JP2014104763A

JP2014104763A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2014104763A
Application number: JP2012256630A
Authority: JP
Inventors: Akinori Oda; 晃伯尾田; Takeshi Iwatani; 剛岩谷
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2012-11-22
Filing date: 2012-11-22
Publication date: 2014-06-09
Anticipated expiration: 2032-11-22
Also published as: JP5943814B2

Abstract

【課題】高い氷雪上性能を維持したまま、亀裂の発生を抑制して、耐久性を向上した空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】タイヤのトレッドの踏面に、タイヤ周方向に波状又はジグザグ状に延びる少なくとも３本の屈曲周溝（２）と、屈曲周溝に交わる複数本の横溝（３）とで区画された多角形ブロック（４）を複数備え、多角形ブロックを、屈曲周溝を挟んで隣接する多角形ブロック同士の位置がタイヤ周方向に相互に異なる千鳥状に密集配置して多角形ブロック群を形成してなる空気入りタイヤであって、トレッドは、ベースゴム層（６）と、ベースゴム層よりタイヤ半径方向外側に配置され且つベースゴム層より低弾性率のゴムからなるキャップゴム層（７）とで構成されており、キャップゴム層及びベースゴム層の境界面（Ｒ）は、横溝（３）の溝底（３ａ）よりもタイヤ半径方向内側に位置する。
【選択図】図３

Description

この発明は、タイヤのトレッドの踏面に、溝によって区画された、該踏面における各々の形状が五角形以上の多角形である多角形ブロックを複数個密集配置した空気入りタイヤであって、特に、耐久性を向上した空気入りタイヤに関する。

一般に、空気入りタイヤにおいて、氷雪路面等における駆動、制動及び旋回性能を高めるための手段として、周溝や横溝を配設することによってトレッド踏面に複数個のブロックを区画形成するとともに、区画形成された各ブロックにサイプを形成して、エッジ効果を向上させることが行われている（例えば、特許文献１）。
特許文献１に記載の空気入りタイヤでは、ブロックの接地面積を確保するために、ブロック一つ一つの大きさを比較的大きく形成してブロック剛性を高めるとともに、氷雪上性能の向上のため、サイプ本数を増やすことでトレッドパターン内のエッジ成分を増加させている。しかしながら、ブロック内のサイプ本数を増やしすぎると、接地性が向上する反面、ブロック剛性が低下し、ブロックの曲げ変形により接地面積が減少し、却って氷雪上性能を低下させるという不具合が生じる。

そこで特許文献２では、トレッド踏面に、溝によって区画され、各々の踏面形状が五角形以上の多角形である比較的小さなブロックを、複数個密集配置した空気入りタイヤの構成を提案している。この構成では、ブロックを五角形以上の多角形状にするとともに、ブロック一つ当たりの接地面積を小さくしたことから、ブロック一つ一つの接地性が向上し、さらに、各ブロックのトータルエッジ長さ及びエッジ成分が多方向に増加して優れたエッジ効果を発揮させることが可能となり、高い氷雪上性能を得られることが知られている。

特開２００１−１９１７３９号公報特開２０１０−７０１０５号公報

しかしながら、特許文献２に記載された、ブロック一つ当たりの接地面積が小さい多角形ブロックを密集配置した空気入りタイヤにあっては、多角形ブロックに周方向の入力が加わることにより、当該ブロックにせん断変形が生じ易く、路面上を長時間走行すると、せん断変形が繰り返される結果、多角形ブロックのタイヤの回転方向の蹴出し側の壁に亀裂が入り、タイヤの故障に至る場合があった。
従って、五角形以上の多角形ブロックを密集配置した空気入りタイヤにおいては、上記の問題を解決し、タイヤの耐久性を向上させることが要求されていた。

すなわち本発明の目的は、トレッドの踏面に踏面形状が五角形以上の多角形である多角形ブロックを複数個密集配置した構成による、高い氷雪上性能を維持したまま、該多角形ブロックにおける亀裂の発生を抑制して、耐久性を向上した空気入りタイヤを提案することにある。

