JP5288781B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、トレッドにラグ溝を有する重荷重用タイヤに関し、主に鉱山などで鉱石や表土を運搬する車両に装着される空気入りタイヤに関するものである。

トレッドにラグ溝を有する従来の重荷重用タイヤにおいて、トレッドの耐摩耗性を向上させるために、トレッドゲージ（溝の位置におけるトレッド表面からベルト層までの間隔）の増加やネガティブ比（トレッドの溝が占める面積の割合）の減少等、トレッドの体積を増加させる方法が用いられてきた。しかし、ラグ溝が深いトレッドにおいては、ラグ溝に挟まれた陸部の踏み込み側に対して蹴り出し側の摩耗が早く進む偏摩耗、いわゆるヒールアンドトウ摩耗が発生していた。ここで、踏み込み側とは、タイヤ幅方向に延びる溝によって区画された陸部を有するタイヤを装着した車両が走行し、タイヤが回転する際、陸部内の最初に接地する部分を指し、蹴り出し側とは、当該陸部内の最後まで接地している部分を指す。
このヒールアンドトウ摩耗によって、トレッドの体積を増加させたことによるトレッドの耐摩耗効果は相殺されるため、ヒールアンドトウ摩耗の発生を抑制しトレッドの耐摩耗性を向上させることが求められていた。

トレッドにラグ溝を有する従来の重荷重用タイヤにおいて、ヒールアンドトウ摩耗の発生を抑制した例として、タイヤ赤道からトレッドの接地端までのタイヤ軸方向距離をＬとしたときに、少なくともタイヤ赤道からタイヤ軸方向外側への距離が０．４５Ｌ〜０．５５Ｌの領域内において、接地端に向けて幅が増加すると共に、踏み込み側の溝壁と蹴り出し側の溝壁とがタイヤ軸方向に対して互いに反対方向に傾斜し、踏み込み側の溝壁、および蹴り出し側の溝壁のタイヤ周方向に対する角度が７０〜８５°の範囲内に設定されているラグ溝を有するタイヤが提案されている（例えば、特許文献１）。

特開２００６−２１３１７７号公報

しかし、上述したタイヤでも、ヒールアンドトウ摩耗の発生が十分に抑制されているとは言えず、更なる抑制に対する要求があった。

そこで、本発明の目的は、上述した問題点を解消して、ヒールアンドトウ摩耗の発生を抑制して、トレッドの耐摩耗性をさらに向上したタイヤを提供することにある。

本発明の要旨は、以下のとおりである。
（１）タイヤのトレッドに、各トレッド端からタイヤ赤道に向かって延びる複数本のラグ溝と、前記ラグ溝によって区画された複数の陸部とを有するタイヤにおいて、
各陸部のタイヤ周方向端部のいずれか一方の側に、一端がラグ溝に連通し、他端が陸部内で終了する複数本のサイプを、陸部相互間で同じ側の端部に設けてなり、
前記サイプは、トレッド幅の２％以上６％以下の間隔をもって配置され、
前記陸部の、サイプが配置された部分がタイヤを車両に装着した際の踏み込み側であることを特徴とする空気入りタイヤ。

（２）トレッドを、タイヤ赤道を含み、トレッド幅の２０％以上４０％以下の幅にまたがるトレッド中央領域と、該トレッド中央領域の両側のトレッド側方領域とに区画すると、
前記ラグ溝は、両トレッド側方領域に配置され、かつ
前記トレッド中央領域の両側の各トレッド側方領域に配置されたラグ溝が、互いに交差する向きに延び、
さらに溝深さが、タイヤ断面高さの６％以上１５％以下である、
ことを特徴とする上記（１）に記載の空気入りタイヤ。

（３）前記サイプの幅が、１．５ｍｍ以上３．５ｍｍ以下であることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の空気入りタイヤ。

（４）前記サイプの長さは、前記サイプが配置された陸部の周方向の長さの１０％以上３０％以下であることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

（５）前記サイプが連通するラグ溝に対する前記サイプの角度は、４５°以上１３５°以下であることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

（６）トレッドのネガティブ比が３０％以下であることを特徴とする上記（１）〜（５）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

本発明によれば、タイヤのトレッドのラグ溝で挟まれた陸部に、一端が一方のラグ溝に連通し、他端が陸部内で終了する複数本のサイプをトレッド幅の２％以上６％以下の間隔をもって配置することにより、このタイヤを、陸部のサイプが配置された部分が踏み込み側となるように車両に装着した際に、ヒールアンドトゥ摩耗の発生を抑制することが可能となるから、トレッドの耐摩耗性をさらに向上した空気入りタイヤを提供することができる。

