JP4056164B2 - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブロックパターンを有する空気入りラジアルタイヤに関し、さらに詳しくは、走行性能に殆ど影響を与えることなく耐摩耗性を向上すると共に、ブロックパターンに起因する騒音を低減可能にした空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、空気入りラジアルタイヤではトレッドにセンター摩耗や片落ち摩耗を生じ、その摩耗の少なくとも一部が必要最小限の溝深さに到達したときが摩耗寿命となる。そこで、トレッド展開幅を大きくしたり、溝面積を減少させることにより耐摩耗性を向上する方法が種々提案されている。
【０００３】
しかしながら、例えばトレッド展開幅を広げると重量やコストの増加を招くと共に、タイヤが轍に捕らわれやすくなり、いわゆる轍ワンダリング性が悪化してしまい、溝面積を減少させるとトラクション性能やウェット路面での走行性能が低下してしまうという問題があった。そのため、タイヤの走行性能に殆ど影響を与えることなく耐摩耗性を向上することは極めて困難であった。
【０００４】
また、ブロックパターンを有する空気入りラジアルタイヤでは、ブロックが路面に対して踏み込むときに打音を生じ、ブロックが路面を蹴り出すときに摩擦による振動音を生じるため、走行時に発生する騒音が比較的大きいという問題があった。一般に、ブロックパターンを有する空気入りラジアルタイヤでは、ブロックのピッチにバリエーションを持たせて騒音の低減を図っているが、このようなピッチバリエーションを施しても騒音の低減効果は不十分であった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、走行性能に殆ど影響を与えることなく耐摩耗性を向上し、しかもブロックパターンに起因する騒音を低減可能にした空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の空気入りラジアルタイヤは、トレッドにタイヤ周方向に延びる５本の主溝を設けて６列の陸部を分割形成し、各陸部をタイヤ幅方向に延びる複数本の副溝で複数のブロックからなるブロック列に分割し、前記トレッドの総面積に対する溝面積の比率を２５±１０％の範囲にし、前記トレッドに埋設された最大幅ベルト層の両端間の領域において、各ブロックの面積比をショルダー側のブロック列からセンター側のブロック列へ１：０．９〜１．１：１．８〜２．２の関係にすると共に、接地前縁での総接地長さの変動率がタイヤ１周にわたって２５％以下になるように主溝を挟んで隣り合うブロックを互いにタイヤ周方向にずらして配置したことを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明の他の空気入りラジアルタイヤは、トレッドにタイヤ周方向に延びる５本の主溝を設けて６列の陸部を分割形成し、各陸部をタイヤ幅方向に延びる複数本の副溝で複数のブロックからなるブロック列に分割し、前記トレッドの総面積に対する溝面積の比率を２５±１０％の範囲にし、前記トレッドに埋設された最大幅ベルト層の両端間の領域において、各ブロックの面積比をショルダー側のブロック列からセンター側のブロック列へ１：０．９〜１．１：１．８〜２．２の関係にすると共に、最もショルダー側のブロック列に位置する副溝の一部をサイプ化したことを特徴とするものである。
【０００８】
このように各ブロックの面積比をショルダー側のブロック列からセンター側のブロック列へ１：１：２（±１０％以内の変動は可能）の関係にすることにより、溝面積の比率を大きくしてトラクション性能などのタイヤ性能を確保するようにした場合であっても耐摩耗性を向上することができる。トラクション性能などのタイヤ性能を確保するために、トレッドの総面積に対する溝面積の比率は２５±１０％の範囲とする。
【０００９】
