JP2014136442A - タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 前後方向入力に起因する偏摩耗と、幅方向入力に対する偏摩耗とに対する耐偏摩耗性能を向上させることが可能なタイヤを提供する。
【解決手段】 タイヤは、路面に接地するトレッド面を有するトレッド部において、タイヤ周方向に延びる複数の主溝が形成され、前記複数の主溝によって形成されるリブを備える。前記リブには、タイヤ周方向に延びるサイプが形成される。前記サイプは、トレッド面視において、タイヤ周方向とタイヤ幅方向とに対する延在方向を変化させて、屈曲を繰り返しながら所定の周期でタイヤ周方向に延びており、前記サイプにおいて、前記トレッド面に開口する開口部から溝底部に向かう溝深さ方向は、タイヤ径方向に対して傾斜している。
【選択図】 図１

Description

本発明は、複数の主溝によって形成されるリブを備え、リブには、タイヤ周方向に延びるサイプが形成されたタイヤに関する。

従来から、タイヤに発生する偏摩耗の抑制を目的として様々な改良技術が提案されている。例えば、特許文献１に記載のタイヤは、タイヤ周方向に沿って延びる複数の主溝によって区画されたリブを有しており、当該リブには、タイヤ幅方向に延びるサイプがタイヤ周方向に所定間隔を設けて形成されている。また、サイプは、タイヤ幅方向に対して平行に延びる直線部と、タイヤ幅方向に対して傾斜する方向に延びる傾斜部とを有する。これにより、直線部だけで形成されている場合に比べて、傾斜部によって蹴出端と踏込端とのそれぞれに発生する摩擦エネルギーの差を低減している。その結果、蹴出端と踏込端とに発生する偏摩耗（いわゆるヒール＆トー摩耗）を抑制している。

特開２００８−２０７７３４号公報

しかしながら、上述した従来技術では、リブにおいて、タイヤ周方向における前後方向入力に起因する偏摩耗に対しては、一定の効果が得られるものの、タイヤ幅方向における幅方向入力（横力）に起因する偏摩耗に対しては、十分な効果が得られないという問題があり、対策が望まれていた。

本発明は、上述した状況に鑑みて成されたものであり、前後方向入力に起因する偏摩耗と、幅方向入力に対する偏摩耗とに対する耐偏摩耗性能を向上させることが可能なタイヤを提供することを目的とする。

本発明の第１の特徴は、路面に接地するトレッド面を有するトレッド部２において、タイヤ周方向Ｔｃに延びる複数の主溝１０が形成され、前記複数の主溝によって形成されるリブ（例えば、リブ１１０）を備え、前記リブには、タイヤ周方向に延びるサイプ５０が形成されたタイヤであって、前記サイプは、トレッド面視において、タイヤ周方向とタイヤ幅方向Ｔｗとに対する延在方向を変化させて、屈曲を繰り返しながら所定の周期でタイヤ周方向に延びており、前記サイプにおいて、前記トレッド面に開口する開口部５０ａから溝底部５０ｂに向かう溝深さ方向は、タイヤ径方向に対して傾斜していることを要旨とする。

本発明の他の特徴は、上記特徴に係り、前記溝深さ方向とタイヤ径方向との成す角度θは、５°≦θ≦４０°の範囲内であることを要旨とする。

本発明の他の特徴は、上記特徴に係り、前記所定の周期λと、前記リブのタイヤ幅方向におけるリブ幅Ｗとは、０．５Ｗ≦λ≦２．５Ｗの関係を満たすことを要旨とする。

本発明の他の特徴は、上記特徴に係り、タイヤ径方向に対する前記溝深さ方向は、タイヤ周方向の一方側に向かって傾斜することを要旨とする。

本発明の他の特徴は、上記特徴に係り、前記タイヤ周方向の一方側は、タイヤ回転方向Ｔｒ後方であり、前記リブにおいて、前記サイプによって区画されるリブ小片部１１１の踏込端では、踏面とサイプ溝壁との成す角度θａが鋭角に形成されていることを要旨とする。

