JP2011235787A - Pneumatic tire - Google Patents
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Description
本発明は、トレッド部に、溝により区画された複数のブロックを備える空気入りタイヤに関し、接地時におけるブロックの変形に起因した摩耗を低減するとともに、十分な排水性を備える空気入りタイヤに関するものである。 The present invention relates to a pneumatic tire including a plurality of blocks partitioned by grooves in a tread portion, and relates to a pneumatic tire having sufficient drainage while reducing wear due to block deformation at the time of ground contact. is there.
近年、タイヤのトレッド部に形成するトレッドパターンとして、ブロックパターンが多用されている。ブロックパターンは、タイヤ周方向に延びる複数本の縦溝と、これらの縦溝に交差して延びる多数の横溝とによって区画される多数のブロック(ブロック状の陸部)を備えている。ブロックパターンは、乾燥路面は勿論のこと、湿潤路面や氷雪路面でも良好なトラクション性能を発揮する全天候性を有するため、高性能乗用車用タイヤなどに適用される割合が増加しつつある(特許文献1参照)。 In recent years, a block pattern is frequently used as a tread pattern formed on a tread portion of a tire. The block pattern includes a large number of blocks (block-shaped land portions) defined by a plurality of vertical grooves extending in the tire circumferential direction and a large number of horizontal grooves extending across the vertical grooves. The block pattern has an all-weather property that exhibits good traction performance not only on a dry road surface but also on a wet road surface and an icy / snow road surface, and therefore the ratio applied to high-performance passenger car tires is increasing (Patent Document 1). reference).
ところで、一般にタイヤはトレッド部に曲率を持つため、タイヤ幅方向に径差の分布が生じる。この径差によってブロックに生じるタイヤ周方向の剪断変形は、タイヤの耐摩耗性能に影響を及ぼすことが知られている。この剪断変形を防止するためには例えばブロックサイズを大きくして剪断剛性(剪断方向の剛性)を高めることが有効であるが、ブロックサイズを大きくし過ぎると、図1(a)に示すようにブロックが路面に接地する際に、ゴムが流動によって大きく膨出してブロックの剪断変形が増大し、逆に十分な耐摩耗性能が得られなくなる場合があった。また、排水性を高める為の周溝との関係も十分に明らかとはなっておらず、耐摩耗性能の向上と排水性の確保を両立させるには、未だ改善の余地が残されていた。 By the way, since a tire generally has a curvature in a tread portion, a distribution of a diameter difference occurs in the tire width direction. It is known that the shear deformation in the tire circumferential direction generated in the block due to the difference in diameter affects the wear resistance performance of the tire. In order to prevent this shear deformation, for example, it is effective to increase the shear rigidity (rigidity in the shear direction) by increasing the block size. However, if the block size is increased too much, as shown in FIG. When the block touches the road surface, the rubber swells greatly due to the flow and shear deformation of the block increases, and conversely, sufficient wear resistance performance may not be obtained. In addition, the relationship with the circumferential groove for improving drainage has not been sufficiently clarified, and there is still room for improvement in order to achieve both improvement in wear resistance and securing drainage.
本発明の課題は、トレッド部に、溝により区画された複数のブロックを備える空気入りタイヤに関し、接地時におけるブロックの剪断変形に起因した摩耗を低減するとともに、十分な排水性を備える、新規な空気入りタイヤを提供することにある。 An object of the present invention relates to a pneumatic tire including a plurality of blocks partitioned by grooves in a tread portion, and reduces wear caused by shear deformation of the blocks at the time of ground contact, and has a novel drainage property. It is to provide a pneumatic tire.
本発明は、トレッド部に、タイヤの周方向に沿って伸延する複数の周溝と、該周溝によって区画された複数列のリブとを備えた空気入りタイヤにおいて、
前記リブは、前記周溝につながる複数の分岐溝により区画された複数のブロックを備え、該ブロックは、ブロックの接地面の面積が450mm2以下であり、かつ、該分岐溝の溝深さに対してそれぞれ1.5倍以上となる周方向長さ及び幅方向長さを有し、
前記周溝は、タイヤの赤道の近傍に設けられた中央側周溝と、該中央側周溝を挟んで延在するショルダー側周溝からなり、該中央側周溝は、該ショルダー側周溝の幅よりも狭い溝幅を有することを特徴とする空気入りタイヤである。
The present invention provides a pneumatic tire provided with a plurality of circumferential grooves extending along a circumferential direction of the tire and a plurality of rows of ribs defined by the circumferential grooves in the tread portion.