また、接地前縁での総接地長さの変動率がタイヤ１周にわたって２５％以下になるように前記主溝を挟んで隣り合うブロックを互いにタイヤ周方向にずらして配置することにより、隣り合うブロックは路面に対して踏み込むタイミング又は路面を蹴り出すタイミングが互いにずれるので、ブロックの打音や振動音を分散し、全体としての騒音を低減することができる。なお、主溝を挟んで隣り合うブロックを互いにタイヤ周方向にずらして配置しても、上述の如く改善した耐摩耗性を損なうことはない。
【００１０】
一方、最もショルダー側のブロック列に位置する副溝の一部をサイプ化することにより、ショルダー側の副溝から放出される音を抑制するので、通過音を低減することができる。上記サイプ化はショルダーブロックの踏面内側部分で、かつ該ショルダーブロックにおける最大幅ベルト層の端部までのブロック幅の６０〜８０％の範囲で実施すると良い。なお、最もショルダー側のブロック列に位置する副溝の一部を上記範囲でサイプ化しても、上述の如く改善した耐摩耗性やトラクション性能を損なうことはない。
【００１１】
本発明において、各ブロックの面積、トレッドの総面積、トレッドの溝面積、接地前縁での総接地長さ、サイプ化を実施する範囲を特定するためのブロック幅は、トレッドに埋設された最大幅を有するベルト層の両端間の領域で測定されたものである。この最大幅ベルト層の両端間の領域はタイヤ使用時における接地領域と実質的に一致するものである。
【００１２】
本発明では、各陸部を主として副溝によりブロックに分割するが、これら副溝の延長線上にあるサイプを併用しても良い。このように副溝の延長線上にあるサイプは副溝と共に挙動するため隣り合うブロックの分断に寄与する。また、ブロックには溝の延長線上にないサイプ、例えば溝と交差するサイプや溝に連通することなく独立したサイプを適宜設けても良い。このようなサイプは間隔が狭い上に溝とは独立した挙動を示すので、ブロックを更なる小ブロックに分断する作用がない。なお、サイプとは副溝よりも狭く、かつ幅が２．０ｍｍ以下の狭い溝である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤのトレッドパターンを例示するものである。図において、トレッド１は優れた耐摩耗性を得るためにＪＩＳ−Ａ硬度５０〜７５のキャップコンパウンドから構成されている。このトレッド１にはタイヤ周方向に延びる５本の主溝２が設けられており、これら主溝２によって６列の陸部が分割形成されている。主溝２はストレート状であってもよく、或いはジグザグ状であってもよい。
【００１４】
また、トレッド１にはタイヤ幅方向に延びる複数本の副溝３が設けられており、これら副溝３によって最もショルダー側の陸部が複数のブロック４ａからなるブロック列４に分割され、その内側の陸部が複数のブロック５ａからなるブロック列５に分割され、最もセンター側の陸部が複数のブロック６ａからなるブロック列６に分割されている。各ブロック列４，５，６のタイヤ周方向の略同一位置において、副溝３のピッチは略同一になっている。
【００１５】
ブロック４ａ，５ａ，６ａには必要に応じて副溝３よりも狭く幅２．０ｍｍ以下のサイプを設けることができる。例えば、ショルダー側のブロック４ａには溝に連通することなく独立した複数本のサイプ４ｓが副溝３に対して平行に設けられている。また、ショルダー側のブロック列４においてタイヤ周方向に隣り合うブロック４ａ，４ａの一部は副溝３の延長線上にあるサイプ３ｓによって区分されている。センター側のブロック６ａにはブロック対角線方向に横切るサイプ６ｓが副溝３や主溝２に交差するように設けられている。
【００１６】
トレッド１には図示されない複数のベルト層が埋設されており、そのうち最大幅を有するベルト層の両ベルト端ｅ，ｅは左右のショルダー部に位置している。これらベルト端ｅ，ｅに挟まれた領域が実質的な接地領域である。
【００１７】
上記空気入りラジアルタイヤのベルト端ｅ，ｅに挟まれた領域において、主溝２及び副溝３を含む総溝面積のトレッド面積に対する比率は２５±１０％の範囲に設定されている。この溝面積比率が１５％未満であるとトラクション性能やウェット路面での走行性能が低下し、逆に３５％を超えると耐摩耗性が低下してしまう。
