JPH07186624A

JPH07186624A - 耐偏摩耗性のよい空気入りタイヤ

Info

Publication number: JPH07186624A
Application number: JP5334001A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Nakamura; 博司中村
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 1993-12-28
Filing date: 1993-12-28
Publication date: 1995-07-25

Abstract

(57)【要約】【目的】リブの接地面側端域に発生する偏摩耗を有効に
防止する。【構成】リブ２、３の端部溝壁５に、タイヤ周方向に向
かって、隣接する縦溝深さＨとの比Ｐ／Ｈが０．３〜
１．０となるピッチＰで山部８と谷部９を縦溝１側に交
互に繰り返すジグザグ部１０を形成し、さらに上記リブ
２、３の接地面側端域に、縦溝１に沿ってタイヤ周方向
に直線状に連続して延び、接地時に容易に閉じ合わさる
幅の薄いスリット１１を形成し、当該スリット１１に前
記ジグザグ部１０の谷部９に開口する横向きサイプ１２
を継目のない連続した状態で連結することにより形成さ
れた、個々に独立した小ブロック１３を、前記リブ２、
３のうちの少なくともショルダー接地端に最も近いリブ
の側端域に設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はリブパターンを有する
空気入りタイヤにおいて、特にそのリブの接地面側端域
に発生する偏摩耗の防止に関する。

【０００２】

【従来の技術】リブパターンを有する空気入りタイヤの
偏摩耗としては、ショルダー接地端を基点とするステッ
プウェアと、縦溝両側に隣接するリブの接地面両側端域
に生じるリバーウェアがその主たるものである。このう
ち、ショルダーステップウェアはショルダー接地端部に
細溝を設けることが効果的である。リバーウェアに対し
てはリブ端部に特に剛性の低い所或いは高い所を基点に
して生じる所から、溝についてはジグザグや凹凸を除去
した直線状の溝が対策として用いられるようになってき
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし直線状の縦溝
は、湿潤路走行時の制動性に難が有り、その対策として
リブ側端域にタイヤ幅方向にのびるサイプを多数周方向
に小間隔で設置する手段がとられている。これはリバー
ウェア対策として有効ではあるが、金型のコストアップ
につながり、サイプに起因するクラック、チッピングが
発生し易く、完全とはいえない。

【０００４】この発明の目的は、リブ端、すなわちリブ
の接地面側端域に発生する偏摩耗を有効に防止すること
ができる空気入りタイヤを提供する点にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】ショルダー端に発生する
ステップウェアも、縦溝の両岸に発生するリバーウェア
も、その発生の原因、機構は基本的には同じである。

【０００６】すなわちショルダー端、リブ端は周方向す
べりが他の部分より多いため、その部分がステップ状に
摩耗し、一旦ステップがつくと、周差によりステップは
幅も含め拡大する。

【０００７】この様にリブ端において摩耗が多いのは、
タイヤへの垂直方向負荷によるリブの撓みはリブ端或い
はショルダー端においてリブの垂直負荷に基づくタイヤ
幅方向へのゴムの表面移動量Ｖと剪断応力τがそのリブ
内において最大となり、それらの積ｅ＝τ・Ｖが最大と
なるためである。これは丁度、リブ端に対する負荷のエ
ネルギーの大きさに相当し、リブにおける幅方向への運
動の大きさを現している。そしてリブ幅方向のタイヤ転
動による接地ごとの急速な運動は、周方向にすべろうと
している力への抵抗力（摩擦力）の摩擦係数を急速に低
下せしめる。このため、リブ端で周方向への抵抗力が少
なくなって、リブ端からの摩耗がはじまる。

