JPH106715A - 重荷重用空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 タイヤの踏面上で不可避的に生じる偏摩耗を
局部的に、しかもタイヤ性能に影響なしに封じ込めるこ
とによって、より有効な偏摩耗防止対策を確立する。 【解決手段】 タイヤの踏面上でそのまわりに沿って連
続してのびる主溝１とこの主溝によって区分された陸部
２を有する重荷重用空気入りタイヤであって、上記陸部
２に挟まれて踏面の断面輪郭線に対し段下りをなし、踏
面のまわりに沿う一対の溝４によって陸部２から独立す
る段差領域３からなり、この段差領域３の表面をタイヤ
に作用する荷重の支持を司る踏面接地域内で踏面とすべ
り接触させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】重荷重用空気入りタイヤは近
年来、ラジアル方式カーカス構造になるものが主流を占
めるに至り、トラック、バスなどの重車両でこの種のタ
イヤが、とくに従動車輪又は遊輪として用いられると
き、しばしば、タイヤの完全摩耗ライフに到達するより
もはるかに前に、レールウエイ摩耗又はリバーウェアと
呼ばれる偏摩耗を生じて外観不良を起すほか、そのまま
使用を継続すると、ときにリブパンチと呼ばれる陸部欠
損に進展してタイヤ性能上の問題を派生するに至るうれ
いもある。この種の空気入りタイヤにおける偏摩耗挙動
の根本的究明の下で、簡便適切な偏摩耗対策を講じた、
重荷重用空気入りタイヤを、ここに提案しようとするも
のである。

【０００２】

【従来の技術】トレッドの偏摩耗低減に関しては、クラ
ウン形状ないしはパターン、それもとくにサイプ配列な
どについて、数多、提案がみられるが、未だに的確な防
止対策は確立されるに至っていない。因みに代表的な既
知文献は次の通りである。クラウン形状を変化させたUS
P No.4,155,392や、リブ両端にサイプを配列したUSP N
o.3,550,665の各明細書などである。又、溝周辺の、偏
摩耗を防止する手段として、USP No.4200134号明細書の
ように、トレッドの陸部と同じレベルの表面を持ち陸部
と溝をへだてて接地される応力緩和リブによって、ジグ
ザグ溝に対応する陸部の突部への応力集中を防止する手
段が提案されている。しかしこの手段も、応力緩和リブ
そのものが、欠落してしまい、偏摩耗の発生を遅らせる
ことはできても結局その防止ができなかったのである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この種のタイヤに生じ
る摩耗現象については、走行条件、路面状況などにもも
ちろん依存するが、最近の著しく整備が進められた高速
自動車道などにおける長時間走行の下では、タイヤの接
地域にて路面から作用する外力（タイヤ入力）の如何に
よって踏面形状の変化をもたらす摩耗の遅速差の下に、
摩耗の速い部分で加速度的な累加促進が進展して偏摩耗
となる。

【０００４】これに対し加速度的な摩耗促進の抑制・遅
延を図るように、偏摩耗が発生し易い部分で接地圧を高
めることや、せん断力の低減（切り込みなどによる）を
図ることなどを目指した従来の対策では、促進的な摩耗
について遅延の目的は達成されても、その後に程なく出
現することとなるのは避けられないし、またそれに起因
してタイヤ入力の負担が移って他の部分にて偏摩耗が発
生する事例も散見された。

【０００５】そこで偏摩耗現象をもたらすタイヤ入力の
動向について精緻な実験と検討を加えて得られた知見に
基づいて、タイヤの踏面上で不可避的に生じる偏摩耗を
局部的に、しかもタイヤ性能に影響なしに封じ込めるこ
とによって、より有効な偏摩耗防止対策を確立すること
がこの発明の目的である。

【０００６】（課題を解決するための手段）この発明は
タイヤの踏面上でそのまわりに沿って連続してのびる主
溝とこの主溝によって区分された陸部を有する重荷重用
空気入りタイヤであって、上記陸部に挟まれて踏面の断
面輪郭線に対し段下りをなし、踏面のまわりに沿う一対
の溝又は薄い切込みによって陸部から独立する段差領域
からなり、この段差領域の表面はタイヤに作用する荷重
の支持を司る踏面接地域内で路面とすべり接触する、偏
摩耗犠牲部を設けて成ることを特徴とする、偏摩耗を防
止した重荷重用空気入りタイヤである。

【０００７】ここに、偏摩耗犠牲部が規格で定める最大
荷重の200 ％負荷の下で踏面の外周に沿う段差領域の接
地長（ｌ′）と、同じくこの段差領域に隣接する陸部の
うち、より接地域の短い方での接地長 （ｌ）との比に
つき、（ｌ′)/（ｌ）＜0.95の範囲内を占めること、踏
面の断面輪郭線に対する段差領域の段下り代（δ）の値
が次式

