JPH07237408A - 重荷重用空気入りスタッドレスタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 雪上、氷上性能を向上し、パタ−ンブロック
の偏摩耗の発生を防止し、摩耗末期の湿潤路面性能を低
下させないパタ−ンを備えた重荷重用空気入りスタッド
レスタイヤを得る。 【構成】 タイヤの周方向に延在する３本の主溝と、タ
イヤ幅方向に配列する複数本の狭溝を中央部に設けたブ
ロックとによって構成され、しかも、ブロックの剛性の
値を予め実験で求めた最適の範囲内に設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】一般の乗用車クラスの車両に比べ
重荷重であるトラックやバスなどの車両に使用されるタ
イヤのなかで、特に多積雪地域において必要とされるス
ノ−タイヤの踏面部のパタ−ン性能の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】冬期用のタイヤとして普及していたスパ
イクタイヤの粉塵公害の問題を解決するタイヤとして登
場している所謂スタッドレスタイヤは近年スパイクタイ
ヤと同等の雪上及び氷上性能を目指して改良が盛んであ
る。たとえば特開平４−１８３６１１において、氷結湿
潤地表上での走行性能に優れる空気入りタイヤとして狭
幅陸部と該陸部に隣接する広幅の陸部とから成るブロッ
クをタイヤパタ−ンの構成要素とするものが提案され、
一部ではすでにこの提案が実用化され実際のタイヤに適
用され使用されている。又、従来のスタッドレスタイヤ
では、雪又は、氷表面へのタイヤ踏面部ゴムの噛み込み
を良くする為に、主溝の本数を２本としてタイヤ幅方向
で出来るだけブロックの数を増加させるようなパタ−ン
設計が主流であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるにタイヤ使用時
に要求される多くの性能をバランス良く維持しながら雪
上及び氷上性能の改良を達成することが難しく、前記特
許公報記載の提案によるタイヤでは、雪上、氷上性能は
従前のスタッドレスタイヤに比べ確かに向上しているの
であるが、ブロックに特有の周方向の一端部が他端部よ
り早く摩滅する偏摩耗所謂ヒ−ル＆トウ偏摩耗の発生を
防止する工夫に対しては何ら有効な提案がされておら
ず、従ってこの提案をそのまま採用するとタイヤの摩耗
寿命を縮めるという問題点が新たに発生する可能性があ
る。又主溝の本数を２本とする従来のパタ−ン設計では
タイヤ溝の摩耗末期溝深さが浅くなった時点において雨
天時などでの湿潤路面上でスリップを発生し易いという
欠点があり、一方、ブロックの数を維持したまま主溝の
本数を増加させるとブロック幅が減少してブロック剛性
の低下をもたらしブロックの偏摩耗を誘発する。更にま
た、ブロック剛性の低下を防止する為にブロックの周方
向の長さを長くするとタイヤ接地面内でブロック端部が
つくるパタ−ンエッジ成分が減少し各路面条件でのブレ
−キ性能、対滑り性能が低下するというパタ−ン設計上
のジレンマがあった。以上の事情から今まで十分に満足
のゆく性能バランスのとれたスタッドレスタイヤが得ら
れているとは言い難い現状にあった。

【０００４】本発明の目的は、上記パタ−ン設計上のジ
レンマを解決して、雪上、氷上性能を向上し、パタ−ン
ブロックの偏摩耗の発生を防止し、摩耗末期の湿潤路面
性能を低下させないパタ−ンを備えたスタッドレスタイ
ヤを提供することである。

【０００５】

【問題を解決するための手段】上記目的を達成する為
に、本発明の重車両用空気入りタイヤでは、請求項１に
記載の如く、タイヤの周方向に連続して延在する３本以
上の主溝を持ち、主溝を含む複数の周方向溝とタイヤの
幅方向に向く主溝と同等以下の溝深さの複数の副溝とに
よって区切られたブロックをタイヤ周方向に複数配置
し、該ブロック内に前記副溝と同等以下の溝深さで溝幅
の極めて狭い狭溝をタイヤ幅方向に向けて少なくとも２
本以上有し、しかもブロックの周方向長さをＩ、幅方向
の長さをｂ，前記狭溝の深さをｈとした時、これらの数
値によって表されるパタ−ンブロックの剛性Ｇが次の範
囲を満足するタイヤ踏面部パタ−ンを具備したことを特
徴としている。 Ｇ＝０．６８４×ｂ×（Ｉ³ ／ｈ³ ）×（１／［１＋１５．６× （Ｉ² ／４ｈ² ）］） ・・・・・・・・・（１） ４．０＜Ｇ＜６．０ ・・・・・・・・・（２） なお、上記の剛性式（１）は、前記副溝と前記狭溝とで
区切られた周方向の長さと、主溝を含む周方向の溝で区
切られたタイヤ幅方向の長さとを持ち、狭溝深さを高さ
とするブロックにおいて、狭溝の溝底位置を固定端とし
ブロックの他端にブロック表面に平行に外力が作用する
場合に、ブロックを梁と見做して一般の材料力学の梁理
論によって剪断剛性を求めたものである。しかもこの時
ブロックの材料常数とブロック形状を計算上単純化した
ことによる形状修正値などを別に実験的に求め数値化し
掛け合わしてある。

