JP3999521B2 - 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、耐摩耗性を損なわずにトレッドのセンター領域における発熱を抑制する空気入りタイヤに関し、特に重荷重用ラジアルタイヤに好適なものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、例えばダンプトラック等の車両に用いられる空気入りタイヤである重荷重用ラジアルタイヤとして、図４に示すように、路面と接する踏面部となるタイヤのトレッド１１４部分に、主溝１１８が等間隔で複数形成されることで、ラグパターンとなるトレッドパターンを有するものが、知られている。
そして、このラグパターンをトレッドに有した重荷重ラジアルタイヤでは、トレッドの耐摩耗性を向上させてロングライフ化を図る為に、耐摩耗性の優れたゴム材を採用したり、トレッドのボリュームを増加したり或いは、ネガティブ比を減少させたりする等の手法を用いてきた。
【０００３】
この一方、上記の重荷重用ラジアルタイヤにおいて要求されるタイヤ性能としては、故障する事無く如何にロングライフ化が図れるかであるものの、特に昨今、車両の超大型化や高速化が進んでおり、故障する事無くロングライフ化を図ることが難しくなってきている。
【０００４】
つまり、車両の大型化はタイヤの大型化を招き、相応のタイヤライフを確保するには、必然的にトレッドのボリュームを増加させる必要があるが、トレッドのボリュームの増加は、タイヤ転動時における曲げ変形やせん断変形によって損失するエネルギーが多くなる結果として、タイヤ温度の上昇を招くことになる。
ここでタイヤ温度とは、特にラジアルタイヤのベルト上部での温度を意味するが、該ベルト上部での温度の上昇が、ベルトとトレッドを形成するゴム材との間でセパレーションを引き起こす原因となり得る。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
以上より、重荷重用ラジアルタイヤでは、上記のように耐摩耗性が重視されているので、結果として、タイヤ転動時においてトレッド部分からの発熱の増大を招く傾向がある。また、重荷重用ラジアルタイヤのトレッドパターンとして一般的なラグパターンは、トレッドの中央域となるセンター領域にリブを有していることから、特にこのセンター領域での放熱効果が小さくなる傾向も有している。
【０００６】
この結果として、従来のラグパターンを有した重荷重用ラジアルタイヤでは、耐摩耗性と発熱の抑制との両立が困難であり、ヒートセパレーションやカットセパレーション等の故障をトレッドのセンター領域で引き起こす虞が強かった。
本発明は上記事実を考慮し、耐摩耗性を損なわずにトレッドのセンター領域における発熱を抑制し得る空気入りタイヤを提供することが目的である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１に係る空気入りタイヤは、少なくとも主溝をトレッドの両側域に有すると共に、トレッドの全幅の半分の大きさとされるトレッドの中央域における中央線上にトレッドの周方向に沿って連続して延びるリブを有した空気入りタイヤにおいて、
トレッドの周方向に沿ってそれぞれ延在する副溝をこの中央域にトレッドの中央線を挟んでそれぞれ一つづつ設け、主溝の深さをＤとし、中央域の幅をＷとし、副溝の幅をＫとすると共に深さをＨとし、各副溝の幅Ｋと深さＨの総和をΣ（Ｋ＋Ｈ）とし、副溝間の間隔をＬとしたとき、
０．１５Ｄ≦Ｈ≦０．５Ｄ
０．２Ｗ≦Σ（Ｋ＋Ｈ）≦０．４Ｗ
０．２Ｗ≦Ｌ≦０．４Ｗ
とされることを特徴とする。
【０００８】
請求項１に係る空気入りタイヤの作用を以下に説明する。