発明者らが、蹴出し側のブロック壁面に亀裂が発生する原因を究明したところ、以下の事が分かった。すなわち、タイヤを路面上で転動させた場合、ブロックの端部が接地するが、その際、ブロックは路面からの反力を受けて、反回転方向にせん断変形する。しかも、多角形状のブロックを密集配置した空気入りタイヤにあっては、ブロック一つ当たりの体積が小さいために個々のブロック剛性が低く、ブロックの変形が助長され易い。そうすると、図１に示すように、多角形ブロックは、特に蹴出し側の壁面が極端に屈曲した状態に圧縮されるため、屈曲点Ｐに局所的に負荷がかかり、これが繰り返されることによって、屈曲点Ｐの周辺で亀裂が発生するのである。
以上のことから、発明者らは、亀裂が発生する屈曲点Ｐ周辺のブロック剛性を調節することで、多角形状の比較的小さなブロックにおいて、蹴出し側の亀裂の発生を抑制することができるとの知見を得た。つまり、ｉ）タイヤのトレッドゴムは、弾性率の異なるキャップゴム層及びベースゴム層の二層からなる場合が多いが、これらゴム層の境界面が、屈曲点Ｐ及びその近傍にある場合に亀裂の発生が見られることから、ゴム層の境界面を屈曲点Ｐから遠ざけることで、亀裂の発生を抑制できること、ｉｉ）氷雪上性能をさらに向上させるために、多角形ブロックにサイプを設けた場合にあっては、ブロックが細かく分断されてさらに剛性が低下し、より大きくせん断変形してしまうことから、踏込み側及び蹴出し側間で剛性差を設け、屈曲点Ｐ周辺の剛性を適度に確保した状態でサイプを形成することで、亀裂の発生を抑制できること、を見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の要旨は以下の通りである。
（１）タイヤのトレッドの踏面に、タイヤ周方向に波状又はジグザグ状に延びる少なくとも３本の屈曲周溝と、該屈曲周溝に交わる複数本の横溝とで区画された、各々五角形以上の多角形状を有する多角形ブロックを複数備え、前記多角形ブロックを、前記屈曲周溝を挟んで隣接する多角形ブロック同士の位置がタイヤ周方向に相互に異なる千鳥状に密集配置して多角形ブロック群を形成してなる空気入りタイヤであって、
前記トレッドは、ベースゴム層と、該ベースゴム層よりタイヤ半径方向外側に配置され、且つ該ベースゴム層より低弾性率のゴムからなるキャップゴム層とで構成されており、
前記キャップゴム層及びベースゴム層の境界面は、前記横溝の溝底よりもタイヤ半径方向内側に位置することを特徴とする空気入りタイヤ。

（２）タイヤのトレッドの踏面に、タイヤ周方向に波状又はジグザグ状に延びる少なくとも３本の屈曲周溝と、該屈曲周溝に交わる複数本の横溝とで区画された、各々五角形以上の多角形状を有する多角形ブロックを複数備え、前記多角形ブロックを、前記屈曲周溝を挟んで隣接する多角形ブロック同士の位置がタイヤ周方向に相互に異なる千鳥状に密集配置して多角形ブロック群を形成してなる、回転方向が指定された空気入りタイヤであって、
前記トレッドは、ベースゴム層と、該ベースゴム層よりタイヤ半径方向外側に配置され、且つ該ベースゴム層より低弾性率のゴムからなるキャップゴム層とで構成されており、
前記多角形ブロックの蹴出し端側の壁面において、前記キャップゴム層及び前記ベースゴム層の境界面は、前記横溝の溝底から該蹴出し端側の壁面のタイヤ半径方向高さの３３％の位置より、タイヤ半径方向外側に在ることを特徴とする空気入りタイヤ。

（３）前記多角形ブロックの蹴出し端側の壁面において、前記境界面は、前記横溝の溝底から、該蹴出し端側の壁面のタイヤ半径方向高さの５０％の位置よりタイヤ半径方向外側に在ることを特徴とする前記（２）に記載の空気入りタイヤ。

（４）前記多角形ブロックの蹴出し端側の壁面における境界面は、踏込み端側の壁面における境界面よりもタイヤ半径方向外側に在ることを特徴とする前記（２）又は（３）に記載の空気入りタイヤ。

（５）タイヤのトレッドの踏面に、タイヤ周方向に波状又はジグザグ状に延びる少なくとも３本の屈曲周溝と、該屈曲周溝に交わる複数本の横溝とで区画された、各々五角形以上の多角形状を有する多角形ブロックを複数備え、前記多角形ブロックを、前記屈曲周溝を挟んで隣接する多角形ブロック同士の位置がタイヤ周方向に相互に異なる千鳥状に密集配置して多角形ブロック群を形成してなる、回転方向が指定された空気入りタイヤであって、
前記多角形ブロックには、少なくとも踏込み側半領域内に、タイヤ幅方向に延びる１本以上のサイプが設けられており、
多角形ブロック内に設けられるサイプが２本以上の場合には、最蹴出し側のサイプの深さが、最踏込み側のサイプの深さよりも浅いことを特徴とする空気入りタイヤ。

（６）前記トレッドゴムの半径方向外側に、発泡ゴムを配置してなることを特徴とする前記（１）〜（５）のいずれか一に記載の空気入りタイヤ。

本発明によれば、高い氷雪上性能を維持したまま、多角形ブロックにおける亀裂の発生を抑制して、耐久性を向上した空気入りタイヤを提案することができる。

タイヤ転動時における、ブロックが路面に接地した際のブロックの変形を示す図である。本発明に従う空気入りタイヤのトレッドの踏面の、一部の展開図である。図２の多角形ブロックの第一実施形態であり、多角形ブロックの周方向断面図を示す。図２の多角形ブロックの第二実施形態であり、多角形ブロックの周方向断面図を示す。第二実施形態の他の例を示す図であり、多角形ブロックの周方向断面図を示す。図２の多角形ブロックの第三実施形態であり、（ａ）及び（ｂ）は、多角形ブロックの周方向断面図である。

