(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至るカーカスと、前記カーカスのタイヤ半径方向外側かつ前記トレッド部の内部に配される複数のベルトプライからなるベルト層とを備えた重荷重用タイヤであって、
前記タイヤの一対のビードヒール間の距離を、正規リムのリム幅の110%に維持し、かつ内圧未充填の状態において、
前記トレッド部のタイヤ子午線断面での輪郭形状が、タイヤ赤道面上に中心を有する第1円弧と、前記第1円弧のタイヤ軸方向の両外側に配され、トレッド接地端に至る一対の第2円弧とによって形成され、
前記第2円弧の半径R2は、前記第1円弧の半径R1よりも大きく、
一方の第2円弧は、タイヤ軸方向でタイヤ赤道よりも他方の第2円弧の側に中心を有し、
前記他方の第2円弧は、タイヤ軸方向でタイヤ赤道よりも前記一方の第2円弧の側に中心を有し、
前記タイヤが、正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填された正規状態において、
前記トレッド部のタイヤ子午線断面での輪郭形状が、タイヤ赤道面上でかつ前記トレッド部に対してタイヤ半径方向の内側に中心を有する第3円弧と、前記第3円弧のタイヤ軸方向の両外側に配され、トレッド接地端に至る一対の第4円弧とによって形成され、
一方のトレッド接地端に至る円弧の中心が、前記内圧未充填の状態から前記正規状態に移行する際に、他方のトレッド接地端側からタイヤ赤道を超えて前記一方のトレッド接地端の側に移動し、
前記第4円弧の半径R4と前記第3円弧の半径R3との比R4/R3は、1.05〜1.25であることを特徴する重荷重用タイヤ。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、偏摩耗の発生を抑制できる重荷重用タイヤを提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明は、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至るカーカスと、前記カーカスのタイヤ半径方向外側かつ前記トレッド部の内部に配される複数のベルトプライからなるベルト層とを備えた重荷重用タイヤであって、
前記タイヤの一対のビードヒール間の距離を、正規リムのリム幅の110%に維持し、かつ内圧未充填の状態において、前記トレッド部のタイヤ子午線断面での輪郭形状が、タイヤ赤道面上に中心を有する第1円弧と、前記第1円弧のタイヤ軸方向の両外側に配される一対の第2円弧とによって形成され、前記第2円弧の半径R2は、前記第1円弧の半径R1よりも大きく、一方の第2円弧は、タイヤ軸方向でタイヤ赤道よりも他方の第2円弧の側に中心を有し、前記他方の第2円弧は、タイヤ軸方向でタイヤ赤道よりも前記一方の第2円弧の側に中心を有することを特徴とする。
【0009】
本発明に係る前記重荷重用タイヤにおいて、前記第2円弧の半径R2と、前記第1円弧の半径R1との比R2/R1は、1.20〜2.20であることが望ましい。
【0010】
本発明に係る前記重荷重用タイヤにおいて、前記タイヤが、正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填された正規状態において、前記トレッド部のタイヤ子午線断面での輪郭形状が、タイヤ赤道面上でかつ前記トレッド部に対してタイヤ半径方向の内側に中心を有する第3円弧と、前記第3円弧のタイヤ軸方向の外側に配され、前記トレッド部に対してタイヤ半径方向の内側に中心を有する第4円弧とによって形成され、前記第4円弧の半径R4と前記第3円弧の半径R3との比R4/R3は、1.05〜1.25であることが望ましい。
【0011】
