JP6885713B2

JP6885713B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP6885713B2
Application number: JP2016228536A
Authority: JP
Inventors: 弘到長谷田
Original assignee: Toyo Tire Corp
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2016-11-25
Filing date: 2016-11-25
Publication date: 2021-06-16
Anticipated expiration: 2036-11-25
Also published as: JP2018083560A; CN108099504B; US20180147894A1; CN108099504A

Description

本発明は、タイヤ周方向に延びる細溝がトレッドのショルダー陸部に形成された空気入りタイヤに関する。

例えば特許文献１，２に開示されているように、タイヤ周方向に延びる細溝がトレッドのショルダーリブ（ショルダー陸部の一例）に形成された空気入りタイヤが公知である。ショルダーリブは、該細溝によって、トレッドセンター側のメインリブと、トレッド端側の犠牲リブとに区画される。このように構成されたタイヤでは、犠牲リブに摩耗を集中させることができるため、メインリブの摩耗が抑えられて耐偏摩耗性が向上する。かかる細溝は、ディフェンスグルーヴとも呼ばれ、主としてトラックやバスなどに用いられる重荷重用の空気入りタイヤに形成される。

とは言え、細溝を設けていてもメインリブが局所的な偏摩耗を生じることがあるため、耐偏摩耗性を更に改善する余地があった。本発明者が調査したところによれば、メインリブのトレッド端側エッジで接地圧が高くなる傾向にあり、それに起因してメインリブが偏摩耗を生じることが判明した。また、かかるタイヤでは、犠牲リブが引き裂かれるようにして千切れる、いわゆるテアを防止する必要がある。特に、細溝の溝底部に歪みが集中してクラックを生じると、その溝底クラックがトレッド端側に伸展してテアを引き起こすため、溝底クラックの発生を抑えながら耐テア性を高めることが肝要である。

特許文献１，２には、それぞれ、タイヤ周方向に延びる細溝がトレッドのショルダーリブに形成された空気入りタイヤが記載されている。特許文献１では、細溝の溝底部が、トレッドセンター側となる片側の溝壁だけを窪ませて形成されている。このため、細溝のトレッド端側の溝壁と溝底とを繋ぐ箇所で曲率半径が小さくなりがちであり、耐溝底クラック性を高めるうえで改善の余地があると考えられる。

特許文献２の図１，２では、細溝の溝底部が、トレッド端側となる片側の溝壁だけを窪ませて形成されており、上記と同様に、耐溝底クラック性を高めるうえで改善の余地があると考えられる。また、メインリブにおける偏摩耗を抑制しうるものではない。同じく図３では、細溝の溝底部が、トレッドセンター側とトレッド端側との両側の溝壁を窪ませて形成されている。これら両側の窪みを大きく形成した場合は、犠牲リブの剛性が低下して耐テア性が悪化し、両側の窪みを小さく形成した場合は、メインリブにおける局所的な偏摩耗を十分に抑えることができない。

国際公開第２００８／１１１５８２号特開２００１−２６０６１２号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、タイヤ周方向に延びる細溝がトレッドのショルダー陸部に形成されていて、耐溝底クラック性、耐偏摩耗性及び耐テア性に優れる空気入りタイヤを提供することにある。

本発明の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延びる細溝がトレッドのショルダー陸部に形成された空気入りタイヤにおいて、前記細溝の溝底部に、トレッドセンター側の溝壁を窪ませてなる内側凹曲面と、トレッド端側の溝壁を窪ませてなる外側凹曲面とが形成され、前記細溝の溝底部が前記細溝の開口部よりも幅広で且つ丸みを帯びた形状に設けられ、前記細溝の深さ方向に沿って測定される前記内側凹曲面の高さが前記外側凹曲面の高さよりも大きいものである。

