(57)【要約】【課題】トレッド部踏面の接地形状及び周方向主溝の適正化を図ることにより、空気入りラジアルタイヤの耐ワンダリング性とベルト耐久性を高いレベルで両立する。【解決手段】タイヤ１は、トレッド部２に、タイヤ赤道面Ｅを挟んで等間隔に位置する１対の周方向主溝３ａ、３ｂを具える。周方向主溝３ａ、３ｂは、タイヤ幅方向内側の溝壁４がタイヤ幅方向内側に傾斜し、タイヤ幅方向外側の溝壁５がトレッド部２の踏面に立てた法線ｎ２と一致又はタイヤ幅方向外側に傾斜する。主溝３ａ、３ｂのタイヤ幅方向内側の溝壁４と法線ｎ１とのなす角θ１が、タイヤ幅方向外側の溝壁５と法線ｎ２とのなす角θ２よりも大きい。所定の静的負荷条件下にて、踏面の矩形率ＳＲが８５〜１００％の範囲にあり、主溝３ａ、３ｂの幅中心位置とタイヤ赤道面Ｅとの間をタイヤ幅方向に沿って測定した距離ｌａ、ｌｂがトレッド接地幅ＴＷの２０〜２５％の範囲にある。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部に、タイヤ赤道面を挟んで等間隔に位置しタイヤ周方向に沿って直線状に延びる１対の周方向主溝を少なくとも具える空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記主溝は、タイヤ幅方向内側の溝壁がタイヤ幅方向内側に傾斜しており、タイヤ幅方向外側の溝壁がトレッド部踏面に立てた法線と一致又はタイヤ幅方向外側に傾斜しており、かつ主溝のタイヤ幅方向内側の溝壁とトレッド部踏面に立てた法線とのなす角が、タイヤ幅方向外側の溝壁とトレッド部踏面に立てた法線とのなす角よりも大きく、
所定の静的負荷条件下のトレッド部踏面にて、該踏面の矩形率が８５〜１００％の範囲にあり、前記主溝の幅中心位置とタイヤ赤道面との間をタイヤ幅方向に沿って測定した距離がトレッド接地幅の２０〜２５％の範囲にあることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
前記主溝のタイヤ幅方向内側の溝壁とトレッド部踏面に立てた法線とのなす角が３０〜４０°の範囲にある、請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】
前記主溝のタイヤ幅方向外側の溝壁とトレッド部踏面に立てた法線とのなす角が０〜１４°の範囲にある、請求項１又は２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項４】
前記踏面の矩形率が９０〜１００％の範囲にある、請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項５】
前記主溝間に、タイヤ周方向に沿って延びる少なくとも１本の周方向副溝を設ける、請求項１〜４のいずれか一項に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項６】
主溝のタイヤ幅方向内側の溝壁とトレッド部踏面に立てた法線とのなす角が、主溝のタイヤ幅方向外側の溝壁とトレッド部踏面に立てた法線とのなす角よりも１６〜４０°大きい、請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トレッド部に、タイヤ赤道面を挟んで等間隔に位置しタイヤ周方向に沿って直線状に延びる１対の周方向主溝を少なくとも具える空気入りラジアルタイヤ、特には小型トラック用空気入りラジアルタイヤに関するものであり、かかるタイヤの耐ワンダリング性とベルト耐久性を高いレベルで両立させる。
【背景技術】
【０００２】
空気入りラジアルタイヤ、特に小型トラック用の空気入りラジアルタイヤは、空気入りバイアスタイヤと比較してトレッド部の剛性が高いため、轍を走行する際に轍斜面から受ける横力によってハンドルが取られるなど耐ワンダリング性に劣る傾向がある。しかし、この耐ワンダリング性は、ベルトの耐久性とともに空気入りラジアルタイヤに求められる重要な性能であり、これを向上させることが求められている。この耐ワンダリング性を向上するには、ベルトの剛性を低く抑えてトレッド部の剛性を低下させることが有効であるが、これは同時に他方の要求性能であるベルト耐久性の低下を招く。また、耐ワンダリング性を向上するためには、トレッド部のクラウン半径を小さくすることも有効であり、一方、ベルト耐久性を向上するためには、トレッド部踏面をできるだけ矩形に近づけること、換言すれば踏面の矩形率を大きくすることが効果的であり、矩形率を大きくするためにはクラウン半径を大きくすることが有効であり、この点においても一方の性能を高めると他方の性能を損なうこととなる。このように、耐ワンダリング性とベルト耐久性は二律背反の関係にある。