本発明に係る前記重荷重用タイヤにおいて、前記トレッド部は、タイヤ周方向にのびる複数本の主溝によって、複数の陸部に区分され、前記複数の陸部は、タイヤ軸方向の最外側に配されるショルダー陸部を含み、前記タイヤが、正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填され、正規荷重が負荷されかつキャンバー角0゜で平面に接地されたとき、前記ショルダー陸部のタイヤ軸方向の外側端縁の接地長CLoと、前記ショルダー陸部のタイヤ軸方向の内側端縁の接地長CLiとの比CLo/CLiは、0.95〜1.05であることが望ましい。
【0012】
本発明に係る前記重荷重用タイヤにおいて、前記トレッド部は、タイヤ周方向にのびる複数本の主溝によって、複数の陸部に区分され、前記複数の陸部は、タイヤ軸方向の最外側に配されるショルダー陸部を含み、前記ショルダー陸部は、前記トレッド接地端の側をタイヤ周方向に直線状にのびる補助溝によって、前記補助溝よりもタイヤ軸方向内側の主リブ部と、タイヤ軸方向外側の補助リブ部とに区分され、前記補助リブ部のタイヤ軸方向の幅W2と前記主リブ部のタイヤ軸方向の幅W1との比W2/W1は、0.03〜0.15であることが望ましい。
【0013】
本発明に係る前記重荷重用タイヤにおいて、前記補助溝の深さD2と、前記ショルダー陸部を区分する主溝の深さD1との比D2/D1は、0.60〜1.00であることが望ましい。
【0014】
本発明に係る前記重荷重用タイヤにおいて、前記主リブ部のタイヤ軸方向の外側端縁の接地長CLpと、前記ショルダー陸部のタイヤ軸方向の内側端縁の接地長CLjとの比CLp/CLjは、0.95〜1.05であることが望ましい。
【0015】
本発明に係る前記重荷重用タイヤにおいて、前記第2円弧の半径R2と、前記第1円弧の半径R1との比R2/R1は、1.50〜1.90であることが望ましい。
【発明の効果】
【0016】
本発明の重荷重用タイヤは、一対のビードヒール間の距離を、正規リムのリム幅の110%に維持し、かつ内圧未充填の状態において、トレッド部のタイヤ子午線断面での輪郭形状が、タイヤ赤道面上に中心を有する第1円弧と、第1円弧のタイヤ軸方向の両外側に配された一対の第2円弧とによって形成されている。第2円弧の半径R2は、前記第1円弧の半径R1よりも大きい。一方の第2円弧は、タイヤ軸方向でタイヤ赤道よりも他方の第2円弧の側に中心を有し、他方の第2円弧は、タイヤ軸方向でタイヤ赤道よりも一方の第2円弧の側に中心を有する。このような第2円弧によって、内圧未充填の状態で、第1円弧の延長線に対して第2円弧がタイヤ半径方向の外側に位置される。これにより、内圧の充填に伴う肩落ち現象が抑制され、偏摩耗が抑制される。さらに、第1円弧と第2円弧とは、互いの接続点で実質的な屈曲点を持つことなく、滑らかに接続される。このような第1円弧と第2円弧との滑らかな接続は、内圧の充填によっても維持され、これにより、上記接続点の近傍での局所的なすべりが低減され、偏摩耗の発生が抑制される。
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図1は、本実施形態の重荷重用タイヤ1のタイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面図である。
【0019】
図1に示されるように、本実施形態の重荷重用タイヤ(以下、単に「タイヤ」ということがある)1は、トレッド部2からサイドウォール部3をへてビード部4のビードコア5に至るトロイド状のカーカス6、カーカス6のタイヤ半径方向外側かつトレッド部2の内方に配されるベルト層7、ビードコア5からタイヤ半径方向外側に先細のテーパ状にのびるビードエーペックスゴム8を備えている。
【0020】
カーカス6は、例えば、スチール製のカーカスコードをタイヤ周方向に対して70〜90°の角度で配列した1枚のカーカスプライ6Aから形成される。このカーカスプライ6Aは、一対のビードコア5、5間を跨る本体部6aの両端に、ビードコア5の回りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返される折返し部6bを一連に備える。
