JP2013144486A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ブロックの倒れ込みを防止しながら、局所的な剛性の増大を抑制して耐偏摩耗性を向上することを可能にした空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】
タイヤ周方向に延びる複数本の主溝１０及びタイヤ幅方向に延びて主溝１０に連通する複数本の横溝１２により複数のブロック２０を区画した空気入りタイヤにおいて、横溝１２に横溝１２の他の部分に比べて溝深さが小さくなるように横溝１２の溝底１２ｂから隆起し、タイヤ周方向に隣接するブロック２０同士を溝底１２ｂ側で連結する底上げ部３０を形成し、底上げ部３０の横溝１２の溝底１２ｂからの高さＨを横溝１２の溝深さＤの３０％〜８０％にし、且つ底上げ部３０の頂面に底上げ部３０の端部３０ｅに対して開口しない穴状の凹部３１を設ける。
【選択図】図３

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、ブロックの倒れ込みを防止しながら、局所的な剛性の増大を抑制して耐偏摩耗性を向上することを可能にした空気入りタイヤに関する。

タイヤ周方向に伸びる複数本の主溝とタイヤ幅方向に伸びる複数本の横溝とで複数のブロックを区画したタイヤにおいて、ブロックのタイヤ周方向への倒れ込みを防止するために、横溝の他の部分に比べて溝深さが小さくなるように横溝の溝底から隆起した底上げ部を形成することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、このようなタイヤでは、摩耗中期以降に底上げ部の頂面がトレッド表面に露出すると、ブロック同士が底上げ部を介して連続してリブを形成する。その結果、底上げ部により連結された部分において、局所的な剛性が増大して偏摩耗を生じ易くなると云う問題がある。

特開２００５−００７９１９号公報

本発明の目的は、ブロックの倒れ込みを防止しながら、局所的な剛性の増大を抑制して耐偏摩耗性を向上することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、トレッド部にタイヤ周方向に延びる複数本の主溝と、タイヤ幅方向に延びて該主溝に連通する複数本の横溝とを設け、これら主溝及び横溝により複数のブロックを区画した空気入りタイヤにおいて、前記横溝に前記横溝の他の部分に比べて溝深さが小さくなるように前記横溝の溝底から隆起し、タイヤ周方向に隣接するブロック同士を溝底側で連結する底上げ部を形成し、該底上げ部の前記横溝の溝底からの高さＨを前記横溝の溝深さＤの３０％〜８０％にし、且つ前記底上げ部の頂面に前記底上げ部の端部に対して開口しない穴状の凹部を設けたことを特徴とする。

本発明の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に隣接するブロックを溝底側で連結するように横溝に形成された底上げ部によってブロックの倒れ込みを防止する一方で、この底上げ部の頂面に凹部を設けているので、摩耗中期以降に底上げ部がトレッド表面に露出して、ブロックと底上げ部とが陸続きになっても、局所的に剛性が増大することを抑制することが出来る。また、この凹部が底上げ部の端部に対して開口しない穴状に形成されているので、凹部を設けても負荷時において底上げ部の変形を抑制する効果が低下せず、効果的にブロックの倒れ込みを抑制することが出来る。

本発明においては、凹部の開口部の面積ｓが底上げ部の頂面の表面積Ｓに対して０．２Ｓ≦ｓ≦０．８Ｓの関係にあることが好ましい。このように凹部の大きさを特定することで、ブロックの倒れ込み防止の効果を高度に維持しながら、効果的に摩耗中期以降の局所的な剛性の増大を抑制することが出来る。

本発明においては、凹部の深さｄが底上げ部の高さＨに対して０．３Ｈ≦ｄ≦Ｈの関係にあることが好ましい。このように凹部の深さを特定することで、より効果的に摩耗中期以降の局所的な剛性の増大を抑制することが出来る。