本発明によれば、前後方向入力に起因する偏摩耗と、幅方向入力に対する偏摩耗とに対する耐偏摩耗性能を向上させることが可能なタイヤを提供することができる。

本発明の第１実施形態に係るトレッドパターンを示す一部平面図である。 第１実施形態に係る空気入りタイヤ１に形成されるリブ１１０の拡大斜視図である。 図３（ａ）は、トレッド面視におけるリブ１１０の拡大平面図である。図３（ｂ）は、図１におけるＡ矢視におけるリブ１１０の側面図である。

次に、本発明に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれ得る。なお、下記の実施形態に係る空気入りタイヤは、ビート部やカーカス層、ベルト層（不図示）を備える空気入りタイヤであるが、かかる構成は省略して説明する。

［第１実施形態］
（１）トレッドパターンの構成
本実施形態に係る空気入りタイヤ１は、図１に示すように、車両が前方に進行する時のタイヤ回転方向Ｔｒが指定されているものとする。なお、一般的に、このようなタイヤ回転方向Ｔｒの指定は、空気入りタイヤ１のタイヤサイドに矢印などによって示される。

また、図１に示すように、空気入りタイヤ１は、トレッド面視において、タイヤ周方向Ｔｃに延びる複数の主溝１０が形成される。なお、トレッド面とは、タイヤを適用リムに装着するとともに、規定の空気圧を充填し、静止した状態で平板上に垂直に置き、規定の質量に対応する負荷を加えたときの平板との接触面とする。トレッド面は、路面に接地する踏面とも言える。

また、この場合、適用リムとは、タイヤのサイズに応じて規格に規定されたリムを示し、規定の空気圧とは、規格において、最大負荷能力に対応して規定される空気圧を示し、規定の質量とは、規格において、タイヤに負荷することが許容される最大の質量を示す。ここでいう空気は、窒素ガス等の不活性ガスその他に置換することも可能である。

なお、上述した規格とは、タイヤが生産または使用される地域に有効な産業規格をいい、例えば、アメリカ合衆国では“ＴＨＥ ＴＩＲＥ ＡＮＤ ＲＩＭ ＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮ ＩＮＣ.のＹＥＡＲ ＢＯＯＫ”であり、欧州では、“THE Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｙｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ＯｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎのＳＴＡＮＤＡＲＤＳ ＭＡＮＵＡＬ”であり、日本では日本自動車タイヤ協会の“ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ”である。

また、本実施形態では、複数の主溝１０として、４本の主溝１０が形成されているものとする。具体的に、本実施形態では、タイヤ赤道線ＣＬを境に、タイヤ幅方向Ｔｗの一方側に主溝１０Ａ乃至１０Ｂが形成され、タイヤ幅方向Ｔｗの他方側に主溝１０Ｃ乃至１０Ｄが形成されている。なお、主溝の数は、４本に限定されるものではない。

また、空気入りタイヤ１では、複数の主溝１０によって形成されるリブ１００を備える。具体的に、空気入りタイヤ１では、リブ１００として、２つの主溝１０Ａ，１０Ｃによって形成されるリブ１１０と、２つの主溝１０Ａ，１０Ｂによって形成されるリブ１２０と、２つの主溝１０Ｃ，１０Ｄによって形成されるリブ１３０とを備える。リブ１１０は、タイヤ赤道線ＣＬ上に形成され、リブ１２０，１３０は、リブ１１０よりもタイヤ幅方向Ｔｗ外側に形成される。

また、リブ１１０には、タイヤ周方向Ｔｃに連続して延びるサイプ５０が形成される。なお、リブ１１０では、サイプ５０のタイヤ幅方向Ｔｗの両端部が、主溝１０Ａ乃至１０Ｃに連通する。なお、本実施形態において、サイプとは、リブ１１０が接地したときに閉じることが可能な溝幅をもつものである。具体的には、サイプは、１．５ｍｍ以下の溝幅をもつ。ただし、ＴＢＲタイヤといった大型のバスやトラックに用いられるタイヤにおいては、サイプの溝幅は、１．５ｍｍ以上であっても良い。また、リブ１１０には、サイプ５０に区画されることによってリブ小片部１１１（後述）が形成される。

