JP5109481B2 - 重荷重用空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、トラックやバスなどに使用される重荷重用空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、耐摩耗性を改善するようにした重荷重用空気入りタイヤに関する。

従来、トレッド面にタイヤ周方向に延在する主溝間にリブを形成し、このリブにサイプを設けるようにしたリブパターンの重荷重用空気入りタイヤが知られている（例えば、特許文献１，２）。トレッド面に形成したリブにサイプの配置方法を工夫することで、トラクション性を向上させたり、操縦安定性を向上させたりしている。

このようなリブパターンの重荷重用空気入りタイヤは、高速連続走行を主体とする長距離運行のトラックやバスの操舵輪（従動輪）にも使用されるが、その場合、主溝間のリブの摩耗が早く進む傾向があり、それによりタイヤの早期交換を招き、タイヤ寿命が短いという問題があった。
特開平５−６９７０４号公報 特開平６−８０００２号公報

本発明の目的は、主溝間のリブの耐偏摩耗性や耐ティア性の低下を招くことなく、耐摩耗性を向上し、タイヤ寿命を改善することが可能な重荷重用空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成する本発明の重荷重用空気入りタイヤは、トレッド面にタイヤ周方向に延在する４本の主溝を配置し、該主溝間に３本の陸部を形成し、該３本の陸部の内の少なくとも１つをリブに形成し、該リブにタイヤ幅方向に延在しかつ両端が主溝に連通する第１サイプをタイヤ周方向に所定のピッチＰ１で配置した重荷重用空気入りタイヤにおいて、前記第１サイプのピッチＰ１と該第１サイプを配置したリブの幅Ｗとの比Ｐ１／Ｗを０．８０〜０．９５の範囲にする一方、該リブに各第１サイプと交差する第２サイプをタイヤ周方向に延設し、更に前記第１サイプが０．５〜１．０ｍｍの幅を有すると共にリブ幅方向に配置される深さが浅い部分と深さが深い部分とから構成され、前記浅い部分がリブ幅方向に部分的に存在して前記浅い部分が第１サイプの４０〜８０％を占めることでＪＡＴＭＡに記載される最大負荷能力に相当する荷重と該最大負荷能力に対応する空気圧の条件下で得られるトレッド面の接地形状において前記第１サイプをトレッド面上で開いた状態になるように構成したことを特徴とする。

上述した本発明によれば、リブに設けた第１サイプのピッチＰ１とその第１サイプを配置したリブの幅Ｗとの比Ｐ１／Ｗを上記した範囲に規定し、かつ各第１サイプと交差する第２サイプをタイヤ周方向に延設し、更に接地時に第１サイプが閉じずに開く構造にすることにより、タイヤ回転中のリブの滑りを抑制することができるため、リブの耐摩耗性を向上してタイヤ寿命を長くすることができる一方、リブの耐偏摩耗性及び耐ティア性も低下することがない。

以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１，２は、トラックやバスなどに使用される本発明の重荷重用空気入りタイヤの一実施形態を示し、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部、１００はタイヤ赤道面である。

左右のビード部３間にカーカス層４が延設され、その両端部４ａがビード部３に埋設したビードコア５の周りに、ビードフィラー６を挟み込みようにしてタイヤ軸方向内側から外側に折り返されている。トレッド部１のカーカス層４の外周側には、スチールコードをタイヤ周方向ＴＣに対して傾斜配列した複数のベルト層７が設けられている。複数のベルト層７は、カーカス層４に隣接して配置した第１ベルト層７Ａと、この第１ベルト層７Ａの外周側に配置した第２ベルト層７Ｂと、この第２ベルト層７Ｂの外周側に配置した第３ベルト層７Ｃと、この第３ベルト層７Ｃの外周側に配置した第４ベルト層７Ｄとから構成されている。第２ベルト層７Ｂのスチールコードと第３ベルト層７Ｃのスチールコードは、タイヤ周方向ＴＣに対する傾斜方向を逆向きにして交差している。複数のベルト層７はタイヤ赤道面１００に対して左右対称的に配置されている。