本発明においては、底上げ部が形成される部位における横溝の溝幅ｗが３ｍｍ以上であることが好ましい。このように底上げ部を形成する部位での溝幅を特定することで、効果的にブロックの倒れ込み防止と局所的な剛性の増大の抑制とを両立することが出来る。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの子午線半断面図である。 本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッドパターンを示す正面図である。 本発明の実施形態からなる空気入りタイヤにおける横溝の一部を拡大して示す正面図である。 図３のＡ−Ａ矢視断面図である。 図３のＢ−Ｂ矢視断面図である。 本発明の凹部の様々な態様を示す正面図である。 本発明の凹部の様々な態様を示す断面図である。 従来の空気入りタイヤにおける底上げ部の一例を示す正面図である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す。図１において、ＣＬはタイヤセンターライン、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。左右一対のビード部３間にはカーカス層４が装架されている。このカーカス層４は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。また、ビードコア５の外周上にはビードフィラー６が配置され、このビードフィラー６がカーカス層４の本体部分と折り返し部分により包み込まれている。

一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層のベルト層７が埋設されている。これらベルト層７はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。ベルト層７において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば１０°〜４０°の範囲に設定されている。更に、ベルト層７の外周側にはタイヤ周方向に配向する繊維コードを含むベルト補強層８が設けられている。ベルト補強層８のタイヤ周方向に対するコード角度は５°以下、より好ましくは、３°以下である。

本発明は、このような一般的な空気入りタイヤに適用されるが、その具体的な構造は上述の基本構造に限定されるものではない。

図２は、本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッドパターンの一例を示している。図２に示す例では、トレッド部１には、タイヤ周方向に伸びる２本の主溝１０と、タイヤ幅方向に延びて主溝１０，１０間に延在する複数本の横溝１１と、タイヤ幅方向最外側の主溝１０からタイヤ幅方向外側に向かって延在する横溝１２とが形成されている。そして、主溝１０，横溝１１，１２により、複数のブロック２０が区画されている。

本発明では、このように構成された空気入りタイヤにおいて、図３〜５に示すように、横溝１２に横溝１２の他の部分に比べて溝深さが小さくなるように横溝１２の溝底１２ｂから隆起し、タイヤ周方向に隣接するブロック２０，２０を溝底１２ｂ側で連結する底上げ部３０が形成されている。この底上げ部３０の横溝１２の溝底１２ｂからの高さＨは横溝１２の溝深さＤの３０％〜８０％である。この底上げ部３０は、タイヤ周方向に隣接するブロック２０，２０を溝底１２ｂ側で連結して、その部位の剛性を高めているので、ブロック２０の倒れ込みを防止することが出来る。

その一方で、底上げ部３０の頂面３０ｔには、底上げ部３０の端部３０ｅに対して開口しない穴状の凹部３１が設けられている。このように凹部３１が設けられているので、底上げ部３０が摩耗中期以降にトレッド部１の表面に露出し、ブロック２０と底上げ部３０とが陸続きになっても、この凹部３１によって局所的な剛性の増大を緩和することが出来るので、耐偏摩耗性を向上することが出来る。

更に、この凹部３１は、上述のように底上げ部３０の端部３０ｅに対して開口しない穴状に形成されているので、凹部３１を設けても、タイヤに負荷がかかった際に底上げ部の変形を抑制する効果が低下せず、ブロックの倒れ込みを抑制する効果を高度に維持することが出来る。

ここで、底上げ部３０が、タイヤ周方向に隣接するブロック２０，２０から離間して形成されると、ブロック２０をタイヤ周方向に連続させて周方向の剛性を高めることが出来なくなるので、ブロック２０の倒れ込みを抑制することが出来ない。また、底上げ部３０の高さＨが横溝１２の溝深さＤの３０％より小さいと、タイヤ周方向の剛性を充分に高めることが出来ず、ブロック２０の倒れ込みを抑制する効果が充分に得られない。逆に、底上げ部３０の高さＨが横溝１２の溝深さＤの８０％より大きいと、タイヤ周方向の剛性が高くなり過ぎて耐偏摩耗性が低下する。

