JP2010089684A

JP2010089684A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2010089684A
Application number: JP2008262907A
Authority: JP
Inventors: Arata Tomita; 冨田　　新
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2008-10-09
Filing date: 2008-10-09
Publication date: 2010-04-22

Abstract

【課題】最も車両装着内側に位置するの陸部の偏摩耗の抑制に優れた空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】トレッド部に非対称パターンを形成してなり、ネガティブキャンバーを付与された車両への装着姿勢で、最も車両の内側に位置することになる周溝内のみに段下がりリブ７を設け、この段下がりリブ７の、隣接する陸部表面からの段下がり量Ｈが、陸部高さＨ_０に対して０≦Ｈ≦Ｈ_０／４の範囲で、トレッド踏面での幅が２．０〜２０．０ｍｍの範囲を満たし、段下がりリブ７と装着内側ショルダー陸部３との間隔が、このショルダー陸部のタイヤ幅方向内側に隣接する陸部との間隔より狭く、その段下がりリブ７と前記ショルダー陸部３との間隔Ｌが０．５≦Ｌ≦２．０ｍｍの範囲を満たすことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤ、特に、車両装着内側の偏摩耗の抑制に優れた空気入りタイヤに関するものである。

空気入りタイヤでは、偏摩耗が車両装着内側に位置するショルダー陸部に発生した場合、車両への装着状態では見え難く、運転者が気づき難いので、適切な処置をしないままに放置した場合にはその偏摩耗が進展して、カーカス等が露出してタイヤの寿命が短くなり、最悪の場合、タイヤバースト等の故障の原因となるおそれがあった。

そこで、例えばショルダー陸部の偏摩耗を抑制するために、特許文献１には、トレッド幅方向最外側の周溝の一方または双方に段差のついた段差リブを設け、段差リブの径が隣接するブロックの周囲よりも小さくすることにより、走行中に段差リブに制動方向の力を発生させ、段差リブに偏摩耗を代替わりさせる手段が開示されている。

しかるに、特許文献１に記載のタイヤでは、特に、近年増加しつつある非対称パターンの、最も装着装着内側に位置するショルダー陸部に偏摩耗が発生するおそれがあり、その偏摩耗を更に低減させる技術が望まれていた。
米国特許登録番号５１３１４４４号公報

この点につき鋭意検討したところ、最も車両装着内側に位置するのショルダー陸部の偏摩耗に関して、車両の設定がネガティブキャンバーであったり、タイヤ使用中の荷重の変化や経時変化によってネガティブキャンバーになった状態で使用することで発生する他に、トーアウト設定とネガティブキャンバーとの組み合わせで急激に悪化することがわかった。

すなわちネガティブキャンバーの条件下では、第一には、このネガティブキャンバーにより、車両装着の最も内側のショルダー陸部の側壁が、トレッド幅方向内側に隣接する周溝側へ膨出または倒れ込み変形を生じ、この変形が、接地端近傍でのトレッド部の曲げ変形または迫出し変形をもたらすともに、接地端近傍部分における、その迫出し変形がさらに、トレッド部の接地端部分で、トレッドゴムに、剪断変形をもたらし、そして、この剪断変形が、路面でのキャンバースラストを生じさせ、車両装着の最も内側のショルダー陸部には横方向への力が増大する。

そして、第二には、このことに加え、ネガティブキャンバー時には、車両装着の最も内側のショルダー陸部は路面に強く接地し、車両装着の最も内側のショルダー陸部では逆に路面から浮き上がる傾向にあり、特に、車両装着の最も内側のショルダー陸部では、トレッド部の強い接地によって、膨出量も増大する傾向にあり、この変形量の違いに起因して生じる回転半径差により、車両装着の最も内側のショルダー陸部に進行方向とは逆向きの前後方向の力（制動力）が作用することになる。
これらの変形が車両装着の最も内側のショルダー陸部に発生して偏摩耗を生じ、それが進展していくとの知見を得た。