【０００８】上記知見に基づきこの発明は、周方向すべ
り（摩擦）力に対する追従性を向上させるべく、タイヤ
周方向に連続して連なる複数の縦溝と、その縦溝と縦溝
及び縦溝とショルダー接地端に挟まれ形成される連続或
いは断続したリブを有する空気入りタイヤにおいて、上
記リブの端部溝壁に、タイヤ周方向に向かって、隣接す
る縦溝深さＨとの比Ｐ／Ｈが０．３〜１．０となるピッ
チＰで山部と谷部を多数交互に繰り返すジグザグを形成
し、さらに上記リブの接地面側端域に、縦溝に沿ってタ
イヤ周方向に直線状に連続して延び、接地時に容易に閉
じ合わさる幅の薄いスリットを形成し、当該スリットに
前記ジグザグ部の谷部に開口する横向きサイプを継目の
ない連続した状態で連結することにより形成された、個
々に独立した小ブロックを、前記リブのうちの少なくと
もショルダー接地端に最も近いリブの側端域に設ける構
成を採用した。

【０００９】リブの端部溝壁に形成するジグザグについ
ては、通常、縦溝開口端から溝底にまで山部と谷部がの
び、その山部と谷部はタイヤ周方向に交互にならび、繰
り返してジグザグを形成する構成が採用できるが、縦溝
開口端又は溝壁の途中から溝底に向かって幅と深さの広
がる切込みとして形成することが一層好ましい。これは
以下の理由に基づく。

【００１０】すなわち、直線状の縦溝は一般に石噛みを
防止するために断面がＶ字状となるため、リブの基部は
接地面より幅が狭くなっている。このことはリブが接地
し、負荷時の垂直力によって撓み、溝壁が外に膨れると
き、溝底よりもリブ幅の狭い接地面側で膨らみやすく、
リブのゴムの移動は接地面側で生じやすくなる。またリ
ブ端はリブ自身の内側のゴム移動が集積されるため、リ
ブの面内においてゴムの移動が最も大きくなる結果、リ
ブ端はリブ表面においてタイヤ幅方向に他の部分より大
きく動かされることになる。この幅方向の動きは、タイ
ヤ周方向のすべりに対する摩擦力の摩擦係数を下げるこ
とはよく知られており、その結果としてリブ端がタイヤ
周方向に滑りやすくなり、これがリバーウェアの発生原
因になっていると考えられる。従って、リブ基部側の剛
性を弱め、負荷時に生じる溝壁の膨らみをできる限り溝
底側に移して、リブ接地面でのゴムの移動を少なくし、
しかも湿潤路での制動性を確保するためには、リブの端
部溝壁のジグザグを、縦溝開口端又は溝壁の途中から溝
底に向かって幅と深さの広がる切込みとして形成するこ
とが一層好ましいものである。

【００１１】ジグザグのピッチＰは、前述の通り、縦溝
深さＨとの比Ｐ／Ｈにおいて０．３〜１．０とすること
が好ましい。これは、１．０を越える場合、一般的なリ
ブパターン型タイヤでは、トレッド表面開口端でジグザ
グを有する従来パターンのタイヤと同じ範囲の寸法とな
る。そうなれば従来タイヤと同様、ジグザグ状の山部で
リバーウェアが発生しやすくなる。すなわちジグザグ状
のリブの山部は、谷部に比べ変形に対する自由度が大き
く（変形抵抗が小さく）、ゴムが山部に向ってより移動
しやすくなる。このことはタイヤ幅方向に対するリブ山
部の動きが大きいことを示し、前述のごとき理由によっ
て周方向すべりが大きく、従って摩耗しやすく、リバー
ウェアの起点となる。一度リバーウェアの起点が生じる
と、摩耗部は径が小となるため、タイヤ周方向に周長差
ができ、特にフロント用タイヤでは周長差の小さいとこ
ろが路面との相対すべり速度が大きいため摩耗が拡大す
ることとなる。これに対してジグザグのピッチ間隔Ｐが
縦溝の深さＨとの比Ｐ／Ｈで０．３未満では、リバーウ
ェアに対する効果としてはかわらないとしても、ジグザ
グ状の切込みの山部の寸法から剛性と強度が小さくなり
すぎて、特にトラック・バス用タイヤとして加わる負荷
に対して、その部分のチッピング、かけ等が生じやす
く、またトラクション制動効果の向上も見られなくな
る。

