JP6317356B2 - 重荷重用空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
タイヤの負荷転動時には、図2(a)に示すように、まず、タイヤの制動・駆動時に、陸部全体が、路面から、進行方向と同じ方向のトレッド周方向の剪断力を受けて、剪断変形する。その後、陸部の踏み込み側位置(図2(a)では、P1で示す。)で、この剪断変形を解消するように、滑り(図2(a)では、小矢印で示す。以下同じ。)が生じて、この部分よりも蹴り出し側にある位置(図2(a)では、P2で示す。)、及び更に蹴り出し側にある位置(図2(a)では、P3で示す。)で、進行方向とは逆方向の膨出(図2(a)では、大矢印で示す。以下同じ。)が発生する。その後、図2(b)に示すように、この膨出した位置P2で滑りが生じて、この部分よりも更に蹴り出し側にある、陸部位置P3で、進行方向とは逆方向の膨出が発生する。このように、滑り及び膨出が繰り返されることによって、陸部位置P3の剪断変形が著しく増大する。そして、図2(c)に示すように、陸部位置P3で、この剪断変形を解消するように、滑りが生じる際、この位置P3にある陸部部分は、路面から、進行方向と同じ方向の、大きなトレッド周方向の摩擦力を受けて、摩耗する。
そして、この摩擦力の顕著な増大により、タイヤの摩耗が増大して、タイヤの耐摩耗性が低下する傾向があることがわかった。
ここで、図4(a)に示すように、陸部部分Psに含まれる陸部位置P1で生じた滑りは、陸部部分Psに含まれる陸部位置P2sには伝搬され、この位置において、進行方向とは逆方向の膨出が発生する。しかしながら、図4(b)に示すように、この滑りは、陸部部分Pkに含まれる陸部位置P2kには伝搬されないため、陸部位置P2kの陸部部分では膨出が発生しない。そして、図4(c)に示すように、陸部位置P2kの陸部部分は、路面から、進行方向と同じ方向のトレッド周方向の剪断力を受けて、新たに剪断変形する。従って、図2の場合と異なり、陸部において発生する滑り及び膨出の繰り返しが遮断され、上記の蹴り出し時のトレッド周方向の摩擦力の顕著な増大が抑制される。
図5には、トレッドの踏面に設けられた図4に示す陸部内の任意の一点の、踏み込み時から蹴り出し時までにおける、時間とトレッド周方向の剪断力の増加ΔFとの関係を示す。上記の蹴り出し時のトレッド周方向の剪断力、ひいては摩擦力の顕著な増大が抑制されることがわかる。
そのため、陸部に、トレッド幅方向溝やトレッド幅方向サイプを設けることによって、タイヤの耐摩耗性の低下を抑制することができた。
本発明の重荷重用空気入りタイヤは、タイヤのトレッドの踏面の少なくとも一部に、トレッド周線に沿って延びる複数本の周方向溝、及び、該周方向溝同士又は該周方向溝とトレッド接地端とにより区画される陸部が設けられ、該陸部は、トレッド幅方向に延びる複数本の幅方向サイプが設けられた分断陸部を含み、規定内圧が750kPa以上である、重荷重用空気入りタイヤであって、前記周方向溝の深さをHとしたときに、7mm≦H≦13mmの関係を満たし、前記幅方向サイプのトレッド周方向間隔をWとしたときに、5mm≦W≦20mmの関係を満たすことを特徴とする。
このように、陸部に幅方向サイプを設けて、陸部を陸部部分に更に区画することによって、陸部において発生する上記の滑り及び膨出の繰り返しが遮断され、上記の蹴り出し時のトレッド周方向の剪断力の増大を抑制することができる。そのため、タイヤの耐摩耗性を向上させることができる。
