JP5693069B2

JP5693069B2 - 重荷重用空気入りタイヤ

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Publication number: JP5693069B2
Application number: JP2010161986A
Authority: JP
Inventors: 隆史芳賀
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2010-07-16
Filing date: 2010-07-16
Publication date: 2015-04-01
Anticipated expiration: 2030-07-16
Also published as: JP2012020714A

Description

本発明は、燃費性能と排水性能の双方に優れた、トラックやバス等のような重荷重車両に用いられるタイヤに関するものである。

一般に、トラックやバス等のような重荷重車両に用いられる重荷重用空気入りタイヤは、例えば、図８に示すように、トレッド部踏面に、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の周方向主溝を配設して、複数のリブ状陸部を区画形成した、いわゆるリブパターンを有するタイヤや、トレッド部踏面に、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の周方向主溝とタイヤ幅方向に沿って延びる幅方向主溝とを配設して、複数個のブロック陸部を区画形成した、いわゆるブロックパターンを有するタイヤが挙げられる。

リブパターンを有するタイヤは、配設する溝やサイプの開口端を合計したときの全長が短いため、タイヤ接地面内に存在するエッジ成分が少なく、エッジ効果による排水性能の向上は期待できないが、周方向主溝の溝幅を広くするなどにより排水性能を確保することは可能である。また、燃費性能に関係する転がり抵抗の低減に関しては、リブ状陸部がタイヤ周方向に一体的に連なっているため、駆動・制動時に作用する周方向への入力に対する陸部剛性は高く、陸部の変形量は抑制できるものの、旋回走行時等に作用するタイヤ幅方向への入力に対しては、リブ状陸部同士が広幅の周方向主溝で区画されているため、陸部の変形量をある程度大きくなる傾向があり、総合的に見ると、転がり抵抗を十分に低減することができないという問題があった。

排水性能の向上と転がり抵抗の低減の両立を図ったリブパターンを有するタイヤとしては、例えば特許文献１に、リブ状陸部に、タイヤ幅方向に横断して延びる、０．５〜１．５ｍｍ程度の溝幅の複数本の幅方向細溝をさらに配設して、リブ状陸部をブロック状陸部として区画形成し、さらに、ブロック状陸部に、タイヤ軸方向に対して前記幅方向細溝とは反対方向に傾斜しているクローズドサイプを配設したトレッドパターンを有する空気入りタイヤが記載されている。

特許文献１記載の空気入りタイヤは、周方向主溝の溝幅を広くする代わりに、リブ状陸部に幅方向細溝やクローズドサイプを配設したことにより、タイヤ接地面内に存在するエッジ成分を有効に増加させて、排水性能について向上させたものであるが、幅方向細溝を配設することによって、リブ状陸部がブロック状陸部に区画されるため、各ブロック状陸部は、幅方向細溝で実質的に分割されることにより、タイヤ幅方向への入力に対する剛性が低くなり、これに伴って、ブロック状陸部のタイヤ幅方向への変形量が増加することから、転がり抵抗の低減効果については十分ではなく、更に改良の余地があった。

一方、ブロックパターンを有するタイヤは、各ブロック陸部が周方向主溝や幅方向主溝によって区画されているため、タイヤ接地面内に存在するエッジ成分は多い為、排水性能の点では有利であるものの、周方向主溝や幅方向主溝を挟んで隣接するブロック陸部同士がタイヤ接地時に接触せずに個々のブロック陸部の剛性を発揮するのみであり、ブロック陸部自体の剛性は小さく、変形量が大きくなることから、転がり抵抗が高くなるという問題があった。

特開２０００−１７７３３３号公報

この発明の目的は、トレッド部踏面の中央域に位置する陸部を各種細溝で適正に区画することにより、燃費性能と排水性能の双方に優れた、トラックやバス等のような重荷重車両に用いられるタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するため、この発明は、トレッド部踏面に、タイヤ周方向に沿って延びる１対の周方向主溝を、タイヤ赤道を挟んで配設して、トレッド部踏面を中央域と両側方域とに区分してなる重荷重用空気入りタイヤにおいて、前記中央域に、タイヤ周方向に沿って延びる少なくとも１本の周方向細溝を配設して、少なくとも２以上の中央リブ状陸部を区画形成してなり、タイヤ接地時に、前記周方向細溝の開口が閉じることにより、前記周方向細溝を挟んで隣接して位置する中央リブ状陸部同士が接触して支えあう構成を有し、前記中央リブ状陸部に、タイヤ幅方向に横断して延びる複数本の幅方向細溝をさらに配設して、前記中央リブ状陸部を中央ブロック状陸部として区画形成し、タイヤ接地時に、前記周方向細溝の開口が閉じおよび前記幅方向細溝の開口が全て閉じることにより、隣接して位置する中央ブロック状陸部同士が、接触して支えあう構成を有することを特徴とする重荷重用空気入りタイヤである。

