JPH05270214A

JPH05270214A - 耐偏摩耗性に優れる空気入りタイヤ

Info

Publication number: JPH05270214A
Application number: JP4074319A
Authority: JP
Inventors: Masaru Masaoka; 賢正岡
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1992-03-30
Filing date: 1992-03-30
Publication date: 1993-10-19

Abstract

(57)【要約】【目的】タイヤのブロックパターンにおけるヒール・
アンド・トウ摩耗を有利に回避し得るブロック構造につ
いて、提案する。【構成】円筒状のクラウン部にトレッドを配置し、こ
のトレッドに、タイヤの赤道に沿って延びる複数の周溝
と、これら周溝を横切る向きで延びる多数の横溝とによ
って区画されたブロックを有し、タイヤ回転方向を一方
に特定した空気入りタイヤであって、該ブロックにおい
て、その接地面および横溝に面した踏み込み側壁面の交
角αと、上記接地面および横溝に面した蹴り出し側壁面
の交角βとを、α＞βの関係とし、さらに交角αおよび
βと、各ブロック３における、幅ａ、長さｂ、高さＬお
よびゴムのヤング率Ｅとに関するブロック剛性を、0.07
〜0.20の範囲とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、特に耐偏摩耗性の優
れたトレッドを有する空気入りタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】タイヤのクラウン部に配置するトレッド
には、リブ、ブロックまたはラグなどのパターンが付与
され、中でもブロックパターンは、排水性が高いところ
から、トラック、バス用タイヤにも多く採用されてい
る。

【０００３】ブロックパターンは、タイヤの赤道に沿っ
て延びる周溝を、通常２〜５本で所定間隔を置いて配置
し、さらに周溝を横切る向きで延びる多数の横溝を、ほ
ぼ等間隔で配置し、これら周溝および横溝とトレッド両
端とでブロックを区画形成してなる。そして、周溝は、
直線状の他、ジグザグ状やクランク状など多様であり、
一方横溝はタイヤの赤道に対して所定の傾斜角をもち、
その断面はＶまたはＵ字状に成形され、この横溝に面し
たブロックの両壁面は、横溝底からほぼ同等の角度で立
ち上がってなるのが、通例である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このブロックパターン
を、特に高内圧および重荷重の下に舗装路で使用するト
ラック、バス用タイヤに適用するときに問題となるの
は、いわゆるヒール・アンド・トウ摩耗と称される、偏
摩耗である。ここに、ヒール・アンド・トウ摩耗とは、
周溝に沿って配列された各ブロックにおいて、走行時に
先に接地する側、すなわち踏み込み側の端部に対して、
遅れて接地する側、すなわち蹴り出し側の端部が、早期
に摩耗して偏摩耗となる現象をいう。このヒール・アン
ド・トウ摩耗が生じると、外観が劣化する上、タイヤ寿
命が短縮される。

【０００５】そこでこの発明は、ブロックパターンにお
けるヒール・アンド・トウ摩耗を有利に回避し得るブロ
ック構造について、提案することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、円筒状のク
ラウン部にトレッドを配置し、このトレッドに、タイヤ
の赤道に沿って延びる複数の周溝と、これら周溝を横切
る向きで延びる多数の横溝とによって区画されたブロッ
クを有し、タイヤ回転方向を一方に特定した空気入りタ
イヤであって、該ブロックにおいて、その接地面および
横溝に面した踏み込み側壁面の交角αと、上記接地面お
よび横溝に面した蹴り出し側壁面の交角βとが、α＞β
の関係にあり、さらに下記式(1) で表されるブロック剛
性ｋが、0.07〜0.20の範囲にあることを特徴とする、耐
偏摩耗性に優れる空気入りタイヤである。

【数２】記ｋ＝（Ｅ・Ｖ・Ｗ）／（Ｌ³・Ｘ）----(1) ただし、Ｖ＝２｛(tanα＋tan β)/2 ｝³Ｌ³＋４｛(tanα＋ta
n β)/2 ｝²Ｌ²ｂ＋３｛(tanα＋tan β)/2 ｝Ｌｂ²
＋b³ Ｗ＝cos⁵｛（α−β）／２｝Ｘ＝2b−Ｌtan ｛（α−β）／２｝ここで、ａ：ブロックのタイヤ軸方向幅（mm）ｂ：ブロックのタイヤ周方向長さ（mm）Ｌ：ブロックの横溝底からの高さ（mm）Ｅ：ゴムのヤング率（kgf/mm²）