また、陸部を区画する周方向溝の深さHを、通常の重荷重用空気入りタイヤの18mmよりも小さくすることによって、陸部に幅方向サイプを設けたことによって低下する、陸部の剛性の低下を抑制して、トラクション性能の低下を抑制することができる。ここで、上記Hを7mm以上13mm以下とすることによって、タイヤの耐摩耗性向上させることができると共に、トラクション性能の低下を抑制することができる。更に、陸部に設けられる幅方向サイプのトレッド周方向間隔Wを5mm以上20mm以下とすることによって、トラクション性能の低下を抑制することができると共に、タイヤの耐摩耗性を向上させることができる。
そのため、本発明の重荷重用空気入りタイヤによれば、耐摩耗性及びトラクション性能を両立させることができる。
なお、「トレッド周線に沿って延びる」とは、トレッド周方向に沿って直線状に延在することに限定されることなく、トレッド周方向にジグザグ状、波状等をなして延びることも指す。
またなお、「トレッド幅方向に延びる」とは、厳密にトレッド幅方向に延びることを指すものでなく、トレッド幅方向の成分を有する方向に延びることも指す。
更になお、「規定内圧」とは、適用サイズのタイヤにおける所定の荷重に対応する空気圧(最高空気圧)を指し、「所定の荷重」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではJATMA(日本自動車タイヤ協会) YEAR BOOK、欧州ではETRTO(European Tyreand Rim Technical Organisation) STANDARD MANUAL、米国ではTRA(THE TIRE and RIM ASSOCIATION INC.)YEAR BOOK等の規格のタイヤ最大負荷を指す。
更になお、「周方向溝の深さH」とは、周方向溝のタイヤ径方向の深さのうち最も大きい深さを指す。更になお、「幅方向サイプのトレッド周方向間隔W」とは、2つの幅方向サイプ間のトレッド周方向間隔のうち最も狭い部分の間隔を指す。
なお、「幅方向サイプのトレッド幅方向長さm」及び「陸部のトレッド幅方向幅M」は、各幅方向サイプについて定まるものであり、ここで、mとは、当該幅方向サイプの一端と他端との間のトレッド幅方向距離を指し、Mとは、当該幅方向サイプの一端から他端まで幅方向サイプに沿って延びる線の中間点を通りトレッド幅方向に平行な直線におけるトレッド幅方向距離を指す。
本発明の一例の重荷重用空気入りタイヤ1(以下、「一例の重荷重用タイヤ1」ともいう。)は、タイヤのトレッドの踏面2に、トレッド周線に沿って延びる複数本(図6では、5本)の周方向溝3が設けられ、該周方向溝3同士間、又は周方向溝3とトレッド接地端TGとの間に陸部4が区画される。また、この陸部4は、トレッド幅方向に延びる複数本(図6では、多数本)の幅方向細溝5が設けられた分断陸部4dであり、陸部4では、幅方向細溝5間に陸部部分4pが更に区画される。そして、この重荷重用空気入りタイヤ1は、例えば、750kPa以上の規定内圧の下で使用される。
なお、本発明の重荷重用空気入りタイヤでは、タイヤのトレッドの踏面の全体に、上記陸部が設けられていなくてもよく、タイヤのトレッドの踏面の少なくとも一部に、上記陸部が設けられていればよい。また、本発明の重荷重用空気入りタイヤでは、上記陸部の全てが分断陸部でなくともよく、上記陸部は分断陸部を含んでいればよい。
なお、図14に、本発明の一例の重荷重用空気入りタイヤの比較例となる重荷重用空気入りタイヤのトレッドの踏面の展開図を示す。
また、図7(b)には、幅方向細溝のトレッド周方向間隔Wと、陸部の剛性との関係を、周方向溝の深さHを変化させながら測定した結果を示す。因みに、陸部の剛性を示すものとして、タイヤから切り出したトレッドパターン部分を平板上に押し充てて、これに剪断変形を加えたときの反力を、ロードセルを用いて測定した。
更に、トレッドゴムに用いるゴムの量を低減することができる。そのため、タイヤを軽量化することができると共に、タイヤを安価に製造することができるという利点もある。
なお、図15に、本発明の別の例の重荷重用空気入りタイヤの比較例となる重荷重用空気入りタイヤのトレッドの踏面の展開図を示す。