【００１８】
また、ベルト端ｅ，ｅに挟まれた領域において、各ブロック４ａ，５ａ，６ａの面積比はショルダー側のブロック列４からセンター側のブロック列６へ１：１：２（±１０％以内の変動は可能）の関係に設定されており、トレッド全体としてはブロック面積比が１：１：２：２：１：１（±１０％以内の変動は可能）の関係になっている。このようにブロック４ａ，５ａ，６ａの面積比をショルダー側からセンター側へ１：１：２の関係にすることにより、センター摩耗や片落ち摩耗等の偏摩耗の発生を抑制して摩耗寿命を延長することができる。但し、ブロック４ａ，５ａ，６ａの面積比が上記関係から１０％を超えて外れると耐摩耗性の向上効果が得られなくなる。
【００１９】
上述のように各ブロック列４，５，６のタイヤ周方向の略同一位置において副溝３のピッチを略同一にした場合、各ブロック４ａ，５ａ，６ａのタイヤ幅方向の長さ比は概ね１：１：２の関係になっている。即ち、最大幅ベルト層をタイヤ幅方向に均等に４分割する位置にそれぞれ主溝２を設けてセンター部とショルダー部のブロック面積の割合を１：１とし、更に左右両側のショルダー部のブロックをタイヤ幅方向に均等に２分割する位置にそれぞれ主溝２を設けることにより、各ブロック４ａ，５ａ，６ａの面積比を１：１：２の関係に設定することができる。
【００２０】
上記空気入りラジアルタイヤは接地状態で回転する時に前方側に円弧状の接地前縁を形成する。この接地前縁はタイヤの回転に伴って徐々に前方側に移動する。このとき、接地前縁での総接地長さはタイヤの回転位相に応じて徐々に変化する。例えば、図中の接地前縁Ａ〜Ｄにおいては陸部と溝の割合が徐々に変化するため、接地前縁Ａ〜Ｄでの総接地長さ（円弧実線部の合計長さ）は種々異なっている。本発明では、主溝２を挟んで隣り合うブロック４ａ，５ａ及び／又はブロック５ａ，６ａを互いにタイヤ周方向にずらして配置することにより、ベルト端ｅ，ｅに挟まれた領域における接地前縁での総接地長さの変動率がタイヤ１周にわたって２５％以下になるように設定されている。
【００２１】
この総接地長さの変動率はタイヤ１周における総接地長さの最大値に対する振れ幅の比率である。例えば、特定のタイヤにおいて、接地前縁での総接地長さの最大値が１００ｍｍであり、最小値が９０ｍｍであれば、その変動率は１０％である。但し、接地前縁はＪＡＴＭＡイヤーブック（１９９８年度版）に規定される空気圧−負荷能力対応表において、最大負荷能力に対応する空気圧をタイヤに充填し、その最大負荷能力の荷重をかけたときに形成される接地領域と非接地領域との境界線である。例えば、接地前縁の半径は２５０〜２０００ｍｍの範囲となる。
【００２２】
上述のように接地前縁での総接地長さの変動率がタイヤ１周にわたって２５％以下になるように隣り合うブロック４ａ，５ａ，６ａを互いにタイヤ周方向にずらして配置することにより、隣り合うブロック４ａ，５ａ，６ａは時差を持って路面に対して踏み込み、また時差を持って路面を蹴り出すようになる。そのため、ブロックの踏み込みや蹴り出しが同時に起こる頻度が低下するので、ブロック４ａ，５ａ，６ａの打音や振動音による騒音を低減することができる。
【００２３】
また、上記空気入りラジアルタイヤでは、最もショルダー側のブロック列４ａに位置する副溝３はベルト端ｅ，ｅに挟まれた接地領域内でタイヤ幅方向の一部がサイプ化され、ショルダー側の副溝３から音が放出されにくい構造を備えているので、通過音を低減することができる。
【００２４】
副溝３のサイプ化はブロック４ａの踏面内側部分に施すことが好ましく、図２に示すように、サイプ化を実施する範囲の幅ａをベルト端ｅ，ｅに挟まれた領域内におけるブロック幅ｂの６０〜８０％にすると良い。サイプ化を実施する範囲の幅ａがブロック幅ｂの６０％未満であると騒音の低減効果が不十分になり、逆に８０％を超えるとトラクション性能が低下してしまう。
