WO2012115237A1 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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shoulder
groove
inclined portion
groove bottom
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大祐 田村
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株式会社ブリヂストン
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Definitions

  • the present invention relates to prevention of occurrence of cracks in a shoulder groove of a pneumatic tire in which a rib-like land portion is formed in a shoulder portion and improvement in uneven wear performance of the shoulder land portion.
  • the groove bottom R of the shoulder groove is increased, or the wall surface facing the shoulder groove of the shoulder land portion is closer to the groove center side than the perpendicular of the tread surface of the shoulder land portion.
  • the shoulder land portion includes a first inclined portion that is inclined and a second inclined portion that is provided on the groove bottom side of the first inclined portion and is inclined further toward the groove center than the first inclined portion.
  • the method of changing the inclination of the wall surface of the shoulder land portion in the tire circumferential direction at a predetermined cycle although it is possible to reduce the occurrence of uneven wear to some extent, it is difficult to reduce the occurrence of shoulder groove cracks. It was. Conversely, in the method of increasing the rigidity of the shoulder land portion, it is difficult to reduce the occurrence of uneven wear. Further, in the method of providing the first and second inclined portions on the wall surface of the shoulder land portion, the inclination change angle that is the difference between the inclination angle ⁇ 1 of the first inclined portion and the inclination angle ⁇ 2 of the second inclined portion.
  • the present invention has been made in view of conventional problems, and an object thereof is to provide a pneumatic tire capable of sufficiently suppressing uneven wear of a shoulder land portion and reducing occurrence of cracks in a shoulder groove. To do.
  • the present invention relates to a shoulder land defined by a plurality of circumferential grooves extending along the circumferential direction of the tire on the tread surface of the tire and a shoulder groove located on the outermost side in the tire width direction of the circumferential grooves.
  • a groove wall surface on the shoulder land portion side of the shoulder groove is located on the tread surface side of the shoulder land portion and is perpendicular to the tread surface of the shoulder land portion.
  • An inclination angle of the first inclined portion is constant in the tire circumferential direction, and an angle ⁇ formed by the first inclined portion and the second inclined portion is along the tire circumferential direction.
  • the minimum value of the angle ⁇ is ⁇ min
  • the maximum value ⁇ max and the minimum value ⁇ min satisfy (Dd) (tan ⁇ max ⁇ tan ⁇ min ) ⁇ 2.5.
  • the inclination angle of the first inclined portion is taken as theta 1, the theta 1 is in the range of 0 ° ⁇ 1 ⁇ 10 ° , the angle ⁇ , 0 ° ⁇ ⁇ ⁇ 20 Since it is in the range of °, early wear and uneven wear of the shoulder land portion can be surely reduced. Further, since d is in a range satisfying 0.1 ⁇ (d / D) ⁇ 0.6, uneven wear can be reduced while ensuring the rigidity of the shoulder land portion.
  • the present invention is characterized in that the shoulder land portion is formed with a plurality of land portion side sipes arranged in the tire circumferential direction, opened in the shoulder groove, and perpendicular to the groove wall surface. And
  • the plurality of land portion side sipes may be arranged evenly or unevenly in the tire circumferential direction.
  • the present invention is characterized in that a plurality of groove bottom side sipes arranged in the tire circumferential direction and opened to the shoulder groove are formed in the second inclined portion.
  • the extension direction of the groove bottom sipe when viewed from the tire tread side is perpendicular to a straight line or a curve connecting a boundary point between the groove bottom of the shoulder groove and the second inclined portion. It is characterized by being.
  • a length along the groove wall surface of the groove bottom sipe is w, and an opening of the groove bottom sipe and an opening of the groove bottom sipe adjacent to the groove bottom sipe are provided.
  • l and w satisfy 1.5 ⁇ (l / w) ⁇ 4.
  • FIG. 6 is a table showing performance test results of tires of Embodiment 2.
  • FIG. FIGS. 1A and 1B are views showing a configuration of a pneumatic tire (hereinafter referred to as a tire) 10 according to the first embodiment.
  • FIG. 1A is a cross-sectional view of the tire 10
  • FIG. FIG. 2B is an enlarged view of a main part in the vicinity of the shoulder groove 17 in FIG.
  • 11 is a bead portion
  • 11C is a bead core
  • 12 is a carcass layer
  • 13 is a belt layer
  • 14 is a tread
  • 15 is a sidewall portion.
  • CL shown with the dashed-dotted line of the figure shows a wheel centerline.
  • the carcass layer 12 is a member that forms a skeleton of the pneumatic tire 10 and is provided so as to straddle a pair of bead cores 11 ⁇ / b> C disposed in the pair of bead portions 11, and the crown of the carcass layer 12.
  • a belt layer 13 composed of three belts 13a to 13c is disposed on the outer side in the tire radial direction.
  • the belts 13a to 13c constituting the belt layer 13 are arranged so that steel cords or cords made by twisting organic fibers are crossed at an angle of 20 ° to 70 ° with respect to the tire circumferential direction.
  • the tread 14 is a rubber member (tread rubber) disposed on the outer side in the tire radial direction of the belt layer 13, and circumferential grooves 16 and 17 provided on the surface of the tread 14 so as to extend along the tire circumferential direction. Are formed, and a plurality of land portions 18A, 18B, and 19 are defined by the circumferential grooves 16 and 17.
  • the circumferential groove 16 provided in the tire center portion is referred to as a main groove
  • the circumferential groove 17 provided on the outer side in the tire width direction is referred to as a shoulder groove.
  • the land portion 18A is divided by the two main grooves 16 to be a central land portion located in the tire center portion, and the land portion 18B is divided by the main grooves 16 and the shoulder grooves 17 to be tire width direction of the central land portion 18A. It is the outer land part located in both outer sides.
  • the land portion 19 is a rib-shaped land portion that is partitioned by the shoulder groove 17 and continuously extends in the tire circumferential direction on the outer side in the tire width direction.
  • this land portion 19 is referred to as a shoulder land portion.
  • the pneumatic tire 10 of the present invention has a wall on the shoulder groove 17 side of the shoulder land portion 19, that is, a groove on the shoulder land portion 19 side located on the tread end side of the shoulder groove 17.
  • the wall surface 17a is inclined toward the tire equatorial plane.
