JP3849997B2 - 重荷重用空気入りタイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重荷重用空気入りタイヤに関し、詳しくは湿潤路面における発進、制動および旋回の各性能（以下、総称として「ウエット性能」と称する場合もある）をバランス良くすべて向上させると同時に、耐偏摩耗性をも向上させ、総合性能に優れた重荷重用空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
重荷重用空気入りタイヤにおいて、トレッド表面のタイヤ周方向に延びる４本の周方向溝により、トレッド幅中央の周方向に位置するセンターリブと、その両側に位置するセカンドリブと、さらにその両側に位置するショルダーリブとを形成するリブパターンを有するものは、特に良路走行用のタイヤとして一般的である。また、かかるタイヤのウエット性能を向上させるために、各リブにサイプを入れることも一般に適用されている技術である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のサイプ適用技術においては、ウエット性能における発進、制動および旋回の３性能をバランス良くすべて向上させることはできなかった。その理由は、ウエット性能における発進・制動性と旋回性との違いは、タイヤの入力方向の違い、つまり進行方向からの入力か、横方向からの入力かの違いによるためである。即ち、リブに入れたサイプが周方向に近付けば（サイプとトレッドの周方向中央線とのなす角度が小さくなれば）、横向きの入力に対するエッジ成分が増すため、旋回性は向上するが、逆に周方向からの入力に対するエッジ成分が減少するため、発進・制動性能は低下する。逆に、サイプが幅方向に近付けば（前記角度が大きくなれば）、発進・制動性能が向上するが、逆に旋回性は低下する。但し、サイプを適用した場合、全くサイプがない場合よりは各性能は向上するのが一般的である。
【０００４】
そこで本発明の目的は、ウエット性能における発進、制動および旋回の３性能をバランス良くすべて向上させると同時に、耐偏摩耗性をも向上させ、総合性能に優れた重荷重用空気入りタイヤを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決すべく、各リブにおけるサイプ角度がウエット性能の発進・制動性および旋回性に対し異なる寄与率を有すると同時に、トレッドの偏摩耗にも関係することに注目して鋭意検討した結果、上記目的を達成し得る最適サイプ条件を見出し、本発明を完成するに至った。
【０００６】
即ち、本発明の重荷重用空気入りタイヤは、トレッド表面のタイヤ周方向に延びる４本の周方向溝により、トレッド幅中央の周方向に位置するセンターリブと、その両側に位置するセカンドリブと、さらにその両側に位置するショルダーリブとを形成するリブパターンを有する重荷重用空気入りタイヤにおいて、
センターリブおよびセカンドリブは、これらリブの全幅に及ぶ両開口のサイプを有し、ショルダーリブは、センターリブ側の溝壁のみに開口したサイプを有し、かつ、センターリブのサイプは直線状を呈し、
センターリブ、セカンドリブおよびショルダーリブにおける各サイプの両端を結ぶ線とトレッド周方向中央線とのなす角度を夫々、センターサイプ角、セカンドサイプ角およびショルダーサイプ角とするとき、次式、
ショルダーサイプ角≧５５°
センターサイプ角＞ショルダーサイプ角＞セカンドサイプ角
で表される関係を満足することを特徴とするものである。
また、本発明の他の重荷重用空気入りタイヤは、トレッド表面のタイヤ周方向に延びる４本の周方向溝により、トレッド幅中央の周方向に位置するセンターリブと、その両側に位置するセカンドリブと、さらにその両側に位置するショルダーリブとを形成するリブパターンを有する重荷重用空気入りタイヤにおいて、
センターリブおよびセカンドリブは、これらリブの全幅に及ぶ両開口のサイプを有し、かつショルダーリブは、センターリブ側の溝壁のみに開口したサイプを有し、