【数１】 の範囲内にあること、段差領域の軸方向幅(w) の総和が
踏面接地巾(B) の５％〜25％であること、正規荷重の20
0 ％負荷の下での段差領域の実接触面積が、同じく踏面
の実接触面積の20％以下であること、段差領域の各軸方
向幅(w) が段差領域の両側に隣接する陸部の各軸方向幅
(b))の1/2 以下である段差領域がタイヤ周上で実質的に
連続していること、段差領域が規格で定める最大荷重負
加時の接地面内で、隣接相互間で互いに接触するような
薄い切り込みによって周上にて分割してなること、さら
に各段差領域がその半径方向外周面で踏面輪郭線より半
径方向内側に位置しかつ半径方向外周にて各段差領域の
半径方向内端における軸方向幅よりも広い軸方向幅を有
することが有利である。

【０００８】上にのべたところにおいて踏面のまわりに
沿い連続してのびる主溝のほかにも、細溝及びサイプな
ども含めそれらによる踏面パターンは、外観上タイヤの
赤道と平行な、いわゆる周方向直溝による場合だけとは
限らず、よく知られているジグザグ溝の如きをも包含す
るものとし、また上記の主溝で区分された陸部について
は、いわゆるリブのほか、横溝ないしは補助溝などによ
ってさらに区分されたいわゆるブロック又は、これを含
む、リブ−ブロック複合のようなパターンになるものも
含まれるのは言うまでもない。

【０００９】図１(a), (b)に、この発明をとくに重荷重
用空気入りタイヤに適用した事例についてその要部を、
踏面の展開と断面について示し図中１は主溝、２は陸
部、そして３が段差領域、４は細溝、また５はラジアル
カーカス、６はベルトである。

【００１０】また図２は、陸部２の主溝１、細溝４に面
する縁に切込み７を列設することにより、溝縁における
せん断力を低減する手段を付加した例であり、図３(a)
，(b) は図２の切込み７の数を７′のように減じ、そ
の代りにタイヤのバットレス部にえぐり８を配設するこ
とにより、タイヤに作用する横力に由来した偏摩耗の軽
減対策を加えた例である。

【００１１】以上の各例は段差領域３を区分する細溝４
により陸部２をセンタリブと中間リブに分ける場合につ
いて図解したが図４(a) ，(b) では同様にして陸部２を
サイドリブと中間リブに二分した場合の例を示した。

【００１２】また図５にはとくにセンタ主溝１′を有す
る場合につき、図１の細溝４に代え薄い切込み４′によ
り段差領域３を陸部２から独立させた例を示し、図６
(a) ，(b) にて図３と同様な段差領域３を、横切込み８
又は横溝８′によりたてに分断し段差領域３自体のせん
断力軽減を企図した例であり、図７(a) ，(b) は図５の
場合について、図６と同様に配慮した例を示す。

【００１３】

【作用】一般にタイヤが負荷を受けて転動する時に踏面
は接線方向のせん断変形を生じそれにより、接線方向の
せん断力が踏面に発生する。踏面の陸部２でのせん断力
の軸方向分布を示したのが、図８であり、実線は従来の
タイヤにおけるせん断力分布であり、破線が、この発明
の段差領域３を設けたタイヤ（段差領域の段下り代δは
２mmに設定した。）でのせん断力分布である。ここに縦
軸の正の方は、駆動側でのせん断力、負の方は制動側で
のせん断力である。タイヤに生じる偏摩耗は、主に負の
せん断力領域で起こることが、実験により認められ、踏
面内で接線方向のせん断力が負の方に大きい所から偏摩
耗が発生し易い。

【００１４】図８図の実線を破線で区別したせん断力分
布を比較すると、明らかに段差領域をもつこの発明のタ
イヤにおける陸部のせん断力は、従来のタイヤに比べて
むしろ正の方へ移行していることがわかる。すなわち、
段差領域３によって、踏面上の陸部２に生ずべき偏摩耗
を肩代りする偏摩耗犠牲部として役立つことが明らかに
なったのである。この効果をもたらすためには、段差領
域３は、陸部２に偏摩耗が生ずる状態にはならないよう
に、接地していなくてはならず、また段差領域３は、充
分に偏摩耗犠牲部として役立つ負の方のせん断力が発生
する段下り代としなくてはいけない。

【００１５】従って、段差領域３の表面は、タイヤに作
用する荷重の支持を司る踏面接地域内で、路面と接触す
ることが肝要なのである。ここに段差領域３で有効に負
のせん断力を発生させるためには、タイヤが正規荷重の
200 ％の負荷の下における段差領域３の接地長ｌ′と、
同じくこの段差領域３に隣接する陸部２のうちのより接
地域の短い方での接地長ｌを、図９(a),(b) にて、個別
のタイヤ踏面フットプリントにつき示すようにして、両
接地長の比がｌ′／ｌ＜0.95の範囲内に納まることを必
要とする。ｌ′／ｌの値が段差領域３での偏摩耗犠牲作
用に及ぼす効果を図１０(a) に示すように、ｌ′／ｌの
値が0.95より小さくなると段差領域３′に生じる接線方
向せん断力が負の向きに急増し、ｌ′／ｌ値が小さい程
増加する。また、段差領域の段下り代δ（図１参照）に
ついては正規荷重の50％から 200％までの間の負荷のタ
イヤへの作用の下に段差領域３が接触を生じる程度とし
なくてはならない。

