この外の縦溝１０Ｓよりもタイヤ軸方向外側に配されトレッドショルダー部分２Ｓをなすショルダーリブ１１Ｓが含まれる。このようなリブパターンは、直進安定性及び耐摩耗性に優れるため、重荷重車両の前輪タイヤ、及びトレーラ用のタイヤなどに広く採用されている。なお図１中の符号６は、タイヤの骨格をなすカーカスであって、ビード部間を跨る１枚以上のカーカスプライ６Ａから形成されるとともに、該カーカスプライ６Ａは、タイヤ周方向に対して例えば７５゜〜９０゜の角度で配列したカーカスコードを有する。又符号７は、前記カーカス６の半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されるベルト層であって、前記トレッド部２をタガ効果を有して補強する。このベルト層７は、タイヤ周方向に対して例えば１０゜〜７０゜の角度で配列されるベルトコードを有する複数枚（通常３、４枚）、本例では４枚のベルトプライ７Ａ〜７Ｄから構成される。

そして、前記サイドウォール部３のうちで、前記トレッド端縁Ｔｅに連なりかつ該トレッド端縁Ｔｅ近傍に位置する領域であるバットレス領域３Ｙに、周方向にのびる細溝１２を形成している。この細溝１２は、図２に拡大して示すように、溝底に向かって実質的に一定の溝巾Ｗｇを有してのびる主部１２Ａと、その溝底に形成される溝巾拡大部１２Ｂとからなる。

又前記細溝１２は、図３に示すように、前記バットレス領域３Ｙの表面Ｙｓ（以下バットレス表面Ｙｓという）における開口縁形状１３が、周方向にジグザグ状にのびるジグザグ形状Ｊをなす。このジグザグ形状Ｊとして、円弧等の曲線状の折れ曲り部を繰り返してなる例えば正弦波状などの波線形状、及び本例の如く、Ｖ字等の折れ線状の折れ曲り部を繰り返してなる例えば鋸歯状などの折れ線状のものが含まれるが、タイヤ加硫金型における細溝形成用ナイフブレードの曲げ剛性を大きく確保する等の観点から、前記折れ線状のものが好適に採用しうる。

次に、図４に前記開口縁形状１３の平面図及び、一方の開口縁に連なる溝壁面１４の正面図を示す。図４に示すように、前記細溝１２は、その深さ方向Ｆｆにおいては、前記開口縁形状１３（ジグザグ形状Ｊ）を実質的に保持しつつ、この開口縁形状１３（ジグザグ形状Ｊ）が周方向の一方側Ｆｎａに変位する一方側の変位部１５Ａと、周方向の他方側Ｆｎｂに変位する他方側の変位部１５Ｂとを、変位折返し位置Ｔを介して交互に繰り返して形成される。

言い換えると、細溝１２では、バットレス表面Ｙｓと平行な面でのジグザグ形状Ｊが、任意の深さ位置において同一であり、かつジグザグ形状Ｊは、バットレス表面Ｙｓからの深さが増すにつれて、周方向の一方側／他方側に変位が変化する。前記一方側、他方側の変位部１５Ａ、１５Ｂを総称するとき、変位部１５という。本例では、ジグザグ形状Ｊの山、谷の稜線Ｑ１、Ｑ２が、互いに平行な傾斜直線として現れる場合が示されている。

このように構成する前記細溝１２は、接地の際、細溝１２の前記主部１２Ａが、その溝巾Ｗｇを開／閉することにより、前記トレッドショルダー部分２Ｓ（ショルダーリブ１１Ｓ）のトレッド端縁Ｔｅ側における過剰な接地圧の集中を緩和することができ、前記トレッド端縁Ｔｅを起点としてタイヤ赤道側（タイヤ軸方向内側）に進行する前述の偏摩耗を抑制しうる。そのためには、前記溝巾Ｗｇは、１．０ｍｍ以上、さらには１．５ｍｍ以上であるのが好ましく、１．０ｍｍ未満では、接地圧の緩和効果が小さく偏摩耗抑制が不充分となる。又前記細溝１２は、図５の如く、溝壁面１４が複数の凹凸を組み合わせた立体曲面として形成される。そのため、接地の際、溝巾Ｗｇが閉となって溝壁面１４、１４が互いに噛み合うことができ、トレッド端側部分に、上下方向、タイヤ軸方向、周方向、捻れ方向の外力が複雑に作用した場合にも溝壁面１４、１４間のズレを効果的に抑えることができる。その結果、細溝１２の溝底に発生する歪みを低減することができる。なお細溝１２の溝巾Ｗｇが広すぎると、噛み合いが不足して溝壁面１４、１４間のズレ抑制効果が不充分となる。そのために前記溝巾Ｗｇの上限は３．０ｍｍ以下、さらには２．５ｍｍ以下が好ましい。