センターリブ、セカンドリブおよびショルダーリブにおける各サイプはトレッド周方向中央線に対し全て同方向に傾斜し、この各サイプの両端を結ぶ線とトレッド周方向中央線とのなす角度を夫々、センターサイプ角、セカンドサイプ角およびショルダーサイプ角とするとき、次式、
ショルダーサイプ角≧５５°
センターサイプ角＞ショルダーサイプ角＞セカンドサイプ角
で表される関係を満足することを特徴とするものである。
【０００７】
本発明の重荷重用空気入りタイヤは、好ましくは次式、
センターサイプ角≧７０°
５０°≦セカンドサイプ角≦６０°
５５°≦ショルダーサイプ角≦６５°
で表される関係を満足し、また、好ましくは各リブのサイプ各々の周方向間隔は、トレッド全幅の１０〜２０％の範囲内である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に基づき具体的に説明する。
図１に示す本発明の好適例である重荷重用空気入りタイヤのトレッドパターン１においては、センターリブ２ａと、セカンドリブ２ｂと、ショルダーリブ２ｃとに、夫々サイプ３ａ、３ｂおよび３ｃが適用されている。
【０００９】
図２に示す、サイプの両端を結ぶ線（サイプが曲線の場合も含むため）とトレッドの周方向中央線Ｍとのなす角度α（以下「サイプ角度」と略記する）は、ウエット性能および耐偏摩耗性に大きな影響を及ぼす。即ち、偏摩耗は、特に接地圧の比較的小さいショルダーリブ２ｃで発生しやすく、走行（使用）条件にもよるが、ショルダーサイプ角が５５°を下回ると極端に偏摩耗しやすくなるため、ショルダーサイプ角は偏摩耗を考慮すると５５°以上とする必要がある。
【００１０】
また、センターリブ２ａ、セカンドリブ２ｂおよびショルダーリブ２ｃは夫々ウエット性能における発進・制動性および旋回性に対して寄与率が異なり、このことはタイヤ入力方向の違いによる接地形状の変化から理解でき、かかる寄与率の順は発進・制動性に関しては、センターリブ２ａ＞セカンドリブ２ｂ＞ショルダーリブ２ｃの順であり、旋回性に関しては、ショルダーリブ２ｃ＞セカンドリブ２ｂ＞センターリブ２ａの順である。このことは、サイプの無いリブタイヤに、センターリブ２ａ、セカンドリブ２ｂ、ショルダーリブ２ｃの各々単独でサイプを追加したタイヤによるテストコースでのウエット性能（旋回、制動）試験でも確かめられた。
【００１１】
このことから、本発明においては、センターリブ２ａに発進・制動性を主に受け持たせ、ショルダーリブ２ｃには旋回性を受け持たせるべく、各リブのサイプ角度をセンターリブ２ａは大きく、ショルダーリブ２ｃは小さく設定することとするが、ショルダーリブ２ｃのサイプ角度は、前述したように耐偏摩耗性を考慮して５５°以上とする必要があるため、旋回性能を第一優先することはできない。そこで本発明においては、セカンドリブ２ｂの機能として旋回性を重視して、セカンドサイプ角をショルダーサイプ角よりも小さく設定し、次式、
センターサイプ角＞ショルダーサイプ角＞セカンドサイプ角
で表される関係を満足すべきこととしている。
【００１２】
ウエット性能を考慮すると、サイプをできるだけ密に入れる必要があり、サイプを密に入れるための設計要素としては、サイプの幅とタイヤ全体での数（周方向密度）がある。
先ず、サイプ幅は、センターリブ２ａとセカンドリブ２ｂに関しては、全リブ幅に亘る両開口タイプとし、できるだけ長さを確保し、また、ショルダーリブ２ｃにはリブ幅の５０％以上、好ましくは５５〜９０％、更に好ましくは６０〜８０％の幅を確保する。この値が５０％未満のレベルでは、ショルダー端部からの偏摩耗の核となるショルダー端部のリブの動きへの影響がほとんどなく、実質的に偏摩耗への影響が無いと予想できる。但し、ショルダーリブ２ｃのサイプを全幅とすると、走行、使用条件によって偏摩耗の形態は異なるが、ショルダーに開口したサイプがショルダーからの偏摩耗の起点となることがあり、ショルダー端（トレッド端）へのサイプ適用が不可な場合がある。
【００１３】