【０００７】さて、この発明を適用する空気入りラジア
ルタイヤのトレッドの要部を、図１に示す。このトレッ
ドを、タイヤの赤道に沿って延びる、実質的に互いに平
行で間隔を置いて配した複数の周溝１と、これら周溝１
間または周溝１およびトレッド端Ｔをつなぐ多数の横溝
２とによって、５列の縦列ブロック群を構成するブロッ
ク３をそれぞれ区画してなる。

【０００８】ここに、各ブロック３は、図２に図１のＡ
ーＡ線に沿う断面を示すように、接地面４および横溝２
に面したブロック踏み込み側の壁面５の交角αと、接地
面４および横溝２に面したブロック蹴り出し側の壁面６
の交角βとが、α＞βの関係にあることが、肝要であ
る。さらに、これら交角αおよびβと、各ブロック３に
おける、幅ａ、長さｂ、高さＬおよびゴムのヤング率Ｅ
とに関し、上記の式(1)で表されるブロック剛性ｋが、
0.07〜0.20の範囲となるように、ブロックを設計する必
要がある。

【０００９】このように設計されるブロック３は、踏み
込み側と蹴り出し側とが厳密に区別されるため、タイヤ
の使用に当たっても、車両直進時におけるタイヤの回転
方向が常に同じである必要があり、したがって、このタ
イヤの回転方向は一方に指定されなければならない。す
なわち、タイヤは車両に装着する際に、その方向を限定
されるわけで、このようなタイヤにおいては、横溝２は
周溝１と鋭角をなしてタイヤの赤道に収れんする向き
（車両進行方向）に延びる配置とすることが、特に排水
性を向上する上で、有利である。

【００１０】そこで、タイヤの回転方向の限定を積極的
に利用したブロックパターンの例を、図３に示す。図示
のブロックパターンは、上記したように、横溝４を周溝
５に対して傾斜させて、全体としてほぼ矢筈状となる配
置としたもので、トレッドの中央に、切り欠き６付きの
リブ７を設け、その両側に、ひし形またはひし形を組み
合わせた形状のブロック８および９を区画してなる。こ
のブロックパターンにおいても、上記のα＞βの関係を
満足し、かつブロック剛性ｋを0.07〜0.20の範囲とす
る、ブロックの設計を行うことが肝要である。

【００１１】ここに、図３に示すブロックに、上記式
(1) を適合するに当たって、特にブロックの長さｂを決
定することが難しいが、このような多角形状のブロック
においては、ブロック接地面の面積Ｓを求め、この面積
Ｓをブロックの幅ａで除した値を、長さｂとする。

【００１２】なお、この発明では、トレッド全面がブロ
ックである必要はなく、図３に示した、ブロックにリブ
を組み合わせたパターンなどでもよいことは勿論であ
る。しかしヒール・アンド・トウ摩耗はトレッド端付近
に生じ易いところから、トレッド端に隣接する区域にブ
ロック列を配置したパターンに、この発明を適用するこ
とが、特に有利である。

【００１３】

【作用】発明者らが、ヒール・アンド・トウ摩耗に関し
て種々検討したところ、ブロックの横溝に面した壁面の
横溝底からの立ち上がり角が、踏み込み側と蹴り出し側
とで同じである場合、走行時に各ブロックが接地域に到
達したとき、その踏み込み側端部が、まず圧縮変形し、
この圧縮変形は、蹴り出し側端部が接地した後に、踏み
込み側端部と蹴り出し側端部との間にわたり、タイヤ周
方向におけるブロックの圧縮または収縮変形として残
る。このブロックの圧縮または収縮変形は、そのブロッ
クが接地域から離脱するまで持続し、特に蹴り出し側端
部域に大きく蓄積され、ブロックの離脱時に路面と蹴り
出し側端部との間で滑りが生じる。そして、この滑りが
繰り返されて摩耗が発生し、早期に蹴り出し側端部が局
部的に摩耗すると、ここでの接地圧がブロックの他の部
分に比べて低下するため、蹴り出し側端部が接地域内で
容易に動き、この部分の早期摩耗を助長し、踏み込み側
端部と蹴り出し側端部との間に大きな摩耗段差、すなわ
ちヒール・アンド・トウ摩耗が発生するわけである。