更に、図８に示すように、凹部３１が底上げ部３０の端部３０ｅに対して開口する形状（例えば、横溝１２の延在方向に延びる溝状）であると、この凹部３１を屈曲点として底上げ部３０における凹部３１の両側部分が倒れ込むことになり、ブロック２０の倒れ込みを抑制することが出来ない。尚、底上げ部３０の端部３０ｅとは、横溝１２の延在方向の両端部である。即ち、底上げ部３０はタイヤ周方向に隣接するブロック２０と連結して一体化しており、凹部３１が底上げ部３０における横溝１２の壁面と接触する部位まで延在しても、凹部３１は開口しないので、横溝１２の延在方向の両端部３０ｅのみ考慮すれば良い。

尚、図２の例では、タイヤ幅方向最外側の主溝１０よりもタイヤ幅方向外側のショルダー領域における横溝１２及びブロック２０について、凹部３１を有する底上げ部３０を設けているが、他の領域に含まれる横溝１２及びブロック２０においても、凹部３１を有する底上げ部３０を設けることが出来る。特に、ショルダー領域におけるブロック２０は、負荷時に倒れ込み易い傾向にあるので、タイヤ幅方向最外側の主溝１０よりもタイヤ幅方向外側のショルダー領域のみに、上述の凹部３１を有する底上げ部３０を設けることが好ましい。

また、底上げ部３０は、横溝１２のタイヤ幅方向のどの部位に設けても構わないが、好ましくは、図２に示すように、横溝１２の主溝１０に対する連通部分に設けると良い。即ち、ブロック２０をタイヤ幅方向に見たとき、タイヤ幅方向の中央部分よりもタイヤ幅方向の端部側の方が負荷時において倒れ込み易くなっているので、上述のように底上げ部３０を横溝１２の主溝１０に対する連通部分に設けることで、効果的にブロック２０の倒れ込みを抑制することが出来る。

本発明においては、凹部３１の開口部３１ｏの面積ｓが底上げ部３０の頂面３０ｔの表面積Ｓに対して０．２Ｓ≦ｓ≦０．８Ｓの関係にあることが好ましい。このように凹部の大きさを特定することで、ブロックの倒れ込み防止の効果を高度に維持しながら、効果的に摩耗中期以降の局所的な剛性の増大を抑制することが出来る。

このとき、凹部３１の開口部３１ｏの面積ｓと底上げ部３０の頂面３０ｔの表面積Ｓとが、ｓ＜０．２Ｓの関係にあると、凹部３１が小さ過ぎて、実質的に凹部３１が存在しない場合と同等になり、局所的な剛性の増大を緩和する効果が充分に得られず、耐偏摩耗性を向上する効果が充分に得られなくなる。逆に、凹部３１の開口部３１ｏの面積ｓと底上げ部３０の頂面３０ｔの表面積Ｓとが、ｓ＞０．８Ｓの関係にあると、凹部３１が大き過ぎて、負荷時における底上げ部３０の変形を抑制する効果が充分に得られず、ブロック２０の倒れ込みを防止する効果が充分に得られない。

凹部３１の開口部３１ｏの形状は、その面積ｓが上記範囲内にあれば特に限定されないが、好ましくは、図３の円形、図６（ａ）の楕円形状、図６（ｂ）の星型状、図６（ｃ）の四角形状にすると良い。また、表面積ｓの範囲が上記範囲内にあれば、図６（ｄ）のように複数の凹部３１を設けても構わない。尚、図６（ｄ）のように複数の凹部３１を設ける場合、凹部３１の面積ｓは、各凹部３１の開口部３１ｏの面積の総和である。

