JP6929107B2 - 重荷重用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、路面と接地するブロックと、当該ブロックのタイヤ径方向内側に設けられた交錯ベルト層を備える重荷重用空気入りラジアルタイヤに関する。

従来、自動車などの車両に装着される空気入りタイヤでは、制動性能の向上を目的とした様々なトレッドパターンが採用されている。例えば、タイヤ幅方向に延びるサイプが形成されたブロックを備える空気入りタイヤにおいて、サイプが形成されているブロックの踏面部分に、サイプに沿って入り隅状に切り欠いた凹部を形成することが知られている（例えば、特許文献１）。

このような空気入りタイヤによれば、当該凹部によってエッジ成分が向上するため、特に、氷上での制動性能を向上し得る。

特開2009-190677号公報

ところで、トラックバス用の空気入りラジアルタイヤ、いわゆる重荷重用空気入りラジアルタイヤなどでも、制動性能または他の性能（例えば、摩耗性能や低転がり抵抗）の向上を目的としてタイヤ幅方向に延びるサイプが形成されたブロックが広く用いられている。

重荷重用空気入りラジアルタイヤの場合、乗用自動車に装着される空気入りタイヤと比較して、より大きな荷重が掛かるため、特に制動時には、ブロックの変形量も大きくなり易い。このため、制動時において、タイヤの踏み込み側に位置するブロック端部の変形（いわゆる巻き込み変形）が大きくなり、ブロックの接地性が損なわれる。このような現象は、制動性能の向上を阻害する。

そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、制動時におけるブロックの接地性を改善することによって、制動性能をさらに向上させた重荷重用空気入りラジアルタイヤの提供を目的とする。

本発明の一態様に係る重荷重用空気入りラジアルタイヤ（重荷重用空気入りラジアルタイヤ10）は、路面（路面RS）と接地するブロック（例えば、ブロック100）と、前記ブロックのタイヤ径方向内側に設けられた交錯ベルト層（交錯ベルト層81）を備える。前記ブロックには、タイヤ幅方向に延びるサイプ（サイプ110）が形成され、前記サイプによって区画された前記ブロックの蹴り出し側端部には傾斜部（例えば、傾斜部120）が形成される。前記傾斜部は、前記蹴り出し側端部が面取りされることによってタイヤ径方向外側からタイヤ径方向内側に傾斜する。また、前記傾斜部は、タイヤ幅方向において、少なくとも前記交錯ベルト層が設けられている領域に形成される。

本発明に係る重荷重用空気入りラジアルタイヤによれば、制動時におけるブロックの接地性が改善され、制動性能がさらに向上する。

図１は、重荷重用空気入りラジアルタイヤ10のタイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った断面図である。 図２は、トレッド20の一部展開平面図である。 図３は、ブロック100の単体斜視図である。 図４は、ブロック100の単体平面図である。 図５は、ブロック100の単体側面図である。 図６は、ブロック100の一部拡大側面図である。 図７（ａ）〜図７（ｃ）は、制動時におけるブロック100の全体的な変形を模式的に示す図である。 図８（ａ）及び図８（ｂ）は、制動時におけるブロックの蹴り出し側端部における当該ブロックの変形を模式的に示す図である。 図９は、変更例に係るブロック100Aの単体側面図である。 図１０は、他の変更例に係るトレッド20Aの一部展開平面図である。

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。なお、同一の機能や構成には、同一または類似の符号を付して、その説明を適宜省略する。

（１）重荷重用空気入りラジアルタイヤの概略構成
図１は、本実施形態に係る重荷重用空気入りラジアルタイヤ10のタイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った断面図である。図２は、トレッド20の一部展開平面図である。

図１または図２に示すように、重荷重用空気入りラジアルタイヤ10は、路面RS（図１及び図２において不図示、図７及び図８参照）と接するトレッド20を備える。また、重荷重用空気入りラジアルタイヤ10は、トレッド20に連なるタイヤサイド部60、及びホイールリムに組み付けられるビード部70を備える。