【０００３】
ここで、「矩形率」とは、トレッド部踏面の接地形状を現す指標であって、所定の静的負荷条件下で、トレッド幅をＴＷ、トレッド部踏面のタイヤ赤道面における周方向長さをＬＣ、タイヤ赤道面を中心としてトレッド幅ＴＷの８０％（片側４０％ずつ）の位置における周方向長さをＬＬおよびＬＲとしたときのＳＲ＝（ＬＬ＋ＬＲ）／２ＬＣで算出される値ＳＲのことをいうものとする。また、「所定の静的負荷条件」とは、ＪＡＴＭＡに規定された静的負荷半径測定条件、すなわちタイヤを適用リムに装着し、最大負荷能力に対応する空気圧を適用し、最大負荷能力に相当する質量を負荷した条件をいうものとする。
【０００４】
こうした相反する性能である耐ワンダリング性とベルト耐久性を両立するため、従来より種々の検討がなされている。例えば特許文献１には、周方向主溝のタイヤ幅方向内側の溝壁の開口部を面取りし、タイヤ幅方向外側の溝壁をタイヤ径方向に対してタイヤ幅方向外側に切り込んで傾斜させた重荷重用空気入りラジアルタイヤが記載されている。かかるタイヤは、周方向主溝の断面形状の適正化を図ることにより、周方向主溝のつぶれ（クラッシング）によって発生する路面からタイヤ中心に向かう力を低減して、耐ワンダリング性を向上させている。
【０００５】
また、特許文献２には、トレッド部のクラウン半径、トレッド幅及び周方向主溝の配設位置を、タイヤ断面最大幅との関係で適正化するとともに、周方向主溝のタイヤ幅方向外側の溝壁とトレッド部踏面に立てた法線とのなす角を、タイヤ幅方向内側の溝壁とトレッド部踏面に立てた法線とのなす角よりも小さくした空気入りラジアルタイヤが記載されている。かかるタイヤは、トレッド部ショルダー域の剛性を適度に低下させることにより、キャンバースラストを大きくして、耐ワンダリング性を向上させている。
【０００６】
しかし、これら従来技術の空気入りラジアルタイヤでは、十分なキャンバースラストを発生できないという問題があり、耐ワンダリング性とベルト耐久性を必ずしも高いレベルで両立させることはできなかった。
【０００７】
【特許文献１】特開昭６３−６８４０６号公報
【特許文献２】特開平５−１７８００５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
したがって、この発明の目的は、トレッド部踏面の接地形状及び周方向主溝の適正化を図ることにより、耐ワンダリング性とベルト耐久性を高いレベルで両立することのできる空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するため、この発明は、トレッド部に、タイヤ赤道面を挟んで等間隔に位置しタイヤ周方向に沿って直線状に延びる１対の周方向主溝を少なくとも具える空気入りラジアルタイヤにおいて、前記主溝は、タイヤ幅方向内側の溝壁がタイヤ幅方向内側に傾斜しており、タイヤ幅方向外側の溝壁がトレッド部踏面に立てた法線と一致又はタイヤ幅方向外側に傾斜しており、かつ主溝のタイヤ幅方向内側の溝壁とトレッド部踏面に立てた法線とのなす角が、タイヤ幅方向外側の溝壁とトレッド部踏面に立てた法線とのなす角よりも大きく、所定の静的負荷条件下のトレッド部踏面にて、該踏面の矩形率が８５〜１００％の範囲にあり、前記主溝の幅中心位置とタイヤ赤道面との間をタイヤ幅方向に沿って測定した距離がトレッド接地幅の２０〜２５％の範囲にあることを特徴とする空気入りラジアルタイヤである。
【００１０】
ここで、溝壁が「タイヤ幅方向内側に傾斜」とは、溝壁をタイヤ径方向外側に延ばした仮想延長線がタイヤ赤道面と交差する状態をいうものとし、「タイヤ幅方向外側に傾斜」とは、溝壁をタイヤ径方向内側に延ばした仮想延長線がタイヤ赤道面と交差する状態をいうものとする。
【００１１】
また、主溝のタイヤ幅方向内側の溝壁とトレッド部踏面に立てた法線とのなす角が３０〜４０°の範囲にあることが好ましい。
【００１２】
さらに、主溝のタイヤ幅方向外側の溝壁とトレッド部踏面に立てた法線とのなす角が０〜１４°の範囲にあることが好ましい。