なお、本発明の重荷重用空気入りタイヤでは、タイヤのトレッドの踏面の全体に、上記陸部が設けられていなくてもよく、タイヤのトレッドの踏面の少なくとも一部に、上記陸部が設けられていればよい。また、本発明の重荷重用空気入りタイヤでは、上記陸部の全てが分断陸部でなくともよく、上記陸部は分断陸部を含んでいればよい。
そして、別の例の重荷重用タイヤ100は、このブロック陸部列40CLをトレッド幅方向に複数列(図10では、40CL1及び40CL2の2列)有し、これら陸部列は、隣り合う陸部列同士で互いにピッチをずらして(図10では、半ピッチずらして)配列されることが好ましい。
図11には、図10に示す別の例の重荷重用タイヤ100のブロック陸部41C及び42Cのみを示す(簡単のため、図11では、陸部に設けられた幅方向細溝を省略する)。図11(a)に示すように、トレッドの踏面2の負荷転動時に、既に接地し終わったブロック陸部41Cの蹴り出し側部分41Ckの剪断変形が増大した後には、該剪断変形を解消するように、蹴り出し側部分41Ckで滑りが生じる(図11(a)では、小矢印で示す)。この際、滑りの反動により、陸部の蹴り出し側部分41Ck付近のゴムがタイヤ径方向内方に浮き上がる現象が生じる(図11(a)では、太矢印で示す)。この現象は、図11(b)に示すように、この陸部41Cとトレッド幅方向に隣接する次の陸部42Cの踏み込み側部分42Csを路面に押し付ける作用を生じさせて(図11(b)では、太矢印で示す)、次の陸部42Cの、踏み込み時のトレッド周方向の剪断力を効率的に発生させる。この作用により、陸部に働くトレッド周方向の剪断力を、踏み込み時から蹴り出し時の間で平均化することができる。
図12に、蹴り出し時のトレッド周方向の剪断力の増加ΔFのプロファイルを示す。上記踏面を用いたことによって、踏み込み時から比較的大きな周方向剪断力を発生させることができ、この周方向剪断力を平均化することができる。従って、蹴り出し時の周方向剪断力の顕著な増大を低下させることができることがわかる。
そのため、別の例の重荷重用タイヤ100によれば、陸部に生じる摩耗を抑制して、タイヤの耐摩耗性を更に向上させることができる。
また、別の例の重荷重用タイヤ100では、分断陸部である陸部4Cは、タイヤ赤道CLに最近接する陸部4であることが好ましい。この場合、タイヤ赤道CLは、陸部4上に位置していてもよく、陸部4をそのタイヤ幅方向両外側に区画する周方向溝3上に位置してもよい。
なお、図16に、本発明の更なる例の重荷重用空気入りタイヤの比較例となる重荷重用空気入りタイヤのトレッドの踏面の展開図を示す。
なお、本発明の重荷重用空気入りタイヤでは、タイヤのトレッドの踏面の全体に、上記陸部が設けられていなくてもよく、タイヤのトレッドの踏面の少なくとも一部に、上記陸部が設けられていればよい。また、本発明の重荷重用空気入りタイヤでは、上記陸部の全てが分断陸部でなくともよく、上記陸部は分断陸部を含んでいればよい。
また、更なる例の重荷重用タイヤ200では、陸部4Sには、トレッド幅方向に沿って延びる複数本(図13内では、3本)の幅方向太溝15が更に設けられ、陸部4Sは、この幅方向太溝15により、複数のブロック陸部40S(図13では、41S〜45S)に更に区画されることが好ましい。すなわち、このブロック陸部40Sからなる陸部4Sは、トレッド周方向に連続的に伸びるブロック陸部列40SL(図13では、40SL1及び40SL2)をなすことが好ましい。
そして、更なる例の重荷重用タイヤ200は、このブロック陸部列40ML、40SLをトレッド幅方向に複数列ずつ(図13では、40ML1及び40ML2の2列、40SL1及び40SL2の2列)有し、これら陸部列は、隣り合う陸部列同士で互いにピッチをずらして配列されることが好ましい。
