JP2006123786A

JP2006123786A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2006123786A
Application number: JP2004315917A
Authority: JP
Inventors: Kaori Naruse; 香緒理成瀬
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2004-10-29
Filing date: 2004-10-29
Publication date: 2006-05-18
Anticipated expiration: 2024-10-29
Also published as: JP4528091B2

Abstract

【課題】ブロック陸部に発生する偏摩耗を、タイヤ摩耗初期から摩耗終期にわたって有効に抑制することのできる空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】タイヤは、トレッド部１に、周方向溝２ａ〜２ｄと、周方向溝２ａ〜２ｄと連通する横溝３ａ〜３ｅを配設し、トレッド部１をブロック陸部５ａ〜５ｅに区画形成してなる。周方向溝２ａ及び２ｄに、溝深さｄ_１が他の部分の溝深さｄ_２よりも浅く、かつタイヤ周方向に沿って延びる溝底隆起部６を設ける。ブロック陸部５ａ、５ｂ、５ｄ、５ｅは、その内陸部分７から少なくとも一つの端部８ａ、８ｂ又は角部９ａ〜９ｄに向かって陸部高さｈが漸減する曲面状の頂面を有している。溝底隆起部６の溝深さｄ_１を、所定の静的負荷条件にて、タイヤ摩耗初期にはそのタイヤ径方向最外端１０が、路面と非接触状態にあり、タイヤ摩耗中期以降にはそのタイヤ径方向最外端１０が路面と接触状態にあるように設定する。
【選択図】図１

Description

この発明は、トレッド部に、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の周方向溝と、該周方向溝の少なくとも１本と連通する複数本の横溝とを配設し、該周方向溝、両トレッド端及び該横溝によってトレッド部を多数個のブロック陸部に区画形成した、いわゆるブロックパターンを有する空気入りタイヤに関し、特にかかる空気入りタイヤのブロック陸部に発生する偏摩耗を、タイヤ摩耗初期から摩耗終期にわたって有効に抑制する。

トレッド部に、周方向溝とこれに連通する横溝とを配設してブロックパターンを区画形成した空気入りタイヤ、特にトラックやバス等に用いられる重荷重用空気入りタイヤは、ブロック陸部に偏摩耗を生じやすい。かかる偏摩耗は、タイヤの外観を悪化させるのみならず、グリップ性能にも悪影響を与える。

かかる偏摩耗を抑制するため、例えば特許文献１には、ブロックの外表面を、幅方向外側の周方向曲率半径がタイヤ赤道面側の周方向曲率半径よりも小さく、かつ幅方向外側の端部におけるタイヤ半径よりも小さく形成した低位部を有する空気入りタイヤが記載されている。かかるタイヤは、特にヒールアンドトウ摩耗の抑制に有効である。

また、特許文献２には、ブロック陸部に、その内陸部から端縁又は角部に向かって陸部高さが漸減する低位部を設け、周方向溝に、所定の静的負荷条件下で路面とすべり接触する突起を設けた空気入りタイヤが記載されている。かかるタイヤは、特にリバーウエアとヒールアンドトウ摩耗を抑制するとともに、周方向溝での石噛みを防止することができる。

特許文献３には、周方向溝に、所定の静的負荷条件下で路面とすべり接触する突起を設け、ブロック陸部に、前記周方向溝とは反対側に位置する角部に向かって陸部高さが漸減する低位部を設けた空気入りタイヤが記載されている。かかるタイヤは、リバーウエアとヒールアンドトウ摩耗の双方の発生を高いレベルで抑制することができる。

特許文献４には、ブロック陸部のトレッド端側で、トレッド周方向両端の二隅部に、ブロック高さが、それらの隅部の突端に向かって次第に減少する面取り表面を設けた空気入りタイヤが記載されている。かかるタイヤは、発生騒音の増加なしに耐偏摩耗性能を向上させることができる。

特開平７−３０４３０９号公報特開平９−２４０２２０号公報特開平１０−８６６１０号公報特開平１１−４８７１９号公報

しかし、これら特許文献１〜４に記載されたタイヤは、摩耗初期こそ有効に偏摩耗の発生を抑制できるが、摩耗が進むことによって、低位部と他の部分との陸部高さの差がなくなったり、周方向溝内の突起とブロック陸部の高さの差がなくなり突起がすべり接触しなくなったり、面取り表面が減少すると、ブロック陸部に偏摩耗が発生するおそれがあった。

