JP5345895B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、複数のブロック列を有する空気入りタイヤ、なかでも小型トラック用タイヤのブロックのヒールアンドトー摩耗を低減させた空気入りタイヤに関するものである。

空気入りタイヤでは、トレッド踏面に、トレッド周方向に沿って延びる周溝とトレッド幅方向に延びる横溝とを配設することにより、周溝によってタイヤの前後方向の排水を、また、横溝によってタイヤ側方への排水を、それぞれ行わせて、排水性と、操縦安定性とをうまく両立させることができる。

しかしながら、このようなタイヤは一般に、タイヤの負荷転動に当たって、ブロックが過剰に変形することで、ブロックの蹴出側部分の剛性低下に起因して、タイヤの転動によって、ブロックの、その蹴出側部分が早期に摩耗するヒールアンドトー摩耗が発生するおそれがあった。

これがため、例えば、特許文献１には、トレッド周方向に並ぶブロック列の横溝内に底上げ部を設けるとともに、この底上げ部の表面にトレッド周方向に沿って少なくとも１本の細溝とこの細溝に区分された細リブを形成して、ブロックのトレッド周方向の曲げ剛性を高めながらタイヤ摩耗末期までブロックにエッジを残存させて、ヒールアンドトー摩耗を有効に抑制しながらタイヤ摩耗末期まで良好な駆動性および制動性のトラクション性能を維持する技術が記載されている。

しかるに、従来の小型トラックタイヤでは、特にトレッド踏面の平均接地圧よりも接地圧の低い領域、なかでも特に１／４領域内に位置するブロック列のブロックの蹴出側部分が路面に摺れることで、その蹴出側部分が踏込側部分に比して早期に摩耗するヒールアンドトー摩耗が発生するおそれがあり、このことは、複数のブロック列の内、特に路面に対する接地圧が小さいブロック列において特に重大であった。

また、特許文献１に記載の技術では、ヒールアンドトー摩耗を有効に低減できるものの、前記底上げ部によって横溝の深さが浅くなるため、小型トラック用タイヤの重要性能である浅雪時などでの、雪上トラクション性能が低下し、かつ、摩耗が進むと底上げ部が接地するようになり、ブロックエッヂが減少して、浅雪時などのトラクション性能はさらに悪化するおそれがあった。

特開平６−１７１３１８号公報

ところで、発明者は、タイヤのヒールアンドトー摩耗に関して、図４（ａ）、（ｂ）に示すようなトレッドパターンの小型トラック用のタイヤの、負荷転動時のトレッド幅方向の接地圧分布を求めたところ図４（ｃ）、（ｄ）に示すように、トレッド踏面の１／４の領域付近は接地圧がその周囲よりも低いため、その領域のトレッドゴムの撓み変形量が小さくなり、ブロックの蹴出側部分に、タイヤの回転方向と反対方向の滑りが起きやすいとの知見を得た。

すなわち、図４（ａ）、（ｂ）に示すような空気入りタイヤは、タイヤ負荷転動時に、タイヤ赤道面から、トレッド踏面幅の１／４の領域の接地圧がその周囲よりも低くなることにより、図４（ｅ）、（ｆ）の実線および点線に示すように、センター部と１／４領域付近に径差が生じて、１／４領域付近のトレッドゴムが過剰に倒れ込み変形する。この結果、１／４領域付近のトレッドゴムの剪断変形が大きくなり、タイヤ回転方向と反対方向のトレッド路面に対する滑り現象が発生して、ブロックの偏摩耗量が増加する。

したがって、１／４領域付近の蹴出時のゴム変形をタイヤ回転方向と同じ方向に変形することができれば、タイヤ回転方向と反対方向の滑りを抑制でき、その結果、その領域でのヒールアンドトー摩耗を低減させることができることを見出した。