重荷重用空気入りラジアルタイヤ10は、主にトラックバス用として好適に用い得る。重荷重用空気入りラジアルタイヤ10は、複数のベルトによって構成されるベルト層80を備える。ベルト層80は、タイヤ径方向内側に設けられる交錯ベルト層81と、交錯ベルト層81のタイヤ径方向外側に設けられる補強ベルト層82とによって構成される。ベルト層80は、トレッド20に備えられるブロック100のタイヤ径方向内側に設けられる。

交錯ベルト層81は、タイヤコード（不図示）の配向方向が交錯する２枚のベルトによって構成される。補強ベルト層82は、重荷重用空気入りラジアルタイヤ10に要求される強度及び耐久性などを確保するために設けられる。本実施形態では、２枚のベルトによって構成されるが、ベルトの枚数は、特に限定されない。また、補強ベルト層82は、重荷重用空気入りラジアルタイヤ10の用途などによっては、必ずしも必須ではない。

トレッド20には、タイヤ周方向に延びる複数の周方向溝、具体的には、周方向溝30, 40, 50が形成される。

周方向溝40は、タイヤ赤道線CLを含む位置に形成される。周方向溝30及び周方向溝50は、タイヤ赤道線CLを基準として周方向溝40のタイヤ幅方向外側にそれぞれ形成される。

トレッド20には、路面RS（図７及び図８参照）と接する複数のブロック100及びブロック200が備えられる。

ブロック100は、タイヤ周方向に延びる周方向溝30, 40, 50と、タイヤ幅方向に延びる幅方向溝90とによって区画される。ブロック200は、ブロック100のタイヤ幅方向外側にそれぞれ備えられる。ブロック100及びブロック200の表面（踏面）は、路面RS（図７及び図８参照）と接地する。

ブロック100には、タイヤ幅方向に延びるサイプ110が形成される。同様に、ブロック200には、タイヤ幅方向に延びるサイプ210が形成される。なお、サイプとは、ブロック100, 200の接地面内では閉じる細溝である。非接地時におけるサイプの開口幅は、特に限定されないが、0.1mm〜1.5mmであることが好ましい。

ブロック100及びブロック200は、タイヤ周方向に沿って複数備えられ、タイヤ周方向に延びるブロック列を形成する。

（２）ブロック100の形状
次に、ブロック100の形状について説明する。図３は、ブロック100の単体斜視図である。図４は、ブロック100の単体平面図である。図５は、ブロック100の単体側面図である。

図３〜図５に示すように、サイプ110によって区画されたブロック100のタイヤ周方向における一端部には、傾斜部120が形成される。傾斜部120は、ブロック100のタイヤ周方向における一端部が面取りされることによってタイヤ径方向外側からタイヤ径方向内側に傾斜している。

具体的には、傾斜部120は、ブロック100の蹴り出し側端部に形成される。

ブロック100の蹴り出し側端部とは、重荷重用空気入りラジアルタイヤ10の回転方向Rを基準としたタイヤ全体としての踏み込み側、つまり、車両進行方向T（図３〜５において不図示、図７（ａ）参照）の端部を意味する。従って、重荷重用空気入りラジアルタイヤ10の蹴り出し側端部（車両進行方向Tと逆側の端部）とは異なることに留意されたい。なお、ブロック100の蹴り出し側端部については、さらに後述する。

上述したように、傾斜部120は、ブロック100の蹴り出し側端部が面取りされることによってタイヤ径方向外側からタイヤ径方向内側に傾斜している。つまり、傾斜部120は、サイプ110によって区画されたブロック100のタイヤ周方向における一端部を切り欠くことによって形成された平坦な傾斜面である。傾斜部120は、面取り部または切欠き部（chamfer）と呼ばれてもよい。

傾斜部120は、タイヤ幅方向において、交錯ベルト層81が設けられている領域に形成される（図１及び図２参照）。具体的には、傾斜部120が形成されているブロック100は、タイヤ幅方向において、交錯ベルト層81のベルト端Beの内側に備えられる。なお、ベルト端Beとは、２枚のベルトによって構成される交錯ベルト層81のうち、最もタイヤ幅方向外側まで設けられているベルトの端部を意味する。

図６は、ブロック100の一部拡大側面図である。図６に示すように、タイヤ幅方向視において、ブロック100の踏面130に対する傾斜部120の角度θは、15度以上、35度以下であることが好ましい。なお、踏面130とは、ブロック100の表面部分であり、路面RS（図７及び図８参照）と接する部分である。

