JP4881697B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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Description

本発明は、氷雪上性能の向上を図りつつ、ブロック耐久性を維持することができる重荷重用空気入りタイヤ等の空気入りタイヤに関する。
重荷重用空気入りタイヤ等の空気入りタイヤについては氷雪上性能等の向上を図るために種々の開発がなされており、先行技術として特許文献1に示すものがあり、先行技術に係る空気入りタイヤの特徴部分の構成は、次のようになる。
即ち、先行技術に係る空気入りタイヤにおけるトレッド部には、タイヤ周方向へ延びた複数本の主溝が設けられており、複数本の主溝及びトレッド端によって、タイヤ周方向へ延びた複数の陸部列(センター陸部列、一対のセカンド陸部列、及び一対のショルダー陸部列)がタイヤ幅方向に区画されている。また、いずれかの陸部列(センター陸部列、一対のセカンド陸部列)には、タイヤ幅方向へ延びた複数本のラグ溝がタイヤ周方向に間隔を置いて設けられている。そして、複数本の主溝及び複数本のラグ溝によって、いずれかの前記陸部列が複数のブロックにタイヤ周方向に区画されている。
各ブロックには、タイヤ幅方向へ延びた2本の幅方向サイプがタイヤ周方向に分断するようにそれぞれ形成されている。また、幅方向サイプのサイプ底にクラックが発生することを抑えるため、各幅方向サイプは、サイプ底側に、円弧状断面の拡大部をそれぞれ有している。
特開平7−172111号公報
ところで、先行技術に係る空気入りタイヤにおいては、氷雪上性能(氷雪上におけるトラクション性能等)を向上させるためには、ブロックに形成される幅方向サイプの本数を増加することにより、タイヤ幅方向のエッジ成分を増やして、エッジ効果を十分に高める必要がある。
一方、ブロックに形成される幅方向サイプの本数を増加させると、ブロックの剛性が低下して、蹴り出し時におけるブロックの変形が大きくなる。そのため、ブロックのタイヤ周方向の側部に最も近い幅方向サイプのサイプ底にブロック欠けの要因になるクラックが発生し易くなって、ブロック耐久性が悪化するという問題がある。
即ち、先行技術に係る空気入りタイヤにおいては、氷雪上性能の向上を図りつつ、ブロック耐久性を維持することは極めて困難であるという問題がある。
そこで、本発明は、前述の問題を解決することができる、新規な構成の空気入りタイヤを提供することを目的とする。
本発明の第1の特徴(請求項1に記載の発明の特徴)は、トレッド部にタイヤ周方向へ延びた複数本の主溝が設けられ、複数本の前記主溝及びトレッド端によってタイヤ周方向へ延びた複数の陸部列がタイヤ幅方向に区画され、少なくともいずれかの前記陸部列にタイヤ幅方向へ延びた複数本のラグ溝がタイヤ周方向に間隔を置いて設けられ、複数本の前記主溝及び複数本の前記ラグ溝によっていずれかの前記陸部列が複数のブロックにタイヤ周方向に区画された空気入りタイヤにおいて、各ブロックにタイヤ幅方向へ延びた少なくとも3本以上の幅方向サイプがタイヤ周方向に分断するようにそれぞれ形成され、各幅方向サイプはサイプ底側に円弧状断面の拡大部をそれぞれ有してあって、各ブロックにおける3本以上の前記幅方向サイプは、前記ブロックのタイヤ周方向の側部にそれぞれ最も近い2本の第1幅方向サイプと、2本の前記第1幅方向サイプとの間に介在した1本以上の第2幅方向サイプとからなり、前記第1幅方向サイプの前記拡大部の曲率半径が前記第2幅方向サイプの前記拡大部の曲率半径よりも大きいことを要旨とする。
第1の発明の特徴によると、各ブロックにタイヤ幅方向へ延びた少なくとも3本以上の前記幅方向サイプがタイヤ周方向に分断するようにそれぞれ形成されているため、タイヤ幅方向のエッジ成分を増やして、エッジ効果を十分に高めることができる。
