JP4513454B2

JP4513454B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4513454B2
Application number: JP2004228504A
Authority: JP
Inventors: 英俊岡部
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2004-08-04
Filing date: 2004-08-04
Publication date: 2010-07-28
Anticipated expiration: 2024-08-04
Also published as: JP2006044470A

Description

本発明は、乗用車または重荷重用車両に装着される空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、トレッド面のブロック間にあるラグ溝に底上げ部を有し、当該底上げ部に工夫を加えた空気入りタイヤに関する。

図７は、従来技術に係る空気入りタイヤのトレッド面を示すトレッド面展開図である。
空気入りタイヤのトレッド面には様々なトレッドパターンが採用されるが、そのうちの一つに主溝１２と横溝（ラグ溝）１３で区切られたブロック１４が並設されるブロックパターンがある。このブロックパターンにおいて、各ブロック１４の耐偏摩耗性向上を目的として、周方向に隣り合うブロック１４間にあるラグ溝１３に凸形状となって当該ブロックを周方向に連結する底上げ部１５を設ける手法がある。

上記手法は、前記ブロック１４が底上げ部１５で連結され、その底上げ部１５の補強作用によって当該ブロック１４の周方向剛性を向上させるというものである。この手法の場合、前記底上げ部１５の位置は各ブロック列のブロック１４の幅方向中央線１６付近とするのが一般的である（たとえば、特許文献１）。

特開２００１−２７７８１４号公報

しかしながら、上記空気入りタイヤのトレッド部は、その接地領域で受ける強制変位の特徴から、その底上げ部１５とブロック１４の連結部にはクラックが発生しやすい。特にトレッドショルダー部に近いほどその傾向は強くなる為、ショルダー部にラグ溝を有する、いわゆるショルダーオープンラグタイプのブロックパターンで顕著である。

そして、その対策として、溝底の曲率半径を大きくする手法、底上げ部のボリュームを大きくする手法、またはサイプをいれる等の手法があるが、溝底の曲率半径Ｒを大きくするにしても、設計上限界があり現実的ではない。また、底上げ部のボリュームを大きくすると、蓄熱されやすくなってしまい、タイヤの耐久性能が低下してしまう。さらにサイプをいれると、サイプ自体の底部にクラックが発生しやすくなるという問題点がある。

そこで、本発明は上記に鑑みてなされたものであって、前記底上げ部の配置に工夫を加えることにより、当該底上げ部が連結するブロックの耐偏摩耗性を維持すると共に底上げ部の耐クラック性向上させる事を目的とする。

上述の目的を達成するために、請求項１に係る空気入りタイヤは、周方向に延在する主溝と前記主溝に連通するラグ溝とにより区切られたブロックが周方向に並設されたブロック列でトレッド面の全てが構成され、周方向に隣り合う前記ブロックの間にある前記ラグ溝がオープンラグタイプとなっており、かつ前記ブロックを周方向に連結する底上げ部を全ての前記ラグ溝に有するブロックパターンを備える空気入りタイヤにおいて、トレッドセンターラインに最も近いブロック列における前記底上げ部が、当該底上げ部で連結されるブロックの周方向中心線上にあり、かつ前記トレッドセンターラインから離れたブロック列における前記底上げ部ほど、当該底上げ部の周方向中心線が、連結されるブロックの周方向中心線よりも前記トレッドセンターライン寄りとなるブロックパターンを備えるようにしたものである。

底上げ部を上記のように配置すると、空気入りタイヤが転動接地し、ブロックがトレッドセンターライン方向の外力を受けたときにも底上げ部がブロックの変形をより妨げようと働き、かつ接地する際の周方向変形にも対抗しようと働くようになる。そして、この働きは、トレッドセンターラインから離れたブロックを連結する底上げ部ほど大きくなり、空気入りタイヤにかかる外力の分布に適合した作用を施すようになる。

また、請求項２に係る空気入りタイヤは、最もショルダーエッジ側となる前記ブロック列を連結する前記底上げ部の前記トレッドセンターライン側の溝壁面は、当該底上げ部が連結する前記ブロックの前記トレッドセンターライン側の溝壁面と平滑になるようにしたものである。