The rib includes a plurality of blocks defined by a plurality of branch grooves connected to the circumferential groove, and the block has an area of a grounding surface of the block of 450 mm 2 or less, and has a groove depth of the branch grooves. In contrast, each has a length in the circumferential direction and a length in the width direction that is 1.5 times or more,
The circumferential groove includes a central circumferential groove provided in the vicinity of the equator of the tire and a shoulder circumferential groove extending across the central circumferential groove. The central circumferential groove is the shoulder circumferential groove. It is a pneumatic tire characterized by having a groove width narrower than the width of.
ここで、「ブロックの接地面の面積」とは、ブロックの接地面において連続して延びる表面領域の面積をいい、例えばブロックがサイプや細溝等の溝で複数に分割されているときは、該溝により区分された各分割ブロックにおける表面領域の面積を指すものとする。また、ブロックの「周方向長さ」とは、ブロックのタイヤ周方向の一端から他端までをタイヤ周方向に沿って計測した直線距離を指す。ブロックの「幅方向長さ」とは、ブロックのタイヤ幅方向の一端から他端までをタイヤ幅方向に沿って計測した直線距離を指す。さらに、「分岐溝の溝深さ」とは、ブロックを区画する分岐溝のうち、最も溝深さの大きい溝の溝深さを指すものとする。 Here, the “area of the contact surface of the block” means the area of the surface region continuously extending on the contact surface of the block. For example, when the block is divided into a plurality of grooves such as sipes and narrow grooves, The area of the surface area in each divided block divided by the groove is indicated. The “circumferential length” of the block refers to a linear distance measured along the tire circumferential direction from one end to the other end of the block in the tire circumferential direction. The “width direction length” of the block refers to a linear distance measured along the tire width direction from one end to the other end of the block in the tire width direction. Further, the “groove depth of the branch groove” refers to the groove depth of the groove having the largest groove depth among the branch grooves defining the block.
前記中央側周溝の溝幅は5mm以下であり、かつ前記分岐溝のうち最も幅狭となる溝の溝幅以上であることが好ましい。 The groove width of the central circumferential groove is preferably 5 mm or less and more than the groove width of the narrowest groove among the branch grooves.
トレッド部に、複数の周溝で区画する複数列のリブを設け、このリブを分岐溝で区画して複数のブロックを形成し、ブロックの接地面の面積を450mm2以下としたので、トレッド部の蹴り出し時におけるブロックのゴム流動による剪断変形を抑制することが可能となる。また周方向長さ及び幅方向長さが、分岐溝の溝深さに対し1.5倍以上としたので、ブロックの周方向長さ及び幅方向長さに対して溝の深さが深くなりすぎることがなく、ブロックの倒れ込み(座屈)を防止でき、耐摩耗性能を有利に向上させることが可能となる。さらに周溝のうち、接地圧が高くなるトレッド部中央の中央側周溝が、ショルダー側周溝よりも幅狭となるようにしたので、周溝を設けることで増加するブロックの接地圧の分布を最適化して、耐摩耗性能の向上と排水性の確保とを両立させることができる。 Since the tread portion is provided with a plurality of rows of ribs partitioned by a plurality of circumferential grooves, the ribs are partitioned by branch grooves to form a plurality of blocks, and the area of the ground contact surface of the block is 450 mm 2 or less. It is possible to suppress the shear deformation due to the rubber flow of the block at the time of kicking. Also, since the circumferential length and the width direction length are 1.5 times or more of the groove depth of the branch groove, the groove depth becomes deeper than the circumferential length and width direction length of the block. Therefore, the block can be prevented from falling down (buckling), and the wear resistance can be advantageously improved. Further, among the circumferential grooves, the central circumferential groove at the center of the tread portion where the ground pressure increases becomes narrower than the shoulder circumferential groove, so that the distribution of the ground pressure of the block that increases by providing the circumferential groove It is possible to optimize both the wear resistance and ensure drainage.
中央側周溝の幅を、5mm以下であってかつ前記分岐溝のうち最も幅狭となる溝の溝幅以上としたので、より有利に耐摩耗性能を向上させることができる。 Since the width of the central side circumferential groove is 5 mm or less and not less than the width of the narrowest groove among the branching grooves, the wear resistance can be improved more advantageously.
