JP5135088B2

JP5135088B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP5135088B2
Application number: JP2008175272A
Authority: JP
Inventors: 大介坂本
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2008-07-04
Filing date: 2008-07-04
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2028-07-04
Also published as: CN102083638A; CN102083638B; EP2298578B1; EP2298578A4; US8915273B2; WO2010001701A1; EP2298578A1; JP2010012965A; US20110100521A1

Description

本発明は、タイヤのトレッド部に、タイヤ周方向に延びる少なくとも１本の周方向溝を具え、該周方向溝により複数の陸部が区画された空気入りタイヤ、特には、複数の周方向溝により複数のリブ状の陸部が区画された小型トラック用タイヤに関するものである。

タイヤのトレッド部にその周方向に連続する陸部を有する、いわゆるリブパターンを有する小型トラック用タイヤでは、リブの端部だけが周方向に局所的に偏摩耗する、いわゆるリバーウェアが発生し易いという問題がある。このリバーウェアは、まずタイヤ走行中の横力によりリブ端部に微小な段差が発生し、この段差部分でタイヤ赤道面とリブの端部との径差に起因した周方向のせん断力と滑りが発生することにより、この段差がタイヤ幅方向に広がり、上記偏摩耗に発達すると考えられている。
リバーウェアの発生を抑制する従来技術として、例えば特許文献１には、リブの端部にリブ内で終端する短いサイプを多数配置して、リブの端部の剛性を低下させたタイヤが記載されている。

なお、リブパターンを有するタイヤとは、周方向溝の深さの１／３以上の深さを持つラグ溝（タイヤ幅方向溝）を含まないタイヤを意味するものとする。
特開２００７−１８２０９７号公報

ところで、近年、環境問題に対応するために、自動車の低燃費化に寄与するタイヤの転がり抵抗を減らすことが求められている。タイヤの転がり抵抗は、トレッド部のゴム内にて多く発生するため、このトレッド部に使用されるゴムを損失正接（ｔａｎδ）が小さいものに変更することが有効である。

しかし、ｔａｎδが小さい、従ってヒステリシスロスの低いトレッドゴムを用いた場合、トレッドゴムと路面との間の摩擦係数μが小さくなることにより路面との滑りが大きくなって、リバーウェアがより発生しやすくなる。

そこで、本発明の目的は、ｔａｎδが小さいトレッドゴムを用いた場合に発生しやすいリバーウェアの発生を抑制した空気入りタイヤ、特にリブパターンを有する空気入りタイヤを提供することにある。

本発明の要旨は、以下のとおりである。
（１）タイヤのトレッド部を、タイヤ赤道に沿って延びる少なくとも１本の周方向溝により複数の陸部に区画した空気入りタイヤであって、
前記トレッド部の少なくとも表面のゴムのｔａｎδが０．０２以上０．２以下であり、
前記周方向溝のタイヤ幅方向外側の溝壁角度が、前記周方向溝のタイヤ幅方向内側の溝壁角度より大きく、
前記陸部にタイヤ赤道を横切る向きに延びる複数のサイプを有し、かつ、前記周方向溝に隣接するタイヤ幅方向外側の陸部の端部に配置されたサイプの長さが、前記周方向溝に隣接するタイヤ幅方向内側の陸部の端部に配置されたサイプの長さより長い、
ことを特徴とする空気入りタイヤ。

周方向溝の溝壁角度とは、周方向溝に隣接する陸部の陸部端におけるトレッド表面に対する法線と溝壁とのなす角度である。

（２）前記周方向溝のタイヤ幅方向外側の溝壁角度と、前記周方向溝のタイヤ幅方向内側の溝壁角度との差が、５°以上１０°以下であることを特徴とする上記（１）に記載の空気入りタイヤ。

（３）前記周方向溝に隣接するタイヤ幅方向外側の陸部の端部に配置されたサイプの長さと、前記周方向溝に隣接するタイヤ幅方向内側の陸部の端部に配置されたサイプの長さとの差が、０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の空気入りタイヤ。

（４）前記周方向溝が複数本であり、
前記複数の周方向溝のうちタイヤ幅方向最外側に配置された最外側周方向溝のタイヤ幅方向外側の溝壁角度が、前記最外側周方向溝のタイヤ幅方向内側の溝壁角度より大きく、
前記最外側周方向溝に隣接するタイヤ幅方向外側のリブの端部に配置されたサイプの長さが、前記最外側周方向溝に隣接するタイヤ幅方向内側のリブの端部に配置されたサイプの長さより長い、
ことを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