また、同様に、分断陸部4dである陸部4Cにおける幅方向細溝5のトレッド周方向間隔WC(W)が、分断陸部4dである陸部4Sにおける幅方向細溝5のトレッド周方向間隔WS(W)と比較して、小さいことが好ましい。
更に、同様に、分断陸部4dである陸部4Mにおける幅方向細溝5のトレッド周方向間隔WM(W)が、分断陸部4dである陸部4Sにおける幅方向細溝5のトレッド周方向間隔WS(W)と比較して、小さいことが好ましい。
上記構成によれば、接地圧が比較的高く摩耗が生じやすいトレッドセンター領域においてタイヤの耐摩耗性能を向上させる効果を得つつ、トレッドショルダー領域においてタイヤのトラクション性能の低下を十分に抑制する効果を得ることができる。これにより、タイヤの耐摩耗性能及びタイヤのトラクション性能を両立しながら、タイヤの摩耗をトレッド幅方向について均等化することができるため、タイヤ寿命を長くすることができる。
なお、本発明の重荷重用空気入りタイヤでは、上記構成に限定されることなく、陸部が、第1の分断陸部と、該第1の分断陸部のトレッド幅方向外側に位置する第2の分断陸部とを含み、ここで、第2の分断陸部における幅方向細溝のトレッド周方向間隔が、第1の分断陸部における幅方向細溝のトレッド周方向間隔と比較して、大きいものであれば、前述の効果を得ることが可能である。例えば、本発明の重荷重用空気入りタイヤは、図13に示すタイヤにおいて陸部4Cを分断陸部でなくしたタイヤ、図13に示すタイヤにおいて陸部4Mを分断陸部でなくしたタイヤ、図13に示すタイヤにおいて陸部4Sを分断陸部でなくしたタイヤとしてもよい。
上記構成によれば、タイヤの耐摩耗性能及びタイヤのトラクション性能を両立しながら、タイヤ寿命を長くするという前述の効果が得られやすい。
また、更なる例の重荷重用タイヤ200では、分断陸部である陸部4Cは、タイヤ赤道CLに最近接する陸部4であることが好ましい。この場合、タイヤ赤道CLは、陸部4上に位置していてもよく、陸部4をそのタイヤ幅方向両外側に区画する周方向溝3上に位置してもよい。
(試験A)
実施例A1について、表1に示す諸元の重荷重用タイヤを作製した。また、比較例A1についても、表1に示す諸元の重荷重用タイヤを作製した。なお、試験Aにおいては、m=1.0M、h=Hとした。
上記重荷重用タイヤ1本当たりの重量を算出した。具体的には、比較例A1の評価結果を100とした相対評価となる指数を算出した。評価結果を表1に示す。指数が小さいほどタイヤの軽量化の効果が高いことを示す。
作製した重荷重用タイヤを、JATMA規格に定める適用リム(7.25×22.5)に装着してリム組みした重荷重用タイヤを作製して、上記重荷重用タイヤを、内圧900kPa、荷重3.0tの条件下で重荷重用空気入りタイヤとした。そして、該重荷重用空気入りタイヤを車両に装着し、以下(1)及び(2)に示す試験を行い、重荷重用空気入りタイヤの走行性能を評価した。
(1)耐摩耗性試験
舗装路面のテストコースにおいて、テストドライバーが車両を80km/時で10,000km走行させた。そして、走行後の残溝の量を計測し、該残溝の量に基づいて耐摩耗性指数を算出し、該耐摩耗性指数から重荷重用空気入りタイヤの耐摩耗性を評価した。具体的には、比較例A1の評価結果を100とした相対評価となる指数を算出した。評価結果を表1に示す。指数が大きいほど耐摩耗性が高いことを示す。
(2)トラクション性能(駆動性能)試験
乾燥路面のテストコースにおいて、テストドライバーが車両を停止状態から急発進させた。そして、車両の速度が60km/時に到達するまでの所要時間を計測し、該所要時間から重荷重用空気入りタイヤのトラクション性能(駆動性能)を評価した。具体的には、比較例A1の評価結果を100とした相対評価となる指数を算出した。評価結果を表1に示す。指数が大きいほど乾燥路面におけるトラクション性能(駆動性能)が高いことを示す。