【００１６】図１０(b) に各荷重負荷率の下で接地を生
じる限界の段下り代で形成した段差領域での接線方向せ
ん断力を示しこの図から正規荷重の50％より低い負荷で
接地を生じるようなわずかな段下り代では充分な負のせ
ん断力が得られず、また 200％を超えるような高い負荷
の下で接地し始めるような大きすぎる段下り代にあって
はタイヤの実使用時に接触せず、有効なせん断力を得る
ことができない。なお、図１０(b) はトレッドゲージｈ
（図１参照）が20mmでトレッドゴムの弾性率Ｅが53kg/c
m²であるトレッドに、正規荷重Ｗ（2700kg) に対する種
々な負荷比率の下での踏面実接触面積がS_0.3（添字で負
荷比率を示す。以下同じ） :143cm²、S_{0 .5} : 191cm² 、
S_1.0 : 318cm² 、 S_1.5: 398 cm² 、S_2.0 : 445cm² 、
S_2.3 : 461cm² となった事例についての、負荷比率に応
じる接線方向接線力をプロットしたものである。

【００１７】図１に示したところに従い踏面の断面輪郭
線に対するこの段下り代δについては次式、 0.5・Ｗ／Ｓ_0.5 ×ｈ／Ｅ によって上記の下限がまた 2.0・Ｗ／Ｓ_2.0 ×ｈ／Ｅ によって上限がそれぞれ与えられる。

【００１８】段差領域で発生させる負のせん断力を充分
に出させるためには接線方向に段差領域３がせん断変形
することを陸部２がさまだげてはならず、ここに段差領
域のせん断変形に際して陸部に対し接しないことが望ま
れる。

【００１９】次に段差領域３の軸方向幅ｗ（図１参照）
の総和は、トレッド接地巾の５％未満であると、充分な
効果が得られない反面、25％を超えると、却って著しく
耐摩耗が低下することになるので好ましくない。また、
段差領域３の実接触面積が陸部の実接触面積の20％より
大きくなっても耐摩耗が著しく低下するため好ましくな
い。

【００２０】さらに、段差領域３で効果的に負のせん断
力を発生させるためには、段差領域の変形を曲げ変形で
はなく、せん断変形を生じさせなければならない。その
ためには、回転方向の剛性を高める必要があり、ここに
段差領域を大きくすると耐摩耗が低下するという制約が
あるので、段差領域３は軸方向幅ｗよりも接地長ｌ′の
方を長くして接線方向に剛性をより高くする必要があ
り、この軸方向幅ｗについては、両側に隣接する陸部２
の各軸方向幅ｂの1/2 以下あれば充分効果が得られる。

【００２１】

【実施例】図１１に図解した何らの偏摩耗対策も講じて
いない参考例１及び図１に掲げたところにおいて段下り
代を０とした参考例２に対し、図１〜図４に示した、何
れもサイズ10.00 Ｒ20の試作タイヤについて段差δ、幅
ｗに応じた偏摩耗の幅と深さの関係を比較した結果は表
１のとおりである。何れのタイヤも、積載は正規荷重と
し、装着位置は２Ｄ−４車の前輪として走行距離８万km
を完走した時点において、図１３に踏面左半について例
示した各陸部の縁に生じた欠損〜の踏面幅方向にわ
たる合計幅を偏摩耗幅、また同様に各欠損(a) 〜(e) の
平均深さを偏摩耗深さとして比較した。

【００２２】

【表１】

【００２３】又、図４及び図１２に示した何れもサイズ
10,00R20の試作タイヤを、図１に準じて段下り代δを
０mmとした参考例１及び図１１に図解した何らの偏摩耗
対策も講じていない参考例２の各タイヤを用意した。各
タイヤの諸元を表２に掲げた。

【００２４】

【表２】

【００２５】何れのタイヤも、積載は正規荷重とし、そ
れらの装着位置は2D−４車の前輪として走行距離８万km
を完走した。走行距離８万km終了後、各供試タイヤの陸
部に発生した偏摩耗の大きさを図１３に示す要領で測定
し、偏摩耗発生幅の総和及び偏摩耗深さの総和で比較評
価を行い表３の成績が得られた。

【００２６】

【表３】

【００２７】上表の成績によると、この発明に従う偏摩
耗犠牲部３の機能は、タイヤのほぼ完全摩耗寿命の間
に、累積される偏摩耗を極端に軽減ないし、有効に防止
し得ることが明らかである。

【００２８】また図１４(a), (b)に示すように主溝１が
ジグザグ形になるもの、図１５(a),(b)のように横溝10
を付加したもの、図１６(a), (b)のようにラウンドショ
ルダとしたもの、図１７(a), (b)のように段差領域３を
挟む各細溝４の溝深さを段違いにしたものなどについて
同様な試験を行ったところ、図１に示した例におけると
同等の成績が得られた。

