JP4919258B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、複数本の縦溝（又は主溝）と、これらの縦溝と交差する複数の横溝とで区分したブロック陸部をトレッド部に有し、ブロック陸部に複数本の横サイプを配設した、泥濘地路面上での走行に適した空気入りタイヤに関する。

従来、泥濘地路面走行用タイヤは、泥濘地を走行する必要上ブレーキ・トラクションという前後方向性能に加え、旋回性つまり横方向性能も高いものが要求されている。
ところで、泥濘地路面走行用タイヤのトレッド部のパターンとしては、複数本の縦溝とそれに交差する多数本の横溝とで区分されたブロックパターンが多く使用されてきているが、前記要求に応えるためには、タイヤトレッドパターンのエッジ成分を大きくすること、即ち、前後方向には幅方向のエッジ成分が、また横方向には周方向のエッジ成分の向上が必要であることが分かっている。

しかし、エッジ成分を増大させるため、ブロック陸部の幅方向に両縦溝に開口するオープンサイプを多数本配設すると、これらのオープンサイプによって区分されたブロック陸部はその陸部全体の剛性が低下し、操縦安定性が低下する等の問題生じる。特に、横溝に隣接してオープンサイプを配設する場合には、このオープンサイプによって区分されたブロック陸部部分の剛性が大きく低下するため、ブレーキ・トラクションにおける変形が大きくなってブロック欠けが生じたり、ブロックの倒れ込みによって実接地面積が減少して操縦安定性が悪くなる等の問題が生じる。
この問題を解決するためには、サイプの配設密度を増加させてもブロック陸部の剛性が確保できる構造とすることが必要で、この問題のための解決手段がこれまでも提案されてきている。

例えば、タイヤトレッド部のブロック陸部に設ける横サイプを、一本の縦溝のみに開口させブロック陸部内で終端する片側開口サイプとし、これを複数本逆向きに配置したり（特許文献１、特許文献２参照）、或いはオープンサイプの一端側を他端側に比べて切り込み深さを浅くすることが提案されている（特許文献３参照）。
しかし、これらのタイヤのブロック陸部の剛性は、片側開口サイプを採用しても、片側開口サイプが縦溝に開口する側では、このサイプによって区切られたブロック陸部は他の位置の陸部部分に比べて剛性が低下し、また、オープンサイプの一端側を他端側に比べて切り込み深さを浅くしても、切り込み深さが深い側のブロック陸部部分の剛性は他の位置の陸部部分に比べて低下するため、その部分では十分な陸部剛性が得られないという問題生じる。

そこで、ブロック陸部に多数の横サイプを設けると共に、これらの横サイプにより陸部剛性の低下した部分を別途補強することで前記問題を解決する提案もなされている（特許文献４参照）。この提案では、ブロック陸部の剛性の低下は、横サイプで区画した陸部ブロックのうち、とくに横溝に隣接した陸部ブロックで顕著なため、その部分の剛性の強化を図ったもので、具体的には横溝の溝底を隆起させるなどの補強手段を施して、ブロック陸部部分の幅方向両端部で生じる陸部剛性の差を是正している。それによって、サイプ密度を増加させてエッジ効果を高め、同時にサイプ密度の増加によるブロック剛性の低下を抑制している。

この特許文献４記載のタイヤトレッド部の構造は、空気入りタイヤの氷上性能の向上を目的とするものであるが、泥濘地走行性能向上のためにも適用可能であり、適用することで一定の効果も期待できる。
しかしながら、この従来の空気入りタイヤでは、泥濘地を走行する場合ショルダー領域では踏み込みから蹴り出しまでのサイプ底の動きが大きく、例えば、タイヤが縁石に乗り上げるなどすると、ショルダー領域（タイヤの最外溝の外側にあるブロック（リブ）列のことをいう）が大変形し、ショルダー溝に開口する側のサイプ底等でクラックが発生することがある。このようにサイプ溝に一旦クラックが発生すると、通常走行時にクラックが進展して遂にはブロック欠けに至る場合がある。
特開平 ７−２６６８１０号公報 特開平１０− １６５１７号公報 特開平 ２−２００５０３号公報 特開平 ８−１０４１１２号公報