【００１３】
さらにまた、踏面の矩形率が９０〜１００％の範囲にあることが好ましい。
【００１４】
加えて、主溝間に、タイヤ周方向に沿って延びる少なくとも１本の周方向副溝を設けることが好ましい。
【００１５】
加えてまた、主溝のタイヤ幅方向内側の溝壁とトレッド部踏面に立てた法線とのなす角が、主溝のタイヤ幅方向外側の溝壁とトレッド部踏面に立てた法線とのなす角よりも１６〜４０°大きいことが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、空気入りラジアルタイヤのトレッド部踏面の接地形状及び周方向主溝の適正化を図ることにより、耐ワンダリング性とベルト耐久性を高いレベルで両立することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、図面を参照しつつこの発明の実施の形態を説明する。図１は、この発明に従う代表的な空気入りラジアルタイヤ（以下「タイヤ」という。）のタイヤ幅方向断面を示しており、図２は、図１に示すタイヤのトレッド部踏面の接地形状を示している。
【００１８】
タイヤ１は、トレッド部２に、タイヤ赤道面Ｅを挟んで等間隔に位置しタイヤ周方向に沿って直線状に延びる１対の周方向主溝３ａ、３ｂを少なくとも具える。なお、図１及び２には、トレッド部２に２本の周方向溝３ａ、３ｂのみを具える態様を図示したが、タイヤ１は、３本以上の周方向主溝を有していてもよく、また、周方向主溝間を連通する幅方向溝を有していてもよい。
【００１９】
そして、この発明の構成上の主な特徴は以下の通りである。すなわち、周方向主溝３ａ、３ｂは、タイヤ幅方向内側の溝壁４がタイヤ幅方向内側に傾斜しており、タイヤ幅方向外側の溝壁５がトレッド部２の踏面に立てた法線ｎ２と一致又はタイヤ幅方向外側に傾斜しており（図１にはタイヤ幅方向外側に傾斜している態様を示した。）、かつ主溝３ａ、３ｂのタイヤ幅方向内側の溝壁４とトレッド部２の踏面に立てた法線ｎ１とのなす角θ１が、タイヤ幅方向外側の溝壁５とトレッド部２の踏面に立てた法線ｎ２とのなす角θ２よりも大きく、所定の静的負荷条件下のトレッド部２の踏面にて、図２に示すように、踏面の矩形率ＳＲが８５〜１００％の範囲にあり、主溝３ａ、３ｂの幅中心位置とタイヤ赤道面Ｅとの間をタイヤ幅方向に沿って測定した距離ｌａ、ｌｂがトレッド接地幅ＴＷの２０〜２５％の範囲にあることにある。
【００２０】
以下、この発明が上記構成を採用するに至った経緯を作用とともに説明する。
タイヤが轍等の路面の凸部を横断する際、タイヤには路面からの反力とキャンバースラストによる横力が働く。特にタイヤがラジアルタイヤであると、バイアスヤイヤに比べてタイヤの径方向剛性及び幅方向剛性が高くなることから、反力が大きくなる一方、キャンバースラストが小さくなるため、タイヤに働く横力は大きくなる。すなわち、路面の凸部を乗り上げるためには進入角を大きくしなければならず、スムーズな乗り上げができないため、ワンダリング現象が発生する。したがって、耐ワンダリング性を向上するためには、キャンバースラストを増加させることにより、横力を減少させることが有効と考えられる。そこで発明者は、キャンバースラストを増加させることについて、以下のような検討を重ねた。
【００２１】
まず、発明者は主溝の断面形状とキャンバースラストの関係に着目し、周方向主溝３ａ、３ｂのタイヤ幅方向内側の溝壁４をタイヤ幅方向内側に傾斜させ、タイヤ幅方向外側の溝壁５をトレッド部２の踏面に立てた法線ｎ２と一致又はタイヤ幅方向外側に傾斜させると、キャンバースラストが増加するとの知見を得た。これは、トレッド部２の幅端部で発生するクラッシングが抑制される上、周方向主溝３ａ、３ｂのワイピング作用が増大する結果、キャンバースラストが増加するものと考えられる。また、主溝３ａ、３ｂのタイヤ幅方向内側の溝壁４とトレッド部２の踏面に立てた法線ｎ１とのなす角θ１を、タイヤ幅方向外側の溝壁５とトレッド部２の踏面に立てた法線ｎ２とのなす角θ２よりも大きくすれば、θ２を大きくした場合に問題となる耐偏摩耗性の低下を伴うことなく、トレッド部２の幅端部で発生するクラッシングを抑制できる上、周方向主溝３ａ、３ｂのワイピング作用を増大させることができるためにキャンバースラストが増加するとの知見を得た。
【００２２】
