JP5529715B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

この発明は空気入りタイヤ、なかでも重荷重車両に適用して好適な、ラジアル構造を可とする空気入りタイヤに関するものであり、とくには、耐偏摩耗性を向上させる技術を提案するものである。

従来のこの種の空気入りタイヤとしては、特許文献１に開示されたものがある。
これは、ジグザグ状の周方向主溝に沿ったリブ状陸部の上縁部分に発生するリバーウェアを抑制して耐久性を向上させることを課題とするものであって、トレッド部に、ジグザグ状に屈曲しながらタイヤ周方向に沿って延びるジグザグ溝である中央主溝と、該中央主溝の両側に位置しタイヤ周方向に沿って延びる一対の側方主溝とを配設し、中央主溝と両側方主溝の間に一対の中央陸部を区画形成し、該中央陸部が、中央主溝の屈曲部の、中央陸部側に凸となる第１頂点と側方主溝の間に、中央陸部を横切って延びる断面凹状の段差陸部を有することを特徴とするものである。

特開２００８−２７３２２７号公報

ところで、このような従来技術によって形成される、図４（ａ）に例示するようトレッドパターンでは、それぞれの主溝ＺＧ、ＳＧと、中央陸部ＣＬを横切って延び段差陸部ＳＤＬとで区分される各ブロックＢの、中央主溝ＺＧ側の周方向端部分に、表面積の小さい低剛性部分が形成されることになり、トレッド踏面の摩耗の初期には低剛性の隅部に発生する偏摩耗が、摩耗の中期には、図４（ｂ）の拡大図に斜線を施して示すように、低剛性隅部以外の領域まで広く進行することになり、これがため、タイヤが、それの摩耗寿命が尽きる以前の、比較的早い時期に取り外されることになるという、環境上および経済上の問題があった。

この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、ブロック列の各ブロックの剛性を全体にわたって均一化して、ブロックの各部の変形、ひいては、摩耗エネルギーを均等化することで、偏摩耗の発生を有効に抑制し、ブロック全体の均一摩耗の下で、偏摩耗に起因するタイヤの早期の取り外しを防いで、取り外しに至るまでのタイヤ寿命の増加をもたらすことができる空気入りタイヤを提供するにある。

この発明の空気入りタイヤは、トレッド踏面に、トレッド周方向に連続して延びる複数本の周溝、たとえば三本の周溝により複数列の陸部列、たとえば四列の陸部列を区画し、そして、一列以上の陸部列、たとえば、センター周溝に隣接する二列の陸部列を、各陸部列を横切って延在して、隣接するそれぞれの周溝に開口する、周溝おり深さの浅い複数本の横溝によって複数個のブロックに仕切られるブロック列とし、ブロック列内の各ブロックの最大幅位置を、各ブロックの、トレッド周方向の中心位置に対してトレッド周方向のいずれか一方側へ離隔させて位置させてなるものであって、ブロック列内の各ブロックに、ブロックの最大幅位置に近接して位置する側の横溝に一端が開口して、他端がブロック内で終了する、横溝より浅く、かつ狭幅の少なくとも一本の細溝を設けてなり、前記細溝の、ブロック幅方向での形成域を、該細溝の一端が開口する横溝側で周溝縁から測ったブロック幅の、１／３から２／３の範囲内、すなわち、いずれの周溝側から測っても、ブロック幅の１／３以上、２／３以下の範囲とするものである。

ここで好ましくは、トレッド周方向にジグザグ状に延在するセンター周溝の両側部に前記ブロック列を設け、また好ましくは、トレッド周方向にジグザグ状に延在するセンター周溝からトレッド幅方向に所定の間隔をおいて、トレッド周方向に直線状に延在する一対のショルダ周溝を設ける。

ところでこれらの場合は、ブロック列のブロックに設けた細溝を、横溝への開口端位置から、トレッド踏面端側に向けて、タイヤ赤道線に対する、ジグザグ状センター周溝の振れ角度と、±５°の範囲内のほぼ等しい角度で直線状に延在させて設けることが好ましい。

そしてまた好ましくは、このような細溝の、ブロック周方向での形成域は、その細溝の一端の、横溝への開口位置から、他方の横溝側に向けて測ったブロックの周方向長さの１／３の範囲内とすることが好ましい。