【００２９】なおこの発明の段差領域３は、すでに図解
しかつ説明を加えたような、いわば広幅主溝の溝内を占
めるプラットフォーム状とする場合のほか、図１８〜図
２０に示すような、中えぐり11、または片えぐり12を有
するような、細溝４と薄い切込み４′との複合形態とす
ることもできる。

【００３０】又空気入りタイヤは長距離を走行して摩耗
中期から摩耗後期になると、摩耗の累加促進が摩耗初期
に比較して顕著になるため、各段差領域の軸方向幅が半
径方向に一定であると、摩耗中期および摩耗後期におけ
る陸部の摩耗が段差領域の防止能力を上回り、場合によ
っては陸部の偏摩耗を確実に防止できないこともある。

【００３１】そこで各段差領域３の外周面を踏面の断面
輪郭線より半径方向内側に位置させかつ、各段差領域の
外周面の軸方向幅に比し半径方向内端つまり細溝又は薄
い切込み４′の底における軸方向幅をより広くすること
が望ましい。

【００３２】例えば図２１のように各段差領域３の半径
方向端における軸方向幅ｗ′は該段差領域３の外周面に
おける軸方向幅ｘより広くなし、その比ｗ′／ｘは1.2
から5.0 の間であることが好ましい。その理由は比ｗ′
／ｘが1.2 未満であると、段差領域３が摩耗中、後期に
おける陸部２の偏摩耗を充分に防止することができない
からであり、一方、比ｗ′／ｘが5.0 を超えると、初期
の偏摩耗抑制効果がないほど外周面における軸方向幅ｘ
が小さすぎるか、もしくは走行初期にトレッド全体の接
地面積が小さくなりすぎ、耐摩耗性能そのものが低下し
てしまう。

【００３３】図２２(a), (b), (c) はこの発明の応用例
を示す図である。この実施例においては、陸部２にジグ
ザグ状に折れ曲がった対をなす周溝4a, 4bを形成し、こ
れら周溝4a, 4b間にジグザグ状に折れ曲がった段差領域
3aを画成している。このようにすれば、段差領域3aの幅
が同一のとき、直線状リブの段差領域３より接地面積が
増大し、偏摩耗低減効果をさらに向上させることができ
る。また、この実施例では各周溝4a, 4bを段差領域3aの
側面と同一方向に傾斜させ、さらに、各周溝4a, 4bの最
深部の振幅を周溝4a, 4bの開口端における振幅より小と
している。

【００３４】図２３(a), (b), (c) はこの発明の他の例
を示す図である。この実施例は上記応用例と同様である
が、異なる点は、周溝4a, 4bの最深部の振幅を周溝4a,
4bの開口端における振幅より大とした点である。

【００３５】図２４(a), (b), (c) はこの発明の別の実
施例を示す図である。この実施例においては、陸部２
に、互いに離隔する側面が同位相でジグザグに折れ曲が
り、互いに近接する側面が直線状をした対をなす周溝4
c, 4dを形成し、これら周溝4c,4d間に直線状の段差領域
３を画成している。この結果、段差領域３は陸部２に周
期的に近接離隔する。

【００３６】

【発明の効果】この発明によれば、タイヤの性能特性に
格別な影響を及ぼすことのない踏面局部に講じた偏摩耗
犠牲部の働きにて、タイヤの使用寿命中を通した偏摩耗
の防止を簡便、かつ適切に実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例の説明図である。

【図２】実施例の説明図である。

【図３】実施例の説明図である。

【図４】実施例の説明図である。

【図５】実施例の説明図である。

【図６】実施例の説明図である。

【図７】実施例の説明図である。

【図８】接線方向せん断力分布図である。

【図９】接地挙動説明図である。

【図１０】接線方向せん断力に及ぼすｌ′/ ｌと負荷比
率の影響を示すグラフである。

【図１１】比較タイヤの説明図である。

【図１２】変形実施例の説明図である。

【図１３】偏摩耗の定義図である。

【図１４】別な実施例の説明図である。

【図１５】別な実施例の説明図である。

【図１６】別な実施例の説明図である。

【図１７】別な実施例の説明図である。

【図１８】別な実施例の説明図である。

【図１９】別な実施例の説明図である。

【図２０】別な実施例の説明図である。

【図２１】別な実施例の説明図である。

【図２２】別な実施例の説明図である。

【図２３】別な実施例の説明図である。

【図２４】別な実施例の説明図である。

【符号の説明】 １ 主溝 ２ 陸部 ３ 段差領域 ４ 細溝 ４′ 薄い切込み

【手続補正書】

【提出日】平成９年４月３０日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 重荷重用空気入りタイヤ

【特許請求の範囲】

【数１】 の範囲内にあることを特徴とする請求項１もしくは２に
記載の重荷重用空気入りタイヤ。

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】重荷重用空気入りタイヤは近
年来、ラジアル方式カーカス構造になるものが主流を占
めるに至り、トラック、バスなどの重車両でこの種のタ
イヤが、とくに従動車輪又は遊輪として用いられると
き、しばしば、タイヤの完全摩耗ライフに到達するより
もはるかに前に、レールウエイ摩耗又はリバーウェアと
呼ばれる偏摩耗を生じて外観不良を起すほか、そのまま
使用を継続すると、ときにリブパンチと呼ばれる陸部欠
損に進展してタイヤ性能上の問題を派生するに至るうれ
いもある。この種の空気入りタイヤにおける偏摩耗挙動
の根本的究明の下で、簡便適切な偏摩耗対策を講じた、
重荷重用空気入りタイヤを、ここに提案しようとするも
のである。