また、凹部３１の開口部３１ｏの縁部と底上げ部３０における横溝１２の延在方向の端部３０ｅとの離間距離Ｌ１は、底上げ部３０の頂面３０ｔの横溝１２の延在方向の長さＬの１５％以上であることが好ましい。このように、凹部３１を底上げ部３１の端部３０ｅから充分に離間させることで、負荷時における底上げ部３０の変形を効果的に抑制して、より効果的にブロック２０の倒れ込みを防止することが出来る。

このとき、離間距離Ｌ１が長さＬの１５％より小さいと、底上げ部３０の剛性が底上げ部３０の端部３０ｅに対して凹部３１が開口している場合に近くなるため、ブロック２０の倒れ込みを防止する効果が充分に得られない。

更に、本発明においては、凹部３１の深さｄが底上げ部３０の高さＨに対して０．３Ｈ≦ｄ≦Ｈの関係にあることが好ましい。このように凹部３１の深さｄを特定することで、より効果的に摩耗中期以降の局所的な剛性の増大を抑制することが出来る。

このとき、凹部３１の深さｄと底上げ部３０の高さＨとが、ｄ＜０．３Ｈの関係にあると、凹部３１が浅すぎて、実質的に凹部３１が存在しない場合と同等になり、局所的な剛性の増大を緩和する効果が充分に得られず、耐偏摩耗性を向上する効果が充分に得られなくなる。逆に、凹部３１の深さｄと底上げ部３０の高さＨとがｄ＞Ｈの関係にあると、凹部３１が深過ぎて、凹部３１の下側のトレッドゴムゲージが充分に確保されず、タイヤの耐久性が損なわれる虞がある。

本発明において、凹部３１の形状としては、太さが一定である形状又は底側が窄まった形状が好ましい。即ち、断面形状が図７（ａ）に示すような四角形状になる円柱状又は角柱状や、断面形状が図７（ｂ）に示すような半円状になる半球状や、断面形状が図７（ｃ）に示すようなタイヤ径方向内側（図の下側）を頂点とする三角形状になる逆円錐状又は逆角錐状や、断面形状が図７（ｄ）に示すような底上げ部３０の頂面３０ｔ側が広い台形状になる形状が好ましい。逆に、凹部３１の底側が膨らんだ形状は、底上げ部３０によるブロック２０の補強効果を弱めるため好ましくない。尚、上述の図７（ａ）〜（ｄ）の形態を組み合わせることも可能である。例えば、図７（ａ），（ｃ），（ｄ）に示される形状において底面を図７（ｂ）のように丸くすることも可能である。

本発明においては、底上げ部３０が形成される部位における横溝１２の溝幅ｗが３ｍｍ以上であることが好ましい。このように底上げ部３０を形成する部位での横溝１２の溝幅ｗを特定することで、効果的にブロック２０の倒れ込み防止と局所的な剛性の増大の抑制とを両立することが出来る。

このとき、底上げ部３０が形成される部位における横溝１２の溝幅ｗが３ｍｍより小さいと、横溝１２が狭過ぎるため、底上げ部３０を設けなくとも充分なブロック剛性が確保され、ブロック２０の倒れ込みを防止する必要が無い。底上げ部３０が形成される部位における横溝１２の溝幅ｗの上限は特に限定されないが、ブロックの剛性確保の観点から６ｍｍ以下であることが好ましい。ここで、横溝１２の溝幅ｗは、図２に示すように、横溝２の中心線に対して垂直に測った溝幅である。

タイヤサイズが２４５／４０Ｒ１７であり、タイヤの断面構造を図１、トレッドパターンを図２で共通にし、底上げ部に設ける凹部の形状、底上げ部の高さ、底上げ部の表面積Ｓに対する凹部の開口部の面積ｓの割合、凹部の深さｄ、底上げ部での溝幅ｗをそれぞれ異ならせた従来例１、比較例１、実施例１〜１１の１３種類の試験タイヤを製造した。

尚、従来例１は、底上げ部に凹部を設けない例である。また、横溝の溝深さＤは６．５ｍｍであるが、底上げ部の高さＨについては溝深さＤに対する割合を同欄に併記し、凹部の深さｄについては高さＨに対する割合を同欄に併記した。