底上げ部のいわゆる内側溝壁面が、ブロックのいわゆる内側溝壁面に対して同一面となっていると、ブロックが内側に剪断力を受けても、底上げ部は当該ブロックと体を一つにして変形しやすくなる。また、ブロック上面の内側端部から底上げ部までの距離が縮まり、当該剪断力によるモーメントを受けにくくなる。もっとも、底上げ部の周方向中心線は、ブロックの周方向中心線よりも内側になっているので上記変形自体も抑えられる。

本発明にかかる空気入りタイヤは、接地面の変形により底上げ部と、当該底上げ部に連結されるブロックとの交点にかかるモーメント（応力集中）を小さくすることができる。これにより、耐偏摩耗性を損なうことなく、耐クラック性を向上させることができる。耐偏摩耗性や耐クラック性が優れていれば、空気入りタイヤの物理的な寿命も延びる。

以下に、本発明にかかる空気入りタイヤの実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。

図１は、接地しているときのブロックの変位を示す説明図である。同図は、タイヤ接地面内のブロックの様子を接地面側から見たときの図である。本発明を創作する前に発明者は、空気入りタイヤのトレッド面における底上げ部にクラックが発生する機構を精査した。それによれば、同図に示すように接地面における各ブロック１は、外側からの外力がかかり、それによってトレッドセンターライン寄りに変位し、しかもトレッドセンターラインから幅方向に離れたブロックほど大きく変位することがわかった。また、当該変位により各ブロック１を周方向に連結する底上げ部２も内側に変位することもわかった。

図２は、接地する前後におけるブロックの変位を示す説明図である。同図は、タイヤ３が接地するときの様子をタイヤ回転軸方向から見たときの図である。同図に示すように、タイヤ３のトレッド面のブロック１は、接地し始める場所Ｔで斜め上方に力を受ける。これにより、ブロック１は前後方向に変形する。このとき、周方向のブロック１を底上げ部２が連結していれば、ブロック１の周方向変位は抑制される。

図３は、従来形式のブロック間の底上げ部を示す拡大斜視図である。同図は、ラグ溝がショルダー部において開放状態に設けられる、いわゆるショルダーオープンラグタイプの当該ショルダー部の拡大図である。上述したように従来の底上げ部２は、ブロック１の内側端部からの距離ｒが大きいほど、ブロック１の上面の変形、変位により底上げ部２のＰ点にかかるモーメントが大きくなり、これが底上げ部２にクラックをもたらす原因であることがわかった。

そこで、上記精査を踏まえ、発明者は底上げ部２の配置を内側寄りにすることを発明した。図４は、この発明にかかる空気入りタイヤのトレッド面を示すトレッド面展開図である。同図は基本的に従来の図７と同様で、周方向に隣り合うブロック４の間にあるラグ溝５がオープンラグタイプとなっており、ブロック４を周方向に連結する底上げ部６を有するブロックパターンを備える空気入りタイヤのトレッド面を示している。なお、底上げ部６は、主溝深さに対して３０〜７０％の高さとなってラグ溝５に形成されるのが一般的である。

この発明は、トレッドセンターライン７から離れたブロック列における底上げ部６ほど、底上げ部６の周方向中心線８が、連結されるブロックの周方向中心線９よりもトレッドセンターライン７寄りとなるブロックパターンを備えることを特徴としている。同図では、トレッドセンターライン７上にブロックを有しないパターンであるが、有するパターンの場合は、底上げ部６の周方向中心線８はブロックの中心線とほぼ重なるようにすればよい。また、底上げ部６をトレッドセンターライン寄りとするのを、部分的に行ってもよく、例えば各ショルダー部の一列ずつのみに行ってもよい。

底上げ部６を上記のように配置すると、ブロック４が内側に外力を受けたときにも底上げ部６がブロックの変形をより妨げようと働き、かつ接地する際の周方向変形にも対抗しようと働くようになる。そして、この働きは、トレッドセンターライン７から離れたブロックを連結する底上げ部６ほど大きくなり、空気入りタイヤにかかる外力の分布に適合した作用を施すようになる。

図５は、図４の変形例を示すトレッド面展開図である。この変形例は、一番ショルダーエッジ側のブロック列を連結する底上げ部６のトレッドセンターライン７側の溝壁面１０は、底上げ部６が連結するブロック４のトレッドセンターライン７側の溝壁面１１と平滑になることが特徴である。つまり、底上げ部６の当該溝壁面１０は、ブロック４の当該溝壁面１１に対して同一面内で主溝に面する、俗に言う面一（つらいち）の関係となる。