以下、図面を参照しながら、本発明に従う空気入りタイヤを詳細に説明する。図１は、タイヤ転動時における、ブロックが路面に接地した際のブロックの変形を示す図である。図２は、本発明に従う空気入りタイヤのトレッドの踏面の、一部の展開図である。図３は、図２の多角形ブロックの第一実施形態であり、多角形ブロックの周方向断面図を示す。図４は、図２の多角形ブロックの第二実施形態であり、多角形ブロックの周方向断面図を示す。図５は、第二実施形態の他の例を示す図であり、多角形ブロックの周方向断面図を示す。図６は、図２の多角形ブロックの第三実施形態であり、（ａ）及び（ｂ）は、多角形ブロックの周方向断面図である。

ここでは図示していないが、本発明の空気入りタイヤ（以下、「タイヤ」と言う）は、慣例に従い、一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、トレッド部とを有し、各ビード部に埋設したビードコアに係止され、これらビード部、サイドウォール部及びトレッド部に亘ってトロイド状に延びるカーカスを有する。
トレッド部においては、カーカスからタイヤ半径方向外側に向かって、順に、ベルト、トレッドゴムが設けられている。

図２は、上記タイヤの、トレッド部の踏面１の一部の展開図である。図中、Ｃはタイヤの赤道を、ＴＥはトレッド端を示している。
踏面１には、タイヤ周方向に波状又はジグザグ状に延びる少なくとも３本の屈曲周溝２、図示例では１０本の屈曲周溝２ａ〜２ｊと、これらの屈曲周溝２に交わる複数本の横溝３とで区画された、各々五角形以上の多角形状を有する多角形ブロック４、図示例では八角形の多角形ブロックが、複数設けられている。ここで、波状又はジグザグ状に延びる屈曲周溝２とは、タイヤ周方向又は幅方向に平行な線分やこれらに対して傾斜する線分を組み合わせた種々のパルス形状や、Ｚ字形状の溝のことを言う。

これら複数の多角形ブロック４は、タイヤ周方向に間隔を置いて並べられており、屈曲周溝２を挟んで隣接する多角形ブロック同士の位置がタイヤ周方向に相互に異なるように千鳥状に密集して配置され、多角形ブロック群Ｇｂを形成する。図１を用いて説明すれば、タイヤ幅方向に隣り合う屈曲周溝２（例えば屈曲周溝２ｂと２ｃ、２ｃと２ｄ）は、それぞれの山部と谷部とのタイヤ周方向位置が同一になるように配置され、横溝３は、タイヤ幅方向に隣り合う屈曲周溝２（例えば屈曲周溝２ｂと２ｃ、２ｃと２ｄ）の山部と谷部を連結している。すなわち、多角形ブロック４ａのタイヤ周方向位置が、隣接する多角形ブロック４ｂ及び４ｃの間となるようにブロックを配置して、これら多角形ブロック４の集まりである多角形ブロック群Ｇｂが形成されている。

このように、トレッドの踏面１に五角形以上の多角形ブロック４を密集配置したことから、各ブロックのトータルエッジ長さ及びエッジ方向、すなわち異なる方向に向いたエッジの数を増大させ、優れたエッジ効果を発揮させることができる。その結果、高い次元で氷雪上性能を確保することが可能となる。
また、溝によってブロックを区画形成することで、ブロックが密集配置しつつも個々に独立に可動となり、接地時に柔軟に変形することができるので、トレッドの接地性が向上し、結果として氷雪上性能をより効果的に向上させることが可能となる。
さらに、多角形ブロック群Ｇｂにおける多角形ブロック４を千鳥状に配置することで、ブロックを密集配置させて、トレッドの踏面上のスペースを有効に利用することができる。これにより、多くの多角形ブロック４の形成下で各ブロックのエッジを逐次作用させることができ、さらに優れたエッジ効果を発揮させることが可能となる。

また、多角形ブロック４の踏面輪郭形状を五角形以上にすることで、タイヤ表面の接地面積を十分に確保することができるとともに、個々のブロックを独立に可動としつつ、隣接するブロック同士間でブロックの倒れ込みを相互に支え合うことが可能となる。
好ましい形状は、図１に示す八角形である。かかる形状にすることで、多方向に延びるエッジを確実に配置することができるとともに、トレッドの踏面１上に、多角形ブロック４を千鳥状に密に配置し易くなる。