以下、図面を参照して、本発明をより具体的に説明する。
図2は本発明にしたがう空気入りタイヤの実施の形態につき、(a)はタイヤのトレッドパターンを示す平面展開図であり、(b)はブロックの幅方向長さWbとブロック高さHbとを示す図である。なお図2(a)において、上下方向がタイヤ周方向(タイヤ赤道面に沿った方向)であり、左右方向(タイヤ赤道面Eに直交する方向)がタイヤ幅方向である。
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to the drawings.
FIG. 2 is a developed plan view showing a tread pattern of a tire according to an embodiment of a pneumatic tire according to the present invention, and (b) shows a width Wb and a block height Hb of the block. FIG. 2A, the vertical direction is the tire circumferential direction (the direction along the tire equator plane), and the left-right direction (the direction orthogonal to the tire equator plane E) is the tire width direction.
本発明に従うタイヤは、図示を省略するが、左右一対のビードコア間でトロイダル状に延在するカーカスと、このカーカスのクラウン部のタイヤ径方向外側に配置したベルトと、このベルトのタイヤ径方向外側に配置したトレッド部1とを具える慣例に従ったタイヤ構造を有し、トレッド部1に図2(a)に示したブロックパターンを有するものである。
Although the tire according to the present invention is not illustrated, a carcass extending in a toroidal shape between a pair of left and right bead cores, a belt disposed on the outer side in the tire radial direction of the crown portion of the carcass, and an outer side in the tire radial direction of the belt The
図2(a)に示すように、トレッド部1は、タイヤ周方向に伸延する複数の周溝2を有しており、この周溝2によって区画された複数列のリブ3を備えている。
As shown in FIG. 2A, the
周溝2は、タイヤの赤道Eの近傍に設けられた中央側周溝2aと、この中央側周溝2aを挟んで延在するショルダー側周溝2bからなる。図示の例では中央側周溝2aはタイヤの赤道E上に1本延在しているが、複数であってもよい。またショルダー側周溝2bは、中央側周溝2aの外側に各1本配置されているが、それぞれ複数本配置されていてもよい。また中央側周溝2aの幅W1は、ショルダー側周溝2bの幅W2よりも狭くなっている。
The
リブ3は、複数の分岐溝3aによって区画された複数のブロック3bを備えている。分岐溝3aは、略タイヤ周方向に延びる縦溝3a1と、略タイヤ幅方向に延びて縦溝3a1と交差する横溝3a2とによって構成されており、周溝2とつながっている。ブロック3bの形状は、多角形や、円形、楕円形等を採用することができるが、図2(a)に示した例では、トレッド部1全域に亘って配置した基本となるブロック(以下、基本ブロックという)の形状が、略正八角形の接地面を有する八角柱状となっている。基本ブロックの接地面の形状が略正八角形となることで、いわゆるエッジ効果の異方性を低減できるとともに、ブロック3の均一な接地性を高めることができる。図示の例では、この基本ブロックをタイヤ周方向に等間隔に並べて列をなすとともに、隣り合う列同士でタイヤ周方向に半ピッチずれた千鳥状の配置となる基本ブロック群を形成し、この基本ブロック群を周溝2で切り取ってリブ3を形成している。千鳥状の配置としたことにより、ブロック3の接地タイミングをタイヤ幅方向にずらすことができ、パターンノイズの低減に有利となる。ブロック3bの接地面の面積Sbは約450mm2以下(図2(a)の例で基本ブロックは約310mm2)となっている。またブロック3bのうち基本ブロックは、図2(a)、(b)に示す周方向長さLb及び幅方向長さWbが、分岐溝3aの溝深さ(ブロック高さHb)に対して1.5倍以上となっている。
The
上記の構成となる本発明に従うタイヤは、耐摩耗性能に優れ、十分な排水性を備えているが、この点につき図3〜図4を参照して説明する。図3、4はトレッドパターンが略正八角形の基本ブロックを、トレッド部1の全面に均等配置したものであり、周溝2は備えていないもの(図2(a)に示すトレッドパターンから周溝2を省いたトレッドパターン)について検討した結果を示している。本発明者が耐摩耗性能について鋭意検討を重ねたところ、ブロック3bの摩耗の原因は、ブロック3bが路面に接してから離れるまでの間で、ブロック3bの膨出による剪断変形の寄与が大きいことを見出した。さらに検討を重ねたところ、ブロック3bの接地面の面積Sbとゴムの膨出変形(ゴム流出量)とに一定の関係を見出すに至った。結果を図3に示す。図3の横軸はブロック幅方向長さWbであり、縦軸はブロック周方向長さLbであり、2つの長さの交わるところが面積Sbとなる。また面積Sbに応じたゴムの膨出変形の大きさを、点または斜線で塗り分けて示している。図3から明らかなように、ブロック3bの接地面の面積Sbが小さいほどゴムの膨出変形が小さくなる。そしてこの図3のS2〜S7の領域、特にブロック3bの接地面の面積Sbを450mm2以下とした場合に、摩耗を有利に低減させることができる。