図６は、底上げ部を示す拡大斜視図である。同図に示すように、底上げ部６は、ブロック４が内側に剪断力を受けても、当該ブロック４と体を一つにして変形しやすくなる。また、図３における距離ｒが縮まり、当該剪断力によるモーメントを受けにくくなる。これによって、底上げ部６にクラックが入るのを防止できる。もっとも、底上げ部６の周方向中心線は、ブロック４の周方向中心線よりも内側になっているので上記変形自体も抑えられる。

したがって、底上げ部６を上記のようにすると、ブロック４の周方向剛性、または外側からの外力に対する剛性も向上する。このため、従来のようにショルダー部において底上げ部のタイヤ幅方向幅を大きくしなくても済む。空気入りタイヤは、表面が摩耗してもトレッドパターンができるだけ変わらないようにして、駆動・制動・直進特性を維持できるようにするのが好ましいので、底上げ部６の断面積を小さくできることはタイヤにとって好ましいといえる。

表１は、本実施例（図５）と従来例（図７）双方の耐偏摩耗試験および耐グルーブクラック試験の結果を示したものである。ここで、耐偏摩耗試験は、試験車両として重荷重用車両を用い、ＪＡＴＭＡ（２００３年版）に規定される単輪／複輪の最大荷重がかかるように荷重および空気圧を設定した３１５／８０Ｒ２２．５サイズのタイヤを２２．５Ｘ８．２５のリムに装着して行った。評価は、同一評価コースにて５００００ｋｍ走行後でのヒールアンドトゥ摩耗の程度を測定し、その逆数を計算し、当該逆数について従来例を１００として実施例を指数表示して行った。

また、耐グルーブクラック試験は、耐偏摩耗試験と同一条件にてグルーブクラック発生時点での実走行距離を測定することで行った。その評価は、従来例のグルーブクラック発生距離を１００として実施例を指数表示して行った。

同表に示したように、本実施例にかかる空気入りタイヤは従来例と比較して耐偏摩耗指数は変わらず、耐グルーブクラック指数が格段に向上している。このように、本発明にかかる空気入りタイヤは、接地時にかかる外力分布に合わせて底上げ部の配置を工夫することにより、耐クラック性を損なうことなく、耐偏摩耗性を向上させることができるという優れた性能を有する。

本発明にかかる空気入りタイヤは、乗用自動車やタイヤ・バス等の重荷重用車両に装着する空気入りタイヤに適用可能であり、当該タイヤの生産、使用等にかかるものである。

接地しているときのブロックの変位を示す説明図である。接地する前後におけるブロックの変位を示す説明図である。従来形式のブロック間の底上げ部を示す拡大斜視図である。空気入りタイヤのトレッド面を示すトレッド面展開図である。図４の変形例を示すトレッド面展開図である。底上げ部を示す拡大斜視図である。従来技術に係るトレッド面を示すトレッド面展開図である。

符号の説明

１、４、１４ブロック
２、６、１５底上げ部
３空気入りタイヤ
５、１３ラグ溝
７トレッドセンターライン
８、９周方向中心線
１０、１１溝壁面
１２主溝
１６幅方向中央線

Claims

周方向に延在する主溝と前記主溝に連通するラグ溝とにより区切られたブロックが周方向に並設されたブロック列でトレッド面の全てが構成され、周方向に隣り合う前記ブロックの間にある前記ラグ溝がオープンラグタイプとなっており、かつ前記ブロックを周方向に連結する底上げ部を全ての前記ラグ溝に有するブロックパターンを備える空気入りタイヤにおいて、
トレッドセンターラインに最も近いブロック列における前記底上げ部が、当該底上げ部で連結されるブロックの周方向中心線上にあり、かつ前記トレッドセンターラインから離れたブロック列における前記底上げ部ほど、当該底上げ部の周方向中心線が、連結されるブロックの周方向中心線よりも前記トレッドセンターライン寄りとなるブロックパターンを備えることを特徴とする空気入りタイヤ。
最もショルダーエッジ側となる前記ブロック列を連結する前記底上げ部の前記トレッドセンターライン側の溝壁面は、当該底上げ部が連結する前記ブロックの前記トレッドセンターライン側の溝壁面と平滑になることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。