JP4726052B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、トレッド部のショルダ部域に、タイヤ周方向に配列されたショルダブロックが設けられた空気入りタイヤに関する。

かかる空気入りタイヤには、ショルダブロックの踏み込み側部分と蹴り出し側部分とで摩耗量に差が生じる、所謂ヒールアンドトゥ摩耗が発生し易いという問題があった。そこで、耐ヒールアンドトゥ摩耗性能を改善すべく、ショルダブロックの主溝側縁部をタイヤ周方向に繋げてリブ化したり、ショルダブロックに形成されたスリットを嵩上げしたりすることで、ショルダブロックの剛性を向上し、ブロックエッジ部のタイヤ周方向の滑りを抑制することが従来行われている。しかしながら、かかる構造によれば、乗心地性能や排水性能を損ねる場合があり、これらに代わる適切な対策が望まれていた。

ここで、下記特許文献１には、トレッド部のショルダ部域に比較的高硬度のゴムを配し、トレッド部の中央部域に比較的低硬度のゴムを配し、その高硬度ゴムと低硬度ゴムとの露出境界部を主溝の側壁面内に設けた空気入りタイヤが開示されている。しかし、かかるタイヤは、トレッド部のショルダ部域と中央部域とに硬度の異なるゴムを配することによってロードノイズを低減するものであり、上記のようなヒールアンドトゥ摩耗を抑制しうる構造を有するものではない。

また、下記特許文献２には、トレッド部のショルダ部域にタイヤ周方向に連続して延びるショルダリブを設け、そのショルダリブの主溝側縁部にタイヤ周方向に延びる細溝を設けた空気入りタイヤが開示されている。しかし、かかるタイヤは、左右のショルダ部域にそれぞれショルダリブを形成したリブ基調パターンを有しており、踏み込み側部分と蹴り出し側部分とで摩耗量に差が生じるものではなく、上記のようなヒールアンドトゥ摩耗が問題になるものではない。
特開２００１−１０３０８号公報 特開平５−２０１２０６号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ショルダブロックのヒールアンドトゥ摩耗を抑制しうる空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き構成の本発明により達成することができる。即ち、本発明の空気入りタイヤは、トレッド部外周にタイヤ周方向に延びる複数本の主溝が形成された空気入りタイヤにおいて、トレッド部のタイヤ幅方向最外側に位置する主溝より外側のショルダ部域に、タイヤ周方向に配列されたショルダブロックが設けられ、前記ショルダブロックの主溝側縁部に、そのショルダブロックの本体部よりも低硬度のゴムが配され、前記ショルダブロックの主溝側縁部にタイヤ周方向に延びる細溝が形成されたものである。

本発明者らは、タイヤ転動時において、ショルダブロックの踏み込み側部分に比べて蹴り出し側部分の摩擦エネルギーが高いことに着目し、上記空気入りタイヤを発明するに至った。即ち、本発明に係る空気入りタイヤによれば、ショルダブロックの主溝側縁部に本体部よりも低硬度のゴムが配されていることにより、その蹴り出し側部分のタイヤ周方向の摩擦エネルギーが緩和され、その結果、踏み込み側部分と蹴り出し側部分との摩擦エネルギーの差が低減してヒールアンドトゥ摩耗を抑制することができる。

上記のように、本発明は、前記ショルダブロックの主溝側縁部にタイヤ周方向に延びる細溝が形成されたものである。かかる構成によれば、ショルダブロックの主溝側縁部にタイヤ周方向に延びる細溝が形成されていることにより、その蹴り出し側部分のタイヤ周方向の摩擦エネルギーがより緩和され、ヒールアンドトゥ摩耗を効果的に抑制することができる。

上記において、前記ショルダブロックの主溝側縁部に配されたゴムと、そのショルダブロックの本体部に配されたゴムとの硬度差が５°以上であるものが好ましい。かかる構成によれば、ショルダブロックの主溝側縁部に配されたゴムと、そのショルダブロックの本体部に配されたゴムとの硬度差が５°以上であることにより、その蹴り出し側部分のタイヤ周方向の摩擦エネルギーが適切に緩和され、ヒールアンドトゥ摩耗を効果的に抑制することができる。なお、本発明におけるゴム硬度とは、ＪＩＳＫ６２５３のデュロメータ硬さ試験（Ａタイプ）による硬さとする。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線半断面図である。図２は、その空気入りタイヤのトレッド部外周を示す半平面図である。図３は、図１の部分拡大図である。