図２に示すように、トレッド部１のトレッド面１１には、タイヤ周方向ＴＣに直線状に延在する４本の主溝１２が設けられている。４本の主溝１２は、タイヤ赤道面１００の両側に配置した２本の主溝１２Ａ，１２Ｂと、この主溝１２Ａ，１２Ｂのタイヤ幅方向両外側に配置した主溝１２Ｃ，１２Ｄとから構成され、各隣接する主溝１２間のタイヤ幅方向の間隔は略等間隔になっている。最外側に位置する主溝１２Ｃ，１３Ｄ間のトレッド面１１のセンター領域１１Ｃには、各隣接する主溝１２間にリブ１３が形成されている。最外側の主溝１２Ｃ，１２Ｄのタイヤ幅方向外側がトレッド面１１のショルダー領域１１Ｓになっており、このショルダー領域１１Ｓにもリブ１４が形成されている。

主溝１２間に形成された３本のリブ１３のトレッド表面３１には、それぞれタイヤ幅方向に延在しかつ両端が主溝１２に連通する第１サイプ１５がタイヤ周方向ＴＣに所定のピッチＰ１で配置されている。また、第１サイプ１５のピッチＰ１と第１サイプ１５を配置したリブ１３の幅Ｗとの比Ｐ１／Ｗが０．８０〜０．９５の範囲になっている。

リブ１３のトレッド表面３１のタイヤ幅方向中央領域３２（図３参照）には、第１サイプ１５と交差するようにして、タイヤ周方向ＴＣに沿ってジグザグ状に延在する環状の１本の第２サイプ１６が設けられている。第２サイプ１６の部分６１は第１サイプ１５と重複している。

第１サイプ１５は、図３に示すように、深さが浅い部分５１と深さが深い部分５２とから構成され、浅い部分５１を部分的に有している。深い部分５２がトレッド表面３１のタイヤ幅方向中央領域３２とタイヤ幅方向両側の端部領域３３に位置し、浅い部分５１が中央領域３２と各端部領域３３との間の中間領域３４に位置し、浅い部分５１を左右対称に配置している。

このように第１サイプ１５が部分的に深さが浅い部分５１を有する構成にすることにより、ＪＡＴＭＡ（２００６年のＹＥＡＲ ＢＯＯＫ）に記載される最大負荷能力に相当する荷重とその最大負荷能力に対応する空気圧の条件下で得られるトレッド面１１の接地形状において、第１サイプ１５がトレッド面１１上で閉じずに開いた状態を維持できるようにしている。なお、ここで言う第１サイプ１５が開いた状態とは、図４に示すように、最大負荷能力に対応する空気圧を加えた無負荷状態のタイヤにおける第１サイプ１５（実線）の幅に対して、第１サイプ１５の開口１５ｘが１／４以上開いた状態を言う。

第２サイプ１６は、図５に示すように、深さを周期的に変化させながらタイヤ周方向ＴＣに延在しており、各第１サイプ１５間の中央部の位置で深さが部分的に浅くなっている。

各リブ１３のトレッド表面３１の両端部領域３３（リブのタイヤ幅方向両端部）の隣接する各第１サイプ１５間には、一端のみが主溝１２に連通する第３サイプ１７がタイヤ周方向ＴＣに所定のピッチＰ３で配置されている。

ショルダー領域１１Ｓのリブ１４のトレッド表面４１の主溝１２に面する端部領域４２には、一端のみが主溝１２に連通する第４サイプ１８がタイヤ周方向ＴＣに所定のピッチＰ４で配置されている。第４サイプ１８のピッチＰ４は、第３サイプ１７のピッチＰ３より大きくなっている。

リブ１４のトレッド表面４１のタイヤ幅方向外側の端部領域４３には、タイヤ周方向ＴＣに直線状に延在する１本の細溝１９が設けられている。この細溝１９よりタイヤ幅方向内側のトレッド表面４１の領域４４にも細溝９に一端が開口する第４サイプ１８がタイヤ周方向ＴＣに所定のピッチＰ４で配置されている。

本発明者は、４本の主溝によりリブを形成したリブパターンの重荷重用空気入りタイヤにおいて、高速連続走行を主体とする長距離運行のトラックやバスの操舵輪（従動輪）に使用した時に主溝間のリブの摩耗が早く進む点について鋭意検討し、実験を繰り返し行った結果、以下のことを知見した。

即ち、主溝間のリブにタイヤ幅方向に延設した第１サイプのピッチとその第１サイプを設けたリブの幅との関係を特定することにより、更に各第１サイプに交差する第２サイプをタイヤ周方向に延設し、タイヤが接地した際にトレッド面の接地部分において、第１サイプが閉じずに開いた状態を維持することにより、主溝間のリブの摩耗の進行が遅くなることがわかった。これは、おそらく、第１サイプを設けたリブの部分における滑りが抑制され、リブ剛性がタイヤ周上で従来より均一的になるからであると推測される。

