WO2014104339A1 - 空気入りタイヤ用トレッド及びこのトレッドを有する空気入りタイヤ - Google Patents

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WO2014104339A1
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reinforcing portion
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秀一 金子
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コンパニー ゼネラール デ エタブリッスマン ミシュラン
ミシュラン ルシェルシュ エ テクニーク ソシエテ アノニム
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    • B60C2011/1209—Tread patterns characterised by the use of narrow slits or incisions, e.g. sipes with special shape of the sipe straight at the tread surface

Definitions

  • the present invention relates to a tread for a pneumatic tire and a pneumatic tire having the tread, and in particular, a tread for a pneumatic tire having improved performance on snow and on ice by a reinforcing portion provided on a front side wall of a block, and the tread.
  • the present invention relates to a pneumatic tire.
  • Winter tires also called studless tires, are well known as tires that can run on winter roads covered with snow and ice. Winter tires generally use multiple soft cuts compared to non-winter tires, with so-called edge effects and water film removal effects, with multiple narrow cuts that open to the contact surface. This improves the adhesion to the road surface in winter.
  • the mechanism that generates frictional force with the road surface in winter tires is actually different depending on whether the road surface is snow or ice, so a soft compound is used to improve the performance on ice, and the block is a grounding element. It is known that even if a large number of thin slits are provided, the block rigidity is lowered as a result, and the improvement of performance on snow is hindered.
  • Patent Document 1 mainly FIG. 3
  • a block provided with three thin notches and one sub-groove has a JIS A hardness of 80 on the side wall of the block facing the lateral groove and the sub-groove.
  • a pneumatic tire is described in which a reinforcing part using 95 ° rubber is provided to achieve both on-snow performance and on-ice performance.
  • Patent Document 2 (mainly FIG. 2) describes at least one selected from carbon black and silica in 100 parts by weight of a diene rubber containing 30% by weight or more of a rubber component having a glass transition temperature of ⁇ 60 ° C. or more.
  • Patent Document 3 (mainly FIG. 1), which is a prior application, a reinforcing layer (reinforcing portion) having a modulus (elastic modulus) of a material of 200 MPa or more over an area of 50% or more of the side wall of the block is less than 0.5 mm.
  • the tread for a pneumatic tire is described in which the performance on the snow and the performance on the ice are made compatible with each other by providing the thickness.
  • Patent Document 1 Patent Document 2
  • Patent Document 3 Patent Document 4
  • the present invention was made to solve the above-described problems of the prior art, and a reinforcing portion was provided on the side wall of the block, which can achieve both higher performance on snow and higher performance on ice. It is an object to provide a tread for a pneumatic tire and a pneumatic tire having such a tread.
  • the present invention provides a tread for a pneumatic tire formed of at least one rubber composition, wherein the at least one rubber composition has an elastic modulus Et, and the tread has at least One circumferential main groove, a plurality of sub grooves, and a plurality of blocks delimited by the circumferential main grooves and the sub grooves, and at least one of the plurality of blocks is
  • the upper surface is a ground contact surface that comes into contact with the road surface when the tire rolls, two front side walls positioned along the tire circumferential direction, and two side side walls positioned along the tire axial direction, respectively.
  • the upper surface of the block has two front edges formed at positions intersecting the two front side walls, and the block is a reinforcement provided on at least one front side wall of the two front side walls.
  • the block has a reinforcing portion provided on at least one of the two front side walls, and the reinforcing portion is formed of a material having an elastic modulus Ef, and the elastic modulus of the reinforcing portion is Ef and the elastic modulus Et of the rubber composition are values obtained from the tensile test specified in the standard ASTM D882-09, respectively, and the elastic modulus Ef of the reinforcing portion is at least 20 times larger than the elastic modulus Et of the rubber composition,
  • the reinforcing portion of the block has an average thickness of 0.1 mm or more and 2.0 mm or less, and is provided so as to face at least the secondary groove over a region of 70% or more of the front side wall.
  • the angle with respect to the upper surface is formed so as to form an angle T1 and an angle T2, respectively, and the angle T1
  • the “groove” refers to a width and a width formed by connecting two opposing surfaces (wall surface, side wall) that do not come into contact with each other under normal use conditions by another surface (bottom surface). Say a space with depth.
