JP5760337B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、トレッド部にブロックパターンを備える空気入りタイヤに関する。

ウェット路面や氷雪路面上で優れたトラクション性を発揮するために、トレッド部にブロックパターンを備える空気入りタイヤが用いられている。一般に、空気入りタイヤの駆動力を向上させるためには、エッジ成分を確保しつつ、ブロック剛性を向上させることが好ましい。
しかし、ブロック剛性を向上させるために溝幅を狭くしたり、溝底にサイプを形成したりする場合には、溝の底やサイプの底にクラックが発生することがある。特に、溝の深さが深く、トレッドゴムの硬度が低いゴム（例えば、硬度６３〜６５）が用いられる重荷重用冬用タイヤは、駆動時にブロックが大きく変形する。そのため、溝の底やサイプの底にクラックが発生しやすい。

従来、氷上性能とタイヤの耐久性を両立させるため、タイヤ周方向にオープンサイプとクローズドサイプとが交互に配列するように形成すると共に、オープンサイプの深さをクローズドサイプの深さよりも浅くした空気入りタイヤが知られている（特許文献１）。

上記従来の空気入りタイヤでは、互いに隣接するサイプの底部に集中する応力が同一深さの線上に集中しないように分散される。また、オープンサイプの深さがクローズドサイプの深さより浅く、ブロックの剛性が高く維持されるので、高い氷上性能を維持しつつ、耐久性を向上させることができる。

特開２０１０−６４６９３号公報

本発明は、従来とは異なる構造により、ブロック剛性の低下を抑制しつつ、溝底のクラックの発生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を目的とする。

本発明の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延びる複数の周方向溝と、タイヤ幅方向に延びる複数の幅方向溝と、によって画定される複数のブロックをトレッドに備え、回転方向が定められ、駆動力を前記ブロックが受ける空気入りタイヤであって、前記ブロックの蹴り出し側壁面は、トレッド面に対して略垂直であり、前記ブロックの踏み込み側壁面は、前記幅方向溝の深さ方向に進むにつれて前記幅方向溝の溝幅が狭くなるように、トレッド面に対して傾斜した第１壁面と、前記幅方向溝の深さ方向において第１壁面よりも深い位置にあり、前記蹴り出し側壁面に対して略平行な第２壁面と、を備え、第１壁面と第２壁面とは連続して形成されており、第１壁面と第２壁面の境界となる屈曲部は、前記幅方向溝の深さの６０％以上８０％以下の位置にあり、前記蹴り出し側壁面と第２壁面との間の幅は、トレッド面における前記幅方向溝の幅の２５％以上５０％以下であることを特徴とする。

また、前記トレッドのゴムは、ゴム硬度が６２以上６７以下であることが好ましい。
さらに、前記周方向主溝は、タイヤ赤道線上に設けられた中央周方向主溝を含み、
前記ブロックは、前記中央周方向主溝に接する中央ブロックを含むことが好ましい。

本発明の空気入りタイヤによれば、ブロック剛性の低下を抑制しつつ、溝底のクラックの発生を抑制することができる。

実施形態の空気入りタイヤのトレッドバターンの一例を示す展開図である。 図１に示されるＡ−Ａ線に沿ったブロックの断面図である。 蹴り出し側壁面と踏み込み側壁面の形状の一例を示す断面図である。 図１に示されるＡ−Ａ線に沿ったブロックの駆動時における断面図である。 従来例のブロックの断面図である。

＜実施形態＞
以下、本実施形態の空気入りタイヤについて、詳細に説明する。
本実施形態の空気入りタイヤは、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ ２００９（日本自動車タイヤ協会規格）のＣ章に規定されているトラック及びバス用の重荷重用タイヤに適用することができる。

なお、以下の説明において、タイヤ幅方向とは、空気入りタイヤの回転軸と平行な方向である。また、タイヤ周方向とは、空気入りタイヤの回転軸を回転の中心として回転する方向である。

まず、図１を参照して、本実施形態の空気入りタイヤのトレッドパターンを説明する。図１は、本実施形態の空気入りタイヤのトレッドパターンの一例を示す展開図である。図１の縦方向はタイヤ周方向を示す。本実施形態の空気入りタイヤは回転方向が定められており、図１の下方向はタイヤ回転方向を示す。また、図１の横方向はタイヤ幅方向を示す。また、ＣＬはタイヤ赤道線を示す。図１に示されるように、本実施形態の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延びる複数の周方向溝１０と、タイヤ幅方向に延びる複数の幅方向溝１２と、によって画定される複数のブロック２０をトレッド部に備える。トレッド部のゴム硬度は、例えば、６２以上６７以下であり、好ましくは、６３以上６５以下である。なお、ゴム硬度は、ＪＩＳ Ｋ ６２５３によって規定される硬度である。