そこで、本発明では、４本の主溝２によりリブパターンを設けた重荷重用空気入りタイヤにおいて、第１サイプ１５のピッチＰ１とその第１サイプ１５を配置したリブ１３の幅Ｗとの比Ｐ１／Ｗを上記した範囲に規定する一方、リブ１３に各第１サイプ１５と交差する第２サイプ１６をタイヤ周方向ＴＣに延設し、更にＪＡＴＭＡに記載される最大負荷能力に相当する荷重と該最大負荷能力に対応する空気圧の条件下で得られるトレッド面の接地形状において第１サイプ１５がトレッド面１１上で開いた状態になるように構成したのである。これによりリブ１３の耐摩耗性が向上し、タイヤ寿命を長くすることができると共に、リブ１３の耐偏摩耗性及び耐ティア性の低下を招くことがない。

比Ｐ１／Ｗが０．８０より小さいと、主溝１２に面するリブ１３の端部が千切れ易くなり、耐ティア性が低下する。逆に比Ｐ１／Ｗが０．９５を超えると、リブ１３に偏摩耗が発生し易くなり、耐偏摩耗性が低下する。接地時に第１サイプ１５がトレッド面１１上で閉じた状態になると、リブ１３の耐摩耗性を向上してタイヤ寿命を長くする効果を得ることができなくなる。第１サイプ１５と交差する第２サイプ１６をタイヤ周方向ＴＣに延設しない場合も、同様である。

本発明において、第１サイプ１５の浅い部分５１と深い部分５２は、上述したように左右対称に配置するのが、リブ１３の剛性バランスの点から好ましいが、左右非対称に配置することも可能である。浅い部分５１が占める割合としては、リブ幅方向において第１サイプ１５の４０〜８０％を占めるようにする。浅い部分５１が占める割合が４０％より小さくなると、接地時に第１サイプ１５の開口が閉じ易くなり、逆に８０％を超えると、接地時のリブの圧縮緩和能力が低下し、偏摩耗抑制効果が低下する。なお、浅い部分５１が占める割合は、トレッド表面３１上においてリブ幅方向に占める割合である。

浅い部分５１の深さＤ１としては、第１サイプ１５の幅ＳＷとの関係で、幅ＳＷと深さＤ１の比ＳＷ／Ｄ１を０．２５〜１．００の範囲にするのがよい。比ＳＷ／Ｄ１が０．２５より小さいと、浅い部分５１の深さＤ１が浅くなり過ぎて、接地時のリブの圧縮緩和能力が低下し、偏摩耗抑制効果が低下する。逆に比ＳＷ／Ｄ１が１．００を超えると、接地時に第１サイプ１５が閉じ易くなるので、好ましくない。

タイヤ径方向最外側に位置する第４ベルト層７Ｄの幅Ｗｂとタイヤ総幅Ｗｔとの比Ｗｂ／Ｗｔとしては、０．４〜０．６の範囲にするのがよい。比Ｗｂ／Ｗｔを０．４以上にすることにより、リブ１５の耐偏摩耗性を改善しながら、耐摩耗性を向上することができる。比Ｗｂ／Ｗｔが０．６を超えると、耐偏摩耗性が悪化する。

第３サイプ１７は、第１サイプ１５との関係で、第３サイプ１７のピッチＰ３と第１サイプ１５のピッチＰ１との比Ｐ３／Ｐ１が０．１〜０．５の範囲となるように配置するのが、リブ１３の耐偏摩耗性の点からよい。

ショルダー領域１Ｓのリブ１４に配置する第４サイプ１８は、図示するように、ピッチＰ４が第３サイプ１７のピッチＰ３より大きなるようにするのが、リブ１４のサイプ間の耐ティア性を高める上でよい。

第１サイプ１５には、上記した実施形態では、ジグザグ状に延在する環状の第２サイプ１４を交差させたが、それに代えて、図６に示すように、タイヤ周方向ＴＣに短い長さで延在する第２サイプ２０を各第１サイプ１５と交差するように設けてもよい。

上記した主溝１２の深さとしては、１０〜２０ｍｍの範囲にすることができ、タイヤサイズにより適宜選択することができる。第１サイプ１５、第２サイプ１６の深さとしては、深い部分で５〜２０ｍｍの範囲にすることができる。好ましくは、深い部分で主溝１２の深さの０．５〜１．０倍にするのがよい。

