JP5634840B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、複数のブロックがトレッド部に形成された空気入りタイヤに関する。

従来より、複数のブロックがタイヤトレッドに構成されている空気入りタイヤが存在するが、当該構成のタイヤにおいては、新品時にブロック端の幅方向面外曲げ剛性や剪断剛性はブロック中央部に比較して低くなる。

このためブレーキ時に、ブロックに前後方向の入力があった際にはブロックの前後端が倒れ込みやめくれを起こし、接地面積の減少や接地圧のバラツキを生じるので、結果としてドライ路面でのブレーキ性能が低下してしまう。またこの現象によりブロックの前後端が摩耗しやすく、当該摩耗部分を核とする偏摩耗が生じ、異常音や乗り心地悪化の原因ともなっている。

上記の倒れ込みやめくれの抑制にはブロック前後端の剛性を高める必要があるが、一般的にはブロックの形状、大きさ、溝の深さ、ゴム種の変更などの手法が採用されている。

例えば、陸部の幅方向側面にトレッドゴムより耐摩耗性の低いゴムを配置して、陸部の耐偏摩耗性を高めた構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。あるいは主溝の底および壁をトレッドゴムより高弾性率のゴムシートで覆うことにより、耐摩耗性、操縦安定性を維持しつつ転がり抵抗を低減する構造が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
また複数のゴム層からなるキャップトレッドゴム層の界面を周方向主溝下に配置し、その界面には補強ゴム層を設けることでグループクラックの発生を抑える構造が提案されている（例えば、特許文献３参照）。さらにタイヤ周方向に沿って陸部に複数のマルチサイプが設けられた空気入りタイヤにおいて、トレッド本体ゴム材と陸部のタイヤ幅方向側部に配置された耐クラック性ゴム材とでトレッドを構成することで、陸部のエッジ部の耐偏摩耗性を維持しつつ耐クラック性能を向上する構造が提案されている（例えば、特許文献４参照）。

特開２００９−０９６２５５号公報 特開２００９−１３２１７９号公報 特開２００９−１２６３１４号公報 特開２００９−１１３５４３号公報

本発明は上記の問題を考慮してなされたものであり、陸部の変形を抑え、耐偏摩耗性を向上させ、制駆動性の低下を低減させた空気入りタイヤを提供することを目的とする。

請求項１に記載の空気入りタイヤは、トレッドに設けられ、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の周方向溝と、前記周方向溝と交差する方向に延びる複数本の横溝と、によって区画された複数の陸部を有し、前記陸部の周方向両端を、踏面から径方向内側にかけて、踏面から見て踏面と平行な面で切った断面積が漸減するように、トレッドを形成する第１のゴムよりも貯蔵弾性率の高い、第２のゴムを配置し、前記陸部は幅方向に設けられた溝で周方向に分断されていて、前記溝を挟んで対向する部分には前記第２のゴムを設けないことを特徴とする。

上記構成の発明では、陸部の周方向端に硬いゴムを踏面から見た断面積が漸減するように配することで陸部の変形を抑え、耐偏摩耗性を向上させ、制駆動性の低下を低減させると同時に、摩耗して剛性の高くなった状態の陸部にはブロック端に硬いゴムが必要でなくなることに対応し、必要最低限の加工で目的を実現することができる。

請求項２に記載の空気入りタイヤは、トレッドに設けられ、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の周方向溝と、前記周方向溝と交差する方向に延びる複数本の横溝と、によって区画された複数の陸部を有し、
前記陸部の周方向両端を、踏面から径方向内側にかけて、踏面から見て踏面と平行に切った断面積が漸減するように、トレッドを形成する第１のゴムより貯蔵弾性率の高い、第２のゴムを配置し、前記陸部のタイヤ周方向に沿った断面において、前記第２のゴムの断面積は、幅方向位置によって異なることを特徴とする。

上記構成の発明では、例えば幅方向端部では陸部のブロック剛性が低いため硬いゴムの割合を大きく、陸部中央近傍ではブロック剛性が高くなるため硬いゴムの割合を少なくする構成であって、陸部の形状、サイズに応じて硬いゴムの割合を変化させることができる。

請求項３に記載の空気入りタイヤは、請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤにおいて、前記第２のゴムの、タイヤ周方向に沿った断面形状は三角形であることを特徴とする。