【００１２】スリットの深さｈ及びサイプの深さｈ
_ｓは、縦溝深さＨとの比で０．５〜１．０、好ましくは
０．７〜１．０であることが最適である。０．５未満で
は小ブロック領域の周方向の剛性の低下が摩耗中期まで
しか効果がなく、１．０を越えると、スリット底或はサ
イプ底からベルト面までの距離が小さくなり、走行中の
変形、負荷応力によりクラックが発生し、水の侵入等も
あってベルト強度の劣化からタイヤバーストの如く大事
故につながることがある。スリットの切り込み方向は、
特に限定されず、垂直方向でも差支えないが、リブ中心
側に傾斜する深さ方向にすることが望ましい。

【００１３】なお、スリットの幅は０．３〜２．５ｍｍ
程度が良く、中でも０．５〜１．５ｍｍが最もよい効果
を得る。

【００１４】一方、リブの撓みによるタイヤ幅方向への
ゴムの表面移動は、その撓み量とリブ幅の積、即ち撓み
の体積に比例する。従ってリブの形状は同じ負荷に対し
出来るだけ撓みを小さく且つその背反事項であるリブ幅
を小さくすることが必要となる。鋭意検討の結果、リブ
高さをＨ、リブ中心からスリット中心までの距離をａと
した場合は、次の現象を見付けることができ、理論的に
も確認出来た。すなわち、負荷エネルギーはａ／Ｈ＝１．０５〜１．１５の範囲
で最も大きくなる。即ち極値をもつ。従ってその比ａ／
Ｈは１．０５〜１．１５の範囲より小さく或るいは大き
く離した範囲に決めるべきである。

【００１５】長い歴史と経験からきまってきているタ
イヤの溝の深さ、幅、その他の構造面を含むタイヤ諸元
にとってａ／Ｈは１．０５〜１．１５より大きい方にと
ることは困難あり、特にリブパターンが主流となってい
る４本以上の縦溝或いはそれに類する４本以上の縦溝を
有するタイヤではいえることである。

【００１６】ａ／Ｈが０．６に達しないとき、リブは
垂直の負荷によりまた横力が加わることにより座屈し易
くなり非実用的である。

【００１７】ａ／Ｈが０．９をこえる範囲にあって
は、新しいタイヤにおいてすでに極値に近い所にある。
タイヤは摩耗に従ってａは同等からやや増加、Ｈは確実
に減少するから、ａ／Ｈはかならず極値を通る。しかし
極値を通過する時期は新品タイヤでａ／Ｈが１．０５〜
１．１の範囲に、より近いほど早くなるが、早い時のａ
／Ｈは遅い時期のａ／Ｈに比べてａもＨも大きな状態に
あるから、タイヤへの同じ負荷に対する撓み、すなわち
移動ゴム体積Ｖが大きくなり、ｅ＝τ・Ｖは大きくな
る。即ち極値は（１．０５〜１．１５）と同じであって
も、同じ走行時間中に与えられる合計のリブ端への負荷
エネルギーｅが大きくなるため幅方向にて周方向へのす
べりが大きくなり摩耗し易く、さらにこれが周方向の摩
擦力を低下させて周方向すべりを多くして偏摩耗を誘発
する。このことはａ／Ｈが極値に達する前でも同じこと
であって、同じ溝深さＨならば初期にはａ／Ｈが大きい
場所ほど“ｅ”が大きく不利となる。一方でａ／Ｈを最
初から極値１．０５〜１．１５を越えた所にとると摩耗
と共にａ／Ｈは極値から離れ、良い方向にゆくのみであ
るが、溝数が少ないとか溝深さが小さいということとな
り、これはタイヤとしての重要な性質である排水性不良
から操縦安定性不良、制動性、駆動性の不足、トレッド
全般のゴムボリウム増加に伴う発熱耐久性の低下或いは
溝深さが浅いときは摩耗耐久性が小さいなどのデメリッ
トが多く実用的ではない。