なお、本発明でいうサイプ１５〜１８とは、幅が０．５〜１．０ｍｍの切り込みを言う。

上記実施形態では、４本の主溝１２間に形成した陸部がそれぞれリブ１３の例を示したが、４本の主溝１２間の３本の陸部の内の少なくとも１つをリブに形成した重荷重用空気入りタイヤにも本発明は好適に用いることができる。

タイヤサイズを１１Ｒ２２．５で共通にし、第１サイプのピッチＰ１とリブ幅Ｗの比Ｐ１／Ｗと接地時の第１サイプの状態を表１のようにした図１，２に示す構成（但し、第３，４，５サイプなし）を有する本発明タイヤ１，２（本実施例１，２）と比較タイヤ１〜３（比較タイヤ１〜３）、及び本発明タイヤ２において第２サイプがない比較タイヤ４（比較例４）、タイヤ周方向に延びる第２サイプのみをタイヤ周方向に所定のピッチで配置した図７に示す構成を有する従来タイヤ１と、深さを一定（深い部分のみ）にした第１サイプのみを配置した図８に示す構成を有する従来タイヤ２をそれぞれ試験タイヤとして作製した。

各試験タイヤ共、第４ベルト層の幅Ｗｂとタイヤ総幅Ｗｔとの比Ｗｂ／Ｗｔは０．５、サイプの深さは１０mm、幅は０．８mmである。なお、サイプの深さは、浅い部分と深い部分を有するサイプの場合は深い部分の深さである。また、第１サイプの浅い部分が占める割合と、第１サイプの浅い部分の深さＤ１と第１サイプの幅ＳＷとの比ＳＷ／Ｄ１は、表１に示す通りである。

これら各試験タイヤをリムサイズ１４ＲＰのリムに組み付け、空気圧を７００ｋＰａにして積載重量１０ｔのトラック（２−Ｄ車）の操舵輪に使用し、車道（高速道路８０％、一般道２０％）を５００００ｋｍ走行した後、主溝間のリブの摩耗量（耐摩耗性）及び偏摩耗量（耐偏摩耗性）を測定すると共に、リブ端部の千切れ状態（耐ティア性）を目視により観察し、その評価結果を従来タイヤ１を１００とする指数値で示した。この値が大きい程、それぞれの性能が優れている。

表１から、本発明タイヤは、リブの耐偏摩耗性及び耐ティア性の低下を招くことなく、耐摩耗性を向上する、即ちタイヤ寿命を延ばすことができることがわかる。

タイヤサイズを実施例１と同じにし、接地時の第１サイプの状態を開状態にし、第１サイプのピッチＰ１とリブ幅Ｗの比Ｐ１／Ｗと第４ベルト層の幅Ｗｂとタイヤ総幅Ｗｔとの比Ｗｂ／Ｗｔを表１のようにした、第３，４サイプない他は図１，２に示す構成を有する本発明タイヤ３〜５（実施例３〜５）と、第４サイプがない他は図１，２に示す構成を有する本発明タイヤ６（実施例６）と、第４，５サイプがある図１，２に示す構成を有する本発明タイヤ７（実施例７）をそれぞれ試験タイヤとして作製した。

本発明タイヤ６，７において、第３サイプのピッチＰ３と第１サイプのピッチＰ１との比Ｐ３／Ｐ１は０．２である。また、本発明タイヤ７において、第４サイプのピッチＰ４を第３サイプのピッチＰ３より大きく、比Ｐ４／Ｐ３は１．３である。

各試験タイヤ共、サイプの深さは１０mm、幅は０．８mmである。なお、サイプの深さは浅い部分と深い部分を有するサイプの場合は深い部分の深さである。また、第１サイプの浅い部分が占める割合と、第１サイプの浅い部分の深さＤ１と第１サイプの幅ＳＷとの比ＳＷ／Ｄ１は、表１に示す通りである。