これら１３種類の試験タイヤについて、下記の評価方法により新品時の耐偏摩耗性及び摩耗時の耐偏摩耗性を評価し、その結果を表１に併せて示した。

新品時の耐偏摩耗性
各試験タイヤをリムサイズ１７×８．５Ｊのホイールに組み付け、空気圧２３０ｋＰａを充填し、神戸製鋼社製タイヤ摩擦エネルギー試験機（ＭＴＰＳＰ）を用いてタイヤ摩擦エネルギーを測定し、タイヤ幅方向の各点におけるエネルギーの最大値と最小値との差を求め、耐偏摩耗性の評価とした。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど、タイヤ幅方向の各点間の摩擦エネルギーの差が小さく、耐偏摩耗性が優れていることを意味する。

摩耗時の耐偏摩耗性
各試験タイヤをリムサイズ１７×８．５Ｊのホイールに組み付け、空気圧２３０ｋＰａを充填し、ドラム径１７０７．６ｍｍのドラム試験機を用い、ＪＡＴＭＡで規定される最大負荷能力の８０％の荷重を負荷し、速度８０ｋｍ／ｈで底上げ部が接地面に露出して隣接するブロックと陸続きになるまで走行させた。その後、神戸製鋼社製タイヤ摩擦エネルギー試験機（ＭＴＰＳＰ）を用いてタイヤ摩擦エネルギーを測定し、タイヤ幅方向の各点におけるエネルギーの最大値と最小値との差を求め、耐偏摩耗性の評価とした。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど、タイヤ幅方向の各点間の摩擦エネルギーの差が小さく、耐偏摩耗性が優れていることを意味する。

表１から判るように、実施例１〜１３はいずれも、新品時の耐偏摩耗性を維持しながら、摩耗時の耐偏摩耗性を向上した。特に、凹部の開口部の表面積ｓを好ましい範囲に設定した実施例２〜４、凹部の深さｄを好ましい範囲に設定した実施例７〜８、底上げ部での溝幅ｗを好ましい範囲に設定した実施例１０〜１１は、摩耗時の耐偏摩耗性をより効果的に向上した。

一方、溝状の凹部を設けた比較例１は、摩耗時には溝状の凹部の存在により底上げ部によってブロックが連結されないため耐偏摩耗性を向上することが出来るものの、新品時において溝状の凹部を起点に屈曲が生じてブロックが倒れ込み、それに起因する偏摩耗（ヒールアンドトウ摩耗）が発生するため、新品時の耐偏摩耗性が低下した。

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
５ ビードコア
６ ビードフィラー
７ ベルト層
８ ベルト補強層
１０ 主溝
１１，１２ 横溝
２０ ブロック
３０ 底上げ部
３１ 凹部

Claims (4)

1. トレッド部にタイヤ周方向に延びる複数本の主溝と、タイヤ幅方向に延びて該主溝に連通する複数本の横溝とを設け、これら主溝及び横溝により複数のブロックを区画した空気入りタイヤにおいて、
   前記横溝に前記横溝の他の部分に比べて溝深さが小さくなるように前記横溝の溝底から隆起し、タイヤ周方向に隣接するブロック同士を溝底側で連結する底上げ部を形成し、該底上げ部の前記横溝の溝底からの高さＨを前記横溝の溝深さＤの３０％〜８０％にし、且つ前記底上げ部の頂面に前記底上げ部の端部に対して開口しない穴状の凹部を設けたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記凹部の開口部の面積ｓが前記底上げ部の頂面の表面積Ｓに対して０．２Ｓ≦ｓ≦０．８Ｓの関係にあることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記凹部の深さｄが前記底上げ部の高さＨに対して０．３Ｈ≦ｄ≦Ｈの関係にあることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記底上げ部が形成される部位における前記横溝の溝幅ｗが３ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の空気入りタイヤ。

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