  • the groove wall surface 17 a has different inclination angles on the tread surface 19 t side of the shoulder land portion 19 and the groove bottom 17 b side of the shoulder groove 17.
  • the inclination angle refers to an angle formed by a groove wall surface 17a and a line k perpendicular to the tread surface 19t of the shoulder land portion 19 indicated by a one-dot oblique line in FIG.
  • the tread surface 19 t side of the shoulder land portion 19 of the groove wall surface 17 a is referred to as a first inclined portion 171
  • the groove bottom 17 b side of the shoulder groove 17 is referred to as a second inclined portion 172.
  • the position p at which the inclination angle changes is referred to as the boundary between the first inclined portion 171 and the second inclined portion 172
  • the depth d from the tread 19t of the shoulder land portion 19 to the boundary p is referred to as the boundary depth.
  • the inclination angle ⁇ 1 of the first inclined portion 171 is an angle formed by a plane including the first inclined portion 171 and a plane parallel to the tire equatorial plane, and is shown in FIG. As described above, the angle is formed by the line k perpendicular to the tread 19t of the shoulder land portion 19 and the straight line l 1 indicating the first inclined portion 171.
  • the end part v on the tread surface 19t side of the shoulder land part 19 of the first inclination part 171 in the tire cross section An angle formed by a straight line l 1 passing through the boundary p and a line k perpendicular to the tread 19t of the shoulder land portion 19 is defined as an inclination angle ⁇ 1 .
  • the inclination angle ⁇ 1 is constant in the tire circumferential direction, and the range of the inclination angle ⁇ 1 is 0 ° ⁇ 1 ⁇ 10 °. As shown in FIG.
  • a line P connecting the boundary p is a straight line parallel to the tire circumferential direction. Since ⁇ 1 is constant, initial uneven wear nuclei are unlikely to occur. Further, by setting ⁇ 1 to 10 ° or less, the rubber width direction crushing component is reduced, and there is an effect that uneven wear hardly progresses.
  • the second inclined portion 172 is further inclined to the tire equatorial plane side by an angle ⁇ with respect to the first inclined portion 171.
  • This angle ⁇ is hereinafter referred to as an inclination change angle.
  • the second inclined portion 172 is not a plane, but as shown in FIG. 1 (b), the first inclined portion 171 in the tire cross section.
  • a straight line l 1 showing the a straight line l 2 passing through the boundary q between the groove bottom 17b of the first inclined portion 171 and the boundary p between the second inclined portion 172 second inclined portion 172 and the shoulder groove 17 May be defined as the inclination change angle ⁇ .
  • the angle formed by the straight line l 1 and the straight line l 2 passing through the boundary p and the boundary q in the tire cross section is changed in inclination.
  • the angle ⁇ may be used.
  • the inclination change angle ⁇ is in the range of 0 ° ⁇ ⁇ ⁇ 20 °, and the inclination change angle ⁇ is changed along the tire circumferential direction. That is, since the inclination angle ⁇ 2 of the second inclined portion 172 changes along the tire circumferential direction, as shown in FIG.
  • FIG. 2A is a cross-sectional view when the position of the maximum value ⁇ max of the inclination change angle ⁇ is viewed from the ⁇ minimum value ⁇ min of the inclination change angle.
  • the reason why the inclination change angle ⁇ is less than 20 ° is that when the inclination change angle ⁇ is 20 ° or more, wrinkles occur in the vicinity of the boundary between the first inclined portion 171 and the second inclined portion 172. This is because a crack is generated in the shoulder groove 17.
  • the inclination angle ⁇ 1 of the first inclined portion 171 is kept constant, and the inclination angle ⁇ 2 of the second inclined portion 172 is changed, so that the deviation of the shoulder land portion 19 occurs from the initial stage to the middle stage of wear.
  • the wear is suppressed, after the middle of the wear, the inclination angle theta 2 of the second inclined portion 172 inclined angle theta 2 is changed in the tire circumferential direction by exposing to the tire tread surface side, the groove of the shoulder groove 17 Strain concentration at the bottom 17b is suppressed.
  • the maximum value ⁇ max and the minimum value of the inclination change angle ⁇ are set to the difference between ⁇ min (specifically, the difference between the tangent of the maximum value ⁇ max and the tangent of the minimum value ⁇ min ) to the following:
  • Generation of cracks in the shoulder groove 17 is suppressed by providing a restriction as shown in Expression (1).
  • This restriction includes the groove depth D of the shoulder groove 17 measured from the tread surface 19t of the shoulder land portion 19, and the first inclined portion 171 and the second inclined portion 172 from the tread surface 19t. It depends on the boundary depth d which is the distance to the boundary.
  • the shoulder land portion 19 is provided with a plurality of sipes 20 that open to the shoulder 17 grooves arranged in the tire circumferential direction.
  • These sipes 20 (hereinafter referred to as land-side sipes 20) extend in a direction perpendicular to the groove wall surface 17a of the shoulder groove 17.
  • Fig.2 (a) although the land part side sipe 20 is arrange
  • the land portion side sipe 20 that extends in the direction perpendicular to the groove wall surface 17a of the shoulder groove 17 in the shoulder land portion 19 and opens to the shoulder groove 17, the shearing force acting on the shoulder land portion 19 when a lateral force is input. Therefore, the uneven wear of the shoulder land portion 19 can be further suppressed.
  • the first inclined portion 171 in which the inclination angle ⁇ 1 for inclining the groove wall surface 17a on the shoulder land portion 19 side of the shoulder groove 17 toward the tire equatorial plane side is constant in the tire circumferential direction.
  • the angle ⁇ formed with the first inclined portion 171 that further inclines from the first inclined portion 171 to the tire equatorial plane side and reaches the groove bottom 17b of the shoulder groove 17 changes along the tire circumferential direction.
  • an inclination change angle ⁇ which is an angle formed by the first inclination portion 171 and the second inclination portion 172 is set to 0 ° ⁇ ⁇ ⁇ 20 °, and the inclination change angle is set to 0 ° ⁇ ⁇ ⁇ 20 °.
  • the maximum value ⁇ max and the minimum value of ⁇ satisfy (D ⁇ d) (tan ⁇ max ⁇ tan ⁇ min ) ⁇ 2.5 (D: groove depth of shoulder groove 17, d: boundary depth) Since the inclination angles of the first and second inclined portions 171 and 172 are set, the shoulder land portion 1 It is possible to improve the uneven wear characteristics, it is possible to effectively reduce the occurrence of cracks shoulder groove 17.