次に周方向へのサイプ密度に関しては、サイプ間隔がトレッド全幅ＴＷに対して、好ましくは１０〜２０％の範囲とする。これは、ウエット性能を考えればサイプ間隔は小さい方がサイプ数が増えるため有利に働くことは自明であるが、サイプ間隔を小さく（狭く）することは、リブを小さなブロック化することになり、トレッドの剛性低下につながる。この結果、接地時のブロックの変形が大きくなり、耐偏摩耗性が悪化する。即ち、サイプ間隔を小さく（狭く）し過ぎると、ブロック剛性を考慮した設計が必要となり、具体的には剛性を単純化すれば幅（ブロック幅）と長さ（サイプ間隔）で表わされ、長さの決定要因にトレッド幅を考慮した関数に基づき設計する必要がある。
【００１４】
具体的なサイプ間隔の検討から、トレッド全幅ＴＷの１０％未満のサイプ間隔では、前述したショルダー端からの偏摩耗に加えて、周方向に鋸歯状となるヒール・アンド・トウ摩耗も誘発することになり、偏摩耗性が極端に悪化することになる。一方、サイプ間隔がトレッド幅ＴＷの２０％を超えると、接地長さ中に含まれるサイプ数が少なくなり、ウエット性能の向上効果が一般的には認識できないレベルとなる。
【００１５】
本発明の他の好適例においては、図３に示すように、ショルダーリブ内に、トレッド幅の３％以下の幅および隣接する主溝の深さの３０％以上の深さを有する副溝４が設けられている。この副溝４は特開昭６１−１４３２０５号公報に開示されているように、トレッド端との間隔が該ショルダーリブの幅の５０％未満の位置でタイヤの概ね周方向に延びる少なくとも１本の溝からなり、かかる副溝４により少なくとも２本の小リブに分割された場合には、ショルダーリブの幅は周方向溝から前記副溝４までの幅となり、前記サイプは前記副溝４には開口しない。
【００１６】
本発明の重荷重用空気入りタイヤは、リブパターンの改良に係るものであり、他の構造等は特に制限されるべきものではなく、従来のものを用いることができる。
【００１７】
【実施例】
サイズ３１５／８０Ｒ２２５の重荷重用空気入りタイヤのトレッド（トレッド幅：２４８ｍｍ）に、図１に示すような４本の周方向ストレート溝を設け、各リブに種々のタイプのサイプを入れて以下の試験を行った。
【００１８】
（１）ショルダーサイプ角と耐偏摩耗性との関係
ショルダーリブのみにサイプ角を変動させてサイプ加工し、実車走行による偏摩耗量とショルダーサイプ角との関係を調べた。得られた結果を図４に示す。
（２）サイプ間隔と耐偏摩耗性およびウエット性能との関係
サイプ角を一定にして、トレッド幅に対するサイプ間隔（％）を変動させてサイプ加工し、実車走行による偏摩耗量およびウエット性能とサイプ間隔との関係を調べた。得られた結果を図５に示す。
（３）サイプ角度とウエット性能における発進・制動性および旋回性との関係
試験対象とするリブのサイプ角のみを変動させてサイプ加工し、実車走行による発進・制動性および旋回性とサイプ角との関係を調べた。得られた結果を図６はセンターリブについて、図７はセカンドリブについて、図８はショルダーリブについて夫々に示す。
【００１９】
上記試験結果から以下のことが分かる。
即ち、図４からは、耐偏摩耗性の向上を図るにはショルダーサイプ角は５５°以上である必要があることが分かる。また、図５からはサイプの周方向間隔は、耐偏摩耗性とウエット性能との両立という見地からトレッド全幅の１０〜２０％の範囲が好ましいことが分かる。さらに、図６〜８からは、各リブのサイプ角はウエット性能における発進・制動性と旋回性との両立という見地から夫々異なる最適範囲が存在することが分かる。
【００２０】
実施例１，２、比較例
サイズ３１５／８０Ｒ２２５の重荷重用空気入りタイヤのトレッド（トレッド幅：２４８ｍｍ）に、図１に示すようにして、４本の周方向ストレート溝を設けかつ各リブにサイプを施し、各サイプ角度およびサイプ間隔は下記の表１に示すように設定して各供試タイヤを製造した。尚、ショルダーリブにはリブ幅の７２％に及ぶサイプを施した。得られた各供試タイヤについて、実車走行によるウエット性能（制動性、旋回性）の試験を行った。得られた結果を下記の表１に併記する。なお、評価は比較例１を１００として指数で表示した。また、ウエット性能の走行時のフィーリングについても比較例を基準として１０満点で評価した。