【０００６】

【作用】本発明においては、ブロックの内部にタイヤ幅
方向に延在する狭溝によって区切られた狭幅陸部とこれ
に隣接する周方向に広幅の陸部とを備えているので、前
記特開平４−１８３６１１において記述されるところの
狭幅陸部の曲げ変形による路面上の排水及びエッジ効果
と曲げ剛性の大きな広幅の陸部の均一な接地による高い
摩擦係数が得られ、これとブロック外周縁によるエッジ
効果とが相俟って、雪上並びに氷上の走行性能が一段と
向上する。

【０００７】又、タイヤ走行の結果パタ−ン溝の深さが
浅くなる摩耗末期において、湿潤路面上の排水性を向上
する為に排水効率の最も良い幅の広い主溝の本数を増加
しているので、湿潤路面での走行性能が特にタイヤの摩
耗末期において大きく向上する。

【０００８】更に、上記の各路面条件での走行性能の向
上は、他方で個々のブロックの剛性を低下させタイヤが
走行転動中のブロックの動きを増大させブロックの偏摩
耗を発生させる懸念がある為に、予め実験によって、計
算で求めたブロック剛性値とブロック偏摩耗発生量の関
係及びブロック剛性値と凍結路面上での摩擦係数の関係
を求めブロック剛性の最適化を図った。即ち、この実験
結果から、前記（１）式で求めたブロック剛性が４．０
以下になるとブロックのヒ−ル＆トウ偏摩耗が許容限度
以上に顕著になり、一方で前記ブロック剛性が６．０以
上になるとブロック剛性が大きく成り過ぎてブロック外
周縁でのエッジ効果を減少させ更に前記狭幅陸部の必要
な曲げ変形の発生をも阻害することとなり摩擦係数が低
下し、雪上及び氷上での走行性能が大きく低下すること
が判明した。従ってこの結果に基ずいてブロック剛性を
４．０から６．０の間に設定することで耐偏摩耗性能と
氷雪路面走行性能とを最適にバランスすることが出来
る。

【０００９】

【実施例】図１によって、本発明の一実施例としてのタ
イヤパタ−ンを搭載した重荷重用ラジアルタイヤ１１Ｒ
２２．５，１４ＰＲについて説明する。図１において、
タイヤ踏面部１のタイヤ子午線面Ｓ−Ｓ上の主溝２と、
該子午線面から左右対称の位置のある主溝３、３の３本
の主溝が深さ２０ｍｍで各々左右に若干千鳥状に振れな
がらタイヤの周方向に延在して配置されている。又、タ
イヤ子午線面の左右に、主溝２と主溝３との間に挟まれ
て前記主溝より幅狭で主溝と類似形状の周方向溝４、４
が配置されている。更に、タイヤ踏面部１の両端部に極
めて狭幅の周方向溝５、５が配置されている。これらの
周方向の各溝に開口し主溝と略同一幅の副溝６がタイヤ
幅方向に向いて主溝の周方向に沿って左右交互に複数配
置される。この様にタイヤ踏面部１に各溝が配置される
とこれらの溝により区画されたブロック７がタイヤの踏
面部１の全面に配置される。そしてこれらのブロックの
各々には溝幅０．５ｍｍの２本の狭溝８によって区分け
された幅３．５ｍｍの狭幅陸部９がブロックの中央部に
設けられている。尚、タイヤのバットレス部１０からタ
イヤ踏面部１の端部にかけてタイヤ幅方向の分割溝１１
を挟んで一対の大型ブロック１２、１２が設けられてい
る。該大型ブロックの周方向の両側にはチェ−ン掛けな
どの用に供するためのスペ−ス１３が設けられている。
更に、上記の狭幅陸部９を持つブロック７の図２に示す
各部寸度は、周方向長さＩ＝１５．４ｍｍ，幅方向長さ
ｂ＝２４．１ｍｍ，狭溝８の深さｈ＝１１．０ｍｍとさ
れている。従って、これらの数値からブロックの剪断剛
性Ｇを求めると５．２となり前記設定範囲内にある。ま
た、この様に各ブロックの寸度を設定しているので、タ
イヤにＪＩＳ規格の正規内圧、正規荷重を負荷した場合
のタイヤ接地面内には各ブロック列毎に約６個のブロッ
クが存在することを得、十分なエッジ効果を得ることが
出来る。