上記構成の発明では、摩耗する前は陸部のブロック剛性が低いため硬いゴムの割合が大きく、摩耗して径方向高さが低くなった陸部ではブロック剛性が高くなるため硬いゴムの割合を少なくする構成であって、硬いゴムを単純な形状で加工できるのでコスト、工数を抑えることができる。

請求項４に記載の空気入りタイヤは、前記第２のゴムの、踏面から見た断面積は、踏面からの距離が離れるに従って減少し、かつ、踏面からの距離が離れるに従って、距離当たりの減少する断面積が減少または増加することを特徴とする。

上記構成の発明では、摩耗する前は陸部のブロック剛性が低いため硬いゴムの割合が大きく、摩耗して径方向高さが低くなった陸部ではブロック剛性が高くなるため硬いゴムの割合を少なくする構成であって、陸部の摩耗度合に応じて硬いゴムの割合をより大きく変化させることができる。
請求項５に記載の空気入りタイヤは、前記第２のゴムの、タイヤ周方向に沿った断面積は、前記陸部の幅方向両端へ近付くほど大きくなることを特徴とする。
上記構成の発明では、幅方向端部では陸部のブロック剛性が低いため硬いゴムの割合が大きく、陸部中央近傍ではブロック剛性が高くなるため硬いゴムの割合を少なくする構成であって、陸部の形状、サイズに応じて硬いゴムの割合を変化させることができる。

請求項６に記載の空気入りタイヤは、前記第２のゴムの貯蔵弾性率はトレッドを形成するゴムの１２０％以上、２００％以下であることを特徴とする。

上記構成の発明では、硬いゴムの貯蔵弾性率が１２０％以上であるためブロックの変形を抑え、耐辺摩耗性を向上させ、制駆動性の低下を低減させると同時に、２００％以下であるためブロックの破断などの不具合を防ぐことができる。

請求項７に記載の空気入りタイヤは、請求項２〜６に記載された空気入りタイヤにおいて、前記陸部は幅方向に設けられた溝で周方向に分断されていることを特徴とする。

上記構成の発明では、幅方向溝で周方向に分断された一対の陸部の間ではブロック端の変形が少ないので、硬いゴムを配置しないことでコスト・工数を低減することができる。

以上説明したように、本発明によれば、ブロックの周方向端に硬いゴムを配することでブロックの変形を抑え、耐辺摩耗性を向上させ、制駆動性の低下を低減させることができる。

第１実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドの（Ａ）は平面図であり、（Ｂ）はＡを含む斜視図である。 第１実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドに設けられた陸部の（Ａ）は平面図であり（Ｂ）は断面図である。 第１実施形態に係る空気入りタイヤの性能評価実験条件および結果を示す表である。 第２実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドに設けられた陸部の一部断面図である。 第２実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドに設けられた陸部の一部断面図である。

＜第１実施形態＞
以下、図面に従って本発明の第１実施形態に係る空気入りタイヤ１０について説明する。

図１（Ａ）には、空気入りタイヤ１０のトレッド１２が示されている。なお、トレッド１２の接地端は、空気入りタイヤ１０をＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ（日本自動車タイヤ協会規格、２０１０年度版）に規定されている標準リムに装着し、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫでの適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力（内圧−負荷能力対応表の太字荷重）に対応する空気圧（最大空気圧）の１００％の内圧を充填し、最大負荷能力を負荷したときのものである。使用地又は製造地において、ＴＲＡ規格、ＥＴＲＴＯ規格が適用される場合は各々の規格に従う。

なお、本実施形態の空気入りタイヤ１０の内部構造については、一般的な空気入りタイヤと同様であるため（カーカス、ビード等を備えている）、内部構造の詳細な説明は省略する。

本実施形態の空気入りタイヤ１０のトレッド１２には、タイヤ周方向（図中白矢印Ｒ）に沿って延びる複数の周方向溝１４が形成されている。またトレッド１２には、タイヤ幅方向に延びる複数の横溝１６が形成されている。互いに交差する周方向溝１４と横溝１６によってトレッド１２には陸部２０が構成されている。また陸部２０の周方向両端には、図１に示すように硬ゴム部２２が設けられている。