このタイヤでは、上記の如き内側凹曲面と外側凹曲面が形成された細溝の溝底部が、細溝の開口部よりも幅広で且つ丸みを帯びた形状に設けられている。そのため、縁石にタイヤが乗り上げるなどしてショルダー陸部が大きな入力を受けたときでも、細溝の溝底部に歪みが局所的に集中し難く、優れた耐溝底クラック性を発揮できる。しかも、内側凹曲面の高さを相対的に大きくしていることにより、メインリブのトレッド端側エッジの接地圧を十分に低め、該メインリブにおける局所的な偏摩耗を抑制して、優れた耐偏摩耗性を発揮できる。また、外側凹曲面の高さを相対的に小さくしていることにより、犠牲リブの剛性低下を抑え、優れた耐テア性を発揮できる。

前記外側凹曲面の高さが前記内側凹曲面の高さの０．４〜０．８倍であるものが好ましい。かかる構成によれば、外側凹曲面が大きくなり過ぎず、犠牲リブの剛性を確保して耐テア性を良好に高めることができる。

前記内側凹曲面の窪み幅が前記外側凹曲面の窪み幅よりも大きいものが好ましい。かかる構成によれば、メインリブのトレッド端側エッジの接地圧をより十分に低めて、耐偏摩耗性を効果的に向上できる。更に、犠牲リブの剛性低下を適切に抑えて、耐テア性を良好に高めることができる。

前記内側凹曲面において最も窪んだ部分が、前記外側凹曲面おいて最も窪んだ部分よりもタイヤ径方向外側に位置するものが好ましい。かかる構成によれば、メインリブのトレッド端側エッジの接地圧をより十分に低めて、耐偏摩耗性を効果的に向上できる。

上述した高さの関係を有する内側凹曲面と外側凹曲面を細溝の溝底部に形成するうえで、タイヤ子午線断面において前記内側凹曲面の曲率半径が前記外側凹曲面の曲率半径よりも大きいことが好ましい。

本発明に係る空気入りタイヤのトレッドの一例を概略的に示すタイヤ子午線断面図図１の要部を示す拡大図

本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態の空気入りタイヤＴのトレッド１０を概略的に示す。図２は、図１の破線枠により囲まれた要部を拡大して示す。

この空気入りタイヤＴは、一般的な空気入りタイヤと同様に、図示しない一対のビードと、そのビードからタイヤ径方向外側へ延びた一対のサイドウォールとを有しており、トレッド１０は、そのサイドウォールの各々のタイヤ径方向外側端に連なるようにして設けられている。また、一対のビードの間にはトロイド状に延びるカーカスが設けられ、そのカーカスを補強するベルトなどの補強部材がトレッド１０に埋設されているが、それらの図示は省略している。

トレッド１０にはタイヤ周方向に延びる複数の主溝が形成され、本実施形態では４本の主溝１１〜１４が形成されている。トレッド１０は、その複数の主溝によって、ショルダー陸部２０を含む複数の陸部に区画されている。ショルダー陸部２０は、タイヤ幅方向最外側に位置するショルダー主溝１１，１４とトレッド端ＴＥとの間に位置する。本実施形態では、ショルダー陸部２０が、タイヤ周方向に連続して延びるショルダーリブとして設けられているが、これに限られない。

このタイヤＴでは、タイヤ周方向に延びる細溝３がトレッド１０のショルダー陸部２０に形成されている。細溝３は、タイヤ周方向に沿って直線状またはジグザグ状に連続して延在している。細溝３の深さＤは、例えばショルダー主溝１１，１４の深さｄの０．３〜１．５倍の範囲である。細溝３は、トレッド１０の表面においてショルダー主溝１１，１４よりも細く形成され、その開口部の幅Ｗ３ａは、例えば０．３〜５．０ｍｍの範囲である。細溝３は、片側のショルダー陸部２０のみに設けても構わないが、優れた耐偏摩耗性を発揮するうえで両側のショルダー陸部２０に設けることが好ましい。