  • the boundary depth d is in the range of 0.1 ⁇ (d / D) ⁇ 0.6, the effect of suppressing the uneven wear of the shoulder land portion 19 and the effect of reducing the occurrence of cracks in the shoulder groove 17 are further improved. did.
  • Example 1 The tire of the present invention shown in FIG. 1 (Inventions 1 and 2), a tire whose groove wall surface on the shoulder land portion side of the shoulder groove does not have an inclined portion (conventional example), and a tire having ⁇ of 2.5 or less ( Comparative Example 1), a tire having (d / D) of 0.1 or less (Comparative Example 2), and a tire having (d / D) of 0.6 or more (Comparative Example 3) were prepared.
  • Fig. 3 shows the results of performing a performance test of uneven wear characteristics and RibTear characteristics (number of occurrences of shoulder groove cracks).
  • the tire size was 295 / 75R22.5, the main size in North America, the rim used was 8.25x22.5 (standard rim size), and the tire internal pressure and load were TRA normal internal pressure and normal load.
  • the uneven wear characteristics are as follows: 3 users prepared 16 vehicles each, 32 test tires each, 3 users prepared a total of 96 tires, whether or not uneven wear initial nuclei occurred in the shoulder-in area, Market evaluation was conducted on the subsequent uneven wear progress. In the market evaluation, in order to avoid error factors other than between specifications as much as possible, vehicle alignment, travel route, internal pressure management state, etc.
  • the shoulder land portion 19 is provided with the land portion-side sipe 20 that extends in the direction perpendicular to the groove wall surface 17 a of the shoulder groove 17 and opens to the shoulder groove 17.
  • FIGS. 4A and 4B if a plurality of sipes 30 arranged in the tire circumferential direction and opened to the shoulder groove 17 are formed on the second inclined portion 172, as shown in FIGS.
  • strain concentration at the groove bottom 17b since it is possible to suppress strain concentration at the groove bottom 17b from the middle to the end, it is possible to suppress an increase in shearing force when a lateral force is input, thereby further suppressing the occurrence of rib tears and uneven wear of the shoulder portion. it can.
  • FIG. 4A is a diagram showing a state of the groove wall surface 17a of the shoulder groove 17, and FIG. 4B is a graph showing the change of the inclination change angle ⁇ from the position where the minimum value ⁇ min is the maximum value ⁇ max of the inclination change angle ⁇ . It is sectional drawing when a position is seen.
  • the sipe 30 is referred to as a groove bottom sipe.
  • One end of the groove bottom sipe 30 opens into the shoulder groove 17 and the other end terminates in the second inclined portion 172.
  • the groove bottom sipe 30 has an extension direction when viewed from the tire tread side so as to be perpendicular to the curve Q connecting the boundary point q between the groove bottom 17b of the shoulder groove 17 and the second inclined portion 172.
  • a plurality are arranged along the tire circumferential direction.
  • the groove bottom sipe 30 is arranged uniformly in the tire circumferential direction, but the groove bottom sipe 30 may be arranged unevenly.
  • interval l says the distance along the tire circumferential direction between the opening parts of the groove bottom side sipe 30 and 30 adjacent to each other.
  • the length (hereinafter referred to as length) along the groove wall surface 17a of the groove bottom sipe 30 is w and the sipe interval is l
  • l and w are 1.5 ⁇ (l / w) ⁇ 4. Is preferably satisfied. If the groove bottom sipes 30 are unevenly arranged, the length of the kth groove bottom sipes 30 (k) is w k , as shown in FIG.
  • (l / w) is 4 or more, that is, the density of the groove bottom sipe 30 is too low, or the length of the groove bottom sipe 30 is too short.
  • the rigidity of the second inclined portion 172 is too high, and the shear force suppressing effect at the time of lateral force input is not sufficient, and as a result, the uneven wear of the shoulder portion is suppressed. Since the effect may be insufficient, it is preferable to set l and w so as to satisfy 1.5 ⁇ (l / w) ⁇ 4.
  • Example 2 Tires having no groove bottom sipe shown in FIG. 1 (present inventions 1 and 2), and tires having groove bottom sipe shown in FIGS. 4A and 4B (present inventions 3 and 4) A tire wall surface on the shoulder land portion side of the shoulder groove (conventional example) and a tire having a groove bottom side sipe ((Dd) ⁇ less than 2.5 (comparative example) 4), and mounting the above tires on a test vehicle, the results of performance tests on uneven wear characteristics, rib tear characteristics (number of occurrences of shoulder groove cracks) and sipe tear characteristics are shown in FIG. It shows in the table of (b).
  • the tire, the rim used, the tire internal pressure, the load, the test method, and the evaluation method are the same as those in [Example 1], the description thereof is omitted.
  • the occurrence level of cypetea was evaluated by the presence or absence of cypetea after traveling 180,000 miles.
  • the tires of the present invention 1 to 4 are all free from sipe tears and excellent in rib tear characteristics as well as in uneven wear characteristics. confirmed.
  • the tire provided with the groove bottom sipe (present inventions 3 and 4) is less effective in reducing the occurrence of rib tears from the middle to the end than the tire without the groove bottom sipe (present inventions 1 and 2).