そこで、本発明の目的は、特に、最も車両装着内側に位置する陸部の偏摩耗の抑制に優れた空気入りタイヤを提供することにある。

この発明にかかる空気入りタイヤは、トレッド踏面に複数本の周溝を配設し、最外側の周溝とトレッド側縁との間に陸部を区画して、トレッド部に非対称パターンを形成してなり、ネガティブキャンバーを付与されるものであって、車両への装着姿勢で、最も車両の内側に位置することになる周溝内のみに段下がりリブを設け、この段下がりリブの、隣接する陸部表面からの段下がり量Ｈが、陸部高さＨ_０に対して０≦Ｈ≦Ｈ_０／４の範囲で、トレッド踏面での幅が２．０〜２０．０ｍｍの範囲を満たし、段下がりリブと最も車両の内側に位置することになるショルダー陸部との間隔が、このショルダー陸部のタイヤ幅方向内側に隣接する陸部との間隔より狭く、その段下がりリブと前記ショルダー陸部との間隔Ｌが０．５≦Ｌ≦２．０ｍｍの範囲を満たすことを特徴とするものである。

ここで、陸部高さとは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）ＹＥＡＲＢＯＯＫ、欧州では、ＥＴＲＴＯ（ＥｕｒｏｐｅａｎＴｙｒｅａｎｄＲｉｍＴｅｃｈｎｉｃａｌＯｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎ）ＳＴＡＮＤＡＲＤＭＡＮＵＡＬ、米国ではＴＲＡ（ＴＨＥＴＩＲＥａｎｄＲＩＭＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮＩＮＣ．）ＹＥＡＲＢＯＯＫ等に規定されたリムに、タイヤを組付けて、そのタイヤに、ＪＡＴＭＡ等の規格で定められる、最高空気圧を充填した状態の下で溝底からトレッド踏面までを測った距離をいうものとする。
「タイヤを適用リムに装着し、規定の空気圧とし、規定の質量に対応する負荷を加えた状態」とは、適用リムに組付けて、適用サイズのタイヤにおけるＪＡＴＭＡ等の規格の、規定の空気圧とし、規定の質量に対応する負荷を加えた状態をいうものとする。

このようなタイヤでより好ましくは、タイヤを適用リムに装着し、規定の空気圧とし、規定の質量に対応する負荷を加えた状態で、段下がりリブが路面と接触する。

また好ましくは、段下がりリブの、次式で表されるトレッド幅方向の、単位長さあたりの剛性Ｇが１．０〜３０．０の範囲を満たす。

［ｈ：Ｈ_０−Ｈ（段差がりリブの高さ），Ｅ：トレッドゴムのヤング率，ａ：段差がりリブの、トレッド踏面での幅，ｂ：段差リブの接地長］

本発明の空気入りタイヤは、ネガティブキャンバーに設定された車両に装着した時に、車両への装着姿勢で、最も車両の内側に位置することになる周溝内のみに段下がりリブを設けることにより、この段下がりリブがタイヤ転動時に、そのショルダー陸部の壁面が変形して接触する陸部の膨出を抑制し、このショルダー陸部の横方向への力を低減するとともに、膨出したゴムはタイヤ周方向に供給され、トレッド踏面の変形差をなくす方向に作用することになり、そのショルダー陸部の制動力を同時に低減することができる。

また、この段下がりリブの、隣接する陸部表面からの段下がり量Ｈが、陸部高さＨ_０に対して０≦Ｈ≦Ｈ_０／４の範囲で、トレッド踏面での幅ａが２．０〜２０．０ｍｍの範囲を満たすことにより、ネガティブキャンバーにより接地面積が広くなる車両装着内側の周溝部が減少し、車両装着の最も内側に位置するショルダー陸部の偏摩耗を抑制することができる。

すなわち、ＨがＨ_０／４を超えると、車両装着内側のショルダー陸部の側壁との効果的な接触ができなくなり、また初期には偏摩耗を抑制する効果がほとんど期待できないが、そのショルダー陸部の偏摩耗が進展するにつれて、抑制効果は向上する傾向がある。一方、Ｈが負の値になると、段下がりリブが周囲の陸部に対して突出するようになり、摩耗性については影響が少ないものの、そのリブが破損等するおそれがある。

また、トレッド踏面での幅ａが２．０ｍｍ未満では、段下がりリブの、タイヤ幅方向の剛性が低くなり、ショルダー陸部の膨出を抑制することができず、一方、２０．０ｍｍを超えると、周溝内の大半を段下がりリブが占めることになり、排水性等の向上が望めない。

そして、段下がりリブと最も車両の内側に位置することになるショルダー陸部との間隔が、このショルダー陸部のタイヤ幅方向内側に隣接する陸部との間隔より狭く、その段下がりリブと前記ショルダー陸部との間隔Ｌが０．５≦Ｌ≦２．０ｍｍの範囲を満たすことにより、タイヤにかかる荷重やキャンバー角、トレッドパターン、ゴムの物性で変化し、接地圧に比例し、硬さに反比例する、前記ショルダー陸部の膨出量に起因する偏摩耗を抑制することができる。