  • the “main groove” refers to a groove having a relatively wide width among various grooves formed in the tread, which mainly handles fluid drainage.
  • the main groove means a groove extending in the tire circumferential direction in a straight line, zigzag shape or wave shape in many cases, but has a relatively wide width mainly extending the drainage of the fluid extending at an angle with respect to the tire rotation direction. Grooves with are also included. Further, grooves other than the “main groove” are called “sub-grooves”.
  • the “edge” refers to an intersection between the upper surface of the block and the front side wall or the side wall (each edge of the upper surface of the block or a boundary between the front side wall or the side wall on the upper surface of the block).
  • the upper surface of the block a part of which is a ground plane, is partitioned by such an edge.
  • a chamfer is formed between the upper surface and the front side wall or the side wall, such a chamfer is interpreted as a part of the upper surface.
  • the edges that define the upper surface of the block the intersection between the upper surface of the block and the front side wall on the rotational direction side is referred to as a “front edge”.
  • the “elastic modulus” means a tensile elastic modulus E calculated from a tensile test curve obtained from a tensile test specified in the standard ASTM D882-09. That is, the elastic modulus Et of the rubber composition and the elastic modulus Ef of the reinforcing portion are calculated from a tensile test curve obtained from a tensile test defined in the standard ASTM D882-09.
  • Such tensile modulus E is related to shear modulus G and the following relationship as described in “POLYMER PHYSICS” (Oxford, ISBN 978-0-19-852059-7, Chapter 7.7, Page 296).
  • ⁇ is a Poisson's ratio
  • the Poisson's ratio of the rubber material is very close to 0.5.
  • the elastic modulus Ef of the material forming the reinforcing portion is at least 20 times higher than the elastic modulus Et of the rubber composition forming the tread, etc.
  • the above-described elastic modulus Et and elastic modulus Ef are complex
  • the elastic modulus (dynamic shear modulus of the material, dynamic shear modulus: G *) can be replaced with M, respectively.
  • Known dynamic properties, the storage modulus represented by G ′ and the loss modulus represented by G ′′, are tests molded from the raw composition by means of a viscosity analyzer (viscoanalyzer: Metravib VB4000). Measured using strips or test strips bonded with the vulcanized composition.
  • test specimen used is the one described in Figure X2.1 (a circular method) of the standard ASTM D 5992-96 (version published in September 2006 and originally approved in 1996).
  • the test piece diameter “d” is 10 mm (thus the test piece has a circular cross section of 78.5 mm 2 ), the thickness “L” of each part of the rubber compound is 2 mm, (ASTM standard)
  • the ratio “d / L” is set to 5 (unlike 2 in the ratio “d / L” recommended by the standard ISO 2856 described in paragraph X2.4).
  • the test records the response of a vulcanized rubber composition specimen subjected to a simple alternating sinusoidal shear load at a frequency of 10 Hz.
  • the maximum shear stress applied during the test is 0.7 MPa.
  • the measurement is performed at a rate of 1.5 ° C. per minute from Tmin, which is lower than the glass transition temperature (Tg) of the rubber material, to a maximum temperature Tmax near 100 ° C.
  • Tmin glass transition temperature
  • Tmax glass transition temperature
  • the specimen is stabilized for about 20 minutes at Tmin before starting the test to obtain good temperature uniformity within the specimen.
  • the results obtained are the storage modulus (G ′) and loss modulus (G ′′) at the specified temperature.
  • the complex elastic modulus G * is defined by the following formula from the absolute values of the storage elastic modulus and the loss elastic modulus:
  • the friction coefficient of the road surface is sufficient to deform the grounding element as on snow.
  • the buckling deformation of the block can be prevented by the effect of the reinforcing portion provided over at least 70% of the front side wall, thereby obtaining a high edge pressure locally. I can do it. Therefore, the front edge can be effectively sunk into the snow, and as a result, the performance on snow can be improved.
  • the road surface has a coefficient of friction that is insufficient to deform the grounding element as on ice. In doing so, a moment force in the direction of decreasing the ground pressure can be generated near the front edge portion of the block. Therefore, it is possible to prevent the formation of a water film between the tread and ice, which is well known as one of the causes for reducing the friction coefficient on ice, and as a result, the performance on ice can be improved. I can do it.