なお、多角形ブロック群Ｇｂ内の単位実接地面積当たりの多角形ブロック４の個数であるブロック個数密度Ｄは、０．００３〜０．０４個／ｍｍ^２の範囲内にあることが好ましい。
ブロック個数密度Ｄは、多角形ブロック群Ｇｂのタイヤ幅方向長さをＷＧｂ（ｍｍ）、多角形ブロック群Ｇｂ内の任意の多角形ブロック列Ｌにおける多角形ブロック４の基準配設ピッチ長さをＰＬ（ｍｍ）、多角形ブロック群Ｇｂの幅ＷＧｂと基準配設ピッチ長さＰＬとで仮想的に区画される基準区域Ｚ（図１中、ハッチングで示した区域）内に存在するブロックの個数をａ（個）、基準区域Ｚ内のネガティブ率をＮ（％）としたとき、
Ｄ＝ａ／｛ＰＬ×ＷＧｂ（１−Ｎ／１００）｝
から算出することができる。但し、各多角形ブロック群Ｇｂの幅ＷＧｂは、多角形ブロック群Ｇｂをタイヤ幅方向に沿って計測した距離であり、ブロック個数密度Ｄは、各ブロック群Ｇｂの実接地面積（溝分を除いた面積）の単位面積当たりに何個の多角形ブロック４が存在するかということを密度として表現したものである。また、基準配設ピッチ長さとは、ブロック群を構成する任意のブロック列におけるブロックの繰り返し模様の最小単位を指すものとし、例えば１つのブロックとそのブロックを区画する溝によってパターンの繰り返し模様が規定されている場合には、ブロック１個分のトレッド周方向長さと、このブロックのトレッド周方向に隣接する溝１つ分のトレッド周方向長さとを合算した長さを言うものとする。なお、基準区域Ｚ内の多角形ブロック４の個数ａをカウントするに際して、多角形ブロック４が基準区域Ｚの内外に跨って存在し、一個として数えることができない場合は、基準区域Ｚを跨る多角形ブロック４の表面積に対する、基準区域内に残った同多角形ブロック４の残存面積の比率を用いて数えることとする。例えば、ある多角形ブロックが基準区域Ｚの内外に跨り、基準区域Ｚ内に多角形ブロック４の表面積が半分だけ存在する場合には、１／２個と数えるものとする。
このように、多角形ブロック群Ｇｂのブロック個数密度Ｄを０．００３〜０．０４個／ｍｍ^２の範囲内にすることで、多角形ブロックを密集配置させることによる効果、すなわち、ブロック剛性の確保及びブロックエッジ長の増加の両立を達成することができる。なお、ブロック個数密度Ｄを０．００３５〜０．０３個／ｍｍ^２の範囲内とすれば、ブロック剛性の確保及びブロックエッジ長の増加の両立をさらに高い次元で達成することができる。

また、多角形ブロック群Ｇｂ内でのネガティブ率Ｎは、５〜５０％であるのが好ましい。ネガティブ率Ｎを５％以上とすることで、溝容積を確保して十分に排水することができるとともに、パターンエッジの数及び全長を十分に確保することができるからである。また、５０％以下とすることで、接地面積が小さくなり過ぎるのを回避して、氷雪上性能等の操縦安定性を確保することができるからである。

さらに、多角形ブロック群Ｇｂに属する多角形ブロック４の、１個当たりの踏面の接地面積は５０〜２５０ｍｍ^２とし、多角形ブロック４を比較的小さくすることが好ましい。これにより、適度なブロック剛性を確保して良好なグリップ力を得ることができ、また、多角形ブロック４の踏面の中央部から周縁までの距離を小さくすることができるので、多角形ブロック４の接地時に路面に水膜が存在する場合であっても、効率的に水膜を除去することができるからである。多角形ブロック４の踏面の接地面積を５０ｍｍ^２以上にすることで、ブロック剛性を確保して、接地時に多角形ブロック４が倒れ込むことがない。また、接地面積を２５０ｍｍ^２以下とすれば、多角形ブロック４が大きくなり過ぎることがなく、パターンエッジ長を十分に確保することができる。

なお、図示例では、多角形ブロック４の踏面輪郭形状が八角形の場合を示しているが、ブロックの踏面輪郭形状は五角形以上の独立したブロックであれば、他の形状であってもよい。

以上の通り、踏面１上に五角形以上の比較的小さな多角形ブロックを密集配置する構成を採用することにより、高い次元で氷雪上性能を向上させることが可能となるが、一方で、ブロック一つ当たりの体積が小さくなるため、個々のブロック剛性は低下する傾向にある。従って、タイヤを路面上で転動させた場合、ブロックの接地時にブロックは路面からの反力を受けて反回転方向にせん断変形するが、その際、図１に示すように、多角形ブロック４の蹴出し側が極端に屈曲して、屈曲点Ｐに局所的に周方向の力及び荷重負荷がかかることになる。その結果、この屈曲点Ｐの周辺で亀裂が発生してしまう。

そこで本発明は、多角形ブロック４の蹴出し側の、亀裂が発生する屈曲点Ｐ周辺のブロック剛性を調節することで、亀裂の発生を抑制しようとするものである。以下では、その具体的手段について詳細に説明する。

図３は、図２の多角形ブロック４ａの周方向断面図（図１に示す線分Ａ−Ａで切断した矢視図）であり、第一実施形態を示す。図３中、矢印Ｆの方向は、車両に装着したタイヤの、前進時のタイヤ回転方向を示している。

トレッド部には、タイヤ半径方向内側から外側に向かって、順に、ベルト、トレッドゴム５が設けられている。トレッドゴム５は、タイヤ半径方向内側から順に、ベースゴム層６、キャップゴム層７の二層から成り、ベースゴム層６は、その弾性率δ_６が、キャップゴム層７の弾性率δ_７よりも高いゴム材料により形成されている。そして、第一実施形態のタイヤでは、ベースゴム層６及びキャップゴム層７の境界面Ｒは、多角形ブロック４ａを区画する横溝３、３の溝底３ａよりも、タイヤ半径方向内側に位置することが肝要である。