本請求項では、少なくとも主溝をトレッドの両側域に有すると共に、トレッドの全幅の半分の大きさとされるトレッドの中央域における中央線上にトレッドの周方向に沿って連続して延びるリブを有した構造の空気入りタイヤとされている。
そして、トレッドの周方向に沿ってそれぞれ延在する副溝をこの中央域にトレッドの中央線を挟んでそれぞれ一つづつ設け、主溝の深さをＤとし、中央域の幅をＷとし、副溝の幅をＫとすると共に深さをＨとし、各副溝の幅Ｋと深さＨの総和をΣ（Ｋ＋Ｈ）とし、副溝間の間隔をＬとしたとき、
副溝の深さＨ、各副溝の幅Ｋと深さＨの総和Σ（Ｋ＋Ｈ）及び間隔Ｌが、
０．１５Ｄ≦Ｈ≦０．５Ｄ
０．２Ｗ≦Σ（Ｋ＋Ｈ）≦０．４Ｗ
０．２Ｗ≦Ｌ≦０．４Ｗ
とそれぞれされている。
【０００９】
つまり、副溝の深さＨを０．１５Ｄより浅くすると、放熱による温度低減効果が損なわれ、また、副溝の深さＨを０．５Ｄより深くすると、耐摩耗性の低下が顕著となる。この為、副溝の深さＨを上記の０．１５Ｄ≦Ｈ≦０．５Ｄの範囲の大きさとした。
【００１０】
さらに、副溝による放熱総表面積を確保して温度を低減する為に、上記のように各副溝の幅Ｋと深さＨを加えたものの総和Σ（Ｋ＋Ｈ）を、０．２Ｗ以上であって０．４Ｗ以下の範囲の大きさとすることが好ましい。
すなわち、この総和が０．２Ｗより小であると、放熱面積を十分に確保できず、また、この総和が０．４Ｗより大であると、トレッドの剛性低下を招き耐摩耗性を損なうことになる。
【００１１】
この一方、トレッドの中央線を挟んでそれぞれ一つづつ副溝が設けられた結果として、トレッドの中央域において幅方向に均等に発熱を抑制できるようになる。
以上より、本請求項に係る空気入りタイヤによれば、トレッドの両側域に主溝を有するようなラグ系のトレッドパターンを有していても、複数の副溝をトレッドの周方向に沿って延在する形に設けることにより、耐摩耗性の低下を最小限にとどめつつ、トレッドの中央域に対応する部分であるセンター領域における発熱を抑制することが可能となった。
【００１３】
さらに、副溝をこの中央域にトレッドの中央線を挟んでそれぞれ一つづつ設けるのに伴って、上記のように副溝間の間隔Ｌを０．２Ｗ≦Ｌ≦０．４Ｗとした。
すなわち、副溝同士の間隔Ｌを狭くして０．２Ｗより狭くすると、トレッドの剛性が低下する結果として、タイヤ装着初期の耐摩耗性が低下する。この一方、副溝同士の間隔Ｌを広くして０．４Ｗより広くすると、発熱の低減効果が十分得られない。従って、副溝間の間隔Ｌの大きさを上記の範囲とすることが好ましい。
以上より、副溝間の間隔Ｌの大きさが上記の範囲のラジアルタイヤに適用すると、本請求項の作用効果がより発揮されることになる。
【００１４】
請求項２に係る空気入りタイヤの作用を以下に説明する。
本請求項では請求項１と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、主溝の深さＤが、６０ｍｍ以上とされるという構成を有している。
つまり、耐摩耗性の向上と発熱の抑制の両立が難しい大型タイヤとされる主溝深さＤを６０ｍｍ以上有するラジアルタイヤに適用すると、請求項１の作用効果がより発揮されることになる。
【００１５】
請求項３に係る空気入りタイヤの作用を以下に説明する。
本請求項では請求項１及び請求項２と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、中央域の副溝を除く部分のネガティブ比が、１０％〜３０％とされるという構成を有している。
つまり、中央域の副溝を除く部分のネガティブ比の値が上記の範囲のラジアルタイヤに適用すると、請求項１の作用効果がより発揮されることになる。
