(57)【要約】【課題】  空気入り重荷重用ラジアルタイヤのショルダー部偏摩耗の発生を防止する。【解決手段】タイヤトレッド部にタイヤ周方向主溝を有し、該主溝の深さ（Ｄ）とタイヤセクション幅（Ｗ）の比（D／W）が０．０３５<D／W<０．０６である重荷重用ラジアルタイヤにおいて、前記重荷重用ラジアルタイヤの荷重時におけるバットレス部の倒れ込み量を５mm以上、好ましくは１０mm以上にした。【選択図】          図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤトレッド部にタイヤ周方向主溝を有し、該主溝の深さ（Ｄ）とタイヤセクション幅（Ｗ）の比（D／W）が０．０３５<D／W<０．０６である重荷重用ラジアルタイヤにおいて、
前記重荷重用ラジアルタイヤの荷重時におけるバットレス部の倒れ込み量がＳＥＷを抑制するに必要な所定値以上であることを特徴とする重荷重用ラジアルタイヤ。
【請求項２】
請求項１に記載された重荷重用ラジアルタイヤにおいて、
前記重荷重用ラジアルタイヤの荷重時におけるバットレス部の倒れ込み量が５mm以上であることを特徴とする重荷重用ラジアルタイヤ。
【請求項３】
タイヤトレッド部にタイヤ周方向主溝を有し、該主溝の深さ（Ｄ）とタイヤセクション幅（Ｗ）の比（D／W）が０．０３５<D／W<０．０６である重荷重用ラジアルタイヤにおいて、
クラウンサイド角度（θ２）が１１０°≦θ２≦１３０°であり、且つ、交差点垂線角度と交差点角度との比（θ１／θ０）がθ１／θ０<０．４となるショルダー部形状を有することを特徴とする重荷重用ラジアルタイヤ。
【請求項４】
請求項３に記載された重荷重用ラジアルタイヤにおいて、
前記交差点垂線角度と交差点角度との比（θ１／θ０）が０．３５<θ１／θ０<０．４であることを特徴とする重荷重用ラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入り重荷重用ラジアルタイヤに関し、とくに、ショルダーエッジ偏摩耗を防止できる空気入り重荷重用ラジアルタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のタイヤのステア（ステアリング）軸に装着された重荷重用ラジアルタイヤは、トレッド中央領域に比べてトレッド側方領域に荷重が集中する傾向にあるため、タイヤのショルダー部にショルダーエッジ偏摩耗（Shoulder Edge Wear）（以下、「ＳＥＷ」という。）が生じやすい。
【０００３】
図９に示すように、重荷重用ラジアルタイヤのショルダー部は、ハッチングで示したトレッド側方領域に荷重が集中する部分が、偏摩耗により徐々に幅と深さ方向に摩耗が広がることによりタイヤゴムが削り取られていく（このショルダー部に発生する摩耗をＳＥＷと称している）。
【０００４】
このＳＥＷを防止する手段として、従来から、例えば図１０に示すように、トレッド側方域内にタイヤ円周に沿って配設する円周細溝を配設するディフェンスグルーブＤＧ（Defense Groove）を設けることが有効であることが知られている。
この円周細溝でＳＥＷを抑制するには、円周細溝をトレッド端位置に極力近接して配置する必要があるが、その配置では円周底溝の溝底にゴム亀裂、いわゆるテアーが発生しがちである。これを抑制するため、従来は、円周細溝の位置、その深さ、補強ベルト層の外側傾斜ベルト層と円周細溝との位置関係及び距離等を具体的に規定しているが（特許文献１参照）、煩雑であばかりではなく、それでもテアーを完全に防止することは困難である。
【０００５】
また、図１１に示すように、タイヤ装着外側のショルダー部の回りに沿って連続し開口したえぐりが穿設されたサイドグルーブ（Side Groove）を設けて、トレッドショルダー部辺りの曲げ剛性を低下させ、トレッド端部で極端に高まる接地圧をおさえて偏摩耗の核となるエッジ落ちの抑制も同時に行うことにより、ショルダー部の耐ＳＥＷ性を効果的に向上させるものも知られている（特許文献２参照）。