以上で説明したように、空気入りタイヤにおいて、ブレーキ・トラクション性を担保するエッジの確保と耐クラック性を如何に両立させることができるか、その課題を解決することが求められている。
本発明は、この課題を解決するためなされたものであって、空気入りタイヤのショルダー領域の大変形を抑制してショルダー領域のサイプにクラックが発生しないようにすると共に、空気入りタイヤが泥濘地を走行する場合の前後方向性能に加え横方向性能を向上させることを目的とするものである。

この目的を達成するため、即ち、泥濘地走行性能向上を達成し、かつショルダーのサイプ底等のクラック発生を抑制するためには、空気入りタイヤのトレッド部のセンター領域とショルダー領域で、それぞれ必要特性に見合ったサイプ及び溝形状設定が必要である。
従って、請求項１の発明は、トレッド溝の周りに延びる複数本の縦溝と、これらの縦溝と交差する多数本の横溝とで区分したブロック陸部をトレッド部に有し、前記ブロック陸部に複数本の横方向の片側開口サイプを配設し、前記縦溝で、センター領域とショルダー領域にブロック列が区分された空気入りタイヤにおいて、センター領域には、前記片側開口サイプを互い違いに、かつ隣接したブロック陸部間では隣接した前記片側開口サイプが同じ方向に開口するように配置し、前記横溝の前記片側開口サイプの開口側にブロック陸部剛性の差を是正する強化手段を有し、ショルダー領域には、片側開口サイプをセンター側に開口させる向きにのみ配置し、センター領域の前記片側開口サイプが周方向に投影した所定のエッジ長さを有し、前記片側開口サイプが２〜４箇所の折り曲げ部を有することを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１に記載された空気入りタイヤにおいて、前記強化手段は、前記ブロック陸部部分の幅方向の前記片側開口サイプの開口側端部に面する横溝の溝壁部分を他の溝壁部分より横溝側に突出させて形成したことを特徴とする。

以上の構成により、片側開口サイプの開口側を全てセンター側に集中させてショルダー端には片側開口サイプを配置しないことでブロック剛性を最大にし、かつ、ショルダー領域のセンター領域に対するブロック剛性を高く設定すること、及び横溝の片側開口サイプの開口側にブロック陸部剛性の差を是正する強化手段を有することで縁石乗り上げ時等の大入力時におけるショルダー領域のブロック変形を抑制することができる。
また、センター領域では片側開口サイプを高密度に配設すると共に、片側開口サイプを配置したことにより生じたブロック陸部剛性の低下を是正することでエッジ効果を得つつ操縦安定性を確保し、更に、片側開口サイプに２〜４箇所の折り曲げ部を形成する等によりタイヤ周方向に所定エッジ長さを得たため、泥濘地走行時における旋回性能が向上した。

本発明によれば、縁石乗り上げ時等の大入力時におけるブロック変形を抑制し横サイプにクラックが発生するのを防止できる。また、泥濘地における空気入りタイヤのブレーキ・トラクション性能とコーナーリング性能を同時に向上させることができる。

図１は、本願発明の第１の実施形態の空気入りタイヤのタイヤトレッドパターンを示す。
タイヤトレッド部１は、タイヤ横方向中央のセンター領域１ａと、センター領域１ａを挟んでその横方向両側のショルダー領域１ｂとから成り、タイヤ赤道面８に対して平行かつ直線状に延びる４本の縦溝２及びタイヤ赤道面８に対して直交する方向から僅かに傾斜した短い直線状の多数の横溝３（３ａ，３ｂ）を備えている。
前記センター領域１ａは、縦溝２及び横溝３で区画された多数のブロック陸部４ａが設けられている。縦溝２を挟んで隣接するブロック陸部４ａ同士は、図示のようにタイヤ周方向にブロック陸部４ａの周方向長さの半分だけずらして互い違いに配置されており、かつ互いの中心軸が交差するように、つまり縦溝２に対して互いに逆傾斜となる所定の角度を付して配置されている。
このセンター領域１ａのブロック陸部４ａには、一端が隣接する縦溝に開口し、他端はブロック陸部４ａ内で終端する２本の直線状の片側開口サイプ５ａ、５ｂが、図示のようにそれぞれ横溝に平行かつその開口７ａ、７ｂが互いに逆向きになるように互い違いに配置されている。