ここで、周方向溝１０は、図１に示されるようにタイヤ赤道線ＣＬと平行な溝に限定されない。周方向溝１０は、例えば、タイヤ赤道線ＣＬに対して３５度以内の角度で傾斜する溝も含む。また、周方向溝１０の幅は、５ｍｍ以上である。
また、幅方向溝１２は、図１に示されるように、タイヤ幅方向と平行な溝に限定されない。幅方向溝１２は、例えば、タイヤ幅方向に対して３５度以内の角度で傾斜する溝も含む。また、幅方向溝１２の幅は、２ｍｍ以上である。
また、本実施形態では、周方向溝１０と幅方向溝１２の深さは同じとするが、溝の深さを異ならせてもよい。

ここで、図２を参照して、ブロック２０の形状について詳細に説明する。図２は、図１に示されるＡ−Ａ線に沿ったブロックの断面図である。図２は、空気入りタイヤに荷重がかかっていない場合のブロック２０の形状を示す。

図２に示されるように、ブロック２０の蹴り出し側壁面２２は、トレッド面に対して略垂直である。ここで、トレッド面とは、空気入りタイヤが路面Ｒと接する面である。また、トレッド面に対して略垂直とは、トレッド面に対して垂直な角度に対して、蹴り出し側壁面２２が±５度以内の角度で傾斜している場合を含むことを意味する。
また、ブロック２０の踏み込み側壁面２４は、第１壁面２６と、第２壁面２８と、を備える。第１壁面２６は、幅方向溝１２の深さ方向に進むにつれて幅方向溝１２の溝幅が狭くなるように、トレッド面に対して傾斜している。また、第２壁面２８は、幅方向溝１２の深さ方向において第１壁面２６よりも深い位置にある。また、第２壁面２８は、蹴り出し側壁面２２に対して略平行である。ここで、蹴り出し側壁面２２に対して略平行とは、蹴り出し側壁面２２に対して、第２壁面２８が±５度以内の角度で傾斜している場合を含むことを意味する。第１壁面２６と第２壁面２８とは連続して形成されている。
また、蹴り出し側壁面２２は、幅方向溝１２を介して、隣接するブロック２０の踏み込み側壁面２４と対向する。

ここで、図３を参照して、本実施形態のブロック２０の蹴り出し側壁面２２と踏み込み側壁面２４の形状について、詳細に説明する。図３は、本実施形態のブロック２０の蹴り出し側壁面２２と踏み込み側壁面２４の形状を示す断面図である。図３に示されるブロック２０は、図２に示されるブロック２０を上下反転して示されている。

図３に示されるように、第１壁面２６と第２壁面２８との境界を屈曲部３０と定義する。屈曲部３０は、幅方向溝１２の深さの６０％以上８０％以下の位置にある。すなわち、幅方向溝１２の深さをＨ、トレッド面から屈曲部３０までの深さをｈとすると、０．６≦ｈ／Ｈ≦０．８の関係を満たす。０．６≦ｈ／Ｈ≦０．８の関係を満たすことにより、クラックの発生を抑制することができる。

また、蹴り出し側壁面２２と第２壁面２８との間の幅は、トレッド面における幅方向溝１２の幅の２５％以上５０％以下である。すなわち、トレッド面における幅方向溝１２の幅をＷ、蹴り出し側壁面２２と第２壁面２８との間の幅をｗとすると、０．２５≦ｗ／Ｗ≦０．５の関係を満たす。０．２５≦ｗ／Ｗの関係を満たすことにより、クラックの発生を抑制することができる。また、ｗ／Ｗ≦０．０５の関係を満たすことにより、ブロック剛性の低下を抑制することができる。

次に、図４を参照して、本実施形態の空気入りタイヤの作用を説明する。図４は、図１に示されるＡ−Ａ線に沿ったブロックの断面図である。図４は、荷重条件の下、駆動力がブロック２０に作用する場合のブロック２０の形状を示す。