そこで、この発明の空気入りタイヤでは、トレッド踏面に、トレッド周方向に延びる二本以上の周溝と、これら周溝に交差してトレッド幅方向に延びる複数本の横溝とを配設することにより複数のブロック列を区画してなるものであって、タイヤ負荷転動時に、トレッド踏面の接地圧が平均接地圧より小さくなる領域で、ブロックのトレッド周方向の中央部に、トレッド踏面の展開平面視で、トレッド幅方向断面の長さが、そのブロックのトレッド周方向両端部から中央部にわたって減少した凹部を形成し、タイヤ負荷転動時に、トレッド踏面の接地圧が平均接地圧より大きくなる領域で、ブロックのトレッド周方向の中央部に、トレッド踏面の展開平面視で、トレッド幅方向断面の長さが、そのブロックのトレッド周方向両端部から中央部にわたって増加した凸部を形成してなることを特徴とするものである。

ここで、「平均接地圧」とは、荷重を接地面積で割って算出したトレッド踏面内の平均的な接地圧をいうものとする。
「ブロックの中央部」とは、ブロックのトレッド周方向中央位置からブロック両端に延び、ブロックのトレッド周方向長さの５〜３０％の範囲の領域をいうものとする。

このようなタイヤにおいてより好ましくは、前記凹部をトレッド踏面幅の１／４の領域に存在するブロックに形成する。
「トレッド踏面の１／４領域内」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会） ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ、欧州ではＥＴＲＴＯ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｙｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｏｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎ） ＳＴＡＮＤＡＲＤＳ ＭＡＮＵＡＬ、米国ではＴＲＡ（ＴＨＥ ＴＩＲＥ ａｎｄ ＲＩＭ ＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮ ＩＮＣ．）ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ等に規定されたリムに、タイヤを組み付けて、ＪＡＴＭＡ等の規格にタイヤサイズに応じて規定された、最高空気圧を充填した状態で、トレッド幅方向で測定した範囲をいうものとする。

また好ましくは、前記凹部は、この凹部を設けたブロックのトレッド幅方向長さｗ _１ に対する、トレッド周方向両端部と中央部との間のトレッド幅方向長さｄ _１ の比ｄ _１ ／ｗ _１ が０．１４〜０．３２の範囲で、トレッド周方向両端部から中央部にわたって減少する。

好ましくは、前記凸部をトレッド踏面のタイヤ赤道面付近に存在するブロックに形成する。
ここで、「タイヤ赤道面付近」とは、タイヤ赤道面からトレッド幅の１／８〜３／１６の範囲をいうものとする。

そして好ましくは、前記凸部は、この凸部を設けたブロックのトレッド幅方向長さｗ _２ に対する、トレッド周方向両端部と中央部との間のトレッド幅方向長さｄ _２ の比ｄ _２ ／ｗ _２ が、０．２０〜０．８７の範囲で、トレッド周方向両端部から中央部にわたって増加する。

この発明の空気入りタイヤでは、タイヤ負荷転動時に、トレッド踏面の接地圧が平均接地圧より小さくなる領域で、ブロックのトレッド周方向の中央部に、トレッド踏面の展開平面視で、トレッド幅方向断面の長さが、そのブロックのトレッド周方向両端部から中央部にわたって減少した凹部を形成することで、図１にタイヤ回転方向に対するブロックの接地形状の様子を示すように、トレッド踏面の接地圧が平均接地圧より小さくなる領域に、図１（ａ）に示すような形状のブロックを配置することになる。図１（ａ）に示すような形状のブロックは、撓んだブロックの側壁は、ゴムの非圧縮性により側壁と垂直方向に膨出するが、図１（ｂ）（ｃ）に示すような従来のブロック形状に比べて、蹴出時に、ブロック側壁はタイヤ回転方向と同じ方向に膨出することになるとともに、そのブロックの中央部分に位置するゴム領域もタイヤ回転方向に変形し、タイヤ回転方向と反対方向の滑りが起き難くなるため、蹴出時に回転方向と同方向にブロックを滑らせることができる。その結果、トレッド踏面の接地圧が平均接地圧より小さくなる領域でのトレッドゴムの撓みが小さくても、その滑りが起きにくくなり滑り摩耗を低減することができる。