すなわち、Ｌが０．５ｍｍ未満ではタイヤ成型用の金型を設計することが困難であり、Ｌが２．０ｍｍを超えると、段下がりリブとショルダー陸部とが接触して膨出を抑える効果が小さくなる。

ところで、装着外側に同様の段下がりリブを設けると、この領域ではネガティブキャンバーより、コーナリング時のトレッド幅方向内側の力の影響が大きく、段下がりリブによりトレッド幅方向外側の力を抑制することができず、偏摩耗が悪化するおそれがあり、また排水性の確保の点でも装着内側のみに段差がりリブを設けることが好ましい。

以下に、図面を参照しながら本発明の空気入りタイヤを詳細に説明する。
図１（ａ）は、本発明の空気入りタイヤの一の実施形態を示すトレッドパターンの部分展開図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すトレッドパターン中の、トレッド幅方向最内側の周溝の、ｂ−ｂ線に沿う断面の横断面図である。

図１に記載のトレッドパターンは非対称パターンで、ネガティブキャンバーを付与された状態であり、図では左側を車両の装着内側とし、図中１はトレッド踏面の全体を示し、このトレッド踏面１には、トレッド周方向に延在する複数本の周溝、図では三本の周溝２を配設する。
相互に隣り合う二本の周溝２間および、最外側周溝とトレッド側縁との間にそれぞれの陸部を区画する。

最も車両の装着内側に位置する装着内側ショルダー陸部３はリブとし、それ以外の各陸部４は、トレッド幅方向に延在する横溝５によって、複数のブロック６を区画してなるブロック列とする。

図１に記載のトレッドパターンでは、タイヤ赤道線を基準として、装着内側では各ブロック６の剛性を高めて、コーナリング時のブロック変形を抑制する目的で、ネガティブ率を小さくしてブロック表面積を大きくし、逆に装着外側ではウェット時の排水性を確保する目的でネガティブ率を大きくしている。

そしてこの空気入りタイヤでは、特に車両への装着姿勢で、最も車両の内側に位置することになる周溝内のみに段下がりリブ７を設け、この段下がりリブ７の、隣接する陸部表面からの段下がり量Ｈが、陸部高さＨ_０に対して０≦Ｈ≦Ｈ_０／４の範囲で、トレッド踏面での幅が２．０〜２０．０ｍｍの範囲を満たし、段下がりリブ７と装着内側ショルダー陸部３との間隔が、このショルダー陸部３のタイヤ幅方向内側に隣接する陸部４との間隔より狭く、その段下がりリブ７とショルダー陸部３との間隔Ｌが０．５≦Ｌ≦２．０ｍｍの範囲を満たす。
間隔Ｌは重荷重用タイヤでは２．０ｍｍ以下、乗用軍用タイヤでは１．０ｍｍ以下に設定することが好ましい。

ところで、段下がりリブ７は新品タイヤでは必ずしも路面に接触する必要は無く、ショルダー陸部３が摩耗するに連れて段下がりリブ７が路面と接触することにより、段下がりリブ７に、径差引摺りに起因するブレーキングフォースを優先的に発生させ、その段下がりリブ７に偏摩耗を代替わりさせることで、陸部の偏摩耗がトレッド幅方向内側に進展することも抑制することができる。

より好ましくは、タイヤを適用リムに装着し、規定の空気圧とし、規定の質量に対応する負荷を加えた状態で、段下がりリブ７が路面と接触し、この構成により、段下がりリブ７がタイヤ回転方向に引き摺られ、制動力による摩耗を進展させ、所望の段差を維持することができる。また、段下がりリブ７の周囲を駆動力による摩耗が起こり、偏摩耗を抑制することができる。

また好ましくは、段下がりリブ７の、次式で表されるトレッド幅方向の、単位長さあたりの剛性Ｇが１．０〜３０．０の範囲を満たす。

この構成とすることにより、段下がりリブ７には、ショルダー陸部３の膨出を抑制する剛性を得ることができる。

すなわち、剛性Ｇが１．０未満では、段下がりリブ７の、タイヤ幅方向の剛性が低くなり、ショルダー陸部の膨出を抑制することができず、一方、剛性Ｇが３０．０を超えると、周溝内の大半を段下がりリブ７が占めることになり、排水性等の向上が望めない傾向がある。