また、前記第1幅方向サイプの前記拡大部の曲率半径が前記第2幅方向サイプの前記拡大部の曲率半径よりも大きいため、各ブロックにおける前記幅方向サイプの本数の増加に伴い、蹴り出し時における前記ブロックの変形が大きくなっても、前記ブロックのタイヤ周方向の側部に最も近い前記第1幅方向サイプのサイプ底に生じる応力集中を小さくすることができる。
本発明の第2の特徴(請求項2に記載の発明の特徴)は、トレッド部にタイヤ周方向へ延びた複数本の主溝が設けられ、複数本の前記主溝及びトレッド端によってタイヤ周方向へ延びた複数の陸部列がタイヤ幅方向に区画され、少なくともいずれかの前記陸部列のタイヤ幅方向の一方側部分にタイヤ幅方向へ延びた複数本の第1ラグ溝がタイヤ周方向に間隔を置いて設けられ、各第1ラグ溝の一端が前記主溝にそれぞれ開口されかつ各第1ラグ溝の他端がいずれかの前記陸部列にそれぞれ終端され、いずれかの前記陸部列のタイヤ幅方向の他方側部分にタイヤ幅方向へ延びた複数本の第2ラグ溝がタイヤ周方向に間隔を置いて設けられ、各第2ラグ溝の一端がいずれかの前記陸部列にそれぞれ終端されかつ各第2ラグ溝の他端が前記主溝に開口され、いずれか前記陸部列に近接関係にある前記第1ラグ溝と前記第2ラグ溝を連通する複数本の連通サイプがタイヤ周方向に間隔を置いて形成され、複数本の前記主溝、複数本の前記第1ラグ溝、複数本の前記第2ラグ溝、及び複数本の前記連通サイプによっていずれかの前記陸部列が複数のブロックにタイヤ周方向に区画され、各ブロックのタイヤ幅方向の中央部分にタイヤ周方向へ延びかつ一対の小ブロックに分割する周方向サイプがそれぞれ形成された空気入りタイヤにおいて、各小ブロックにタイヤ幅方向へ延びた少なくとも3本以上の幅方向サイプがタイヤ周方向に分断するようにそれぞれ形成され、各幅方向サイプはサイプ底側に円弧状断面の拡大部をそれぞれ有してあって、各小ブロックにおける3本以上の前記幅方向サイプは、前記小ブロックのタイヤ周方向の側部にそれぞれ最も近い2本の第1幅方向サイプと、2本の前記第1幅方向サイプとの間に介在した1本以上の第2幅方向サイプとからなり、前記第1幅方向サイプの前記拡大部の曲率半径が前記第2幅方向サイプの前記拡大部の曲率半径よりも大きいことを要旨とする。
第2の特徴によると、各小ブロックにタイヤ幅方向へ延びた少なくとも3本以上の前記幅方向サイプがタイヤ周方向に分断するようにそれぞれ形成されているため、タイヤ幅方向のエッジ成分を増やして、エッジ効果を十分に高めることができる。
また、前記第1幅方向サイプの前記拡大部の曲率半径が前記第2幅方向サイプの前記拡大部の曲率半径よりも大きいため、各小ブロックにおける前記幅方向サイプの本数の増加に伴い、蹴り出し時における前記ブロックの変形が大きくなっても、前記小ブロックのタイヤ周方向の側部に最も近い前記第1幅方向サイプのサイプ底に生じる応力集中を小さくすることができる。
本発明の第3の特徴(請求項3に記載の発明の特徴)は、第2の特徴に加えて、各小ブロックのタイヤ周方向の一方側部分及び他方側部分に2本の前記幅方向サイプがそれぞれ形成され、4本の前記幅方向サイプは、2本の前記第1幅方向サイプと、2本の前記第1幅方向サイプとの間に介在した2本の前記第2幅方向サイプとからなり、前記第1幅方向サイプの前記拡大部が前記小ブロックのタイヤ周方向の側部側(タイヤ周方向の中心側の反対側)を指向してあって、前記第2幅方向サイプの前記拡大部が前記小ブロックのタイヤ周方向の中心側を指向していることを要旨とする。
本発明の第4の特徴(請求項4に記載の発明の特徴)は、第1の特徴から第3の特徴のうちのいずれかの特徴に加えて、前記第1幅方向サイプの前記拡大部の曲率半径に対する前記第2幅方向サイプの前記拡大部の曲率半径の比が0.7〜0.9に設定されていることを要旨とする。