また、ブロック100のタイヤ周方向における長さLb（図５参照）に対する傾斜部120のタイヤ周方向における長さLcの比率（Lc/Lb*100）は、2%以上、13%以下であることが好ましい。

（３）作用・効果
次に、重荷重用空気入りラジアルタイヤ10の作用及び効果について説明する。図７（ａ）〜図７（ｃ）は、制動時におけるブロック100の全体的な変形を模式的に示す。

図７（ａ）に示すように、車両に装着された重荷重用空気入りラジアルタイヤ10が回転方向Rに回転することによって、重荷重用空気入りラジアルタイヤ10が路面RS上を転動すると、車両は、車両進行方向Tに進行する。

ここで、重荷重用空気入りラジアルタイヤ10（以下、タイヤ）の踏み込み側とは、タイヤ周方向において、車両進行方向T側の端部を意味する。一方、タイヤの蹴り出し側とは、タイヤ周方向において、車両進行方向Tと逆側の端部を意味する。

一方、ブロック100単体の踏み込み側、蹴り出し側を指す場合には、タイヤの踏み込み側、蹴り出し側と逆になることに留意されたい。つまり、図７（ａ）に示すように、ブロック100の踏み込み側とは、車両進行方向Tと逆側であり、ブロック100の蹴り出し側端部とは、車両進行方向T側である。

図７（ｂ）は、車両がほぼ一定速度で走行している場合におけるブロック100の形状を示す。一方、図７（ｃ）は、車両の制動時におけるブロック100の形状を示す。図７（ｂ）に示すように、車両の制動時には、車両進行方向Tに減速Gが発生するため、ブロック100には、図中の矢印方向への応力が発生する。

具体的には、路面RSに近いブロック100の部分では、車両進行方向Tと逆側へ応力が発生し、タイヤ径方向内側のブロック100の部分では、車両進行方向Tへの応力が発生する。このため、ブロック100は、タイヤ幅方向視において、平行四辺形状に変形する。

図８（ａ）及び図８（ｂ）は、制動時におけるブロックの蹴り出し側端部における当該ブロックの変形を模式的に示す。

具体的には、図８（ａ）は、ブロック100のような傾斜部120が形成されていないブロック100Pの変形を示す。図８（ｂ）は、傾斜部120が形成されているブロック100の変形を示す。

図８（ａ）に示すように、傾斜部120が形成されていない、つまり、タイヤ幅方向視にいて、矩形状の端部を有するブロック100Pの場合、図７（ｂ）に示した制動時に発生する応力によって、ブロック100Pの蹴り出し側端部がタイヤ径方向内側に巻き込むように変形する「巻き込み変形」が発生する。このため、ブロック100Pの蹴り出し側端部は、路面RSから浮いてしまい、路面RSとの十分なコンタクト（接地性）が得られなくなる。このような現象は、制動距離が延びる原因となる。

一方、図８（ｂ）に示すように、傾斜部120が形成されているブロック100の場合、ブロック100が制動時に変形することによって、定速走行時にはコンタクトしていない傾斜部120の表面が路面RSとコンタクトするような状態となり、巻き込み変形が発生し難い。さらに、傾斜部120の表面が路面RSとコンタクトするため、制動時におけるブロック100全体としての摩耗係数（制動μ）が向上する。これにより、制動距離の短縮に貢献する。

次に、重荷重用空気入りラジアルタイヤ10に関する比較試験結果について説明する。表１は、従来例、比較例及び実施例（１，２）の比較試験結果を示す。

表１に示すように、従来例は、傾斜部120が形成されていないブロック100P（図８（ｂ）参照）を備える重荷重用空気入りラジアルタイヤである。

実施例１は、傾斜部120が形成されているブロックをトレッド全域に備える重荷重用空気入りラジアルタイヤである。実施例２は、上述した重荷重用空気入りラジアルタイヤ10のように、交錯ベルト層81が設けられている領域内に傾斜部120が形成されているブロック100を備える重荷重用空気入りラジアルタイヤである。