以下に、本発明の空気入りタイヤの実施形態を、図面を参照して詳しく説明する。
なお、タイヤの内部補強構造等は一般的な空気入りタイヤのそれと同様であるので図示を省略する。

図１は、本発明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展開図である。
図示のトレッドパターンは、タイヤのトレッド１に、一方のトレッド端Ｅからタイヤ赤道ＣＬに向かって延びるラグ溝２ａと、他方のトレッド端Ｅからタイヤ赤道ＣＬに向かって延びるラグ溝２ｂと、ラグ溝２ａおよび２ｂをつなぐ傾斜溝３とを有し、ラグ溝２ａ、２ｂおよび傾斜溝３によってトレッド１を複数の陸部４に区画している。各陸部４には、一端がラグ溝２ａ、２ｂに連通し、他端が陸部４内で終了する複数本のサイプ５が、各陸部４のタイヤ周方向の同一側に配置されており、陸部４のサイプ５が配置された部分が踏み込み側となるようにタイヤを車両に装着した際、以下に示す作用・効果が期待できる。なお、図中に示した矢印はタイヤ回転方向を表す。

まず、タイヤを車両に装着するに当たり、前記陸部４のサイプ５を設けた側が踏み込み側に配置される装着姿勢とする。かように装着されたタイヤが回転する際、陸部４の蹴り出し側においては、蹴り出し時にブレーキング方向のすべりが発生している。耐摩耗性の向上を所期して陸部のタイヤ周方向長さに比しラグ溝の深さを大きくした場合、ブレーキング方向のすべりがさらに増大して、ヒールアンドトゥ摩耗の程度が大きくなることが分かっている。
そこで、本発明者は、蹴り出し時に陸部４の蹴り出し側に発生するブレーキング方向の動きを低減することを検討したところ、陸部４の蹴り出し側の反対側にある踏み込み側の剛性を高くすると、蹴り出し側のブレーキング方向のすべりが大きくなり、この剛性を低くすると、蹴り出し側のブレーキング方向のすべりが小さくなることを知見した。この理由を図１のラグ溝２ａを挟む一方の陸部４の踏み込み側と他方の陸部４の蹴り出し側に注目して説明する。タイヤの回転に伴い、踏み込み側から蹴り出し側に荷重が移動するが、路面から離れていく蹴り出し側は、踏み込み側からの荷重移動の影響で変形し、蹴りだす際にブレーキング方向のすべりを発生させている。そこで、踏み込み側の陸部４の剛性を下げることで、原因となる変形を減少させることができる。
それゆえ、サイプ５を、タイヤのトレッド１のラグ溝２ａ、２ｂで挟まれた陸部４に、一端が一方のラグ溝に連通し、他端が陸部内で終了するように配置することにより、各陸部のタイヤ周方向端部域の一方の剛性を低くする。そして、このタイヤを、陸部４のサイプ５が配置された部分が踏み込み側となるように車両に装着した際に、サイプを設けた部分の剛性が低いため、前記ブレーキング方向のすべりは小さくなり、その結果、ヒールアンドトゥ摩耗の発生が抑制され、トレッドの耐摩耗性を向上することができる。

ここで、図１に示すように、トレッド１を、タイヤ赤道ＣＬを含むトレッド中央領域１Ｃと、このトレッド中央領域１Ｃの両側のトレッド側方領域１Ｓａ、１Ｓｂとに区画すると、ラグ溝２ａ、２ｂはトレッド側方領域１Ｓａ、１Ｓｂにそれぞれ設けることが好ましい。ここでいうトレッド中央領域１Ｃの幅ＣＷはトレッド幅ＴＷの２０％以上４０％以下である。
まず、トレッド中央領域１Ｃの幅ＣＷがトレッド幅ＴＷの２０％未満になると、すなわち、ラグ溝２ａ、２ｂがタイヤ赤道ＣＬ付近まで延在すると、陸部４の剛性が低下するため、タイヤ赤道Ｃの陸部の摩耗が早く進行し、摩耗末期に、タイヤ赤道Ｃの陸部以外のトレッドゲージを残した状態で、タイヤ赤道Ｃの陸部でベルトが露出し、タイヤを取り外さなければいけないというおそれが生ずる。
一方、トレッド中央領域１Ｃの幅ＣＷがトレッド幅ＴＷの４０％超になると、すなわち、ラグ溝２ａ、２ｂが短い場合、ラグ溝のエッジ部の領域が幅方向に短くなりすぎ、タイヤが滑りやすくなり、駆動力や制動力がかかった際のスリップ量が増加し、摩耗が早く進行するおそれがある。
また、サイプ５を各トレッド側方領域１Ｓａ、１Ｓｂの外側のショルダー部にまで配置すると、ショルダー部で石を踏んだ際に陸部のもげの起点となるという問題が生ずる。