（２）サイプの構成
次に、リブ１１０に形成されるサイプ５０の構成について、具体的に説明する。

図１乃至２に示すように、サイプ５０は、トレッド面視において、タイヤ周方向Ｔｃとタイヤ幅方向Ｔｗとに対する延在方向を変化させて、屈曲を繰り返しながら所定の周期λでタイヤ周方向Ｔｃに延びている。

また、図３（ａ）に示すように、所定の周期λと、リブ１１０のタイヤ幅方向Ｔｗにおけるリブ幅Ｗとは、０．５Ｗ≦λ≦２．５Ｗの関係を満たすことが好ましい。

これは、所定の周期λが０．５Ｗよりも小さいと、リブ１１０の剛性が低くなりすぎて、特に幅方向入力（横力）に起因する偏摩耗が悪化する恐れがあるからである。一方、所定の周期λが２．５Ｗよりも大きいと、サイプ５０によって幅方向入力（横力）に起因する偏摩耗を分散させる効果が低くなるからである。

また、図２に示すように、サイプ５０において、トレッド面に開口する開口部５０ａから溝底部５０ｂに向かう溝深さ方向は、タイヤ径方向Ｔｄに対して傾斜している。

具体的に、図３（ｂ）に示すように、サイプ５０の開口部５０ａから溝底部５０ｂに向かう溝深さ方向は、タイヤ径方向Ｔｄに対して、角度θだけ傾斜している。また、溝深さ方向とタイヤ径方向との成す角度θは、５°≦θ≦４０°の範囲内であることが好ましい。

これは、角度θが、５°よりも小さいと、特に前後方向入力に起因する偏摩耗を抑制する効果が低くなるからである。一方、角度θが４０°よりも大きいと、リブ１１０のタイヤ周方向Ｔｃにおけるリブ小片部１１１の幅が狭くなり、リブ小片部１１１の剛性が低下するため、偏摩耗が発生しやすくなるからである。

また、サイプ５０では、タイヤ径方向Ｔｄに対する溝深さ方向は、タイヤ周方向Ｔｃの一方側に向かって傾斜することが好ましい。具体的に、本実施形態では、タイヤ周方向Ｔｃの一方側は、タイヤ回転方向Ｔｒ後方である。

このようにして、サイプ５０の溝深さ方向が、タイヤ回転方向Ｔｒ後方に傾斜することによって、リブ１１０において、サイプ５０によって区画されるリブ小片部１１１の踏込端では、踏面１１０Ｘとサイプ溝壁１１０Ａとの成す角度θａが鋭角に形成されている。

具体的に、図３（ｂ）に示すように、リブ１１０には、サイプ５０によって区画される複数のリブ小片部１１１が形成される。また、タイヤ回転方向Ｔｒを規定した場合、サイプ５０のタイヤ回転方向Ｔｒ後方に位置するリブ小片部１１１では、踏込端が、踏面１１０Ｘとサイプ溝壁１１０Ａとによって構成される。踏面１１０Ｘとサイプ溝壁１１０Ａとの成す角度θａが鋭角となるように構成されている。すなわち、角度θａが９０°未満になるように構成されている。

一方、サイプ５０のタイヤ回転方向Ｔｒ前方に位置するリブ小片部１１１では、蹴出端が、踏面１１０Ｘとサイプ溝壁１１０Ｂとによって構成される。踏面１１０Ｘとサイプ溝壁１１０Ｂとの成す角度θｂが鈍角となるように構成されている。すなわち、角度θａが９０°よりも大きくになるように構成されている。

