JP4838162B2

JP4838162B2 - 空気入りタイヤ

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Publication number: JP4838162B2
Application number: JP2007019741A
Authority: JP
Inventors: 健次川越
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2007-01-30
Filing date: 2007-01-30
Publication date: 2011-12-14
Anticipated expiration: 2027-01-30
Also published as: EP2116397A1; CN101595003A; CN101595003B; ATE531535T1; EP2116397B1; BRPI0721358B1; BRPI0721358A2; WO2008093481A1; JP2008184053A; US20100139827A1; EP2116397A4; US8408260B2

Description

本発明は、石噛み対策が施された空気入りタイヤに関し、更に詳細には、特にトラック・バス用タイヤなどの重荷重用タイヤとして最適な空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤでは、路面走行時にトレッド部の周方向溝（主溝）に石を噛み込み易い。この石噛みにより、溝部やベルトが損傷を受けるという弊害が発生し易いので、石噛み対策は重要である。

この石噛み対策として、例えば特許文献１には、タイヤ赤道面を通過するセンター主溝の溝底に石噛み防止用突起を多数配置し、噛み込んだ石を排出させることが開示されている。しかしこの対策では、摩耗が進展して一部の石噛み防止用突起がタイヤ表面に現れると、まだ使用可能であるのに完全に摩耗したとして判断されて早期にタイヤが棄却されてしまうケースが多いという問題があった。
特開２００１−３０７１７号公報

本発明は、上記事実を考慮して、石噛み対策を施す上でタイヤの長寿命化を図った空気入りタイヤを提供することを課題とする。

本発明者は、タイヤが使用可能状態である場合には石噛み防止用突起がタイヤ表面になるだけ出てこない構造にすることを検討した。その際、以下の点に着目した。

１）溝幅を広くすることや溝深さを浅くすることは、タイヤの磨耗ボリュームを小さくすることになる為、タイヤの寿命を短くすることになる。
２）溝壁のトレッド法線方向に対する角度（溝壁角度）を大きくすることは、溝底面の曲率半径を小さくする為、応力集中が発生しやすくなり、クラックが発生しやすくなる。
３）石噛み防止用突起は、従来、タイヤ全周にわたり配されている為、磨耗が石噛み防止用突起まで進展するとユーザーはタイヤが使用可能末期にまで磨耗したと感じる為、製品として早期磨耗の印象を与える。
４）ジグザグ状にタイヤ周方向に延びるリブ溝においては、ジグザグ状に折れ曲がる折れ曲がり部に石噛みが多く発生し、直線部にはあまり石噛みはみられない。また、ショルダー主溝より、センター主溝の方が石噛みし易い。
５）従って、溝幅、溝深さや溝壁角度の調整をしても、依然として石噛みが起こりうる。また、タイヤ全周に石噛み防止用突起を配したのでは３）の懸念が残る。

そして、本発明者は、鋭意検討の結果、石噛み防止用突起の配置位置を所定部位に限定することで上記課題を解決できることを見い出し、実験を重ね、本発明を完成するに至った。

請求項１に記載の発明は、タイヤ周方向にジグザグ状に延びる複数本の主溝をトレッド部に有する空気入りタイヤにおいて、少なくともタイヤ赤道面に最も近い主溝では、ジグザグ状に折れ曲がる折れ曲がり部の溝底にのみ石噛み防止用突起を配置するとともに、隣り合う前記折れ曲がり部同士を接続している主溝部分の溝壁のトレッド法線方向に対する角度を、前記折れ曲がり部の溝壁のトレッド法線方向に対する角度よりも大きくしたことを特徴とする。

ここで、タイヤ周方向にジグザグ状に延びるとは、タイヤ周方向に対して傾斜している溝部分が、傾斜方向が互い違いになるように折り返しながらタイヤ周方向に延びることをいう。

上記主溝部分は直線状であることが多いが、必ずしも直線状に限定する必要はなく、折れ曲がっていない湾曲状の溝部分などが形成されているものも含む概念である。

請求項１に記載の発明では、このように、上記主溝部分の溝壁のトレッド法線方向に対する角度を、折れ曲がり部の溝壁のトレッド法線方向に対する角度よりも大きくしている。従って、上記主溝部分では、石噛み防止用突起を配置していなくても従来と同等のレベルで石噛みし難くすることができ、これにより、石噛み防止用突起の配置数を従来よりも大幅に低減させることができ、タイヤが使用可能である状態で石噛み防止用突起がタイヤ表面に出てくる確率が大幅に低減する。