この実施形態では、同じ横溝３ａに隣接するブロック陸部４ａ、４ａ間では、この横溝３ａに隣接する片側開口サイプ５ａ、５ｂのうち同じ側に開口する開口例えば７ｂ側に位置する幅方向端部１２ａ、１２ｂを強化するため、前記幅方向端部に面する横溝３ａの溝壁部６ａを他の溝壁部分より突出させかつ底上げしている。
なお、本実施形態では、横溝３ａの両側の溝壁部６ａは一体となっているが、必ずしも一体になるまで突出するものに限定されない。要は、片側開口溝の開口部周辺の剛性が低下した部分を補強して、センター領域におけるブロック陸部４ａの剛性を前記サイプの開口位置に関係なく一様に近づけることができれば両側の溝壁部６ａ間に隙間があってもよい。
この場合、底上げした溝壁部分６ａの高さは、横溝３ａの深さを基準として０．２５〜０．７５以下の範囲であることが好ましい。その理由は、溝壁部分６ａの高さが横溝３の０．２５倍より低いと剛性的に弱く、サイプクラックや偏摩耗が発生する虞があり、逆に０．７５倍より高いと少し摩耗しただけで外観が変わり、エッジ成分が減少してしまいブレーキ・トラクション性で不利になるためである。

ショルダー領域１ｂのブロック陸部４ｂは、縦溝２を挟んで隣接するセンター領域側のブロック陸部４ａとは、図示のようにタイヤ周方向にブロック陸部４ａ、４ｂの周方向長さの半分だけずらして互い違いに配置されており、かつ互いの中心軸が交差するように、つまり縦溝２に対して互いに逆傾斜となる所定の角度を付して配置されている。
このブロック陸部４ｂにも、それぞれ２本の片側開口サイプ５ｃが横溝３ｂに平行に設けられているが、ショルダー陸部４ｂのタイヤ幅方向外側領域の剛性を最大限に高めるため、これらの片側開口サイプ５ｃの開口は全てセンター領域１ａ側に配置して、その反対側つまり外側領域にはサイプが存在しないようにしている。
また、ショルダー領域１ｂの横溝３ｂは、ショルダー領域１ｂ全体がセンター領域１ａよりも高い剛性を有するように、その横溝３ｂ全体が前記センター領域の横溝３ａよりも浅く形成されており、好ましくはセンター領域の横溝３ａの深さに対して０．５倍以上０．７５倍以下の範囲の高さになるよう底上げされている。
ショルダー領域１ｂの横溝３ｂの底上げ最低倍率が高いのは、ショルダー領域では、偏摩耗やクラック発生確率がセンター領域よりも大きいからであって、前記倍率が０．５倍より低いと剛性的に弱く、サイプクラックや偏摩耗が発生する虞があり、逆に０．７５倍より高いと、既に述べたように少し摩耗しただけで外観が変わり、エッジ成分が減少してしまうので、ブレーキ・トラクション性が不利になるからである。

本実施形態によれば、センター領域においてはその横溝３ａの溝壁部６ａを他の溝壁部分より突出させて横溝３ａを底上げしたので、前記片側開口サイプ５ａ、５ｂにより陸部剛性が低下した幅方向端部１２ａ、１２ｂを強化することができ、従って、サイプ密度を大きくしても、ブロック陸部の変形を抑制することができる。また、ショルダー領域１ｂの各ブロック陸部４ｂのタイヤ幅方向外側領域には、サイプが存在しておらず、更に、センター領域１ａの横溝３ａの深さに対して０．５倍以上底上げしているため、タイヤが濘泥地路面上を走行中に、縁石に乗り上げる等により大外力が作用しても、大きく変形することが抑制され、ショルダーブロック陸部４ｂのサイプ溝にクラックが発生する虞はない。