【0021】
カーカス6の半径方向外側かつトレッド部2の内部には、ベルト層7が配される。このベルト層7は、例えば、スチール製のベルトコードを用いた少なくとも2枚のベルトプライから形成される。本例では、ベルトコードをタイヤ周方向に対して例えば60±15°の角度で配列された第1のベルトプライ7Aと、その外側に重置されかつベルトコードをタイヤ周方向に対して例えば10〜35°の小角度で配列した第2〜第4のベルトプライ7B〜7Dとからなる4枚構造のものが例示されている。
【0022】
ビード部4には、折返し部6bと本体部6aとの間を通ってビードコア5からタイヤ半径方向外側にのびるビードエーペックスゴム8が配される。ビードコア5は、例えばスチール製のビードワイヤを多列多段に巻回した断面多角形状(例えば断面6角形状)のコア本体を有している。
【0023】
ビード部4には、ビードヒール4aが形成されている。一対のビードヒール4a、4a間の距離は、タイヤ赤道Cからビードヒール4aまでの距離BW/2の2倍、すなわちBWで表される。
【0024】
トレッド部2には、タイヤ赤道Cの両側に配されかつタイヤ周方向に連続してのびる一対のセンター主溝9と、このセンター主溝11のタイヤ軸方向外側かつトレッド接地端Teの内側をタイヤ周方向に連続してのびる一対のショルダー主溝10とが形成されている。
【0025】
トレッド接地端Teとは、正規状態のタイヤに、正規荷重を負荷しかつキャンバー角0゜で平面に接地させたときの最もタイヤ軸方向外側の接地端を意味している。「正規状態」とは、タイヤを正規リムにリム組みし、かつ、正規内圧を充填した無負荷の状態である。以下、特に言及されない場合、タイヤの各部の寸法等はこの正規状態で測定された値である。
【0026】
「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばJATMAであれば "標準リム" 、TRAであれば"Design Rim" 、ETRTOであれば"Measuring Rim" である。
【0027】
「正規荷重」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、JATMAであれば"最大負荷能力"、TRAであれば表"TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ETRTOであれば "LOAD CAPACITY"である。
【0028】
一対のセンター主溝9及び一対のショルダー主溝10によってトレッド部2が複数の陸部領域に区分される。具体的には、トレッド部2は、タイヤ赤道Cの一方側のセンター主溝9と他方側のセンター主溝9との間のセンター陸部11、センター主溝9とショルダー主溝10との間の一対のミドル陸部12、及び、ショルダー主溝10のタイヤ軸方向外側に位置する一対のショルダー陸部13の領域に区分される。
【0029】
重荷重用タイヤ1に内圧が充填されると、トレッド部2のタイヤ赤道C近傍は、タイヤ半径方向の外側に膨張する。一方、トレッド部2のトレッド接地端Teの近傍すなわちショルダー陸部13は、カーカス6によってタイヤ半径方向の内側に引き込まれる。その結果、タイヤ赤道Cの近傍とトレッド接地端Teの近傍との間で、トレッド部2の膨張に偏りが生ずる。
【0030】
既に述べたように、内圧未充填状態でトレッド部2の輪郭形状が単一円弧で形成されている重荷重用夕イヤでは、トレッド部2の膨張に上述した偏りが生じた場合、ショルダー陸部13がタイヤ赤道C近傍の円弧の延長線に対して相対的にタイヤ半径方向の内側に位置する、肩落ち現象が生じやすい。
【0031】