なお、石噛みは、タイヤ赤道面から遠い主溝（ショルダー主溝）に比べ、タイヤ赤道面に近い主溝（センター主溝）のほうで生じ易い。従って、タイヤ赤道面に最も近い主溝の折れ曲がり部の溝底にのみ石噛み防止用突起を配置することにより、石噛み防止用突起の配置数を最も低減させることができる。

また、請求項１に記載の発明では、少なくともタイヤ赤道面に最も近い主溝では、石噛みし易い折れ曲がり部の溝底にのみ石噛み防止用突起を配置している。そして、応力集中が生じ易いこの折れ曲がり部では、溝壁のトレッド法線方向に対する角度を主溝部分ほどには大きくしていないので、溝幅を広くしなくても溝底の曲率半径をあまり小さくしなくても済む。従って、折れ曲がり部における耐クラック性（クラックの発生のし難さ）を従来と同等のレベルに維持できる。

このように、請求項１に記載の発明では、耐クラック性や耐石噛み性を従来と同等のレベルに維持しつつ、タイヤが使用可能である状態で石噛み防止用突起がタイヤ表面に出てくる確率が大幅に低減し、石噛み対策を施す上でタイヤの長寿命化が図られた空気入りタイヤとすることができる。

石噛み防止用突起の高さは主溝深さの５〜５０％の範囲とされていることが、主溝の壁面と石噛み防止用突起との間に石を噛み込み難くさせる観点で好ましい。

請求項２に記載の発明は、前記主溝部分の溝壁のトレッド法線方向に対する角度を１５〜２０度の範囲としたことを特徴とする。

１５度よりも小さいと石噛みしやすく、２０度を越えると溝幅が広くなりすぎ易い。請求項２に記載の発明により、上記主溝部分の溝幅を適度に広げて石噛みし難くすることができる。

請求項３に記載の発明は、前記主溝部分のトレッド表面における溝幅をＷ、前記主溝部分の溝深さをｈとして、Ｗ／ｈを０．８〜１．２の範囲としたことを特徴とする。

０．８よりも小さいと、溝が深くなり過ぎ易く、１．２よりも大きいと溝幅が広くなりすぎ易い。請求項３に記載の発明により、上記主溝部分を石噛みし難い形状にすることができる。

請求項４に記載の発明は、前記主溝部分の溝壁のトレッド法線方向に対する角度が、前記折れ曲がり部から前記主溝部分に沿った２．０ｍｍ以内の範囲で変化していることを特徴とする。

２．０ｍｍよりも大きい範囲で変化していると、石噛みをしやすいＷ／ｈの範囲が広くなってしまうからである。請求項４に記載の発明により、更に石噛みし難くすることができる。

本発明によれば、石噛み対策を施す上でタイヤの長寿命化を図った空気入りタイヤとすることができる。

以下、実施形態を挙げ、本発明の実施の形態について説明する。図１に示すように、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ１０は、トラック・バス用のタイヤであって、カーカス１２を備えている。カーカス１２は、両端部がそれぞれビード部１１のビードコア１１Ｃで折り返されてなる折り返し部１２Ｅを有する。

カーカス１２のクラウン部１２Ｃのタイヤ径方向外側にはベルト層１４が埋設されている。ベルト層１４のタイヤ径方向外側には、溝を配設したトレッド部１８（図２も参照）が形成されている。

図２に示すように、トレッド部１８には、タイヤ赤道面ＣＬ上をタイヤ周方向Ｕにジグザグ状に延びるセンター主溝２０と、センター主溝２０のタイヤ幅方向両側にそれぞれ位置してタイヤ周方向Ｕにジグザグ状に延びるショルダー主溝２２Ｌ、２２Ｒとが形成されており、トレッドパターンとしていわゆるリブラグパターンが形成されている。この３本の主溝によって、トレッド部１８には、内側陸部列３０Ｌ、３０Ｒ、及び、外側陸部列５０Ｌ、５０Ｒの合計４本の陸部列が形成されている。