ところで、前記細溝の、深さに対する開口幅の比は、１〜２の範囲とすることが好ましく、前記横溝の、深さに対する開口幅の比は、２〜３の範囲とすることが好ましい。

この発明の空気入りタイヤでは、ブロック列のブロックに、一端が横溝に開口して、他端がブロック内で終了する、横溝より浅く、かつ狭幅の一本以上の細溝を設けて、ブロックの、剛性の最も高い部分の低剛性化をもたらして各ブロックの剛性を全体にわたって均一化することに基いて、ブロックへの偏摩耗の発生を有効に抑制することで、偏摩耗の発生を原因とする、タイヤの早期の取り外しを十分に防止して、取り外しに至るまでのタイヤ寿命を大きく延長させることができる。
従って、この空気入りタイヤでは、環境上および経済上の問題を有利に解決することができる。

かかるタイヤにおいて、トレッド周方向にジグザグ状に延びて、排水性能の他、トラクション性能の発揮にも寄与するセンター周溝の両脇に前記ブロック列を設けた場合は、タイヤの負荷転動時に接地圧が最も高くなって、ブロックに偏摩耗が発生し易く、しかも、発生した偏摩耗がとくに目立つ領域を、偏摩耗からより効果的に保護することができる。

またここで、トレッド周方向にジグザグ状に延在するセンター周溝からトレッド幅方向に所定の間隔をおいて、トレッド周方向に直線状に延在する一対のショルダー周溝を設けたときは、ショルダー陸部列への偏摩耗の発生を有効に防止することができる。

ところで、ジグザグ状センター周溝との関連において、ブロック列のブロックに設けた細溝を、横溝への開口端位置から、トレッド踏面端側に向けて、タイヤ赤道線に対する、ジグザグ状センター周溝の振れ角度と等しい角度で延在させて設けたときは、各ブロックの、細溝で隔てられるセンター周溝側部分と、ショルダー周溝側部分との両者の剛性を十分均等なものとして、当該ブロックへの偏摩耗の発生を有利に防止することができる。
なお細溝の延在方向をトレッド周方向に近づけたときは、横力の入力によって、細溝底に割れ、ティア等が発生するおそれが高くなる。

また、前記細溝の、ブロック幅方向での形成域を、該細溝の一端が開口する横溝側で、それぞれの周溝縁から測ったブロック幅の、１／３から２／３の範囲内としたときは、細溝の形成に起因するブロック内の剛性差を小さくすることができ、細溝で区分される各ブロックの、センター周溝側部分と、ショルダー周溝側部分の変形を同等レベルとして摩耗エネルギーを小さくし、両部分の摩耗を均等なものとすることができる。
一方、細溝の形成域が上記の範囲を外れたときは、ブロック内の剛性段差が大きくなって、摩耗量の差が大きくなるため、偏摩耗が発生することになる。

そして、前記細溝の、ブロック周方向での形成域を、細溝の一端の、横溝への開口位置から測ったブロック周方向長さ、すなわち、細溝開口の、細溝の幅中心位置から測ったブロック周方向長さの１／３の範囲内としたときは、ブロック踏面先端位置の、踏込み時および蹴出し時の変形を各部分で均一にして摩耗エネルギーの均一化を図ることができる。
しかるに、１／３の範囲を越えた場合は、ブロック剛性が不足して、ブロックの変形量が多くなって、摩耗エネルギーが局部的に増加するため、偏摩耗が発生することになる。

なお、細溝の、深さに対する開口幅の比は、１〜２の範囲、なかでも、１〜１．５の範囲とすることが、ブロック剛性を均一化する上で好適であり、また、横溝の、深さに対する開口幅の比は、２〜３の範囲、とりわけ２〜２．５の範囲とするが、ブロック自体の剛性を確保する上で好適である。
いいかえれば、細溝の開口幅が上記の比より狭すぎるときは、ブロック剛性の均一化による、摩耗エネルギーの均一化を実現することが難しく、一方、広すぎるときは、ブロック剛性が小さくなる。そして、横溝の開口幅が上記の比より狭すぎるときは、ウェットトラクション性能が低下することになる一方、広すぎるときは、ブロック剛性が小さくなって、早期の摩耗の発生が否めなくなる。

