JP4157346B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブロックを備えた空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、ブロックの偏摩耗抑制に関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤトレッドにブロックを備えた空気入りタイヤにおいては、ブロックにかかる負荷により、ブロック表面付近に剪断歪みが生じる。その結果、当該剪断歪みに比例したすべりがブロックの表面に発生するが、ブロックの辺縁が長いほど、また、ブロックの中央部からブロックの辺縁に近づくほど、すべりが大きくなり、すべりによる摩擦エネルギーも大きくなるので、周方向に沿って特徴的に早く摩耗する偏摩耗が生じやすい。
【０００３】
また、剪断歪みの方向はブロックの外向きであるので、すべりの方向もブロック外向きである。これに駆動又は制動に伴うタイヤ周方向のすべりが加わるので、ブロックの周方向の一端ではすべりが重畳され、他端ではすべりが相殺される。その結果、ブロック内の周方向両端ですべりによる摩擦エネルギーの大きさに偏りが生じ、トウアンドヒールと呼ばれる偏摩耗が生じる。
【０００４】
このような偏摩耗を抑制するため、従来、トレッド表面に開口する細溝とトレッド表面に開口しない細溝とを組み合わせてブロックに刻んだ空気入りラジアルタイヤが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平８−５８３１７号（第２〜３頁、第２図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
主溝方向に沿うブロックの辺縁部が他の部分より早く摩耗する偏摩耗、ブロックの周方向両端に発生するトウアンドヒール摩耗の両者を抑制する必要がある。両偏摩耗に対して様々な方策が採られてきたが、両者に対して有効な方策ではなかった。
【０００７】
すなわち、負荷に対するブロックの剪断歪みを小さくすることにより、ブロックのすべりを小さくすることと、ブロックの剪断歪みを均一化することにより、ブロックの辺に沿ってすべりの大きさを均一化することが必要であったが、両者に対する満足な方策がなかった。
【０００８】
本発明の目的は、トウアンドヒール摩耗及びブロック辺縁部の早期摩耗の両偏摩耗を抑制することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、鋭意検討した結果、本発明は、タイヤトレッドに刻まれたタイヤ周方向に連なる主溝と、前記主溝同士又は前記主溝とタイヤ接地端とを連通する横溝とを備え、前記主溝及び前記横溝により形成されたブロックを備えた空気入りタイヤにおいて、
前記ブロックの側壁に凹陥部を有し、前記凹陥部の開口部が前記側壁に隣接する溝の溝底からブロック側壁高さの３／４より溝底側の前記側壁に凹設され、
前記側壁の前記隣接する前記溝の溝方向中央部から前記側壁の前記隣接する前記溝の溝方向両端に向かって、前記凹陥部の前記側壁に垂直な方向の断面積が減少していることを特徴とする空気入りタイヤを採用した。
【００１０】
ブロックの側壁に凹陥部を有し、当該凹陥部の開口部は側壁に隣接する溝の溝底からブロック側壁高さの３／４より溝底側にあるので、ブロックの溝底側（基部側）の剛性はトレッド表面側より小さくなり、負荷に対する変形も大きくなる。その結果、ブロックのトレッド表面側での剪断歪みが小さくなり、すべりも小さくなる。駆動又は制動に伴うタイヤ周方向のすべりに対して、重畳又は相殺されるすべりが小さくなるので、トウアンドヒール偏摩耗を抑えることができる
【００１１】
また、側壁に隣接する溝方向中央部から側壁に隣接する溝の溝方向両端に向かって、凹陥部の側壁に垂直な方向の断面積が減少している。したがって、側壁に隣接する溝の溝方向（側壁がトレッド接地端に接するブロックの辺縁方向）中央部ほど、断面積が大きくなるので、当該中央部ほどブロック基部の剛性が小さくなる。よって、凹陥部がないときに比べて当該中央部のブロック基部の剪断歪みがより大きくなり表面側では減少するので、ブロックの辺縁に沿って、通常はブロック辺縁の中央部ほど大きい剪断歪みが均一化される。その結果、すべりもブロックの辺に沿って均一化されるので、ブロック辺縁が早く摩耗することを抑制することができる。
【００１２】
また、凹陥部がトレッド表面に開口してしまうと、却ってトレッド表面の剛性が低下するので、トレッド表面で剪断歪みが大きくなる。結果的に、偏摩耗が発生するおそれがある。したがって、凹陥部はトレッド表面に開口せず、摩耗初期段階においても、トレッド表面に開口していないことが好ましい。凹陥部の開口部が、側壁に隣接する溝の溝底からブロック側壁高さの３／４より溝底側にあれば、トレッド表面の剛性の低下を招くことはない。
【００１３】
使用に伴い摩耗が進行し、凹陥部の開口部がトレッド表面に現れても、ブロックの高さが低く、ブロック剛性が高くなっている。そのため、トレッド表面に開口した凹陥部によりブロックの剛性が低下しても、剪断歪みは大きくならず問題とならない。
【００１４】
さらに、前記側壁のトレッド接地面に接する辺が長いほど、前記側壁に凹設された凹陥部の体積が大きい空気入りタイヤとすることもできる。
【００１５】
当該側壁に凹設された凹陥部の体積が大きいほど、ブロックの剛性を低下させる効果が大きい。凹陥部のない場合同じ負荷に対して剪断歪みの大きくなるブロックの辺の長い側壁に対して、より体積が大きい凹陥部を設けることにより、ブロック間においても、剪断歪みを均一化することができる。その結果、ブロック間の偏摩耗をも抑制することができる。