次に、発明者は、キャンバースラストにはトレッド部ショルダー域の陸部面積の寄与が大きいことから、主溝の配設位置がキャンバースラストに与える影響に着目し、同一幅の２本の主溝を異なる位置に配設した種々のタイヤに対してキャンバースラストを測定して図３に示すような関係を得た。この図において、ｘ軸は主溝３ａ、３ｂの幅中心位置とタイヤ赤道面Ｅとの間をタイヤ幅方向に沿って測定した距離を、トレッド接地幅ＴＷに対する百分率で表した主溝位置であり、ｙ軸はキャンバースラストの大きさである。図３に示すグラフから、発明者は、主溝３ａ、３ｂの位置がトレッド接地幅ＴＷの２０〜２５％の範囲でキャンバースラストが最大となるとの知見を得た。
【００２３】
さらに発明者は、タイヤに要求されるもう一つの重要な性能であるベルト耐久性の向上についても検討した。前記のようにベルト耐久性を確保する観点からは、踏面の矩形率Ｓは高い方がよいことが知られている。そこで発明者がベルト耐久性と踏面の矩形率Ｓとの関係について研究を重ねたところ、通常のベルト構造を有するラジアルタイヤにおいて、小型トラック用として要求されるベルト耐久性を満たすためには、矩形率Ｓが８５〜１００％の範囲とすることが必要であるとの知見を得た。このように矩形率Ｓを高くすると、一般に耐ワンダリング性が損なわれるが、前記したような主溝の断面形状及び配設位置と組み合わせれば、耐ワンダリング性は、矩形率Ｓの増大による低下分よりも、主溝の適正化による増大分が十分に大きいため、全体として向上する。
【００２４】
この発明はこれらの知見に基づいて完成されたものであり、これによれば、主溝の断面形状と配設位置の適正化を図ることによりキャンバースラストを増大させて耐ワンダリング性を向上させるとともに、トレッド部踏面の矩形率の適正化を図ることによりベルト耐久性を確保することが可能となる。
【００２５】
また、主溝３ａ、３ｂのタイヤ幅方向内側の溝壁４とトレッド部踏面に立てた法線ｎ１とのなす角θ１が３０〜４０°の範囲にあることが好ましい。角θ１が３０°未満の場合には十分なキャンバースラストを発生することができないからであり、４０°を超える場合にはタイヤ製造時の加硫工程において加硫金型からタイヤが抜けにくくなるからである。
【００２６】
さらに、主溝３ａ、３ｂのタイヤ幅方向外側の溝壁５とトレッド部踏面に立てた法線ｎ２とのなす角θ２が０〜１４°の範囲にあることが好ましい。角θ２が１４°を超える場合にはタイヤ製造時の加硫工程において加硫金型からタイヤが抜けにくくなる上、主溝３ａ、３ｂのタイヤ幅方向外側の溝壁５における偏摩耗の発生が懸念されるからである。
【００２７】
さらにまた、クレーン車のように常時高い荷重が加わる車両に用いる場合等、特に高いベルト耐久性が要求される場合には、トレッド部２の踏面の矩形率Ｓが９０〜１００％の範囲にあることが好ましい。
【００２８】
加えて、主溝は２本に限定されず、図４に示すように、主溝３ａ、３ｂ間に、タイヤ周方向に沿って延びる少なくとも１本の周方向副溝、図４では１本の副溝６を設けてもよい。これにより排水性の向上が得られる。
【００２９】
加えてまた、主溝３ａ、３ｂのタイヤ幅方向内側の溝壁４とトレッド部２の踏面に立てた法線ｎ１とのなす角θ１が、主溝３ａ、３ｂのタイヤ幅方向外側の溝壁５とトレッド部２の踏面に立てた法線ｎ２とのなす角θ２よりも１６〜４０°大きいことが好ましい。角θ１と角θ２の差が１６°より小さい場合には十分なキャンバースラストを発生することができないからであり、４０°より大きい場合にはタイヤ製造時の加硫工程において加硫金型からタイヤが抜けにくくなるからである。
【００３０】
なお、上述したところは、この発明の実施形態の一部を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。例えば、図１及び図４には、２本の主溝３ａ、３ｂの双方の断面形状の適正化を図った態様を図示したが、タイヤの取り付ける方向を指定する場合には、２本の主溝３ａ、３ｂのうち、少なくとも車両外側に位置する主溝の断面形状の適正化を図ればよい。キャンバースラストの増減に寄与するのは、主として車両外側に位置するタイヤの部分だからである。
【実施例】
【００３１】
次に、この発明に従うタイヤを試作し、性能評価を行ったので、以下に説明する。
【００３２】