内側陸部列３０Ｌには、センター主溝２０によって形成されたセンター主溝側屈曲凹部３２Ｌから延び出して陸部列途中で終端している内側ラグ溝３４Ｌと、ショルダー主溝２２Ｌによって形成されたショルダー主溝側屈曲凹部３６Ｌから延び出して陸部列途中で終端している外側ラグ溝３８Ｌと、が形成されている。同様に、内側陸部列３０Ｒには、センター主溝２０によって形成されたセンター主溝側屈曲凹部３２Ｒから延び出して陸部列途中で終端している内側ラグ溝３４Ｒと、ショルダー主溝２２Ｒによって形成されたショルダー主溝側屈曲凹部３６Ｒから延び出して陸部列途中で終端している外側ラグ溝３８Ｒと、が形成されている。

また、内側陸部列３０Ｌには、センター主溝２０によって形成されたセンター主溝側屈曲凸部４２Ｌから延び出して陸部列途中で終端している内側第１サイプ４４Ｌと、センター主溝側屈曲凹部３２Ｌの付近から延び出して陸部列途中で終端している内側第２サイプ４６Ｌと、ショルダー主溝側屈曲凹部３６Ｌから延び出して陸部列途中で終端している外側サイプ４８Ｌと、が形成されている。同様に、内側陸部列３０Ｒには、センター主溝２０によって形成されたセンター主溝側屈曲凸部４２Ｒから延び出して陸部列途中で終端している内側第１サイプ４４Ｒと、センター主溝側屈曲凹部３２Ｒの付近から延び出して陸部列途中で終端している内側第２サイプ４６Ｒと、ショルダー主溝側屈曲凹部３６Ｒから延び出して陸部列途中で終端している外側サイプ４８Ｒと、が形成されている。

外側陸部列５０Ｌ、５０Ｒには、タイヤ周方向Ｕと交差する複数本のラグ溝５２が形成されている。各ラグ溝５２のタイヤ幅方向外側の端部は、トレッド端Ｔを越えてタイヤ幅方向外側へ排水可能なように延びている。ここで、トレッド端とは、空気入りタイヤをＪＡＴＭＡＹＥＡＲＢＯＯＫ（２００６年度版、日本自動車タイヤ協会規格）に規定されている標準リムに装着し、ＪＡＴＭＡＹＥＡＲＢＯＯＫでの適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力（内圧−負荷能力対応表の太字荷重）に対応する空気圧（最大空気圧）の１００％を内圧として充填し、最大負荷能力を負荷したときのタイヤ幅方向最外の接地部分を指す。なお、使用地又は製造地においてＴＲＡ規格、ＥＴＲＴＯ規格が適用される場合は各々の規格に従う

センター主溝２０は、ジグザグ状に折れ曲がる屈曲部（折れ曲がり部）２４と、タイヤ周方向Ｕに隣り合う屈曲部２４同士を接続する直線状の主溝部分（以下、直線部という）２６と、で構成されている。本実施形態では、屈曲部２４の溝底にのみ石噛み防止用突起（ストーンイジェクター）２８が配置されている（図３も参照）。これにより、石噛み防止用突起の配置数を従来よりも大幅に低減させることができ、タイヤが使用可能である状態で石噛み防止用突起がタイヤ表面に出てくる確率が大幅に低減する。

また、本実施形態では、最も石噛みし易いセンター主溝２０の屈曲部２４にのみ石噛み防止用突起２８を配置してセンター主溝２０の耐久性を確保し、ショルダー主溝２２Ｌ、２２Ｒには石噛み防止用突起を配置していない。従って、石噛み防止用突起２８の配置数を最も低減させた構造とすることができるので、タイヤが使用可能である状態で石噛み防止用突起がタイヤ表面に出てくる確率が大幅に低減する。このため、ユーザーに早磨感を与えず、ユーザーのタイヤの使い切り感を向上させることができる。

なお、本実施形態では、石噛み防止用突起２８の高さＪ（図３参照）はセンター主溝２０の溝深さの５〜５０％の範囲内とされており、これにより、壁面（図３の溝壁２４Ｗ）と石噛み防止用突起２８との間に石が噛み込まれ難い。

