JP7030509B2

JP7030509B2 - 空気入りタイヤ

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Publication number: JP7030509B2
Application number: JP2017251168A
Authority: JP
Inventors: 晴信吹田
Original assignee: Toyo Tire Corp
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2017-12-27
Filing date: 2017-12-27
Publication date: 2022-03-07
Anticipated expiration: 2037-12-27
Also published as: US20190193468A1; CN109968907A; CN109968907B; JP2019116192A; US10940721B2

Description

本開示は、重荷重用の空気入りタイヤに関する。

トラックやバスなどに使用される重荷重用の空気入りタイヤは、一般的にショルダー陸部の接地端近傍において、接地時に生じる接地面内圧縮によって接地圧が高くなる傾向があり、その結果、接地面内にある他の陸部に比べてショルダー陸部の接地端近傍での磨耗量が大きくなる偏摩耗が知られている。このような偏摩耗を抑制する方法として、ショルダー陸部の接地端近傍に、タイヤ周方向の延び且つショルダー陸部を本体陸部とそのタイヤ幅方向外側の犠牲陸部とに区画する細溝を設けることが広く行われている。

特許文献１には、細溝と本体陸部との角部に、高モジュラスゴムを配置することが記載されている。高モジュラスゴムを配置することにより、接地時のタイヤ周方向のせん断変形量を減じることができ、且つ磨耗しにくいゴムなので、段差磨耗を効果的に抑制することができるとの記載がある。

特開２０１３－８６５９４号公報

一方、主に米国のハイウェイなどを走行する直進走行主体のハイウェイ用のタイヤには、接地時に生じる接地面内圧縮によりタイヤ幅方向外側から内側へ向かう横力が作用する。この横力はショルダー陸部の本体陸部の端に局所的な磨耗を発生させる。特に、本体陸部の端部は、ショルダー陸部のタイヤ幅方向中央部に比べて接地圧が高く、接地時の接地面内圧縮による横力が大きくなり、横方向への滑りによって、タイヤ幅方向の磨耗エネルギーが高くなる。走行初期段階において本体陸部の端部が陸部中央に比べて先に磨耗しやすく、本体陸部の端部が陸部中央に比べて局所的に早く磨耗し、段差磨耗が発生してしまう（図６の２段目参照）。段差磨耗が発生すると、制動時に発生するタイヤ前後方向のブレーキング力によって、段差磨耗がタイヤ幅方向外側から内側へ進行してしまう（図６の２～４段目参照）。したがって、本体陸部の端部の磨耗を遅らせることができれば、偏摩耗を抑制することができると考えられる。

本開示は、このような課題に着目してなされたものであって、その目的は、偏摩耗を抑制した空気入りラジアルタイヤを提供することである。

本開示の空気入りラジアルタイヤは、
接地面を形成するキャップゴムを備え、
前記キャップゴムは、タイヤ周方向に延びる主溝で区画され且つタイヤ周方向に延びる複数の陸部を有し、
前記複数の陸部のうちタイヤ幅方向で最も外側に位置するショルダー陸部は、タイヤ周方向に延び、前記ショルダー陸部をタイヤ幅方向内側の本体陸部とタイヤ幅方向外側の犠牲陸部とに区画する細溝を有し、
前記細溝を形成するタイヤ幅方向内側の溝側面と前記本体陸部の接地面とが交差する角部に、前記キャップゴムよりも所定伸び引張応力が低い低モジュラスゴムが配置されている。

このように、本体陸部の角部に、キャップゴムよりも所定伸び引張応力が低い低モジュラスゴムが配置されているので、本体陸部の端部の接地圧が緩和し、タイヤ幅方向のせん断力及び滑りが小さくなり、本体陸部の端部の磨耗エネルギーが下がり、本体陸部の端部の磨耗を遅らせることが可能となる。よって、偏摩耗が抑制される。

