JP4868578B2

JP4868578B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4868578B2
Application number: JP2006110519A
Authority: JP
Inventors: 和紀川上
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2006-04-13
Filing date: 2006-04-13
Publication date: 2012-02-01
Anticipated expiration: 2026-04-13
Also published as: JP2007283813A

Description

本発明は、少なくともショルダー部にブロックを有するトレッドを備えた空気入りタイヤに関し、より詳細には、１つのブロック内において硬度の異なる部分を有するブロックが形成されたトレッドを備えた空気入りタイヤに関する。

トレッド面にブロックパターンを設けた空気入りタイヤは、リブパターンなどと比べて一般に走行騒音が大きい。その騒音の主たる原因として、ブロックによる路面の打音があり、ブロックの踏み込み側が路面を叩くことによって発生する。

また、ブロックパターンでは、ブロックの蹴り出し側が踏み込み側よりも大きく摩耗するヒールアンドトウ摩耗が発生するが、特にショルダー部においてこのような偏摩耗が発生し易い。そして、このヒールアンドトウ摩耗の摩耗量が大きくなると（例えば１２０００km走行時）、その偏摩耗により一層騒音が助長されるという問題があった。つまり、ブロックによる路面の打音は、ブロックのピッチに応じた周波数の騒音（いわゆるパターンノイズ）を発生させ、偏摩耗により摩耗量が大きくなると、ブロックが接地するタンイミングがシャープになるため、パターンノイズがより大きくなる。

従来、上記の対策として、例えば、下記の特許文献１に開示されるように、タイヤ半径よりもブロックの踏面の半径を小さくし、ブロックの踏み込み側エッジ部の接地圧を小さくすることにより、騒音を改善するようにした技術などが提案されている。

また、ヒールアンドトウ摩耗を防止する方法として、ブロックの蹴り出し側の壁面を溝底側が拡がるように傾斜させる方法が従来採用されてきた。しかし、タイヤの横溝の排水性などを考慮すると、傾斜角度に限界があり、ヒールアンドトウ摩耗の抑制効果も不十分となっていた。

このため、１つのブロック内において硬度の異なる部分を形成した空気入りタイヤも知られている。例えば、下記の特許文献２には、多数のブロックを形成した空気入りタイヤにおいて、前記ブロックの踏み込み側エッジ部踏面を円弧面に形成し、かつ蹴り出し側エッジ部に該ブロックを構成するゴムよりも弾性率が大きなゴム部を配置したタイヤが提案されている。

しかしながら、上記のようなブロックでは、ブロックの機能を維持するために、本体部としてある程度の硬度のゴムが採用されるため、ブロックの踏み込み側を円弧面に形成しても、打音による騒音の低減効果が小さかった。特に、ブロックの摩耗が進行した状態では、踏み込み側の円弧面の曲率半径がより小さくなるため、打音による騒音の低減効果が更に小さくなり、十分な騒音低減効果が得られなかった。

特開平４−１５４４０９号公報特開平１１−７８４２８号公報

そこで、本発明の目的は、ヒールアンドトウ摩耗の発生を抑制しつつ、ブロックの打音による騒音を長期にわたって低減可能な空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。
即ち、本発明の空気入りタイヤは、少なくともショルダー部にブロックを有するトレッドを備えた空気入りタイヤにおいて、前記ブロックの踏面が踏み込み側踏面と中間部踏面と蹴り出し側踏面とに分割されるように、ブロック全体を踏み込み側部と中間部と蹴り出し側部とに分割すると共に、前記踏み込み側部を前記中間部より硬度の小さい低硬度ゴムで形成し、前記蹴り出し側部を前記中間部より硬度の大きい高硬度ゴムで形成してあり、前記踏み込み側部をＪＩＳＡ硬度が４０〜６０°の低硬度ゴムで形成し、前記中間部をＪＩＳＡ硬度が５０〜７０°の中硬度ゴムで形成し、前記蹴り出し側部をＪＩＳＡ硬度が６０°以上の高硬度ゴムで形成すると共に、低硬度ゴムと中硬度ゴム、及び中硬度ゴムと高硬度ゴムの硬度差を各々４°以上としてあることを特徴とする。