したがって、この発明の目的は、周方向溝に設けた溝底隆起部及びブロック陸部の形状の適正化を図ることにより、ブロック陸部に発生する偏摩耗を、タイヤ摩耗初期から摩耗終期にわたって有効に抑制することのできる空気入りタイヤを提供することにある。

上記の目的を達成するため、この発明は、トレッド部に、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の周方向溝と、該周方向溝の少なくとも１本と連通する複数本の横溝とを配設し、該周方向溝、両トレッド端及び該横溝によってトレッド部を多数個のブロック陸部に区画形成してなる空気入りタイヤにおいて、少なくとも１本の周方向溝に、溝深さが他の部分よりも浅く、かつタイヤ周方向に沿って延びる溝底隆起部を設け、該溝底隆起部を設けた周方向溝に隣接するブロック陸部は、その内陸部分から少なくとも一つの端部又は角部に向かって陸部高さが漸減する曲面状の頂面を有し、前記溝底隆起部は、所定の静的負荷条件にて、タイヤ摩耗初期にはそのタイヤ径方向最外端が路面と非接触状態にあり、タイヤ摩耗中期以降にはそのタイヤ径方向最外端が路面と接触状態にある溝深さを有することを特徴とする空気入りタイヤである。

ここで「タイヤ周方向に沿って延びる」とは、溝又は溝底隆起部全体としての延在方向がタイヤ周方向であることをいうものとし、ジグザグ状又は波状の延在形状を有するものであってもよい。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（乗用車用タイヤの場合には１８０ｋＰａ）を適用し、最大負荷能力（乗用車用タイヤの場合には最大負荷能力の８８％）に相当する質量を負荷した条件をいうものとする。さらに、タイヤが使用寿命に達するまでにブロック陸部が摩耗する量をブロック最大摩耗量として、「タイヤ摩耗初期」とは、ブロック陸部の摩耗量がブロック最大摩耗量の０〜４０％の範囲にある状態をいうものとし、「タイヤ摩耗中期以降」とは、ブロック陸部の摩耗量がブロック最大摩耗量の４０〜１００％の範囲にある状態をいうものとする。

また、溝底隆起部での溝深さは、これを設けた周方向溝に開口する横溝の溝深さより深いこと、特には２ｍｍ以上深いことが好ましい。ここで「溝深さ」とは、トレッド部踏面と溝底との間をタイヤ径方向に沿って測定した距離をいうものとする。

さらに、溝底隆起部での溝深さは、５〜７ｍｍの範囲にあることが好ましい。

さらにまた、溝底隆起部での溝深さは、これを設けた周方向溝に隣接するブロック陸部の端部での陸部高さの３０〜４５％の範囲にあることが好ましい。

加えて、溝底隆起部を設けた周方向溝に隣接する横溝の溝深さは３〜５ｍｍの範囲にあることが好ましい。

加えてまた、タイヤ幅方向で最も外側に位置する周方向溝に溝底隆起部を設けてなることが好ましい。

この発明によれば、空気入りタイヤの周方向溝に設けた溝底隆起部及びブロック陸部の形状の適正化を図ることにより、ブロック陸部に発生する偏摩耗を、タイヤ摩耗初期から摩耗終期にわたって有効に抑制することが可能となる。

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タイヤ（以下「タイヤ」という。）のトレッド部の一部を展開して示しており、図２（ａ）は、図１のＩ−Ｉ線上の断面を示しており、図２（ｂ）は、図１のＩＩ−ＩＩ線上の断面を示している。また、図３は、図１に示すブロック陸部５ｂの１個を抜き出して周方向溝側から見たときの斜視図である。

図１に示すタイヤは、トレッド部１に、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の周方向溝、図１では４本の周方向溝２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄと、周方向溝２ａ〜２ｄの少なくとも１本と連通する複数本の横溝３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅとを配設する。なお、横溝３ａ〜３ｅは、３ａ及び３ｅのように略タイヤ幅方向に延在していてもよく、３ｂ及び３ｄのようにタイヤ幅方向に対して傾斜して延在していてもよく、３ｃのようにクランク状であってもよい。トレッド部１は、周方向溝２ａ〜２ｄ、両トレッド端４ａ、４ｂ及び横溝３ａ〜３ｅによって多数個のブロック陸部５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅに区画形成される。