この発明の実施形態を示す、トレッドパターンの部分展開平面図である。 細溝の形成態様を示す、一のブロックの拡大平面図である。 細溝および横溝のそれぞれの横断面図である。 従来技術を示すトレッドパターンの部分展開平面図および、ブロックへの偏摩耗の発生状況を例示する拡大平面図である。 実施例での、ブロック内剛性差に対する、摩耗エネルギーの差の関係を示すグラフである。 実施例タイヤへの偏摩耗の発生状況を例示する図である。

図１に示すトレッドパターンにおいて、１はトレッド踏面を、２は、トレッド踏面１の中央域に形成されて、トレッド周方向へジグザグ状に折曲して延びる一本の連続センター周溝を、そして３は、該センター周溝２からトレッド幅方向に所定の間隔をおいてトレッド周方に直線状に延びる一対の連続ショルダー周溝をそれぞれ示す。

ここでは、これらの周溝２，３により、それらの周溝間および、一対のショルダー周溝３とトレッド踏面端Ｅとの間との間に総計四列の陸部列４，５を区画して、センター周溝２のそれぞれの側部に隣接する二列の陸部列４をブロック列とし、残りの二列の陸部列５をリブとする。

このようなトレッドパターンを有するタイヤの内部構造は、一般的なラジアルタイヤ（ｏｒバイアスタイヤ）のそれと同様のものとすることができるので、ここでは図示を省略する。

図示のトレッドパターンにおいて、センター周溝２に隣接するそれぞれの陸部列４には、各陸部列４を横切って延在して、隣接するそれぞれの周溝２，３に開口する周溝２，３より深さの浅い複数本の横溝６を形成することで、各陸部列４を、複数個のブロック７に仕切ってなるブロック列とし、各ブロック７の、最大幅ｗ１となる周方向位置を、各ブロック７の、トレッド周方向の中心位置ＣＮに対してトレッド周方向のいずれか一方側へ離隔させて位置させる。

なお図１に示すところでは、センター周溝２の右側に隣接する陸部列４を横切って、ブロック７を仕切る横溝６を、図の下方側に凸となる形態に湾曲させて形成する一方で、センター周溝２の左側に隣接する陸部列４を横切って、ブロック７を仕切る横溝６を、図の上方側に凸となる形態に湾曲させて延在させ、そして、センター周溝２の右側に位置するブロック７の最大幅位置を、各ブロック７の周方向中心位置ＣＮの上方側に、また、センター周溝の左側に位置するブロック７の最大幅位置を、各ブロック７の周方向中心位置ＣＮの下方側にそれぞれ位置させることとしているも、横溝６の延在形態、ブロック７の最大幅位置の相対位置関係等は、センター周溝２の左右側で相互に逆にすることもでき、また、各横溝６を、湾曲させることなく直線状に延在させることもできる。

そしてさらには、ブロック列４内の各ブロック７に、ブロック７の最大幅ｗ１位置に近接して位置する側の横溝６に一端が開口して、他端がブロック７内で終了する、横溝６より浅く、かつ狭幅の少なくとも一本、図では一本の細溝８を設け、より好ましくは、この細溝８を、横溝６への開口端位置から、近接するトレッド踏面端ｅ側に向けて、タイヤ赤道線Ｅに対する、ジグザグ状センター周溝２の、傾斜方向が変化する点間における溝幅中心同士を結ぶ直線とタイヤ赤道線Ｅとの交角になる振れ角θと等しい角度θ（横溝６への開口位置と、陸部内終端位置とにおける、溝幅中心同士を結んだ直線とタイヤ赤道線Ｅとのなす角度）で、たとえば直線状（若干の折れ曲がりを可とする）に延在させて設ける。

ところで、このような細溝８の、ブロック７の幅方向での形成域は、図２に拡大して示すように、細溝８の一端が開口する横溝６側で両周溝２，３の縁から測ったブロック幅ｗ２の、１／３から２／３までの範囲内とすることが好ましく、また、該細溝８の、ブロック７の周方向での形成域は、細溝８の一端の、横溝６への開口位置０から、他方の横溝６側に向けて測ったブロック周方向長さｌの１／３の範囲内とすることが好ましい。

そしてまた、細溝８の、深さｄ１に対する開口幅の比は、図３（ａ）に、横断面図で示すように、１〜２の範囲、なかでも１〜１．５の範囲とすることが好ましく、横溝６の、深さｄ２に対する開口幅の比は、図３（ｂ）に横断面図で示すように、２〜３の範囲、とりわけ２〜２．５の範囲とすることが好ましい。
ちなみに図３（ａ）に示すところでは、細溝８の深さｄ１および開口幅をともに２ｍｍとし、また、図３（ｂ）に示すところでは、横溝６の深さｄ２を３ｍｍ、開口幅を６ｍｍとしている。

