JP5363896B2

JP5363896B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP5363896B2
Application number: JP2009172411A
Authority: JP
Inventors: 淳一郎和田; 泰広浜田; 達也冨田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2009-07-23
Filing date: 2009-07-23
Publication date: 2013-12-11
Anticipated expiration: 2029-07-23
Also published as: JP2011025797A

Description

本発明は、空気入りタイヤ、特には、ブロック群を設けた空気入りタイヤの摩耗を低減させた技術を提案するものである。

従来の空気入りタイヤでは、例えば特許文献１に記載のように、トレッド部が広幅の環状窪みによって軸方向に分離された左右踏部から成り、上記踏部は実質上、狭幅溝によって仕切られた六角形陸部の組合わせ配列によって形成して、種々の走行状態を通じ接地面において作用するあらゆる方向の力に対し、偏った陸部の過大変形を低減する技術が提案されている。

しかるに、このようなタイヤは一般に、周溝（環状窪み）に隣接する領域は接地圧が高く、かつ、特に横力の負荷を受ける領域であるため、ブロック間の拘束力が弱く、隣接する小ブロックは倒れこみ変形が大きくなり、そのブロックの縁部に偏摩耗が発生してしまうおそれがあった。

特開平８−２９５１０４号公報

そこで、本発明は、特に、トレッド周方向に延在する周溝に隣接する領域に位置するブロック群の摩耗を低減させた空気入りタイヤを提供することにある。

この発明の空気入りタイヤは、トレッド踏面に複数本の周溝を配設し、周溝間でリブ状陸部を区画してなるものであって、リブ状陸部の内部に、トレッド周方向にジグザグ状に延在する複数のジグザグ溝と、相互に隣り合う当該ジグザグ溝に開口する横溝とによって区画される多数のブロックをトレッド周方向に連続で設け、リブ状陸部の内部の、ブロックをトレッド周方向に千鳥状に配置してなることを特徴とするものである。

ここで、「周溝」は直線状の形態のみならず、ジグザグ形状、波線形状、湾曲形状、クランク状等の主溝の形態で延在させることもできる。
リブ状陸部の内部のブロックは、一列または複数のブロック列とすることができ、そのブロックの形状は、多角形状のみならず、円形状とすることもできる。

このようなタイヤにおいてより好ましくは、リブ状陸部に、周溝に向かって陸部高さが漸減する面取り部を設ける。

そしてまた好ましくは、リブ状陸部に周溝とブロックを区画する溝に対して開口する細溝を有する。
ここで、「細溝」とは、タイヤ転動時の接地面内で対向溝壁が相互に接触する溝をいうものとする。

ところで、最大溝幅の周溝のトレッド踏面に対する傾斜角度を、最小溝幅の周溝のトレッド踏面に対する傾斜角度より大きくすることが好ましい。
また好ましくは、タイヤの回転方向を示す模様をタイヤ表面に記されている場合には、車両装着内側に最大溝幅の周溝を配置する。

そしてまた好ましくは、ブロック一個分のトレッド周方向長さと、当該ブロックのトレッド周方向に隣接する溝一本分のトレッド周方向長さとを加算したものをブロックの基準ピッチ長さとし、前記ブロックからなるブロック群の基準ピッチ長さをＰ（ｍｍ）、ブロック群の幅をＷ（ｍｍ）としたとき、前記基準ピッチ長さＰと幅Ｗとで区画される、ブロック群の基準区域内に存在するブロックの個数をａ（個）、基準区域内のネガティブ率をＮ（％）とし、

で与えられる、ブロック群の単位実接地面積当たりのブロック個数密度Ｓを０．００３〜０．０４個／ｍｍ^２の範囲内とする。

ここで、「ブロックの基準ピッチ長さ」とは、ブロック群を構成する一つのブロック列におけるブロックの繰り返し模様の最小単位を指すものとし、ブロック一個分のトレッド周方向長さと、このブロックのトレッド周方向に隣接する溝一本分のトレッド周方向長さとを加算したものをブロックの基準ピッチ長さとする。
なお、「ブロック群の基準区域内のブロックの個数ａ」は、ブロックが基準区域の内外に跨って存在し、一個として数えることができない場合は、ブロックの表面積に対する、基準区域内に残ったブロックの残存面積の比率を用いて数え、例えば、基準区域の内外に跨り、基準区域内にその半分しか存在しないブロックの場合は、１／２個と数えるものとする。

「ブロック群の幅Ｗ」とは、ブロックを密集配置してなるブロック群のトレッド幅方向長さを指し、例えばブロック群がトレッド全体に存在する場合は、トレッド接地幅をいうものとする。
ブロック群の「実接地面積」とは、ブロック群の基準区域内にある全ブロックの総表面積（周溝分を除いた面積）をいうものとし、すなわち、基準ピッチ長さＰと幅Ｗとの積で規定される、上記基準区域の面積から個々のブロックを区画している溝の面積を減算した面積をいうものとする。