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Abstract

　ショルダー陸部の偏摩耗を抑制するとともに、ショルダー溝のクラックの発生を低減するために、ショルダー溝１７のショルダー陸部１９側の溝壁面１７ａを、タイヤ赤道面側に傾斜する傾斜角度θ1がタイヤ周方向で一定である第１の傾斜部１７１と、第１の傾斜部１７１から更にタイヤ赤道面側に傾斜してショルダー溝１７の溝底１７ｂに達する、第１の傾斜部１７１との成す角度αがタイヤ周方向に沿って変化する第２の傾斜部１７２とを備えた傾斜面とするとともに、タイヤ踏面からショルダー溝１７の溝底までの深さをＤ、タイヤ踏面から第１の傾斜部１７１と第２の傾斜部１７２との境界の位置までの深さをｄ、角度αの最大値をαmax、角度αの最小値をαminとしたときに、最大値αmaxと最小値αminとが、（Ｄ－ｄ）（tanαmax－tanαmin）≧２．５を満たすように、第１及び第２の傾斜部１７１，１７２の傾斜角を設定した。

Description

空気入りタイヤ
　本発明は、ショルダー部にリブ状の陸部が形成された空気入りタイヤのショルダー溝のクラック発生の防止とショルダー陸部の偏摩耗性能の向上に関するものである。
　従来、重荷重用空気入りタイヤのような、ショルダー部にタイヤ周方向に連続するリブ状の陸部（ショルダー陸部）が形成されている空気入りタイヤでは、加減速時や旋回時にショルダー陸部に大きな負荷がかかることから、ショルダー陸部が偏摩耗したり、ショルダー溝にクラックが発生し易いといった問題点があった。
　ショルダー陸部の偏摩耗を抑制する方法としては、例えば、ショルダー陸部のショルダー溝に面する壁面の傾斜をタイヤ周方向に所定の周期で変化させる方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
　一方、ショルダー溝のクラックの発生を低減する方法としては、ショルダー溝の溝底Ｒを大きくしたり、ショルダー陸部のショルダー溝に面する壁面にショルダー陸部の踏面の垂線よりも溝中心側に傾斜する第１の傾斜部とこの第１の傾斜部の溝底側に設けられ第１の傾斜部よりも更に溝中心側に傾斜する第２の傾斜部とを設けるなどして、ショルダー陸部の剛性を高くする方法が提案されている（例えば、特許文献２，３参照）。
特開平９－１１７０８号公報 特開２００５－１９３７９５号公報 特開２００７－１４３４号公報
　しかしながら、ショルダー陸部の壁面の傾斜をタイヤ周方向に所定の周期で変化させる方法では、偏摩耗の発生をある程度低減することはできるものの、ショルダー溝のクラックの発生を低減することは困難であった。逆に、また、ショルダー陸部の剛性を高くする方法では、偏摩耗の発生を低減することは困難であった。
　また、ショルダー陸部の壁面に第１及び第２の傾斜部を設ける方法では、第１の傾斜部の傾斜角θ1と第２の傾斜部の傾斜角θ2との差である傾斜変化角α＝θ2－θ1、及び、ショルダー溝の深さＤと第１の傾斜部と第２の傾斜部の境界の位置ｄとの関係によっては、縁石乗り上げ時の溝底歪みを効果的に低減できないだけでなく、第１の傾斜部と第２の傾斜部との間境界に皺がよってしまい、この皺を起点にショルダー溝にクラックが生じる虞恐れがあった。
　本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、ショルダー陸部の偏摩耗を十分抑制するとともに、ショルダー溝のクラックの発生を低減することのできる空気入りタイヤを提供することを目的とする。
　本願発明は、タイヤのトレッドの表面にタイヤの周方向に沿って延長する複数本の周方向溝と、前記周方向溝のうちのタイヤ幅方向最外側に位置するショルダー溝により区画されるショルダー陸部とを備えた空気入りタイヤであって、前記ショルダー溝の前記ショルダー陸部側の溝壁面が、前記ショルダー陸部の踏面側に位置し、前記ショルダー陸部の踏面に垂直な方向に対してタイヤ赤道面側に傾斜する第１の傾斜部と、前記ショルダー溝底側に位置し、前記第１の傾斜部から更にタイヤ赤道面側に傾斜して前記ショルダー溝の溝底に達する第２の傾斜部とを有し、前記第１の傾斜部の傾斜角度はタイヤ周方向で一定であり、前記第１の傾斜部と前記第２の傾斜部との成す角度αがタイヤ周方向に沿って変化しており、タイヤ踏面から前記ショルダー溝の溝底までの深さをＤ、タイヤ踏面から前記第１の傾斜部と前記第２の傾斜部との境界の位置までの深さをｄ、前記角度αの最大値をαmax、前記角度αの最小値をαminとしたときに、前記最大値αmaxと最小値αminは、（Ｄ－ｄ）（tanαmax－tanαmin）≧２．５を満たすことを特徴とする。
　これにより、ショルダー陸部の壁面の皺の発生を低減することができるとともに、縁石乗り上げ時の溝底歪みを効果的に低減することができる。
　また、本願発明は、前記第１の傾斜部の傾斜角度をθ1としたときに、前記θ1を０°＜θ1≦１０°の範囲とし、前記角度αを、０°≦α＜２０°の範囲としたので、ショルダー陸部の早期摩耗と偏摩耗とを確実に低減することができる。
　また、前記ｄを０．１＜（ｄ/Ｄ）＜０．６を満たす範囲としたので、ショルダー陸部の剛性を確保しつつ偏摩耗を低減することができる。
　また、本願発明は、前記ショルダー陸部には、タイヤ周方向に配列されて前記ショルダー溝に開口し、溝壁面との成す角度が垂直な複数の陸部側サイプが形成されていることを特徴とする。
　なお、前記複数の陸部側サイプはタイヤ周方向に均等に配置してもよいし、不均等に配置してもよい。
　これにより、横力入力時においてショルダー陸部に作用する剪断力の増加を抑制することができるので、ショルダー陸部の偏摩耗を更に抑制することができる。
　また、本願発明は、前記第２の傾斜部に、タイヤ周方向に配列されて前記ショルダー溝に開口する複数の溝底側サイプが形成されていることを特徴とする。