本実施形態の空気入りタイヤは、一対のビード部１と、ビード部１から各々タイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部２と、サイドウォール部２の各々のタイヤ径方向外側端同士を連ねるトレッド部３とを備える。ビード部１には、例えば鋼線等のビードワイヤの収束体からなる環状のビード１ａと、ビード１ａのタイヤ径方向外側に配され、断面略三角形状をなす硬質ゴムからなるビードフィラー１ｂとが配されている。

カーカス層４は、一対のビード部１の間に架け渡されるように配されたカーカスプライからなる。カーカスプライは、タイヤ赤道線Ｃに対して略９０°で配列されたプライコードにより構成されている。プライコードとしては、スチールやポリエステル、レーヨン、ナイロン、アラミド等の有機系繊維が好ましく用いられる。カーカスプライの端部は、ビード１ａ及びビードフィラー１ｂを挟み込むようにして外側に巻き上げられている。カーカス層４の内周には、空気圧保持のためのインナーライナー層５が配されている。

サイドウォール部２のカーカス層４の外周には、サイドウォールゴムが配されている。また、トレッド部３のカーカス層４の外周には、内外に積層された２枚のベルトプライからなるベルト層６が配され、たが効果による補強を行っている。各ベルトプライは、タイヤ赤道線Ｃに対して所定角度で傾斜して延びるスチールコードにより構成され、該スチールコードがプライ間で互いに逆向きに交差するように配設されている。ベルト層６の外周にはベルト補強層７が配設されている。

トレッド部３の外周側表面には、タイヤ周方向に延びる複数本の主溝８ａ、８ｂが形成されたトレッドゴムが配されており、トレッド部３は、タイヤ幅方向最外側に位置する主溝８ａより外側のショルダ部域Ｓｈと内側の中央部域Ｃｅとに区分して考えることができる。ショルダ部域Ｓｈには、図２に示すようにタイヤ周方向に沿って配列されたショルダブロック９が複数設けられている。本実施形態では、主溝８ａと交差して延びる傾斜溝１０が形成されており、各ショルダブロック９が平面視にて略平行四辺形をなすように区分されている。なお、本発明に係る空気入りタイヤのトレッドパターンは、本実施形態に限られるものではなく、ショルダブロック９の形状はこれに限られない。

ショルダブロック９の主溝側縁部９ａには、そのショルダブロック９の本体部９ｂよりも低硬度のゴムが配されている。これにより、その蹴り出し側部分のタイヤ周方向の摩擦エネルギーが緩和され、その結果、踏み込み側部分と蹴り出し側部分との摩擦エネルギーの差が低減し、乗心地性能や排水性能を低下させることなくヒールアンドトゥ摩耗を抑制することができる。

主溝側縁部９ａに配されたゴムと本体部９ｂに配されたゴムとの硬度差は５°以上であることが好ましく、より好ましくは７°以上である。かかる硬度差が５°未満であると、その蹴り出し側部分のタイヤ周方向の摩擦エネルギーを緩和する効果が小さくなる傾向にある。また、上記の硬度差は１５°未満であることが好ましく、より好ましくは１３°未満である。かかる硬度差が１５°以上であると、タイヤの均一性が低下して操縦安定性が悪化する場合がある。

主溝側縁部９ａに配されるゴムの硬度は４５〜６３°であることが好ましく、より好ましくは４８〜６０°である。かかるゴム硬度が４５°未満であると、本体部９ｂに配されたゴムとの硬度差が大きくなってタイヤの均一性が低下し、操縦安定性が悪化する場合がある。一方、かかるゴム硬度が６３°を越えると、主溝側縁部９ａに低硬度ゴムを配することによる上記効果が小さくなる傾向にある。

また、本体部９ｂに配されるゴムの硬度は５０〜７３°であることが好ましく、より好ましくは５５〜６７°である。かかるゴム硬度が５０°未満であると、ショルダブロック９の剛性が低下してしまい、操縦安定性が悪化する場合がある。一方、かかるゴム硬度が７３°を越えると、ＷＥＴ時のグリップ性能が低下する等の問題が生じる傾向にある。

主溝側縁部９ａに配されるゴムと本体部９ｂに配されるゴムとの露出境界部１１は、ショルダブロック９の外周側表面の主溝側端９ｃからタイヤ幅方向外側に向かって５〜１２ｍｍの範囲に位置することが好ましい。これが５ｍｍ未満の位置にあると、主溝側縁部９ａに低硬度ゴムを配することによる上記効果が小さくなる傾向にある。一方、１２ｍｍを越えた位置にあると、ショルダブロック９の剛性が低下してしまい、操縦安定性が悪化する場合がある。