（３）作用・効果
第１実施形態に係る空気入りタイヤ１の作用及び効果について説明する。ここで、一般的に、空気入りタイヤでは、ストップ（制動力）＆ゴー（駆動力）による前後方向入力に起因する偏摩耗（例えば、ヒール＆トー摩耗）だけでなく、路面に設けられた傾斜（路面カント）による幅方向入力（横力）に起因する偏摩耗（幅方向摩耗）も発生する。

本実施形態に係る空気入りタイヤ１によれば、リブ１１０には、タイヤ周方向Ｔｃに連続して延びるサイプ５０が形成されている。また、サイプ５０は、トレッド面視において、タイヤ周方向Ｔｃとタイヤ幅方向Ｔｗとに対する延在方向を変化させて、屈曲を繰り返しながら所定の周期λでタイヤ周方向Ｔｃに延びている。

また、サイプ５０において、トレッド面に開口する開口部５０ａから溝底部５０ｂに向かう溝深さ方向は、タイヤ径方向Ｔｄに対して傾斜している。具体的に、サイプ５０の溝深さ方向が、タイヤ回転方向Ｔｒ後方に傾斜する。

かかる空気入りタイヤ１によれば、リブ１１０において、サイプ５０によって区画されるリブ小片部１１１の踏込端では、踏面１１０Ｘとサイプ溝壁１１０Ａとの成す角度θａが鋭角に形成され、蹴出端では、踏面１１０Ｘとサイプ溝壁１１０Ｂとの成す角度θｂが鈍角に形成されている。かかる空気入りタイヤ１によれば、蹴出端の剛性を高められているので、前後方向入力に起因する偏摩耗を抑制することが可能になる。

また、サイプ５０の溝深さ方向が、傾斜しているため、偏摩耗が発生しても、サイプ５０の開口部５０ａの位置が、タイヤ周方向Ｔｃに移動していく。その結果、かかる空気入りタイヤ１によれば、蹴出端の位置がタイヤ周方向Ｔｃに移動していくので、偏摩耗が局所的に進行してしまうことを抑制することが可能になる。

同様に、かかる空気入りタイヤ１によれば、幅方向入力によって、偏摩耗が発生しても、摩耗の発生個所がタイヤ周方向Ｔｃに移動していくので、幅方向入力に起因する偏摩耗に対しても、偏摩耗が局所的に進行してしまうことを抑制することが可能になる。特に、本実施形態に係る空気入りタイヤ１は、路面の傾斜や操舵によって幅方向入力の変動が大きい操舵輪に装着されることが好ましい。

以上のように、本実施形態に係る空気入りタイヤ１によれば、前後方向入力に起因する偏摩耗と、幅方向入力に対する偏摩耗とに対する耐偏摩耗性能を向上させることが可能になる。

［比較評価］
次に、本発明の効果を更に明確にするために、以下の従来例及び実施例に係る空気入りタイヤを用いて行った比較評価について説明する。具体的には、（１）評価方法、（２）評価結果について説明する。なお、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。

（１）評価方法
複数種類の空気入りタイヤを用いて試験を行い、偏摩耗量について評価をした。

なお、偏摩耗量の評価については、室内において、摩耗ドラム試験装置を用いて所定走行距離を転動させた後に、前後方向入力に起因するヒールアンドトー摩耗量と、幅方向入力に起因する幅方向摩耗量とを評価した。

また、試験に使用した空気入りタイヤに関するデータは、以下に示す条件において測定された。

・ タイヤサイズ ：２９５／７５Ｒ２２．５
・ リムサイズ ：８．２５×２２．５
・ 内圧 ：ＴＲＡに準拠した内圧
・ 荷重 ：市場入力を模した成人男性１名乗車相当の荷重
・ 速度 ：７０ｋｍ／ｈ
表１には、測定結果が示されている。なお、表１では、従来例を基準（１００）とした、指数によって示されており、数値が大きいほど偏摩耗量が少ないことを示している。