比較例は、交錯ベルト層81が設けられている領域外のみに傾斜部120が形成されているブロックを備える重荷重用空気入りラジアルタイヤである。

試験条件は、以下のとおりである。

・試験車両： トラック（2-2D）
・タイヤサイズ： 315/70R22.5
・設定空気圧： 630kPa
比較試験では、当該トラックの時速60km/hから停止までの制動距離を測定した。表１の数値は、インデックスであり、従来例を基準（100）とし、値が小さい程、制動距離が短いことを意味する。

実施例２（重荷重用空気入りラジアルタイヤ10と同様の構成）では、従来例と比較して、制動距離が13%短縮されている。また、実施例１でも制動距離が5%短縮されている。

一方、比較例のように、交錯ベルト層81が設けられている領域外に傾斜部120が形成されているブロックを備えても、制動距離の短縮には貢献しない。具体的には、交錯ベルト層81が設けられている領域は、タイヤ径方向における張力が他の領域よりも高く、巻き込み変形が発生し易いが、交錯ベルト層81が設けられていない領域では、当該張力がそれ程高くないため、巻き込み変形が発生し難く、傾斜部120を形成せずにブロック全体を路面RSにコンタクトさせる方が制動μを向上させ易いためである。

上述したように、重荷重用空気入りラジアルタイヤ10では、ブロック100の蹴り出し側端部が面取りされることによってタイヤ径方向外側からタイヤ径方向内側に傾斜した傾斜部120が、交錯ベルト層81が設けられている領域内に形成されるため、制動時におけるブロック100の巻き込み変形を抑制しつつ、制動μを向上させることができる。特に、トレッドゴムに転がり抵抗の低いゴムを用いる場合、ブロック100の剛性が低下し易く、巻き込み変形が発生し易いが、このような場合でも巻き込み変形を効果的に抑制し得る。

つまり、重荷重用空気入りラジアルタイヤ10によれば、制動時におけるブロック100の接地性を改善することによって、制動性能を向上し得る。

また、本実施形態では、傾斜部120は、タイヤ幅方向において、交錯ベルト層81が設けられている領域にのみ形成される。これにより、トレッド20全体としての制動μが向上するため、制動性能をさらに向上し得る。

本実施形態では、傾斜部120の角度θは、15度以上、35度以下である。また、ブロック100のタイヤ周方向における長さLbに対する傾斜部120のタイヤ周方向における長さLcの比率（Lc/Lb*100）は、2%以上、13%以下である。

このため、制動時に傾斜部120が路面RSを十分にコンタクトでき、巻き込み変形を抑制しつつ、制動μが確実に向上する。

（４）その他の実施形態
以上、実施例に沿って本発明の内容を説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。

例えば、ブロック100は、次のように変更してもよい。図９は、変更例に係るブロック100Aの単体側面図である。図９に示すように、ブロック100Aには、タイヤ幅方向に延びるサイプ110Aが形成される。

タイヤ幅方向視において、サイプ110Aは、タイヤ径方向内側に行くに連れてタイヤ周方向において屈曲するジグザグ状である。具体的には、タイヤ幅方向視において、サイプ110Aは、第１屈曲部111と第２屈曲部112とを含む。

第１屈曲部111は、傾斜部120Aの傾斜方向と同方向に延びる。第２屈曲部112は、第１屈曲部111と連通し、第１屈曲部111よりもタイヤ径方向内側において、第１屈曲部111と逆方向に屈曲する。

ブロック100Aによれば、複数の屈曲部を有するジグザグ状のサイプ110Aによって、制動時におけるブロック100Aの倒れ込みが抑制される。このため、結果的に、ブロック100Aの蹴り出し側端部におけるブロック100Aの巻き込み変形も抑制され、制動μを向上させ易い。

特に、第１屈曲部111は、傾斜部120Aの傾斜方向と同方向に延び、第２屈曲部112は、第１屈曲部111と逆方向に屈曲するため、ブロック100Aの倒れ込み変形と、ブロック100Aの蹴り出し側端部におけるブロック100Aの巻き込み変形との両方を効果的に抑制し得る。

図１０は、他の変更例に係るトレッド20Aの一部展開平面図である。図１０に示すように、トレッド20Aには、重荷重用空気入りラジアルタイヤ10と同様のブロック100と、傾斜部220が形成されたブロック200Aとが備えられている。