【００１８】

【作用】この発明の空気入りタイヤは、リブ各部分の中
で負荷エネルギーｅが最も大きく、その横方向すべりに
よって周方向の摩擦係数の最も低下し易いリブの接地面
側端域に、縦溝に沿ってタイヤ周方向に直線状に連続し
て延び、接地時に容易に閉じ合わさる幅の薄いスリット
を形成し、当該スリットに、前記ジグザグの谷部に開口
する横向きサイプを、継目のない連続した状態で連結し
て独立したジグザグの山部を有する小ブロックを形成し
ているので、当該小ブロックについてはその基部底面の
みがベルト部と直接連結していることになり、その結
果、リブ端部にタイヤ幅方向の剪断力によるすべりが生
じ、周方向の摩擦係数が低下しても、周方向すべり（摩
擦）力に対する追従性が向上し、実質的に路面との相対
すべりをなくし、リバーウェアの発生を有効に防止す
る。

【００１９】また、リブの接地面側端域に形成したスリ
ットは、接地時に容易に閉じ合わさる程度の幅の薄いス
リットであるので、接地時、閉塞することから、一体リ
ブとして負荷に対し作用し、スリット内外での摩耗差も
生じることがない。この点、幅の広いスリットを設置し
た場合は、スリットの外側領域、つまりスリットと縦溝
との間の小ブロックの領域は、スリットの内側の領域
（スリット〜スリットの領域）との剛性差があり過ぎ
て、摩耗状態が異なり、均一摩耗とならないばかりでな
く、スリットの外側の領域は負荷分担能力が欠除し、有
効摩耗面積を小さくするので耐摩耗性に悪影響を及ぼ
す。

【００２０】またスリットは、リブ踏面部への開口端か
らスリットの底部へ向かうほどリブ中心側に傾斜してい
ることにより、スリットとスリット、縦溝、ショルダー
接地端、副溝等で囲まれるリブの領域は、リブの踏面部
側に対し基部側の垂直負荷への剛性が弱まるので、負荷
時の溝壁面での膨らみは基部側に偏り、すなわち同じ負
荷に対するリブ表面のゴムの移動量が従来タイヤに対し
て少なくなるので、負荷エネルギーｅは小さく、従って
周方向摩擦力を弱めることも少なく、周方向すべりもリ
ブ端で大きくすることがないので、偏摩耗、いわゆるリ
バーウェアーの発生が防止できるのである。

【００２１】またリブの溝壁に、溝底側ほど幅が広くな
る切込みを多数設置してジグザグを形成した場合は、走
行時の摩耗にしたがって強いジグザグ形状が現出するの
で、湿潤路での制動性をも確保することができる。

【００２２】

【実施例】図１はこの発明に係る空気入りタイヤの一実
施例を示す踏面部の概略展開図であり、１はタイヤ周方
向に連続して連なる縦溝、２はその縦溝１と縦溝１に挟
まれたリブ、３は縦溝１とショルダー接地端４に挟まれ
たリブである。５は、リブ２、３の側壁即ち縦溝１の溝
壁で、傾斜断面で構成されており、かつこの溝壁５に
は、溝底６に向かって幅の大きくなる切込み７が設けら
れており、これにより溝壁５にはタイヤ周方向に向かっ
て、山部８と谷部９とが縦溝１側に断面形状においてジ
グザグ状に繰り返すジグザグ部１０が形成されている。

【００２３】１１はショルダー接地端に最も近いリブ
２、３の各接地面側端域に形成されたスリットであり、
縦溝１に沿ってタイヤ周方向に直線状に連続して延びて
おり、その幅は接地時に容易に閉じ合わさる程度の薄幅
の構成からなる。なおこの実施例のスリット１１は、図
３に示す様に、リブ２、３の中心側に傾斜する深さ方向
をもっている。１２は一端がジグザグ部１０の谷部９に
開口し、他端がスリット１１に継目のない連続した状態
で連結する横向きサイプで、これにより独立したジグザ
グ部１０の山部８を有する小ブロック１３が、リブ２、
３の接地面側端域に、縦溝１に沿って、タイヤ周方向に
連続して形成されている。なお１４はショルダー側の細
溝である。