そして、この発明の構成上の主な特徴は次のような点にある。すなわち、少なくとも１本の周方向溝、図１では２本の周方向溝２ａ及び２ｄに、溝深さｄ_１が他の部分の溝深さｄ_２よりも浅く、かつタイヤ周方向に沿って延びる溝底隆起部６を設ける。溝底隆起部６を設けた周方向溝２ａ及び２ｄに隣接するブロック陸部５ａと５ｂ、５ｄと５ｅは、頂面の少なくとも一部をドーム状とする。ここでドーム状の陸部とは、ブロック陸部５ｂを例に取ると、その内陸部分７から、横溝３ｂ、３ｂによって形成された端部８ａ、８ｂ、又は横溝３ｂ、３ｂと周方向溝２ａ、２ｂとによって形成された角部９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄのうちのうち少なくとも一つに向かって陸部高さｈが漸減する曲面状の頂面を有している陸部のことをいう。すなわち、図３（ａ）に示すように、内陸部分７から少なくとも一つの端部（図３（ａ）では両方の端部８ａ、８ｂ）に向かって陸部高さｈが漸減する陸部、図３（ｂ）及び（ｃ）に示すように、内陸部分７から少なくとも一つの角部（図３（ｂ）では角部９ａ、図３（ｃ）では角部９ａ及び９ｃに）向かって陸部高さｈが漸減する陸部、又は図３（ｄ）に示すように、内陸部分７から一つの端部（図３（ｄ）では端部８ｂ）と少なくとも一つの角部（図３（ｄ）では角部９ａ）に向かって陸部高さｈが漸減する陸部等が含まれる。そして、溝底隆起部６の溝深さｄ_１を、所定の静的負荷条件にて、タイヤ摩耗初期にはそのタイヤ径方向最外端、図２ではその頂面１０が、路面と非接触状態にあり、タイヤ摩耗中期以降にはそのタイヤ径方向最外端が路面と接触状態にあるように設定する。

前述のように、ブロック陸部に生じる偏摩耗を抑制する手段としては、ブロック陸部頂面をドーム状にするか、ブロック陸部に隣接する周方向溝内に溝底隆起部を設けることが一般的であった。ブロック陸部をドーム状としたタイヤでは、偏摩耗の発生しやすい部位を、予め陸部高さの低い低位部として形成することで偏摩耗を予防している。また、溝底隆起部を有するタイヤでは、溝底隆起部での溝深さを微小にして溝底隆起部を路面とすべり接触させることで、ブロック陸部の摩耗を促進する力を溝底隆起部に集中させることで偏摩耗を予防している。しかし、これらいずれのタイヤにおいても、摩耗初期には所期した偏摩耗防止効果が得られるものの、摩耗中期以降には偏摩耗防止効果が十分とは言えない場合があった。これは、タイヤが摩耗し、ブロック陸部の陸部高さが低下するにつれて、ドーム状のブロック陸部を有するタイヤでは、低位部と他の部分との陸部高さの差がなくなる結果、低位部に偏摩耗が生じやすいためであり、溝底隆起部を有するタイヤでは、溝底隆起部の頂面とブロック陸部の頂面とが略一致し、路面と溝底隆起部がすべり接触ではなく通常の接触をする結果、摩耗を促進する力を集中的に負担することができなくなるためである。

これに対し、この発明に従うタイヤは、摩耗段階に応じて異なる偏摩耗防止手段を使い分けることによって、タイヤが摩耗寿命に達するまで効果的に偏摩耗を防止している。具体的には、ブロック陸部の頂面をドーム状の輪郭形状に形成するとともに、溝底隆起部を摩耗中期以降にしか路面と接地しないように形成することで、タイヤの摩耗初期にはドーム状のブロック陸部のみが偏摩耗防止手段として作用し、一方、ブロック陸部が摩耗し、その頂面の輪郭形状がフラットに近づく摩耗中期以降には、周方向溝内に設けられた溝底隆起部が路面とすべり接触することで偏摩耗防止手段として作用する。これによって、従来のタイヤでは偏摩耗抑制効果が低下していたタイヤの摩耗中期以降でも、高い偏摩耗防止効果を維持することができるのである。