  • angles T1 and T2 are both 85 degrees or less.
  • both the angles T1 and T2 are 60 degrees or more. In this invention comprised in this way, sufficient block rigidity for exhibiting the various performance calculated
  • T1 and T2 are angles different from each other.
  • the angle T2 is preferably larger than the angle T1.
  • the angle T2 when the tire rolls, when the front edge on the side of the angle T2 having a relatively large angle becomes the front edge on the kick-out side, such kick-out is performed. Since the moment force in the direction of decreasing the contact area of the block generated near the front edge on the side can be reduced, the contact area of the block can be effectively increased. As a result, the performance on ice can be further improved.
  • the “step-side front edge” means the front edge on the rotation direction side of the front edge when the tire is rolling, and the “kick-out front edge” is the opposite of the front edge. Of the edges, it refers to the front edge on the opposite side of the direction of rotation when the tire rolls.
  • angles T1 and T2 are Satisfy the relationship.
  • the present invention configured as described above, it is possible to more effectively achieve both on-ice performance and on-snow performance.
  • the angle T1 is preferably 80 degrees or less.
  • the front edge on the side of the angle T1 is the stepping side front edge.
  • driving on a road surface where the coefficient of friction of the road surface is insufficient to deform the grounding element like ice while improving the performance on the snow by obtaining a high edge pressure to sufficiently penetrate the front edge into the snow. In doing so, it is possible to improve the on-ice performance by preventing the generation of too high ground pressure at the front edge.
  • the angle T2 is preferably not less than 75 degrees and not more than 85 degrees.
  • the contact area of the block generated in the vicinity of the kick-out front edge is determined. Since the moment force in the decreasing direction can be reduced, the contact area of the block can be increased. As a result, the performance on ice can be further improved while improving the performance on snow.
  • the reinforcement part provided in the front side wall is provided in the front edge so that it may extend in at least one part of the width direction.
  • the present invention configured as described above, it is possible to obtain a high edge pressure at the front edge portion more reliably than when traveling on a road surface where the friction coefficient of the road surface is sufficient to deform the grounding element as on snow. With this, the front edge can be bitten into snow more reliably, and as a result, the performance on snow can be further improved.
  • the reinforcing portion is preferably provided over a region of 90% or more of at least one front side wall.
  • a high edge pressure can be obtained more reliably at the front edge portion.
  • the front edge can be made to bite into the snow more reliably.
  • the performance on snow can be further improved.
  • the reinforcing part is provided over the entire area of at least one front side wall, and even more preferably, the reinforcing part is provided over the entire area of the two front side walls. In the present invention configured as described above, the performance on snow can be improved more reliably.
  • the performance on snow and the performance on the snow can be made compatible at a higher level.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a tread for a pneumatic tire according to a first embodiment of the present invention. It is an expanded sectional view of the block of the tread for pneumatic tires seen along the II-II line of FIG. It is a perspective view which shows typically the tread for pneumatic tires by 2nd Embodiment of this invention.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a block of a tread for a pneumatic tire viewed along line IV-IV in FIG. 3. It is an expanded sectional view of the block of the tread for pneumatic tires by a prior art.
  • FIG. 1 is a perspective view schematically showing a tread for a pneumatic tire according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a block diagram of the tread for a pneumatic tire seen along line II-II in FIG. FIG.
  • reference numeral 1 denotes a tread for a pneumatic tire according to the first embodiment of the present invention.
  • the example of the tire size of the pneumatic tire to which this tread 1 for pneumatic tires is applied is 205 / 55R16.
  • the tread 1 is made of a rubber composition having an elastic modulus Et, has a ground contact surface 2 that comes into contact with the road surface when the tire rolls, and is formed with two circumferential main grooves 3 and a plurality of sub grooves 4. .
  • a plurality of blocks 5 are defined by the circumferential main grooves 3 and the sub-grooves 4.