【００１０】次に、上記の実施例のタイヤのタイヤ性能
の向上を検証するために、図３に示す比較例タイヤとの
比較テストを実施した。尚、比較例タイヤは実施例タイ
ヤと同一タイヤサイズ同一材料であるが、２本の主溝
と、中央部に１本のタイヤ幅方向の狭溝を持つブロック
から概略構成されている。又、トレッド中央部の大型の
ブロックの両側に配列される２列の小型ブロックの寸度
は、周方向長さＩ＝１１ｍｍ，幅方向長さｂ＝２４．１
ｍｍ，狭溝８の深さｈ＝１１．０ｍｍとし、ブロック剛
性Ｇは３．３となっている。

【００１１】図４は、実車走行での偏摩耗テストの結果
を示す。テスト条件及びテスト方法は、タイヤ内圧７．
０ｋｇ／ｃｍ² ，タイヤ１本当たりの荷重ＪＩＳ規格荷
重の１００％にて１０屯トラックの前輪に装着し１万ｋ
ｍ走行後、実施例の主溝３、３の両側にあるブロックと
比較例の前記小型ブロックとについてヒ−ル＆トウ偏摩
耗の発生量の大きさを比較した。尚、ヒ−ル＆トウ偏摩
耗の発生量は、個々のブロックの周方向の一端に対する
他端の摩耗量の差として求める。結果は、実施例タイヤ
ではヒ−ル＆トウ偏摩耗の発生量が比較例タイヤ対比４
０％減少するを得た。

【００１２】図５は、氷雪路上実車ブレ−キテストの結
果を示す。テスト条件及びテスト方法は、タイヤ内圧
７．０ｋｇ／ｃｍ² ，タイヤ１本当たりの荷重ＪＩＳ規
格荷重の１００％にて１０屯トラックの全輪に同一タイ
ヤを装着し、氷温−５度のアイスバ−ン状の路面上に
て、速度２０ｋｍ／ｈでＦｕｌｌ Ｌｏｃｋ Ｂｒａｋ
ｅをかけて車が停止するまでの距離を測定する。図より
わかる如く、実施例タイヤが約１０％良好の結果を得
た。尚、別に主溝の残溝を５ｍｍとして散水により所定
の水深にした湿潤路面上での走行テストを実施した（テ
スト結果は省略）が、本発明タイヤが比較例タイヤ比優
れていることが確認された。

【００１３】

【発明の効果】本発明によれば、ブロック内に設けられ
た狭幅陸部の氷結路面上での排水及びエッジ効果と、最
適な範囲に選定されたブロック剛性によって偏摩耗が極
小に防止される効果と、排水性に有利な広幅の主溝の本
数を増加したことによる摩耗末期のスリップ防止効果に
よって、タイヤの走行、摩耗性能が高度にバランスされ
た積雪地向けの重荷重用空気入りスタッドレスタイヤを
得ることが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例のタイヤ踏面部パタ−ンの展開
図である。

【図２】本発明の実施例のブロックパタ−ンの各部寸度
を示す図である。

【図３】比較例に用いた従来パタ−ンの展開図である。

【図４】ブロックの偏摩耗試験の結果を示す図である。

【図５】氷雪路上実車ブレ−キテストの結果を示す図で
ある。

【符号の説明】 １ タイヤ踏面部 ２ タイヤ踏面中央部の主溝 ３、３ タイヤ踏面側部の主溝 ４、４ 幅狭の周方向溝 ５、５ 極めて幅狭の周方向溝 ６ 副溝 ７ ブロック ８ 狭溝 ９ 狭幅陸部 １０ バットレス部 １１ 分割溝 １２、１２ 大型ブロック １３ スペ−ス

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 タイヤの周方向に連続して延在する３本
   以上の主溝を持ち、主溝を含む複数の周方向溝とタイヤ
   の幅方向に向く主溝と同等以下の溝深さの複数の副溝と
   によって区切られたブロックをタイヤ周方向に複数配置
   し、該ブロック内に前記副溝と同等以下の溝深さで溝幅
   の極めて狭い狭溝をタイヤ幅方向に向けて少なくとも２
   本以上有し、しかもブロックの周方向長さをＩ、幅方向
   の長さをｂ，前記狭溝の深さをｈとした時、これらの数
   値の関係が次式を満足するタイヤ踏面部パタ−ンを載備
   した重荷重用空気いりスタッドレスタイヤ。 ４．０＜０．６８４×ｂ×（Ｉ³ ／ｈ³ ）×（１／［１
   ＋１５．６×（Ｉ² ／４ｈ² ）］）＜６．０