上記長さ等は、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）ＹＥＡＲＢＯＯＫ、欧州ではＥＴＲＴＯ（ＥｕｒｏｐｅａｎＴｙｒｅａｎｄＲｉｍＴｅｃｈｎｉｃａｌＯｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎ）ＳＴＡＮＤＡＲＤＳＭＡＮＵＡＬ、米国ではＴＲＡ（ＴＨＥＴＩＲＥａｎｄＲＩＭＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮＩＮＣ．）ＹＥＡＲＢＯＯＫ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、測定したものとする。

この発明の空気入りタイヤでは、リブ状陸部の内部に、多数のブロックをトレッド周方向に連続で設けることで、接地時に、それぞれのリブ状陸部が接地面に対して均一に接地するように変形するため、リブ状陸部に均一な接地反力がかかるようになり、局所的な摩耗が抑制されて均一な摩耗となることで、リブ状陸部全体の摩耗を高めることができる。
また、この構成により、リブ状陸部全体の領域の剛性を確保して、その領域への接地圧および横力に対抗することで、ブロックへの摩耗を低減することができる。

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。（ａ）は図１のＡ−Ａ切断部の拡大端面図であり、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ切断部の拡大端面図である。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１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り、図２（ａ）は図１のＡ−Ａ切断部の拡大端面図であり、（ｂ）は図１のＢ−Ｂ切断部の拡大端面図を示す図である。
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。

図中１はトレッド踏面を示し、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、図では左側に直線状の広幅周溝２と、右側に直線状の狭幅周溝３に二本の周溝を配設する。
相互に隣り合う二本の周溝間、図ではタイヤ赤道線付近にセンターリブ状陸部４を区画し、そして、周溝２，３とトレッド側縁との間にそれぞれのショルダーリブ状陸部５を区画する。

センターリブ状陸部４の内部に、トレッド周方向にジグザグ状に延在する三本のジグザグ溝６と、相互に隣り合うジグザグ溝６に開口する横溝７によって、図では二列のブロック列を区画し、このブロック列は八角形状の複数のセンターブロック８で形成する。
ここでは、それぞれのブロック８をトレッド周方向に千鳥状に配置する。
好ましくは、センターリブ状陸部４には周溝に開口する細溝９を配設する。

また、ショルダーリブ状陸部５の内部に、トレッド周方向にジグザグ状に延在する二本のジグザグ溝１０と、相互に隣り合うジグザグ溝１０およびトレッド側縁に開口する横溝１１によって、図では二列のブロック列を区画し、このブロック列は、ショルダー領域の中央に八角形状の第一ショルダーブロック１２と、このブロック１２のトレッド幅方向外側に縦長の第二ショルダーブロック１３で形成する。第二ショルダーブロック１３にはジグザグ溝１０とトレッド側縁に開口する二本のサイプ１４を配設する。
好ましくは、ショルダーリブ状陸部５には周溝に開口する細溝１５を配設する。

そしてこの空気入りタイヤでは、センターリブ状陸部４およびショルダーリブ状陸部５の内部に、多数のセンターブロック8とショルダーブロックをトレッド周方向に連続で設ける。

ここで、それぞれのジグザグ溝６，１０および横溝７，１１は、溝幅を１．２〜１０ｍｍ、溝深さを２〜１１ｍｍの範囲とし、細溝９，１５は、例えば、溝幅を０．１〜１．２ｍｍ、溝深さを１〜１０ｍｍ、溝の延在長さを１〜１５ｍｍの範囲とする。
また、ブロック８，１２のトレッド周方向長さを５〜２５ｍｍ、トレッド幅方向長さを５〜２５ｍｍ、表面積を２５〜３３０ｍｍ^２の範囲とし、トレッド幅方向に隣接するブロック間距離を２．５〜１０ｍｍの範囲とすることができる。

このような空気入りタイヤにおいて好ましくは、リブ状陸部４，５に、周溝２，３に向かって陸部高さが漸減する面取り部４ａ，５ａを設け、より好ましくは、リブ状陸部４，５のトレッド踏面１からの面取り量（落とし量）は０．１〜０．８ｍｍの範囲とし、この構成とすることで、リブ状陸部４，５への接地圧を低減して均一な接地圧分布して、耐摩耗性を向上させることができる。

すなわち、面取り量が０．１ｍｍ未満ではリブ状陸部４，５への接地圧の低減効果が少なくなる一方、０．８ｍｍを超えると隣接するリブ状陸部４，５に摩耗が発生するおそれがある。