【０００２】

【従来の技術】トレッドの偏摩耗低減に関しては、クラ
ウン形状ないしはパターン、それもとくにサイプ配列な
どについて、数多、提案がみられるが、未だに的確な防
止対策は確立されるに至っていない。因みに代表的な既
知文献は次の通りである。クラウン形状を変化させたUS
P No.4,155,392や、リブ両端にサイプを配列したUSP N
o.3,550,665の各明細書などである。又、溝周辺の、偏
摩耗を防止する手段として、USP No.4200134号明細書の
ように、トレッドの陸部と同じレベルの表面を持ち陸部
と溝をへだてて接地される応力緩和リブによって、ジグ
ザグ溝に対応する陸部の突部への応力集中を防止する手
段が提案されている。しかしこの手段も、応力緩和リブ
そのものが、欠落してしまい、偏摩耗の発生を遅らせる
ことはできても結局その防止ができなかったのである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】この種のタイヤに生じ
る摩耗現象については、走行条件、路面状況などにもも
ちろん依存するが、最近の著しく整備が進められた高速
自動車道などにおける長時間走行の下では、タイヤの接
地域にて路面から作用する外力（タイヤ入力）の如何に
よって踏面形状の変化をもたらす摩耗の遅速差の下に、
摩耗の速い部分で加速度的な累加促進が進展して偏摩耗
となる。

【０００４】これに対し加速度的な摩耗促進の抑制・遅
延を図るように、偏摩耗が発生し易い部分で接地圧を高
めることや、せん断力の低減（切り込みなどによる）を
図ることなどを目指した従来の対策では、促進的な摩耗
について遅延の目的は達成されても、その後に程なく出
現することとなるのは避けられないし、またそれに起因
してタイヤ入力の負担が移って他の部分にて偏摩耗が発
生する事例も散見された。

【０００５】そこで偏摩耗現象をもたらすタイヤ入力の
動向について精緻な実験と検討を加えて得られた知見に
基づいて、タイヤの踏面上で不可避的に生じる偏摩耗を
局部的に、しかもタイヤ性能に影響なしに封じ込めるこ
とによって、より有効な偏摩耗防止対策を確立すること
がこの発明の目的である。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、タイヤトレ
ッドの踏面のまわりに沿って連続して延びる複数本の主
溝と、これらの主溝により踏面をトレッド幅方向に区分
した陸部とを具える重荷重用空気入りタイヤにおいて、
上記陸部のうちトレッド端と主溝との間で区分される陸
部に一対の、溝又は狭い切込みを設け、これらの溝また
は切込みにより陸部から離隔されて、踏面に対して段下
がり表面をもつ段差陸部を形成し、この段差陸部は、そ
の段下がり表面が、タイヤに作用する転動荷重を支持す
る踏面の接地域にて路面に対して滑り接触する、タイヤ
回転軸方向の幅を有する偏摩耗犠牲部を構成することを
特徴とする重荷重用空気入りタイヤである。

【０００７】ここに、偏摩耗犠牲部が、正規荷重の200
％負荷の下で、踏面の外周に沿う段差陸部の接地長
（ｌ′）と、同じくこの段差陸部に隣接する陸部のう
ち、より接地域の短い方での接地長（ｌ）との比につ
き、（ｌ′)/（ｌ）＜0.95の範囲内を占めること、踏面
の断面輪郭線に対する段差陸部の段下り代（δ）の値が
次式

【数２】 の範囲内にあること、段差陸部の軸方向幅(w) の総和が
踏面接地幅(B) の５％〜25％であること、正規荷重の20
0 ％負荷の下での段差陸部の実接触面積が、同じく踏面
の実接触面積の20％以下であること、段差陸部の各軸方
向幅(w) が段差陸部の両側に隣接する陸部の各軸方向幅
(b) の1/2 以下である段差陸部がタイヤ周上で実質的に
連続していること、段差陸部が正規荷重負加時の接地域
内で、隣接相互間で溝壁が互いに接触するような狭い切
込みによって周上にて分割してなること、さらに各段差
陸部が、その半径方向外周面で踏面輪郭線より半径方向
内側に位置し、かつ半径方向外周にて各段差陸部の半径
方向内端における軸方向幅よりも狭い軸方向幅を有する
ことが有利である。

【０００８】上にのべたところにおいて、踏面のまわり
に沿い連続してのびる主溝のほかにも、細溝、狭い切込
み及びサイプなども含めそれらによる踏面パターンは、
外観上タイヤの赤道と平行な、いわゆる周方向直溝によ
る場合だけとは限らず、よく知られているジグザグ溝の
如きをも包含するものとし、また上記の主溝で区分され
た陸部については、いわゆるリブのほか、横溝ないしは
補助溝などによってさらに区分されたいわゆるブロック
又は、これを含む、リブ−ブロック複合のようなパター
ンになるものも含まれるのは言うまでもない。