従来の空気入りタイヤでは、上述の通り、多角形ブロック４が踏込み端ｎから接地して反回転方向に大きく屈曲してせん断変形する際、蹴出し端ｍ側の壁面８の、最も負荷がかかる屈曲点Ｐの周辺で亀裂が発生することがあった。これは、従来の空気入りタイヤでは、弾性率の異なるベースゴム層６及びキャップゴム層７の二層のゴム層からなるトレッドゴムにおいて、これらゴム層の境界面Ｒ、すなわち剛性段差が生じる境界面Ｒが、最も負荷の大きい屈曲点Ｐ上及びその直ぐ近くの半径方向内側に位置していることから、当該屈曲点Ｐの周辺を起点として亀裂が入り易いためである。

そこで第一実施形態のように、剛性段差を生じるゴム層の境界面Ｒを、変形による負荷を局所的に受ける屈曲点Ｐから径方向において遠ざけることにより、屈曲点Ｐの周辺で剛性段差が生じることを回避することができる。その結果、多角形ブロック４ａでの亀裂の発生を、従来よりも格段に抑制することが可能となるのである。
ここで、従来の空気入りタイヤでは、ベースゴム層６及びキャップゴム層７の境界面Ｒは、横溝３の溝底３ａから、多角形ブロック４ａの蹴出し端側の壁面８のタイヤ半径方向高さｈの５％〜２５％の位置にあり、屈曲点Ｐは、これよりも僅かにタイヤ半径方向内側である、横溝３の溝底３ａから蹴出し端側の壁面８のタイヤ半径方向高さｈの５％〜２５％の位置で生じていた。従って、具体的には、第一実施形態では、ベースゴム層６及びキャップゴム層７の境界面Ｒを、溝底３ａよりもタイヤ半径方向内側に配置することで、境界面Ｒを屈曲点Ｐから径方向に遠ざけることが肝要である。
なお、横溝３の溝深さは、屈曲周溝２の溝深さと同じ深さである。

図４は、図２の多角形ブロック４ａの第二実施形態であり、図２の多角形ブロック４ａの周方向断面図（図１に示す線分Ａ−Ａで切断した矢視図）を示す。図４中、矢印Ｆの方向は、車両に装着したタイヤの、前進時のタイヤ回転方向を示している。

トレッド部には、タイヤ半径方向内側から外側に向かって、順に、ベルト、トレッドゴム５が設けられている。トレッドゴム５は、タイヤ半径方向内側から順に、ベースゴム層６、キャップゴム層７の二層から成り、ベースゴム層６は、その弾性率δ_６が、キャップゴム層７の弾性率δ_７よりも高いゴム材料により形成されている。そして、第二実施形態のタイヤでは、多角形ブロック４ａの蹴出し端ｍ側の壁面８において、ベースゴム層６及びキャップゴム層７の境界面Ｒは、多角形ブロック４ａを区画する横溝３の溝底３ａから、蹴出し端ｍ側の壁面８のタイヤ半径方向高さｈの３３％の位置より、タイヤ半径方向外側に在ることが肝要である。

上述の通り、従来の空気入りタイヤにおいて、変形による負荷を局所的に受ける屈曲点Ｐは、横溝３の溝底３ａから、多角形ブロック４の蹴出し端ｍ側の壁面８のタイヤ半径方向高さｈの５％〜２５％の位置で生じる。従って、蹴出し端ｍ側の壁面８の境界面Ｒの半径方向位置を、変形による負荷が局所的に集中する屈曲点Ｐから半径方向外側に離間させることにより、亀裂の発生を抑制することができる。
また、境界面Ｒのタイヤ半径方向位置を、溝底３ａから蹴出し端ｍ側の壁面８のタイヤ半径方向高さｈの３３％の位置よりもタイヤ半径方向外側とした場合、従来のタイヤ構成に比べて、蹴出し端ｍ側のブロック剛性を確保することができる。つまり、図１で示す従来の空気入りタイヤにおける屈曲点Ｐは、弾性率の高いベースゴム層６内に位置することになり、屈曲点Ｐに対する負荷が軽減される。その結果、亀裂の発生を従来よりも抑制することが可能となるのである。

ここで、図１のように、タイヤを路面上で走行させた場合、ブロックのトレッド表面と路面との接地領域は、踏込み端から蹴出し端へと徐々に移動するが、トレッド表面が円弧であるのに対し、路面は平面であるため、ブロックの蹴出し端が路面と接地するようになると、反回転方向にせん断変形したブロックは、急激に復元しながら路面から離れることになる。その結果、路面との離間時、ブロックの蹴出し端側には、路面からの制動力とブロックのせん断力の両方が作用することになるため、ブロックの蹴出し端側では、さらに、蹴出し端側の摩耗が踏込み端側よりも早期に進行するヒールアンドトゥ摩耗が発生する。
これに対し、第二実施形態の構成、すなわち、蹴出し端ｍ側の壁面８における境界面Ｒのタイヤ半径方向位置が、横溝３の溝底３ａから蹴出し端ｍ側の壁面８のタイヤ半径方向高さｈの３３％位置よりもタイヤ半径方向外側である構成によれば、蹴出し端ｍ側のトレッドゴム５において、従来ベースゴム層６が占める割合は従来よりも高くなり、蹴出し端ｍ側のブロック剛性が高くなる。これにより、上述のヒールアンドトゥ摩耗の発生を抑制することが可能となる。