The tire according to the present invention having the above configuration is excellent in wear resistance and has sufficient drainage properties. This point will be described with reference to FIGS. 3 and 4 show basic blocks having a substantially regular octagonal tread pattern, which are evenly arranged on the entire surface of the
一方、ブロック3bの接地面の面積Sbが小さくなりすぎると、ブロック3bの剪断剛性が低下して倒れ込み(座屈)が生じ、ブロック3bの接地端での接地圧は非常に高くなる一方、接地面での接地圧は低くなるため、グリップ力が減少して摩耗の進行がし易くなることが判明した。この点につき図4を参照して説明すると、ブロックアスペクト比BAs(ブロック3bの高さHbに対するブロック3bの周方向長さLb又は幅方向長さWbの割合)とブロック剪断剛性との関係は、ブロックアスペクト比BAsが比較的大きな数値の場合はブロック剪断剛性が大きく変化していないが、約1.5未満となるところで急激に低下する。すなわち、ブロック3bの周方向長さLb及び幅方向長さWbが、分岐溝3aの溝深さ(ブロック高さHb)に対して1.5倍以上の場合には、所要のブロック剪断剛性が確保され、良好な接地性を得ることができる。
On the other hand, if the area Sb of the ground contact surface of the
上記のトレッドパターンとなるタイヤに周溝2を形成した、図2(a)のトレッドパターンとなるタイヤについて検討を進めたところ、周溝2を追加することでトレッド部1の接地面が減少するため、各ブロック3bに圧縮力がより強く加わるようになって変形量が増大し、耐摩耗性能が低下する傾向が見られた。特にタイヤのトレッド部1の中央では、ショルダー部に近い部分に比べてより高い接地圧を受けているため、耐摩耗性能の低下が大きくなる。中央側周溝2aの幅W1がショルダー側周溝2bの幅W2よりも幅狭となる場合には、ブロック3bにかかる接地圧の分布が最適化され、耐摩耗性能の向上と排水性の確保とを両立させることができることが明らかとなった。
Investigation of the tire that becomes the tread pattern in FIG. 2A in which the
中央側周溝2aの幅W1は、ブロック3bの接地面の面積Sbとの兼ね合いから5mm以下とすることが好ましい。これにより、トレッド1の中央のブロック3bの変形はより抑制され、耐摩耗性能の向上を図ることが可能となる。また中央側周溝2aの幅W1は、分岐溝3aのうち最も幅狭となる溝の溝幅以上とすることが好ましい。これにより排水性は確保されるとともにタイヤの製造も容易となる。
The width W 1 of the center-side circumferential groove 2a is preferably set to 5mm or less from consideration of the area Sb of the ground contact surface of the
またブロック3bは、周方向に縦長の形状とすることが好ましい。この点について図5(a)、(b)を参照して説明すると、周方向に縦長の形状の場合には、ブロック3bの側面において、タイヤ周方向を向く面P(自由表面P)の面積が、タイヤ幅方向を向く面Q(自由表面Q)の面積よりも小さくなり、荷重Fの負荷時にタイヤ周方向への膨出量に比べタイヤ幅方向への膨出量の割合を大きくすることができるので、ブロック3bの蹴り出し側の摩耗をより効率的に低減することが可能となる。特に幅方向長さWbに対する周方向長さLbの比率である縦横比Asを1以上2以下とすることが好ましい。縦横比Asを1未満とした場合には、ブロック3bがタイヤ幅方向に細長い横長形状となって、タイヤ周方向の荷重入力に対抗するブロック3bの剪断剛性が低下するおそれがあり、縦横比Asが2を超える場合には、ブロック3bの接地面の面積Sbとの関係上、ブロック3bの幅方向長さWbが小さくなりすぎて操縦安定性が低下するおそれがあるが、上記の範囲であればタイヤの性能を維持したまま、優れた耐摩耗性能を得ることができる。
Moreover, it is preferable that the
表1に示す組み合わせとなる、サイズが195/65R15のタイヤを試作し、このタイヤをサイズが6J−15となるリムに組み込んで乗用車に装着し、テストコースを走行して耐摩耗性能と排水性について調査を行った。このときの空気圧は210kPaであり、タイヤ負荷荷重は4.41kNであった。結果を表1に併せて示す。 Prototype tires with a size of 195 / 65R15 with the combinations shown in Table 1, assembled in a rim with a size of 6J-15, mounted on a passenger car, run on a test course, wear resistance and drainage We investigated about. The air pressure at this time was 210 kPa, and the tire load was 4.41 kPa. The results are also shown in Table 1.