また好ましくは、図では各センターブロック８をトレッド周方向に千鳥状に配置することで、ブロック８の高い密集配置を容易に実現することができ、タイヤ転動時に、より多くのブロック８の形成下で、それぞれのエッジを逐次作用させて一層優れたエッジ効果を発揮させることができるとともに、トレッド幅方向に隣接するブロック８の相互間で路面への接地タイミングをずらすことができるので、パターンノイズを低減させることもできる。
また、ブロック８をトレッド周方向に千鳥状に配置するとともに、ブロック個数密度Ｄを高く設定して、ブロック８に高負荷が加わった際に隣り合うブロック同士で支え合うようにすることもでき、これによればブロック８の剛性をさらに高めて耐摩耗性を一層向上させることが可能となる。

そしてまた好ましくはリブ状陸部４，５に周溝２，３と多角形ブロックを区画する溝に対して開口する細溝９，１５を、より好ましくは溝幅を０．２〜２．０ｍｍの範囲で配設することにより、リブ状陸部４，５の剛性を低減して、その陸部壁面への接地圧の増加を抑制することができる。

すなわち、細溝９，１５の溝幅が０．２ｍｍ未満では、エッジ成分としての機能が十分でなくなるおそれがあるからであり、一方、２．０ｍｍを超えるとリブ状陸部４，５の剛性が低下する結果、偏摩耗の防止を十分に図れないおそれがあるからである。

ところで、最大溝幅の周溝、図では広幅周溝２のトレッド踏面に対する傾斜角度を、最小溝幅の周溝、図では狭幅周溝３のトレッド踏面に対する傾斜角度より大きくすることが好ましい。
例えば、広幅周溝２のトレッド踏面に対する角度を７５°、狭幅周溝３のトレッド踏面に対する角度を８０〜８５°とすることができる。

一般に、溝底の直下に位置するベルトはトレッドゴムに押し付けられて、そこに位置するベルトは半径方向内方に凹み、この凹みが大きくなるとその半径方向に位置するトレッドゴム周辺の接地圧が増加することが多く、特に広幅周溝２の直下に位置するベルトの凹みは大きくなり易い傾向があるため、広幅周溝２の溝壁角度を大きくして、その溝底への接地圧を低減することで、この凹みを低減することになり、広幅周溝２に隣接するリブ状陸部４，５への接地圧の力を分散することができる。
ここで、図１に示すような周溝の溝幅が異なるトレッドパターンでは広幅周溝２の周溝の面取り量を大きくすることが好ましい。

また、タイヤの回転方向を示す模様をタイヤ表面に記されて、通常ネガティブキャンバーをつけて装着されたタイヤでは、装着内側の接地圧が高くなる傾向があるため、車両装着内側に広幅周溝２を配置し、接地圧の分布を平準化して摩耗および騒音を低減するとともに、排水効率を高めて操縦安定性を高めることができる。

ところで、センターブロック８と第一ショルダーブロック１２を、図では八角形の、相互に独立した複数個の多角形ブロックを配置して密集させてなるブロック群Ｇを形成し、このブロック群Ｇにおける多角形ブロックの基準ピッチ長さをＰ（ｍｍ）、ブロック群の幅をＷ（ｍｍ）としたとき、前記基準ピッチ長さＰと幅Ｗとで区画される、ブロック群の基準区域内に存在するブロックの個数をａ（個）、基準区域内のネガティブ率をＮ（％）とし、

で与えられる、ブロック群の単位実接地面積当たりのブロック個数密度Ｓを０．００３〜０．０４個／ｍｍ^２の範囲、好ましくは０．００３〜０．０３５個／ｍｍ^２の範囲で形成するが好ましい。

ブロック群Ｇの単位実接地面積当たりのブロック個数密度Ｓ（個／ｍｍ^２）を０．００３〜０．０４個／ｍｍ^２の範囲で形成することで、例えば従来のスタッドレスタイヤのｓ＝０．００２個／ｍｍ^２以下の密度と比べ、密度Ｓが増加し、ブロック間の溝で倒れ込み変形が吸収されて入力に対して均一な変形となり、優れた接地性を確保するとともに、ブロックの踏込部と蹴出部でのタイヤ回転方向への変形が均一となり接地面内に発生する摩耗エネルギーを小さくすることができる。その結果、耐摩耗性と転がり抵抗との両立をより高い次元で達成することができる。

すなわち、Ｓが０．００３未満の場合には、ブロックの表面積が大きくなり、トレッド踏面の接地性を向上することができないおそれがあり、一方、Ｓが０．０４を超えると、ブロックの一個あたりの表面積が小さくなり、サイプを配設しない場合であっても、所望のブロック剛性の実現が困難である。

