JP5364364B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、タイヤのトレッド部に、トレッド周方向に延びる複数の周方向溝を具え、該複数の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サイドフォース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、特に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に、該トレッド部の中央部に配した中央周方向溝と、該中央周方向溝のトレッド幅方向外側に配した少なくとも１本の側方周方向溝とによって区画される、中間陸部を有する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、
前記中間陸部に、
トレッド幅方向に延び、一端が前記中央周方向溝に開口し他端が前記中間陸部内で終端する複数の赤道面側サイプと、
トレッド幅方向に延び、一端が前記側方周方向溝に開口し他端が前記中間陸部内で終端する複数のショルダー側サイプと、
タイヤ赤道面に対して傾斜する向きに延び、一端が前記側方周方向溝に開口する複数の傾斜サイプと、
を有し、
前記ショルダー側サイプは、前記赤道面側サイプより短く、かつ接地面内における本数が赤道面側サイプより多く配置され、
前記傾斜サイプは、前記側方周方向溝に対して左上がりに傾斜する、
ことを特徴とする空気入りタイヤ。

（２）前記側方周方向溝の前記中間陸部側の溝壁はトレッド周方向に直線状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。

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展開して示したものであり、図２は、図１の中間陸部の部分拡大図である。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、タイヤ赤道面ＣＬ上に配した中央周方向溝２ａと、この中央周方向溝２ａのトレッド幅方向外側であって、両トレッド端４ａ、４ｂとの間にそれぞれ位置する１対の側方周方向溝２ｂ、２ｃとを配設している。これらの周方向溝により、複数列の陸部、図示例では４列のリブ状の陸部３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄを区画形成し、特に、中央周方向溝２ａと１対の側方周方向溝２ｂ、２ｃとによって中間陸部３ｂ、３ｃを区画する。なお、図示例では、中央周方向溝２ａをタイヤ赤道面ＣＬ上に設けているが、中央周方向溝２ａは、タイヤ赤道面ＣＬ近傍に設ければよい。また、図示例では、１対の側方周方向溝２ｂ、２ｃを設けているが、少なくとも１本の側方周方向溝を設ければよい。

中間陸部３ｂ、３ｃには、トレッド幅方向、図示例ではタイヤ赤道面ＣＬと直交する向きに延び、一端が中央周方向溝２ａに開口し他端が中間陸部３ｂ、３ｃ内で終端する複数の赤道面側サイプ１１ａと、トレッド幅方向、図示例ではタイヤ赤道面ＣＬと直交する向きに延び、一端が側方周方向溝２ｂ、２ｃに開口し他端が中間陸部３ｂ、３ｃ内で終端する複数のショルダー側サイプ１１ｂとを設ける。なお、サイプ１１ａ、１１ｂは、周方向溝２ａ、２ｂ、２ｃに対して傾斜して延びると、中間陸部３ｂ、３ｃ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核となるため、図示例のように、タイヤ赤道面ＣＬと直交する向きに延びることが好ましい。なお、トレッド幅方向に対して傾き±３０°以内、より好ましくは±１０°以内である。

また、中間陸部３ｂ、３ｃには、中央周方向溝２ａからタイヤ赤道面ＣＬに対して傾斜する方向に延びる多数本の横溝７ａ、７ｂと、この横溝７ａ、７ｂに連通しタイヤ赤道面ＣＬに沿った向きに延びる第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に連通しタイヤ赤道面ＣＬに沿った向きに延びる第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、一端が側方周方向溝２ｂ、２ｃに開口し、他端が第２細溝部８ｂ、８ｄに連通し、タイヤ赤道面ＣＬに対して傾斜する向きに延びる傾斜サイプ１１ｃ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およびエッジ効果の実現を図ることができる。なお、傾斜サイプ１１ｃについては、以下で詳細に述べるが、傾斜サイプ１１ｃは第２細溝部８ｂ、８ｄに連通せず、中間陸部３ｂ、３ｃ内で終端してもよいし、中央周方向溝２ａに開口してもよい。
また、図示例では、陸部３ａ、３ｄに、トレッド幅方向に延び、一端が側方周方向溝２ｂ、２ｃに開口し他端が陸部３ａ、３ｄ内で終端する複数のサイプ１１ｄを設けているが、これらのサイプ１１ｄは設けなくてもよい。
なお、本発明では、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、３０°Ｃ測定時において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。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。