本発明によれば、ｔａｎδが低いトレッドゴムを採用して転がり抵抗を低減するとともに、特にｔａｎδが低いトレッド部を有するタイヤにおいて顕著であるリバーウェアの発生を抑制した空気入りタイヤを提供することができる。

以下、本発明の空気入りタイヤの実施形態を、図面を参照して詳しく説明する。
図１は、本発明に従う空気入りタイヤのトレッドパターンの一部を示したものである。図１に示すトレッド部１を有する空気入りタイヤは、トレッド部１に、タイヤ周方向Ｃに延びる少なくとも１本の周方向溝、図示例では、タイヤ赤道ＣＬ上に位置する１本の中央周方向溝２ａと、この中央周方向溝２ａと両トレッド端４ａ、４ｂとの間にそれぞれ位置する一対の側方周方向溝２ｂ、２ｃの計３本を配設している。これらの周方向溝により、複数列の陸部、図示例では４列のリブ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを区画形成する。
リブ３ｂ、３ｃには、中央周方向溝２ａからタイヤ周方向Ｃと交差する方向に延びる多数本の横溝７ａ、７ｂと、この横溝７ａ、７ｂに連通しタイヤ周方向Ｃに延びる第１細溝部８ａ、８ｃと、第１細溝部８ａ、８ｃに連通する横サイプ１０ｂ、１０ｄと、この横サイプ１０ｂ、１０ｄに連通しタイヤ周方向Ｃに延びる第２細溝部８ｂ、８ｄと、この第２細溝部８ｂ、８ｄと横溝７ａ、７ｂとに連通する横サイプ１０ａ、１０ｃと、を設けている。上記の構成により、偏摩耗を抑制しつつ排水性能の向上を図ることができる。
また、リブ３の端部に、周方向溝２からタイヤ赤道ＣＬを横切る向きに延びる一端開口サイプ１５を設けている。この一端開口サイプ１５は、周方向溝３に対して傾斜して延びると、リブ３に鋭角部分を形成することとなり、この鋭角部分が偏摩耗の起点となるため、略タイヤ幅方向に延びることが好ましい。
なお、この発明では、トレッド部１の構成に特徴があるため、トレッド部１以外の他のタイヤ構造については公知の構造でよいので説明を省略する。

ここで、トレッド部１の少なくとも表面のゴムのｔａｎδが０．０２以上０．２以下であることが肝要である。上述したとおり、トレッド部１のゴムのｔａｎδが小さいタイヤを用いることで、タイヤの転がり抵抗を低減することができ、このタイヤが装着された車両の低燃費化に寄与することができる。
トレッド部１のゴムのｔａｎδが０．０２未満の場合、ドライ路面やウエット路面上での摩擦係数が低くなりすぎて、制動性および駆動性が悪化するおそれがある。一方、トレッド部１のゴムのｔａｎδが０．２を超える場合、タイヤの転がり抵抗を低減の効果が十分に得られない可能性がある。

小型トラック用のリブパターンを有するタイヤでは、側方周方向溝内側（タイヤ赤道ＣＬ側）の陸部の接地圧が同外側（トレッド端４ａ、４ｂ側）の陸部の接地圧と比較して低くなる傾向があり、陸部の接地圧が低くなるとタイヤ周方向に滑りやすくなる。その結果、側方周方向溝内側の陸部にリバーウェアが発生する。それゆえ、側方周方向溝内側の陸部の接地圧を高めるために、図２（ａ）に示すように、側方周方向溝２ｂのタイヤ幅方向外側の溝壁２ｂｈ_１の溝壁角度θ_１を、側方周方向溝２ｂのタイヤ幅方向内側の溝壁２ｂｈ_２の溝壁角度θ_２より大きくすることが肝要である。これにより、リブ３ｂの端部における接地圧が高くなり、リバーウェアの発生が抑制される。
溝壁角度が小さい陸部の接地圧が高くなるのは、いわゆるクラッシングによるものである。すなわち、タイヤの負荷転動時に、接地面内にあるトレッド部１の陸部は、タイヤ径方向に圧縮されてタイヤ軸方向に膨出するところ、溝壁角度が小さい陸部はその膨出量が大きく、その影響により陸部端の接地圧が高くなる。