次に本願の空気入りタイヤの第２の実施形態について説明する。
図２は、第２の実施形態に係るタイヤのブロックパターンを示す。
第２の実施形態に係る空気入りタイヤは、第１の実施形態に係るタイヤとサイプの平面形状が異なるのみでその他の構成は全て同一であるため、同一部分には同一の符号を付して説明を省略する。

泥濘地におけるコーナリング性能を向上させるためは、タイヤ周方向に投影したエッジ長さを大きくすることが有効であるため、本実施形態では、センター領域１ｂのブロック陸部４ａの片側開口サイプ１５ａ、１５ｂを折り曲げた形状にして、前記サイプ２１のタイヤ周方向に投影したエッジ長さが第１の実施形態のものよりも長くなるようにしている。
即ち、本実施形態に係る空気入りタイヤのセンター領域１ａの片側開口サイプ１５ａ、１５ｂは、第１の実施形態の片側開口サイプ５ａ、５ｂと同様に、ブロック４ｂに横溝３ｂと平行に逆向きに２本設けられており、かつ、図示のように平面視で折り曲げた形状を成している。なお、ショルダー領域１ｂのブロック陸部４ｂに設けたサイプ５ｃは第１の実施形態のものと同じである。
なお、この実施形態では片側開口サイプ１５ａ、１５ｂのそれぞれ２箇所で折り曲げているが、少なくとも１箇所以上複数箇所で折り曲げてもよい。但し、折り曲げ箇所は４箇所を越えるとペリフェリが大きくなり、ブロック陸部の剛性が極端に落ち好ましくはないため、最大４箇所までとすることが好ましい。
この実施形態に係る空気入りタイヤでは、センター領域１ａのサイプを折り曲げているため、同領域１ａにおける周方向エッジ成分が増大し、第１の実施形態に係る空気入りタイヤより更に旋回性能が向上している。但し、その他の性能、つまりブレーキ・トラクション性やサイプの耐クラック性等は第１の実施形態のものと同じである。
なお、タイヤ周方向に投影したエッジ長さは、所望の旋回性能に応じて所定の長さに適宜決定すればよく、また、前記エッジ長さを得るため、前記サイプ溝を折り曲げる以外に例えば湾曲させてもよく、必ずしも折り曲げるものに限定されない。

次に、本願発明の実施品の技術評価のために行った試験について説明する。
試験は、本願発明の実施品１、２と比較例１から３について以下の条件で行った。
（１）タイヤサイズ：３１５／８０Ｒ２２．５
（２）車両：２−Ｄ車、
（３）リム幅：ＥＴＲＴＯ（The European Tire and Rim Technical Organization）のＭａｃａｓｕｒｉｎｇ Ｒｉｍ ９．００ｘ２２．５とし、各タイヤがＥＴＲＴＯ 正規荷重（Ｓｔｅｅｒ：３５０ｋｇ、Ｄｒｉｖｅ：３３５０ｋｇ）となるよう車両に荷重を積載した。

泥濘地走行性能試験は以下の条件で行った。
（１）ブレーキ性能：上記車両に供試タイヤを装着し、泥濘地上で速度２０ｋｍ／ｈからブレーキングし、その停止距離で評価した。
（２）コーナリング性能：泥濘地上で、Ｒ＝４０ｍの円旋回を実施し、その旋回タイムで評価した。
（３）センターブロックのＨ＆Ｔ（ヒールアンドトウ摩擦）性能：テストコースを２０００ｋｍ走行させ、発生したＨ＆Ｔ段差量を測定した。
（４）ショルダ−サイプクラックの発生状況：テストコースで高さ１５ｃｍの縁石を５０回乗り上げ、クラック（サイプ底、サイプ端）の有無で評価した。