さらに、従来の溝底隆起部を有するタイヤでは、溝底隆起部と路面が常に接触しているため、タイヤ幅方向内側に存在していた水の、横溝を介してトレッド端に移動する流れが溝底隆起部によって阻害されるため、排水性の低下が懸念されるが、この発明に従うタイヤでは、摩耗初期の段階には溝底隆起部と路面との間には間隙が存在するため、水の流れを阻害することがなく、排水性が低下することもない。

また、溝底隆起部６での溝深さｄ_１は、これを設けた周方向溝２ａ、２ｄに開口する横溝３ａ及び３ｂ、３ｄ及び３ｅの溝深さｄ_３より深いことが好ましい。これによれば、溝深さｄ_３が浅くなり、タイヤ周方向でこれに隣接するブロック陸部３ｂ、３ｄの陸部剛性が上がる結果、偏摩耗抑制効果が一層向上するからであり、また、溝底隆起部６が路面と接触したときに、溝底隆起部６によってトレッド端に向かう水の流れが阻害されるのを防げるからである。より好ましくは、溝深さｄ_１を溝深さｄ_３よりも２ｍｍ以上深くする。

さらに、溝底隆起部６での溝深さｄ_１を５〜７ｍｍの範囲とすることが好ましい。溝深さｄ_１が５ｍｍ未満の場合にはタイヤの摩耗初期から溝底隆起部６が路面と接触するおそれがあるからであり、７ｍｍを超えると、ドーム状のブロック陸部による偏摩耗抑制効果が低下した後も、かなりの走行距離にわたって溝底隆起部６が路面と非接触状態になり、偏摩耗が発生するおそれがあるからである。

さらにまた、溝底隆起部６での溝深さｄ_１は、これを設けた周方向溝２ａ、２ｄに隣接するブロック陸部５ａ及び５ｂ、５ｄ及び５ｅの端部８ａ、８ｂでの陸部高さｈの３０〜４５％の範囲にあることが好ましい。ドーム状のブロック陸部５ａ、５ｂ、５ｄ、５ｅによる偏摩耗抑制効果が低下すると同時に溝底隆起部６が路面と接触状態になるようにするためである。

加えて、溝底隆起部６を設けた周方向溝２ａ、２ｄに隣接する横溝３ａ及び３ｂ、３ｄ及び３ｅの溝深さｄ_３は３〜５ｍｍの範囲にあることが好ましい。横溝３ａ、３ｂ、３ｄ、３ｅの溝深さｄ_３が３ｍｍ未満の場合にはこれを介してタイヤ幅方向外方に排出できる水量が低下し、排水性が損なわれるおそれがあるからであり、５ｍｍを超える場合にはこれに隣接するブロック陸部５ａ及び５ｂ、５ｄ及び５ｅのブロック剛性が低下して偏摩耗が発生するおそれがあるからである。

溝底隆起部６は、図１に示すように、タイヤ幅方向で最も外側に位置する周方向溝２ａ、２ｄに設けることが好ましい。タイヤ幅方向外側に位置するブロック陸部ほど、偏摩耗が発生しやすいからである。

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に示すように、ブロック陸部５ａ〜５ｅに、短サイプ１１を設けることで、偏摩耗抑制効果を一層高めることができ、中央域に位置するブロック陸部５ｃに細溝１２を設けることで排水性を高めることもできるが、これらは必須ではない。また、図１では周方向溝が４本の態様を示したが、図４に示すように周方向溝が３本であってもよく、図示は省略するが、周方向溝が５本以上であってもよい。さらに、ドーム状の陸部は、図３（ａ）に示すように、頂面全体が曲面状であってもよいが、図３（ｂ）〜（ｄ）に示すように、頂面の一部のみが曲面状であってもよい。

次に、この発明に従う空気入りタイヤを試作し性能評価を行ったので、以下に説明する。

実施例１及び２のタイヤは、タイヤサイズが１１Ｒ２２．５のトラック用ラジアルタイヤであり、図４に示すトレッドパターンを有し、ブロック陸部がいずれもドーム状の頂面輪郭形状を有し、表１に示す諸元を有する。

比較のため、タイヤサイズが実施例１及び２と同じであり、図４に示すものと同様のトレッドパターンを有するものの、摩耗初期から溝底隆起部が路面と接触状態にあり、表１に示すタイヤ（従来例）についても併せて試作した。