又前記細溝１２の開口縁形状１３（ジグザグ形状Ｊ）において、その周方向のジグザグピッチＰｊ（図４に示す）は、５．０〜２２．０ｍｍの範囲が好ましく、ジグザグピッチＰｊが５．０ｍｍ未満と小さすぎると、加硫成形時、細溝形成用ナイフブレードがタイヤから抜けにくくなって、生産性の低下やゴム欠けなどの生産不良を招く傾向となる。逆に２２．０ｍｍを超えて大きくなると、タイヤ回転に際して、トレッド部２が接地領域に入る時及び接地領域から出て行く時の溝壁面１４、１４間のズレ（滑り）量が、接地中におけるズレ量に比して高まるなどズレ量の不均一化を招くという問題が生じる。又前記開口縁形状１３（ジグザグ形状Ｊ）のジグザグ振幅Ｗｊは、前記ジグザグピッチＰｊの５０〜７５％の範囲が好ましく、７５％を超えて大きくなると、ナイフブレードがタイヤから抜けにくくなり、逆に５０％未満では、溝壁面１４、１４間の噛み合いが不足傾向となる。

又前記細溝１２では、前記変位部１５の周方向の変位量Ｌａを、溝底に近い変位部１５ほど小とするのが好ましい。これにより、バットレス表面Ｙｓ側ほど溝壁面１４、１４間の噛み合いが強くなる。即ち、摩耗が発生しやすいトレッド端縁Ｔｅ側の動きをより強く抑えることが可能となり、前記偏摩耗の抑制をより有利なものとする。そのためには、最もバットレス表面Ｙｓ側の変位部１５の変位量Ｌａ１と、最も溝底側の変位部１５の変位量Ｌａ２との比Ｌａ１／Ｌａ２を１．２０以上とするのが好ましい。なお比Ｌａ１／Ｌａ２が１．５を超えると、中間の変位部１５Ｂなど途中で欠け生じる恐れを招く。

又前記変位部１５の数が多すぎると、ナイフブレードがタイヤから抜けにくくなって、生産性の低下やゴム欠けなどの生産不良を招く傾向となる。従って変位部１５の数は、２〜４個の範囲が好ましい。又細溝１２の、バットレス表面Ｙｓからの深さＤ（図２に示す）は５．０〜２３．０ｍｍが好ましく、５．０ｍｍ未満では、前記トレッド端縁Ｔｅからの前記偏摩耗を抑制することが難しく、逆に２３．０ｍｍを超えると、トレッドショルダー部分２Ｓの剛性及び強度が過度に減じ、操縦安定性及び耐久性の低下を招く。又トレッド端縁Ｔｅから細溝１２の開口部までの半径方向距離Ｈ（図１に示す）は、トレッドショルダー部分２Ｓの剛性、強度、及び前記偏摩耗抑制の観点から１０．０〜３０．０ｍｍの範囲が好ましい。なお前記距離Ｈは、トレッド端縁Ｔｅから細溝１２の開口部におけるジグザグ中心線ｉ（図３に示す）までの距離を意味する。

又本発明では、前記図２の如く、前記細溝１２の溝底に、溝巾が拡大する溝巾拡大部１２Ｂを設けている。本例では、この溝巾拡大部１２Ｂとして、前記細溝１２の溝巾中心線と直角な溝断面において円形形状をなす場合を例示している。このような溝巾拡大部１２Ｂは、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、トレッドショルダー部分２Ｓにタイヤ軸方向内外の外力が作用し、溝壁面１４、１４間にズレが生じた場合にも、溝巾拡大部１２Ｂが変形して溝底における歪みを分散、緩和させることができる。なお溝巾拡大部１２Ｂは、上下方向の外力、捻れ方向の外力、周方向の外力が作用した場合にも、同様に溝底における歪みを分散、緩和させうる。その結果、前記溝壁面１４を前述の立体曲面としたことによる溝壁面１４、１４間相互のズレ抑制との相乗効果によって、細溝１２溝底からの歪みに起因するクラックの発生を効果的に抑制することが可能となる。なお前記図６（Ａ）、（Ｂ）では、溝巾拡大部１２Ｂにおける効果を説明するため、溝壁面１４を平面として描いている。

又溝巾拡大部１２Ｂでは、歪みの分散効果の観点から、前記円形形状、及び図７（Ａ）に示す如き楕円形形状のものなど、内面が滑らかな円弧状曲線で形成されるものが好適に採用しうる。しかし、図７（Ｂ）に示す如く、頂点における内角θが９０°以上の多角形形状も使用しうる。なお多角形形状の場合、例えば五角形形状、六角形形状など内角θが１００°以上、さらには１２０°以上とより大きい多角形形状のものが好ましい。

