JPS595443B2 - 重荷重用空気入りタイヤ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、重荷重用タイヤ、なかでもトラック・バス
などの重車両類に有利に適合するように改良したトレッ
ドパターン、とくにトレッド溝構造を有するこの種タイ
ヤに関するものである。

この種の車両には、従来は主としてバイアスタイヤが、
また最近の目ざましい開発成果の下ではトレッド部に強
靭な補強、とくに金属コード、たとえばスチールコード
によるベルト補強をそなえるラジアルタイヤがとくに好
んで、用いられている。

前者に比べて後者は概して乗心地の面でやや難があると
は云え、耐摩耗、耐パンク性などに数多の利点が著しい
ので、とくに良路用として、この場合に問題視される発
熱性の考慮の下に、トレッド部で周方向に、とくに好ま
しくはジグザグ形をなしてのびるようなトレッド溝で周
方向リプを限界した、いわゆるリブタイプトレッドパタ
ーンが主流をなしている。

しかし、かようなりブタイブパターンは、他のたとえば
ラグタイプなどと比べて、次のような欠点を残す。

すなわち良路向げタイヤを装着した車両といえども、そ
の走路の一部に悪路を含むのはさげられないところで、
たとえばトラックの如きは、工事現場への乗入れは不可
欠なため、路面に散乱する砕石などの異物が、上記のよ
うな周方向溝にかみ込まれる機会なしとしないのである
。

重荷重用ラジアルタイヤは、上記のように強靭なトレッ
ド部補強によって接地域でのトレッド動きが抑制される
ので、石かみを生じ易い上に石かみを生じるとその拘束
が強くて放出されにくく、従ってタイヤの回転の度毎に
周方向溝の溝底で、トレッド部の補強すなわちベルトと
の間におけるベースゴムを打撃し、その破壊や、ひいて
は補強構造の内部破損を生じ、とくにベルトが金属コー
ドのときにはベースゴムの損傷部からの水分の浸入で発
銹を引起し、ゴムとの剥離により結果的にはタイヤの更
新を含めた耐久使用寿命で致命的な損傷に至るおそれが
ある。

かかる石かみによる弊害は、その程度こそ異なるが、重
荷重用バイアスタイヤにあっても、リブタイプパターン
のトレッド部を有する限シは同様に生じるわけである。

かような石かみの防止対策として、従来周方向溝の溝底
に、その周上に連続するような突条を配置することが試
みられたけれども、溝底ベースゴムの防護に関して若干
の効果は認められるもののかみ込んだ石の放出をとくに
容易ならしめるというような観点では、実際上の満足を
得ることは到底のぞまれ得なかったのである。

そこでこの発明は、カーカス構造が、バイアスであると
、ラジアルであるとを問わず、リブタイプトレッドパタ
ーンを有する重荷重用空気入りタイヤにおける石かみの
問題を、タイヤの他の諸性能を悪化させることなくとく
に有利に解決することを目的とするものである。

発明者らの検討によると、周方向溝における石かみの保
持と放出には周方向溝の溝幅に依存するところが著るし
り、トレッド部の横幅（トレッドのクラウンに沿って測
った寸法）に対して溝幅が２〜８係、とくに３〜５％に
相当するときには実際上看過し得ない問題となることが
明らかになった。

またかような溝幅の周方向溝が、とくにトレッド部の中
央域に配設されている場合には、トレッドの両側域の場
合よりもはるかに不利になることかたしかめられた。

この発明は、重荷重用タイヤに要請される諸性能の面か
ら上記のような周方向溝が不可欠とされる場合が多く、
そこに有利に適合して、タイヤの他の諸性能を維持した
まま石かみを生じ難く、かつかみ込んだ石の放出が容易
に起るように工夫を加えたトレッド溝構造の改良をこ！
に提案しようとするものである。

発明者らは、タイヤが路面上に転動するときに生じるト
レッド部とくに周方向溝における変形挙動を仔細に吟味
した結果、上記のような溝幅でトレッド部表面に開口す
るような周方向溝につき、その開口幅と実質上回等な溝
底幅を有することに加えて深さ方向に途中で中挟となっ
てしかも開口幅と実質的に等しい溝底幅を有するものと
することに加え、その溝底に、溝壁から離隔する多数の
突起をこれらの相互間に周方向の間隔をおいて配設する
ことにより、周方向溝における石かみを起しにく＼そし
て石かみが生したときにもその放出が容易にもたらされ
、かつ他の諸性能の悪化を伴わないことを見出したもの
である。