さらに、蹴出し端ｍ側の壁面８における、ベースゴム層６及びキャップゴム層７の境界面Ｒは、横溝３の溝底３ａから、多角形ブロック４の蹴出し端ｍ側の壁面８の高さｈの５０％の位置より、タイヤ半径方向外側に在ることがより好ましい。
このように、多角形ブロック４の蹴出し端ｍ側において、弾性率の高いベースゴム層が占める割合を増加させることで、蹴出し端側のブロック剛性をより高めることができ、蹴出し端側の亀裂の発生及びヒールアンドトゥ摩耗の発生を、さらに有利に抑制することができるからである。

さらに、図５に示すように、蹴出し端ｍ側の壁面８におけるベースゴム層６及びキャップゴム層７の境界面Ｒ_１は、踏込み端ｎ側の壁面９におけるベースゴム層６及びキャップゴム層７の境界面Ｒ_２よりも、タイヤ半径方向外側に在ることが好ましい。
かかる構成とすることにより、多角形ブロック４の蹴出し側でブロック剛性を十分に確保して、亀裂の発生及びヒールアンドトゥ摩耗の発生を抑制することができる一方で、踏込み側では、剛性が高くなりすぎず、最適な剛性を確保することにより、設置面積を確保でき、氷雪性能を向上できるからである。また、摩耗した際に氷雪性能の良好なキャップゴムが一部に存在しているため氷雪性能を維持できるからである。

次に示す図６（ａ）、（ｂ）は、図２の多角形ブロック４ａの第三実施形態であり、図２の多角形ブロック４ａの周方向断面図（図１に示す線分Ａ−Ａで切断した矢視図）を示す。図６（ａ）、（ｂ）中、矢印Ｆの方向は、車両に装着したタイヤの、前進時のタイヤ回転方向を示している。

第三実施形態では、多角形ブロック４ａの少なくとも踏込み側半領域内２０に、タイヤ幅方向に延びる１本以上のサイプが設けられており、多角形ブロック内にサイプが２本以上設けられている場合には、最蹴出し側のサイプの深さが、最踏込み側のサイプの深さよりも浅いことが肝要である。ここで、多角形ブロックの踏込み側半領域２０とは、図２に示す多角形ブロック４ａを、タイヤ周方向最大長さを有する線分の中点を通り、タイヤ幅方向に平行な平面で二分した際の、踏込み側の領域のことを言う。図６（ａ）及び（ｂ）は、タイヤ周方向最大長さを有する線分を通る平面で多角形ブロック４ａを切断した際の断面図を示している。

図６（ａ）に示す実施形態では、タイヤ幅方向に延びる１本のサイプ１１ａが、多角形ブロック４ａの踏込み側半領域２０内のみに設けられている。多角形ブロック４ａの踏面にサイプを設けることで、多角形ブロック４ａの中央領域での除水効果を高めるとともに、エッジ効果により氷雪上性能をさらに高めることができるが、一方、サイプを形成すると多角形ブロックが細かく分断されるため、さらにブロック剛性が低下するおそれがある。従って、多角形ブロックのうち、蹴出し端ｍ側ではサイプを設けずに、踏込み端ｎ側のみにサイプを設けるかかる構成とすれば、蹴出し側ではブロック剛性を確保して亀裂及びヒールアンドトゥ摩耗の発生を抑制する一方、踏込み側では上述のサイプによる上記効果を享受することが可能となる。

図６（ｂ）に示す実施形態では、多角形ブロック４ａ内に、３本のサイプ１１ｂ、１１ｃ、１１ｄが設けられており、このうち２本のサイプ１１ｂ及び１１ｃは多角形ブロック４ａの踏込み側半領域内２０に、１本のサイプ１１ｄは多角形ブロック４ａの蹴出し側の半領域内に設けられている。そして、最も蹴出し側のサイプ１１ｄのサイプ深さＤ_１は、最も踏込み側のサイプ１１ｂのサイプ深さＤ_２よりも浅いことが重要である。このように、蹴出し端ｍ側ではサイプ深さを浅くしてブロック剛性を維持する一方、踏込み端ｎ側ではサイプ深さを深く設定することで、蹴出し側における亀裂及びヒールアンドトゥ摩耗の発生を抑制しつつ、複数本のサイプによって、氷雪上性能及び除水性能を向上させることができるからである。
なお、サイプ１１ｃのサイプ深さＤ_３は、最も蹴出し側のサイプ１１ｄのサイプ深さＤ_１以上且つ最も踏込み側のサイプ１１ｂのサイプ深さＤ_２のサイプ以下であればよく、図示例では、蹴出し側から踏込み側へ漸増している。

上述した実施形態では、サイプは屈曲周溝または横溝に開口している。また、溝への開口部付近ではサイプが底上げされているが、該開口部付近でサイプを底上げしないようにすることもできる。
なお、図６（ａ）、（ｂ）の例では、それぞれサイプが１本、３本の場合を示したが、サイプの本数は、２本又は４本以上であってもよい。
また、上記で説明した第一実施形態及び第二実施形態において、第三実施形態で示したサイプ構成を採用してもよい。