段下がりリブの幅ａは、重荷重用タイヤでは４ｍｍ以上、乗用車タイヤでは２ｍｍ以上に設定することで、ショルダー陸部の膨出部分を効果的に抑制することができる。

また、最も車両の内側に位置することになる周溝の溝幅を３．０〜３０．０ｍｍの範囲とし、湿潤路での排水性と偏摩耗性とを両立することができる。

図２（ａ）は、本発明の他の実施形態の空気入りタイヤを示す、トレッドパターンの部分展開図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すトレッドパターン中の、トレッド幅方向最内側の周溝の、ｂ−ｂ線に沿う断面図である。

図２に記載のトレッドパターンは非対称パターンで、ネガティブキャンバーを付与された付与された状態であり、図２では左側を車両の装着内側とし、図中１１はトレッド踏面の全体を示し、このトレッド踏面１１には、トレッド周方向に延在する複数本の周溝、図ではタイヤ赤道線を隔てて設けた二本のセンター周溝１２と、このセンター周溝１２のそれぞれの側部に隣接する中間周溝１３と、これらそれぞれの中間周溝１３のトレッド幅方向外側に隣接するショルダー周溝１４とを配設する。
相互に隣り合う二本の周溝間、図では二本のセンター周溝１２の間に中央陸部１５を、センター周溝１２と中間周溝１３との間に第一中間陸部１６を、各中間周溝１３とショルダー周溝１４との間に第二中間陸部１７をそれぞれ区画し、そして、ショルダー周溝１４とトレッド側縁との間にそれぞれショルダー陸部１８を区画する。

中央陸部１５には、中央陸部１５を横切って、トレッド幅方向に延在してそれぞれのセンター周溝１２に開口する横溝１９によって複数の中央ブロック２０を区画する。また、第一中間陸部１６には、センター周溝１２および中間周溝１３の、トレッド周方向に対して傾斜して第一中間陸部１６を横切って延在し、それぞれに開口する傾斜溝２１によって複数の第一中間ブロック２２を区画する。

また、車両内側の第二中間陸部１７ｉｎでは、中間周溝１３およびショルダー周溝１４のそれぞれから、トレッド幅方向に延在してその第二中間陸部１７ｉｎ内で終了するそれぞれの横溝２３を同一位相で設け、車両外側の第二中間陸部１７ｏｕｔでは、それをトレッド幅方向に横断して、それぞれの周溝１３，１４に開口する横溝２４によって複数の幅広の第二中間ブロック２５を区画する。

そしてこの空気入りタイヤでは、車両への装着姿勢で、最も車両の内側に位置するショルダー周溝１４内のみに段下がりリブ２６を設け、この段下がりリブ２６の、隣接する陸部表面からの段下がり量Ｈが、陸部高さＨ_０に対して０≦Ｈ≦Ｈ_０／４の範囲で、トレッド踏面での幅が２．０〜２０．０ｍｍの範囲を満たし、段下がりリブ２６とショルダー陸部１８との間隔が、第二中間陸部１７ｉｎとの間隔より狭く、その段下がりリブ２６とショルダー陸部１８との間隔Ｌが０．５≦Ｌ≦２．０ｍｍの範囲を満たす。

次に、サイズが２２５／４５Ｒ１７のタイヤの実施例タイヤ１および、比較例タイヤ１〜３を試作して、他を表１に示すように、それぞれの諸元を変化させた偏摩耗性を、評価した。比較例タイヤ３は段下がりリブを車両装着内側および外側に設けたものである。
なお、比較例タイヤでは、他の構成は実施例タイヤに準ずるものとした。

上記実施例タイヤ１、比較例タイヤ１〜３のそれぞれにつき、リムサイズ７．５Ｊ×１７、タイヤ空気圧２３０ｋＰａにおいて、ＦＲ車の前輪にネガティブキャンバー２°で装着し、テストコースを、速度０〜１００ｋｍ／ｈで１０００ｋｍ走行することによって、装着内側ショルダー陸部とタイヤ赤道線付近に位置する陸部との摩耗量の差を評価し、その結果を表２に示す。表２中の評価は比較例タイヤ１を指数１００とし、数値が小さいほど、タイヤ赤道線付近に位置する陸部との摩耗量の差が小さいことを示す。