【００１６】
請求項４に係る空気入りタイヤの作用を以下に説明する。
本請求項では請求項１から請求項３と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、トレッドの両側域が主溝と陸部との組み合わせのラグパターンとされるという構成を有している。
つまり、耐摩耗性の向上と発熱の抑制の両立が難しいラグパターンを有した重荷重用ラジアルタイヤに適用すると、請求項１の作用効果がより発揮されることになる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施の形態に係る空気入りタイヤを図に基づき説明する。
図１は、本実施の形態となる空気入りタイヤ１０のトレッドパターンの典型例を示す図である。ここで、空気入りタイヤ１０の内部構造については、ラジアルカーカスであるカーカス１２と、このカーカス１２のクラウン部を覆うように配置された剛性の高いベルト（図示せず）と、このベルトの外周面にトレッドゴムにより構成されて配置されたトレッド１４とを、組み合わせたこの種の空気入りタイヤとしてごく一般的なものなので、以下の説明において記載を省略する。
【００２０】
さらに、図１に示すように、この空気入りタイヤ１０の路面と接する外皮を円弧状であるクラウン形状に外表面が形成された上記のトレッド１４が構成している。このトレッド１４の中央線ＣＬを中心とした中央域Ａには、トレッド１４の周方向Ｙに沿って延びるリブである陸部１６が形成されたパターンとトレッド１４の中央域Ａはされている。尚、このトレッド１４の中央域Ａは、中央線ＣＬを中心とするものの、トレッド１４の全幅Ｗ０の半分（つまり、１／２）の大きさの幅Ｗを有している。
【００２１】
また、トレッド１４の端部を形成するショルダ部１４Ａ寄りの両側域Ｂには、トレッド１４の周方向Ｙに沿って主溝１８と陸部１６とが等間隔で並んでおり、これら主溝１８と陸部１６との組み合わせよりなるラグパターンがこの両側域Ｂに形成されている。そして、これら主溝１８の深さＤは、６０ｍｍ以上である８０ｍｍの大きさと、本実施の形態ではされている。
【００２２】
一方、この陸部１６の中央域Ａの部分には、トレッド１４の中央線ＣＬを挟んでそれぞれ一つづつ設けられる形で、トレッド１４の周方向Ｙにほぼ沿ってそれぞれ延在する一対の副溝２０Ａ、２０Ｂが、設けられている。
ここで具体的には、副溝２０Ａ、２０Ｂ間の間隔Ｌが０．２８Ｗの大きさとされ、図において左側の第１副溝２０Ａの深さＨ及び図において右側の第２副溝２０Ｂの深さＨが、それぞれ０．３０Ｄの大きさとされている。
また、各副溝２０Ａ、２０Ｂの幅Ｋと深さＨの和であるＫ＋Ｈが、それぞれ０．１１Ｗの大きさとされているので、各副溝２０Ａ、２０Ｂの幅Ｋと深さＨの総和Σ（Ｋ＋Ｈ）が０．２２Ｗの大きさとなる。
【００２３】
そして、本実施の形態では、副溝２０Ａ、２０Ｂ間の間隔Ｌ、副溝２０Ａ、２０Ｂそれぞれの深さＨ及び、各副溝２０Ａ、２０Ｂの幅Ｋと深さＨの総和Σ（Ｋ＋Ｈ）が、
０．２Ｗ≦Ｌ≦０．４Ｗ
０．１５Ｄ≦Ｈ≦０．５Ｄ
０．２Ｗ≦Σ（Ｋ＋Ｈ）≦０．４Ｗ
の関係を有するようにされている。
但し、本実施の形態に係る空気入りタイヤ１０のトレッド１４においては、中央域Ａの副溝２０Ａ、２０Ｂを除く部分のネガティブ比が１０％〜３０％内に入る２５％とされた構造となっている。
【００２４】
次に、本実施の形態に係る空気入りタイヤ１０の作用を以下に説明する。
本実施の形態に係る空気入りタイヤ１０は、主溝１８をトレッド１４の両側域Ｂに有すると共に、トレッド１４の全幅Ｗ０の半分の大きさとされるトレッド１４の中央域Ａにリブを有した構造となっている。