【０００９】図１(a), (b)に、とくに重荷重用空気入り
タイヤの、主溝間に区分された陸部に段差陸部を適用し
た事例について、その要部を、踏面の展開と断面につい
て示し図中１は主溝、２は陸部、そして３が段差陸部、
４は細溝、また５はラジアルカーカス、６はベルトであ
る。

【００１０】また図２は、陸部２の主溝１、細溝４に面
する縁に切込み７を列設することにより、溝縁における
せん断力を低減する手段を付加した例であり、図３(a)
，(b) は図２の切込み７の数を７′のように減じ、そ
の代りにタイヤのバットレス部にえぐり８を配設するこ
とにより、タイヤに作用する横力に由来した偏摩耗の軽
減対策を加えた例である。

【００１１】以上の各例は段差陸部３を区分する細溝４
により陸部２をセンタリブと中間リブに分ける場合につ
いて図解したが、図４(a) ，(b) は、トレッド端と主溝
１との間に区分される陸部２を、同様にして陸部２をサ
イドリブと中間リブに二分したこの発明の実施例を示し
た。

【００１２】また図５にはとくにセンタ主溝１′を有す
る場合につき、図１の細溝４に代え、狭い切込み４′に
より段差陸部３を陸部２から独立させた例を示し、図６
(a)，(b) にて図３と同様な段差陸部３を、横切込み８
又は横溝８′によりたてに分断し段差陸部３自体のせん
断力軽減を企図した例であり、図７(a) ，(b) は図５の
場合について、図６と同様に配慮した例を示す。

【００１３】

【作用】一般にタイヤが負荷を受けて転動する時に踏面
は接線方向のせん断変形を生じそれにより、接線方向の
せん断力が踏面に発生する。踏面の陸部２でのせん断力
の軸方向分布を示したのが、図８であり、実線は従来の
タイヤにおけるせん断力分布であり、破線が段差陸部３
を設けたタイヤ（段差陸部の段下り代δは２mmに設定し
た。）でのせん断力分布である。ここに縦軸の正の方
は、駆動側でのせん断力、負の方は制動側でのせん断力
である。タイヤに生じる偏摩耗は、主に負のせん断力領
域で起こることが、実験により認められ、踏面内で接線
方向のせん断力が負の方に大きい所から偏摩耗が発生し
易い。

【００１４】図８の実線を、破線で区別したせん断力分
布と比較すると、明らかに段差陸部をもつこの発明のタ
イヤにおける陸部のせん断力は、従来のタイヤに比べて
むしろ正の方へ移行していることがわかる。すなわち、
本来踏面上の陸部２に生ずべき偏摩耗を段差陸部３を配
置することにより、偏摩耗犠牲部として肩代りすること
が明らかであり、加えて、主溝１とトレッド端との間に
区分される陸部２に段差陸部３を設けることで、従来タ
イヤでは、負の方向にとくに大きくなる当該部分のせん
断力が、正の方向に効果的に転換できることが明らかで
ある。ところで、このような効果をもたらすためには、
段差陸部３は、陸部２に偏摩耗が生ずる状態にはならな
いように、接地していなくてはならず、また段差陸部３
は、充分に偏摩耗犠牲部として役立つ負の方のせん断力
が発生する段下り代としなくてはいけない。

【００１５】従って、段差陸部３の表面は、タイヤに作
用する荷重の支持を司る踏面の接地域で、路面と接触す
ることが肝要なのである。ここに段差陸部３で有効に負
のせん断力を発生させるためには、タイヤが正規荷重の
200 ％の負荷の下における段差陸部３の接地長ｌ′と、
同じくこの段差陸部３に隣接する陸部２のうちのより接
地域の短い方での接地長ｌを、図９(a),(b) にて、個別
のタイヤ踏面フットプリントにつき示すようにして、両
接地長の比がｌ′／ｌ＜0.95の範囲内に納まることを必
要とする。ｌ′／ｌの値が段差陸部３での偏摩耗犠牲作
用に及ぼす効果を図１０(a) に示すように、ｌ′／ｌの
値が0.95より小さくなると段差陸部３′に生じる接線方
向せん断力が負の向きに急増し、ｌ′／ｌ値が小さい程
増加する。また、段差陸部の段下り代δ（図１参照）に
ついては正規荷重の50％から 200％までの間の負荷のタ
イヤへの作用の下に段差陸部３が接触を生じる程度とし
なくてはならない。