【００１６】
また、トレッド側から溝底側に向かって、前記凹陥部の奥行き長さが実質的に増大している空気入りタイヤとすることもできる。
【００１７】
トレッド表面側から溝底側に向かって、凹陥部の奥行き長さが長くなるようにすれば、トレッド表面の剪断歪みを小さくすることができ、さらに効果的にトウアンドヒール偏摩耗を抑えることができる。
【００１８】
なお、トウアンドヒール及びブロック辺縁の早期偏摩耗等の偏摩耗は複合的に発生するので、主溝及び横溝に隣接するブロック側壁に凹陥部を凹設すると、効果的に両偏摩耗を抑制することができるが、主溝又は横溝のいずれかに隣接するブロック側壁にのみに凹陥部を凹設することもできる。また、主溝や横溝以外の他の溝に隣接するブロック側壁に凹陥部を凹設してもよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る空気入りタイヤの一実施形態を、図面を用いて説明する。図１は本発明に係る空気入りタイヤの一実施形態を示すパターン概略展開図である。
【００２０】
図１において、トレッド１には、周方向Ｒに連なる主溝２と、主溝２同士又は主溝２と接地端３とを連通する横溝４が刻まれている。主溝２及び横溝４により、ブロック５が形成されている。ブロック５の側壁６に凹陥部７の開口部８を開口する凹陥部７が側壁６に凹設されている。なお、Ｃはタイヤ赤道線である。
【００２１】
図２は、主溝２に隣接するブロックの側壁６を示す要部拡大概略斜視図である。
図２において、ブロック５の側壁６に凹陥部７が凹設されている。凹陥部７は、開口部８よりブロック５の内部で閉塞している。なお、クラック防止の観点から、凹陥部７は丸みを帯びて閉塞している。また、凹陥部７の側壁６に垂直な方向の仮想的な断面７ａ〜７ｇを斜線を施して示している。
【００２２】
凹陥部７の開口部８は側壁６のみに開口している。隣接する主溝２の溝底２ａからブロック側壁高さＨの３／４より溝底側（ブロック基底側）にある。すなわち、開口部８の溝底からの高さｈが（３／４）Ｈを越えないように溝底側に凹陥部７が刻まれている。したがって、ブロックのトレッド表面側よりもブロックの溝底側（基底側）の剛性が低くなるので、溝底側の負荷に対する変形も大きくなる。その結果、ブロック表面での剪断歪みが小さくなり、すべりも小さくなる。駆動又は制動に伴うタイヤ周方向のすべりに対して、重畳又は相殺されるすべりが小さくなるので、トウアンドヒール偏摩耗を抑えることができる。
【００２３】
さらに、凹陥部７の断面７ａ〜７ｇの断面積（図中、斜線部の面積）は、ブロック辺５ａ方向の中央部ほど大きく、ブロック辺５ａ方向の両端に向かうほど小さくなっている。すなわち、中央部の断面７ｄの断面積が最も大きく、両端の断面７ａ、７ｇに向かうほど断面積が小さくなっている。したがって、凹陥部７によって、ブロック辺５ａ方向の中央部ほど、より剛性が低下する。凹陥部７がないときに比べてブロック辺５ａ方向中央部のブロック基部の剪断歪みがより大きくなり表面側では減少するので、ブロック辺５ａに沿って、通常はブロック辺縁の中央部ほど大きい剪断歪みが均一化される。その結果、すべりもブロック辺５ａに沿って均一化されるので、ブロック辺縁の早期偏摩耗を抑制することができる。
【００２４】
凹陥部の断面積Ｓは、断面の高さｈ及び／又は奥行き長さｄを徐々に小さくすることで、徐々に減少させることができる。図３に示す凹陥部の断面図のように、中央の断面７ｄから両端の断面７ａ（７ｇ）にかけて高さｈ及び奥行き長さｄを小さくして、凹陥部の断面積Ｓを減少させている。高さｈ又は奥行き長さｄのいずれか一方のみを減少して、凹陥部の断面積Ｓを減少させてもよい。
【００２５】
また、トレッド表面から溝底部に向かって、凹陥部の奥行き長さｄが大きくなるように凹陥部を凹設すれば、トレッド表面の剪断歪みをより小さくすることができ、さらに効果的にトウアンドヒール偏摩耗を抑えることができる。
【００２６】
以上説明したように、凹陥部はブロックの１つの側壁に凹設してもよく、また、ブロックの２以上の側壁に凹設してもよい。また、あるブロック列のブロックにのみ凹陥部を凹設しても、すべてのブロック列のブロックに凹陥部を凹設してもよい。もちろん、主溝の他、横溝や他の溝に隣接するブロック側壁に凹陥部を凹設してもよい。また、図２に示したように、凹陥部７の形状を多角形的形状とする他、図４に示すように凹陥部７を丸みを帯びた曲面形状とすることもできる。
【００２７】
【実施例】
本発明に係る空気入りタイヤを試作して性能評価を行った。実施例のトレッドパターンは図５に示すパターンである。主溝２に隣接する側壁６ａには凹陥部７ａが、横溝４に隣接する側壁６ｂには凹陥部７ａが、それぞれ凹設されている。比較例１のトレッドパターンは図６に示すパターンであり、主溝２に隣接する側壁６ａには凹陥部１７ａが、横溝４に隣接する側壁６ｂには凹陥部１７ｂが、それぞれ凹設されている。凹陥部１７ａ、１７ｂは、ブロックの側壁のみならずトレッド表面にも開口している点が実施例と異なる。比較例２は、実施例や比較例１と同じトレッドパターンあるが、ブロックに凹陥部が凹設されていないパターンである。
【００２８】
なお、実施例及び比較例１の凹陥部の大きさは、表１に示すとおりである。実施例の凹陥部７の形状は図３に示した形状で、最も深く凹設されている隣接する溝の溝方向中央部での奥行き長さｄ及び高さはｈである。比較例１の凹陥部１７の形状は、断面が溝底からトレッド表面まで略一定の割合で奥行き長さが大きくなるように刻まれた形状で、便宜上奥行き長さｄはトレッド表面での長さ、高さは隣接する溝深さとしている。また、図５及び６に示すように、幅ｗは凹陥部７、１７の隣接する溝の溝方向に沿う幅である。
【００２９】
【表１】