そして、トレッド１４の周方向Ｙにほぼ沿ってそれぞれ延在する副溝２０Ａ、２０Ｂが、トレッド１４の中央線ＣＬを挟んでそれぞれ一つづつ設けられることで、この中央域Ａに２つ設けられており、副溝２０Ａ、２０Ｂ間の間隔Ｌ、副溝２０Ａ、２０Ｂの深さＨ及び、各副溝２０Ａ、２０Ｂの幅Ｋと深さＨの総和Σ（Ｋ＋Ｈ）が、それぞれ上記の範囲とされている。
【００２５】
つまり、２つの副溝２０Ａ、２０Ｂをこの中央域Ａに設けるのに伴って、副溝２０Ａ、２０Ｂ同士の間隔Ｌを狭くして０．２Ｗより狭くすると、トレッド１４の剛性が低下する結果として、タイヤ装着初期の耐摩耗性が低下する。この一方、副溝２０Ａ、２０Ｂ同士の間隔Ｌを広くして０．４Ｗより広くすると、発熱の低減効果が十分得られない。従って、副溝２０Ａ、２０Ｂ間の間隔Ｌの大きさを上記の範囲とすることが好ましい。
【００２６】
一方、副溝２０Ａ、２０Ｂの深さＨを０．１５Ｄより浅くすると、放熱による温度低減効果が損なわれ、また、副溝２０Ａ、２０Ｂの深さＨを０．５Ｄより深くすると、耐摩耗性の低下が顕著となる。この為、副溝２０Ａ、２０Ｂの深さＨを上記の０．１５Ｄ≦Ｈ≦０．５Ｄの範囲の大きさとした。
【００２７】
さらに、副溝２０Ａ、２０Ｂによる放熱総表面積を確保して温度を低減する為に、上記のように各副溝２０Ａ、２０Ｂの幅Ｋと深さＨを加えたものの総和Σ（Ｋ＋Ｈ）を、０．２Ｗ≦Σ（Ｋ＋Ｈ）≦０．４Ｗの範囲の大きさとすることが好ましい。
すなわち、この総和が０．２Ｗより小であると、放熱面積を十分に確保できず、また、この総和が０．４Ｗより大であると、トレッド１４の剛性低下を招き耐摩耗性を損なうことになる。
【００２８】
以上より、本実施の形態に係る空気入りタイヤ１０によれば、トレッド１４の両側域Ｂに主溝１８を有するようなラグ系のトレッドパターンを有していても、複数の副溝２０Ａ、２０Ｂをトレッド１４の周方向Ｙに沿って延在する形に設けることにより、耐摩耗性の低下を最小限にとどめつつ、トレッド１４のセンター領域における発熱を抑制することが可能となった。
そしてこの際、トレッド１４の中央線ＣＬを挟んでそれぞれ一つづつ副溝２０Ａ、２０Ｂが設けられた結果として、トレッド１４の中央域Ａにおいて幅方向に均等に発熱を抑制できるようにもなった。
【００２９】
他方、本実施の形態では、主溝１８の深さＤが、６０ｍｍ以上とされると共に、中央域Ａの副溝２０Ａ、２０Ｂを除く部分のネガティブ比が、１０％〜３０％とされた空気入りタイヤであって、トレッド１４の両側域Ｂが主溝１８と陸部との組み合わせのラグパターンを有している。
つまり、耐摩耗性の向上と発熱の抑制の両立が難しいラグパターンを有した重荷重用ラジアルタイヤとされる、主溝１８深さＤを６０ｍｍ以上有し且つ中央域Ａの副溝２０Ａ、２０Ｂを除く部分のネガティブ比の値が上記の範囲のラジアルタイヤに、本実施の形態を適用すると、上記の作用効果がより発揮されることになる。
【００３０】
次に、比較例１に係る空気入りタイヤを図２に基づき説明する。尚、第１の実施の形態で説明した部材には同一の符号を付して、重複した説明を省略する。
図２に示すように、比較例１に係る空気入りタイヤ１０の陸部１６の中央域Ａの部分には、トレッド１４の中央線ＣＬを挟んでそれぞれ一つづつ設けられる形で、トレッド１４の周方向Ｙにほぼ沿ってそれぞれ延在する２つの副溝である図において左側の第１副溝２０Ａ及び図において右側の第３副溝２０Ｃが、形成されるだけでなく、中央線ＣＬに沿って第２副溝２０Ｂが設けられている。つまり、比較例１は、計３つの副溝２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃを有した構造になっている。
【００３１】