すなわち踏面から見た平面図である図２（Ａ）、および図中Ｆ−Ｆの矢視図である図２（Ｂ）に示すように、陸部２０の周方向両端には、トレッド１２の踏面から径方向内側にかけて、踏面から見た断面積が漸減するように硬ゴム部２２が設けられている。

図２（Ｂ）に示すように、硬ゴム部２２は踏面（図中上）より径方向内側（図中下）にかけて、図２（Ａ）に示す平面図における断面積（踏面より見た断面積）が次第に小さくなるような形状であり、第１実施形態においては幅方向から見た断面、すなわち図２（Ｂ）に示す断面形状は陸部２０の周方向端の角を含む三角形をなしている。

これにより摩耗していない新品状態では陸部２０の径方向高さが高く、ブロック剛性も低い状態において硬ゴム部２２の接地面（踏面から見た面積）は大きい。摩耗が進んで陸部２０の径方向高さが低く、ブロック剛性が高い状態となるにつれて硬ゴム部２２の踏面に占める割合は少なくなる。

さらに硬ゴム部２２はトレッド１２を構成するゴムに比較してより硬いゴムで構成されており、具体的には貯蔵弾性率（Ｅ'）がトレッド１２を構成するゴムに比較して１２０％〜２００％の範囲にあるゴムで構成されている。

また図２（Ａ）に一点鎖線で示すような位置に、陸部２０を周方向に分割する溝を設けて一対の陸部２０としてもよい。この場合は溝を挟んで対向する部分には硬ゴム部２２を設けておらず、各々周方向外側の端のみ硬ゴム部２２を備えた構成とされている。

この構成では、トレッド１２が入力により周方向に変形すると、一対の陸部２０において両者間の 溝は潰れ、蹴り出し側の陸部２０は踏み込み側の陸部２０と一体的に変形する。これにより蹴り出し側の陸部２０の蹴り出し側端、および踏み込み側の陸部２０の踏み込み側端に硬ゴム部２２が設けられていれば、両者の対向面に硬ゴム部２２が配置されていなくても目的を達成することができる。

＜作用＞
次に、本実施形態の空気入りタイヤ１０の作用を説明する。

本実施形態の空気入りタイヤ１０では、陸部２０の周方向両端に設けられた硬ゴム部２２により、陸部２０自体のブロック剛性を向上させている。これによりブロック剛性の低い新品時（陸部２０の径方向高さが高いため）において周方向面外曲げ剛性や剪断剛性を向上させている。

さらに陸部２０の周方向端部にトレッド１２よりも硬く変形しにくい硬ゴム部２２を設けたことにより、陸部２０が路面に対して踏み込んだ際、陸部２０の踏み込み側端部の「めくれ」を抑えることによって接地面積不足の発生を防ぎ、駆動性および制動性の低下を抑えることができる。

また本実施形態では陸部２０の踏み込み側と蹴り出し側の両方に硬ゴム部２２を設けたことにより陸部２０の偏摩耗への耐性を高め、さらに空気入りタイヤ１０の摩耗による駆動性・制動性の低下を抑えることができる。

＜実施例＞
本発明の効果を確かめるために、前述の本発明の第１実施形態に係る空気入りタイヤ（実施例）と、トレッドが単一のゴムで形成された比較例に係る空気入りタイヤ（比較例）について実車に装着して評価ドライバーによる官能試験、および摩耗ドラムによる耐摩耗性の試験を行った。

すなわち図３に示すようにタイヤサイズ：２２５／５０Ｒ１７のサンプルにおいて、摩耗ドラム試験条件および実車評価条件を行った。

摩耗ドラム試験条件は以下の通りである。

リム： １７×７．５Ｊ
内圧： ２２０ｋＰａ
荷重： ４．９４ｋＮ

上記の実験条件において耐摩耗性実験を行った。

また実車評価条件は以下の通りである。

リム： １７×７．５Ｊ
内圧： ２２０／２２０ｋＰａ
荷重： ドライバーのみ
車種： ＨＯＮＤＡインスパイア（０８Ｍ）
速度： ブレーキ １００ｋｍ／ｈ → ０ｋｍ／ｈ
Ｒ／Ｎ １００ｋｍ／ｈ
その他 ８０ｋｍ／ｈ
高周波測定装置： 前席窓側
路面： Ｒ／Ｎ（ロードノイズ）、乗心地、スノー、ブレーキ、各専用路面