本発明の空気入りタイヤによると、走行時に圧縮を受ける踏み込み側部を低硬度ゴムで形成してあるため、その部分の摩耗量を増加させずに、ブロックの打音による騒音を長期にわたり低減することができる。また、走行時に引っ張りを受ける蹴り出し側部を高硬度ゴムで形成してあるため、走行時の変形量が小さくなり蹴り出し側部の摩耗量を小さくすることができ、ヒールアンドトウ摩耗を抑制できる。このため、上記の踏み込み側部の低硬度ゴムの打音の低減効果と相まって、ブロックの打音による騒音を長期にわたって低減することができる。その結果、ヒールアンドトウ摩耗の発生を抑制しつつ、ブロックの打音による騒音を長期にわたって低減可能な空気入りタイヤを提供できる。

上記のように、本発明は、前記踏み込み側部をＪＩＳＡ硬度が４０〜６０°の低硬度ゴムで形成し、前記中間部をＪＩＳＡ硬度が５０〜７０°の中硬度ゴムで形成し、前記蹴り出し側部をＪＩＳＡ硬度が６０°以上の高硬度ゴムで形成すると共に、低硬度ゴムと中硬度ゴム、及び中硬度ゴムと高硬度ゴムの硬度差を各々４°以上としてある。ここで、ＪＩＳＡ硬度は、ＪＩＳＫ６２５３のデュロメータ硬さ試験（タイプＡ）による硬さ（ＨＳ）を指す。

上記の構成によって、ヒールアンドトウ摩耗の抑制効果と、騒音の長期低減効果とをより確実に得ることができる。

また、前記踏み込み側踏面及び／又は前記蹴り出し側踏面のエッジ部を、断面円弧状に形成してあることが好ましい。ブロックのエッジ部を断面円弧状に形成することによって、ブロックの打音による騒音と、ヒールアンドトウ摩耗量とが小さくなるため、特に摩耗前半において、ヒールアンドトウ摩耗の抑制効果と、騒音の長期低減効果とを向上させることができる。

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、本発明の空気入りタイヤのトレッドの一例を示す平面図であり、図２は、本発明の空気入りタイヤのブロックの一例を示す要部斜視図である。

本発明の空気入りタイヤは、図１に示すように、少なくともショルダー部Ｓｈに分割したブロック１０を有するトレッドを備えるものである。本実施形態では、図１に示すように、タイヤ周方向ＰＤとタイヤ幅方向ＷＤとに延びる主溝２，３によって区分された略正方形のブロック１０が形成されている例を示す。また、この例では、タイヤ赤道線ＣＬに沿って、センター部にリブ５が形成され、リブ５の両側のメディエイト部には略正方形のブロック４が形成されている。

本発明では、図２に示すように、前記ブロック１０の踏面１０ａが踏み込み側踏面１１ａと中間部踏面１２ａと蹴り出し側踏面１３ａとに分割されるように、ブロック１０全体を踏み込み側部１１と中間部１２と蹴り出し側部１３とに分割してある。その際、踏み込み側部１１を中間部１２より硬度の小さい低硬度ゴムで形成し、蹴り出し側部１３を中間部１２より硬度の大きい高硬度ゴムで形成してある。

ブロック１０を分割する際、踏み込み側踏面１１ａの幅Ｗ１が、ブロック１０の踏面１０ａの幅Ｗ中の１０〜４０％であることが好ましく、２５〜３５％であることがより好ましい。１０〜４０％の範囲に設定することによって、ブロック１０の打音による騒音の低減効果がより確実に大きくなる。

また、蹴り出し側踏面１３ａの幅Ｗ２が、ブロック１０の踏面１０ａの幅Ｗ中の１０〜４０％であることが好ましく、２５〜３５％であることがより好ましい。１０〜４０％の範囲に設定することによって、ヒールアンドトウ摩耗の抑制効果がより確実に大きくなる。