これら各試験タイヤを実施例１と同様にして、耐摩耗性、耐偏摩耗性及び耐ティア性の評価試験を実施したところ、表２に示す結果を得た。

表２から、比Ｗｂ／Ｗｔを０．４〜０．６にした実施例４，５は、リブの耐偏摩耗性を改善しながら、耐摩耗性を向上できることがわかる。

また、第３サイプのピッチＰ３と第１サイプのピッチＰ１との比Ｐ３／Ｐ１を０．１〜０．５の範囲にする実施例６，７は、リブの耐偏摩耗性を一層改善できることがわかる。

また、ショルダー領域のリブの端部に一端のみが主溝に連通する第４サイプを第３サイプのピッチより大きいピッチで配置した実施例７は、更にリブの耐ティア性を改善できることがわかる。

本発明の重荷重用空気入りタイヤの一実施形態を示すタイヤ子午線半断面図である。 図１の重荷重用空気入りタイヤのトレッド面の部分展開図である。 図２の第１サイプをタイヤ周方向に投影した状態を示す第１サイプの説明図である。 接地時の第１サイプの開状態を説明する拡大断面図である。 図２の第２サイプの一部をタイヤ幅方向に投影した状態を示す第２サイプの説明図である。 第１サイプと交差する第２サイプの他の例を示す平面図である。 従来タイヤ１のトレッドパターンを示すトレッド面の部分展開図である。 従来タイヤ２のトレッドパターンを示すトレッド面の部分展開図である。

符号の説明

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
７ ベルト層
７Ｄ 第４ベルト層
１１ トレッド面
１１Ｓ ショルダー領域
１２ 主溝
１３，１４ リブ
１５ 第１サイプ
１６ 第２サイプ
１７ 第３サイプ
１８ 第４サイプ
２０ 第２サイプ
５１ 浅い部分
ＴＣ タイヤ周方向

Claims (6)

1. トレッド面にタイヤ周方向に延在する４本の主溝を配置し、該主溝間に３本の陸部を形成し、該３本の陸部の内の少なくとも１つをリブに形成し、該リブにタイヤ幅方向に延在しかつ両端が主溝に連通する第１サイプをタイヤ周方向に所定のピッチＰ１で配置した重荷重用空気入りタイヤにおいて、
   前記第１サイプのピッチＰ１と該第１サイプを配置したリブの幅Ｗとの比Ｐ１／Ｗを０．８０〜０．９５の範囲にする一方、該リブに各第１サイプと交差する第２サイプをタイヤ周方向に延設し、更に前記第１サイプが０．５〜１．０ｍｍの幅を有すると共にリブ幅方向に配置される深さが浅い部分と深さが深い部分とから構成され、前記浅い部分がリブ幅方向に部分的に存在して前記浅い部分が第１サイプの４０〜８０％を占めることでＪＡＴＭＡに記載される最大負荷能力に相当する荷重と該最大負荷能力に対応する空気圧の条件下で得られるトレッド面の接地形状において前記第１サイプをトレッド面上で開いた状態になるように構成した重荷重用空気入りタイヤ。
2. 前記３本の陸部をそれぞれリブに形成し、各リブに前記第１サイプと前記第２サイプを配置した請求項１に記載の重荷重用空気入りタイヤ。
3. 前記第１サイプの浅い部分の深さＤ１と該第１サイプの幅ＳＷとの比ＳＷ／Ｄ１が０．２５〜１．００の範囲である請求項１又は２に記載の重荷重用空気入りタイヤ。
4. 左右のビード部にカーカス層を延設し、トレッド部のカーカス層外周側に複数のベルト層を設け、該複数のベルト層の内、タイヤ径方向最外側に位置するベルト層の幅Ｗｂとタイヤ総幅Ｗｔとの比Ｗｂ／Ｗｔを０．４〜０．６の範囲にした請求項１乃至３のいずれか１項に記載の重荷重用空気入りタイヤ。
5. 各リブのタイヤ幅方向両端部の隣接する各第１サイプ間に、一端のみが主溝に連通する第３サイプをタイヤ周方向に所定のピッチＰ３で配置し、該第３サイプのピッチＰ３と前記第１サイプのピッチＰ１との比Ｐ３／Ｐ１を０．１〜０．５の範囲にした請求項１乃至４のいずれか１項に記載の重荷重用空気入りタイヤ。
6. 前記４本の主溝のタイヤ幅方向両外側に位置するショルダー領域にリブを形成し、該リブの主溝に面する端部に一端のみが主溝に連通する第４サイプをタイヤ周方向に所定のピッチＰ４で配置し、かつ該第４サイプのピッチＰ４を前記第３サイプのピッチＰ３より大きくした請求項５に記載の重荷重用空気入りタイヤ。

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