  • the block 5 includes an upper surface 51 that forms a part of the ground contact surface 2 and two side walls (front side walls) 52 that are positioned in the longitudinal direction along the tire circumferential direction and face the sub-groove 4. , 53 and two side walls (side walls) 54, 55 that are located in the lateral direction along the tire rotation axis direction and are formed so as to face the circumferential groove 3.
  • front edges 521 and 531 are formed at edges that intersect with the front side walls 52 and 53.
  • the two front side walls 52 and 53 are provided with reinforcing portions 6 made of a material having an elastic modulus Ef that is at least 20 times higher, preferably at least 50 times higher than the elastic modulus Et of the rubber composition forming the tread 1.
  • the elastic modulus Et of the rubber composition forming the tread 1 is 5.4 MPa. This elastic modulus Et is preferably 1.5 MPa or more and 15 MPa or less.
  • the elastic modulus Ef of the material forming the reinforcing portion 6 is 270 MPa. Accordingly, the elastic modulus Ef of the rubber composition forming the tread 1 is formed to be 50 times higher than the elastic modulus Et of the material forming the reinforcing portion 6.
  • the elastic modulus Et of the rubber composition forming the tread 1 and the elastic modulus Ef of the material forming the reinforcing portion 6 are based on the tensile test curve obtained from the tensile test specified in the standard ASTM D882-09. It can be calculated.
  • each reinforcement part 6 is provided so that 70% or more of the area
  • each reinforcing portion 6 is provided so that its average thickness t (shown in FIG. 2) is less than 2.0 mm, preferably less than 1.0 mm.
  • the thickness (t) of the reinforcing portion 6 is a thickness in a direction perpendicular to the surface facing the secondary groove 4 of the front side walls 52 and 53 on which the reinforcing portion 6 is provided.
  • the “average thickness” is an average value measured from the bottom surface side of the sub-groove 4 to the upper surface 51 side of the block 5 in the reinforcing portion 6, that is, an average value over almost the entire surface of the reinforcing portion 6.
  • the reinforcing portion 6 is provided over the entire area (100%) of the front edges 521 and 531 and the front side walls 52 and 53, and the average thickness t is 0.5 mm.
  • the average thickness t of the reinforcing portion 6 is preferably 0.2 mm or more.
  • the upper surface 51 of the block 5 of the tread 1 forms a part of the ground contact surface 2 of the tread 1 that comes into contact with the road surface when the tire rolls, and the upper surface 51 is a region of the block 5 that can be in contact with the road surface under a specific condition.
  • the upper surface 51 has two circumferential edges (front edges) 521 and 531 in the tire circumferential direction, and the region of the upper surface 51 is limited by these circumferential edges 521 and 531. In other words, the upper surface 51 has two circumferential edges 521 and 531 at respective edges on the tire circumferential direction side.
  • the front side walls 52 and 53 provided with the reinforcing portion 6 are positioned at the outermost position of the reinforcing portion 6 measured in the radial direction (the outer edge in the radial direction of the reinforcing portion 6) and the front edge.
  • the distance between 521 and 531 is 2.0 mm or less.
  • the reinforcing portion 6 is preferably formed so as to at least partially include the front edges 521 and 531, and more preferably include all the front edges 521 and 531. In the example shown in FIG.
  • the distance between the radially outermost position of the reinforcing portion 6 and the positions of the front edges 521 and 531 is zero (0 mm), and the reinforcement provided on the front side walls 52 and 53 is provided.
  • the outermost edge in the radial direction of the portion 6 is provided so as to exist over the entire width direction of the front edges 521 and 531.
  • the outermost edge in the radial direction of the reinforcing portion 6 provided on the front side walls 52 and 53 is provided so as to exist at least partially on the front edges 521 and 531 in the width direction of the front edges 521 and 531. May be.
  • the reinforcing portion 6 is a partial area of the front side walls 52 and 53 (this partial area is an area of 70% or more of the area of the front side walls 52 and 53 as described above). However, in order to maximize the effect of the reinforcing portion 6, it is preferably provided over the entire region of the front side walls 52 and 53. Naturally, the reinforcing portion 6 is provided so as to include all the front edges 521 and 531 as in the present embodiment.
  • an angle T1 and an angle T2 are formed between the upper surface 51 of the block 5 and the two front side walls 52 and 53 as shown in FIG. Yes.