　これにより、ショルダー部の摩耗の抑制とショルダー溝の溝底への歪み集中の抑制とを実現できるとともに、横力入力時における剪断力の増加を抑制できるので、リブテアの発生とショルダー部の偏摩耗とを確実に抑制することができる。
　また、本願発明は、タイヤ踏面側から見たときの前記溝底側サイプの延長方向が、前記ショルダー溝の溝底と前記第２の傾斜部との境界点を結んだ直線もしくは曲線に垂直であることを特徴とする。
　これにより、サイプテアの発生を抑制しつつ、横力入力時においてショルダーリブに作用する剪断力の増加を抑制することができるので、ショルダーリブの偏摩耗を更に抑制することができる。
　また、本願発明は、前記溝底側サイプの前記溝壁面に沿った長さをｗとし、前記溝底側サイプの開口部と当該溝底側サイプと隣接する溝底側サイプの開口部とのタイヤ周方向に沿った間隔をｌとしたとき、前記ｌと前記ｗとは、１．５＜（ｌ/ｗ）＜４を満たすことを特徴とする。
　これにより、ショルダー溝の溝壁における溝底側サイプの密度を適正化できるので、傾斜部の剛性を確保してサイプテアの発生を抑制することができるとともに、横力入力時における剪断変形を抑制してショルダー部の偏摩耗を抑制することができる。
　なお、前記発明の概要は、本発明の必要な全ての特徴を列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。
本発明の実施の形態１に係る空気入りタイヤの一例を示す図である。 ショルダー溝の溝壁面の傾斜の状態を示す図である。 実施の形態１のタイヤの性能試験結果を示す表である。 本実施の形態２に係るショルダー溝の溝壁面の状態を示す図である。 実施の形態２のタイヤの性能試験結果を示す表である。
　以下、実施の形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また、実施の形態の中で説明される特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
　実施の形態１． 
　図１（ａ），（ｂ）は、本実施の形態１に係る空気入りタイヤ（以下、タイヤという）１０の構成を示す図で、図１（ａ）はタイヤ１０の断面面、図１（ｂ）は図１（ａ）のショルダー溝１７近傍の要部拡大図である。
　図１（ａ）において、１１はビード部、１１Ｃはビードコア、１２はカーカス層、１３はベルト層、１４はトレッド、１５はサイドウォール部である。なお、同図の一点鎖線で示すＣＬは車輪中心線を示す。
　カーカス層１２は、一対のビード部１１に配置された１対のビードコア１１Ｃにトロイド状をなして跨るように設けられた、当該空気入りタイヤ１０の骨格を成す部材で、このカーカス層１２のクラウン部のタイヤ径方向外側に３枚のベルト１３ａ～１３ｃから成るベルト層１３が配置されている。ベルト層１３を構成する各ベルト１３ａ～１３ｃは、それぞれ、スチールコードもしくは有機繊維を撚ったコードを、タイヤ周方向に対して２０°～７０°の角度で交錯するように配置される。
　トレッド１４はベルト層１３のタイヤ径方向外側に配置されたゴム部材（トレッドゴム）で、このトレッド１４の表面には、タイヤ周方向に沿って延長するように設けられた周方向溝１６，１７が形成されており、これらの周方向溝１６，１７により複数の陸部１８Ａ，１８Ｂ，１９が区画される。
　以下、タイヤセンター部に設けられた周方向溝１６を主溝、タイヤ幅方向外側に設けられた周方向溝１７をショルダー溝という。
　陸部１８Ａは、２本の主溝１６により区画されてタイヤセンター部に位置する中央陸部、陸部１８Ｂは、主溝１６とショルダー溝１７とにより区画されて中央陸部１８Ａのタイヤ幅方向の両外側に位置する外側陸部である。
　陸部１９は、ショルダー溝１７により区画されてタイヤ幅方向外側においてタイヤ周方向に連続して延びるリブ状の陸部である。以下、この陸部１９をショルダー陸部という。
　本発明の空気入りタイヤ１０は、図１（ｂ）に示すように、ショルダー陸部１９のショルダー溝１７側の壁面、すなわち、ショルダー溝１７のトレッド端側に位置するショルダー陸部１９側の溝壁面１７ａがタイヤ赤道面側に傾斜している。この溝壁面１７ａは、ショルダー陸部１９の踏面１９ｔ側とショルダー溝１７の溝底１７ｂ側とでは、傾斜角が異なっている。前記傾斜角は、同図の一点斜線で示す、溝壁面１７ａとショルダー陸部１９の踏面１９ｔに垂直な線ｋとの成す角をいう。
　以下、溝壁面１７ａのショルダー陸部１９の踏面１９ｔ側を第１の傾斜部１７１、ショルダー溝１７の溝底１７ｂ側を第２の傾斜部１７２という。また、傾斜角が変化する位置ｐを第１の傾斜部１７１と第２の傾斜部１７２との境界といい、ショルダー陸部１９の踏面１９ｔから境界ｐまでの深さｄを境界深さという。　
　第１の傾斜部１７１の傾斜角θ1は、第１の傾斜部１７１を含む平面とタイヤ赤道面に平行な面との成す角で、タイヤ断面で見たときには、図１（ｂ）に示すように、ショルダー陸部１９の踏面１９ｔに垂直な線ｋと第１の傾斜部１７１を示す直線ｌ1との成す角となる。
　なお、第１の傾斜部１７１の形状が曲面を含んだり、細かなぎざぎざを含んでいる場合には、タイヤ断面における第１の傾斜部１７１のショルダー陸部１９の踏面１９ｔ側の端部ｖと境界ｐとを通る直線ｌ1とショルダー陸部１９の踏面１９ｔに垂直な線ｋとの成す角を傾斜角θ1とする。
　本例では、傾斜角θ1をタイヤ周方向で一定とするとともに、傾斜角θ1の範囲を０°＜θ1≦１０°としている。図２（ａ）に示すように、境界ｐを結んだ線Ｐはタイヤ周方向に平行な直線となる。
　θ1が一定であることにより、初期の偏摩耗核が発生しにくい。また、θ1を１０°以下に設定することでゴムの幅方向クラッシング成分が小さくなり、偏摩耗が進展しにくい効果がある。
　第２の傾斜部１７２は、第１の傾斜部１７１に対して更に角度αだけタイヤ赤道面側に傾斜している。この角度αを以下傾斜変化角という。