【００２５】
【実施例】
タイヤサイズを１７５Ｒ１４ ８ＰＲ ＬＴとし、図１に示すトレッドパターンを有する空気入りラジアルタイヤにおいて、トレッド面積に対する溝面積の比率を２５％にすると共に、各ブロックの面積比をショルダー側のブロック列からセンター側のブロック列へ１：１：Ｘとし、このＸ値を種々異ならせた試験タイヤをそれぞれ製作した。但し、タイヤ１周における接地前縁での総接地長さの変動率は２５％にした。
【００２６】
これら試験タイヤを小型トラックに装着し、空気圧４５０ｋＰａとして走行し、摩耗寿命（センター摩耗又は片落ち摩耗による取り外しを含む）に到達するまでの走行距離を測定し、その結果を図３に示した。評価結果は、Ｘ＝１のタイヤを１００とする指数で示した。この指数値が大きいほど摩耗寿命が長く、耐摩耗性が優れている。図３から判るように、ブロック面積比が１：１：１．８〜２．２となる範囲において摩耗寿命の向上が顕著に現れていた。
【００２７】
次に、上記タイヤにおいて、トレッド面積に対する溝面積の比率を２５％にすると共に、各ブロックの面積比をショルダー側のブロック列からセンター側のブロック列へ１：Ｙ：２とし、このＹ値を種々異ならせた試験タイヤをそれぞれ製作した。但し、タイヤ１周における接地前縁での総接地長さの変動率は２５％にした。
【００２８】
これら試験タイヤを小型トラックに装着し、空気圧４５０ｋＰａとして走行し、摩耗寿命（センター摩耗又は片落ち摩耗による取り外しを含む）に到達するまでの走行距離を測定し、その結果を図４に示した。評価結果は、Ｙ＝１のタイヤを１００とする指数で示した。この指数値が大きいほど摩耗寿命が長く、耐摩耗性が優れている。図４から判るように、ブロック面積比が１：０．９〜１．１：２となる範囲において摩耗寿命が優れていた。
【００２９】
次に、タイヤサイズを１７５Ｒ１４ ８ＰＲ ＬＴとし、図１に示すトレッドパターンを有する空気入りラジアルタイヤにおいて、トレッド面積に対する溝面積の比率を２５％にすると共に、各ブロックの面積比をショルダー側のブロック列からセンター側のブロック列へ１：１：２とし、タイヤ１周における接地前縁での総接地長さの変動率を種々異ならせた試験タイヤをそれぞれ製作した。
【００３０】
これら試験タイヤを小型トラックに装着し、ＪＡＳＯ Ｃ６０６−８６に記載される騒音測定方法に準拠して騒音レベルを測定し、その結果を図５に示した。評価結果は、測定された騒音レベルの逆数を用い、一般的なブロックパターンを有するタイヤ（接地前縁での総接地長さの変動率：約３０％）の騒音レベルの逆数を１００とする指数で示した。この指数値が大きいほど騒音レベルが低いことを意味する。図５から判るように、接地前縁での総接地長さの変動率が２５％以下であるときに騒音レベルが顕著に低下していた。
【００３１】
次に、タイヤサイズを１７５Ｒ１４ ８ＰＲ ＬＴとし、図１に示すトレッドパターンを有する空気入りラジアルタイヤにおいて、トレッド面積に対する溝面積の比率を２５％にすると共に、各ブロックの面積比をショルダー側のブロック列からセンター側のブロック列へ１：１：２とし、最もショルダー側のブロック列のブロック幅ｂに対するサイプ化を実施する範囲の幅ａの割合（％）を種々異ならせた試験タイヤをそれぞれ製作した。
【００３２】
これら試験タイヤを小型トラックに装着し、ＪＡＳＯ Ｃ６０６−８６に記載される騒音測定方法に準拠して騒音レベルを測定し、その結果を図６に示した。評価結果は、測定された騒音レベルの逆数を用い、一般的なブロックパターンを有するタイヤの騒音レベルの逆数を１００とする指数で示した。この指数値が大きいほど騒音レベルが低いことを意味する。
【００３３】
