JP5462762B2

JP5462762B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP5462762B2
Application number: JP2010233669A
Authority: JP
Inventors: 和生下村; 稔之大橋
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2010-10-18
Filing date: 2010-10-18
Publication date: 2014-04-02
Anticipated expiration: 2030-10-18
Also published as: CN102452277B; JP2012086632A; DE102011108988B4; US8960246B2; US20120090748A1; CN102452277A; DE102011108988A1

Description

本発明は、トレッド面に、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の主溝と、これらの主溝のうちタイヤ幅方向の最外側に位置するショルダー主溝からタイヤ幅方向外側に延びたショルダー横溝とを備える空気入りタイヤに関するものである。

一般的な空気入りタイヤのトレッド面には、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の主溝と、この主溝に交差して延びる横溝とが設けられている。このような空気入りタイヤでは、路面と接するトレッド面が、均一に摩耗せずに一部が優先的に摩耗する現象、いわゆる偏摩耗が生じることがある。

複数本の主溝のうちタイヤ幅方向の最外側に位置する主溝（ショルダー主溝と称することもある。）を基準として、その内側をセンター領域、外側をショルダー領域とすると、ショルダー領域が優先的に摩耗するショルダー摩耗が生じ、タイヤ幅方向における偏摩耗が発生することがある。本発明者らによる解析の結果、特に制動時においては、センター領域に比べてショルダー領域での接地圧が比較的高く、このような接地圧の不均一がショルダー摩耗の原因となっていることが判明した。

下記特許文献１には、横溝の２つの側壁のうち、変形が大きい側壁に突起を設け、側壁が変形しても対向する側壁に突起が当接するようにして側壁の変形を抑制することができる空気入りタイヤが開示されている。しかし、特許文献１の空気入りタイヤは、ヒールアンドトウ摩耗の抑制を課題としており、上記の接地圧の不均一によるショルダー摩耗の抑制を課題にしたものではない。

また、空気入りタイヤにおいては、摩耗の進行により溝容積が減少するため、摩耗の進行とともに排水性が低下する。特許文献１に記載の空気入りタイヤでは、突起が横溝の溝容積を減少させているので、排水性は更に悪化する傾向にある。

特開２００４−３５１９９１号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、排水性を維持し、接地圧の不均一によるショルダー摩耗を抑制することができる空気入りタイヤを提供することにある。

上記課題を解決するため本発明に係る空気入りタイヤは、トレッド面に、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の主溝と、前記主溝のうちタイヤ幅方向の最外側に位置するショルダー主溝からタイヤ幅方向外側に延びたショルダー横溝とを備える空気入りタイヤにおいて、前記ショルダー横溝に面した陸部の壁面に、前記陸部の表面に非露出の状態で窪みが形成され、前記ショルダー横溝の深さ方向における前記窪みの高さが、タイヤ幅方向内側に向かって減少し、前記陸部の摩耗の進行に伴って前記窪みの露出長さが長くなるように形成されていることを特徴とする。

この構成による空気入りタイヤであれば、ショルダー横溝に面した陸部の壁面に窪みを形成することで、その陸部の剛性を低下させて、接地圧を緩和することができる。これにより、接地圧の均一化を促して、ショルダー摩耗を抑制できる。また、ショルダー領域内の接地圧はタイヤ幅方向内側に向かって減少するので、これに対応させるように窪みの高さをタイヤ幅方向内側に向かって減少させることで、タイヤ幅方向の剛性差がより少なくなり、接地圧をより均一化して、ショルダー摩耗を効果的に抑制できる。さらに、陸部の壁面に窪みが形成されていることにより、摩耗後における溝容積を確保しやすく、摩耗過程における排水性の低下を抑えることができる。その結果、本発明の空気入りタイヤによれば、排水性を維持し、接地圧の不均一によるショルダー摩耗を抑制することができる。