また、本発明では、溝の底上げ等を行わないため、溝深さを変えずに、新品時から摩耗時までトラクション性能を維持しつつ、ブロックの偏摩耗を抑制することができる。

（ａ）本発明の空気入りタイヤの一の実施形態を示すブロック形状と、タイヤ負荷転動時のタイヤ周方向断面形状を示す図と、その拡大図、（ｂ）一の実施形態を示すブロック形状と、タイヤ負荷転動時のタイヤ周方向断面形状を示す図と、その拡大図、（ｃ）従来の空気入りタイヤのブロック形状と、タイヤ負荷転動時のタイヤ周方向断面形状を示す図と、その拡大図である。 本発明の空気入りタイヤの一の実施形態を示すトレッドパターンの部分展開図である。 本発明の空気入りタイヤの他の実施形態を示すトレッドパターンの部分展開図である。 （ａ）従来の空気入りタイヤのトレッドパターンの部分展開図、（ｂ）従来の空気入りタイヤのトレッドパターンの部分展開図、（ｃ）（ａ）に示すトレッドパターンの負荷転動時のトレッド幅方向の接地圧分布を示す図、（ｄ）（ｂ）に示すトレッドパターンの負荷転動時のトレッド幅方向の接地圧分布を示す図、（ｅ）（ａ）に示すトレッドパターンの、タイヤ負荷転動時のタイヤ周方向断面形状を示す図、（ｆ）（ｂ）に示すトレッドパターンの、タイヤ負荷転動時のタイヤ周方向断面形状を示す図である。 従来の空気入りタイヤを示すトレッドパターンの部分展開図である。 従来の空気入りタイヤを示すトレッドパターンの部分展開図である。 本発明の空気入りタイヤの他の実施形態を示すトレッドパターンの部分展開図である。 本発明の空気入りタイヤの他の実施形態を示すトレッドパターンの部分展開図である。 本発明の空気入りタイヤの他の実施形態を示すトレッドパターンの部分展開図である。 従来の空気入りタイヤを示すトレッドパターンの部分展開図である。 本発明の空気入りタイヤの他の実施形態を示すトレッドパターンの部分展開図である。 本発明の空気入りタイヤの実施形態を示すトレッド部の一部の幅方向断面図である。

以下に、図面を参照しながら本発明の空気入りタイヤを詳細に説明する。
図２は、本発明の空気入りタイヤの一の実施形態を示すトレッドパターンの部分展開図である。
タイヤ内部の補強構造は、一般的なラジアルタイヤまたはバイアスタイヤのそれと同様であるので、図示を省略する。

図２に示す符号１はトレッド踏面の全体を示し、このトレッド踏面１には、トレッド周方向に延在する複数本の周溝、図ではタイヤ赤道線付近にジグザグ状に一本のセンター周溝２と、このセンター周溝２のそれぞれの側部に隣接する、溝幅が比較的広い幅である広幅部と、溝幅が比較的狭い幅の狭幅部とを交互に連結した延在形状を有するセカンド周溝３と、これらのセカンド周溝３のそれぞれの側部に隣接するジグザグ状にショルダー周溝４とを配設する。
相互に隣り合う二本の周溝間、図ではセンター周溝２とセカンド周溝３との間にセンター陸部５を、セカンド周溝３とショルダー周溝３との間にセカンド陸部６をそれぞれ区画し、そして、ショルダー周溝３とトレッド側縁との間にそれぞれのショルダー陸部７を区画する。

センター陸部５には、センター陸部５を横切って、トレッド幅方向に延在してそれぞれのセンター周溝２からセカンド周溝３に開口する横溝８によって複数のセンターブロック９を、略六角形状に区画する。

セカンド陸部６には、セカンド陸部６を横切って、トレッド幅方向に延在してそれぞれのセカンド周溝３からショルダー周溝３に開口する横溝１０によって複数のセカンドブロック１１を、略六角形状に区画する。