【００２４】次にタイヤサイズ１１Ｒ２４．５の上記タ
イヤを試作し、トラックの前輪（操舵輪）に装着して実
走させ、リブ端における耐偏摩耗特性について評価し
た。図４において、縦溝の溝深さＨは15.2mmとし、スリ
ットの深さｈ、横向きサイプの深さｈ_S、リブ中心から
スリット中心までの距離ａについては表１に示す通りと
した。図３において示すジグザグ部１０のピッチＰも表
１に示す通りである。

【００２５】耐偏摩耗特性は、150000Km走行後に測定し
たスリット外側の偏摩耗指数（段差摩耗指数）Ｋと、ス
リット内側の偏摩耗指数（段差摩耗指数）Ｋ_sで評価し
ている。偏摩耗指数（段差摩耗指数）Ｋは、スリット外
側の偏摩耗量Ｓを、図５に示す様に、段差量βで、スリ
ット内側の偏摩耗指数（段差摩耗指数）Ｋ_sは摩耗断面
積として把握し、幅方向の長さαと深さ方向の長さβの
積の１／２で算定した上で、いずれも比較例１を１００
として指数評価している。なお図５における符号は前記
実施例と同符号としている。

【００２６】表１はその結果を示している。なお表１に
はトウアンドヒール摩耗の発生についても併記してい
る。

【００２７】

【表１】

【００２８】表１より明らかな様に、実施例のタイヤ
は、スリット外側、内側のいずれの領域においても偏摩
耗は発生していない。また横向きサイプの形成に伴うト
ウアンドヒール摩耗の発生も生じていない。これに対し
て、リブ端に本発明に係る小ブロックが形成されていな
い従来のタイヤ（比較例６）では、大きな偏摩耗が発生
している。また表１より、ジグザグ部のピッチＰは縦溝
深さＨとの比Ｐ／Ｈで０．３〜１．０の範囲が好まし
いことが認められる。また表より、スリットの深さｈ及
びサイプの深さｈ_ｓは、縦溝深さＨとの比ｈ／Ｈ、ｈ_ｓ
／Ｈにおいて０．５〜１．０、好ましくは０．７〜１．
０であることが最適である。

【００２９】図６はｈ／Ｈ＝０．８５とした場合の偏摩
耗指数Ｋとａ／Ｈの関係を示す図である。同図よりａ／
Ｈが０．６〜０．９の範囲では、偏摩耗指数Ｋ＝０とな
り、偏摩耗が生じないことが認められる。また０．９を
越える部分で偏摩耗量が急激に増加していることがわか
る。

【００３０】なお、この発明は上記の実施例に限定され
るものではない。例えば独立した小ブロックは、すべて
のリブの接地面側端域に形成することも出来る。

【００３１】

【発明の効果】以上の通り、この発明は、リブの端部溝
壁に、タイヤ周方向に向かって、隣接する縦溝深さＨと
の比Ｐ／Ｈが０．３〜１．０となるピッチＰで山部と谷
部を縦溝側に断面形状においてジグザグ状に繰り返すジ
グザグ部を形成し、さらに上記リブの接地面側端域に、
縦溝に沿ってタイヤ周方向に直線状に連続して延び、接
地時に容易に閉じ合わさる幅の薄いスリットを形成し、
当該スリットに、前記ジグザグ部の谷部に開口する横向
きサイプを、継目のない連続した状態で連結することに
より独立したジグザグ部の小ブロックを形成した空気入
りタイヤであるので、リブ端部にタイヤ幅方向の剪断力
によるすべりが生じ、周方向の摩擦係数が低下しても、
周方向すべり（摩擦）力に対する追従性が向上し、実質
的に路面との相対すべりをなくし、リブの接地面側端域
に発生する偏摩耗を有効に防止することができる。