小型トラック用のリブパターンを有するタイヤでは、タイヤがサイドフォースを受けると、中間陸部３ｂ、３ｃの側方周方向溝２ｂ、２ｃ側の陸部端に偏摩耗核が発生し、その核の部分の接地圧が低くなるので、トレッド部１がタイヤ周方向に滑りやすくなり、リバーウェアという偏摩耗に進展する。特に、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、トレッド部と路面との滑りが大きいので、偏摩耗核発生後のリバーウェアの進展が顕著に見られる。

それゆえ、本発明では、中間陸部３ｂ、３ｃに、一端が側方周方向溝２ｂ、２ｃに開口し他端が中間陸部３ｂ、３ｃ内で終端する複数のショルダー側サイプ１１ｂを設けて、中間陸部３ｂ、３ｃの側方周方向溝２ｂ、２ｃ側の端部の剛性を低下させ、偏摩耗核の発生を抑制する。さらに、このショルダー側サイプ１１ｂを密に設けることにより、中間陸部３ｂ、３ｃの側方周方向溝２ｂ、２ｃ側の端部の剛性をタイヤ周方向に均一化し、偏摩耗核の発生を一層抑制する。しかし、ここで、ショルダー側サイプ１１ｂのトレッド幅方向の長さを長くすると、ショルダー側サイプ１１ｂ間の陸部がタイヤ周方向に大きく動くこととなるため、偏摩耗核発生後に偏摩耗の進行が速くなるため、ショルダー側サイプ１１ｂは短いことが肝要である。

ところで、中間陸部３ｂ、３ｃの接地圧は、中央周方向溝２ａ側の端部の方が、側方周方向溝２ｂ、２ｃ側の端部より高いことが知られている。そこで、本発明では、同一陸部内での接地圧の均一化を図るために、中間陸部３ｂ、３ｃに、一端が中央周方向溝２ａに開口し他端が中間陸部３ｂ、３ｃ内で終端する複数の赤道面側サイプ１１ａを設ける。さらに、この赤道面側サイプ１１ａを、ショルダー側サイプ１１ｂと比較して、トレッド幅方向に長く、かつ、接地面内における本数がショルダー側サイプ１１ｂと比較して少ない。トレッド幅方向に長く設けることにより、赤道面側サイプ１１ａ間の陸部がタイヤ周方向に大きく動くこととなり、滑り方向のせん断力が大きくなるため、逆に、中間陸部３ｂ、３ｃの側方周方向溝２ｂ、２ｃ側の陸部の周方向せん断力や滑り量を小さくすることができる。
以上の通り規定したサイプ１１ａ、１１ｂを設けることにより、偏摩耗核の発生および進展を有効に防止し、リバーウェアの発生を抑制することができる。

なお、サイプ１１ａ、１１ｂの長さとは、１つの中間陸部に形成されたサイプ１１ａ、１１ｂの長さの平均とする。また、サイプ１１ａ、１１ｂの長さによる調整の他に、サイプ１１ａ、１１ｂの深さ、あるいは、サイプ１１ａ、１１ｂの面積（長さ×深さ）を調整することにより、中間陸部３ｂ、３ｃの周方向剛性を最適化することもできる。

また、サイプ１１ａ、１１ｂの長さの差は、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、中間陸部３ｂ、３ｃの中央周方向溝２ａ側の陸部の動きを大きくすることで、中間陸部３ｂ、３ｃの側方周方向溝２ｂ、２ｃ側の陸部の周方向せん断力や滑り量を小さくする効果が十分に得られず、一方、１．５ｍｍを超えると中央周方向溝２ａに隣接する中間陸部３ａ、３ｂの端部の剛性が低くなりすぎ、サイプ１１ａ間の陸部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。

ところで、一般道路においては、路面の排水性を向上させるために、路面中央から路肩に向かって下る傾斜（路面カント）が設けられており、この路面カントによって道路の中央が路側よりも高くなっている。それゆえ、車両が直線道路を直進走行する際、タイヤは路面カントを下る方向からサイドフォースを受ける傾向にある。例えば、左側通行の場合、車両に装着された左輪および右輪ともに、左側から前記カントに起因するサイドフォースを受けることとなる。
そこで、本発明では、中間陸部３ｂ、３ｃに、タイヤ赤道面ＣＬに対して傾斜する向きに延び、一端が側方周方向溝２ｂ、２ｃに開口する複数の傾斜サイプ１１ｃを設け、この傾斜サイプ１１ｃが、トレッド部１の展開図において、タイヤ進行方向を上にしたとき、側方周方向溝２ｂ、２ｃに対して左上がり（右下がり）に傾斜する配置とすることが肝要である。なお、右側通行の場合は、傾斜サイプ１１ｃを左下がり（右上がり）に傾斜する配置とする必要がある。以下、図３を用いてこの傾斜サイプ１１ｃの作用効果を説明する。