ブロック200Aは、タイヤ幅方向に延びるサイプ210Aによって区画されている。サイプ210Aによって区画されたブロック200Aのタイヤ周方向における一端部には、傾斜部220が形成される。

傾斜部220は、傾斜部120と同様に、ブロック200Aのタイヤ周方向における一端部（ブロックの蹴り出し側端部）が面取りされることによってタイヤ径方向外側からタイヤ径方向内側に傾斜している。傾斜部220は、タイヤ幅方向外側に行くに連れて先細りになり、交錯ベルト層81のベルト端Beにおいて消滅する。

このように、交錯ベルト層81が設けられている全域に面取りされた傾斜部を形成してもよい。ブロック200Aを備える重荷重用空気入りラジアルタイヤによれば、制動時におけるブロック100及びブロック200Aの巻き込み変形を最大限抑制しつつ、制動μを向上させることができる。

また、重荷重用空気入りラジアルタイヤ10では、回転方向Rが指定されていたが、回転方向Rは必ずしも指定されていなくても構わない。この場合、ブロック100のタイヤ周方向における一端部または他端部に、適当な比率で傾斜部120を形成すればよい。

重荷重用空気入りラジアルタイヤ10では、ブロック100は、四角形状であり、サイプ110はタイヤ幅方向に延びる直線状であったが、ブロック100及びサイプ110の形状は、このような形状に限定されない。例えば、ブロック100は、平行四辺形状などでもよく、サイプ110は多少湾曲していたり、タイヤ幅方向に対して平行ではなく傾斜したりしてもよい。

重荷重用空気入りラジアルタイヤ10では、幅方向溝90によってブロック100が隣接するブロック100と区画されていたが、幅方向溝90は形成されていなくてもよく、タイヤ周方向に延びるリブ状のブロックに、タイヤ幅方向に延びるサイプのみが形成されていてもよい。

上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

10 重荷重用空気入りラジアルタイヤ
20, 20A トレッド
30, 40, 50 周方向溝
60 タイヤサイド部
70 ビード部
80 ベルト層
81 交錯ベルト層
82 補強ベルト層
90 幅方向溝
100, 100A, 100P ブロック
110, 110A サイプ
111 第１屈曲部
112 第２屈曲部
120, 120A 傾斜部
130 踏面
200, 200A ブロック
210, 210A サイプ
220 傾斜部

Claims (6)

1. 路面と接地するブロックと、
   前記ブロックのタイヤ径方向内側に設けられた交錯ベルト層を備える重荷重用空気入りラジアルタイヤであって、
   前記ブロックには、タイヤ幅方向に延びるサイプが形成され、
   前記サイプによって前記ブロックが区画された小ブロックの蹴り出し側端部には傾斜部が形成され、
   前記傾斜部は、
   前記蹴り出し側端部が面取りされることによってタイヤ径方向外側からタイヤ径方向内側に傾斜し、
   タイヤ幅方向において、前記交錯ベルト層が設けられている領域に形成され、
   タイヤ幅方向外側端に設けられた前記ブロックの前記傾斜部は、タイヤ幅方向外側に行くに連れて先細りになり、前記交錯ベルト層のベルト端において消滅する重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記傾斜部は、タイヤ幅方向において、前記交錯ベルト層が設けられている領域にのみ形成される請求項１に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
3. タイヤ幅方向視において、前記ブロックの踏面に対する前記傾斜部の角度は、15度以上、35度以下である請求項１または２に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記ブロックのタイヤ周方向における長さに対する前記傾斜部のタイヤ周方向における長さの比率は、2%以上、13%以下である請求項１乃至３の何れか一項に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
5. タイヤ幅方向視において、前記サイプは、タイヤ径方向内側に行くに連れてタイヤ周方向において屈曲するジグザグ状である請求項１乃至４の何れか一項に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
6. タイヤ幅方向視において、前記サイプは、
   前記傾斜部の傾斜方向と同方向に延びる第１屈曲部と、
   前記第１屈曲部と連通し、前記第１屈曲部よりもタイヤ径方向内側において、前記第１屈曲部と逆方向に屈曲する第２屈曲部と
   を含む請求項５に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。

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