さらにこの発明では、幅方向細溝および周方向細溝の溝幅は、ともに３ｍｍ以下であることが好ましい。

さらにまたこの発明では、側方域に、タイヤ幅方向に横断して延びる複数本の幅方向主溝を配設して、複数個の側方ブロック陸部を区画形成してなることが好ましく、加えて、幅方向主溝に、該幅方向主溝を挟んで隣接して位置する側方ブロック陸部同士を連結する隆起浅底部を配設することがより好ましい。隆起浅底部は、延在長さが側方ブロック陸部の幅の０．３〜０．８倍であり、高さが幅方向主溝の溝深さの０．５〜０．８倍の範囲であることが好適である。

この発明によれば、トレッド部踏面の中央域に位置する陸部を各種細溝で適正に区画することにより、燃費性能と排水性能の双方に優れた、トラックやバス等のような重荷重車両に用いられるタイヤを提供することが可能になった。

この発明に従う重荷重用空気入りラジアルタイヤのトレッド部の一部の展開図である。この発明に従う別の重荷重用空気入りラジアルタイヤのトレッド部の一部の展開図である。この発明に従う他の重荷重用空気入りラジアルタイヤのトレッド部の一部の展開図である。この発明に従う他の重荷重用空気入りラジアルタイヤのトレッド部の一部の展開図である。この発明に従う他の重荷重用空気入りラジアルタイヤのトレッド部の一部の展開図である。この発明に従う他の重荷重用空気入りラジアルタイヤのトレッド部の一部の展開図である。この発明に従う他の重荷重用空気入りラジアルタイヤのトレッド部の一部の展開図である。従来例の重荷重用空気入りラジアルタイヤのトレッド部の一部の展開図である。

次に、この発明の実施形態について図面を参照しながら以下で説明する。
図１は、この発明に従う重荷重用空気入りタイヤのトレッド部（トレッドパターン）の一部を示したものである、

図１に示すトレッド部１を有する重荷重用空気入りタイヤは、トレッド部１の踏面に、タイヤ周方向Ｃに沿って延びる１対の周方向主溝2a、2bを、タイヤ赤道Ｅを挟んで配設したものである。これらの１対の周方向主溝2a、2bは、トレッド部１の踏面を中央域３と両側方域4a、4bとに区分する位置に配設したものである。

なお、ここでいう「中央域」とは、タイヤ赤道Ｅを中心とし、トレッド幅ＴＷの４０〜６５％に相当する幅のトレッド部踏面の領域を意味し、また、「側方域」は、前記周方向主溝2a、2bを挟んで中央域３のタイヤ幅方向外側に位置し、前記周方向主溝2aまたは2bとトレッド端5aまたは5bとで区画されるトレッド部踏面の領域を意味する。

そして、この発明の構成上の主な特徴は、トレッド部踏面の中央域３に位置する陸部を各種細溝で適正に区画することにあり、具体的には、前記中央域３に、タイヤ周方向Ｃに沿って延びる少なくとも１本の周方向細溝６、図１では３本の周方向細溝6a、6b、6cを配設して、少なくとも２以上の中央リブ状陸部７、図１では４つの中央リブ状陸部7a、7b、7c、7dを区画形成してなり、タイヤ接地時に、前記周方向細溝6a、6b、6cの開口が閉じることにより、前記周方向細溝6a、6b、6cをそれぞれ挟んで隣接して位置する中央リブ状陸部同士7aと7b、7bと7c、7cと7d（の対向する側壁同士）が接触して支えあう構成を有することにあり、この構成を採用することにより、燃費性能と排水性能の双方を向上させることができる。