この発明に従う石かみの対策は、まずその石かみの防止
を図ることであり、次に石かみを生じたときその放出を
容易ならしめることである。

石かみの防止に関しては、すでにのべたように溝幅が第
一義的に決定的であり、通常のサイズのタイヤでは、ト
レッド部の横幅に対し２〜８％とくに３〜５％゛に当る
ときに石かみが著しいことから、この範囲をさげるにこ
したことはないが、タイヤの性能上、か＼る回避は事実
上不可能なのである。

この点従来のトレッド溝に多用されたような、溝角度１
６以上のＶ字形断面形状のものは、路面上の砕石などを
踏み付けたとき、これをかみにぐいという点で、すなわ
ち石かみの点からは好ましいが、逆に楔作用による強い
横力を溝壁に生じ溝壁の損傷をきたすという点、および
特にリブ端部での偏摩耗をはじめ摩耗末期の排水性の低
下、溝底に生じるグループ・クラック等が著大になると
いう点から実用上不向きである。

そこでこの発明においては、上記石かみ以外の、特に偏
摩耗の防止をはじめとする諸性能を低下させないために
、トレッド部の表面に開口する周方向溝を、その開口幅
と実質的に同等な溝底幅を有するもの、即ち溝角度を−
ｆ〜＋１４°、就中４°〜８に浅くしたいわゆるＵ字形
溝とすることとじて検討を進め、ことに後述する石かみ
の積極的な排除手段を適用して、石かみと他の諸性能と
の両立をめざすこととした。

ここに溝角度は、溝の開口縁に立てたトレッド部の表面
における法線と溝壁のなす鋭角で定義し、また溝幅は、
その溝壁に直交する断面で計測するものとする。

上記のＵ字形溝は、これに踏みつげられる砕石に、楔作
用のような強い把持を来さない点および偏摩耗防止その
他の点からは有利であるが、石かみ防止の点からは好ま
しいものではないので、この発明ではさらに溝壁の形状
について検討を加えた結果、次のような溝形状とするこ
とがこれら諸性能をある程度併せ満足し得るものであり
、これと後述の石かみ排除手段との組合せがさらに有利
な解決策となることを見出した。

すなわち、上記のようなＵ字形溝に対して、溝壁をその
開口縁から溝底に向けて途中までは溝幅が漸減し、途中
からは溝底に至る間には溝幅が漸増するように膨突させ
た、いわば中挟形溝とすることである。

これにより、溝開口における溝角度を同等とした場合、
一般のＶ字あるいはＵ字形溝に比べ石かみを除く偏摩耗
その他の諸性能を向上させることができ、したがって逆
に偏摩耗その他の諸性能を同等に維持したまま溝角度を
大きくして石かみ防止に寄与させることもでき、かよう
にして諸性能の併立をある程度実現することが可能であ
ることを見出したのである。

もちろんこの巾狭部に挾んだ砕石は、タイヤの接地域の
間に溝壁で挟圧されるが、タイヤの転勤でけり出し側が
接地域を脱するときの溝幅復元によって石かみの拘束が
容易に解放されるのである。

この場合において中挟形溝は、その最小幅位置がトレッ
ド部表面から溝深さの２０〜５０俸に当る側壁上に位置
することが好ましく、さらにその最小幅自体は開口幅の
５０〜８０係であることが好ましい。

また中挟形溝は、巾狭部すなわち上記最小溝幅部におい
てタイヤの内外に、またさらに好ましくは、溝幅中心線
に対して左右にも、線対称をなす溝壁の断面輪郭を有す
ることがのぞましく、溝角度は、溝壁の各部分につき、
上記の角度範囲を適用すればよい。

この発明では、上記のようにして石かみの防止と偏摩耗
その他の諸性能の両立を図るだけでなく、さらに積極的
な石かみの排除手段を次のように組合わせるのである。

すなわち上記の巾狭部の溝の底に溝壁から離隔する多数
の突起を、それらの相互間に周方向の間隔をおいて配設
する。

この突起はこの発明においてとくに周方向に断続して互
いに独立する配置において次のようにとくに石かみの排
除に有効に寄与する。

この溝底の突起は、それ自体周方向溝に対してはあげ底
の形で溝が踏みつげた石の奥深い侵入を妨げるように上
記中挟形溝壁の働きに助勢するだけでなく、この際に突
起は、溝壁に石を挾むトレッド部の接地域における圧扁
化変形とは独立に、石と接する部分において高さ方向に
圧縮されてここに弾発力を蓄えることとなり、接地域が
タイヤの転勤に従ってけり出し域に移るとき、これに伴
って溝幅の復元拡大を生じるや否や、上記の弾発力が、
とくに突起の断続配置に由来する瞬発力の形で、石かみ
の強力な放出をもたらすのである。