また、ラグ溝２ａと２ｂとは、図１に示すようにタイヤ赤道ＣＬに集束する向きに延びる配置とすることが好適である。
なぜなら、ラグ溝を略平行に揃えて配置すると、タイヤの回転によりトレッド踏面内に出入りする陸部とラグ溝の変化による接地面積変化が大きくなり、その影響で振動が発生するおそれがあるためである。

また、ラグ溝２ａ、２ｂの深さが、タイヤ断面高さの６％以上１５％以下であることが好適である。
なぜなら、ラグ溝２ａ、２ｂの深さが、タイヤ断面高さの６％未満の場合、ラグ溝２ａ、２ｂが浅すぎて、悪路走行でのラグ溝内への泥詰まりによるタイヤの駆動力や制動力が低下するおそれや、フロント装着時、石を踏んだ際にタイヤがバーストするおそれがあるからである。
一方、ラグ溝２ａ、２ｂの深さが、タイヤ断面高さの１５％超の場合、ラグ溝２ａ、２ｂが深すぎて、タイヤに対し、トレッド体積が多くなりすぎ、発熱に起因したセパレーション（ヒートセパレート）などの故障を発生させるおそれがある。

サイプ５の幅ＳＷが、１．５ｍｍ以上３．５ｍｍ以下であることが好適である。
なぜなら、サイプ５の幅ＳＷが１．５ｍｍ未満の場合、陸部４の踏み込み側の剛性低減効果が小さく、一方３．５ｍｍ超の場合、陸部の体積が減少し、踏み込み側の摩耗が進行し易くなるためである。

サイプ５の長さＳＬは、この１本のサイプ５が配置された陸部４の周方向の長さＬＬの１０％以上３０％以下であることが好適である。
なぜなら、サイプ５の長さＳＬが陸部４の周方向の長さＬＬの１０％未満の場合、陸部４の踏み込み側の剛性低減効果が小さく、一方３０％超の場合、陸部４全体としての剛性が低下し、耐摩耗性が低下するためである。

サイプ５が連通するラグ溝２ａ、２ｂに対するサイプ５の角度ＳＡは、４５°以上１３５°以下であることが好適である。
なぜなら、角度ＳＡが４５°未満あるいは１３５°超の場合、すなわち、サイプ５が陸部４を４５°未満の鋭角に切断する場合、陸部４のゴムのもげが発生するおそれがあるためである。

サイプ５は、トレッド幅ＴＷの２％以上６％以下の間隔ＳＩをもって配置することが肝要である。
サイプ５の間隔ＳＩがトレッド幅ＴＷの２％未満の場合、サイプ５を設けた箇所の陸部４の動きが大きくなり、その結果サイプ５の底部にクラックが発生し、それがもとで陸部端部のもげが発生するおそれがある。一方６％超の場合、陸部の剛性低減効果が小さくなるおそれがある。

トレッド１のネガティブ比が３０％以下であることが好適である。
なぜなら、３０％超の場合、溝の占める割合が大きくなり、接地面積が減少し、陸部の剛性が低下するおそれがあるためである。

トレッド中央領域ＣＷの陸部４は傾斜溝３によって区画され、傾斜溝３の溝幅ＧＨはピッチ長ＰＬの３％以上８％以下であることが好適である。
なぜなら、溝幅ＧＨがピッチ長ＰＬの３％未満の場合、トレッド踏面内で、傾斜溝３が閉じることにより、トレッド中央領域ＣＷとそれ以外の領域の径差吸収が不充分となり、径差による摩耗進行のおそれがあるためである。
一方、８％超の場合、トレッド中央領域ＣＷの陸部４の剛性が低下し、トレッド中央領域ＣＷの摩耗が進行するためである。
また、この傾斜溝３を設けずにトレッド中央領域ＣＷの陸部４を周方向に連続させてもよい。

サイプ５を設けた陸部４の壁面、すなわちラグ溝２ａおよび２ｂの溝壁の、タイヤ赤道ＣＬに対する角度Ａｎ１およびＡｎ２が同一であることが好適である。
なぜなら、角度Ａｎ１およびＡｎ２を変えると、摩耗量に差が出て、タイヤ赤道Ｃを挟んで一方と他方で不均一な摩耗が生じるおそれがあるためである。