【００１６】図１０(b) に各荷重負荷率の下で接地を生
じる限界の段下り代で形成した段差陸部での接線方向せ
ん断力を示しこの図から正規荷重の50％より低い負荷で
接地を生じるようなわずかな段下り代では充分な負のせ
ん断力が得られず、また 200％を超えるような高い負荷
の下で接地し始めるような大きすぎる段下り代にあって
はタイヤの実使用時に接触せず、有効なせん断力を得る
ことができない。なお、図１０(b) はトレッドゲージｈ
（図１参照）が20mmでトレッドゴムの弾性率Ｅが53kg/c
m²であるトレッドに、正規荷重Ｗ（2700kg) に対する種
々な負荷比率の下での踏面実接触面積がS_0.3（添字で負
荷比率を示す。以下同じ） :143cm²、S_{0 .5} : 191cm² 、
S_1.0 : 318cm² 、 S_1.5: 398 cm² 、S_2.0 : 445cm² 、
S_2.3 : 461cm² となった事例についての、負荷比率に応
じる接線方向せん断力をプロットしたものである。

【００１７】図１に示したところに従い踏面の断面輪郭
線に対するこの段下り代δについては次式、 0.5・Ｗ／Ｓ_0.5 ×ｈ／Ｅ によって上記の下限がまた 2.0・Ｗ／Ｓ_2.0 ×ｈ／Ｅ によって上限がそれぞれ与えられる。

【００１８】段差陸部で発生させる負のせん断力を充分
に出させるためには接線方向に段差陸部３がせん断変形
することを陸部２がさまだげてはならず、ここに段差陸
部のせん断変形に際して陸部に対し接しないことが望ま
れる。

【００１９】次に段差陸部３の軸方向幅ｗ（図１参照）
の総和は、トレッド接地幅の５％未満であると、充分な
効果が得られない反面、25％を超えると、却って著しく
耐摩耗が低下することになるので好ましくない。また、
正規荷重の200 ％負荷の下での段差陸部３の実接触面積
が踏面の実接触面積の20％より大きくなっても耐摩耗が
著しく低下するため好ましくない。

【００２０】さらに、段差陸部３で効果的に負のせん断
力を発生させるためには、段差陸部の変形を曲げ変形で
はなく、せん断変形を生じさせなければならない。その
ためには、回転方向の剛性を高める必要があり、ここに
段差陸部を大きくすると耐摩耗が低下するという制約が
あるので、段差陸部３は軸方向幅ｗよりも接地長ｌ′の
方を長くして接線方向に剛性をより高くする必要があ
り、この軸方向幅ｗについては、両側に隣接する陸部２
の各軸方向幅ｂの1/2 以下あれば充分効果が得られる。

【００２１】

【実施例】図１１に図解した何らの偏摩耗対策も講じて
いない参考例１及び図１に掲げたところにおいて段下り
代を０とした参考例２に対し、図１〜図４に示した、何
れもサイズ10.00 Ｒ20の試作タイヤについて段差δ、幅
ｗに応じた偏摩耗の幅と深さの関係を比較した結果は表
１のとおりである。何れのタイヤも、積載は正規荷重と
し、装着位置は２Ｄ−４車の前輪として走行距離８万km
を完走した時点において、図１３に踏面左半について例
示した各陸部の縁に生じた欠損〜の踏面幅方向にわ
たる合計幅を偏摩耗幅、また同様に各欠損(a) 〜(e) の
平均深さを偏摩耗深さとして比較した。

【００２２】

【表１】

【００２３】又、図４及び図１２に示した何れもサイズ
10,00R20の試作タイヤを、図１に準じて段下り代δを
０mmとした参考例１及び図１１に図解した何らの偏摩耗
対策も講じていない参考例２の各タイヤを用意した。各
タイヤの諸元を表２に掲げた。

【００２４】

【表２】

【００２５】何れのタイヤも、積載は正規荷重とし、そ
れらの装着位置は2D−４車の前輪として走行距離８万km
を完走した。走行距離８万km終了後、各供試タイヤの陸
部に発生した偏摩耗の大きさを図１３に示す要領で測定
し、偏摩耗発生幅の総和及び偏摩耗深さの総和で比較評
価を行い表３の成績が得られた。

【００２６】

【表３】

【００２７】上表の成績によると、この発明に従う段差
陸部３の機能は、タイヤのほぼ完全摩耗寿命の間に、累
積される偏摩耗を極端に軽減ないし、有効に防止し得る
ことが明らかである。

【００２８】また図１４(a), (b)に示すように主溝１が
ジグザグ形になるもの、図１５(a),(b)のように横溝10
を付加したもの、図１６(a), (b)のようにラウンドショ
ルダとしたもの、図１７(a), (b)のように段差陸部３を
挟む各細溝４の溝深さを段違いにしたものなどについて
同様な試験を行ったところ、図１に示した例におけると
同等の成績が得られた。

【００２９】なおこの発明の段差陸部３は、すでに図解
しかつ説明を加えたような、いわば溝内を占めるプラッ
トフォーム状とする場合のほか、図１８〜図２０に示す
ような、中えぐり11、または片えぐり12を有するよう
な、細溝４と狭い切込み４′との複合形態とすることも
できる。従って、段差陸部３は、対をなす細溝間または
狭い切込み間の他、細溝４と、狭い切込み４′との間に
形成することもできる。