なお、図１に示すところでは、ショルダーリブ５に、ブロック列の横溝６の延長線上に延在してリブ５内で終了する横溝９を続けることで、ショルダーリブ５の偏摩耗の防止を図っている。

図１に示すとレッドパターンを有する、サイズが３２５／９５Ｒ２４の実施例タイヤおよび、図４に示すトレッドパターンを有する同サイズの従来タイヤのそれぞれにつき、図２に示す領域IとIIIとの間での、ブロック内剛性差に対するブロック表面の摩耗エネルギーの差を、摩耗の初期から摩耗の中期にわたって検証したところ、図５にグラフで示す結果を得た。

なおここで、各領域のブロック内剛性差は、ＦＥＭによるシュミレーションによって算出し、また、ブロック表面での、各領域の摩耗エネルギーの差は、踏面のブロック挙動を踏面観察することによって測定した。

図５に示すところによれば、実施例タイヤではブロック表面での摩耗エネルギー差を、従来タイヤに比しより小さくして、偏摩耗の発生を効果的に抑制することができ、結果として、取り外しに至るまでのタイヤ寿命を有効に増加させ得ることが解かる。

ちなみに図６（ａ），（ｂ）は、実施例タイヤのブロック７への偏摩耗の発生態様を、摩耗の初期および中期のそれぞれについて、斜線を施して例示する図であり、図６に示すところによれば、摩耗の中期に至ってなお、偏摩耗の発生領域を、図４（ｂ）に示す従来タイヤに比して十分狭く抑え得ることが明らかである。

１ トレッド踏面
２ ジグザグ状センター周溝
３ 直線状ショルダー周溝
４ 陸部列（ブロック列）
５ 陸部列（リブ）
６ 横溝
７ ブロック
８ 細溝
ｗ１ ブロック最大幅
ＣＮ ブロックの周方向中心位置
ｅ トレッド踏面端
Ｅ タイヤ赤道線
θ ジグザグ状センター周溝の振れ角度
ｗ２ ブロック幅
ｄ１，ｄ２ 溝深さ

Claims (7)

1. トレッド踏面に、トレッド周方向に連続して延びる複数本の周溝により複数列の陸部列を区画し、一列以上の陸部列を、該陸部列を横切って延在して、隣接するそれぞれの周溝に開口する、周溝より深さの浅い複数本の横溝によって複数個のブロックに仕切られるブロック列とし、ブロック列内の各ブロックの最大幅位置を、各ブロックの、トレッド周方向の中心位置に対してトレッド周方向のいずれか一方側へ離隔させて位置させてなる空気入りタイヤであって、
   ブロック列内の各ブロックに、トレッド周方向の中心位置よりブロックの最大幅位置側の横溝に一端が開口して、他端がブロック内で終了する、横溝より浅く、かつ狭幅の少なくとも一本の細溝を設けてなり、
   前記細溝の、ブロック幅方向での形成域を、該細溝の一端が開口する横溝側で周溝縁から測ったブロック幅の、１／３から２／３の範囲内としてなる空気入りタイヤ。
2. トレッド周方向にジグザグ状に延在するセンター周溝の両側部に前記ブロック列を設けてなる請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. トレッド周方向にジグザグ状に延在するセンター周溝からトレッド幅方向に所定の間隔をおいて、トレッド周方向に直線状に延在する一対のショルダー周溝を設けてなる請求項１もしくは２に記載の空気入りタイヤ。
4. ブロック列のブロックに設けた細溝を、横溝への開口端位置から、トレッド踏面端側に向けて、タイヤ赤道線に対する、ジグザグ状センター周溝の振れ角度とほぼ等しい角度で直線状に延在させて設けてなる請求項２もしくは３に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記細溝の、ブロック周方向での形成域を、該細溝の一端の、横溝への開口位置から、他方の横溝側に向けて測ったブロック周方向長さの１／３の範囲内としてなる請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記細溝の、深さに対する開口幅の比を１〜２の範囲としてなる請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
7. 前記横溝の、深さに対する開口幅の比を２〜３の範囲としてなる請求項１〜６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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