図１に示す発明例タイヤおよび比較例タイヤを試作し、各試作タイヤを鉱山で走行中の積載量２４０ｔのダンプカーに装着し、ラグ溝の深さの略１／２までの耐摩耗（走行時間／（ＯＴＤ−ＲＴＤ：Overall Tread Depth-Residual Tread Depth））を評価したので、以下に説明する。
発明例タイヤおよび比較例タイヤはいずれも、タイヤサイズ４６／９０Ｒ５７、タイヤ外径３５７５ｍｍ、トレッド幅１０４５ｍｍ、ラグ溝深さ（ＯＴＤ）９７ｍｍ、ネガティブ比１８％を有する。
発明例タイヤ１〜５は、表１に示すようにサイプの幅（ＳＷ）、長さ（ＳＬ）、角度（ＳＡ）、間隔（ＳＩ）、配置範囲および、ラグ溝の向きと深さを変化させたものであり、比較例タイヤはサイプを設けていない点以外は発明例タイヤと同様の構造である。なお、表１において、サイプの長さ（ＳＬ）とは、サイプが配置された陸部の周方向の長さに対する割合を％で示している。サイプの角度（ＳＡ）とは、サイプが連通するラグ溝に対する角度を示している。サイプの間隔（ＳＩ）とは、トレッド幅に対する割合を％で示している。サイプの配置範囲に関して、トレッド中央領域とは、タイヤ赤道を含み、トレッド幅の２０％以上４０％以下の幅にまたがるトレッド部分であり、トレッド側方領域とは、このトレッド中央領域の両側のトレッド部分を示す。ラグ溝の向きに関して、交差とは、トレッド側方領域に配置された各ラグ溝が、タイヤ赤道に対して互いに交差する向きに延びていることを示し、平行とは、トレッド側方領域に配置された各ラグ溝が、平行に延びていることを示す。ラグ溝の深さとは、タイヤ断面高さに対する割合を％で示す。

表１に示すヒールアンドトゥ摩耗は、トレッド踏面に定規をあて、蹴り出し部の落ち高を測定し、ヒールアンドトゥ摩耗なしを「０」とし、現行品の落ち高（ヒールアンドトゥ摩耗量）を「大」とし、その間の落ち高を「中」として示す。
また、耐摩耗性は比較例タイヤを１００としたときの指数で表し数値が大きいほど耐摩耗性が高いことを示す。

表１の結果より、比較例タイヤと比較して、陸部の踏み込み側にサイプを設けた発明例タイヤの方が、ヒールアンドトゥ摩耗の発生が抑制され、耐摩耗性が向上していることが分かった。

以上により、タイヤのトレッドの陸部にサイプを配置することにより、陸部のサイプが配置された部分が踏み込み側となるように車両に装着した際に、ヒールアンドトゥ摩耗の発生が抑制され、耐摩耗性をさらに向上した空気入りタイヤを提供することができる。

本発明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展開図である。

符号の説明

１ トレッド
１Ｃ トレッド中央領域
１Ｓａ、１Ｓｂ トレッド側方領域
２ａ、２ｂ ラグ溝
３ 傾斜溝
４ 陸部
５ サイプ
ＣＬ タイヤ赤道
Ｅ トレッド端

Claims (6)

1. タイヤのトレッドに、各トレッド端からタイヤ赤道に向かって延びる複数本のラグ溝と、前記ラグ溝によって区画された複数の陸部とを有するタイヤにおいて、
   各陸部のタイヤ周方向端部のいずれか一方の側に、一端がラグ溝に連通し、他端が陸部内で終了する複数本のサイプを、陸部相互間で同じ側の端部に設けてなり、
   前記サイプは、トレッド幅の２％以上６％以下の間隔をもって配置され、
   前記陸部の、サイプが配置された部分がタイヤを車両に装着した際の踏み込み側であることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. トレッドを、タイヤ赤道を含み、トレッド幅の２０％以上４０％以下の幅にまたがるトレッド中央領域と、該トレッド中央領域の両側のトレッド側方領域とに区画すると、
   前記ラグ溝は、両トレッド側方領域に配置され、かつ
   前記トレッド中央領域の両側の各トレッド側方領域に配置されたラグ溝が、互いに交差する向きに延び、
   さらに溝深さが、タイヤ断面高さの６％以上１５％以下である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記サイプの幅が、１．５ｍｍ以上３．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記サイプの長さは、前記サイプが配置された陸部の周方向の長さの１０％以上３０％以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記サイプが連通するラグ溝に対する前記サイプの角度は、４５°以上１３５°以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
6. トレッドのネガティブ比が３０％以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

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