なお、表１において、実施例に係るタイヤは、図１に示す第１実施形態に係る空気入りタイヤを使用している。一方、従来例に係るタイヤは、リブにおいて、タイヤ幅方向に横断する複数のサイプがタイヤ周方向Ｔｃに間隔を設けて形成されているものを用いた。なお、従来例に係るタイヤは、サイプの溝深さ方向が、タイヤ径方向に対して０°で一定のものを用いた。なお、従来例、実施例ともにサイプを形成したリブのタイヤ幅方向における幅Ｗは、１０ｍｍとした。他の構成は、従来例、実施例ともに同様である。

（２）評価結果
各空気入りタイヤの評価結果について、表１を参照しながら説明する。

表１に示すように、実施例に係る空気入りタイヤは、従来例に係る空気入りタイヤと比較すると、偏摩耗量の抑制に優れていることが解る。従って、本発明の空気入りタイヤによれば、前後方向入力に起因する偏摩耗と、幅方向入力に対する偏摩耗とに対する耐偏摩耗性能を向上させる効果が大きいことが証明された。

[その他の実施形態]
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

例えば、上述した実施形態では、空気入りタイヤ１が、リブ１００として、タイヤ赤道線ＣＬ上に形成されるリブ１１０を有する場合を例に挙げて説明したが、リブ１１０は、タイヤ赤道線ＣＬ上に形成されていなくてもよい。例えば、空気入りタイヤ１は、タイヤ赤道線ＣＬ上に主溝を有していてもよい。

また、本発明は、タイヤとして、空気や窒素ガスなどが充填される空気入りタイヤであってもよく、空気や窒素ガスなどが充填されないソリッドタイヤでもあってもよい。

また、第１実施形態に係る空気入りタイヤ１では、３列のリブ１００が形成されていたが、これに限定されず、リブ１００を少なく形成してもよいし、多く形成してもよい。

また、第１実施形態に係る空気入りタイヤ１では、リブ１１０のみにサイプ５０を形成していたが、他のリブにもサイプ５０を形成してもよい。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められる。

１…空気入りタイヤ、２…トレッド部、１０…主溝、１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ，１０Ｄ…主溝、５０…サイプ、５０ａ…開口部、５０ｂ…溝底部、１００…リブ、１１０，１２０，１３０…リブ、１１１…リブ小片部θ…角度、θａ…角度、θｂ…角度、λ…所定の周期、ＣＬ…タイヤ赤道線、Ｔｃ…タイヤ周方向、Ｔｄ…タイヤ径方向、Ｔｒ…タイヤ回転方向、Ｔｗ…タイヤ幅方向、Ｗ…リブ幅

Claims (5)

1. 路面に接地するトレッド面を有するトレッド部において、タイヤ周方向に延びる複数の主溝が形成され、前記複数の主溝によって形成されるリブを備え、前記リブには、タイヤ周方向に延びるサイプが形成されたタイヤであって、
   前記サイプは、トレッド面視において、タイヤ周方向とタイヤ幅方向とに対する延在方向を変化させて、屈曲を繰り返しながら所定の周期でタイヤ周方向に延びており、
   前記サイプにおいて、前記トレッド面に開口する開口部から溝底部に向かう溝深さ方向は、タイヤ径方向に対して傾斜している
   ことを特徴とするタイヤ。
2. 前記溝深さ方向とタイヤ径方向との成す角度θは、５°≦θ≦４０°の範囲内である
   ことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記所定の周期λと、前記リブのタイヤ幅方向におけるリブ幅Ｗとは、
   ０．５Ｗ≦λ≦２．５Ｗの関係を満たす
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ。
4. タイヤ径方向に対する前記溝深さ方向は、タイヤ周方向の一方側に向かって傾斜する
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のタイヤ。
5. 前記タイヤ周方向の一方側は、タイヤ回転方向後方であり、
   前記リブにおいて、前記サイプによって区画されるリブ小片部の踏込端では、踏面とサイプ溝壁との成す角度が鋭角に形成されている
   ことを特徴とする請求項４に記載のタイヤ。

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