本発明に係る空気入りタイヤにおいて、前記窪みの高さは、タイヤ幅方向内側へ向かって階段状に減少していることが好ましい。本発明では、陸部の摩耗の進行に伴って窪みの露出長さが長くなるように窪みが構成されており、露出長さにより摩耗状態を判定することができる。さらに、窪みの高さをタイヤ幅方向に向かって階段状に減少させることで、摩耗過程において、窪みの露出長さが段階的に変化するので、窪みは空気入りタイヤの摩耗状態を目視で容易に判定可能なインジケーターとして機能することができる。

本発明に係る空気入りタイヤにおいて、前記窪みの奥行きは、タイヤ幅方向外側に向かって増加していることが好ましい。この構成によれば、上述した窪みの高さをタイヤ幅方向内側に向かって減少させることと同様に、接地圧を的確に均一化して、ショルダー摩耗をより一層抑制することができる。加えて、摩耗の進行により表面に露出する窪みのタイヤ幅方向外側のエッジ部を長く設定することができ、摩耗が進行した際の窪みによるエッジ効果を高めて、スノー性能を向上できる。

本発明に係る空気入りタイヤの要部を示すタイヤ子午線断面図ショルダー陸部を示す斜視図図１の窪みの詳細を示す部分拡大図窪みの形成位置におけるショルダー横溝の断面図ショルダーブロックの平面図窪みの形成位置におけるショルダー横溝の別例を示す断面図ショルダーブロックの別例を示す平面図

本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明に係る空気入りタイヤの要部を示すタイヤ子午線断面図であり、図２はショルダー陸部を示す斜視図である。図３は、図１の窪みの詳細を示す部分拡大図である。なお、これらは何れも新品時の未摩耗状態を示している。図１および図２において、ＷＤはタイヤ幅方向を示し、ＣＤはタイヤ周方向を示しており、以下の図でも同様である。

図１および図２に示す空気入りタイヤは、一対のビード部（不図示）からタイヤ半径方向外側へ延びる一対のサイドウォール部１と、両サイドウォール部１間に位置するトレッド部と、を備える。このトレッド部のトレッド面２には、タイヤ周方向ＣＤに沿って延びる複数本の主溝３と、これらの主溝３のうちタイヤ幅方向ＷＤの最外側に位置する主溝３（ショルダー主溝３と称する。）からタイヤ幅方向ＷＤ外側に延びたショルダー横溝５が形成されている。ショルダー主溝３を基準として、タイヤ幅方向ＷＤ内側をセンター領域、タイヤ幅方向ＷＤ外側をショルダー領域とすると、ショルダー領域には、タイヤ周方向ＣＤに配列された複数のショルダー陸部４が形成されている。

図２に示すとおり、本実施形態では、ショルダー陸部４として、ショルダー主溝３とショルダー横溝５とにより区画されたショルダーブロック４が形成された例を示す。しかしながら、本発明においては、ショルダー陸部４として、接地端ＣＥよりもタイヤ幅方向ＷＤ内側の少なくとも一部分がタイヤ周方向ＣＤに連続して延びるショルダーリブが形成されたものであっても良い。ただし、本発明は、ショルダー陸部４としてショルダーブロック４が形成されている場合に特に有効である。

ここで、接地端ＣＥは、正規リムにリム組みして正規内圧を充填したタイヤを、平面路面に垂直に置いて正規荷重を加えたときの平面路面に接地するタイヤ軸方向の最外位置である。なお、正規荷重及び正規内圧とは、ＪＡＴＭＡ、ＴＲＡ、ＥＴＲＴＯ等の、タイヤの使用地や製造地によって対応した規格に規定されている最大荷重（乗用車用タイヤの場合は設計常用荷重）及びこれに見合った空気圧とし、正規リムとは、原則としてＪＡＴＭＡ、ＴＲＡ、ＥＴＲＴＯ等に定められている標準リムとする。タイヤ幅方向ＷＤの両側の接地端ＣＥ間の距離が接地幅ＣＷとなる。