【００３０】
実施例、比較例１および２のいずれにおいても、主溝深さは１４．５ｍｍ、横溝深さは１１．５ｍｍ、タイヤ外径は１０４８．７ｍｍで、ピッチ数は６０とした。また、タイヤサイズは１１Ｒ２２．５であり、リムサイズ２２．５×７．５０とし、１０トントラック（２ＤＤ車）の前輪に装着し、空気圧７００ｋＰａ、定積状態で一般道を５００００ｋｍ走行後の偏摩耗を測定した。
【００３１】
評価結果を表２に示す。偏摩耗は、１本のタイヤより３０個のブロックをランダムに選択し、個々のブロックの摩耗量の差（最大摩耗量−最小摩耗量）を測定し、その平均値とした。比較例２を１００とした指数で表し、指数が小さいほど偏摩耗量が小さい。表２によれば、本発明のタイヤは、耐偏摩耗性に優れていることがわかる。
【００３２】
【表２】

【００３３】
【発明の効果】
以上の通り、本発明の空気入りタイヤでは、ブロックの側壁に開口部を有する凹陥部を凹設することにより、負荷に対するブロックの剪断歪みを小さくし、ブロックのすべりを小さくすることができ、ブロックの辺に沿ってすべりの大きさを均一化することができる。その結果、トウアンドヒール摩耗及びブロック辺縁の早期偏摩耗の両偏摩耗を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る空気入りタイヤのパターン概略展開図である。
【図２】本発明における凹陥部が凹設されたブロックの要部拡大概略斜視図である。
【図３】本発明における凹陥部の断面図である。
【図４】本発明における凹陥部が凹設されたブロックの他の要部拡大概略斜視図である。
【図５】本発明における実施例のパターン概略展開図である。
【図６】本発明における比較例のパターン概略展開図である。
【符号の説明】
１ トレッド
２ 主溝
３ 接地端
４ 横溝
５ ブロック
６ 側壁
７ 凹陥部
７ａ〜７ｇ 凹陥部の断面
８ 凹陥部の開口部

Claims (3)

1. タイヤトレッドに刻まれたタイヤ周方向に連なる主溝と、前記主溝同士又は前記主溝とタイヤ接地端とを連通する横溝とを備え、前記主溝及び前記横溝により形成されたブロックを備えた空気入りタイヤにおいて、
   前記ブロックの側壁に、前記側壁の一部が開口した凹陥部を有し、前記凹陥部の開口部が前記側壁に隣接する溝の溝底からブロック側壁高さの３／４より溝底側の前記側壁に凹設され、
   前記側壁の前記隣接する前記溝の溝方向中央部から前記側壁の前記隣接する前記溝の溝方向両端に向かって、前記凹陥部の断面の高さ及び奥行き長さが徐々に小さくなり前記凹陥部の前記側壁に垂直な方向の断面積が減少していることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記側壁のトレッド接地面に接する辺が長いほど、前記側壁に凹設された凹陥部の体積が大きい請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. トレッド側から溝底側に向かって、前記凹陥部の奥行き長さが実質的に増大している請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。

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