請求項1から請求項4のうちのいずれかの請求項に記載の発明によれば、タイヤ幅方向のエッジ成分を増やして、エッジ効果を十分に高めると共に、蹴り出し時における前記ブロックの変形が大きくなっても、前記小ブロックのタイヤ周方向の側部に最も近い前記第1幅方向サイプのサイプ底に生じる応力集中を小さくすることができるため、氷雪上性能の向上を図りつつ、前記小ブロックのタイヤ周方向の側部に最も近い前記第1幅方向サイプのサイプ底にクラックが発生することを抑制して、ブロック耐久性を維持することができる。
本発明の実施形態について図1及び図2(a)(b)を参照して説明する。
ここで、図1は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤにおけるトレッド部の一部分の平面展開図、図2(a)は、本発明の実施形態に係るブロックの拡大図、図2(b)は、図2(a)におけるIIB-IIB線に沿った図である。
図1に示すように、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ1におけるトレッド3には、タイヤ周方向Cへ延びた複数本の主溝5が設けられており、複数本の主溝5及びトレッド端Eによって、タイヤ周方向Cへ延びた複数の陸部列7,9,11がタイヤ幅方向Wに区画されている。なお、複数の陸部列7,9,11は、センター陸部列7と、このセンター陸部列7のタイヤ幅方向W外側に配置した一対のセカンド陸部列9と、一対のセカンド陸部列9のタイヤ幅方向W外側に配置した一対のショルダー陸部列11とからなる。
センター陸部列7及び一対のセカンド陸部列9(以下、適宜の陸部列7(9)という)のタイヤ幅方向Wの一方側部分には、タイヤ幅方向Wへ延びた複数本の第1ラグ溝13がタイヤ周方向Cへ間隔を置いて設けられており、各第1ラグ溝13の一端は、主溝5にそれぞれ開口されてあって、各第1ラグ溝13の他端は、適宜の陸部列7(9)にそれぞれ終端されている。また、適宜の陸部列7(9)のタイヤ幅方向Wの他方側部分には、タイヤ幅方向Wへ延びた複数本の第2ラグ溝15がタイヤ周方向Cへ間隔を置いて設けられており、各第2ラグ溝15の一端は、適宜の陸部列7(9)にそれぞれ終端されてあって、各第2ラグ溝15の他端は、主溝5にそれぞれ開口されている。更に、適宜の陸部列7(9)には、近接関係にある第1ラグ溝13と第2ラグ溝15を連通する複数本の連通サイプ17がタイヤ周方向Cに間隔を置いて形成されている。
そして、図1及び図2(a)に示すように、複数本の主溝5、複数本の第1ラグ溝13、複数本の第2ラグ溝15、及び複数本の連通サイプ17によって、適宜の陸部列7(9)が複数のブロック19にタイヤ周方向Cに区画されている。また、各ブロック19のタイヤ幅方向Wの中央部分には、タイヤ周方向Cへ延びかつ一対の小ブロック21に分割する周方向サイプ23が形成されている。
次に、本発明の実施形態の要部について説明する。
図2(a)(b)に示すように、各小ブロック21のタイヤ周方向Cの一方側部分及び他方側部分には、タイヤ幅方向Wへ延びた2本の幅方向サイプ25がタイヤ周方向Cへ分断するようにそれぞれ形成されており、各幅方向サイプ25は、サイプ底側に、円弧状断面の拡大部27をそれぞれ有している。ここで、各小ブロック21における4本の幅方向サイプ25は、小ブロック21のタイヤ周方向Cの側部にそれぞれ最も近い2本の第1幅方向サイプ25Aと、2本の第1幅方向サイプ25Aとの間に介在した2本の第2幅方向サイプ25Bとからなっている。
そして、第1幅方向サイプ25Aの拡大部27の曲率半径は、第2幅方向サイプ25Bの拡大部27の曲率半径よりも大きくなっている。これにより、蹴り出し時におけるブロック19の変形が大きくなっても、小ブロック21のタイヤ周方向Cの側部に最も近い第1幅方向サイプ25Aのサイプ底に生じる応力集中を小さくすることができる。