上記の実験条件において実車ブレーキ性能、ブレーキ終了品のブロック端摩耗レベル、実車高周波ノイズ、実車乗心地評価、実車雪面評価の試験を行った。高周波ノイズ、乗心地評価、雪面評価は評価ドライバーによる官能評価とし、評点は４：良い、３：許容、２：不足、１：悪いとする。

図３に示すように、実験結果より貯蔵弾性率Ｅ'は１２０％＜Ｅ'＜２００％（トレッド１２を構成するゴムとの比率）、周方向（図中白矢印Ｒ）における硬ゴム割合ａ／ｂ％は５０％以下、径方向（深さ方向）における硬ゴム割合ｃ／ｄ％は０％＜ｃ／ｄ％≦１００％（より望ましくは２５％＜ｃ／ｄ％＜７５％）がよいことがわかる。

＜第２実施形態＞
図４、図５には本発明の第２実施形態に係る空気入りタイヤ１０のトレッド１２の一部が示されている。

図４に示すように本実施形態においては、陸部２０に設けられた硬ゴム部２２の断面形状（周方向に沿った断面）は特に三角形でなくともよい。これにより踏面から見た硬ゴム部２２の断面積は、陸部２０の摩耗に従って一様に減少することなく、陸部２０が摩耗しても硬ゴム部２２が現象しにくい領域と、急激に減少する領域とが径方向高さに応じて存

あるいは図５（Ａ）（Ｂ）に示すように、陸部２０の周方向に沿った断面 では硬ゴム部２２の断面形状は三角形であって、その断面積が幅方向位置（赤道面からの距離）によって異なる構成とされていてもよい。例として、図５には陸部２０の幅方向両端部に近いほど硬ゴム部２２の断面積が大きくなる構成が示されている。

これにより、陸部２０においてブロック強度の低い幅方向両端では硬ゴム部２２の断面積が大きく、周方向面外曲げ剛性や剪断剛性を高めることができる。

以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。例えば第１実施形態では陸部２０全てに硬ゴム部２２を設けているが、トレッド１２に配置される陸部２０の形状や大きさが複数種類存在する場合は、これに応じて硬ゴム部２２を選択的に設けても、また場所によって硬ゴム部２２のサイズや断面形状、あるいは素材の物性（貯蔵弾性率など）を変えてもよい。

１０ 空気入りタイヤ
１２ トレッド
１４ 周方向溝
１６ 横溝
２０ 陸部
２２ 硬ゴム部

Claims (7)

1. トレッドに設けられ、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の周方向溝と、前記周方向溝と交差する方向に延びる複数本の横溝と、によって区画された複数の陸部を有し、
   前記陸部の周方向両端を、踏面から径方向内側にかけて、踏面から見て踏面と平行に切った断面積が漸減するように、トレッドを形成する第１のゴムより貯蔵弾性率の高い、第２のゴムを配置し、
   前記陸部は幅方向に設けられた溝で周方向に分断されていて、前記溝を挟んで対向する部分には前記第２のゴムを設けないことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. トレッドに設けられ、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の周方向溝と、前記周方向溝と交差する方向に延びる複数本の横溝と、によって区画された複数の陸部を有し、
   前記陸部の周方向両端を、踏面から径方向内側にかけて、踏面から見て踏面と平行に切った断面積が漸減するように、トレッドを形成する第１のゴムより貯蔵弾性率の高い、第２のゴムを配置し、
   前記陸部のタイヤ周方向に沿った断面において、前記第２のゴムの断面積は、幅方向位置によって異なることを特徴とする空気入りタイヤ。
3. 前記第２のゴムの、タイヤ周方向に沿った断面形状は三角形であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記第２のゴムの、踏面から見た断面積は、踏面からの距離が離れるに従って減少し、かつ、踏面からの距離が離れるに従って、距離当たりの減少する断面積が減少または増加する請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記第２のゴムの、タイヤ周方向に沿った断面積は、前記陸部の幅方向両端へ近付くほど大きくなることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記第２のゴムの貯蔵弾性率はトレッドを形成するゴムの１２０％〜２００％であることを特徴とする請求項１〜請求項５の何れか１項に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記陸部は幅方向に設けられた溝で周方向に分断されていることを特徴とする請求項２〜請求項６の何れか１項に記載の空気入りタイヤ。