ショルダー陸部２０は、細溝３によって、トレッドセンターＴＣ側のメインリブ２１と、トレッド端ＴＥ側の犠牲リブ２２とに区画されている。細溝３は、ショルダー陸部２０のトレッド端ＴＥの近傍部に位置し、メインリブ２１は犠牲リブ２２よりも幅広に設けられている。細溝３は、タイヤ子午線断面において略丸底フラスコ形状を呈するが、後述するように、その溝底部は左右非対称な形状を有する。

図２に拡大して示すように、細溝３の溝底部には、トレッドセンターＴＣ側の溝壁を窪ませてなる内側凹曲面４１と、トレッド端ＴＥ側の溝壁を窪ませてなる外側凹曲面４２とが形成されている。内側凹曲面４１は、タイヤ幅方向内側に窪んだ断面円弧状の湾曲面により形成され、外側凹曲面４２は、タイヤ幅方向外側に窪んだ断面円弧状の湾曲面により形成されている。内側凹曲面４１及び外側凹曲面４２は、いずれもタイヤ周方向に沿って環状に延設されている。

細溝３の溝底部は、その両側に内側凹曲面４１と外側凹曲面４２を有し、全体として丸みを帯びた形状に設けられている。内側凹曲面４１は、後述するような複数の円弧の連なりを介して、段差なく滑らかに外側凹曲面４２と接続されている。また、細溝３の溝底部は開口部よりも幅広であり、その溝底部における最大幅Ｗ３ｂは開口部の幅Ｗ３ａよりも大きい。このように細溝３の溝底部を開口部よりも幅広に形成することにより、細溝３の溝底部の表面の曲率半径を大きくすることができるため、耐溝底クラック性の向上に資する。

このタイヤＴでは、細溝３の深さ方向に沿って測定される内側凹曲面４１の高さＨ１が外側凹曲面４２の高さＨ２よりも大きい。細溝３の深さ方向は、タイヤ子午線断面において、細溝３の開口部の幅中央を通る、トレッド１０の表面の法線に沿った方向を指す。高さＨ１は、細溝３の底面から、タイヤ子午線断面においてトレッドセンターＴＣ側の溝壁を形成する直線のタイヤ径方向内側端（曲率半径Ｒ１を有する円弧と該直線との境界）までの寸法である。高さＨ２は、細溝３の底面から、タイヤ子午線断面においてトレッド端ＴＥ側の溝壁を形成する直線のタイヤ径方向内側端（曲率半径Ｒ５を有する円弧と該直線との境界）までの寸法である。

このタイヤＴでは、上記の如き内側凹曲面４１と外側凹曲面４２が形成された細溝３の溝底部が、細溝３の開口部よりも幅広で且つ丸みを帯びた形状に設けられている。そのため、縁石にタイヤＴが乗り上げるなどしてショルダー陸部２０が大きな入力を受けたときでも、細溝３の溝底部に歪みが局所的に集中し難く、優れた耐溝底クラック性を発揮できる。しかも、内側凹曲面４１の高さＨ１が大きいことにより、メインリブ２１のトレッド端側エッジ２１Ｅの接地圧を十分に低め、該メインリブ２１における局所的な偏摩耗を抑制して、優れた耐偏摩耗性を発揮できる。また、外側凹曲面４２の高さＨ２が小さいことにより、犠牲リブ２２の剛性低下を抑えて、優れた耐テア性を発揮できる。

内側凹曲面４１の高さＨ１は、細溝３の深さＤの０．１〜０．５倍であることが好ましい。高さＨ１が深さＤの０．１倍以上であることにより、内側凹曲面４１の大きさを適度に確保できるため、耐偏摩耗性の向上に資する。また、高さＨ１が深さＤの０．５倍以下であることにより、内側凹曲面４１が大きくなり過ぎず、メインリブ２１の不必要な剛性低下を回避できる。これらの高さＨ１，Ｈ２や深さＤは、いずれも無負荷の状態で測定するものとする。