また、第1幅方向サイプ25Aの拡大部27の曲率半径に対する第2幅方向サイプ25Bの拡大部27の曲率半径の比(以下、拡大部27の曲率半径比という)は、0.7〜0.9に設定されている。ここで、拡大部27の曲率半径比を0.7以上に設定したのは、0.7未満に設定されると、第1幅方向サイプ25Aの拡大部27の曲率半径が大きすぎて、小ブロック21の剛性が大きく低下するからである。一方、拡大部27の曲率半径比を0.9以下に設定したのは、0.9を超えて設定されると、第1幅方向サイプ25Aの拡大部27の曲率半径が小さすぎて、小ブロック21のタイヤ周方向Cの側部に最も近い第1幅方向サイプ25Aのサイプ底に生じる応力集中を十分に小さくすることができないからである。
更に、第1幅方向サイプ25Aの拡大部27は、小ブロック21のタイヤ周方向Cの側部側(タイヤ周方向Cの中心側の反対側)を指向してあって、第2幅方向サイプ25Bの拡大部27は、小ブロック21のタイヤ周方向Cの中心側を指向している。これは、第1幅方向サイプ25Aの拡大部27と第2幅方向サイプ25Bの拡大部27との距離が短くなりすぎて、第1幅方向サイプ25A又は第2幅方向サイプ25Bのサイプ底にクラックが発生し易くなることを防ぐためである。
なお、各小ブロック21の主溝5側の縁部分には、タイヤ幅方向Wへ延びた短サイプ29が形成されている。
続いて、本発明の実施形態の作用及び効果について説明する。
各小ブロック21にタイヤ幅方向Wへ延びた4本の幅方向サイプ25がタイヤ周方向Cに分断するようにそれぞれ形成されているため、タイヤ幅方向Wのエッジ成分を増やして、エッジ効果を十分に高めることができる。
また、第1幅方向サイプ25Aの拡大部27の曲率半径が第2幅方向サイプ25Bの拡大部27の曲率半径よりも大きいため、各小ブロック21における幅方向サイプ25の本数の増加に伴い、蹴り出し時におけるブロック19の変形が大きくなっても、前述のように、小ブロック21のタイヤ周方向Cの側部に最も近い第1幅方向サイプ25Aのサイプ底に生じる応力集中を小さくすることができる。
以上の如き、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ1によれば、氷雪上性能の向上を図りつつ、小ブロック21のタイヤ周方向Cの側部に最も近い第1幅方向サイプ25Aのサイプ底にクラックが発生することを抑制して、ブロック耐久性を維持することができる。
なお、本発明は、前述の実施形態の説明に限られるものではなく、例えば、ブロック19を一対の小ブロック21に分割する周方向サイプ23を省略し、各ブロック19にタイヤ幅方向Wへ延びた3本以上の幅方向サイプ25をタイヤ周方向Cへ分断するようにそれぞれ形成する等、その他、種々の態様で実施可能である。
また、本発明に包含される権利範囲は、これらの実施形態に限定されないものである。
(第1の比較例)
第1の比較例に係る空気入りタイヤについて図3及び図4(a)(b)を参照して説明する。
ここで、図3は、第1の比較例に係る空気入りタイヤにおけるトレッド部の一部分の平面展開図、図4(a)は、第1の比較例に係るブロックの拡大図、図4(b)は、図4(a)におけるIVB-IVB線に沿った図である。
図3及び図4(a)に示すように、第1の比較例に係る空気入りタイヤ31は、各小ブロック21に形成された幅方向サイプ25の本数が2本である点と、拡大部27の曲率半径比を1.0に設定した点が本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ1と異なり、その他の点については本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ1と略同様の構成を有している。なお、第1の比較例に係る空気入りタイヤ31における複数の構成要素のうち、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ1における構成要素と対応するものについては、図中に同一番号を付して、説明を省略する。