本開示における一実施形態のショルダー陸部のタイヤ子午線断面図比較例を示すタイヤ子午線断面図変形例を示すタイヤ子午線断面図比較例を示すタイヤ子午線断面図変形例を示すタイヤ子午線断面図変形例を示すタイヤ子午線断面図図１に示すタイヤの磨耗形態を模式的に示すタイヤ子午線断面図従来のタイヤの磨耗形態を模式的に示すタイヤ子午線断面図

以下、本開示の一実施形態の空気入りラジアルタイヤについて、図面を参照して説明する。

図１は、本発明の空気入りラジアルタイヤのショルダー陸部におけるタイヤ子午線方向の断面図の一例である。図１に示すように、本実施形態に係る空気入りラジアルタイヤは、接地面を形成するキャップゴム１０を有する。キャップゴム１０は、タイヤ周方向ＰＤに延びる複数の主溝１１と、複数の主溝１１で区画されタイヤ周方向ＰＤに延びる複数の陸部と、を有する。図１では、タイヤ幅方向ＷＤで最も外側のショルダー陸部１２を図示している。

図１に示すように、ショルダー陸部１２は、タイヤ周方向に延びる細溝１５を有する。細溝１５は、ショルダー陸部１２をタイヤ幅方向内側ＷＤ２の本体陸部１３とタイヤ幅方向外側ＷＤ１の犠牲陸部１４とに区画する。

ショルダー陸部１２は、タイヤ幅方向最外側にてタイヤ周方向に延びる主溝１１よりもタイヤ幅方向外側に位置する。本実施形態では、本体陸部１３および犠牲陸部１４を含むショルダー陸部１２が、リブタイプで構成された例を示す。ただし、本発明における空気入りタイヤでは、トレッドパターンとしてリブタイプ、ブロックタイプ、あるいはラグタイプなど、特に限定なく採用可能である。

空気入りタイヤの偏摩耗を効果的に低減するために、接地端ＬＥを基準にしてトレッド接地幅の５％以内の領域に細溝１５を設けることが好ましい。この細溝１５の溝深さＤは、空気入りタイヤのサイズによって適宜変更可能であるが、例えば１０～１８ｍｍが例示される。細溝１５の溝深さＤは、主溝の溝深さと同程度である。また、本実施形態では、細溝１５をトレッド踏面から溝底１５ａに向かって、そのタイヤ幅方向ＷＤにおける溝幅が漸増するように設定しているが、溝幅が一定であってもよい。細溝１５の溝幅としては、例えば１～２ｍｍが例示される。また、溝底１５ａの位置での犠牲陸部１４の幅は、例えば２～１０ｍｍが例示される。

図１に示すように、細溝１５を形成するタイヤ幅方向内側ＷＤ２の溝側面１５ｂと本体陸部１３の接地面１０ａとが交差する角部に、低モジュラスゴム２０が配置されている。低モジュラスゴム２０は、キャップゴム１０よりも所定伸び引張応力が低い。所定伸び引張応力は、ＪＩＳＫ６２５１：２０１０の「３．７所定伸び引張応力（stress at a given elongation），Ｓ」に準拠して計測される。タイヤの新品時において、低モジュラスゴム２０は、本体陸部１３の接地面１０ａの一部として露出すると共に、細溝１５の溝側面１５ｂの一部として露出している。

低モジュラスゴム２０は、細溝１５に沿って細溝１５の溝底１５ａまで延びていてもよいが、接地面１０ａ側の一部のみに配置してもよい。磨耗の過程を磨耗初期、中期、末期の３段階に分けたときに、磨耗初期における本体陸部１３の角部の磨耗を抑制するためには、低モジュラスゴム２０の深さＨ１は、接地面１０ａを基準として、細溝１５のタイヤ径方向ＲＤの深さＤの３０％の深さ以上であることが好ましい。Ｈ１≧Ｄ×３０％である。低モジュラスゴム２０のタイヤ幅方向ＷＤの幅Ｗ１は、本体陸部１３のタイヤ幅方向ＷＤの寸法Ｗの１０％以上あることが好ましい。この範囲は、本体陸部１３の角部として接地圧が、本体陸部１３の中央側に比べて高く、磨耗が進みやすい部位だからである。