外側凹曲面４２の高さＨ２は、内側凹曲面４１の高さＨ１の０．４〜０．８倍であることが好ましい。高さＨ２が高さＨ１の０．４倍以上であることにより、細溝３の溝底部の大きさを適度に確保できるため耐溝底クラック性の向上に資する。また、高さＨ２が高さＨ１の０．８倍以下であることにより、外側凹曲面４２が大きくなり過ぎず、犠牲リブ２２の剛性を確保して耐テア性を良好に高めることができる。

本実施形態では、タイヤ子午線断面において、細溝３の溝底部の輪郭が、トレッドセンターＴＣ側の溝壁と繋がる曲率半径Ｒ１を有する円弧、内側凹曲面４１を形成する曲率半径Ｒ２を有する円弧、細溝３の底面を形成する曲率半径Ｒ３を有する円弧、外側凹曲面４２を形成する曲率半径Ｒ４を有する円弧、及び、トレッド端ＴＥ側の溝壁と繋がる曲率半径Ｒ５を有する円弧、という複数の円弧を連ねて形成されている。Ｈ１＞Ｈ２という高さの関係を満たすうえで、内側凹曲面４１の曲率半径Ｒ２は外側凹曲面４２の曲率半径Ｒ４よりも大きいことが好ましい。

本実施形態では、内側凹曲面４１の窪み幅Ｗ１が外側凹曲面４２の窪み幅Ｗ２よりも大きい。これにより、メインリブ２１のトレッド端側エッジ２１Ｅの接地圧をより十分に低めて、耐偏摩耗性を効果的に向上できるとともに、犠牲リブ２２の剛性低下を適切に抑えて、耐テア性を良好に高めることができる。窪み幅Ｗ１は、トレッドセンターＴＣ側の溝壁を基準にしてタイヤ幅方向に沿って測定され、例えば開口部の幅Ｗ３ａの０．１〜１．０倍に設定される。窪み幅Ｗ２は、トレッド端ＴＥ側の溝壁を基準にしてタイヤ幅方向に沿って測定され、例えば開口部の幅Ｗ３ａの０．０５〜０．５倍に設定される。

本実施形態では、内側凹曲面４１において最も窪んだ部分が、外側凹曲面４２おいて最も窪んだ部分よりもタイヤ径方向外側に位置する。即ち、細溝３の底面を基準とした、内側凹曲面４１の最もタイヤ幅方向内側に窪んだ部分の高さＰ１と、外側凹曲面４２の最もタイヤ幅方向外側に窪んだ部分の高さＰ２は、Ｐ１＞Ｐ２の関係を満たす。かかる構成によれば、メインリブ２１のトレッド端側エッジ２１Ｅの接地圧を十分に低めて、耐偏摩耗性を効果的に向上できる。高さＰ２は、例えば高さＰ１の０．４〜０．８倍に設定される。

本発明の空気入りタイヤは、上記の如き細溝がトレッドのショルダー陸部に形成されていること以外は、通常の空気入りタイヤと同等であり、従来公知の材料、形状、構造などが何れも本発明に採用できる。

本発明の空気入りタイヤは、前述の如き作用効果により、優れた耐溝底クラック性、耐偏摩耗性及び耐テア性を発揮しうることから、特にトラックやバスなどに用いられる重荷重用の空気入りタイヤとして有用である。

本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。例えば、トレッドパターンは、使用する用途や条件に応じて適宜に変更できる。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例について説明する。タイヤの各性能評価は、次のようにして行った。

（１）耐偏摩耗性
リムサイズ２２．５×８．２５のホイールにタイヤを組み付けて空気圧を７６０ｋＰａ（ＴＲＡ規定内圧）とし、速度８０ｋｍ／ｈ、荷重２７．５ｋＮ（ＴＲＡ１００％荷重）の条件で走行試験を実施し、トレッドの偏摩耗比を調査した。偏摩耗比は、トレッドセンターを通るセンター陸部の摩耗量Ｃｅに対するショルダー陸部の摩耗量Ｓｈの比（Ｓｈ／Ｃｅ）として算出した。数値が１．００に近いほど偏摩耗が抑制され、耐偏摩耗性に優れることを示す。