実施例B1について、表2に示す図10のパターンの諸元の重荷重用タイヤを作製した。なお、試験Bにおいては、試験Aにおいて最良の結果が得られた実施例A17のタイヤにおけるH(7.5mm)及びW(10mm)の値を陸部4Cにおいて用いた。そして、各タイヤについて、上記(試験A)と同様に、(タイヤ重量の算出)及び(走行性能評価)を行った。結果を表2に示す。
実施例C1について、表3に示す図13のパターンの諸元の重荷重用タイヤを作製した。なお、試験Cにおいては、下記諸元を用いた。陸部4Cでは、H=7.5mm、W=10mm、m/M=1、h=7.5mm、h/H=1;陸部4Mでは、H=7.5mm、W=10mm、m/M=1、h=7.5mm、h/H=1;陸部4Sでは、H=7.5mm、W=10mm、m/M=1、h=7.5mm、h/H=1。そして、各タイヤについて、上記(試験A)と同様に、(走行性能評価)の(1)耐摩耗性試験を行った。但し、試験Cにおいては、走行後の摩耗ボリュームを計測し、該摩耗ボリュームに基づいて耐摩耗性指数を算出し、該耐摩耗性指数から重荷重用空気入りタイヤの耐摩耗性を評価した。具体的には、実施例C4の評価結果を100とした相対評価となる指数を算出した。評価結果を表1に示す。指数が大きいほど耐摩耗性が高いことを示す。結果を表3に示す。
Claims (6)
- タイヤのトレッドの踏面の少なくとも一部に、トレッド周線に沿って延びる複数本の周方向溝、及び、該周方向溝同士又は該周方向溝とトレッド接地端とにより区画される陸部が設けられ、該陸部は、トレッド幅方向に延びる複数本の幅方向サイプが設けられた分断陸部を含み、規定内圧が750kPa以上である、重荷重用空気入りタイヤであって、
前記周方向溝の深さをHとしたときに、7mm≦H≦13mmの関係を満たし、前記幅方向サイプのトレッド周方向間隔をWとしたときに、5mm≦W≦20mmの関係を満たし、
前記陸部は、第1の分断陸部と、該第1の分断陸部のトレッド幅方向外側に位置する第2の分断陸部とを含み、ここで、前記第2の分断陸部における前記幅方向サイプのトレッド周方向間隔が、前記第1の分断陸部における前記幅方向サイプのトレッド周方向間隔と比較して、大きいことを特徴とする重荷重用空気入りタイヤ。 - 前記幅方向サイプのトレッド周方向間隔と前記周方向溝の深さとが、0.5≦W/H≦2.0の関係を満たすことを特徴とする、請求項1に記載の重荷重用空気入りタイヤ。
- 前記幅方向サイプのトレッド幅方向長さをm、前記幅方向サイプが設けられた前記陸部のトレッド幅方向幅をMとしたときに、m≧0.5Mの関係を満たすことを特徴とする、請求項1又は2に記載の重荷重用空気入りタイヤ。
- 前記幅方向サイプは、タイヤ径方向に屈曲して延びる形状を有することを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の重荷重用空気入りタイヤ。
- 前記陸部は、第1の分断陸部及び第2の分断陸部以外の分断陸部を更に含み、ここで、トレッド幅方向に隣接する前記分断陸部間において、トレッド幅方向外側に位置する前記分断陸部における前記幅方向サイプのトレッド周方向間隔が、タイヤ赤道側に位置する前記分断陸部における前記幅方向サイプのトレッド周方向間隔と比較して、大きいことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の重荷重用空気入りタイヤ。
- 前記第1の分断陸部が、タイヤ赤道を中心としてトレッド接地半幅の0〜40%の範囲に設けられることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の重荷重用空気入りタイヤ。
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