好ましくは、ブロック群Ｇのネガティブ率Ｎは５％〜５０％とし、この範囲とすることで、操縦安定性を向上させることができる。
すなわち、ネガティブ率Ｎが５％未満の場合は、溝面積が小さ過ぎ排水性が不十分となる他、ブロック一つ一つの大きさが大きくなり過ぎて所要のエッジ効果の実現が難しくなるおそれがあり、一方、５０％を超えると接地面積が小さくなり過ぎて、操縦安定性が低下する傾向がある。

このようなタイヤにあっては、接地面内の水を、主に周溝２，３を介して効率的に排水することができるとともに、ブロック群Ｇにおいて十分な溝面積を確保しつつ、ブロックを密集配置することで、それぞれのブロック８，１２のトータルエッジ長さ及びエッジ方向（異なる方向に向いたエッジの数）を増大させ、優れたエッジ効果を発揮させることができる。また、ブロック８，１２の大きさを小さくしたことから、ブロック一つ一つの接地性を向上させることができるので、氷上路面およびウェット路面等の摩擦係数μの低い路面での制動性と操縦安定性を向上することができる。しかも、それぞれのブロック８，１２を小さくすることで、ブロック８，１２の中央域からブロック周縁までの距離を小さくして、ブロック８，１２による水膜の除去効果も向上させることができる。

次に、図に示すような構造を有し、サイズが１９５／６５Ｒ１５ＬＩ：９１２のタイヤを試作し、表１に示すように、それぞれの諸元を変化させた実施例タイヤ１〜６および、比較例タイヤとのそれぞれにつき、耐摩耗性を測定した。
なお、比較例タイヤは、トレッド部以外の構造については改変を要しないため、実施例タイヤに順ずるものとした。

〔耐摩耗性〕
実施例タイヤ１〜６および、比較例タイヤとのそれぞれにつき、サイズ６Ｊ×１５のリムに組み付け、内圧２２０ｋＰａとして、車両に装着し、一般路：高速道：山坂＝４：５：１の割合で５００００ｋｍ走行後、周溝の残りの深さを測定し、その測定した深さから耐摩耗性を指数評価した。その評価結果を表２に示す。
なお、表中の指数値は、比較例タイヤの値をコントロールとして求めたものであり、指数が大きいほど、耐摩耗性が優れていることを示す

表２の結果から、実施例タイヤ１〜６は、比較例タイヤに対して、耐摩耗性を向上することができた。

１トレッド踏面
２広幅周溝
３狭幅周溝
４センターリブ状陸部
５ショルダーリブ状陸部
４ａ，５ａ面取り部
６，１０ジグザグ溝
７，１１横溝
８センターブロック
９，１５細溝
１２第一ショルダーブロック
１３第二ショルダーブロック
１４サイプ
Ｐブロック群の基準ピッチ長さ
Ｗブロック群の幅

Claims

トレッド踏面に複数本の周溝を配設し、周溝間でリブ状陸部を区画してなる空気入りタイヤにおいて、
リブ状陸部の内部に、トレッド周方向にジグザグ状に延在する複数のジグザグ溝と、相互に隣り合う当該ジグザグ溝に開口する横溝とによって区画される多数のブロックをトレッド周方向に連続で設け、
リブ状陸部の内部の、ブロックをトレッド周方向に千鳥状に配置してなることを特徴とする空気入りタイヤ。
リブ状陸部に、周溝に向かって陸部高さが漸減する面取り部を設けてなる請求項１に記載の空気入りタイヤ。
リブ状陸部に周溝とブロックを区画する溝に対して開口する細溝を有してなる請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
最大溝幅の周溝のトレッド踏面に対する傾斜角度を、最小溝幅の周溝のトレッド踏面に対する傾斜角度より大きくしてなる請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
タイヤの回転方向を示す模様をタイヤ表面に記されてなる空気入りタイヤにおいて、車両装着内側に最大溝幅の周溝を配置してなる請求項４に記載の空気入りタイヤ。
ブロック一個分のトレッド周方向長さと、当該ブロックのトレッド周方向に隣接する溝一本分のトレッド周方向長さとを加算したものをブロックの基準ピッチ長さとし、
前記ブロックからなるブロック群の基準ピッチ長さをＰ（ｍｍ）、ブロック群の幅をＷ（ｍｍ）としたとき、前記基準ピッチ長さＰと幅Ｗとで区画される、ブロック群の基準区域内に存在するブロックの個数をａ（個）、基準区域内のネガティブ率をＮ（％）とし、

で与えられる、ブロック群の単位実接地面積当たりのブロック個数密度Ｓを０．００３〜０．０４個／ｍｍ^２の範囲内としてなる請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。