このように、本体陸部１３の角部に低モジュラスゴム２０が配置されていれば、本体陸部１３の端部（角部）の接地圧が緩和し、タイヤ幅方向ＷＤに沿ったせん断力及び滑りが小さくなり、磨耗エネルギーが下がるので、本体陸部１３の端部の磨耗を遅らせることができる。

低モジュラスゴム２０により、本体陸部１３の端部（角部）の磨耗の発生が遅れるが、それでも段差磨耗がいずれ発生してしまう。このとき、低モジュラスゴム２０よりも本体陸部１３の内側は段差磨耗の浸食先となる。段差磨耗はブレーキング力によりタイヤ幅方向内側ＷＤ２へ進行してしまう。

そこで、本実施形態では、図１に示すように、キャップゴム１０よりも所定伸び引張応力が高い高モジュラスゴム２１が配置されている。高モジュラスゴム２１は、低モジュラスゴム２０よりもタイヤ幅方向内側ＷＤ２で且つタイヤ径方向内側ＲＤ２となる領域に配置されている。タイヤの新品時において高モジュラスゴム２１は接地面１０ａに露出していない。

このように、段差磨耗の浸食先となる部位に高モジュラスゴム２１があれば、段差磨耗がタイヤ幅方向内側ＷＤ２へ進行するよりも、タイヤ径方向内側ＲＤ２に向かう磨耗が早くなる。その結果、段差磨耗の進行を抑制でき、本体陸部１３の磨耗形態が、タイヤ径方向内側ＲＤ２へ向かう均一磨耗になりやすくなる。

本実施形態の高モジュラスゴム２１は、接地面１０ａを基準として、細溝１５のタイヤ径方向ＲＤに沿った深さＤの３０～６０％の範囲に配置されている。高モジュラスゴム２１のタイヤ径方向ＲＤに沿った深さをＨ２とすれば、Ｈ２＝Ｄ×６０％である。これは一例であって、これに限定されない。高モジュラスゴム２１のタイヤ幅方向ＷＤに沿った幅Ｗ２は、本体陸部１３のタイヤ幅方向ＷＤに沿った寸法Ｗの３５～７５％であることが好ましい。

図２Ａは、比較例を示す。図２Ｂは、変形例を示す。図２Ａは、低モジュラスゴム２０と高モジュラスゴム２１とのタイヤ径方向ＲＤの位置が重なっている例である。この構成の場合、低モジュラスゴム２０が磨耗しきる前に高モジュラスゴム２１が露出することになり、磨耗形態が悪化してしまうと考えられる。よって、図１及び図２Ｂに示すように、高モジュラスゴム２１は低モジュラスゴム２０よりもタイヤ径方向内側ＲＤ２に配置されていることが好ましい。図２Ｂに示すように、低モジュラスゴム２０と高モジュラスゴム２１との間にキャップゴム１０が介在して、低モジュラスゴム２０と高モジュラスゴム２１とがタイヤ径方向ＲＤに離れていてもよい。図１に示すように、高モジュラスゴム２１のタイヤ径方向外側端２１ａと、低モジュラスゴム２０のタイヤ径方向内側端２０ａとが、タイヤ径方向ＲＤに沿って面一であることが好ましい。

図３Ａは、比較例を示す。図３Ｂは、変形例を示す。図３Ａは、高モジュラスゴム２１と低モジュラスゴム２０とのタイヤ幅方向ＷＤの位置が重なっている、すなわち、低モジュラスゴム２０の下方に高モジュラスゴム２１が配置されている。この構成の場合、均一磨耗が阻害されてしまうと考えられる。よって、図１及び図３Ｂに示すように、高モジュラスゴム２１は低モジュラスゴム２０よりもタイヤ幅方向内側ＷＤ２に配置されていることが好ましい。図３Ｂに示すように、低モジュラスゴム２０と高モジュラスゴム２１との間にキャップゴム１０が介在して、低モジュラスゴム２０と高モジュラスゴム２１とがタイヤ幅方向ＷＤに離れていてもよい。図１に示すように、高モジュラスゴム２１のタイヤ幅方向外側端２１ｂと、低モジュラスゴム２０のタイヤ幅方向内側端２０ｂとが、接地面１０ａに平行な面に沿って面一であることが好ましい。