　傾斜変化角αがタイヤ周方向に沿って変化している場合には、第２の傾斜部１７２は平面ではなくなるが、図１（ｂ）に示すように、タイヤ断面における第１の傾斜部１７１を示す直線ｌ1と、第１の傾斜部１７１と第２の傾斜部１７２との境界ｐと第２の傾斜部１７２とショルダー溝１７の溝底１７ｂとの境界ｑとを通る直線ｌ2との成す角を傾斜変化角αと定義すればよい。
　また、第２の傾斜部１７２が曲面を含んだり、細かなぎざぎざを含んでいる場合でも、タイヤ断面における直線ｌ1と、境界ｐと境界ｑとを通る直線ｌ2との成す角を傾斜変化角αとすればよい。
　第２の傾斜部１７２の傾斜角θ２はθ２＝θ1＋αである。
　本例では、傾斜変化角αを、０°≦α＜２０°の範囲とするとともに、傾斜変化角αをタイヤ周方向に沿って変化させている。すなわち、第２の傾斜部１７２の傾斜角θ２はタイヤ周方向に沿って変化しているので、図２（ａ）に示すように、ショルダー溝１７の溝底１７ｂと第２の傾斜部１７２との境界点ｑを結んだ曲線Ｑは波状になる。
　図２（ａ）の一点鎖線ｍで示す位置が傾斜変化角αの最小値αminの位置で、一点鎖線Ｍで示す位置が傾斜変化角αの最大値αmaxの位置である。図２（ｂ）は、傾斜変化角のα最小値αminから傾斜変化角αの最大値αmaxの位置を見たときの断面図である。
　傾斜変化角αを２０°未満としたのは、傾斜変化角αが２０°以上になると、第１の傾斜部１７１と第２の傾斜部１７２との境界近傍において皺が発生し、この皺がショルダー溝１７にクラックが発生する原因となるからである。
　本例では、第１の傾斜部１７１の傾斜角θ1を一定とし、第２の傾斜部１７２の傾斜角θ２を変化させることで、摩耗の初期から中期にかけては、ショルダー陸部１９の偏摩耗を抑制し、摩耗の中期以降は、傾斜角θ2がタイヤ周方向に変化している第２の傾斜部１７２の傾斜角θ2をタイヤ踏面側に露出させることで、ショルダー溝１７の溝底１７ｂにおける歪み集中を抑制するようにしている。
　また、本例では、傾斜変化角αの最大値αmaxと最小値をαminとの差（詳細には、最大値αmaxの正接と最小値αminの正接との差）に、以下の式（１）に示すような制限を設けることによりショルダー溝１７のクラックの発生を抑制するようにしている。
　この制限は、ショルダー溝１７の溝深さである、ショルダー陸部１９の踏面１９ｔから測ったショルダー溝１７の溝深さＤと、踏面１９ｔから第１の傾斜部１７１と第２の傾斜部１７２との境界までの距離である境界深さｄによって異なる。
　　　（Ｄ－ｄ）（tanαmax－tanαmin）≧２．５　……（１）
　以下、（Ｄ－ｄ）（tanαmax－tanαmin）＝Δαとする。
　Δαが２．５未満の場合には、縁石乗り上げ時の溝底歪み緩和が十分でないので、ショルダー溝１７にクラックが生じ易くなる。
　なお、（tanαmax－tanαmin）に（Ｄ－ｄ）を乗算しているのは、溝深さＤと境界深さｄとの差が小さいほど、第２の傾斜部１７２の体積が小さくなるので、その分傾斜変化角αの変化量を大きくすることで、ショルダー溝１７の溝底１７ｂにおける歪み集中を抑制するためである。
　また、本例では、ショルダー溝１７の溝深さＤと境界深さｄとの間に、以下の式（２）に示すような制限を加えることで、ショルダー陸部１９の偏摩耗の抑制効果とショルダー溝１７におけるクラック発生の低減効果を更に向上させるようにしている。
　　　０．１＜（ｄ/Ｄ）＜０．６　……（２）
　なお、（ｄ/Ｄ）が０．１以下では、摩耗初期で第１の傾斜部１７１と第２の傾斜部１７２との境界が露出し、ショルダー陸部１９の踏面１９ｔに溝振り形状が表出するため、偏摩耗し易い。また、（ｄ/Ｄ）を０．６以上にすると、第２の傾斜部１７２の体積が小さくなるため、ショルダー溝１７の溝底１７ｂにおける歪み集中を十分に抑制できない。
　本例では、更に、図２（ａ）に示すように、ショルダー陸部１９に、タイヤ周方向に配列されたショルダー１７溝に開口する複数のサイプ２０を設けている。これらのサイプ２０（以下、陸部側サイプ２０という）は、ショルダー溝１７の溝壁面１７ａに垂直な方向に延長している。
　なお、図２（ａ）においては、陸部側サイプ２０はタイヤ周方向に均等に配置されているが、不均等に配置してもよい。
　ショルダー陸部１９にショルダー溝１７の溝壁面１７ａに垂直な方向に延長してショルダー溝１７に開口する陸部側サイプ２０を設けることで、横力入力時においてショルダー陸部１９に作用する剪断力の増加を抑制することができるので、ショルダー陸部１９の偏摩耗を更に抑制することができる。
　このように、実施の形態１では、ショルダー溝１７のショルダー陸部１９側の溝壁面１７ａを、タイヤ赤道面側に傾斜する傾斜角度θ1がタイヤ周方向で一定である第１の傾斜部１７１と、第１の傾斜部１７１から更にタイヤ赤道面側に傾斜してショルダー溝１７の溝底１７ｂに達する、第１の傾斜部１７１との成す角度αがタイヤ周方向に沿って変化する第２の傾斜部１７２とを備えた傾斜面とするとともに、第１の傾斜部１７１と第２の傾斜部１７２との成す角である傾斜変化角αを０°≦α＜２０°とし、傾斜変化角αの最大値αmaxと最小値とが、（Ｄ－ｄ）（tanαmax－tanαmin）≧２．５（Ｄ；ショルダー溝１７の溝深さ、ｄ；境界深さ）を満たすように、第１及び第２の傾斜部１７１，１７２の傾斜角を設定したので、ショルダー陸部１９の偏摩耗特性を改善することができるとともに、ショルダー溝１７のクラック発生を効果的に低減することができる。
　また、境界深さｄを、０．１＜（ｄ/Ｄ）＜０．６の範囲としたので、ショルダー陸部１９の偏摩耗の抑制効果とショルダー溝１７におけるクラック発生の低減効果が更に向上した。
［実施例１］
　図１に示した本願発明のタイヤ（本発明１，２）と、ショルダー溝のショルダー陸部側の溝壁面が傾斜部を有しないタイヤ（従来例）と、Δαが２．５以下のタイヤ（比較例１）と、（ｄ/Ｄ）が０．１以下のタイヤ（比較例２）と、（ｄ/Ｄ）が０．６以上のタイヤ（比較例３）とを準備し、上記各タイヤを試験車両に搭載して、偏摩耗特性とRibTear特性（ショルダー溝のクラックの発生回数）の性能試験を行った結果を図３の表に示す。