(第2の比較例)
図示は省略するが、第2の比較例に係る空気入りタイヤは、拡大部27の曲率半径比を1.0に設定した点が本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ1と異なり、その他の点については本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ1と略同様の構成を有している。
(実施例の具体的内容)
(i) 本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ1(拡大部27の曲率半径比を0.8に設定)を発明品として、比較例1に係る空気入りタイヤ31を比較品1として、比較例2に係る空気入りタイヤを比較品2として、所定のタイヤサイズ(11R22.5 16PR W900)下でそれぞれ試作した。次に、発明品、比較品1、及び比較品2をリム(リム幅7.50インチ)に組み付けて、900KPaの空気を充填する。そして、発明品、比較品1、及び比較品2を車両(2−D・4トラック)にそれぞれ装着した状態で、氷上トラクション試験、雪上トラクション試験、及びブロック耐久試験を行った。
(ii) 氷上トラクション試験
氷上トラクション試験は、氷上路面上で車両(エンジンの回転数一定)を発進させて、5km/hから30km/hに加速するまでの時間を測定することにより行われ、氷上トラクション試験の結果をまとめると、後記の表1に示すようになる。なお、氷上トラクション試験の結果は、指数化してあって、数値が大きいほど氷上トラクション性能が高いことを示している。
Figure 0004881697
即ち、表1に示すように、発明品は、比較品1及び比較品2に比べて、氷上トラクション性能の向上を図ることができた。
(iii) 雪上トラクション試験
雪上トラクション試験は、雪上路面上で車両(エンジンの回転数一定)を発進させて、5km/hから30km/hに加速するまでの時間を測定することにより行われ、雪上トラクション試験の結果をまとめると、後記の表2に示すようになる。なお、雪上トラクション試験の結果は、指数化してあって、数値が大きいほど雪上トラクション性能が高いことを示している。
Figure 0004881697
即ち、表2に示すように、発明品は、比較品1及び比較品2に比べて、雪上トラクション性能の向上を図ることができた。
(iv) ブロック耐久試験
ブロック耐久試験は、10000kmさせて、幅方向サイプ25のサイプ底のクラックの発生量を調べることにより行われ、ブロック耐久試験の結果をまとめると、後記の表3に示すようになる。なお、ブロック耐久試験の結果は、指数化してあって、数値が大きいほどブロック耐久性が高いことを示している。
Figure 0004881697
即ち、表3に示すように、発明品は、比較品1のブロック耐久性と同程度のブロック耐久性(比較品2のブロック耐久性よりも高いブロック耐久性)を維持することができた。
本発明の実施形態に係る空気入りタイヤにおけるトレッド部の一部分の平面展開図である。 図2(a)は、本発明の実施形態に係るブロックの拡大図、図2(b)は、図2(a)におけるIIB-IIB線に沿った図である。 第1の比較例に係る空気入りタイヤにおけるトレッド部の一部分の平面展開図である。 図4(a)は、第1の比較例に係るブロックの拡大図、図4(b)は、図4(a)におけるIVB-IVB線に沿った図である。
符号の説明
1 空気入りタイヤ
3 トレッド
5 主溝
7 センター陸部列
9 セカンド陸部列
11 ショルダー陸部列
13 第1ラグ溝
15 第2ラグ溝
17 連通サイプ
19 ブロック
21 小ブロック
23 周方向サイプ
25 幅方向サイプ
25A 第1幅方向サイプ
25B 第2幅方向サイプ
27 拡大部

Claims (4)