すなわち、この発明は、中央域３と側方域4a、4bとに区分する比較的幅広の１対の周方向主溝2a、2bを配設することにより、排水性を確保するとともに、中央域３に、タイヤ周方向Ｃに沿って延びる、比較的幅狭の少なくとも１本の周方向細溝6a、6b、6cを配設して、少なくとも２以上の中央リブ状陸部7a、7b、7c、7dを区画形成することにより、タイヤ接地時に、前記周方向細溝6a、6b、6cの開口が閉じることに伴って、前記周方向細溝6a、6b、6cをそれぞれ挟んで隣接して位置する中央リブ状陸部7a、7b、7c、7d同士が接触して支えあう構成になり、これによって、中央域３に位置する中央リブ状陸部同士7aと7b、7bと7c、7cと7dが、タイヤ接地時にタイヤ周方向Ｃへの入力に対してだけではなくタイヤ幅方向Ｗへの入力に対しても、隣接する中央リブ状陸部同士7aと7b、7bと7c、7cと7dが一体となって対抗することができる結果として、いずれの方向からの入力があっても、中央域３に位置する陸部7a〜7dの変形量は有効に抑制できるので、転がり抵抗を顕著に抑制できることができるのである。なお、ここでいう「タイヤ接地時」とは、具体的には、タイヤを正規リムに装着し、正規内圧とし、静止した状態で平板に対し垂直に置き、タイヤに正規荷重を負荷した時を意味する。ここで、正規リムとは、ＪＡＴＭＡで規定する「標準リム」、ＴＲＡで規定する「Design Rim」、あるいはＥＴＲＴＯで規定する「Measuring Rim」である。また、正規内圧とは、ＪＡＴＭＡで規定する「最高空気圧」、ＴＲＡで規定する「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に記載の最大値、あるいはＥＴＲＴＯで規定する「INFLATION PRESSURES」である。また、正規荷重とは、ＪＡＴＭＡで規定する「最大負荷能力」、ＴＲＡで規定する「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に記載の最大値、あるいはＥＴＲＴＯで規定する「LOAD CAPACITY」である。

周方向主溝2a、2bの溝幅は、排水性を確保する点から、５ｍｍ以上であることが好ましい。一方、周方向主溝2a、2bの溝幅が３０ｍｍよりも幅広にすると、タイヤ接地域内に位置するトレッド陸部の面積割合が低く（ネガティブ率が大きく）なりすぎ、摩耗性能の低下が発生しやすくなる。このため、周方向主溝2a、2bの溝幅の上限は３０ｍｍとすることが好適である。

なお、周方向主溝2a、2bの延在形状は、図１に示すように、ジグザグ形状や波形形状にすることが、幅方向のエッジ成分が増加し、駆動・制動性能や排水性能を向上させることができる点で好ましいが、直線状に配設してもよく、また、各周方向主溝2a、2bのジグザグ形状を同一にする必要はなく、周方向に半ピッチずらしたり、異なる振幅や波長で配設することもできる。

また、周方向細溝6a、6b、6cの溝幅は、タイヤ接地時（タイヤ負荷転動時）に開口を閉じる程度の幅にして、転がり抵抗が大きくならないようにする点から、３ｍｍ以下とすることが好ましい。一方、周方向細溝6a、6b、6cの溝幅は、0.5ｍｍよりも狭いと、周方向細溝を配設しないリブ状陸部に比べて排水性の向上効果が認められなくなるため、周方向細溝6a、6b、6cの溝幅の下限値は0.5ｍｍとすることが好ましい。

なお、周方向細溝6a、6b、6cの延在形状は、図１に示すように、ジグザグ形状や波形形状にすることが幅方向のエッジ成分を増加させて駆動・制動性能や排水性能を向上させることができる点で好ましいが、直線状であってもよく、各周方向細溝6a、6b、6cのジグザグ形状を同一にする必要はなく、周方向に半ピッチずらしたり、異なる振幅や波長で配設することもできる。

周方向細溝6a、6b、6cの延在形状をジグザグ形状とする場合には、タイヤ周方向に対し±５０°の範囲内の角度θ１で交互に異なる向きに延びる２つの細溝部分10a、10bで構成することが好ましい。前記角度θ１が±５０°を超えると、陸部の角部が角張った形状になり、陸部の角部部分の剛性が小さくなって、ゴム欠け等の問題を生じるおそれがあるからである。

また、本発明では、図２に示すように、中央リブ状陸部7a〜7dに、タイヤ幅方向Ｗに横断して延びる複数本の幅方向細溝8a、8b、8c、8dをさらに配設して、前記中央リブ状陸部を中央ブロック状陸部9a、9b、9c、9dとして区画形成し、地時に、前記周方向細溝6a〜6cおよび前記幅方向細溝8a〜8dの開口が閉じることにより、前記周方向細溝6a〜6cおよび前記幅方向細溝8a〜8dを挟んで隣接して位置する中央ブロック状陸部9a〜9d同士が、接触して支えあう構成を有することが、中央域３に位置する陸部の剛性を維持し、中央ブロック状陸部9a〜9dの変形を抑制しつつ、エッジ成分を有効に増加させて排水性能をより一層向上させる点で好ましい。なお、図２では、説明の便宜上、各１個の中央ブロック状陸部9a〜9dには斜線部分として示してある。