図１に示すように、本体陸部１３は、本体陸部１３のタイヤ幅方向内側ＷＤ２に隣接する主溝１１からタイヤ幅方向外側ＷＤ１に延び且つ本体陸部１３の内部で終端するサイプＳを有する。高モジュラスゴム２１のタイヤ幅方向最内端２１ｃは、タイヤ周方向ＰＤに沿って見てサイプＳと重ならない位置に配置されている。すなわち、タイヤ周方向ＰＤに見てサイプＳと重なる領域には、高モジュラスゴム２１は配置されていない。

サイプＳが配置される領域は、ブレーキング力が逃げて、滑りにくく、段差磨耗が生じにくく、タイヤ径方向内側ＲＤ２へ向けて均一に磨耗していく。サイプＳが配置される領域には、段差磨耗を抑制するための高モジュラスゴム２１が必要ではない。仮に、サイプＳが配置される領域に高モジュラスゴム２１を配置すると、タイヤ径方向内側ＲＤ２への磨耗が必要以上に促進されてしまうからである。

図４は、変形例を示す。一方、図４に示すように、本体陸部１３のタイヤ幅方向内側ＷＤ２の端部には、サイプが形成されていない場合には、高モジュラスゴム２１のタイヤ幅方向最内端２１ｃは、主溝１１に到達し、本体陸部１３のタイヤ幅方向内側ＷＤ２の端に配置されることになる。これにより、段差磨耗が生じても高モジュラスゴム２１により段差磨耗の進行を抑制することができるからである。

図５は、図１に示すタイヤの磨耗形態を時系列に示している。図６の従来のタイヤの磨耗形態を時系列に示している。図５及び図６の一段目の図を比較すると、低モジュラスゴム２０により本体陸部１３の端部の磨耗が遅れることが分かる。図６の２～４段目の図は段差磨耗が発生した後に、段差磨耗がタイヤ幅方向内側へ進行していることを示している。これに対して、図５の３段目、４段目を見れば、本実施形態のタイヤでは、段差磨耗が発生しても、高モジュラスゴム２１がタイヤ径方向内側ＲＤ２へ早く磨耗するので、段差磨耗が陸部内側へ進行することを抑制し、均一磨耗となっていることが分かる。

以上のように、本実施形態の空気入りラジアルタイヤは、接地面１０ａを形成するキャップゴム１０を備える。キャップゴム１０は、タイヤ周方向ＰＤに延びる主溝１１で区画され且つタイヤ周方向ＰＤに延びる複数の陸部を有する。複数の陸部のうちタイヤ幅方向ＷＤで最も外側に位置するショルダー陸部１２は、タイヤ周方向ＰＤに延び、ショルダー陸部１２をタイヤ幅方向内側ＷＤ２の本体陸部１３とタイヤ幅方向外側ＷＤ１の犠牲陸部１４とに区画する細溝１５を有する。細溝１５を形成するタイヤ幅方向内側ＷＤ２の溝側面１５ｂと本体陸部１３の接地面１０ａとが交差する角部に、キャップゴム１０よりも所定伸び引張応力が低い低モジュラスゴム２０が配置されている。

このように、本体陸部１３の角部に、キャップゴム１０よりも所定伸び引張応力が低い低モジュラスゴム２０が配置されているので、本体陸部１３の端部の接地圧が緩和し、タイヤ幅方向ＷＤのせん断力及び滑りが小さくなり、本体陸部１３の端部の磨耗エネルギーが下がり、本体陸部１３の端部の磨耗を遅らせることが可能となる。よって、偏摩耗が抑制される。