ブロック１０全体の分割は、ブロック１０の踏面１０ａが上記のように分割されるものであればよいが、好ましくは、踏み込み側部１１と蹴り出し側部１３とがブロック１０の底面まで連続するものである。図示した例では、ブロック１０の踏面１０ａに垂直な２つの境界面によって、ブロック１０全体を踏み込み側部１１と中間部１２と蹴り出し側部１３とに分割している。

また、ブロック１０全体を分割する際の体積比率は、ブロック１０全体中、踏み込み側部１１の体積比率が１５〜４０体積％が好ましく、また蹴り出し側部１３の体積比率が１５〜４０体積％が好ましい。体積比率をこの範囲に設定することによって、ブロック１０の打音による騒音の低減効果がより確実に大きくなり、また、ヒールアンドトウ摩耗の抑制効果がより確実に大きくなる。

踏み込み側部１１を形成する低硬度ゴムは、ＪＩＳＡ硬度が４０〜６０°であり、ＪＩＳＡ硬度が５０〜６０°であることがより好ましい。低硬度ゴムのＪＩＳＡ硬度が４０°未満であると、騒音の低減効果は大きくなるものの、摩耗性能の悪化の問題が生じやすくなる傾向がある。低硬度ゴムのＪＩＳＡ硬度が６０°を超えると、ブロック１０の打音による騒音の低減効果は小さくなる傾向がある。

中間部１２を形成する中硬度ゴムは、ＪＩＳＡ硬度が５０〜７０°であり、ＪＩＳＡ硬度が５５〜６５°であることがより好ましい。中硬度ゴムのＪＩＳＡ硬度が５０°未満であると、ブロック１０全体の硬度が低下するため、低硬度部との差が小さくなって中間部１２を設ける効果が小さくなる傾向がある。中硬度ゴムのＪＩＳＡ硬度が７０°を超えると、ブロック１０全体の硬度が上昇するため、高硬度部との差が小さくなって中間部１２を設ける効果が小さくなる傾向がある。

蹴り出し側部１３を形成する高硬度ゴムは、ＪＩＳＡ硬度が６０°以上であり、ＪＩＳＡ硬度が６０〜７０°であることがより好ましい。高硬度ゴムのＪＩＳＡ硬度が６０°未満であると、ヒールアンドトウ摩耗の抑制効果が小さくなり、騒音の長期低減効果が小さくなる傾向がある。また、高硬度ゴムのＪＩＳＡ硬度が大きくなりすぎると、ノイズのレベルが上昇する傾向がある。

上記の低硬度ゴムと中硬度ゴムの硬度差は４°以上であり、特に５〜１０°とするのが好ましく、中硬度ゴムと高硬度ゴムの硬度差は４°以上であり、特に５〜１０°とするのが好ましく、両者の硬度差を各々４°以上としてあり、特に５〜１０°とするのがより好ましい。硬度差が４°未満であると、ヒールアンドトウ摩耗の抑制効果が小さくなり、騒音の長期低減効果が小さくなる傾向がある。

中間部１２を形成する中硬度ゴムは、トレッドゴムとして従来より採用されているゴム配合を使用すればよい。上記の低硬度ゴムは、これより硬度を低くする必要があるが、カーボンブラックの添加量の減少、低硬度ゴムのブレンド、加硫剤の添加量の減少（架橋密度の減少）などを実施すればよい。逆に、上記の高硬度ゴムは、中硬度ゴムより硬度を高くする必要があるが、カーボンブラックの添加量の増加、高硬度ゴムのブレンド、加硫剤の添加量の増加（架橋密度の増加）などを実施すればよい。

本発明では、ブロック１０の踏面１０ａと踏み込み側部１１の側壁面１１ｂとのなす角度θ１が９０°より大きいほど、ブロック１０の打音による騒音の低減効果がより大きくなる。また、ブロック１０の踏面１０ａと蹴り出し側部１３の側壁面１３ｂとのなす角度θ２が９０°より大きいほど、ヒールアンドトウ摩耗の抑制効果がより大きくなる。通常、角度θ１および角度θ２は、９０〜９３°に設定されるが、上記のような観点から、角度θ１および角度θ２の少なくとも一方を９４〜１２０°に設定するのが好ましい（図５参照）。