前記各供試タイヤをサイズ７．５０×２２．５のリムに取り付けてタイヤ車輪とし、このタイヤ車輪とテスト車両に装着し、空気圧：９００ｋＰａ（相対圧）を適用して、次の各試験を行った。

（ウエット路面でのトラクション性）
空車相当のタイヤ荷重を適用し、水深２ｍｍのウエット路面のテストコースを用い、静止状態から加速して１５ｍの距離を走行するのに要した時間を測定して、この測定値によりウエット路面でのトラクション性を評価した。その評価結果を表１に示す。

（耐偏摩耗性）
ＪＡＴＭＡに定める最大負荷能力相当のタイヤ荷重を適用し、高速道路を主体に公道を５０，０００ｋｍ走行した後、トレッド部を目視点検し、ブロック陸部に発生した偏摩耗の容積を測定して、この測定値により耐偏摩耗性を評価した。その評価結果を表１に示す。

なお、表１中の評価結果は、従来例のタイヤの評価結果を１００としたときの指数比で示しており、ウエット路面でのトラクション性は数値が大きいほど性能が優れており、耐偏摩耗性については数値が小さいほど性能が優れている。

表１に示す結果から、実施例１及び２のタイヤは、従来例のタイヤに比べて摩耗初期の排水性に優れている上、耐偏摩耗性にも優れていることが分かる。

この発明により、周方向溝に設けた溝底隆起部及びブロック陸部の形状の適正化を図って、ブロック陸部に発生する偏摩耗を、タイヤ摩耗初期から摩耗終期にわたって有効に抑制することのできる空気入りタイヤを提供することが可能となった。

この発明に従う代表的な空気入りタイヤのトレッド部の一部の展開図である。（ａ）は、図１のＩ−Ｉ線上の断面図であり、（ｂ）は、図１のＩＩ−ＩＩ線上の断面図である。（ａ）〜（ｄ）は、図１に示すブロック陸部５ｂの１個を抜き出して周方向溝側から見たときの斜視図である。この発明に従う他の空気入りタイヤのトレッド部の一部の展開図である。

符号の説明

１トレッド部
２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ周方向溝
３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ横溝
４ａ、４ｂトレッド端
５、５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、５ｅブロック陸部
６溝底隆起部
７ブロック陸部の内陸部分
８ａ、８ｂブロック陸部の端部
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄブロック陸部の角部
１０溝底隆起部の頂面
１１短サイプ
１２細溝

Claims

トレッド部に、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の周方向溝と、該周方向溝の少なくとも１本と連通する複数本の横溝とを配設し、該周方向溝、両トレッド端及び該横溝によってトレッド部を多数個のブロック陸部に区画形成してなる空気入りタイヤにおいて、
少なくとも１本の周方向溝に、溝深さが他の部分よりも浅く、かつタイヤ周方向に沿って延びる溝底隆起部を設け、
該溝底隆起部を設けた周方向溝に隣接するブロック陸部は、その内陸部分から少なくとも一つの端部又は角部に向かって陸部高さが漸減する曲面状の頂面を有し、
前記溝底隆起部は、所定の静的負荷条件にて、タイヤ摩耗初期にはそのタイヤ径方向最外端が路面と非接触状態にあり、タイヤ摩耗中期以降にはそのタイヤ径方向最外端が路面と接触状態にある溝深さを有することを特徴とする空気入りタイヤ。
前記溝底隆起部での溝深さは、これを設けた周方向溝に開口する横溝の溝深さより深い、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記溝底隆起部での溝深さは、これを設けた周方向溝に開口する横溝の溝深さより２ｍｍ以上深い、請求項２に記載の空気入りタイヤ。
前記溝底隆起部での溝深さは、５〜７ｍｍ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タイヤ。
前記溝底隆起部での溝深さは、これを設けた周方向溝に隣接するブロック陸部の端部での陸部高さの３０〜４５％の範囲にある、請求項１〜４のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
前記溝底隆起部を設けた周方向溝に隣接する横溝の溝深さは３〜５ｍｍの範囲にある、請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
タイヤ幅方向で最も外側に位置する周方向溝に溝底隆起部を設けてなる、請求項１〜６のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。