しかし、この場合もえぐりの溝底でクラックが発生することを完全に防止することは困難である。
【特許文献１】特開平１１−７８４２２号公報
【特許文献２】特開平５−１３９１１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、本発明の目的は、従来のディフェンスグルーブＤＧやサイドグルーブＳＧのようなグルーブを用いずに、空気入り重荷重用ラジアルタイヤのショルダー部形状によりＳＥＷの発生を防止する重荷重用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】
【０００７】
請求項１の発明は、タイヤトレッド部にタイヤ周方向主溝を有し、該主溝の深さ（Ｄ）とタイヤセクション幅（Ｗ）の比（D／W）が０．０３５<D／W<０．０６である重荷重用ラジアルタイヤにおいて、前記重荷重用ラジアルタイヤの荷重時におけるバットレス部の倒れ込み量がＳＥＷを抑制するに必要な所定値以上であることを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載された重荷重用ラジアルタイヤにおいて、前記重荷重用ラジアルタイヤの荷重時におけるバットレス部の倒れ込み量が５mm以上であることを特徴とする。
請求項３の発明は、タイヤトレッド部にタイヤ周方向主溝を有し、該主溝の深さ（Ｄ）とタイヤセクション幅（Ｗ）の比（D／W）が０．０３５<D／W<０．０６である重荷重用ラジアルタイヤにおいて、クラウンサイド角度（θ２）が１１０°≦θ２≦１３０°であり、且つ、交差点垂線角度と交差点角度との比（θ１／θ０）がθ１／θ０<０．４となるショルダー部形状を有することを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項３に記載された重荷重用ラジアルタイヤにおいて、前記交差点垂線角度と交差点角度との比（θ１／θ０）が０．３５<θ１／θ０<０．４であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、タイヤトレッド部にタイヤ周方向主溝を有し、該主溝の深さ（Ｄ）とタイヤセクション幅（Ｗ）の比（D／W）が０．０３５<D／W<０．０６である重荷重用ラジアルタイヤにおいて、荷重ラジアルタイヤのバットレス部の倒れ込みを所定値よりも大きくするだけで、ショルダー部のつぶれを緩和することでき、ＳＥＷを抑制或いは完全に防止することができる。
また、交差点垂線角度と交差点角度との比（θ１／θ０）を０．３５<θ１／θ０<０．４の範囲にすることで、ＳＥＷの抑制のみならず制動性能、駆動性能やコーナリング性能を維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、図面を参照して本発明をその実施の形態について説明する。
図１は、本発明に従う重荷重用ラジアルタイヤの代表的な幅方向半断面を示したものであり、図中、１は重荷重用ラジアルタイヤ、２はビードコア、３はカーカス、４は補強ベルト、５及び６は深さ（D）の円周主溝、７はトレッド部、８はセクション幅（W）（ここでは、プライ幅の最大位置の最大幅、つまりＥＴＲＴＯ（The European Tire and Rim Technical Organization）で規定するセクション幅をいう）、１０はタイヤトレッドの中央点（A）、１１はサイド表面と前記セクション幅（W）との交点（C）、１２はタイヤトレッドセンター（A）の接線と、交点（C）からタイヤハンプの左端部と接する線を延長して交差する点（B）である。なお、円周主溝が赤道に設置されている場合は、溝端部を直線で結んだセンターを中央点（A）とする。
【００１０】