本実施形態では、低モジュラスゴム２０のタイヤ径方向ＲＤに沿った深さＨ１は、接地面１０ａを基準として、細溝１５のタイヤ径方向ＲＤに沿った深さＤの３０％以上である。

この構成によれば、磨耗の過程を磨耗初期、中期、末期の３段階に分けたときに、磨耗初期における本体陸部の角部の磨耗を的確に抑制できる。

本実施形態では、低モジュラスゴム２０のタイヤ幅方向ＷＤに沿った幅Ｗ１は、本体陸部１３のタイヤ幅方向ＷＤに沿った幅Ｗの１０％以上である。

この範囲は、本体陸部１３の角部として接地圧が、本体陸部１３の中央側に比べて高く、磨耗が進みやすい部位であり、上記構成によれば、本開示による効果が発揮されやすい好ましい実施形態である。

本実施形態では、低モジュラスゴム２０よりもタイヤ幅方向内側ＷＤ２で且つタイヤ径方向内側ＲＤ２となる領域に、キャップゴム１０よりも所定伸び引張応力が高い高モジュラスゴム２１が配置されている。

低モジュラスゴム２０により、本体陸部１３の端部の磨耗が抑制されるが、それでも段差磨耗がいずれ生じてしまう。低モジュラスゴム２０よりも陸部内側は段差磨耗の浸食先となる。仮に、段差磨耗の浸食先となる部位に高モジュラスゴム２１がなければ、ブレーキング力により段差磨耗がタイヤ幅方向内側ＷＤ２へ進行してしまう。しかし、本実施形態のように、段差磨耗の浸食先となる部位に高モジュラスゴム２１があれば、段差磨耗がタイヤ幅方向内側ＷＤ２へ進行するよりも、タイヤ径方向内側ＲＤ２に向かう磨耗が早くなるので、段差磨耗の進行を抑制でき、本体陸部１３の磨耗形態が、タイヤ径方向内側ＲＤ２へ向かう均一磨耗になりやすくなる。

仮に、図２Ａに示すように、高モジュラスゴム２１と低モジュラスゴム２０とのタイヤ径方向ＲＤの位置が重なっていると、低モジュラスゴム２０が磨耗しきる前に高モジュラスゴム２１が露出してしまい、磨耗形態が悪化してしまう。これに対して、本実施形態では、高モジュラスゴム２１は、低モジュラスゴム２０よりもタイヤ径方向内側ＲＤ２に配置してあるので、磨耗形態の悪化を避けることができる。

仮に、図３Ａに示すように、高モジュラスゴム２１と低モジュラスゴム２０とのタイヤ幅方向ＷＤの位置が重なっている、すなわち、低モジュラスゴム２０の下方に高モジュラスゴム２１が配置されていると、均一磨耗が阻害されてしまう。これに対して、本実施形態では、高モジュラスゴム２１は、低モジュラスゴム２０よりもタイヤ幅方向内側ＷＤ２に配置されているので、均一磨耗が阻害されることを回避できる。

本実施形態では、高モジュラスゴム２１のタイヤ径方向外側端２１ａと、低モジュラスゴム２０のタイヤ径方向内側端２０ａとが面一である。好ましい実施形態である。

本実施形態では、高モジュラスゴム２１のタイヤ幅方向外側端２１ｂと、低モジュラスゴム２０のタイヤ幅方向内側端２０ｂとが面一である。好ましい実施形態である。

本実施形態の図１では、本体陸部１３は、本体陸部１３のタイヤ幅方向内側ＷＤ２に隣接する主溝１１からタイヤ幅方向外側ＷＤ１に延び且つ本体陸部１３の内部で終端するサイプＳを有する。高モジュラスゴム２１のタイヤ幅方向最内端２１ｃは、タイヤ周方向ＰＤに沿って見てサイプＳと重ならない位置に配置されている。