肩落ち現象が生じたトレッド部2は、トレッド接地端Teの近傍での接地圧が不足することから、トレッド接地端Teの近傍で局所的なすべりが発生し、肩落ち摩耗等の偏摩耗が生じ易い傾向を有する。さらに、タイヤ転動時に、タイヤ赤道C近傍とトレッド接地端Teの近傍との外径差に相当する速度差がトレッド部2の接地面に生ずるため、上述した局所的なすべりは、助長される傾向にある。
【0032】
しかしながら、本実施形態では、
図2に示されるように、トレッド部2の輪郭が第1円弧C1及び一対の第2円弧C2で形成され、第1円弧C1の中心O1及び第2円弧C2の中心O2の位置が適切に規定されることにより、内圧の充填に伴う肩落ち現象が是正され、肩落ち摩耗等の偏摩耗が効果的に抑制される。
【0033】
図2は、本実施形態の重荷重用タイヤ1のトレッド部2のタイヤ子午線断面での輪郭形状を拡大した図である。
図2において、二点鎖線で示される仮想線は、一対のビードヒール4a、4a間の距離BWを、正規リムのリム幅の110%に維持し、かつ内圧未充填の状態(以下、内圧未充填状態とする)でのトレッド部2を示している。一方、実線は、正規状態での重荷重用タイヤ1のトレッド部2を示している。
【0034】
内圧未充填状態でのトレッド部2のタイヤ子午線断面での輪郭形状は、タイヤ赤道Cの面上に中心を有する第1円弧C1と、第1円弧C1のタイヤ軸方向の両外側に配された一対の第2円弧C2とによって形成されている。
【0035】
第2円弧C2の半径R2は、第1円弧C1の半径R1よりも大きい。第1円弧C1の中心O1と第2円弧C2の中心O2とは、いずれもトレッド部2に対してタイヤ半径方向の内側に位置している。すなわち、第1円弧C1及び第2円弧C2は、いずれもタイヤ半径方向の外側に凸とされている。
【0036】
一方の第2円弧C2は、タイヤ軸方向でタイヤ赤道Cよりも他方の第2円弧C2の側に中心O2を有している。同様に、他方の第2円弧C2も、タイヤ赤道Cよりも一方の第2円弧C2の側に中心O2を有している。第1円弧C1と第2円弧C2との接続点P1は、ショルダー主溝10内に位置されているのが望ましいが、ミドル陸部12又はショルダー陸部13上に位置されていてもよい。
【0037】
このような第2円弧C2、C2によって、内圧未充填状態で、第1円弧C1の延長線C1’に対して第2円弧C2がタイヤ半径方向の外側に位置される。これにより、従来の単一円弧で輪郭形状が形成されていたトレッド部に生じていた、内圧の充填に伴う肩落ち現象が是正され、肩落ち摩耗等の偏摩耗が効果的に抑制される。
【0038】
さらに、第1円弧C1と第2円弧C2とは、実質的な屈曲点を有することなく、滑らかに接続される。すなわち、第1円弧C1と第2円弧C2とは、接続点P1にて滑らかに接続される。
【0039】
例えば、第1円弧C1と第2円弧C2とが滑らかに接続されている場合の一例として、第1円弧C1と第2円弧C2とが接続点P1にて接している、すなわちP1が接点となる場合を考える。第2円弧C2の中心O2は、接続点P1と第1円弧C1の中心O1とを結ぶ直線上にある。ここで、中心O1はタイヤ赤道C上に位置されており、かつ第2円弧C2の半径R2は第1円弧C1の半径R1よりも大きいので、中心O2は、接続点P1から中心O1を挟んで反対側に位置することになる。すなわち、一方の第2円弧C2は、タイヤ軸方向でタイヤ赤道Cよりも他方の第2円弧C2の側に中心O2を有し、他方の第2円弧C2も、タイヤ赤道Cよりも一方の第2円弧C2の側に中心O2を有する。
【0040】
仮に、半径R1及び半径R2を維持しつつ、一方及び他方の第2円弧C2で、中心O2の位置がタイヤ軸方向で当該第2円弧C2の方向に移動する場合、中心O2は、接続点P1と中心O1とを結ぶ直線から大きく外れることとなる。従って、接続点P1は第1円弧C1と第2円弧C2との間の明確な屈曲点となり、このような屈曲点は、内圧充填後のトレッド部2の輪郭にも受け継がれ、偏摩耗の起点となるおそれがある。
【0041】
本実施形態の重荷重用タイヤ1の正規状態でのトレッド部2のタイヤ子午線断面での輪郭形状は、