この瞬発力は、トレッド部の接地域でその圧扁化変形に
伴い突起間間隔の縮小が余儀なくされていたのに対して
けり出し域に移るや否や所期の間隔に弾性復元すること
が、画成にわたって突起の回転半径に格差を生じること
に相まって生じるのである。

かような石かみの放出強制力をとくに有効にもたらすの
に、各突起は、溝底から溝深さの２０〜６０係、さらに
好ましくは３０〜５０優に当る高さを有することがのぞ
ましく、また各突起の周方向長さに対して突起相互の周
方向間隔かや＼短く、とくに両者の比で１：０．５〜０
．８とすることにより一層効果的であることかたしかめ
られている。

なお突起相互の周方向間隔は突起の外表面のトレッド平
面への投影図形において計測するものとする。

上記突起は、それによって周方向溝の排水性能を害して
はならず、それ故上記のように高さの限度を定めるを可
とする。

突起は、溝壁と直角な断面への投影図形で周方向溝の溝
壁との間にすき間をおいて該壁とはソ平行な形状、また
溝の長手方向に沿う断面の周方向への投影図形では、台
形をなすようにして突起相互の間隙を、タイヤの半径方
向外向きに拡げ、上記の瞬発力がより強大に働くように
することが推奨される。

この発明は、上記周方向溝が、タイヤの周方向にジグザ
グ形をなすときにおいて実際上とくに有利に適合し、こ
のとき各突起の周方向間隔をジグザグの屈折または屈曲
位置とくいちがいをなすように配置すること、さらには
、この突起の配列をジグザグ半ピツチに対応させること
が何れものぞましい。

さて第１図にこの発明に従うサイズ１０．００Ｒ２０１
４ＰＲのタイヤのトレッド部を展開平面で示し、第２図
、第３図に、第１図のｎ−ｎ、■−■各断面断面られし
た。

図中１，２はトレッド部をタイヤの周方向にジグザグ形
にのびる周方向溝で、トレッド部の横幅はこの例におい
て２００ｍｍに対し、トレッド部中央域に配置した溝１
はＷ１＝８ｍｍ（横幅対比４係また両側域に配置した溝
２ばＷ２＝ １８ｍｍＣ同９係）の溝壁に直交した開口
溝幅で、都合３本がトレッド部を四分している。

なお、この例でジグザグピッチＰおよびジグザグの振り
幅Ｆば、すべての周方向溝に共通でＰ−９，５ｍｍ、
Ｆ＝２．５ｍｍであり、周方向溝１，２間をさらに亀甲
状に区分する、極狭い溝幅の周方向細溝３と、横方向細
溝４をもそなえている。

この例で両側域の周方向溝２ば、溝幅が石かみの対策を
必要としない程度に比較的広く、これに反して中央域周
方向溝１は、すでにのべたようにして石かみの防止を必
要とする。

この周方向溝１は第２図に第１図の■−■断面を示すよ
うに溝縁に立てたトレッド部表面の法線ｎに対する鋭角
の傾きαであられした溝角度が６で溝底に向けてや＼内
すぼみをなし、途中から溝底に至る間に拡幅して溝底で
はトレッド部表面における開口幅Ｗ１ と同等な溝底
幅Ｗ１′となる中挟形の溝壁で、周方向溝１に隣接する
周方向リブを限界し、この溝幅最小位置は、溝深さＨ＝
１４ｍｍに対しその５０％に当る７ｍｍの距離Ｈ１を、
トレッド部の表面から深さ方向にへたてるところとし、
その最小溝幅Ｗ３＝６．３ｍｍである。

この周方向溝１の溝底には、その中挟溝壁との間にすき
間をへだててこれと平行な側壁をもつ突起５を多数、周
上に列設し、この突起５は溝底からの高さＨ２を５．５
ｍｍに揃え溝壁とのすき間ｇは１８朋である。