幅方向細溝8a〜8dの溝幅は、タイヤ接地時（タイヤ負荷転動時）に開口を閉じる程度の幅にして、転がり抵抗が大きくならないようにする点から、３ｍｍ以下であることが好ましく、より好ましくは１．５ｍｍ以下である。一方、周方向細溝6a、6b、6cの溝幅は、０．５ｍｍよりも狭いと、周方向細溝を配設しないリブ陸部に比べて排水性の向上効果が認められなくなるため、周方向細溝6a、6b、6cの溝幅の下限値は０．５ｍｍとすることが好ましい。
幅方向細溝8a〜8dの延在方向は、幅方向細溝8a〜8dで区画された陸部の角部部分の剛性を確保してゴム欠けを避けるため、タイヤ周方向に対し５５〜１２５°の範囲であることが好ましい。

また、本発明では、エッジ成分をより一層増加させるため、図２に示すように、各中央ブロック状陸部9a〜9dに、タイヤ幅方向にクランク状に延びる幅方向補助細溝11a〜11dを配設して、２個の小ブロック陸部に区分するとともに、各小ブロックには、タイヤ幅方向に延び陸部内で終端する各１本の幅方向副細溝12を配設した場合を示してあるが、かかる構成は必要に応じて適宜設けることができる。

さらに、この発明では、図２に示すように、側方域4a、4bに位置する（リブ）陸部に、タイヤ幅方向Ｗに横断して延びる複数本の幅方向主溝13a、13bを配設して、複数個の側方ブロック陸部14a、14bを区画形成してよく、これによって、タイヤ側方への排水性能を向上させることができる。なお、幅方向主溝13a、13bの溝幅は、４〜１８ｍｍの範囲内であることが好ましい。幅方向主溝13a、13bの溝幅が３ｍｍ未満だと、タイヤ側方への排水性の向上効果が十分ではなく、また前記溝幅が１８ｍｍよりも広いと接地面積の減少により、操縦安定性の悪化を伴う他、各側方ブロック陸部14a、14bが小さくなって陸部剛性の低下に伴って側方ブロック陸部14a、14bが変形しやすくなり、転がり抵抗が大きくなる傾向があるからである。幅方向主溝13a、13bの延在方向は、タイヤ周方向に対し〜 °の範囲であることが好ましい。

加えて、本発明では、幅方向主溝13a、13bに、該幅方向主溝13a、13bを挟んで隣接して位置する側方ブロック陸部14aと14a、14bと14b同士を連結する隆起浅底部15を配設することが好ましく、この構成によって、排水性を悪化させることなく、側方ブロック陸部14a、14bの陸部変形を有効に抑制することができる。

隆起浅底部15は、延在長さＬが側方ブロック陸部14a、14bの幅の０．３〜０．８倍であり、隆起浅底部15の幅方向主溝13a、13bの溝底位置からの高さが、幅方向主溝の溝深さの０．５〜０．８倍の範囲であることが好ましい。隆起浅底部15の延在長さＬが側方ブロック陸部14a、14bの幅の０．３倍未満だと、側方ブロック陸部14a、14bの陸部剛性が不足し、偏摩耗が発生しやすくなるからであり、また、隆起浅底部15の延在長さＬが側方ブロック陸部14a、14bの幅の０．８倍を超えると、タイヤ使用末期のエッジ成分が不足してタイヤ側方への排水性能が顕著に低下するおそれがあるからである。隆起浅底部15の高さが幅方向主溝の溝深さの０．５倍未満だと、ブロック剛性が低下するため偏摩耗が発生しやすくなるからであり、また、隆起浅底部15の高さが幅方向主溝の溝深さの０．８倍超えだと、幅方向主溝13a、13bを配設したことによるタイヤ側方への排水性能の向上効果が十分に得られない傾向があるからである。