また、側方周方向溝２ｂの両側のリブ３ａ、３ｂの接地圧をコントロールするために、リブ３ｂの端部を削り、リブ３ｂの接地圧を低下させる方法がある。しかし、この方法を用いると、この端部が径差に起因した滑りが発生する核となり、リバーウェア段差を助長してしまうため、本発明には用いていない。

ところが、溝壁角度の小さい陸部は、溝壁角度の大きい陸部と比較すると、タイヤ周方向の剛性が小さいため、走行時には、トレッド部表面の動きが大きくなる。その結果、上述したような、溝壁角度の小さい陸部の接地圧を高めた効果が十分に発揮されないことが分かった。そこで、接地圧を高めた効果を十分に出すために、図２（ｂ）に示すように、側方周方向溝２ｂに隣接するタイヤ幅方向外側の陸部であるリブ３ａの端部に配置されたサイプ１５ｓ_１の長さを、側方周方向溝２ｂに隣接するタイヤ幅方向内側の陸部であるリブ３ｂの端部に配置されたサイプ１５ｓ_２の長さより長くすることが肝要である。これにより陸部の周方向の剛性を最適化することができる。

なお、サイプ１５ｓ_１、１５ｓ_２の長さによる調整の他に、サイプ１５ｓ_１、１５ｓ_２の深さ、サイプ１５ｓ_１、１５ｓ_２の面積（長さ×深さ）、サイプ１５ｓ_１、１５ｓ_２の密度を調整することにより、陸部の周方向剛性を最適化することもできる。サイプ１５ｓ_１、１５ｓ_２の面積により陸部の周方向剛性を調整する場合、サイプ１５ｓ_１の面積をサイプ１５ｓ_２の面積の１．２〜２．０倍にすることが好適である。

また、側方周方向溝２ｂのタイヤ幅方向外側の溝壁２ｂｈ_１の溝壁角度θ_１と、側方周方向溝２ｂのタイヤ幅方向内側の溝壁２ｂｈ_２の溝壁角度θ_２との角度差が５°以上１０°以下であることが好適である。
なぜなら、この角度差が５°未満の場合、側方周方向溝２ｂのタイヤ幅方向内側のリブ３ｂのリブ端の接地圧を十分に高くすることができず、一方角度差が１０°を超えるとタイヤ幅方向外側の溝壁２ｂｈ_２の溝壁角度θ_２が大きくなり過ぎて、リブ３ｂの接地面積を減少させるおそれがあるためである。
なお、溝壁角度は、タイヤの基本的形状から決定されるものとする。

また、側方周方向溝２ｂに隣接するタイヤ幅方向外側の陸部であるリブ３ａの端部に配置されたサイプ１５ｓ_１の長さと、側方周方向溝２ｂに隣接するタイヤ幅方向内側の陸部であるリブ３ｂの端部に配置されたサイプ１５ｓ_２の長さとの差が０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることが好適である。
なぜなら、この長さの差が０．５ｍｍ未満の場合、周方向剛性が十分に最適化できず、１．５ｍｍを超えるとタイヤ幅方向外側の陸部であるリブ３ａの端部の剛性が低くなりすぎ、サイプ１５ｓ_１間にヒールアンドトゥ偏摩耗を生じさせるおそれがあるためである。
なお、サイプの長さは、タイヤの基本的形状から決定されるものとする。

また、複数の周方向溝を有する場合、前記複数の周方向溝のうちタイヤ幅方向最外側に配置された最外側周方向溝（すなわち、ショルダー側の周方向溝）のタイヤ幅方向外側の溝壁角度が、最外側周方向溝のタイヤ幅方向内側の溝壁角度より大きく、かつ、最外側周方向溝に隣接するタイヤ幅方向外側のリブの端部に配置されたサイプの長さが、最外側周方向溝に隣接するタイヤ幅方向内側のリブの端部に配置されたサイプの長さより長いことが好適である。
なぜなら、ショルダー側の陸部は、サイドフォースによる自励摩耗の核がつきやすく、リバーウェアが発生しやすいためである。
なお、１本の周方向溝を有するトレッドパターンの場合でも本発明は有効である。ただし、１本の周方向溝がタイヤ赤道ＣＬ上に配置されている場合は、本発明の課題であるリバーウェアの発生は問題とならないので考慮されない。