　本発明１のタイヤ；（ｄ/Ｄ）＝０．３６、Δα＝３．１
　本発明２のタイヤ；（ｄ/Ｄ）＝０．４０、Δα＝２．７
　タイヤサイズは、北米でのメインサイズである295/75R22.5、使用リムは8.25x22.5（標準リムサイズ）、タイヤ内圧及び荷重は、ＴＲＡの正規内圧、正規荷重とした。
　偏摩耗特性は、３ユーザーにて車両を各１６台ずつ、試験タイヤ各３２本ずつ、３ユーザーで計９６本ずつのタイヤを準備し、ショルダー・イン部における偏摩耗初期核の発生の有無、その後の偏摩耗進展について市場評価を行った。なお、市場評価において、スペック間以外での誤差因子を極力避けるため、同一ユーザー内での試験車両下において、車両アライメント、走行ルート、内圧管理状態等を一定に管理した。また、各タイヤの評価時の走行距離の目安として、以下の走行距離を設定、評価を実施した。
　第１回調査；　３万マイル
　第２回調査；　８万マイル
　第３回調査；１３万マイル
　第４回調査；１８万マイル
　RibTear試験は、RibTearの発生を容易にするため、タイヤ試験前に事前にタイヤに劣化試験を施す。すなわち、恒温庫と呼ばれる８０℃試験室において７日間タイヤを放置してタイヤを十分に劣化させる。その後、試験車両に劣化試験を施したタイヤをセットし、通常走行もしくは円旋回走行によりショルダー部のベルト端温度を６５℃まで昇温した後、タイヤを１５ｃｍ縁石に乗り上げ角１５°で乗り上げ、故障までの乗り上げ回数にてタイヤの優劣を判定した。
　なお、本試験においては、使用ゴム種はスペック間で不変とした。
　RibTearの発生回数は故障までの乗り上げ回数であるので、回数が多い程RibTear特性が優れている。
　偏摩耗vol.は、単位体積当たりの偏摩耗比であるので、値が小さい方が優れている。
　図３の表から明らかなように、本発明によるタイヤは、いずれも、RibTear特性に優れているだけでなく、偏摩耗特性にも優れていることが確認された。
　これに対して、Δαが２．５以下のタイヤ（比較例１）では、RibTear特性も偏摩耗特性も従来例よりは若干向上しているものの、本発明によるタイヤ程の特性向上は見られなかった。
　また、（ｄ/Ｄ）が０．１以下のタイヤ（比較例２）では、RibTear特性は向上しているものの、偏摩耗特性が従来例よりも低く、（ｄ/Ｄ）が０．６以上のタイヤ（比較例３）では、初期においては偏摩耗が少ないが、RibTear特性も偏摩耗特性も従来例とほとんど変わらなかった。
　実施の形態２． 
　前記実施の形態１では、ショルダー陸部１９にショルダー溝１７の溝壁面１７ａに垂直な方向に延長してショルダー溝１７に開口する陸部側サイプ２０を設けて、ショルダー陸部１９の偏摩耗を抑制するようにしたが、図４（ａ），（ｂ）に示すように、第２の傾斜部１７２に、タイヤ周方向に配列されてショルダー溝１７に開口する複数のサイプ３０を形成すれば、中期以降末期にかけての溝底１７ｂでの歪み集中の抑制を実現できるとともに、横力入力時における剪断力の増加を抑制できるので、リブテアの発生とショルダー部の偏摩耗とを更に抑制することができる。
　図４（ａ）は、ショルダー溝１７の溝壁面１７ａの状態を示す図で、図４（ｂ）は、傾斜変化角αが最小値αminの位置から傾斜変化角αの最大値αmaxの位置を見たときの断面図である。以下、前記サイプ３０を溝底側サイプという。
　溝底側サイプ３０の一端はショルダー溝１７に開口し他端は第２の傾斜部１７２内で終端する。溝底側サイプ３０は、タイヤ踏面側から見たときの延長方向が、ショルダー溝１７の溝底１７ｂと第２の傾斜部１７２との境界点ｑを結んだ曲線Ｑに垂直になるように、タイヤ周方向に沿って複数配列されている。
　このように、溝底側サイプ３０と曲線Ｑとが垂直であるように、溝底側サイプ３０を形成することが肝要である。すなわち、溝底側サイプ３０と曲線Ｑとが垂直でない場合には、溝底側サイプ３０を起点に亀裂が発生する、いわゆるサイプテアが発生する恐れがある。したがって、本例のように、傾斜変化角αの変化に応じて溝底側サイプ３０の傾き角も変化させ、溝底側サイプ３０と曲線Ｑとが垂直になるように溝底側サイプ３０を形成すれば、必要な剛性を確保して横力入力時における剪断力抑制効果を得ることができるとともに、サイプテアの発生を抑制することができる。
　本例では、溝底側サイプ３０をタイヤ周方向に均等に配置しているが、溝底側サイプ３０を不均等に配置してもよい。この場合には、溝底側サイプ３０を全くランダムに配置するのではなく、少なくともタイヤ周方向の連続する一定長さ（例えば、３０ｍｍ）の範囲では、サイプ間隔ｌを一定にしておくことが好ましい。なお、サイプ間隔ｌは、互いに隣接する溝底側サイプ３０，３０の開口部間のタイヤ周方向に沿った距離をいう。
　また、溝底側サイプ３０の溝壁面１７ａに沿った長さ（以下、長さという）をｗ、サイプ間隔をｌとすると、ｌとｗとは、１．５＜（ｌ/ｗ）＜４を満たしていることが好ましい。
　なお、溝底側サイプ３０が不均等に配置されている場合には、図４（ａ）に示すように、ｋ番目の溝底側サイプ３０（ｋ）の長さをｗk、溝底側サイプ３０（ｋ）と隣接する溝底側サイプ３０（ｋ－１）及び溝底側サイプ３０（ｋ＋１）とのサイプ間隔をそれぞれｌk,k-1，ｌk,k+1とすると、ｗk，ｌk,k-1，ｌk,k+1は、１．５＜（ｌk,k-1 /ｗk）＜４、かつ、１．５＜（ｌk,k+1 /ｗk）＜４を満たしていることが好ましい。
　（ｌ/ｗ）が１．５以下、すなわち、溝底側サイプ３０の密度が高すぎるか、もしくは、溝底側サイプ３０の長さが長かったりするなどして、溝壁面１７ａに設けられた溝底側サイプ３０の総体積が大きくなると、第２の傾斜部１７２の剛性が十分ではなくなり、その結果、大きな横力が入力した場合にサイプテアが発生する恐れがある。