以上の条件で泥濘地走行性能試験を行った結果、比較例１〜３と実施例１、２について以下の各項目を比較した。
（ａ）センター領域のサイプ形状、（ｂ）センター領域での補強高さ（センター横溝対比）（ｃ）ショルダー領域のサイプ形状、（ｄ）ショルダー領域での補強高さ（センター横溝対比）を設定し、それぞれ（１）ブレーキ性能（比較品１を１００とする）、（２）コーナリング性能（比較品１を１００とする）、（３）センターブロックＨ＆Ｔ段差量、（４）ショルダー領域のサイプクラック（有無）。
その結果を表１に示す。
なお、実施品２と比較品２，３とは、前記（ｂ）センター領域の補強高さ（センター横溝対比）又は（ｄ）ショルダー領域の補強高さ（センター横溝対比）が相違するのみで他の構成は同一である。

以上の結果から、泥濘地走行性能を比較すると、実施例１、２ともブレーキ性能及びコーナリング性能とも比較品を上回っており、ショルダー領域のサイプクラックが発生していないことが確認された。
即ち、実施例１は、センター領域の横溝壁部６ａの底上げを主溝の３０％まで行っており、かつショルダー領域の横溝は片側開サイプで横溝の５５％まで全体的に底上げを実施している。そのため比較例１を１００としたとき、ブレーキ、旋回（コーナリング）性能はそれぞれ１５０，１２０と良く、センターブロックＨ＆Ｔ段差量も１００であるから問題ないことが確認された。
実施例２は、センター領域のサイプを２回折り曲げているため、周方向エッジ成分が向上し、旋回性能が実施品１の１２０から１３０に更に向上している。
これに対し比較例２は、センター領域端部の底上げが主溝の２０％までしかないため、剛性が低くセンターブロックのＨ＆Ｔの段差量が１２０であり悪化している。更に比較例３は、センター領域の横溝壁部６ａの底上げは実施品１と変わらないものの、ショルダー領域の横溝部分の底上げを横溝の４５％までしか実施していないために剛性が低く、ショルダー領域でサイプクラックが発生しているのが認められた。

以上の結果から、本願発明の実施品（実施例）が泥濘地で優れた走行性能（前後方向性能及び旋回性能）と横サイプの耐クラック性とを同時に備えていることが証明された。

本発明の第１の実施形態に係る空気入りタイヤのパターンを示す図である。 第２の実施形態に係る空気入りタイヤのパターンを示す図である。

符号の説明

１・・・トレッド部、２・・・縦（主）溝、３・・・横溝、４・・・ブロック陸部、５（５ａ、５ｂ）・・・横サイプ、６・・・補強部。

Claims (2)

1. トレッド溝の周りに延びる複数本の縦溝と、これらの縦溝と交差する多数本の横溝とで区分したブロック陸部をトレッド部に有し、前記ブロック陸部に複数本の横方向の片側開口サイプを配設し、前記縦溝で、センター領域とショルダー領域にブロック列が区分された空気入りタイヤにおいて、
   センター領域には、前記片側開口サイプを互い違いに、かつ隣接したブロック陸部間では隣接した前記片側開口サイプが同じ方向に開口するように配置し、前記横溝の前記片側開口サイプの開口側にブロック陸部剛性の差を是正する強化手段を有し、
   ショルダー領域には、片側開口サイプをセンター側に開口させる向きにのみ配置し、
   センター領域の前記片側開口サイプが周方向に投影した所定のエッジ長さを有し、
   前記片側開口サイプが２〜４箇所の折り曲げ部を有することを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 請求項１に記載された空気入りタイヤにおいて、
   前記強化手段は、前記ブロック陸部部分の幅方向の前記片側開口サイプの開口側端部に面する横溝の溝壁部分を他の溝壁部分より横溝側に突出させて形成したことを特徴とする空気入りタイヤ。
   

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