本実施形態では、中央部域Ｃｅに設けられたブロック１２が、ショルダブロック９の主溝側縁部９ａに配されたゴムと同じ配合のゴムからなり、主溝８ａを介在させて主溝側縁部９ａと一体的に設けられている。これにより、タイヤ製造が容易になるとともに、それらのゴムの露出境界部を発生させないことで段差摩耗やクラック等を抑制しうる。

本実施形態の空気入りタイヤは、ショルダブロック９の主溝側縁部９ａに、タイヤ周方向に延びる細溝１３が形成されている。これにより、その蹴り出し側部分のタイヤ周方向の摩擦エネルギーがより緩和され、ヒールアンドトゥ摩耗を効果的に抑制することができる。

細溝１３の溝幅は０．４〜２．０ｍｍであることが好ましく、より好ましくは０．８〜１．８ｍｍである。この溝幅が０．４ｍｍ未満であると、細溝１３を形成したことによる上記効果が小さくなる傾向にある。また、細溝１３の成形に用いられる成形骨の強度が低下し、タイヤ製造が困難になる場合があり好ましくない。一方、この溝幅が２．０ｍｍを越えると、間隔が広くなり過ぎ、主溝側縁部９ａに配された低硬度のゴムによってショルダブロック９の蹴り出し側部分のタイヤ周方向の摩擦エネルギーが緩和される効果が小さくなる傾向にある。

細溝１３の主溝側壁面１３ａは、ショルダブロック９の外周側表面の主溝側端９ｃからタイヤ幅方向外側に向かって２〜５ｍｍの範囲に位置することが好ましい。これが２ｍｍ未満の位置にあると、ショルダブロック９の細溝１３より主溝８ａ側の部分が細くなり過ぎて、走行時に欠落し易くなる。一方、５ｍｍを越えた位置にあると、細溝１３を形成したことによる上記効果が小さくなる傾向にある。

細溝１３の深さは、主溝８ａの深さの５０〜７５％であることが好ましく、より好ましくは６０〜７５％である。かかる深さが５０％未満であると、細溝１３を形成したことによる上記効果が小さくなる傾向にある。一方、細溝１３の深さを主溝８ａの７５％を越えるようにしても効果は殆ど変わらず、ショルダブロック９の細溝１３より主溝８ａ側の部分が走行時に欠落し易い傾向にある。

主溝側縁部９ａに細溝１３が形成される場合、露出境界部１１は、細溝１３の主溝側壁面１３ａよりもタイヤ幅方向外側に、好ましくは細溝１３のショルダ側開口縁（主溝側壁面１３ａに対向する壁面の開口縁）からタイヤ幅方向外側に向かって２〜５ｍｍの範囲に位置することが、上述した効果を得るうえで好適である。本実施形態では、露出境界部１１がトレッド部３の外周側表面に位置する例を示すが、本発明はこれに限られず、細溝１３の側壁面や溝底面に位置するものでもよい。かかる場合、剛性差による段差摩耗が効果的に抑制される。また、本実施形態のように、主溝８ａの底面からショルダブロック９の上面にかけてテーパが設けられていることが好ましい。これにより、ショルダブロック９の細溝１３より主溝８ａ側の部分が走行時に欠落することを防止することができる。

上記構成の空気入りタイヤは、公知の方法により製造することができる。例えば、上記トレッドゴムは、ショルダブロック９の主溝側縁部９ａ及び中央部域Ｃｅに配される低硬度ゴムと、ショルダブロック９の本体部９ｂに配される高硬度ゴムとが一体化されたトレッドゴム部材を押出成形し、そのトレッドゴム部材を環状に配設することで成形される。また、細溝１３は、加硫工程において、所定形状の成形骨を有する成形型を用いることにより形成される。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例について説明する。なお、実施例等における評価項目は下記のようにして測定を行った。

（１）摩擦エネルギー
下記テストタイヤに設けられたショルダブロックに対し、空気圧２００ｋＰａで実車相当荷重（３３３０Ｎ）が負荷された状態を仮定条件とし、接地圧及びタイヤ前後方向の変位に基づいて、ショルダブロックの踏み込み側部分と蹴り出し側部分とにおけるタイヤ周方向の摩擦エネルギーをＦＥＭ解析により算出した。比較例１の踏み込み側部分の値を１００とし、指数により評価した。