また、本発明の空気入りタイヤにあっては、トレッドゴム５の半径方向外側に、発泡ゴムを配置することが好ましい。かかる構成は、例えば、キャップゴム層７を発泡ゴム、すなわち内部に多数の独立気泡を有するゴムで形成することにより実現することができ、このように、路面と接するキャップゴム層７を発泡ゴムで形成することで、氷雪上性能を向上させることができる。なお、発泡ゴムは、通常のゴム配合物に発泡剤を加え、通常のタイヤの製造方法に従って加熱加圧することで成形可能である。

以下、本発明を、発明例タイヤ１〜６及び従来例タイヤ１、２を用いてより詳細に説明する。

発明例タイヤ１は、タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５、適用リム６．０Ｊ、適用内圧２４０ｋＰａの乗用車用ラジアルタイヤであり、図２に示すように、多角形ブロックを千鳥状に密集配置して多角形ブロック群を形成してなる空気入りタイヤである。各多角形ブロックの表面輪郭形状は略正八角形であり、各部のサイズは表１に示す通りである。そして発明例タイヤ１の各多角形ブロックは、キャップゴム層及びベースゴム層の境界面Ｒが、横溝の溝底よりもタイヤ半径方向内側に位置している。

発明例タイヤ２は、各多角形ブロックの蹴出し端側の壁面において、キャップゴム層及びベースゴム層の境界面Ｒが、図４に示すように、横溝の溝底から、蹴出し端側の壁面高さの３３％の位置よりもタイヤ半径方向外側に在ること以外は、発明例タイヤ１の構成と同様である。
発明例タイヤ３は、各多角形ブロックの蹴出し端側の壁面において、キャップゴム層及びベースゴム層の境界面Ｒの一部が、横溝の溝底から、ブロック壁高さの５０％の位置よりもタイヤ半径方向外側に在ること以外は、発明例タイヤ１の構成と同様である。
さらに、発明例タイヤ４は、図５に示すように、各多角形ブロックの蹴出し端側の壁面におけるキャップゴム層及びベースゴム層の境界面Ｒ_１が、踏込み端側の壁面における境界面Ｒ_２よりもタイヤ半径方向外側に在ること以外は、発明例タイヤ１の構成と同様である。
発明例タイヤ５は、タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５、適用リム６．０Ｊ、適用内圧２４０ｋＰａの乗用車用ラジアルタイヤであり、図２に示すように、多角形ブロックを千鳥状に密集配置して多角形ブロック群を形成してなる空気入りタイヤである。各多角形ブロックの表面輪郭形状は略正八角形であり、各部のサイズは表１に示す通りである。そして発明例タイヤ５の各多角形ブロックには、図６（ａ）に示すように、踏込み側半領域内に１本のサイプが設けられている。
また、発明例タイヤ６は、各多角形ブロックにおいて、踏込み側半領域内に１本のサイプ、反対側の蹴出し側の半領域内に１本のサイプの計２本のサイプが設けられている。これらのサイプの深さは、踏込み側から蹴出し側に向かって順に、６．１ｍｍ、２．０ｍｍである。それ以外の構成は、発明例タイヤ５と同様である。

従来例タイヤ１は、各多角形ブロックの蹴出し端側の壁面の、キャップゴム層及びベースゴム層の境界面Ｒが、横溝の溝底から、蹴出し端側の壁面高さの１５％の位置に在ること以外は、発明例タイヤ１の構成と同様である。
従来例タイヤ２は、踏込み側半領域内に１本のサイプ、反対側の蹴出し側半領域内に１本のサイプの計２本のサイプが設けられており、これらのサイプの深さは、踏込み側から蹴出し側に向かって順に、６．１ｍｍ、６．１ｍｍである。それ以外の構成は、発明例タイヤ５と同様である。

これらのタイヤを車両（トヨタ自動車株式会社（登録商標）ＮＯＡＨ（登録商標））に装着して、ドライ状態の一般道を各種走行モードで６０ｋｍ／ｈの一定速度下で２０００ｋｍ走行させ、多角形ブロックにおける、蹴出し端側のクラック性状及びヒールアンドトゥ摩耗の発生有無を調べた。なお、クラック性状の確認は目視により行った。また、ヒールアンドトゥ摩耗については、新品時の蹴出し端側のブロック高さと、摩耗後のブロック高さを測定し、これを比較することにより偏摩耗性評価を行った。さらに、アイス状態及びスノー状態のサーキットコース上を各種走行モードで走行した際の、テストドライバーのフィーリング評価を行うことにより、氷雪上性能の評価を行った。
結果は表１の下段に示す通りである。表１中、クラック性状の値は、従来例タイヤ１を１００（基準）とした指数で示しており、数値が大きいほど亀裂が発生しにくいことを示している。また、偏摩耗性能の値は、従来例タイヤ１を１００（基準）とした指数で示しており、数値が大きいほど、偏摩耗性能が向上していることを示している。氷雪上性能の評価は、氷雪上性能を有することが確認されている従来例タイヤ１を１００として、従来例タイヤ１と比較した結果を示している。