表２の結果から、実施例タイヤ１は、比較例タイヤ１〜３に対し耐偏摩耗性が優れていた。

次に、サイズが４３５／４５Ｒ２２．５のタイヤの実施例タイヤ２および、比較例タイヤ４〜７を試作して、他を表３に示すように、それぞれの諸元を変化させた偏摩耗性を、評価した。
なお、比較例タイヤでは、他の構成は実施例タイヤに準ずるものとした。

上記実施例タイヤ２、比較例タイヤ４〜７のそれぞれにつき、リムサイズ１４．００×２２．５、タイヤ空気圧９００ｋＰａにおいて、フロント１軸、ドライブ２軸の車に、軸荷重４５．０ＫＮであり、駆動軸積車時により、軸が撓んでネガティブキャンバーになった状態であり、速度０〜８０ｋｍ／ｈで３０００ｋｍ走行することによって、装着最内側陸部とタイヤ赤道線付近に位置する中央陸部との摩耗量の差を評価し、その結果を表３に示す。表３中の評価は比較例タイヤ４を指数１００とし、数値が小さいほど中央陸部との摩耗量の差が小さいことを示す。

表４の結果から、実施例タイヤ２は、比較例タイヤ４〜７に対し耐偏摩耗性が優れていた。

（ａ）は、本発明の空気入りタイヤの一の実施形態を示すトレッドパターンの部分展開図であり、（ｂ）は、溝の一部の実施形態を示す部分断面図である。（ａ）は、本発明の空気入りタイヤの他の実施形態を示すトレッドパターンの部分展開図であり、（ｂ）は、溝の一部の実施形態を示す部分断面図である。従来の空気入りタイヤの実施形態を示すトレッドパターンの部分展開図である。従来の空気入りタイヤの実施形態を示すトレッドパターンの部分展開図である。従来の空気入りタイヤの実施形態を示すトレッドパターンの部分展開図である。従来の空気入りタイヤの実施形態を示すトレッドパターンの部分展開図である。従来の空気入りタイヤの実施形態を示すトレッドパターンの部分展開図である。従来の空気入りタイヤの実施形態を示すトレッドパターンの部分展開図である。従来の空気入りタイヤの実施形態を示すトレッドパターンの部分展開図である。

符号の説明

１トレッド踏面
２周溝
３装着内側ショルダー陸部
４陸部
５横溝
６ブロック
７段下がりリブ
１１トレッド踏面
１２センター周溝
１３中間周溝
１４ショルダー周溝
１５中央陸部
１６第一中間陸部
１７ｉｎ車両内側の第二中間陸部
１７ｏｕｔ車両外側の第二中間陸部
１８ショルダー陸部
１９，２３，２４横溝
２０中央ブロック
２１傾斜溝
２２第一中間ブロック
２５第二中間ブロック
２６段下がりリブ

Claims

トレッド踏面に複数本の周溝を配設し、最外側の周溝とトレッド側縁との間にショルダー陸部を区画して、トレッド部に非対称パターンを形成してなり、ネガティブキャンバーを付与される空気入りタイヤにおいて、
車両への装着姿勢で、最も車両の内側に位置することになる周溝内のみに段下がりリブを設け、
この段下がりリブの、隣接する陸部表面からの段下がり量Ｈが、陸部高さＨ_０に対して０≦Ｈ≦Ｈ_０／４の範囲で、トレッド踏面での幅ａが２．０〜２０．０ｍｍの範囲を満たし、
段下がりリブと最も車両の内側に位置することになるショルダー陸部との間隔が、このショルダー陸部のタイヤ幅方向内側に隣接する陸部との間隔より狭く、その段下がりリブと前記ショルダー陸部との間隔Ｌが０．５≦Ｌ≦２．０ｍｍの範囲を満たしてことを特徴とする空気入りタイヤ。
タイヤを適用リムに装着し、規定の空気圧とし、規定の質量に対応する負荷を加えた状態で、段下がりリブが路面と接触する請求項１に記載の空気入りタイヤ。
段下がりリブの、次式で表されるトレッド幅方向の、単位長さあたりの剛性Ｇが１．０〜３０．０の範囲を満たしてなる請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。

［ｈ：Ｈ_０−Ｈ（段差がりリブの高さ），Ｅ：トレッドゴムのヤング率，ａ：段差がりリブの、トレッド踏面での幅，ｂ：段差リブの接地長］