（２）耐ヒールアンドトゥ摩耗性能
ホイールサイズ６．５ＪＪのリムに組み付けた下記テストタイヤを、空気圧２００ｋＰａで実車（２０００ｃｃ級ＳＵＶ車）に装着して８０００ｋｍ走行した後、ショルダブロックの踏み込み側部分及び蹴り出し側部分の高さを測定して、その高低差をヒールアンドトゥ摩耗量として評価した。

比較例１、２
前述の実施形態で示したタイヤ構造において、ショルダブロックのゴム硬度が均一であり、細溝が形成されていない空気入りタイヤ（タイヤサイズ：２１５／６５Ｒ１６ ９８Ｓ）を作製し、比較例１、２とした。

参考例１〜４
前述の実施形態で示したタイヤ構造において、ショルダブロックの主溝側縁部に、そのショルダブロックの本体部よりも低硬度のゴムが配され、細溝が形成されていない空気入りタイヤ（タイヤサイズ：２１５／６５Ｒ１６ ９８Ｓ）を作製し、参考例１〜４とした。なお、低硬度ゴムと高硬度ゴムとの露出境界部は、ショルダブロックの主溝側端からタイヤ幅方向外側に向かって７ｍｍの位置に設定した。結果を表１に示す。

表１より、参考例１〜４によれば、ショルダブロックの主溝側縁部に、そのショルダブロックの本体部よりも低硬度のゴムが配されていることにより、その蹴り出し側部分のタイヤ周方向の摩擦エネルギーが緩和されていることが分かる。その結果、比較例１、２に比べて、踏み込み側部分と蹴り出し側部分との摩擦エネルギーの差が低減しており、耐ヒールアンドトゥ摩耗性能が改善されている。また、参考例１、４は、参考例２、３に比べて上記摩擦エネルギーの緩和代が小さく、主溝側縁部に配されるゴムと本体部に配されるゴムの硬度差は５°以上または１５°未満であることが好ましいことが分かる。

実施例１〜５
前述の実施形態で示したタイヤ構造において、ショルダブロックの主溝側縁部に、そのショルダブロックの本体部よりも低硬度のゴムが配され、細溝が形成された空気入りタイヤ（タイヤサイズ：２１５／６５Ｒ１６ ９８Ｓ）を作製し、実施例１〜５とした。なお、低硬度ゴムと高硬度ゴムとの露出境界部は、ショルダブロックの主溝側端からタイヤ幅方向外側に向かって７ｍｍの位置に設定した。また、細溝の溝幅は１ｍｍとし、細溝の主溝側壁面をショルダブロックの主溝側端から２ｍｍの位置に設定した。結果を表２に示す。

表２より、実施例２では、ゴム硬度が同じである参考例３（表１参照）に比べてヒールアンドトゥ摩耗が抑制されており、細溝が形成されたことによって耐ヒールアンドトゥ摩耗性能が効果的に改善されていることが分かる。また、実施例１〜５のうち、実施例２〜４の結果が比較的優れており、更に実施例５では主溝側縁部に一部欠落が確認されていることから、細溝の深さは主溝の５０〜７５％が好ましいことが分かる。

本発明に係る空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線半断面図 図１の空気入りタイヤのトレッド部外周を示す半平面図 図１の空気入りタイヤの部分拡大図

符号の説明

３ トレッド部
８ａ 主溝
８ｂ 主溝
９ ショルダブロック
９ａ 主溝側縁部
９ｂ 本体部
９ｃ 主溝側端
１１ 露出境界部
１３ 細溝
１３ａ 細溝の主溝側壁面
Ｃ タイヤ赤道線
Ｃｅ 中央部域
Ｓｈ ショルダ部域

Claims (2)

1. トレッド部外周にタイヤ周方向に延びる複数本の主溝が形成された空気入りタイヤにおいて、トレッド部のタイヤ幅方向最外側に位置する主溝より外側のショルダ部域に、タイヤ周方向に配列されたショルダブロックが設けられ、前記ショルダブロックの主溝側縁部に、そのショルダブロックの本体部よりも低硬度のゴムが配され、前記ショルダブロックの主溝側縁部にタイヤ周方向に延びる細溝が形成されたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記ショルダブロックの主溝側縁部に配されたゴムと、そのショルダブロックの本体部に配されたゴムとの硬度差が５°以上である請求項１記載の空気入りタイヤ。