また、図４、図５に示すように、直線部２６の溝壁２６Ｗのトレッド法線方向Ｎに対する溝壁角度θ（図４のθ１、図５のθ２）が、屈曲部２４の端部から直線部２６に沿ったＤ＝２．０ｍｍ以内の範囲（直線部部分）で徐々に変化（徐変）している。すなわち、屈曲部２４の端部からθが徐々に増大している。これにより、この徐変している直線部部分及びその近辺で石噛みし難くすることができる。なお、本実施形態では、石噛み防止用突起２８の両端部が屈曲部２４の両端部に位置しているので、石噛み防止用突起２８の端部から２．０ｍｍ以内の範囲で溝壁角度θが徐変している。

また、直線部２６の溝壁２６Ｗのトレッド法線方向Ｎに対する溝壁角度θが１５〜１８度の範囲内とされ、屈曲部２４の溝壁２４Ｗのトレッド法線方向Ｎに対する溝壁角度αよりも大きくされている。これにより、直線部２６の溝幅を適度に広げて耐石噛み性を更に向上させることができる。

また、屈曲部２４では、折れ曲がり形状とすることによって応力集中が生じ易いが、本実施形態では、この屈曲部２４の溝壁２４Ｗのトレッド法線方向Ｎに対する溝壁角度αを直線部２６の溝壁角度θよりも小さくしている。これにより、屈曲部２４の溝幅を広げなくても屈曲部２４の溝底の曲率半径をさほど小さくしなくても済むので、屈曲部２４の溝底における耐クラック性を従来と同等のレベルとすることができる。

更に、直線部２６のトレッド表面における溝幅Ｗと溝深さｈとの比Ｗ／ｈが０．８〜１．２の範囲内とされている。これにより、直線部２６を更に石噛みし難い形状にすることができる。

また、石噛み防止用突起２８の両端部は、いわゆるシングルＲで丸くされ、チッピング等の損傷が生じ難い形状とされている。

＜試験例１（摩耗抑制効果の確認試験）＞
本発明の効果を確かめるために、本発明者は、上記実施形態の空気入りタイヤ１０の一例（以下、実施例のタイヤという）、及び、従来の空気入りタイヤの二例（以下、従来例１のタイヤ、従来例２のタイヤという）を用意し、実車走行による摩耗量を測定し、耐石噛み性とタイヤ寿命とを評価した。

ここで、従来例１のタイヤは、図６に示すように、実施例のタイヤに比べ、石噛み防止用突起２８が形成されていないセンター主溝７０が形成され、センター主溝７０を構成する直線部７６の溝壁のトレッド法線方向に対する角度（溝壁角度）が実施例のタイヤよりも小さくなったタイヤである。従来例２のタイヤは、特許文献１に開示されたのと同等の空気入りタイヤであり、実施例のタイヤに比べ、図７に示すように、タイヤ赤道面ＣＬを通過するセンター主溝８０の溝底全体にわたって石噛み用防止突起が形成されるように、センター主溝８０を構成する直線部８６の溝底部に直線部石噛み防止用突起８８が直線部８６に沿って一列に配置され、直線部８６の溝壁のトレッド法線方向に対する角度（溝壁角度）が実施例のタイヤよりも小さくなったタイヤである。

なお、実施例のタイヤでは、石噛み防止用突起２８は、屈曲部２４に沿って屈曲した形状であり、屈曲中心から両端部に向けて各々Ｌ＝４ｍｍ溝方向へ延びる寸法とされている。また、直線部２６の溝形状は、直線部２６の長手方向中央部において、図５に示すように、溝深さｈ：溝幅Ｗ＝５：４であり、Ｗ／ｈが０．８である。

本試験例では、タイヤは全てトラック・バス用タイヤであり、タイヤサイズは何れも１１Ｒ２２．５である。本試験例では、何れのタイヤについても、正規リムに組み込み後、車両（２Ｄ４）にドライブ装着とし、正規荷重、正規内圧とした。ここで、「正規リム」とは、例えばＪＡＴＭＡが発行する２００６年版のＹＥＡＲＢＯＯＫに定められた適用サイズにおける標準リムを指し、「正規荷重」及び「正規内圧」とは、同様に、ＪＡＴＭＡが発行する２００６年版のＹＥＡＲＢＯＯＫに定められた適用サイズ・プライレーティングにおける最大荷重及び該最大荷重に対する空気圧を指す。使用地又は製造地において、ＴＲＡ規格、ＥＴＲＴＯ規格が適用される場合は、各々の規格に従う。