図2において実線で示されるように、タイヤ赤道Cの面上に中心を有する第3円弧C3と、第3円弧C3のタイヤ軸方向の外側に配された第4円弧C4とによって形成される。第3円弧C3の中心O3と第4円弧C4の中心O4とは、いずれもトレッド部2に対してタイヤ半径方向の内側に位置する。
【0042】
既に述べたように、内圧未充填状態で実質的な屈曲点を有することなく滑らかに接続されていた第1円弧C1と第2円弧C2との関係は、内圧の充填後も引き続き維持され、第3円弧C3と第4円弧C4との滑らかな接続に受け継がれる。これにより、第3円弧C3と第4円弧C4との接続点の近傍での局所的なすべりが低減され、軌道摩耗等の偏摩耗の発生が抑制される。
【0043】
第3円弧C3と第4円弧C4との接続点P3は、ショルダー主溝10内に位置されているのが望ましいが、ミドル陸部12又はショルダー陸部13上に位置されていてもよい。
【0044】
第2円弧C2の半径R2と、第1円弧C1の半径R1との比R2/R1は、例えば、好ましくは1.20以上、より好ましくは1.50以上であり、好ましくは2.20以下、より好ましくは1.90以下である。
【0045】
上記比R2/R1が1.20未満の場合、正規状態で正規荷重を負荷したとき、ショルダー陸部13での接地圧が不足する。その結果、ショルダー陸部13で局所的なすべりが発生し、肩落ち摩耗等が生ずるおそれがある。一方、上記比R2/R1が2.20を超える場合、正規状態で正規荷重を負荷したとき、トレッド接地端Teの近傍での接地圧が過大となる。その結果、段差摩耗等が生ずるおそれがある。
【0046】
正規状態で、第4円弧C4の半径R4は、第3円弧C3の半径R3よりも大きいのが望ましい。より具体的には、第4円弧C4の半径R4と、第3円弧C3の半径R3との比R4/R3は、例えば、好ましくは1.05以上、より好ましくは1.10以上であり、好ましくは1.25以下、より好ましくは1.20以下である。
【0047】
上記比R4/R3が1.05未満の場合、正規状態で正規荷重を負荷したとき、ショルダー陸部13の接地圧が不足する。その結果、ショルダー陸部13で局所的なすべりが発生し、肩落ち摩耗等が生ずるおそれがある。一方、上記比R4/R3が1.25を超える場合、正規状態で正規荷重を負荷したとき、トレッド接地端Teの近傍での接地圧が過大となる。その結果、段差摩耗等が生ずるおそれがある。
【0048】
図3は、正規状態にてキャンバー角0゜で平面に接地され、正規荷重が負荷された重荷重用タイヤ1の接地形状を示している。
【0049】
ショルダー陸部13のタイヤ軸方向の外側端縁13oの接地長CLoと、ショルダー陸部13のタイヤ軸方向の内側端縁13iの接地長CLiとの比CLo/CLiは、例えば、好ましくは0.95以上、より好ましくは0.98以上であり、好ましくは1.05以下、より好ましくは1.02以下である。
【0050】
上記比CLo/CLiが0.95未満の場合、トレッド接地端Teの近傍での接地圧が不足する。その結果、トレッド接地端Teの近傍で局所的なすべりが発生し、肩落ち摩耗等が生ずるおそれがある。さらにこの場合、ショルダー陸部13のタイヤ軸方向の内端近傍の接地圧が過大となり、軌道摩耗等が生ずるおそれがある。一方、上記比CLo/CLiが1.05を超える場合、トレッド接地端Teの近傍での接地圧が過大となる。その結果、トレッド接地端Teに段差摩耗等が生ずるおそれがある。
【0051】
図4は、ショルダー陸部13の変形例であるショルダー陸部13Aを示している。ショルダー陸部13Aは、トレッド接地端Teの側をタイヤ周方向に直線状にのびる補助溝14によって、主リブ部13aと補助リブ部13bとに区分されている。主リブ部13aは、補助溝14よりもタイヤ軸方向の内側に位置されている。補助リブ部13bは、補助溝14よりもタイヤ軸方向の外側に位置されている。
【0052】