　一方、（ｌ/ｗ）が４以上、すなわち、溝底側サイプ３０の密度が低すぎるか、もしくは、溝底側サイプ３０の長さが短かったりするなどして、第２の傾斜部１７２に設けられた溝底側サイプ３０の総体積が小さくなると、第２の傾斜部１７２の剛性が高すぎて横力入力時における剪断力抑制効果が十分でなく、その結果、ショルダー部の偏摩耗抑制効果が不十分になる恐れがあるので、ｌとｗとを、１．５＜（ｌ/ｗ）＜４を満たすように設定することが好ましい。
［実施例２］
　図１に示した溝底側サイプを有しないタイヤ（本発明１，２）と、図４（ａ），（ｂ）に示した溝底側サイプを備えたタイヤ（本発明３，４）と、ショルダー溝のショルダー陸部側の溝壁面が傾斜部を有しないタイヤ（従来例）と、溝底側サイプを備えているが（（Ｄ－ｄ）Δが２．５未満のタイヤ（比較例４）とを準備し、上記各タイヤを試験車両に搭載して、偏摩耗特性とリブテア特性（ショルダー溝のクラックの発生回数）及びサイプテア特性の性能試験を行った結果を図５（ａ），（ｂ）の表に示す。
　なお、タイヤ、使用リム、タイヤ内圧、荷重、試験方法、及び、評価方法については、［実施例１］と同じであるので、省略する。なお、サイプテアの発生レベルは、１８万マイル走行後におけるサイプテアの発生の有無により評価した。
　図５の表から明らかなように、本発明１～４のタイヤは、いずれも、サイプテアの発生もなく、かつ、リブテア特性に優れているだけでなく、偏摩耗特性にも優れていることが確認された。特に、溝底側サイプを備えたタイヤ（本発明３，４）は、溝底側サイプを有しないタイヤ（本発明１，２）に比較して、中期以降末期にかけてのリブテアの発生の低減効果とショルダー部の偏摩耗の抑制効果が向上することが確認された。
　これに対して、（Ｄ－ｄ）Δが２．５未満のタイヤ（比較例４）では、溝底側サイプを設けたにも関わらず、本発明１～４のタイヤ程の特性向上は見られなかった。
　以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に記載の範囲には限定されない。前記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者にも明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲から明らかである。
　このように、本発明によれば、ショルダー陸部の偏摩耗特性の改善と、ショルダー溝のクラックの発生の低減を同時に行うことができるので、タイヤの耐久性能を大幅に向上させることができる。
　１０　空気入りタイヤ、１１　ビード部、１１Ｃ　ビードコア、
１２　カーカス層、１３　ベルト層、１３ａ～１３ｃ　ベルト、
１４　トレッド、１５　サイドウォール部、
１６　主溝、１７　ショルダー溝、１７ａ　溝壁面、１７ｂ　溝底、
１７１　第１の傾斜部、１７２　第２の傾斜部、１８Ａ　中央陸部、
１８Ｂ　外側陸部、１９　ショルダー陸部、１９ｔ　踏面、
２０　陸部側サイプ、３０　溝底側サイプ。

Claims (7)

  1. 　タイヤのトレッドの表面にタイヤの周方向に沿って延長する複数本の周方向溝と、前記周方向溝のうちのタイヤ幅方向最外側に位置するショルダー溝により区画されるショルダー陸部とを備えた空気入りタイヤにおいて、
    前記ショルダー溝の前記ショルダー陸部側の溝壁面は、
    前記ショルダー陸部の踏面側に位置し、前記ショルダー陸部の踏面に垂直な方向に対してタイヤ赤道面側に傾斜する第１の傾斜部と、前記ショルダー溝底側に位置し、前記第１の傾斜部から更にタイヤ赤道面側に傾斜して前記ショルダー溝の溝底に達する第２の傾斜部とを有し、
    前記第１の傾斜部の傾斜角度はタイヤ周方向で一定であり、
    前記第１の傾斜部と前記第２の傾斜部との成す角度αがタイヤ周方向に沿って変化しており、
    タイヤ踏面から前記ショルダー溝の溝底までの深さをＤ、
    タイヤ踏面から前記第１の傾斜部と前記第２の傾斜部との境界の位置までの深さをｄ、
    前記角度αの最大値をαmax、前記角度αの最小値をαminとしたときに、
    前記最大値αmaxと最小値αminは、
    （Ｄ－ｄ）（tanαmax－tanαmin）≧２．５を満たすことを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 　前記第１の傾斜部の傾斜角度をθ1としたときに、
    前記θ1が０°＜θ1≦１０°の範囲にあり、前記角度αが、０°≦α＜２０°の範囲にあることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
  3. 　前記ｄは、０．１＜（ｄ/Ｄ）＜０．６を満たすことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
  4. 　前記ショルダー陸部には、タイヤ周方向に配列されて前記ショルダー溝に開口し、溝壁面との成す角度が垂直な複数の陸部側サイプが形成されていることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  5. 　前記第２の傾斜部には、タイヤ周方向に配列されて前記ショルダー溝に開口する複数の溝底側サイプが形成されていることを特徴とする請求項１～請求項３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  6. 　タイヤ踏面側から見たときの前記溝底側サイプの延長方向が、前記ショルダー溝の溝底と前記第２の傾斜部との境界点を結んだ直線もしくは曲線に垂直であることを特徴とする請求項５に記載の空気入りタイヤ。
  7. 　前記溝底側サイプの前記溝壁面に沿った長さをｗとし、前記溝底側サイプの開口部と当該溝底側サイプと隣接する溝底側サイプの開口部とのタイヤ周方向に沿った間隔をｌとしたとき、前記ｌと前記ｗとは、１．５＜（ｌ/ｗ）＜４を満たすことを特徴とする請求項５または請求項６に記載の空気入りタイヤ。
     
     
     
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