そして、悪路を走行し、Ｆ軸タイヤのセンター主溝に噛み込まれた石数の平均値（平均石噛み数）を求めた。

本試験例では、何れのタイヤについても、車両におけるタイヤ装着位置を固定するとともに車両間でローテーションを行い、１５０００ｋｍ走行毎に計５回にわたって行った。試験結果を表１に示す。

表１から判るように、従来例１のタイヤでは、５回の測定による石噛み数の合計値は４４個であった。また、従来例２のタイヤでは、石噛み数の合計値は０個であった。一方、実施例のタイヤでは、石噛み数の合計値が２個であり、従来例２と同等の耐石噛み性能を有することが判った。

＜試験例２＞
また、本発明者は、実施例のタイヤ、従来例１のタイヤ、従来例２のタイヤについて、それぞれ、正規リムに組み込み後、車両（２Ｄ４）にドライブ装着とし、正規荷重、正規内圧にて実地走行し、タイヤ赤道面ＣＬのゴム部分が完全に摩耗したとユーザーが判断したときのショルダー主溝の残溝深さを測定した。本試験でも、何れのタイヤについても、車両におけるタイヤ装着位置を固定するとともに車両間でローテーションを行った。また、５回の測定を行い、平均値を残溝深さとした。各タイヤの残溝深さを表２に示す。

表２から判るように、従来例１のタイヤでは、ショルダー主溝２２Ｌ、２２Ｒ（図６参照）の残溝深さが２．１ｍｍであった。また、従来例２のタイヤでは、ショルダー主溝２２Ｌ、２２Ｒ（図７参照）の残溝深さが５．０ｍｍであった。一方、実施例のタイヤでは、ショルダー主溝２２Ｌ、２２Ｒの残溝深さが２．９ｍｍであった。従って、実施例のタイヤでは、従来例１のタイヤと同程度の残溝深さになるまでタイヤが使用されており、従来例２に比べ、タイヤ寿命が遥かに長くなっていることが判った。

なお、本実施形態では、センター主溝２０の屈曲部２４にのみ石噛み防止用突起２８を配置したが、ショルダー主溝２２Ｌ、２２Ｒについても、センター主溝２０と同様に、屈曲部に石噛み防止用突起を配置して溝壁角度などの調整を行ってもよい。

以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、上記実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。

本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤのタイヤ径方向断面図である。本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドパターンを示す平面図である。図２の矢視３−３の断面図である。図２の矢視４−４の断面図である。図２の矢視５−５の断面図である。従来の空気入りタイヤの一例のトレッドパターンを示す平面図である。従来の空気入りタイヤの別の一列のトレッドパターンを示す平面図である。

符号の説明

１０空気入りタイヤ
１８トレッド部
２０センター主溝（主溝）
２２Ｌショルダー主溝（主溝）
２２Ｒショルダー主溝（主溝）
２４屈曲部（折れ曲がり部）
２６直線部（主溝部分）
２８石噛み防止用突起
２６Ｗ溝壁
７０センター主溝
７６直線部（主溝部分）
８０センター主溝（主溝）
８６直線部（主溝部分）
ＣＬタイヤ赤道面
Ｎトレッド法線方向
θ 溝壁角度（角度）
θ１溝壁角度
θ２溝壁角度
Ｗ溝幅
Ｕタイヤ周方向

Claims

タイヤ周方向にジグザグ状に延びる複数本の主溝をトレッド部に有する空気入りタイヤにおいて、
少なくともタイヤ赤道面に最も近い主溝では、ジグザグ状に折れ曲がる折れ曲がり部の溝底にのみ石噛み防止用突起を配置するとともに、隣り合う前記折れ曲がり部同士を接続している主溝部分の溝壁のトレッド法線方向に対する角度を、前記折れ曲がり部の溝壁のトレッド法線方向に対する角度よりも大きくしたことを特徴とする空気入りタイヤ。
前記主溝部分の溝壁のトレッド法線方向に対する角度を１５〜２０度の範囲としたことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記主溝部分のトレッド表面における溝幅をＷ、前記主溝部分の溝深さをｈとして、Ｗ／ｈを０．８〜１．２の範囲としたことを特徴とする請求項１または２記載の空気入りタイヤ。
前記主溝部分の溝壁のトレッド法線方向に対する角度が、前記折れ曲がり部から前記主溝部分に沿った２．０ｍｍ以内の範囲で変化していることを特徴とする請求項１から３のいずれか記載の空気入りタイヤ。