中央点（A）と交差点（B）間の線ABと交点（C）と交差点（B）間の線BCとのなす角度をθ０（ここでは、「交差点角度」と定義する。）、セクション幅（W）の線と中央点（A）の垂線と交差する点Ｏを中心点として描かれる半径ＯＣの円周に対して、交差点（B）からその円周に垂線を引いて得られた線と線BCとのなす角度をθ１（ここでは、「交差点垂線角度」と定義する）とする。
【００１１】
図２はクラウンサイド角度を説明する図である。図中１３はクラウン表面、１４はサイド表面で、ショルダー部が図１及び２に示すようなラウンド形状の場合は、クラウン領線の延長線とサイド領線の延長線の交差により得られる角度（ここでは「クラウンサイド角度」と定義する）をθ２とする。
【００１２】
ところで、主溝深さ（D）とセクション幅（W）の比（D／W）が０．０３５<D／W<０．０６の関係を満足する形状の重荷重用ラジアルタイヤであれば、ショルダー部のバットレス部の倒れ込みを大きくすることによって、ＳＥＷの発生を防止することが可能であることが発明者の調査・研究により判明した。
【００１３】
上記ショルダー部のバットレス部の倒れ込みを大きくする条件として、交差点垂線角度θ１と点角度θ０との比（θ１／θ０）が０．３５<θ１／θ０<０．４の範囲内で、更にクラウンサイド角度θ２が１１０°≦θ２≦１３０°の範囲内にあるショルダー部形状であれば、バットレス部の倒れ込みを大きくできることも判明した。
【００１４】
図３（１）乃至図３（３）は、重荷重用ラジアルタイヤのＳＥＷの進展形態を説明する図である。
ＳＥＷはタイヤ径差によるひきずりから発生する自励摩耗であることが知られているが、図３（１）に示すように初期の段階では、ショルダー部に偏摩耗の初期核が形成される。図３（２）に示すように次の段階では、初期核がＳＥＷに移行し、更に、図３（３）に示すようにＳＥＷが拡大していく。
【００１５】
図４はＳＥＷの初期核発生のメカニズムを説明するために模式的に示した図である。ＳＥＷの初期核のメカニズムは、発明者の調査・研究により以下に説明するものであることが分かった。
【００１６】
初期核は荷重時のタイヤハンプ部がつぶれて幅方向に動き、例えば、消しゴムの角が削れるような感じで強制摩耗することで発生する。つまり、タイヤハンプ部の動きはタイヤゴムのつぶれにより発生するため、タイヤゴムのつぶれを抑制することで初期核の発生を抑えることができる。また、従来のサイドグルーブについてもこの知見からみて、タイヤゴムのつぶれを抑制する手段であり、この知見と一致している。
【００１７】
図５は、ＳＥＷの初期核発生を抑制するメカニズムを模式的に示した図である。サイドグルーブの手段を用いずにタイヤゴムのつぶれを抑えるには、図５に示すように、タイヤサイドからの押し込み力を与えることでタイヤゴムのつぶれる力と相殺することが可能であり、タイヤハンプ部の幅方向の動きを抑制することが可能であることが分かった。
【００１８】
図６は、図４の模式図で説明した内容（初期核の発生メカニズム）を更に詳細に説明した図である。図中アはバットレス部の倒れ込みの大きさを示し、イは押し込み力（ワイピング）の大きさを示し、ウは圧力の大きさを示し、エはつぶれ（クラッシング）の大きさを示している。
【００１９】
図６に示す状態では、ハンプ矩形の圧力（ウ）が大きいために接地圧が上昇してつぶれ（エ）が増大し、幅方向の摩擦エネルギーが増加する。しかし、バットレス部の倒れ込み（ア）が小さいために押し込み力（イ）が小さいものとなり、そのためにつぶれ（エ）の大きさを緩和できずにＳＥＷの抑制ができなくなってＳＥＷの初期核が発生する。
【００２０】
図７は、図５の模式図で説明した内容（初期核発生の抑制メカニズム）を更に詳細に説明した図である。図中の記号は図６の記号の意味と同じであるので省略する。
【００２１】
図７に示す状態では、ハンプ矩形の圧力（ウ）が小さいために接地圧も小さく、つぶれ（エ）も小さく、幅方向の摩擦エネルギーも小さい。そして、バットレス部の倒れ込み（ア）が大きいため押し込み力（イ）が大きく、そのためにショルダー部のつぶれ（エ）を緩和する。タイヤのショルダー部の形状がバットレス部の倒れ込みを大きくしたことに起因して、ＳＥＷの抑制が可能となっている。