ショルダー陸部７には、ショルダー陸部７を横切って、トレッド幅方向に延在してそれぞれのショルダー周溝３からトレッド接地端に延在する横溝１２によって複数のショルダーブロック１３を、略五角形状に区画する。

そしてこの空気入りタイヤではさらに、タイヤ負荷転動時に、トレッド踏面の接地圧が平均接地圧より小さくなる領域、図ではセカンドブロック１１のトレッド周方向の中央部に、トレッド踏面の展開平面視で、トレッド幅方向断面の長さが、そのブロックのトレッド周方向両端部から中央部にわたって減少した凹部１１ａを形成する。

ここで、それぞれのセンター周溝２は、例えば、溝幅を２〜５ｍｍ、溝深さを８〜１５ｍｍの範囲の範囲とし、セカンド周溝３は、例えば、溝幅を７〜１０ｍｍの範囲とし、ショルダー周溝４は、例えば、溝幅を３〜９ｍｍの範囲とし、横溝８，１０，１２は、例えば、溝幅を２〜２５ｍｍ、溝深さを８〜１５ｍｍ、溝の延在長さを１３〜２３ｍｍの範囲の範囲とすることができる。

この空気入りタイヤにおいて好ましくは、タイヤ負荷転動時に、トレッド踏面の接地圧が平均接地圧より大きくなる領域、図ではセンターブロック９のトレッド周方向の中央部に、トレッド踏面の展開平面視で、トレッド幅方向断面の長さが、そのブロックのトレッド周方向両端部から中央部にわたって増加した凸部９ｂを形成する。

このような構成により、トレッド踏面の滑り摩耗が発生し易い蹴出時では、トレッド部がベルトによって路面に対し斜めに押し付けられるため、ブロックの中央部に圧縮応力が集中して、図１（ｂ）に示すように、ブロックの中央部のゴムが蹴出側部分から踏込側部分に向かって変形しようとする力が発生しても、ブロックの蹴出側部分のトレッド周方向に対して傾斜するブロックの側壁が法線方向に膨出しようとする力が発生するので、その力がブロックの中央部のゴムが蹴出側部分から踏込側部分に向かって変形しようとする力に抗することから、ブロックの過剰な変形を抑制して、タイヤの負荷転動にトレッド踏面で発生する力および、ブロックの滑り摩耗を低減することができる。

なお、トレッド幅方向に隣接するセンターブロック９は、トレッド周方向に半ピッチずれて配設されていることが好ましく、この構成により、タイヤ負荷転動時に、倒れ込み変形する変形力をトレッド幅方向に隣接するブロックに有効に伝達することができるので、トレッド部の単位面積あたりの駆動力負担を低下させて、ブロックの路面に対する滑り現象に起因した偏摩耗を低減することができる。

図３は、本発明の空気入りタイヤの他の実施形態を示すトレッドパターンの部分展開図である。
図中２１はトレッド踏面の全体を示し、このトレッド踏面２１には、トレッド周方向に延在する複数本の周溝、図ではタイヤ赤道線付近にジグザグ状に一本のセンター周溝２２と、このセンター周溝２２のそれぞれの側部に隣接する、ジグザグ状にショルダー周溝２４とを配設する。
相互に隣り合う二本の周溝間、図ではセンター周溝２２とショルダー周溝２４との間にセンター陸部２５を、ショルダー周溝２４とトレッド側縁との間にそれぞれのショルダー陸部２７を区画する。

センター陸部２５には、センター陸部２５を横切って、トレッド幅方向に延在してそれぞれのセンター周溝２２からショルダー周溝２４に開口する横溝２８によって複数のセンターブロック２９を、略六角形状に区画する。

ショルダー陸部２７には、ショルダー陸部２７を横切って、トレッド幅方向に延在してそれぞれのショルダー周溝２４からトレッド接地端に延在する横溝３２によって複数のショルダーブロック３３を略五角形状に区画する。