図３（ａ）は、右上がりに傾斜したサイプ１１ｃを中間陸部３ｂに設けた例を示し、図３（ｂ）は、本発明に係る、左上がりに傾斜したサイプ１１ｃを中間陸部３ｂに設けた例を示す。サイプ１１ｃにより区切られる陸部の蹴り出し側にサイドフォースを受けた場合、図３（ａ）（ｂ）それぞれに斜線で示した部分のリブの局部剛性を比較すると、図３（ａ）は、サイプ１１ｃが側方周方向溝２ｂから陸部を鋭角に区画するため、この部分のリブの局部剛性が、図３（ｂ）のそれと比較して低下する。それゆえ、この部分に偏摩耗の核が発生しやすいという問題がある。それゆえ、図３（ｂ）に示すように、傾斜サイプ１１ｃを左上がりに傾斜させて形成することにより、斜線で示した部分のリブの局部剛性の低下を抑制し、リバーウェアの発生を抑制することができる。

また、図１において、側方周方向溝２ｂ、２ｃの中間陸部３ｂ、３ｃ側の溝壁はトレッド周方向に直線状、すなわち平坦であることが好適である。なぜなら、上述したとおり、この部分は偏摩耗の核が発生しやすいが、溝壁を平坦にすることにより、サイプや横溝で陸部が区画された場合、その陸部同士がタイヤ周方向に倒れこむことを防止し、偏摩耗の発生および進行をさらに抑制することができるためである。

次に、タイヤサイズ１９５／８５Ｒ１６ １１４／１１２Ｌを有する発明例タイヤ、従来例タイヤ１、２、および比較例タイヤ１〜３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を充填した後、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１５０００ｋｍ、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。サイプ本数（外／内）とは、１ピッチに表れるサイプの本数、すなわち、図１において、傾斜サイプ１１ｃ間のショルダー側サイプ１１ｂの本数／横溝７ａ間の赤道面側サイプ１１ａの本数を表している。同様に、サイプ長（外／内）とは、ショルダー側サイプ１１ｂの平均長さ／赤道面側サイプ１１ａの平均長さを表している。側方周方向溝の溝壁形状について、「凹あり」とは、図１の側方周方向溝２ｂ、２ｃのトレッド幅方向外側の溝壁のように平坦でないこと、「平坦」とは、図１の側方周方向溝２ｂ、２ｃのトレッド幅方向内側の溝壁のようにトレッド周方向に直線状であることを表している。

表１より、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サイプ本数およびサイプ長を調整するとともに、側方周方向溝の溝壁形状を平坦に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。

以上の通り、転がり抵抗を低減するとともに、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。

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。 図１の中間陸部の部分拡大図である。 本発明の効果を説明するための図である。

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
３ａ、３ｄ 陸部
３ｂ、３ｃ 中間陸部
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
１１ａ 赤道面側サイプ
１１ｂ ショルダー側サイプ
１１ｃ 傾斜サイプ
１１ｄ サイプ

Claims (2)

1. タイヤのトレッド部に、該トレッド部の中央部に配した中央周方向溝と、該中央周方向溝のトレッド幅方向外側に配した少なくとも１本の側方周方向溝とによって区画される、中間陸部を有する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、
   前記中間陸部に、
   トレッド幅方向に延び、一端が前記中央周方向溝に開口し他端が前記中間陸部内で終端する複数の赤道面側サイプと、
   トレッド幅方向に延び、一端が前記側方周方向溝に開口し他端が前記中間陸部内で終端する複数のショルダー側サイプと、
   タイヤ赤道面に対して傾斜する向きに延び、一端が前記側方周方向溝に開口する複数の傾斜サイプと、
   を有し、
   前記ショルダー側サイプは、前記赤道面側サイプより短く、かつ接地面内における本数が赤道面側サイプより多く配置され、
   前記傾斜サイプは、前記側方周方向溝に対して左上がりに傾斜する、
   ことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記側方周方向溝の前記中間陸部側の溝壁はトレッド周方向に直線状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。

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