タイヤサイズが２０５／６５Ｒ１５の小型トラック用ラジアルタイヤであり、トレッド部に幅８ｍｍの２本の周方向主溝を具え、ベルト層としてスチールコードをゴム被覆してなるベルトを３枚埋設した点を共通諸元とし、それ以外の点は表１に示す諸元を有する実施例タイヤ、従来例タイヤ１〜３、並びに比較例タイヤ１及び２を試作した。従来例タイヤ３、比較例タイヤ１及び２、並びに実施例タイヤは、従来例タイヤ１よりもベルト層を構成するスチールコードの角度を大きくし、打ち込み本数を小さくし、強力を大きくすることでベルト耐久性を高めた構成とした。一方、従来例タイヤ２は、従来例タイヤ１よりもベルト層を構成するスチールコードの角度を小さくし、矩形率を小さくすることで耐ワンダリング性を高めた構成とした。なお、表１中のベルト角度は、従来例タイヤ１におけるスチールコードとタイヤ赤道面とのなす角を基準とし、これよりも大きい場合を正の値、小さい場合を負の値として示している。また、コードの打ち込み本数及び強力指数は、従来タイヤ１の値を１００とした指数で示している。
【００３３】
前記各供試タイヤをサイズ１６×５．５Ｊのリムに装着してタイヤ車輪とし、このタイヤ車輪に空気圧６００ｋＰａ（相対圧）を適用し、以下の各試験を行った。
【００３４】
（ベルト耐久性試験）
タイヤ荷重を１０３０ｋｇとし、速度１００ｋｍ／ｈの条件下でドラム試験機上を走行させ、ベルトに故障が発生するまでの走行距離を測定して、この測定結果からベルト耐久性を評価した。この評価結果を表１に示す。
【００３５】
（耐ワンダリング性）
タイヤ荷重を１０３０ｋｇとし、速度６０ｋｍ／ｈ及びキャンバー角４°の条件下でドラム試験機上を走行させ、タイヤに加わるキャンバースラストを測定した。また、供試タイヤを２ｔ車の４輪に装着し、２ｔの荷重を積載した状態でテストコースを走行させ、その際の耐ワンダリング性をプロのドライバーによってフィーリング評価した。これらの評価結果を表１に示す。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
なお、表１に示すベルト耐久性及びキャンバースラストの数値は、従来例タイヤ１の評価結果を１００としたときの指数比で示してあり、数値が大きいほど性能が優れている。また、フィーリング試験の数値は、従来例タイヤ１の評価結果を基準とし、同質である場合には０、やや差を感じる場合には１、差を感じる場合には２、非常に差を感じる場合には３として採点したものであり、正の値は従来例タイヤ１よりも性能が優れていることを、負の値は従来例タイヤ１よりも性能が劣っていることを示している。
【００３８】
表１に示す評価結果から、実施例タイヤは、ベルト耐久性の点では、従来例タイヤ１及び２よりも大幅に優れており、ベルト耐久性を重視した従来例タイヤ３並びに比較例タイヤ１及び２と同等の性能を維持している。また、耐ワンダリング性の点では、従来例タイヤ１及び３、並びに比較例タイヤ１及び２よりも大幅に優れており、耐ワンダリング性を重視した従来例タイヤ２よりは若干劣るものの、小型トラック用タイヤに要求される性能を十分に満たしている。したがって、実施例タイヤは、従来例タイヤ１〜３、並びに比較例タイヤ１及び２よりも総合的な性能に優れているといえる。
【産業上の利用可能性】
【００３９】
この発明によって、トレッド部踏面の接地形状及び周方向主溝の適正化を図ることにより、耐ワンダリング性とベルト耐久性を高いレベルで両立することのできる空気入りラジアルタイヤを提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】この発明に従う代表的な空気入りラジアルタイヤのタイヤ幅方向断面図である。
【図２】図１に示すタイヤのトレッド部踏面の接地形状を示す平面図である。
【図３】主溝位置とキャンバースラストの関係を示すグラフ図である。
【図４】この発明に従う他の空気入りラジアルタイヤのタイヤ幅方向断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１  タイヤ
２  トレッド部
３ａ、３ｂ  周方向主溝
４  周方向主溝のタイヤ幅方向内側の溝壁
５  周方向主溝のタイヤ幅方向外側の溝壁
６  副溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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