【００３２】また、リブの接地面側端域に形成したスリ
ットは、接地時に容易に閉じ合わさる程度の幅の薄いス
リットであるので、接地時、閉塞することから、一体リ
ブとして負荷に対し作用し、スリット内外での摩耗差も
生じることがない。

【００３３】また、特に、縦溝深さをＨ、リブ中心から
スリット中心までの距離をａとし、ａ／Ｈを０．６〜
０．９としたタイヤとした場合は、偏摩耗の発生を著し
く防止することができる。

【００３４】またスリットは、リブ踏面部への開口端か
らスリットの底部へ向かうほどリブ中心側に傾斜してい
ることにより、スリットとスリット、縦溝、ショルダー
接地端、副溝等で囲まれるリブの領域は、リブの踏面部
側に対し基部側の垂直負荷への剛性が弱まるので、負荷
時の溝壁面での膨らみは基部側に偏り、すなわち同じ負
荷に対するリブ表面のゴムの移動量が従来タイヤに対し
て少なくなるので、負荷エネルギーｅは小さく、従って
周方向摩擦力を弱めることも少なく、周方向すべりもリ
ブ端で大きくすることがないので、偏摩耗、いわゆるリ
バーウェアーの発生が防止できるのである。

【００３５】またリブの溝壁に、溝底側ほど幅が広くな
る切込みを多数設置してジグザグを形成した場合は、走
行時の摩耗にしたがって強いジグザグ形状が現出するの
で、湿潤路での制動性をも確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る空気入りタイヤの一実施例を示
す踏面部の概略パターン図である。

【図２】同要部拡大平面図である。

【図３】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。

【図４】同要部拡大断面図である。

【図５】耐偏摩耗試験のリブ断面を示す概略説明図であ
る。

【図６】偏摩耗指数Ｋとａ／Ｈとの関係を示す図であ
る。

【符号の説明】

１縦溝２リブ３リブ４ショルダー接地端５溝壁６溝底７切込み８山部９谷部１０ジグザグ部１１スリット１２横向きサイプ１３小ブロック

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所 8408−3ＤＢ６０Ｃ 11/06 Ａ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】タイヤ周方向に連続して連なる複数の縦溝
と、その縦溝と縦溝及び縦溝とショルダー接地端に挟ま
れ形成される連続或いは断続したリブを有する空気入り
タイヤにおいて、上記リブの端部溝壁に、タイヤ周方向
に向かって、隣接する縦溝深さＨとの比Ｐ／Ｈが０．３
〜１．０となるピッチＰで山部と谷部を縦溝側に交互に
繰り返すジグザグ部を形成し、更に上記リブの接地面側
端域に、縦溝に沿ってタイヤ周方向に直線状に連続して
延び、接地時に容易に閉じ合わさる幅の薄いスリットを
形成し、当該スリットに前記ジグザグ部の谷部に開口す
る横向きサイプを継目のない連続した状態で連結するこ
とにより形成された、個々に独立した小ブロックを、前
記リブのうちの少なくともショルダー接地端に最も近い
リブの側端域に設けたことを特徴とする耐偏摩耗性のよ
い空気入りタイヤ。
【請求項２】縦溝深さをＨ、リブ中心からスリット中心
までの距離をａとすると、ａ／Ｈが０．６〜０．９であ
る請求項１記載の耐偏摩耗性のよい空気入りタイヤ。
【請求項３】スリットはその踏面部への開口端からスリ
ットの底部に向うほどリブ中心側に傾斜する方向をも
ち、該スリットの深さｈ、サイプの深さｈ_ｓは、縦溝深
さＨとの比ｈ／Ｈ、ｈ_ｓ／Ｈにおいて、それぞれ０．５
〜１．０である請求項１又は２記載の耐偏摩耗性のよい
空気入りタイヤ。