以上のような分割したブロック１０は、例えば、次のようにして形成することができる。まず、硬度の異なる３種以上の未加硫ゴムからなるブロック片を多数作製し、トレッドのベースシートのブロックを形成する位置にブロック片を貼り付けて（モールド成型してもよい）、トレッド形成部材を予備成型する。これを１次成型したタイヤケースの外周面に貼り付けてグリーンタイヤを作製し、モールド内で加硫成型する。

本発明の空気入りタイヤは、上記の如きトレッドを備える以外は、通常の空気入りタイヤと同等であり、従来公知の材料、形状、構造、製法などが何れも本発明に採用できる。

［他の実施形態］
以下、本発明の他の実施の形態について説明する。

（１）前述の実施形態では、ブロックの踏面と踏み込み側部の側壁面との境界（エッジ部）、およびブロックの踏面と蹴り出し側部の側壁面との境界（エッジ部）が、角部となっている例を示したが、本発明では、図３に示すように、踏み込み側踏面１１ａ又は蹴り出し側踏面１３ａのエッジ部を、曲面状に面取りしてあるのが好ましく、特にエッジ部を断面円弧状に形成してあることが好ましい。その場合、断面円弧状をなす部分１１ｒ，１３ｒの曲率半径は、１〜１０ｍｍが好ましい。

（２）前述の実施形態では、ブロックの踏面に垂直な２つの境界面によって、ブロック全体を踏み込み側部と中間部と蹴り出し側部とに分割する例を示したが、本発明では、図４に示すように、ブロック１０の底部側ほど、中間部１２が拡がるように分割してもよい。また、分割したブロック１０の製造容易性の観点から、踏み込み側部１１と蹴り出し側部１３の厚みが略一定であることが好ましい。この場合も、中間部１２が拡がるように、ブロック１０が分割される。

（３）前述の実施形態では、ショルダー部に３分割したブロックを有するトレッドを備える例を示したが、本発明では、少なくともショルダー部に分割したブロックを有していればよく、その他の部分に、分割したブロックを有していてもよい。また、３分割したブロックに限られず、中間部を更に２分割するなどして、４分割以上に分割したブロックを形成してもよい。

（４）前述の実施形態では、タイヤ周方向とタイヤ幅方向とに延びる主溝によって区分された、踏面が略正方形のブロックを有するトレッドを備える例を示したが、本発明では、ブロックの形状は、特に限定されず、概略の踏面形状が長方形、平行四辺形、ひし形、５角形以上の多角形など何れでもよい。

この場合、図６に示すように、タイヤ幅方向に延びる横溝又はタイヤ幅方向から傾斜した傾斜溝７に面するブロック１０のエッジ部が、全長にわたって低硬度ゴム又は高硬度ゴムで形成されているのが好ましい。特に、タイヤ幅方向に延びる横溝又はタイヤ幅方向から傾斜した傾斜溝７に平行な境界線によって、踏み込み側踏面１１ａや蹴り出し側踏面１３ａを分割するのが好ましい。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、タイヤの各性能評価は、次のようにして行った。

（１）ヒールアンドトウ摩耗量
タイヤを実車（国産３０００ｃｃクラスのＦＲセダン）に装着し、１名乗車の荷重条件にて乾燥路面を走行させ、１２０００ｋｍ走行後のショルダーブロックの踏み込み側部と蹴り出し側部との摩耗量の差を測定した。

（２）パターンノイズ
タイヤを実車（国産３０００ｃｃクラスのＦＲセダン）に装着し、１名乗車の荷重条件にて乾燥路面を走行させ、１２０００ｋｍ走行後、時速１００ｋｍ／ｈで舗装路を走行させて、車室内の運転席窓側の耳の位置におけるパターンノイズ（５００〜２０００Ｈｚ）を測定した。

比較例１（従来品）
図１に示すトレッドパターンにおいて均一な硬度のブロック（硬度等の条件を表１に示す）を全面に形成してサイズ１９５／６５Ｒ１５のラジアルタイヤを製造した。このタイヤを用いて、上記の各性能評価を行った。その結果を表１に示す。