補助リブ部13bは、荷重の負荷によりサイドウォール部3が撓んだとき、サイドウォール部3からショルダー陸部13に伝達される力を緩和する。これにより、ショルダー陸部13のタイヤ軸方向の外端の接地圧が著しく上昇することが抑制され、段差摩耗が抑制される。
【0053】
補助リブ部13bのタイヤ軸方向の幅W2と主リブ部13aのタイヤ軸方向の幅W1との比W2/W1は、例えば、好ましくは0.03以上、より好ましくは0.04以上であり、好ましくは0.15以下、より好ましくは0.10以下である。
【0054】
上記比W2/W1が0.03未満の場合、補助リブ部13bの剛性が不足し、補助リブ部13bに欠損が生ずるおそれがある。一方、上記比W2/W1が0.15を越える場合、補助リブ部13bの剛性が過大となり、サイドウォール部3からショルダー陸部13に伝達される力を緩和する効果が十分に得られない。
【0055】
補助溝14の深さD2と、ショルダー主溝10の深さD1との比D2/D1は、例えば、好ましくは0.60以上、より好ましくは0.70以上であり、好ましくは1.0以下、より好ましくは0.90以下である。
【0056】
上記比D2/D1が0.60未満の場合、補助リブ部13bの剛性が過大となり、サイドウォール部3からショルダー陸部13に伝達される力を緩和する効果が十分に得られない。一方、上記比D2/D1が1.00を越える場合、補助溝14の溝底と
図1に示される第2のベルトプライ7B又は第3のベルトプライ7Cとの距離が不足するため、第2のベルトプライ7B又は第3のベルトプライ7Cの端縁に損傷を及ぼすおそれがある。
【0057】
図5は、補助溝14が設けられたショルダー陸部13Aを有し、正規状態にてキャンバー角0゜で平面に接地され、正規荷重が負荷された重荷重用タイヤ1の接地形状を示している。
【0058】
ショルダー陸部13Aに補助溝14が設けられた重荷重用タイヤ1にあっては、主リブ部13aの接地長にてショルダー陸部13Aの接地長を評価するのが望ましい。すなわち、主リブ部13aのタイヤ軸方向の外側端縁13pの接地長CLpと、主リブ部13aのタイヤ軸方向の内側端縁13jの接地長CLjとの比CLp/CLjは、例えば、好ましくは0.95以上、より好ましくは0.98以上であり、好ましくは1.05以下、より好ましくは1.02以下である。
【0059】
上記比CLp/CLjが0.95未満の場合、トレッド接地端Teの近傍での接地圧が不足する。その結果、トレッド接地端Teの近傍で局所的なすべりが発生し、肩落ち摩耗等が生ずるおそれがある。さらにこの場合、ショルダー陸部13Aのタイヤ軸方向の内端近傍の接地圧が過大となり、軌道摩耗等が生ずるおそれがある。一方、上記比CLp/CLjが1.05を超える場合、トレッド接地端Teの近傍での接地圧が過大となる。その結果、トレッド接地端Teに段差摩耗等が生ずるおそれがある。
【0060】
以上、本発明の重荷重用タイヤが詳細に説明されたが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施される。
【実施例】
【0061】
図1の基本構造をなすサイズ12R22.5の重荷重用タイヤが、表1の仕様に基づき試作され、耐偏摩耗性能がテストされた。テスト方法は、以下の通りである。
【0062】
<耐偏摩耗性能>
リム8.25×22.5Jに装着された試供タイヤが、内圧800kPaの条件にて、10トン積みトラックに装着され、フル積載状態で30%摩耗するまで走行された。走行後のショルダー部における肩落ち摩耗、段差摩耗及び軌道摩耗の発生状況が、目視によって測定され、5点法で評価された。評価では、実施例1の値を5点とし、数値が大きいほど各耐偏摩耗性能が優れている。
【0063】
【表1】
【0064】
表1から明らかなように、実施例の重荷重用タイヤは、比較例に比べて耐肩落ち摩耗性能、耐段差摩耗性能及び耐軌道摩耗性能がバランスよく有意に向上していることが確認できた。