そしてこの空気入りタイヤではさらに、トレッド踏面の接地圧が平均接地圧より小さくなる領域、図ではセンターブロック２９のトレッド幅方向外側の、トレッド周方向の中央部に、トレッド踏面の展開平面視で、トレッド幅方向断面の長さが、そのブロックのトレッド周方向両端部から中央部にわたって減少した凹部２９ａを形成するとともに、トレッド踏面の接地圧が平均接地圧より大きくなる領域、図ではセンターブロック２９のトレッド幅方向内側の、トレッド周方向の中央部に、トレッド踏面の展開平面視で、トレッド幅方向断面の長さが、そのブロックのトレッド周方向両端部から中央部にわたって増加した凸部２９ｂを形成する。

この実施形態では、センターブロック２９が、平均接地圧よりも低い部分と高い部分に跨る場合には、そのセンターブロック２９の、平均接地圧よりも低い部分に凹部２９ａを、平均接地圧よりも高い部分に凸部２９ｂの形状を組み合わせることになり、それら領域の耐偏摩耗および耐摩耗性を両立させることができる。

ここで、それぞれのセンター周溝２２は、例えば、溝幅を９〜１２ｍｍ、溝深さを６〜１０ｍｍの範囲の範囲とし、ショルダー周溝２４は、例えば、溝幅を１０〜１４ｍｍの範囲とし、横溝２８，３２は、例えば、溝幅を２〜４ｍｍ、溝深さを８〜１４ｍｍ、溝の延在長さを２５〜３０ｍｍの範囲の範囲とすることができる。

ところで、このような空気入りタイヤにおいて、凹部１１ａ，２９ａは、トレッド踏面幅の１／４の領域に存在するブロックに形成することが好ましく、この範囲は小型トラックタイヤ等では、トレッド踏面の平均接地圧よりも接地圧の低い領域となる傾向がある。

好ましくは、凸部９ｂ，２９ｂを、トレッド踏面のタイヤ赤道面付近に存在するブロックに形成し、この範囲は小型トラックタイヤ等では、トレッド踏面の平均接地圧よりも接地圧の低い領域となる傾向がある。

また好ましくは、凹部１１ａ，２９ａは、この凹部を設けたブロックのトレッド幅方向長さｗ _１ に対する、トレッド周方向両端部と中央部との間のトレッド幅方向長さｄ _１ の比ｄ _１ ／ｗ _１ が０．１４〜０．３２の範囲で、トレッド周方向両端部から中央部にわたって減少する。

ｄ _１ ／ｗ _１ が０．１４未満では、凹部を設けたブロックの変形が小さくなり、タイヤ回転方向と反対方向の滑りを抑制する効果が小さくなるおそれがあり、一方、ｄ _１ ／ｗ _１ が０．３２を超えると、ブロック端部が細くなり剛性が低下し、また凹部の頂点間の幅が狭くなり剛性が低下するため、ブロック変形が大きくなり滑りも大きくなる傾向がある。

そしてまた好ましくは、凸部９ｂ，２９ｂは、ブロックのトレッド幅方向長さｗ _２ に対する、トレッド周方向両端部と中央部との間のトレッド幅方向長さｄ _２ の比ｄ _２ ／ｗ _２ が、０．２０〜０．８７の範囲で、トレッド周方向両端部から中央部にわたって増加する。

ｄ _２ ／ｗ _２ が０．２０未満では、ブロックの蹴出側部分のトレッド周方向に対して傾斜するブロックの側壁が法線方向に膨出しようとする力が発生する効果が小さくなり、タイヤ回転方向と同方向の滑り抑制効果が小さくなるおそれがあり、一方、ｄ _２ ／ｗ _２ が０．８７を超えると、ブロック端部が細くなりタイヤ蹴出時の変形が大きくなりすべりが大きくなる傾向がある。

なお、１／４領域位置する部分以外であっても、平均接地圧よりも接地圧が低い部分であれば、トレッド幅方向断面の長さが、そのブロックのトレッド周方向両端部から中央部にわたって減少した凹部を設けることで、その領域の耐偏摩耗性の低下を防ぐことができる。また、凸部は、ブロックのトレッド周方向の片側のみに設けた方向性パターンとすることもできる。