実施例１
図１に示すトレッドパターンにおいて図２に示すように分割（踏面とゴム量とを３等分）したブロック（硬度等の条件を表１に示す）をショルダー部に形成して、サイズ１９５／６５Ｒ１５のラジアルタイヤを製造した。このタイヤを用いて、上記の各性能評価を行った結果を表１に示す。

実施例２
図１に示すトレッドパターンにおいて図２に示すように分割（ゴム量のみ３等分）したブロック（硬度等の条件を表１に示す）をショルダー部に形成して、サイズ１９５／６５Ｒ１５のラジアルタイヤを製造した。このタイヤを用いて、上記の各性能評価を行った結果を表１に示す。

実施例３
図１に示すトレッドパターンにおいて図３に示すように分割（踏面とゴム量とを３等分）した円弧状のエッジを有するブロック（硬度等の条件を表１に示す）をショルダー部に形成して、サイズ１９５／６５Ｒ１５のラジアルタイヤを製造した。このタイヤを用いて、上記の各性能評価を行った結果を表１に示す。

実施例４
図１に示すトレッドパターンにおいて図２に示すように分割（踏面のみ３等分）したブロック（硬度等の条件を表１に示す）をショルダー部に形成して、サイズ１９５／６５Ｒ１５のラジアルタイヤを製造した。このタイヤを用いて、上記の各性能評価を行った結果を表１に示す。

実施例５
図１に示すトレッドパターンにおいて図２に示すように分割（踏面とゴム量とを３等分）した側壁面の角度が異なるブロック（硬度等の条件を表１に示す）をショルダー部に形成して、サイズ１９５／６５Ｒ１５のラジアルタイヤを製造した。このタイヤを用いて、上記の各性能評価を行った結果を表１に示す。

比較例２
実施例１において、低硬度ゴムの中硬度ゴムを用いて、ブロックを２分割したこと以外は、実施例１と同様にしてラジアルタイヤを製造した。このタイヤを用いて、上記の各性能評価を行った結果を表１に示す。

表１の結果が示すように、実施例１〜５の空気入りタイヤでは、ヒールアンドトウ摩耗量とパターンノイズとが小さかった。これに対して、低硬度ゴムを設けていない比較例２では、ヒールアンドトウ摩耗とパターンノイズの低減効果がほとんど得られなかった。

本発明の空気入りタイヤのトレッドの一例を示す平面図本発明の空気入りタイヤにおけるブロックの一例を示す要部斜視図本発明の空気入りタイヤにおけるブロックの他の例を示す要部斜視図本発明の空気入りタイヤにおけるブロックの他の例を示す要部側面図本発明の空気入りタイヤにおけるブロックの他の例を示す要部側面図本発明の空気入りタイヤにおけるブロックの他の例を示す要部平面図

符号の説明

１０ブロック
１０ａブロックの踏面
１１踏み込み側部
１１ａ踏み込み側踏面
１２中間部
１２ａ中間部踏面
１３蹴り出し側部
１３ａ蹴り出し側踏面
Ｓｈショルダー部
ＷＤタイヤ幅方向
ＰＤタイヤ周方向

Claims

少なくともショルダー部にブロックを有するトレッドを備えた空気入りタイヤにおいて、
前記ブロックの踏面が踏み込み側踏面と中間部踏面と蹴り出し側踏面とに分割されるように、ブロック全体を踏み込み側部と中間部と蹴り出し側部とに分割すると共に、前記踏み込み側部を前記中間部より硬度の小さい低硬度ゴムで形成し、前記蹴り出し側部を前記中間部より硬度の大きい高硬度ゴムで形成してあり、
前記踏み込み側部をＪＩＳＡ硬度が４０〜６０°の低硬度ゴムで形成し、前記中間部をＪＩＳＡ硬度が５０〜７０°の中硬度ゴムで形成し、前記蹴り出し側部をＪＩＳＡ硬度が６０°以上の高硬度ゴムで形成すると共に、低硬度ゴムと中硬度ゴム、及び中硬度ゴムと高硬度ゴムの硬度差を各々４°以上としてあることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記踏み込み側踏面及び／又は前記蹴り出し側踏面のエッジ部を、断面円弧状に形成してある請求項１に記載の空気入りタイヤ。