【００１４】そこで、上記α＞βの関係を満足させた上
で、上記した式(1) で表されるブロック剛性ｋを所定の
範囲に設定することによって、各ブロックが接地域に到
達したとき、踏み込み側端部の圧縮変形を抑制すること
ができる。すると、踏み込み側端部が接地域に到達した
ときに発生する変形がブロック全体に及ぶため、蹴り出
し側端部が接地域から離脱する際に生じる滑りを抑制す
ることができ、ヒール・アンド・トウ摩耗を有利に回避
し得る。

【００１５】すなわち、交角αおよびβがα≦βの関係
であると、踏込端部近傍だけで局部的に圧縮変形を発生
しやすくなり、結果として、蹴出端部の広い領域で大き
なすべりが発生する不利をまねくため、まずα＞βとす
る必要がある。

【００１６】次に、上記式(1) で表されるブロック剛性
ｋを0.07〜0.20の範囲としたのは、ｋが大きいときは、
変形が局部的に蓄積され、結果的に、蹴出端部が広い領
域で全体的にすべる不利をまねき、一方ｋが小さくなる
と、変形がブロック周方向に全体的にいきわたるのは良
いが、蹴出端部が地面から離れるときの蹴出端部の変形
は大きく、破損してしまうこともあるためである。後述
のタイヤNo. ５はその例である。結果として、破損に起
因した摩耗により、耐ヒール・アンド・トウ性能は劣化
する。その適正な範囲は室内試験より、0.07≦ｋ≦0.20
と判明した。

【００１７】

【実施例】図１に示したトレッドパターンに従い、タイ
ヤサイズ11 R 22.5 のトラック、バス用空気入りラジア
ルタイヤを試作した。すなわち、タイヤの周溝は幅：7.
0mmおよび深さ：15.0mm、横溝は幅：7.0 mmおよび深
さ：10〜15mmとし、さらにブロックは表１に従う種々の
形状とした。

【００１８】これらのブロック種毎に制作した供試タイ
ヤを、それぞれサイズ7.5 ×22.5のリムに組み込んで8.
5kgf/cm²の内圧とした後、この車輪をトラックの前輪と
して装着し、高速道路を主体とする舗装路にて、30000
km走行させ、この走行後の各ブロックの踏み込み側端部
と蹴り出し側端部との摩耗段差を測定した。その測定結
果を平均値として、表１に併記する。

【００１９】

【表１】

【００２０】同表から、タイヤNo. １および２はα≦β
であり、またタイヤNo. ４および５はブロック剛性ｋが
0.07〜0.20の範囲外であるため、この発明を満足するタ
イヤNo. ３に比較して、摩耗段差が大きいことがわか
る。

【００２１】

【発明の効果】この発明によれば、ブロックパターンに
おけるヒール・アンド・トウ摩耗を有利に回避すること
ができ、タイヤ寿命を大幅に延長することが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を適用するブロックパターンを示す模
式図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線断面図である。

【図３】この発明を適用するリブ、ブロックパターンを
示す模式図である。

【符号の説明】

１周溝２横溝３ブロック４横溝５周溝６切り欠き７リブ８ブロック９ブロック

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円筒状のクラウン部にトレッドを配置
し、このトレッドに、タイヤの赤道に沿って延びる複数
の周溝と、これら周溝を横切る向きで延びる多数の横溝
とによって区画されたブロックを有し、タイヤ回転方向
を一方に特定した空気入りタイヤであって、該ブロック
において、その接地面および横溝に面した踏み込み側壁
面の交角αと、上記接地面および横溝に面した蹴り出し
側壁面の交角βとが、α＞βの関係にあり、さらに下記
式で表されるブロック剛性ｋが、0.07〜0.20の範囲にあ
ることを特徴とする、耐偏摩耗性に優れる空気入りタイ
ヤ。【数１】記ｋ＝（Ｅ・Ｖ・Ｗ）／（Ｌ³・Ｘ）ただし、Ｖ＝２｛(tanα＋tan β)/2 ｝³Ｌ³＋４｛(tanα＋ta
n β)/2 ｝²Ｌ²ｂ＋３｛(tanα＋tan β)/2 ｝Ｌｂ²
＋b³ Ｗ＝cos⁵｛（α−β）／２｝Ｘ＝2b−Ｌtan ｛（α−β）／２｝ここで、ａ：ブロックのタイヤ軸方向幅（mm）ｂ：ブロックのタイヤ周方向長さ（mm）Ｌ：ブロックの横溝底からの高さ（mm）Ｅ：ゴムのヤング率（kgf/mm²）