次に、タイヤサイズ１９５／８５Ｒ１６１１４／１１２Ｌを有する発明例タイヤ１〜５、従来例タイヤ１、２、および比較例タイヤ１、２を、図１に示すトレッドパターンおよび表１に示す仕様の下に試作し、各供試タイヤを５．５Ｊのリムに組み付けタイヤ車輪とし、内圧６００ｋＰａを負荷した後、正規荷重１１８０ｋｇの条件下で、転がり抵抗およびリバーウェアの評価を行ったので以下に説明する。

ここで、転がり抵抗は、８０ｋｍ／ｈの一定速度でドラム駆動させ、クラッチを切って惰行させ、ドラム速度の低下からタイヤ単体転がり抵抗を測定し、この測定値を指数化した。数値が大きいほど転がり抵抗が大きく、すなわち評価結果が悪いことを表す。

リバーウェア段差は、各供試タイヤを３ｔ積みトラックに装着し、このトラックで５００００ｋｍ、平均速度約６０ｋｍ／ｈで実車走行させ、リバーウェア段差を測定し、従来例１タイヤを基準にリバーウェア段差を指数化した。数値が大きいほどリバーウェア段差が大きく発生していること、すなわち評価結果が悪いことを表す。

表１において、ｔａｎδとはトレッド部表面のゴムのｔａｎδを３０°Ｃにて測定したものである。溝壁角度（外／内）とは、図１において、側方周方向溝２ｂ、２ｃの幅方向外側の溝壁角度／側方周方向溝２ｂ、２ｃの幅方向内側の溝壁角度を表している。同様に、サイプ長（外／内）とは、図１において、側方周方向溝２ｂ、２ｃの幅方向外側のリブ３ａ、３ｄのサイプ長／側方周方向溝２ｂ、２ｃの幅方向内側のリブ３ｂ、３ｃのサイプ長を表している。

ｔａｎδを低下させて転がり抵抗を低減させたことにより増加したリバーウェア段差の発生を溝壁角度およびサイプ長を調整することにより従来例と同等に抑制できたことが分かる。

以上より、転がり抵抗を低減するとともに、リバーウェア偏摩耗の発生を抑制した空気入りタイヤを提供することができる。

本発明に従う空気入りタイヤのトレッドパターンの一部を示す図である。（ａ）は、図１のＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）は図１の円で囲った部分の拡大図である。

符号の説明

１トレッド部
２周方向溝
２ａ中央周方向溝
２ｂ、２ｃ側方周方向溝
３、３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄリブ
７ａ、７ｂ横溝
８ａ、８ｃ第１細溝部
８ｂ、８ｄ第２細溝部
１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ横サイプ
１５、１５ｓ_１、１５ｓ_２一端開口サイプ

Claims

タイヤのトレッド部を、タイヤ赤道に沿って延びる少なくとも１本の周方向溝により複数の陸部に区画した空気入りタイヤであって、
前記トレッド部の少なくとも表面のゴムのｔａｎδが０．０２以上０．２以下であり、
前記周方向溝のタイヤ幅方向外側の溝壁角度が、前記周方向溝のタイヤ幅方向内側の溝壁角度より大きく、
前記陸部にタイヤ赤道を横切る向きに延びる複数のサイプを有し、かつ、前記周方向溝に隣接するタイヤ幅方向外側の陸部の端部に配置されたサイプの長さが、前記周方向溝に隣接するタイヤ幅方向内側の陸部の端部に配置されたサイプの長さより長い、
ことを特徴とする空気入りタイヤ。
前記周方向溝のタイヤ幅方向外側の溝壁角度と、前記周方向溝のタイヤ幅方向内側の溝壁角度との差が、５°以上１０°以下であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記周方向溝に隣接するタイヤ幅方向外側の陸部の端部に配置されたサイプの長さと、前記周方向溝に隣接するタイヤ幅方向内側の陸部の端部に配置されたサイプの長さとの差が、０．５ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
前記周方向溝が複数本であり、
前記複数の周方向溝のうちタイヤ幅方向最外側に配置された最外側周方向溝のタイヤ幅方向外側の溝壁角度が、前記最外側周方向溝のタイヤ幅方向内側の溝壁角度より大きく、
前記最外側周方向溝に隣接するタイヤ幅方向外側のリブの端部に配置されたサイプの長さが、前記最外側周方向溝に隣接するタイヤ幅方向内側のリブの端部に配置されたサイプの長さより長い、
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。