そして、２つの副溝２０Ａ、２０Ｂ間の間隔Ｌが０．２６Ｗ〜０．３６Ｗの大きさとされ、２つの副溝２０Ｂ、２０Ｃ間の間隔Ｌも同様に０．２６Ｗ〜０．３６Ｗの大きさとされている。つまり、中央線ＣＬを挟んでそれぞれ設けられた２つの副溝２０Ａ、２０Ｃは、それぞれトレッド１４の周方向Ｙに対して斜めとなっているものの、第２副溝２０Ｂは中央線ＣＬ上でトレッド１４の周方向Ｙに沿って延在して設けられているので、間隔Ｌの大きさが変化することになる。
【００３２】
さらに、比較例１では、第１副溝２０Ａの深さＨ及び第３副溝２０Ｃの深さＨがそれぞれ０．３６Ｄの大きさとされ、これらの間に位置する第２副溝２０Ｂの深さＨが０．４８Ｄの大きさとされている。
一方、第１副溝２０Ａ及び第３副溝２０Ｃの幅Ｋと深さＨの和であるＫ＋Ｈがそれぞれ０．１１Ｗの大きさとされ、また、第２副溝２０Ｂの幅Ｋと深さＨの和であるＫ＋Ｈが０．１６Ｗの大きさとされているので、各副溝２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの幅Ｋと深さＨの総和Σ（Ｋ＋Ｈ）が０．３８Ｗの大きさとなる。
【００３３】
つまり、比較例１では、副溝２０Ａ、２０Ｂ間の間隔Ｌ、副溝２０Ｂ、２０Ｃ間の間隔Ｌ、副溝２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃそれぞれの深さＨ及び、各副溝２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃの幅Ｋと深さＨの総和Σ（Ｋ＋Ｈ）が、第１の実施の形態で説明した範囲内に入っているので、耐摩耗性の低下を最小限にとどめつつ、トレッド１４のセンター領域における発熱を抑制することが可能となる。
さらに、比較例１では、中央線ＣＬを挟んで一つづつ副溝２０Ａ、２０Ｃが設けられると共に、中央線ＣＬに沿って第２副溝２０Ｂが設けられた結果として、トレッド１４の中央域Ａにおいて幅方向に均等でより確実に発熱を抑制できるようになる。
【００３４】
次に、上記第１の実施の形態で説明した空気入りタイヤ１０を実施例１とすると共に、比較例１で説明した空気入りタイヤ１０を比較例１とし、実施例１を、比較例１、２に係るタイヤ及び従来例に係るタイヤと比較した結果を、以下の表１に基づき説明する。
【００３５】
つまり、比較例２としては図３に示す構造のものである。この比較例２は、実施例１と同様に、陸部１６の中央域Ａの部分に、トレッド１４の周方向Ｙにほぼ沿ってそれぞれ延在する一対の副溝２０Ａ、２０Ｂが、設けられているが、副溝２０Ａ、２０Ｂ間の間隔Ｌが０．１６Ｗの大きさとされ、第１副溝２０Ａの深さＨ及び第２副溝２０Ｂの深さＨがそれぞれ０．７２Ｄの大きさとされている。また、各副溝２０Ａ、２０ＢのＫ＋Ｈがそれぞれ０．２２Ｗの大きさとされているので、各副溝２０Ａ、２０Ｂの幅Ｋと深さＨの総和Σ（Ｋ＋Ｈ）が０．４４Ｗの大きさとなっている。
他方、従来例は図４に示すラグパターンのタイヤである。
【００３６】
【表１】

【００３７】
ここで試験の際の条件としては下記の通りであり、上記のような各タイヤをドラム試験装置に装着して、ドラムによる走行試験を行った。
タイヤサイズ：４０．００Ｒ５７
使用リム：２９．００／６．０＊５７
空気圧：７００ＫＰａ
正規荷重：６０ｔｏｎ
【００３８】
表１の結果より、発熱性に関して、従来例のタイヤは９５℃の温度となり、比較例２のタイヤは８９℃の温度となったのに対して、実施例１のタイヤは９３℃の温度であり、比較例１のタイヤは９２℃の温度であった。
また、摩耗性に関して、従来例のタイヤが１００とされ、比較例２のタイヤは８８となったのに対して、実施例１のタイヤは９７であり、比較例１のタイヤは９６であった。