表１の結果から、従来例タイヤ１と発明例タイヤ１〜４とを比較すると、従来例タイヤ１では亀裂が発生しやすいのに対し、発明例タイヤ１〜４では、亀裂が発生しにくいことが確認された。また、従来例タイヤ１ではヒールアンドトゥ摩耗が発生しやすいのに対し、発明例タイヤ２〜４にあっては、ヒールアンドトゥ摩耗も抑制されることが確認された。そして、発明例タイヤ１〜４のいずれも、従来例タイヤ１で得られた良好な氷雪上性能を維持したまま、亀裂又はヒールアンドトゥ摩耗の発生を抑制できることが確認された。

また、表１の結果から、従来例タイヤ２と発明例タイヤ５及び６とを比較すると、従来例タイヤ２では亀裂及びヒールアンドトゥ摩耗が発生しやすいのに対し、発明例タイヤ５及び６では、従来例タイヤ２の高い氷雪上性能を維持したまま、亀裂及びヒールアンドトゥ摩耗の発生を抑制できることが確認された。

この発明によれば、トレッドゴムの踏面に踏面形状が五角形以上の多角形である多角形ブロックを複数個密集配置した構成による、高い氷雪上性能を維持したまま、該多角形ブロックにおける亀裂の発生を抑制して、耐久性を向上した空気入りタイヤを提供することが可能となった。

１：踏面、２：屈曲周溝、３：横溝、３ａ：横溝の溝底、４：多角形ブロック、５：トレッドゴム、６：キャップゴム層、７：ベースゴム層、８：蹴出し端側の壁面、９：踏込み端側の壁面、１１：サイプ、Ｆ：回転方向、Ｇｂ：多角形ブロック群、ＰＬ：基準配設ピッチ長さ、Ｒ：キャップゴム層６とベースゴム層７の境界面、Ｒ_１：蹴出し端側の壁面における境界面、Ｒ_２：踏込み端側の壁面における境界面、ＷＧｂ：多角形ブロック群Ｇｂのタイヤ幅方向長さ、Ｚ：基準区域、ｍ：蹴出し端、ｎ：踏込み端

Claims

タイヤのトレッドの踏面に、タイヤ周方向に波状又はジグザグ状に延びる少なくとも３本の屈曲周溝と、該屈曲周溝に交わる複数本の横溝とで区画された、各々五角形以上の多角形状を有する多角形ブロックを複数備え、前記多角形ブロックを、前記屈曲周溝を挟んで隣接する多角形ブロック同士の位置がタイヤ周方向に相互に異なる千鳥状に密集配置して多角形ブロック群を形成してなる空気入りタイヤであって、
前記トレッドは、ベースゴム層と、該ベースゴム層よりタイヤ半径方向外側に配置され、且つ該ベースゴム層より低弾性率のゴムからなるキャップゴム層とで構成されており、
前記キャップゴム層及びベースゴム層の境界面は、前記横溝の溝底よりもタイヤ半径方向内側に位置することを特徴とする空気入りタイヤ。
タイヤのトレッドの踏面に、タイヤ周方向に波状又はジグザグ状に延びる少なくとも３本の屈曲周溝と、該屈曲周溝に交わる複数本の横溝とで区画された、各々五角形以上の多角形状を有する多角形ブロックを複数備え、前記多角形ブロックを、前記屈曲周溝を挟んで隣接する多角形ブロック同士の位置がタイヤ周方向に相互に異なる千鳥状に密集配置して多角形ブロック群を形成してなる、回転方向が指定された空気入りタイヤであって、
前記トレッドは、ベースゴム層と、該ベースゴム層よりタイヤ半径方向外側に配置され、且つ該ベースゴム層より低弾性率のゴムからなるキャップゴム層とで構成されており、
前記多角形ブロックの蹴出し端側の壁面において、前記キャップゴム層及び前記ベースゴム層の境界面は、前記横溝の溝底から、該蹴出し端側の壁面のタイヤ半径方向高さの３３％の位置よりタイヤ半径方向外側に在ることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記多角形ブロックの蹴出し端側の壁面において、前記境界面は、前記横溝の溝底から、該蹴出し端側の壁面のタイヤ半径方向高さの５０％の位置よりタイヤ半径方向外側に在ることを特徴とする請求項２に記載の空気入りタイヤ。
前記多角形ブロックの蹴出し端側の壁面における境界面は、踏込み端側の壁面における境界面よりもタイヤ半径方向外側に在ることを特徴とする請求項２又は３に記載の空気入りタイヤ。
タイヤのトレッドの踏面に、タイヤ周方向に波状又はジグザグ状に延びる少なくとも３本の屈曲周溝と、該屈曲周溝に交わる複数本の横溝とで区画された、各々五角形以上の多角形状を有する多角形ブロックを複数備え、前記多角形ブロックを、前記屈曲周溝を挟んで隣接する多角形ブロック同士の位置がタイヤ周方向に相互に異なる千鳥状に密集配置して多角形ブロック群を形成してなる、回転方向が指定された空気入りタイヤであって、
前記多角形ブロックには、少なくとも踏込み側半領域内に、タイヤ幅方向に延びる１本以上のサイプが設けられており、
多角形ブロック内に設けられるサイプが２本以上の場合には、最蹴出し側のサイプの深さが、最踏込み側のサイプの深さよりも浅いことを特徴とする空気入りタイヤ。
前記トレッドゴムの半径方向外側に、発泡ゴムを配置してなることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。