また、上記試験タイヤを小型トラックに装着し、空気圧４５０ｋＰａとして不整地路面において牽引力を測定することによりトラクション性能を評価し、その結果を図６に併せて示した。評価結果は、一般的なブロックパターンを有するタイヤの牽引力を１００とする指数で示した。この指数値が大きいほどトラクション性能が優れている。図６から判るように、ブロック幅ｂに対するサイプ化の幅ａの割合が６０〜８０％であるときに騒音レベルとトラクション性能とを両立させることができた。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、トレッドにタイヤ周方向に延びる５本の主溝を設けて６列の陸部を分割形成し、各陸部をタイヤ幅方向に延びる複数本の副溝で複数のブロックからなるブロック列に分割し、トレッドの総面積に対する溝面積の比率を２５±１０％の範囲にし、トレッドに埋設された最大幅ベルト層の両端間の領域において、各ブロックの面積比をショルダー側のブロック列からセンター側のブロック列へ１：０．９〜１．１：１．８〜２．２の関係にすることにより、走行性能に殆ど影響を与えることなく耐摩耗性を向上することができる。しかも、接地前縁での総接地長さの変動率がタイヤ１周にわたって２５％以下になるように前記主溝を挟んで隣り合うブロックを互いにタイヤ周方向にずらして配置するか、或いは最もショルダー側のブロック列に位置する副溝の一部をサイプ化することにより、ブロックパターンに起因する騒音を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤのトレッドパターンを例示する展開図である。
【図２】図１の空気入りラジアルタイヤにおける各ブロック列を拡大して示す平面図である。
【図３】ブロック面積比（１：１：Ｘ）と摩耗寿命（指数）との関係を示すグラフである。
【図４】ブロック面積比（１：Ｙ：２）と摩耗寿命（指数）との関係を示すグラフである。
【図５】接地前縁での総接地長さの変動率と騒音レベル（指数）との関係を示すグラフである。
【図６】ブロック幅ｂに対するサイプ化の幅ａの割合（％）と騒音レベル（指数）及びトラクション性能（指数）との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ トレッド
２ 主溝
３ 副溝
３ｓ サイプ
４〜６ ブロック列
４ａ〜６ａ ブロック

Claims (4)

1. トレッドにタイヤ周方向に延びる５本の主溝を設けて６列の陸部を分割形成し、各陸部をタイヤ幅方向に延びる複数本の副溝で複数のブロックからなるブロック列に分割し、前記トレッドの総面積に対する溝面積の比率を２５±１０％の範囲にし、前記トレッドに埋設された最大幅ベルト層の両端間の領域において、各ブロックの面積比をショルダー側のブロック列からセンター側のブロック列へ１：０．９〜１．１：１．８〜２．２の関係にすると共に、接地前縁での総接地長さの変動率がタイヤ１周にわたって２５％以下になるように前記主溝を挟んで隣り合うブロックを互いにタイヤ周方向にずらして配置した空気入りラジアルタイヤ。
2. 最もショルダー側のブロック列に位置する副溝の一部をサイプ化した請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. トレッドにタイヤ周方向に延びる５本の主溝を設けて６列の陸部を分割形成し、各陸部をタイヤ幅方向に延びる複数本の副溝で複数のブロックからなるブロック列に分割し、前記トレッドの総面積に対する溝面積の比率を２５±１０％の範囲にし、前記トレッドに埋設された最大幅ベルト層の両端間の領域において、各ブロックの面積比をショルダー側のブロック列からセンター側のブロック列へ１：０．９〜１．１：１．８〜２．２の関係にすると共に、最もショルダー側のブロック列に位置する副溝の一部をサイプ化した空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記サイプ化をショルダーブロックの踏面内側部分で、かつ該ショルダーブロックにおける最大幅ベルト層の端部までのブロック幅の６０〜８０％の範囲で実施した請求項３に記載の空気入りラジアルタイヤ。

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