【００３０】又空気入りタイヤは長距離を走行して摩耗
中期から摩耗後期になると、摩耗の累加促進が摩耗初期
に比較して顕著になるため、各段差陸部の軸方向幅が半
径方向に一定であると、摩耗中期および摩耗後期におけ
る陸部の摩耗が段差陸部の防止能力を上回り、場合によ
っては陸部の偏摩耗を確実に防止できないこともある。

【００３１】そこで各段差陸部３の外周面を踏面の断面
輪郭線より半径方向内側に位置させかつ、各段差陸部の
外周面の軸方向幅に比し半径方向内端つまり細溝又は狭
い切込み４′の底における軸方向幅をより広くすること
が望ましい。

【００３２】例えば図２１のように各段差陸部３の半径
方向内端における軸方向幅ｗ′は該段差陸部３の外周面
における軸方向幅ｘより広くなし、その比ｗ′／ｘは1.
2 から5.0 の間であることが好ましい。その理由は比
ｗ′／ｘが1.2 未満であると、段差陸部３が摩耗の中、
後期における陸部２の偏摩耗を充分に防止することがで
きないからであり、一方、比ｗ′／ｘが5.0 を超える
と、初期の偏摩耗抑制効果がないほど外周面における軸
方向幅ｘが小さすぎるか、もしくは走行初期にトレッド
全体の接地面積が小さくなりすぎ、耐摩耗性能そのもの
が低下してしまう。

【００３３】図２２(a), (b), (c) はこの発明の応用例
を示す図である。この実施例においては、陸部２にジグ
ザグ状に折れ曲がった対をなす周溝4a, 4bを形成し、こ
れら周溝4a, 4b間にジグザグ状に折れ曲がった段差陸部
3aを画成している。このようにすれば、段差陸部3aの幅
が同一のとき、直線状リブの段差陸部３より接地面積が
増大し、偏摩耗低減効果をさらに向上させることができ
る。また、この実施例では各周溝4a, 4bを段差陸部3aの
側面と同一方向に傾斜させ、さらに、各周溝4a, 4bの最
深部の振幅を周溝4a, 4bの開口端における振幅より小と
している。

【００３４】図２３(a), (b), (c) は他の応用例を示す
図である。この実施例は上記応用例と同様であるが、異
なる点は、周溝4a, 4bの最深部の振幅を周溝4a, 4bの開
口端における振幅より大とした点である。

【００３５】図２４(a), (b), (c) はさらに別の応用例
を示す図である。この実施例においては、陸部２に、互
いに離隔する側面が同位相でジグザグに折れ曲がり、互
いに近接する側面が直線状をした対をなす周溝4c, 4dを
形成し、これら周溝4c, 4d間に直線状の段差陸部３を画
成している。この結果、段差陸部３は陸部２に周期的に
近接離隔する。

【００３６】

【発明の効果】この発明によれば、タイヤの性能特性に
格別な影響を及ぼすことのない陸部の局部に設けた段差
陸部の働きにて、タイヤの使用寿命中を通した偏摩耗の
防止を簡便、かつ適切に実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】段差陸部の説明図である。

【図２】段差陸部の説明図である。

【図３】段差陸部の説明図である。

【図４】段差陸部の説明図である。

【図５】段差陸部の説明図である。

【図６】段差陸部の説明図である。

【図７】段差陸部の説明図である。

【図８】接線方向せん断力分布図である。

【図９】接地挙動説明図である。

【図１０】接線方向せん断力に及ぼすｌ′/ ｌと負荷比
率の影響を示すグラフである。

【図１１】比較タイヤの説明図である。

【図１２】変形実施例の説明図である。

【図１３】偏摩耗の定義図である。

【図１４】別な実施例の説明図である。

【図１５】別な実施例の説明図である。

【図１６】別な実施例の説明図である。

【図１７】別な実施例の説明図である。

【図１８】段差陸部の説明図である。

【図１９】別な実施例の説明図である。

【図２０】別な実施例の説明図である。

【図２１】段差陸部の説明図である。

【図２２】応用例の説明図である。

【図２３】応用例の説明図である。

【図２４】応用例の説明図である。

【符号の説明】 １ 主溝 ２ 陸部 ３ 段差陸部 ４ 細溝 ４′ 薄い切込み

【手続補正２】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図５

【補正方法】変更

【補正内容】

【図５】

【手続補正４】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１０

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１０】

【手続補正５】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１８

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１８】

【手続補正６】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図１９

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１９】

【手続補正７】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【図２０】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願昭63−241832 (32)優先日 昭63(1988)９月27日 (33)優先権主張国 日本（ＪＰ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タイヤの踏面上でそのまわりに沿って連
   続してのびる主溝とこの主溝によって区分された陸部を
   有する重荷重用空気入りタイヤであって、 上記陸部に挟まれて踏面の断面輪郭線に対し段下りをな
   し、踏面のまわりに沿う一対の溝又は薄い切込みによっ
   て陸部から独立する段差領域からなり、この段差領域の
   表面はタイヤに作用する荷重の支持を司る踏面接地域内
   で路面とすべり接触する、偏摩耗犠牲部を設けて成るこ
   とを特徴とする、偏摩耗を防止した重荷重用空気入りタ
   イヤ。