耐摩耗性能は、テストコースで乗用車を実走させ、10000km走行後のブロックの摩耗量を測定した。従来例となる基準タイヤの摩耗量を100として、指数表示した。数値が大きいほど耐摩耗性能が高いことを示す。 The anti-wear performance was measured by measuring the amount of wear of a block after running a passenger car on a test course and running 10,000 km. The index was displayed with the wear amount of the reference tire as a conventional example as 100. A larger value indicates higher wear resistance.
排水性は、乗用車を水深10mmのウエット路面で乗用車を実装させ、テストドライバーによるフィーリング評価にて確認を行った。基準タイヤを100として、結果を表1に指数表示した。数値が大きいほど排水性が高いことを示す。 The drainage was confirmed by feeling evaluation by a test driver after mounting the passenger car on a wet road surface with a water depth of 10 mm. The results are shown in Table 1 with the reference tire as 100. The larger the value, the higher the drainage.
その結果、ブロックサイズは適正化されているが周溝は持たないタイヤ(比較タイヤ1)は、耐摩耗性能は向上するものの十分な排水性を得ることができない。またブロックサイズを適正化しつつ中央側周溝の溝幅W1がショルダー側周溝2bの溝幅W2よりも広いか、または同等としたタイヤ(比較タイヤ2、3)は、耐摩耗性能を満足することができない。一方、ブロックサイズを適正化しつつ中央側周溝の溝幅W1をショルダー側周溝2bの溝幅W2よりも狭くしたタイヤ(適合タイヤ1、2)は、耐摩耗性能と排水性をともに満足することができる。特に中央側周溝の溝幅W1を5mm以下とし、かつ前記分岐溝のうち最も幅狭となる溝の溝幅以上としたタイヤ(適合タイヤ2)は、結果が特に良好であった。
As a result, a tire (comparative tire 1) that has an appropriate block size but no circumferential groove has improved wear resistance but cannot obtain sufficient drainage. Also if the groove width W 1 of the center-side circumferential groove while optimizing the block size is larger than the groove width W 2 of the shoulder-side
本発明によれば、接地時におけるブロックの剪断変形に起因した摩耗を低減するとともに、十分な排水性を備える空気入りタイヤを安定的に供給できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, while reducing the abrasion resulting from the shear deformation of the block at the time of grounding, a pneumatic tire provided with sufficient drainage can be supplied stably.
1 トレッド部
2 周溝
2a 中央側周溝
2b ショルダー側周溝
3 リブ
3a 分岐溝
3a1 縦溝
3a2 横溝
3b ブロック
Sb ブロックの接地面の面積
W1 中央側周溝の幅
W2 ショルダー側周溝の幅
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記リブは、前記周溝につながる複数の分岐溝により区画された複数のブロックを備え、該ブロックは、ブロックの接地面の面積が450mm2以下であり、かつ、該分岐溝の溝深さに対してそれぞれ1.5倍以上となる周方向長さ及び幅方向長さを有し、
前記周溝は、タイヤの赤道の近傍に設けられた中央側周溝と、該中央側周溝を挟んで延在するショルダー側周溝からなり、該中央側周溝は、該ショルダー側周溝の幅よりも狭い溝幅を有することを特徴とする空気入りタイヤ。 In the pneumatic tire provided with a plurality of circumferential grooves extending along the circumferential direction of the tire in the tread portion and a plurality of rows of ribs partitioned by the circumferential grooves,
The rib includes a plurality of blocks defined by a plurality of branch grooves connected to the circumferential groove, and the block has an area of a grounding surface of the block of 450 mm 2 or less, and has a groove depth of the branch grooves. In contrast, each has a length in the circumferential direction and a length in the width direction that is 1.5 times or more,
The circumferential groove includes a central circumferential groove provided in the vicinity of the equator of the tire and a shoulder circumferential groove extending across the central circumferential groove. The central circumferential groove is the shoulder circumferential groove. A pneumatic tire having a groove width narrower than the width of the tire.
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