ショルダー横溝５に面したショルダーブロック４の壁面には、窪み６が形成されている。図２には示されていないが、窪み６は、ショルダー横溝５に面した両側のショルダーブロック４の壁面にそれぞれ形成されている。ショルダー横溝５の深さ方向ＤＤにおける窪み６の高さＨは、タイヤ幅方向ＷＤの内側に向かって減少している。本実施形態では、窪み６の高さＨがタイヤ幅方向ＷＤの内側に向かって階段状に減少している例を示す。具体的には、図３に示すように、窪み６の高さＨがタイヤ幅方向ＷＤの内側に向かって、Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３と３段に変化している。ただし、階段状の窪み６の段数は、これに限定されるものではない。また、窪み６の高さＨ１は、ショルダー主溝３の深さに対して５０〜８０％が好ましい。５０％未満であるとショルダーブロック４の剛性を効果的に低下させることができない。８０％を超えると逆にショルダーブロック４の剛性が低くなり過ぎる。

本実施形態では、窪み６が、図１〜３に示すように、新品時においてショルダーブロック４の表面に非露出の状態で形成されている。しかし、摩耗の進行によってショルダーブロック４の高さが低くなっていくと、窪み６は次第にショルダーブロック４の表面に露出するようになる。この窪み６は、ショルダーブロック４の摩耗の進行に伴って露出長さＬが長くなるように形成されている。露出長さＬは、ショルダー横溝５の延在方向における長さである。本実施形態では、図３に示すように、摩耗の進行に伴って、露出長さＬがＬ１，Ｌ２，Ｌ３と変化する例を示している。例えば、ショルダー横溝５の深さの３０％が摩耗した時点で窪み６が露出長さＬ１で露出し、６０％が摩耗した時点で窪み６が露出長さＬ２で露出するようにすることで、窪み６は空気入りタイヤの摩耗状態を容易に判定可能なインジケーターとして機能する。また、窪み６の露出長さＬ３は、窪みの高さＨ１の１００〜３００％が好ましい。１００％未満であるとショルダーブロック４の剛性が局所的に低下してしまう。３００％を超えるとショルダーブロック４の剛性を効果的に低下させることができない。

図４は、窪み６の形成位置におけるショルダー横溝５の断面図である。図５は、ショルダーブロック４の平面図である。窪み６のショルダーブロック４の壁面からの奥行きＤは、図４に示すようにショルダー横溝５の深さ方向ＤＤにおいて一定とし、また、図５に破線で示すようにタイヤ幅方向ＷＤにおいて一定としている。

窪み６の奥行きＤは、０．５〜２ｍｍが好ましい。奥行きＤが０．５ｍｍ未満であると接地圧低減の効果が少なく、２ｍｍを超えると窪み６の形成が困難となる。また、ショルダー横溝５の深さ方向ＤＤにおける窪み６の底部は、応力が集中してクラックが発生しないように、図４に示すようなテーパー形状か、もしくは深さ方向ＤＤに凸となる湾曲又は円弧形状とすることが好ましい。

窪み６は、接地端ＣＥよりタイヤ幅方向ＷＤの内側に形成されている。また、窪み６の高さＨが最も高い箇所が、タイヤ幅方向ＷＤにおいて接地圧が高くなりやすい位置に対応するように窪み６を配置することが望ましい。具体的には、窪み６は、タイヤ幅方向ＷＤ外側のエッジ部が接地端ＣＥから接地幅ＣＷの０〜２０％の範囲内に位置するように形成されることが好ましく、接地幅ＣＷの０〜１０％の範囲内に位置するように形成されることがより好ましい。

本発明の空気入りタイヤは、ショルダー横溝５に面したショルダーブロック４の壁面に上記の如き窪み６を形成したこと以外は、通常の空気入りタイヤと同等であり、従来公知の空気入りタイヤの材料、形状、構造、製法などが何れも本発明に採用することができる。

＜別実施形態＞
図６は、本発明の別実施形態における、窪み６の形成位置におけるショルダー横溝５の断面図である。前述した実施形態では、窪み６の奥行きＤは、ショルダー横溝５の深さ方向ＤＤにおいて一定としていたが、図６に示すようにショルダー横溝５の溝底に向かって階段状に大きくなるように形成してもよい。これにより、摩耗後における溝容積を確保することができ、排水性が向上する。