本実施形態のブロック２０は、駆動時に図４に示されるように変形する。本実施形態のブロック２０は、蹴り出し側壁面２２がトレッド面に対して略垂直であり、かつ、第２壁面２８が蹴り出し側壁面２２に対して略平行であるため、駆動時にブロック２０が変形した際に、屈曲部３０が対向する蹴り出し側壁面２２と接触する。そのため、ブロック２０の変形が抑制され、ブロック剛性を向上させることができる。また、駆動時にブロック２０が変形した際に、幅方向溝１２のうち第２壁面２８と蹴り出し側壁面２２とで挟まれる部分が完全につぶれることなく、屈曲部３０が蹴り出し側壁面２２と接触する。そのため、本実施形態によれば、幅方向溝１２の溝底のクラックの発生を抑制することができる。

以上説明したように、本実施形態の空気入りタイヤによれば、ブロック剛性の低下を抑制しつつ、溝底のクラックの発生を抑制することができる。

種々の空気入りタイヤを用いて、本発明の効果を確認する試験を行った。タイヤサイズは、２７５／８０Ｒ２２．５であり、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ ２００９（日本自動車タイヤ協会規格）に規定された空気圧の条件を用いた。荷重条件は、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ ２００９で規定される条件とした。各テストタイヤを車両総重量２−Ｄ・４車両の駆動軸に装着し、以下のような試験を行った。

（耐クラック性）
各試験タイヤを装着した車両を走行させ、ブロックが周方向溝の深さに対して３０％摩耗した時点において、各試験タイヤに発生した溝底のクラックの個数を測定した。クラックの個数が３個以下の試験タイヤは、耐クラック性が高いと判断した。

（ブロック剛性）
各試験タイヤのトレッド部にＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ ２００９で規定される荷重をかけて平板上に押し付け、駆動力に相当するせん断力を加えたときの変位と反力を測定した。従来例の測定結果を１００とする指数で測定結果を示し、指数が大きいほどブロック剛性が高いことを示す。なお、従来例に対してブロック剛性の低下が３％以内の場合に、ブロック剛性の低下を抑制できると判断した。

（従来例、実施例１〜３、比較例１，２）
従来例、実施例１〜３、比較例１，２の空気入りタイヤを用いて、ｈ／Ｈを変えることの効果を調べた。

まず、図５を参照して、従来例の空気入りタイヤについて説明する。従来例の空気入りタイヤの基本的な構成は、上述した実施形態と同様である。従来例の空気入りタイヤは、ブロック２０の形状が上述した実施形態とは異なる。図５に示されるように、従来例のブロック２０の蹴り出し側壁面２２は、トレッド面に対して略垂直である。また、従来例のブロック２０の踏み込み側壁面２４は、幅方向溝１２の深さ方向に進むにつれて幅方向溝１２の溝幅が狭くなるように、トレッド面に対して傾斜している。また、従来例のブロック２０は、上述した実施形態と異なり、蹴り出し側壁面２２に対して略平行である第２壁面を備えていない。また、従来例の空気入りタイヤは、幅方向溝１２の溝底にサイプ３２が形成されている。従来例のサイプ３２の幅は、０．８ｍｍである。また、従来例のサイプ３２の深さは、３．０ｍｍである。

次に、図３を参照して、各実施例、各比較例の空気入りタイヤについて説明する。以下に説明する各実施例、各比較例の空気入りタイヤの基本的な構成は、上述した実施形態の空気入りタイヤと同様である。各実施例、各比較例の空気入りタイヤは、トレッド面から屈曲部３０までの深さｈ、蹴り出し側壁面２２と第２壁面２８との間の幅ｗが互いに異なる。

従来例の空気入りタイヤの幅方向溝１２の深さＨは、１２．５ｍｍである。また、従来例の空気入りタイヤのトレッド面における幅方向溝１２の幅Ｗは、５．５ｍｍである。
実施例１〜３、比較例１，２の空気入りタイヤの幅方向溝１２の深さＨは、いずれも１５ｍｍである。また、実施例１〜３、比較例１，２の空気入りタイヤのトレッド面における幅方向溝１２の幅Ｗは、いずれも５．５ｍｍである。また、従来例、各実施例、各比較例のブロック２０の幅（タイヤ幅方向の長さ）は２２ｍｍ、ブロック２０の長さ（タイヤ周方向の長さ）は３５ｍｍである。
比較例１の空気入りタイヤのｈは、７．５ｍｍである。すなわち、ｈ／Ｈ＝０．５である。
実施例１の空気入りタイヤのｈは、９．０ｍｍである。すなわち、ｈ／Ｈ＝０．６である。
実施例２の空気入りタイヤのｈは、１０．５ｍｍである。すなわち、ｈ／Ｈ＝０．７である。
実施例３の空気入りタイヤのｈは、１２．０ｍｍである。すなわち、ｈ／Ｈ＝０．８である。
比較例２の空気入りタイヤのｈは、１３．５ｍｍである。すなわち、ｈ／Ｈ＝０．９である。