【００２１】
【表１】

【００２２】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の重荷重用空気入りタイヤにおいては、各リブにおけるサイプ角度を最適化したことにより、ウエット性能における発進・制動および旋回の３性能がバランス良くすべて向上すると同時に、耐偏摩耗性をも向上し、さらにサイプ間隔をも最適化することにより、より一層これら性能を向上させることができ、総合性能において一層優れたものとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一例重荷重用空気入りタイヤのトレッドパターンの平面図である。
【図２】サイプ角度示す説明図である。
【図３】本発明の他の一例重荷重用空気入りタイヤのトレッドパターンの平面図である。
【図４】ショルダーサイプ角と耐偏摩耗性との関係を示すグラフである。
【図５】サイプ間隔と耐偏摩耗性およびウエット性能との関係を示すグラフである。
【図６】センターサイプ角と制動性および旋回性との関係を示すグラフである。
【図７】セカンドサイプ角と制動性および旋回性との関係を示すグラフである。
【図８】ショルダーサイプ角と制動性および旋回性との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ トレッドパターン
２ａ センターリブ
２ｂ セカンドリブ
２ｃ ショルダーリブ
３ａ センターリブのサイプ
３ｂ セカンドリブのサイプ
３ｃ ショルダーリブのサイプ
４ 副溝
Ｍ トレッドの周方向中央線
ＴＷ トレッド幅

Claims (4)

1. トレッド表面のタイヤ周方向に延びる４本の周方向溝により、トレッド幅中央の周方向に位置するセンターリブと、その両側に位置するセカンドリブと、さらにその両側に位置するショルダーリブとを形成するリブパターンを有する重荷重用空気入りタイヤにおいて、
   センターリブおよびセカンドリブは、これらリブの全幅に及ぶ両開口のサイプを有し、ショルダーリブは、センターリブ側の溝壁のみに開口したサイプを有し、かつ、センターリブのサイプは直線状を呈し、
   センターリブ、セカンドリブおよびショルダーリブにおける各サイプの両端を結ぶ線とトレッド周方向中央線とのなす角度を夫々、センターサイプ角、セカンドサイプ角およびショルダーサイプ角とするとき、次式、
   ショルダーサイプ角≧５５°
   センターサイプ角＞ショルダーサイプ角＞セカンドサイプ角
   で表される関係を満足することを特徴とする重荷重用空気入りタイヤ。
2. トレッド表面のタイヤ周方向に延びる４本の周方向溝により、トレッド幅中央の周方向に位置するセンターリブと、その両側に位置するセカンドリブと、さらにその両側に位置するショルダーリブとを形成するリブパターンを有する重荷重用空気入りタイヤにおいて、
   センターリブおよびセカンドリブは、これらリブの全幅に及ぶ両開口のサイプを有し、かつショルダーリブは、センターリブ側の溝壁のみに開口したサイプを有し、
   センターリブ、セカンドリブおよびショルダーリブにおける各サイプはトレッド周方向中央線に対し全て同方向に傾斜し、この各サイプの両端を結ぶ線とトレッド周方向中央線とのなす角度を夫々、センターサイプ角、セカンドサイプ角およびショルダーサイプ角とするとき、次式、
   ショルダーサイプ角≧５５°
   センターサイプ角＞ショルダーサイプ角＞セカンドサイプ角
   で表される関係を満足することを特徴とする重荷重用空気入りタイヤ。
3. 次式、
   センターサイプ角≧７０°
   ５０°≦セカンドサイプ角≦６０°
   ５５°≦ショルダーサイプ角≦６５°
   で表される関係を満足する請求項１または２記載の重荷重用空気入りタイヤ。
4. 各リブのサイプ各々の周方向間隔は、トレッド全幅の１０〜２０％の範囲内である請求項１〜３のうちいずれか一項記載の重荷重用空気入りタイヤ。

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