突起５は第１図のように周方向溝のジグザグ半ピツチ毎
にその屈折域から前後にのび、ジグザグの左右蛇行者セ
クション毎に、隣接突起５，５の相互間に、各突起５０
周方向長さＷ４＝ ６．０ ｍｍに対し、は’、”０．
６倍に当る相互間隔Ｗ５＝ ３．５ ｍｍをへたてて配
置し、間隙Ｓは、第３図のようにタイヤの半径方向外方
に外爪がりとしである。

以上の供試タイヤＡを、溝の断面形状が溝角度６のＵ字
形をなし、これに供試タイヤＡと同様に各々独立の複数
の突起を付した比較タイヤＢ１、溝の断面形状は比較タ
イヤＢ１ と同じく溝角度６のＵ字形であるが、突起
の配置の異なる３種類の比較タイヤＢ２．Ｂ３及びＢ４
とともに実地試験に供し、石かみ及び偏摩耗の度合を比
べた。

タイヤサイズはいずれも１０．０ＯＲ２０１４ＰＲ。

又開口溝幅も同一に揃えた。

試験条件 ・平ボデートラック ・７．５０ ＶＸ ２ ｃｒ’ＲＩＨ内圧７．２５ ｋ
ｇ／ｃｒｒｔ”ＪＩＳ１００係荷重 ・河川敷別道１．６ｋｍ走行後の石かみ数の比較・良路
５万ｋｍ走行後の偏摩耗量（レールウェイ摩耗にょろり
プ端部の段差量）の比較 試験結果 なお、表において「溝壁合体」とは第１図において突起
５の側面をそのまま延長して溝壁に合体させた構成、「
周方向連続」とは同じく第１図の突起５を周方向に連続
させた構成である。

又試験結果はこの発明にしたがう供試タイヤＡを１００
として指数表示で示し、値の大きいほどそれぞれ性能が
悪い。

以上のべたようにしてこの発明は、いわゆるリブタイプ
トレッドパターンになる重荷重用タイヤ一般、とくにそ
のトレッド部が剛いベルトによって著しく強化されたス
チールラジアル形の重荷重用タイヤなどの、重荷重用空
気入りタイヤにおける、トレッド溝石かみの通弊を、有
効適切に解決し、かような石かみによるタイヤの更新寿
命を含めた耐久性能の著しい向上に有用である。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例のトレッド展開図、第２図、第３図は、
第１図のｎ−ｎ、１ｌｌ−１各所面図である。 １．２・・・周方向溝、５・・・突起、Ｗｌ・・・開口
溝幅、Ｗ２・・・溝底幅。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ トレッド部に複数の周方向溝をそなえ、これら周方
   向溝のうちトレッド部横幅の２〜８％に当る溝幅でトレ
   ッド部表面に開口する少なくとも一本の溝が、その開口
   から溝底に向けて溝幅が途中までは漸減しかつさらに溝
   底に至る間には漸増する漸増する中挟形で、上記開口幅
   と実質上回等な溝底幅を有し、しけもその溝底に溝壁か
   ら離隔する多数の突起を、そ扛らの相互間に周方向の間
   隔をおいてそなえることを特徴とする重荷重用空気入り
   タイヤ。 ２ 溝底の突起が、該溝底から溝深さの２０〜６０係就
   中３０〜５０係に当る高さを有する特許請求の範囲１記
   載のタイヤ。 ３ 溝底の突起の周方向長さと、該突起相互の周方向間
   隔との比が、１：０．５〜０．８である特許請求の範囲
   １記載のタイヤ。 ４ 周方向溝がタイヤの周方向にジグザグ形をなし、溝
   底の突起相互が、ジグザグの屈折または屈曲とくいちが
   い状に間隔をおく特許請求の範囲１゜２または３記載の
   タイヤ。 ５ 周方向溝がタイヤの周方向にジグザグ形をなし、溝
   底の突起の配列が、ジグザグ半ピツチに対応する特許請
   求の範囲１，２または３記載のタイヤ。 ６ 中挟形をなす溝の最小幅位置が、トレッド表面部か
   ら溝深さの２０〜５０％に当る側壁上に位置する特許請
   求の範囲１記載のタイヤ。 ７ 中挟形をなす溝の最小幅が、開口幅の５０〜８０％
   である特許請求の範囲１記載のタイヤ。