【００２２】
上述した発明者の知見に基づき、押し込み力はサイドの倒れ込みによる力であるので、主溝深さ（D）とセクション幅（W）の比（D／W）が０．０３５から０．０６の数値の範囲に入る重荷重用ラジアルタイヤでは、ショルダー部形状がバットレス部の倒れ込みが大きくしたものであれば、例えば５mm以上の移動量であればＳＥＷの発生を防止することが可能であることが後記実験の結果から判明した。
【００２３】
また、そのショルダー部のバットレス部の倒れ込みを大きくするには、クラウンサイド角度及び交差点垂線角度と交差点角度との比で規定したショルダー部形状を用いることで、ＳＥＷの発生を防止できることも分かった。
【００２４】
具体的には、前記交差点垂線角度θ１及び／又は点角度θ０との比（θ１／θ０）が０．３５θ１／θ０<０．４で、かつ前記クラウンサイド角度（θ２）が１１０°≦θ２≦１３０°となるショルダー部形状を採用すればＳＥＷの発生が防止できる。
【００２５】
つまり、主溝深さ（D）とセクション幅（W）の比（<D／W）が０．０３５<D／W<０．０６の範囲内の重荷重用ラジアルタイヤにおいては、ショルダー部形状を荷重時にバットレス部の倒れ込みが大きい形状とすることにより、ＳＥＷの発生の防止ができ、かつ、前記バットレス部の倒れ込みを大きくするためのショルダー部形状は、前記交差点垂線角度θ１と点角度θ０との比（θ１／θ０）及び前記クラウンサイド角度（θ２）で規定した前記ショルダー部形状であるということである。
【００２６】
次に、本発明における上記数値限定の意味について説明する。主溝深さ（D）とセクション幅（W）の比（<D／W）が０．０３５<D／W<０．０６に限定しているのは、特に深溝の重荷重用ラジアルタイヤを除くことを意味している。通常セクション幅が３００mm程度に対して、溝の深さは１３mm（D／Wは０．０５３）から１５mm（D／Wは０．０５０）程度である。従って、セクション幅が３００mmの場合、溝の深さが１８mm（D／Wは０．０６０）以上の重荷重用ラジアルタイヤは除外されている。
【００２７】
交差点垂線角度θ１と交差点角度θ０との比（θ１／θ０）を０．３５<θ１／θ０<０．４の範囲に限定したのは、０．３５以下の場合にはトレッド幅が狭くなり過ぎて制動性能、駆動性能やコーナリング性能が悪化する他、耐摩耗性にも悪影響が生じるためであり、かつ、０．４以上ではサイドの倒れ込みが小さいために、ＳＥＷが発生するためである。従って、ＳＥＷの発生を防止するための条件としては、交差点垂線角度θ１と交差点角度θ０との比（θ１／θ０）が、０．３５<θ１／θ０<０．４であることが必要である。
【００２８】
また、クラウンサイド角度（θ２）を１１０°≦θ２≦１３０°に限定したのは、１１０°以下の場合にはサイドの倒れ込みが小さくＳＥＷが発生し、１３０°を超えるとトレッド幅が狭くなり過ぎて上記と同様な問題が生じるからである。
【００２９】
本発明に係る重荷重用ラジアルタイヤの効果を確かめるため、いずれもディフェンディンググルーブＤＧ或いはサイドグルーブＳＧを持たない本発明の実施例１、２と従来の重荷重用ラジアルタイヤを用いて試験を行った。
【００３０】
タイヤ寸法はいずれも３１５／８０Ｒ２２５とし、各角度はＥＴＲＴＯ正規内圧、リム幅において測定した寸法であり、それぞれの実測寸法を表１に示す。
実施例１、２の交差点垂線角度θ１とクラウンサイド角度θ０との比は、０．３９、０．３６であるから、０．３５〜０．４の範囲内にあり、比較例では０．４１８であるから範囲外である。実施例１、２のクラウンサイド角度θ２は、１１０°〜１３０°の範囲内にあり、比較例では１０５゜であるからその範囲外である。また、実施例１、２の主溝深さ（D）とセクション幅（W）の比（D／W）は、０．０４４２、０．０４３８であり、かつ比較例では０．０４５７であるから、いずれも０．０３５〜０．０６の数値の範囲内にある。