（２）耐溝底クラック性
リムサイズ２２．５×８．２５のホイールにタイヤを組み付けて空気圧を７６０ｋＰａとし、速度６０ｋｍ／ｈ、荷重２１．８ｋＮの条件で、クリート付きドラムを用いて走行試験を実施し、１．５万ｋｍ走行後に細溝における溝底クラックの幅を測定した。該測定値は、比較例４の結果を１００として指数化した。数値が小さいほど溝底クラックの発生が抑制されており、耐溝底クラック性に優れることを示す。尚、溝底クラックはテアの起点になりうるので、耐溝底クラック性に劣る場合は耐テア性にも劣ると評価できる。

比較例及び実施例
４本の主溝により５つの陸部に区画されたトレッドを有するタイヤ（サイズ：２９５／７５Ｒ２２．５）において、上述した高さＨ１，Ｈ２や窪み幅Ｗ１，Ｗ２、高さＰ１，Ｐ２を異ならせ、比較例１〜４及び実施例１，２とした。これらの寸法を除く細溝の構成や、細溝以外のタイヤの構成は、各例において共通である。開口部の幅Ｗ３ａは、各例において２．０ｍｍである。比較例１は、内側凹曲面と外側凹曲面を有しない細溝を採用し、比較例２は、内側凹曲面を有するが外側凹曲面を有しない細溝を採用し、比較例３は、外側凹曲面を有するが内側凹曲面を有しない細溝を採用したものである。評価結果を表１に示す。

表１より、実施例１，２では、比較的に優れた耐偏摩耗性及び耐溝底クラック性を発揮できていることが分かる。比較例１〜３では、実施例１，２に比べて溝底クラックの発生が顕著であり、それを起点としたテアが懸念されることから、実施例１，２は比較例１〜３よりも耐テア性に優れると評価できる。比較例４は犠牲リブの根元の窪みが最も大きいものであり、その犠牲リブの剛性は相対的に低いことから、実施例１，２は比較例４よりも耐テア性に優れると評価できる。

３細溝
１０トレッド
１１主溝
１４主溝
２０ショルダー陸部
２１メインリブ
２１Ｅメインリブのトレッド端側エッジ
２２犠牲リブ
４１内側凹曲面
４２外側凹曲面

Claims

タイヤ周方向に延びる細溝がトレッドのショルダー陸部に形成された空気入りタイヤにおいて、
前記細溝の溝底部に、トレッドセンター側の溝壁を窪ませてなる内側凹曲面と、トレッド端側の溝壁を窪ませてなる外側凹曲面とが形成され、前記細溝の溝底部が前記細溝の開口部よりも幅広で且つ丸みを帯びた形状に設けられ、
前記細溝の深さ方向に沿って測定される前記内側凹曲面の高さが前記外側凹曲面の高さよりも大きく
前記内側凹曲面の窪み幅が前記外側凹曲面の窪み幅よりも大きく、
前記内側凹曲面の窪み幅が、前記細溝の開口部の幅の０．１〜１．０倍であり、
タイヤ子午線断面において、前記細溝の溝底部の前記輪郭が、トレッドセンター側の前記溝壁と繋がる曲率半径Ｒ１を有する円弧、前記内側凹曲面を形成する曲率半径Ｒ２を有する円弧、前記細溝の底面を形成する曲率半径Ｒ３を有する円弧、前記外側凹曲面を形成する曲率半径Ｒ４を有する円弧、及び、トレッド端側の前記溝壁と繋がる曲率半径Ｒ５を有する円弧を連ねて形成されていて、
前記内側凹曲面の曲率半径Ｒ２が前記外側凹曲面の曲率半径Ｒ４よりも大きい、空気入りタイヤ。
前記外側凹曲面の高さが前記内側凹曲面の高さの０．４〜０．８倍である請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記内側凹曲面において最も窪んだ部分が、前記外側凹曲面おいて最も窪んだ部分よりもタイヤ径方向外側に位置する請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。