サイプＳが配置されている領域は、ブレーキング力が逃げて、滑り難く、段差磨耗ができにくく、タイヤ径方向内側ＲＤ２へ向けて磨耗していく。本実施形態のように、高モジュラスゴム２１のタイヤ幅方向最内端２１ｃは、タイヤ周方向ＰＤに沿って見てサイプＳと重ならない位置に配置されているので、サイプＳが配置されている領域が高モジュラスゴム２１によって更に磨耗が促進されず、全体として均一な磨耗を期待できる。

本実施形態の図４では、本体陸部１３のタイヤ幅方向内側ＷＤ２の端部には、サイプが形成されておらず、高モジュラスゴム２１のタイヤ幅方向最内端２１ｃは、本体陸部１３のタイヤ幅方向内側ＷＤ２の端に配置されている。

この構成によれば、本体陸部１３のタイヤ幅方向内側ＷＤ２の端部はサイプが形成されていないので、段差磨耗が発生する可能性があり、仮に、段差磨耗が生じても高モジュラスゴム２１により段差磨耗の進行を抑制することが可能となる。

以上、本発明の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

上記の各実施形態で採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１０ａ接地面
１０キャップゴム
１１主溝
１２ショルダー陸部
１３本体陸部
１４犠牲陸部
１５細溝
１５ｂ溝側面
２０低モジュラスゴム
２１高モジュラスゴム
Ｓサイプ
ＷＤ１タイヤ幅方向外側
ＷＤ２タイヤ幅方向内側
ＰＤタイヤ周方向

Claims

接地面を形成するキャップゴムを備え、
前記キャップゴムは、タイヤ周方向に延びる主溝で区画され且つタイヤ周方向に延びる複数の陸部を有し、
前記複数の陸部のうちタイヤ幅方向で最も外側に位置するショルダー陸部は、タイヤ周方向に延び、前記ショルダー陸部をタイヤ幅方向内側の本体陸部とタイヤ幅方向外側の犠牲陸部とに区画する細溝を有し、
前記細溝を形成するタイヤ幅方向内側の溝側面と前記本体陸部の接地面とが交差する角部に、前記キャップゴムよりも所定伸び引張応力が低い低モジュラスゴムが配置されており、
前記低モジュラスゴムよりもタイヤ幅方向内側で且つタイヤ径方向内側となる領域に、前記キャップゴムよりも所定伸び引張応力が高い高モジュラスゴムが配置されている、空気入りラジアルタイヤ。
前記低モジュラスゴムのタイヤ径方向に沿った深さは、前記接地面を基準として、前記細溝のタイヤ径方向に沿った深さの３０％以上である、請求項１に記載のタイヤ。
前記低モジュラスゴムのタイヤ幅方向に沿った幅は、前記本体陸部のタイヤ幅方向に沿った幅の１０％以上である、請求項１又は２に記載のタイヤ。
前記高モジュラスゴムのタイヤ径方向外側端と、前記低モジュラスゴムのタイヤ径方向内側端とが面一である、請求項１～３のいずれかに記載のタイヤ。
前記高モジュラスゴムのタイヤ幅方向外側端と、前記低モジュラスゴムのタイヤ幅方向内側端とが面一である、請求項１～４のいずれかに記載のタイヤ。
前記本体陸部は、前記本体陸部のタイヤ幅方向内側に隣接する主溝からタイヤ幅方向外側に延び且つ前記本体陸部の内部で終端するサイプを有し、
前記高モジュラスゴムのタイヤ幅方向最内端は、タイヤ周方向に沿って見て前記サイプと重ならない位置に配置されている、請求項１～５のいずれかに記載のタイヤ。
前記本体陸部のタイヤ幅方向内側の端部には、サイプが形成されておらず、
前記高モジュラスゴムのタイヤ幅方向最内端は、前記本体陸部のタイヤ幅方向内側の端に配置されている、請求項１～６のいずれかに記載のタイヤ。