また、図７は、本発明の別実施形態のショルダーブロック４の平面図である。前述した実施形態では、窪み６の奥行きＤは、タイヤ幅方向ＷＤにおいて一定としていたが、図７に破線で示すように、タイヤ幅方向ＷＤの外側に向かって増加させるようにすることが好ましい。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例について説明する。なお、タイヤの各性能評価は、次のようにして行った。

（１）耐偏摩耗性能
ショルダー横溝の深さの７０％が摩耗した時点において、ショルダー領域の摩耗量に対するセンター領域の摩耗量の比を求め、比較例１の結果を１００として指数評価した。指数が大きいほどショルダー領域の摩耗量が少なく、耐偏摩耗性能に優れていることを示す。

（２）排水性能
濡れた路面上で走行速度１００ｋｍ／ｈからロック制動させ、走行速度２０ｋｍ／ｈに至るまでの制動距離につき、比較例１の結果を１００として指数評価した。指数が大きいほど制動距離が短く、排水性能に優れていることを示す。排水性能は、新品時、及びショルダー横溝の深さの７０％が摩耗した時点について評価した。

実施例１
ショルダー横溝５に面したショルダーブロック４の壁面に、図１に示す窪み６を形成した。窪み６の高さＨ１は６．４ｍｍ、露出長さＬ３は１２．８ｍｍとした。窪み６の奥行きＤは、ショルダー横溝５の深さ方向ＤＤに一定とし（図４参照）、タイヤ幅方向ＷＤにも一定とした（図５参照）。タイヤサイズは、２１５／６０Ｒ１６とした。

実施例２
窪み６の奥行きＤを、ショルダー横溝５の溝底に向かって階段状に大きくした（図６参照）こと以外は、実施例１と同じとした。

実施例３
窪み６の奥行きＤを、ショルダー横溝５の溝底に向かって階段状に大きくし（図６参照）、タイヤ幅方向ＷＤには外側に向かって増加させた（図７参照）こと以外は、実施例１と同じとした。

比較例１
ショルダーブロック４の壁面に窪み６を設けていないこと以外は実施例１と同じとした。

比較例２
窪み６を新品時においてショルダーブロック４の表面に露出した状態で形成したこと以外は、実施例１と同じとした。

表１より、比較例１，２に比べて、実施例１〜３では何れも排水性能を確保しながらショルダー摩耗を抑制できている。

また、比較例２のように窪みを新品時においてショルダーブロックの表面に露出させると、耐偏摩耗性能、および新品時の排水性能が実施例１に比べて悪化する。窪みがショルダーブロックの表面に露出していると、新品時に横溝の溝幅が広くなり、横溝間の剛性段差が大きくなり、段差摩耗が大きくなる。また、新品時に横溝が広くなると、排水性に有利であるが、横溝間の剛性段差が大きく、ショルダーブロックの倒れ込みが大きくなるので接地性が悪化し、制動性能が悪化する。また、窪みがショルダーブロックの表面に露出していると、新品時に陸部の接触面積が少なくなってしまい、好ましくない。

１サイドウォール部
２トレッド面
３主溝（ショルダー主溝）
４ショルダー陸部（ショルダーブロック）
５ショルダー横溝
６窪み
ＣＤタイヤ周方向
ＷＤタイヤ幅方向
ＤＤショルダー横溝の深さ方向
Ｈ窪みの高さ
Ｌ窪みの露出長さ
Ｄ窪みの奥行き

Claims

トレッド面に、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の主溝と、前記主溝のうちタイヤ幅方向の最外側に位置するショルダー主溝からタイヤ幅方向外側に延びたショルダー横溝とを備える空気入りタイヤにおいて、
前記ショルダー横溝に面した陸部の壁面に、前記陸部の表面に非露出の状態で窪みが形成され、
前記ショルダー横溝の深さ方向における前記窪みの高さが、タイヤ幅方向内側に向かって減少し、前記陸部の摩耗の進行に伴って前記窪みの露出長さが長くなるように形成されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記窪みの高さは、タイヤ幅方向内側へ向かって階段状に減少している請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記窪みの奥行きは、タイヤ幅方向外側に向かって増加している請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。