【００３１】
【表１】
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【００３２】
次に、上記のショルダー部形状の重荷重用ラジアルタイヤの偏摩耗性能の試験結果を表２に示す。表２のa、b、Volは、図９に示すようにタイヤ表面に幅a、深さb、幅a×深さb＝Volを計算した値をＳＥＷの評価とした。なお、ＥＴＲＴＯ正規内圧、リム幅、正規荷重（単輪）でドラム上を１０万km走行させ、ＳＥＷの発生を比較した。実施例２の幅a、深さbが０は、ＳＥＷが発生ていないことを意味し、最も優れた効果を奏することを意味する。Volは比較例を１００とした指数を意味している。
【００３３】
表２のＶは、ＥＴＲＴＯ正規内圧、リム幅、正規荷重時のポイントＺの移動量（Ｖ：図８に示すように、踏面から垂直に３０mmのところで踏面と平行に引いた線とタイヤのバットレス部との交点の位置の移動量、ここではバットレス部の倒れ込み量と定義する）を三次元形状想定装置で測定した結果を表している。
【００３４】
【表２】
2006193052.tif 000004
【００３５】
表２の偏摩耗性能の試験結果から明らかなように、実施例１の結果から、上記のように定義したバットレス部の倒れ込み量（移動量）が５mm以上であればＳＥＷに対して優れた防止効果を奏することが分かる。
【００３６】
つまり、バットレス部の倒れ込み量が、従来例では０mm、実施例１では５．３mm、実施例２では１０．２mmであり、それぞれにおけるＳＥＷは、Vol(index)について、従来例を１００としたとき、実施例１では１３、実施例２では０（発生なし）である。この結果から、前記倒れ込み量が５mm以上あればＳＥWが大幅に減少し、同１０mm以上であればＳＥＷを完全に防止できることが判明した。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に従う重荷重用ラジアルタイヤの体表的な幅方向判断面を示した図である。
【図２】クラウンサイド角度θ２を説明する図である。
【図３】重荷重用ラジアルタイヤのＳＥＷの進展形態を説明する図である。
【図４】ＳＥＷの初期核発生のメカニズムを説明するために模式的に示した図である。
【図５】ＳＥＷの初期核発生を抑制するメカニズムを模式的に示した図である。
【図６】図４の模式図で説明した内容を更に詳細に説明した図である。
【図７】図５の模式図で説明した内容を更に詳細に説明した図である。
【図８】バットレス部の倒れ込みを説明するための図である。
【図９】タイヤのショルダー部のショルダーエッジ偏摩耗（Shoulder Edge Wear）を示す図である。
【図１０】従来の円周細溝から成るディフェンスグルーブ（Defense Groove）を示す図である。
【図１１】従来のタイヤ側面へ向かって開講したえぐりから成るサイドグルーブ（Side Groove）を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
１・・・重荷重用ラジアルタイヤ、２・・・ビードコア、３・・・カーカス、４・・・補強ベルト、５、６・・・円周主溝、７・・・  トレッド部、８・・・セクション幅、９・・・円周主溝の深さ、１３・・・  クラウン表面、１４・・・サイド表面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2006193052.tif 000011
【図８】
2006193052.tif 000012
【図９】
2006193052.tif 000013
【図１０】
2006193052.tif 000014
【図１１】
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