この他の実施形態としては、図３〜図５に示すように、トレッド部踏面１の中央域３に２本の周方向細溝6a、6bを配設して３つのリブ状陸部またはブロック状陸部列を区画形成したタイヤ、図６に示すように１対の周方向主溝2a、2bを直線状に配設し、トレッド部踏面１の中央域３にジグザグ状の３本の周方向細溝6a、6b、6cを配設して、４つのリブ状陸部またはブロック状陸部列を区画形成したタイヤ、図７に示すように、１対の周方向主溝2a、2bをジグザグ状に配設するとともに、タイヤ赤道位置に直線状の中央主溝2cを更に配設し、中央主溝2cで中央域３に位置する陸部を２分し、各周方向主溝2a、2bと中央主溝2cとで区画された陸部を周方向細溝6a、6bで２つのリブ状陸部7aと7b、7cと7dに区分するタイヤであってもよく、この発明では、種々の態様が挙げられる。

なお、上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。

次に、この発明に従う重荷重用空気入りタイヤを試作し、性能の評価を行ったので、以下で説明する。
実施例１〜５のタイヤは、タイヤサイズが３１５／７０Ｒ２２．５であり、トレッド部の構成については表１に示す諸元のように作製した。なお、この発明は、トレッドパターンに構造上の特徴を有するものであり、他のタイヤ構造については従来の重荷重用空気入りタイヤと同様の構成とした。
比較のため、タイヤサイズが３１５／７０Ｒ２２．５であり、図８に示すようなトレッドパターンを有するタイヤを従来例のタイヤとして併せて試作した。

（試験方法）
上記各供試タイヤについてタイヤを適用リム（リムサイズ：９．００）に装着し、燃費性能と排水性能の評価を行った。
燃費性能は、直径１．７ｍの鉄板表面を持つドラム試験機（速度：８０ｋｍ／ｈ）を用いて、タイヤ内圧：９００ｋＰａ、負荷荷重：３１８７．５ｋｇｆの条件下で、車軸の転がり抵抗力を測定し、測定した転がり抵抗の値によって評価した。なお、この転がり抵抗測定は、ＩＳＯ１８１６４に準拠し、スムースドラム、フォース式にて実施したものである。
排水性能は、タイヤ内圧：９００ｋＰａ、負荷荷重：３３５０ｋｇｆの条件の下、時速３０km/hで水深２ｍｍの濡れた路面をもつ、半径２０ｍのテストコースを円旋回したときのプロのドライバーによるフィーリングによって評価した。
表２に評価結果を示す。なお、表２中の燃費性能及び排水性能の数値は、いずれも従来例のタイヤを１００としたときの指数比で示してあり、数値は大きいほど性能が優れていることを示す。

表２に示す結果から、実施例１〜５のタイヤは、従来例のタイヤと比べて排水性が同等以上で燃費性能が優れている。

１トレッド部
２、2a、2b 周方向主溝
３中央域
4a、4b 側方域
5a、5b トレッド端
６、6a、6b、6c 周方向細溝
７、7a、7b、7c、7d 中央リブ状陸部
８、8a、8b、8c、8d 幅方向細溝
９、9a、9b、9c、9d 中央ブロック状陸部
10a、10b 周方向細溝を構成する２つの細溝部分
11、11a、11b、11c、11d 幅方向補助細溝
12 幅方向副細溝
13a、13b 幅方向主溝
14a、14b 側方ブロック陸部
15 隆起浅底部

Claims

トレッド部踏面に、タイヤ周方向に沿って延びる１対の周方向主溝を、タイヤ赤道を挟んで配設して、トレッド部踏面を中央域と両側方域とに区分してなる重荷重用空気入りタイヤにおいて、
前記中央域に、タイヤ周方向に沿って延びる少なくとも１本の周方向細溝を配設して、少なくとも２以上の中央リブ状陸部を区画形成してなり、
タイヤ接地時に、前記周方向細溝の開口が閉じることにより、前記周方向細溝を挟んで隣接して位置する中央リブ状陸部同士が接触して支えあう構成を有し、
前記中央リブ状陸部に、タイヤ幅方向に横断して延びる複数本の幅方向細溝をさらに配設して、前記中央リブ状陸部を中央ブロック状陸部として区画形成し、タイヤ接地時に、前記周方向細溝の開口が閉じおよび前記幅方向細溝の開口が全て閉じることにより、隣接して位置する中央ブロック状陸部同士が、接触して支えあう構成を有することを特徴とする重荷重用空気入りタイヤ。
幅方向細溝の溝幅が３ｍｍ以下である請求項１記載の重荷重用空気入りタイヤ。
周方向細溝の溝幅が３ｍｍ以下である請求項１または２記載の重荷重用空気入りタイヤ。