ここで、前記溝巾拡大部１２Ｂの深さ方向の長さＤＢ（図２に示す）と、前記主部１２Ａの深さ方向の長さＤＡとの比ＤＢ／ＤＡは、０．０５〜０．５の範囲が好ましく、０．０５未満では、溝巾拡大部１２Ｂが充分に機能せず、クラックの抑制効果が不充分となる。逆に比ＤＢ／ＤＡが０．５を超えると主部１２Ａが充分に機能せず、耐偏摩耗の抑制効果が不充分となる傾向となる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

図１に示す構造を有し、かつ表１の仕様の細溝をバットレス領域に形成した重荷重用タイヤ（サイズ：１２Ｒ２２．５）を試作するとともに、各試作タイヤの耐偏摩耗性、および細溝溝底における耐クラック性をテストし互いに比較した。
テスト方法は、次の通りである。

＜耐偏摩耗性＞
試作タイヤをリム（８．２５×２２．５）、内圧（８５０Ｋｐａ）の条件にて、バスの前輪に装着し、高速道路を８０，０００ｋｍ走行したときの、ショルダーリブに発生する偏摩耗を検査した。そして、摩耗部におけるタイヤ軸方向の摩耗巾、及び摩耗高さを、周方向の８箇所の位置で測定し、その平均値を指数化して示した。指数は比較例２を１００とし、値が大なほど耐偏摩耗性に優れている。なお、前記測定には、新品タイヤのトレッド輪郭形状に一致する基準側縁を有するトレッド定規を用い、前記基準側縁に沿ったタイヤ軸方向の摩耗巾、及び前記基準側縁からの摩耗高さを測定している。

＜耐クラック性＞
上記走行テスト後において、細溝溝底に発生するクラックの発生箇所の数を目視検査によって測定し指数化して示した。指数は比較例２を１００とし、値が大なほど耐クラック性に優れている。

本発明の重荷重用タイヤの主要部を拡大して示す断面図である。 細溝を拡大して示す溝巾中心線と直角な断面図である。 細溝のバットレス領域の表面における開口部を示す平面である。 細溝の開口縁形状を示す平面図及び、一方の開口縁に連なる溝壁面を示す正面図である。 細溝の溝壁面を示す斜視図である。 （Ａ）、（Ｂ）は溝巾拡大部の作用効果を説明する断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は溝巾拡大部の他の例を示す断面図である。 従来タイヤの主要部を細溝とともに示す斜視図である。

符号の説明

２ トレッド部
３ サイドウォール部
３Ｙ バットレス領域
１２ 細溝
１２Ｂ 溝巾拡大部
１３ 開口縁形状
１５Ａ、１５Ｂ 変位部
Ｊ ジグザグ形状
Ｔ 変位折返し位置
Ｔｅ トレッド端縁

Claims (4)

1. トレッド部のトレッド端縁に連なりこのトレッド端縁からタイヤ半径方向内方にのびるサイドウォール部の前記トレッド端縁近傍の領域であるバットレス領域に、周方向にのびる細溝を設け、
   しかも前記細溝は、前記バットレス領域の表面における開口縁形状が、周方向にジグザグ状にのびるジグザグ形状をなし、
   かつ深さ方向には、前記開口縁形状が実質的に維持されつつ周方向の一方側に変位する一方側の変位部と、周方向の他方側に変位する他方側の変位部とが変位折返し位置を介して交互に繰り返されるとともに、
   前記細溝の溝巾中心線と直角な溝断面において、前記細溝は、溝底に、溝巾が拡大する溝巾拡大部を形成し、
   前記細溝は、溝幅が２．０〜３．０mmの範囲であり、前記開口縁形状における周方向のジグザグピッチが、６〜１５mmの範囲であり、前記開口縁形状のジグザグ振幅が、前記ジグザグピッチの５０〜７５％の範囲であることを特徴とする重荷重用タイヤ。
2. 前記トレッド端縁から前記細溝の開口部までの半径方向距離Ｈは、１０．０〜３０．０ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１記載の重荷重用タイヤ。
3. 前記開口縁形状が周方向に変位する前記変位部の周方向の変位量Ｌａは、溝底に近い変位部ほど小であることを特徴とする請求項１又は２記載の重荷重用タイヤ。
4. 前記溝断面において、前記溝巾拡大部は、円形形状、楕円形形状、若しくは頂点における内角が９０°以上の多角形形状をなすことを特徴とする請求項１記載の重荷重用タイヤ。

Images