  1. トレッド部にタイヤ周方向へ延びた複数本の主溝が設けられ、複数本の前記主溝及びトレッド端によってタイヤ周方向へ延びた複数の陸部列がタイヤ幅方向に区画され、少なくともいずれかの前記陸部列にタイヤ幅方向へ延びた複数本のラグ溝がタイヤ周方向に間隔を置いて設けられ、複数本の前記主溝及び複数本の前記ラグ溝によっていずれかの前記陸部列が複数のブロックにタイヤ周方向に区画された空気入りタイヤにおいて、
    各ブロックにタイヤ幅方向へ延びた少なくとも3本以上の幅方向サイプがタイヤ周方向に分断するようにそれぞれ形成され、各幅方向サイプはサイプ底側に円弧状断面の拡大部をそれぞれ有してあって、各ブロックにおける3本以上の前記幅方向サイプは、前記ブロックのタイヤ周方向の側部にそれぞれ最も近い2本の第1幅方向サイプと、2本の前記第1幅方向サイプとの間に介在した1本以上の第2幅方向サイプとからなり、前記第1幅方向サイプの前記拡大部の曲率半径が前記第2幅方向サイプの前記拡大部の曲率半径よりも大きいことを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. トレッド部にタイヤ周方向へ延びた複数本の主溝が設けられ、複数本の前記主溝及びトレッド端によってタイヤ周方向へ延びた複数の陸部列がタイヤ幅方向に区画され、少なくともいずれかの前記陸部列のタイヤ幅方向の一方側部分にタイヤ幅方向へ延びた複数本の第1ラグ溝がタイヤ周方向に間隔を置いて設けられ、各第1ラグ溝の一端が前記主溝にそれぞれ開口されかつ各第1ラグ溝の他端がいずれかの前記陸部列にそれぞれ終端され、いずれかの前記陸部列のタイヤ幅方向の他方側部分にタイヤ幅方向へ延びた複数本の第2ラグ溝がタイヤ周方向に間隔を置いて設けられ、各第2ラグ溝の一端がいずれかの前記陸部列にそれぞれ終端されかつ各第2ラグ溝の他端が前記主溝にそれぞれ開口され、いずれか前記陸部列に近接関係にある前記第1ラグ溝と前記第2ラグ溝を連通する複数本の連通サイプがタイヤ周方向に間隔を置いて形成され、複数本の前記主溝、複数本の前記第1ラグ溝、複数本の前記第2ラグ溝、及び複数本の前記連通サイプによっていずれかの前記陸部列が複数のブロックにタイヤ周方向に区画され、各ブロックのタイヤ幅方向の中央部分にタイヤ周方向へ延びかつ一対の小ブロックに分割する周方向サイプがそれぞれ形成された空気入りタイヤにおいて、
    各小ブロックにタイヤ幅方向へ延びた少なくとも3本以上の幅方向サイプがタイヤ周方向に分断するようにそれぞれ形成され、各幅方向サイプはサイプ底側に円弧状断面の拡大部をそれぞれ有してあって、各小ブロックにおける3本以上の前記幅方向サイプは、前記小ブロックのタイヤ周方向の側部にそれぞれ最も近い2本の第1幅方向サイプと、2本の前記第1幅方向サイプとの間に介在した1本以上の第2幅方向サイプとからなり、前記第1幅方向サイプの前記拡大部の曲率半径が前記第2幅方向サイプの前記拡大部の曲率半径よりも大きいことを特徴とする空気入りタイヤ。
  3. 各小ブロックのタイヤ周方向の一方側部分及び他方側部分に2本の前記幅方向サイプがそれぞれ形成され、4本の前記幅方向サイプは、2本の前記第1幅方向サイプと、2本の前記第1幅方向サイプとの間に介在した2本の前記第2幅方向サイプとからなり、前記第1幅方向サイプの前記拡大部が前記小ブロックのタイヤ周方向の側部側を指向してあって、前記第2幅方向サイプの前記拡大部が前記小ブロックのタイヤ周方向の中心側を指向していることを特徴とする請求項2に記載の空気入りタイヤ。
  4. 前記第1幅方向サイプの前記拡大部の曲率半径に対する前記第2幅方向サイプの前記拡大部の曲率半径の比が0.7〜0.9に設定されていることを特徴とする請求項1から請求項3のうちのいずれかの請求項に記載の空気入りタイヤ。
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