従来例、実施例１〜３、比較例１，２における耐クラック性、ブロック剛性の試験結果を表１に示す。

表１の結果から、実施例１〜３の空気入りタイヤは、従来例、比較例１，２の空気入りタイヤに比べて、クラックの発生を抑制できることが分かる。これは、実施例１〜３の空気入りタイヤが０．６≦ｈ／Ｈ≦０．８の関係を満たすことにより、クラックの発生を抑制できることを示す。
また、表１の結果から、実施例１〜３の空気入りタイヤは、従来例の空気入りタイヤに比べて、ブロック剛性の低下を抑制できることが分かる。

（従来例、実施例２，４，５、比較例３，４）
従来例、実施例２，４，５、比較例３，４の空気入りタイヤを用いて、ｗ／Ｗを変えることの効果を調べた。
実施例２，４，５、比較例３，４の空気入りタイヤの幅方向溝１２の深さＨは、いずれも１５ｍｍである。また、実施例２，４，５、比較例３，４の空気入りタイヤのトレッド面における幅方向溝１２の幅Ｗは、いずれも５．５ｍｍである。
比較例３の空気入りタイヤのｗは、１．０ｍｍである。すなわち、ｗ／Ｗ＝０．１３である。
実施例４の空気入りタイヤのｗは、１．４ｍｍである。すなわち、ｗ／Ｗ＝０．２５である。
実施例２の空気入りタイヤのｗは、２．０ｍｍである。すなわち、ｗ／Ｗ＝０．３６である。
実施例５の空気入りタイヤのｗは、２．８ｍｍである。すなわち、ｗ／Ｗ＝０．５０である。
比較例４の空気入りタイヤのｗは、３．０ｍｍである。すなわち、ｗ／Ｗ＝０．５５である。

従来例、実施例２，４，５、比較例３，４における耐クラック性、ブロック剛性の試験結果を表２に示す。

表２の結果から、実施例２，４，５の空気入りタイヤは、従来例、比較例３，４の空気入りタイヤに比べて、クラックの発生を抑制できることが分かる。これは、実施例２，４，５の空気入りタイヤが０．２５≦ｗ／Ｗ≦０．５の関係を満たすことにより、クラックの発生を抑制できることを示す。
また、表２の結果から、実施例２，４，５の空気入りタイヤは、従来例の空気入りタイヤに比べて、ブロック剛性の低下を抑制できることが分かる。

表１，２に示される結果より、本発明の空気入りタイヤよれば、ブロック剛性の低下を抑制しつつ、溝底のクラックの発生を抑制できることが分かった。
以上、本発明の空気入りタイヤについて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態や実施例に限定されるものではない。また、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。

１０ 周方向溝
１２ 幅方向溝
２０ ブロック
２２ 蹴り出し側壁面
２４ 踏み込み側壁面
２６ 第１壁面
２８ 第２壁面
３０ 屈曲部
３２ サイプ
Ｒ 路面

Claims (3)

1. タイヤ周方向に延びる複数の周方向溝と、タイヤ幅方向に延びる複数の幅方向溝と、によって画定される複数のブロックをトレッドに備え、回転方向が定められ、駆動力を前記ブロックが受ける空気入りタイヤであって、
   前記ブロックの蹴り出し側壁面は、トレッド面に対して略垂直であり、
   前記ブロックの踏み込み側壁面は、
   前記幅方向溝の深さ方向に進むにつれて前記幅方向溝の溝幅が狭くなるように、トレッド面に対して傾斜した第１壁面と、
   前記幅方向溝の深さ方向において第１壁面よりも深い位置にあり、前記蹴り出し側壁面に対して略平行な第２壁面と、を備え、
   第１壁面と第２壁面とは連続して形成されており、第１壁面と第２壁面の境界となる屈曲部が設けられ、
   前記幅方向溝は、前記ブロックが駆動力を受けて変形することにより前記屈曲部が対向するブロックの蹴り出し側壁面と接触する溝寸法を有し、
   前記屈曲部は、前記幅方向溝の深さの６０％以上８０％以下の位置にあり、
   前記蹴り出し側壁面と第２壁面との間の幅は、トレッド面における前記幅方向溝の幅の２５％以上５０％以下であること
   を特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記トレッドのゴムは、ゴム硬度が６２以上６７以下である、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記周方向主溝は、タイヤ赤道線上に設けられた中央周方向主溝を含み、
   前記ブロックは、前記中央周方向主溝に接する中央ブロックを含む、請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。