【００３９】
つまり、実施例１及び比較例１は摩耗性に関して若干評価が低いものの、発熱性に関して従来例より改善されており、比較例２と比べて耐摩耗性を損なわずにトレッドのセンター領域における発熱を抑制できたことが理解できる。
ここで、発熱性はドラム試験の結果における中央域Ａのベルト上での平均温度であり、摩耗性は従来例を１００とした場合の指数で示し、値が少ない程、良好な評価を意味する。
【００４０】
尚、上記実施の形態は重荷重用ラジアルタイヤに適用されるものであるが、他の種類のタイヤに適用しても良いことは言うまでもない。また、副溝の幅や深さの寸法も上記の実施例のものに限定されるものでは無い。
【００４１】
【発明の効果】
本発明の空気入りタイヤは上記構成としたので、耐摩耗性を損なわずにトレッドのセンター領域における発熱を抑制できるという優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施の形態に係る空気入りタイヤを示す図であって、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の１Ｂ−１Ｂ矢視における横断面図である。
【図２】 比較例１に係る空気入りタイヤを示す図であって、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の２Ｂ−２Ｂ矢視における横断面図である。
【図３】 比較例２に係る空気入りタイヤを示す図であって、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の３Ｂ−３Ｂ矢視における横断面図である。
【図４】 従来例に係る空気入りタイヤを示す図であって、（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）は（Ａ）の４Ｂ−４Ｂ矢視における横断面図である。
【符号の説明】
１０ 空気入りタイヤ
１４ トレッド
１４Ａ ショルダ部
１６ 陸部（リブ）
１８ 主溝
２０Ａ 副溝
２０Ｂ 副溝

Claims (4)

1. 少なくとも主溝をトレッドの両側域に有すると共に、トレッドの全幅の半分の大きさとされるトレッドの中央域における中央線上にトレッドの周方向に沿って連続して延びるリブを有した空気入りタイヤにおいて、
   トレッドの周方向に沿ってそれぞれ延在する副溝をこの中央域にトレッドの中央線を挟んでそれぞれ一つづつ設け、主溝の深さをＤとし、中央域の幅をＷとし、副溝の幅をＫとすると共に深さをＨとし、各副溝の幅Ｋと深さＨの総和をΣ（Ｋ＋Ｈ）とし、副溝間の間隔をＬとしたとき、
   ０．１５Ｄ≦Ｈ≦０．５Ｄ
   ０．２Ｗ≦Σ（Ｋ＋Ｈ）≦０．４Ｗ
   ０．２Ｗ≦Ｌ≦０．４Ｗ
   とされることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 主溝の深さＤが、６０ｍｍ以上とされることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 中央域の副溝を除く部分のネガティブ比が、１０％〜３０％とされることを特徴とする請求項１或いは請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. トレッドの両側域が主溝と陸部との組み合わせのラグパターンとされたことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の空気入りタイヤ。

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