次に、図１２に示すような構造を有する、１９５／８５Ｒ１６のサイズのタイヤを試作し、それぞれの諸元を変化させた実施例タイヤ１〜２および、比較例タイヤ１〜５とのそれぞれにつき、耐偏摩耗性およびトラクション性能を評価した。
なお、比較例タイヤでは、他の構成は実施例タイヤに準ずるものとした。

（耐偏摩耗性）
実施例タイヤ１〜２および、比較例タイヤ１〜５のそれぞれを、リムサイズ５．５Ｊ×１６のリムに装着し、内圧を６００ｋＰａ、負荷質量１０１０ｋｇｆとし、一般道１５０００ｋｍを走行し、センター陸部と１／４領域との摩耗量差を評価し、その結果を表２,３に示す。
なお、表中の値は、数値が小さいほど、摩耗量差が小さく１／４領域の耐偏摩耗性能が優れていることを示す。

（トラクション性能）
実施例タイヤ１〜２および、比較例タイヤ１〜５のそれぞれを、リムサイズ５．５Ｊ×１６のリムに装着し、内圧を６００ｋＰａ、負荷質量１０１０ｋｇｆとし、雪路のテストコースで、テストドライバーによるフィーリングテストを実施し、その結果を表２,３に示す。
従来例タイヤを１００とし、指数が大きいほど、雪上トラクション性能が良好なことを示す。

表の結果から、実施例タイヤ１〜２及び比較例タイヤ１〜２は、比較例タイヤ３〜５に対して、耐偏摩耗性およびトラクション性能を向上することができた。

１，２１ トレッド踏面
２，２２ センター周溝
３ セカンド周溝
４，２４ ショルダー周溝
５，２５ センター陸部
６ セカンド陸部
７，２７ ショルダー陸部
８，１０，１２，２８ 横溝
９，２９ センターブロック
９ｂ，２９ｂ 凸部
１１ セカンドブロック
１１ａ，２９ａ 凹部
１３，３３ ショルダーブロック

Claims (5)

1. トレッド踏面に、トレッド周方向に延びる二本以上の周溝と、これら周溝に交差してトレッド幅方向に延びる複数本の横溝とを配設することにより複数のブロック列を区画してなる空気入りタイヤにおいて、
   タイヤ負荷転動時に、トレッド踏面の接地圧が平均接地圧より小さくなる領域で、ブロックのトレッド周方向の中央部に、トレッド踏面の展開平面視で、トレッド幅方向断面の長さが、そのブロックのトレッド周方向両端部から中央部にわたって減少した凹部を形成し、タイヤ負荷転動時に、トレッド踏面の接地圧が平均接地圧より大きくなる領域で、ブロックのトレッド周方向の中央部に、トレッド踏面の展開平面視で、トレッド幅方向断面の長さが、そのブロックのトレッド周方向両端部から中央部にわたって増加した凸部を形成してなることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記凹部を、トレッド踏面幅の１／４の領域に存在するブロックに形成してなる請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記凹部は、この凹部を設けたブロックのトレッド幅方向長さｗ _１ に対する、トレッド周方向両端部と中央部との間のトレッド幅方向長さｄ _１ の比ｄ _１ ／ｗ _１ が０．１４〜０．３２の範囲で、トレッド周方向両端部から中央部にわたって減少してなる請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記凸部を、トレッド踏面のタイヤ赤道面付近に存在するブロックに形成してなる請求項１から３のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記凸部は、この凸部を設けたブロックのトレッド幅方向長さｗ _２ に対する、トレッド周方向両端部と中央部との間のトレッド幅方向長さｄ _２ の比ｄ _２ ／ｗ _２ が、０．２０〜０．８７の範囲で、トレッド周方向両端部から中央部にわたって増加してなる請求項１から４のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。

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