  • These angles T1 and T2 are both less than 90 degrees (not including 90 degrees).
  • these angles T1 and T2 are preferably 85 degrees or less, preferably both are 70 degrees or more, and preferably both are 60 degrees or more. In the example shown in FIG. 2, the above-described angles T1 and T2 are both 70 degrees.
  • the angle T1 is a straight line connecting the one front edge 521 and the other front edge 531 in the tire circumferential direction on the upper surface 51 (a straight line in the sectional view of FIG. 2), and a front edge on the front side wall 52. It is measured at an angle between 521 and a straight line connecting a height position 1.6 mm inward in the radial direction from the height of the tread wear indicator in a direction perpendicular to the front edge 521.
  • the angle T2 also includes a straight line connecting the one front edge 521 and the other front edge 531 in the tire circumferential direction (a straight line in a sectional view in FIG. 2), and a front edge 531 on the front side wall 53.
  • a straight line connecting a height position 1.6 mm inward in the radial direction from the height of the tread wear indicator in a direction perpendicular to the front edge 531 is a straight line connected in a direction perpendicular to the direction in which the front edge extends”.
  • the above-described embodiment can be applied to a case where a front edge in which either one or both of the front edges (521, 531) are formed of at least two sides is formed in the block (5).
  • the “straight line connecting in the tire circumferential direction” or “front edge” as in the above-described method Is measured by a straight line connecting in a direction perpendicular to the direction extending on average.
  • the tread wear indicator indicates a tire wear limit.
  • the block 5 when traveling on a road surface where the friction coefficient of the road surface is insufficient to deform the grounding element such as on ice, when driving force and braking force generated in the rotation direction of the tire are added, As described above, even if the reinforcing portion 6 is provided in most regions of the front side walls 52 and 53, it is possible to suppress generation of high edge pressure in the front edge portions 521 and 531. Further, since the angles T1 and T2 are formed so as to be less than 90 degrees, when traveling on a road surface where the friction coefficient of the road surface is insufficient to deform the grounding element as on ice, the block 5 includes A moment force acting geometrically in the direction of decreasing the edge pressure at the front edge portions 521 and 531 is generated.
  • the tread 1 of the present embodiment it is possible to prevent the generation of a water film between the tread and ice, which is well known as one of causes for reducing the friction coefficient on ice. As a result, the performance on ice can be improved.
  • the average thickness t of the reinforcing portion 6 is less than 2.0 mm, preferably 1.0 mm or less, and more preferably 0.5 mm or less.
  • the average thickness t of the reinforcing portion 6 may be different between the front side walls 52 and 53 of the same block 5.
  • the reinforcing portions 6 provided in the region of 70% or more of the front side walls 52 and 53 may be provided in regions having different ratios with the front side walls 52 and 53 of the same block 5.
  • materials based on natural resins are mixed or impregnated with fibers, thermoplastic resins, and those Those obtained by laminating or mixing them can also be used.
  • a woven fabric, a nonwoven fabric or the like impregnated with a material based on a natural resin is used in combination with the above-described materials. You can also. Fiber materials such as woven fabrics and nonwoven fabrics impregnated with materials based on natural resins such as these may be used alone as the reinforcing portion 6. Further, different materials may be used for the front side walls 52 and 53 of the same block 5.
  • the bottom surface of the sub-groove 4 is not covered by the reinforcing portion 6, but for the purpose of improving productivity when the reinforcing portion 6 is provided, the inner edge of the reinforcing portion 6 in the tire radial direction is provided.
  • the reinforcing portion 6 is provided only on the front side walls 52 and 53 of the block facing the sub-groove 4, but the reinforcing portion 6 is also the side wall of the block facing the circumferential main groove 3. (Side side wall) 54, 55 may also be provided.
  • FIG. 3 is a perspective view schematically showing a tread for a pneumatic tire according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a block diagram of the tread for a pneumatic tire seen along line IV-IV in FIG. FIG.
  • the tread 1 has a ground contact surface 2 that comes into contact with the road surface during tire rolling, as in the first embodiment described above, and includes two circumferential main grooves 3.
  • a plurality of sub-grooves 4 are formed.
  • the plurality of blocks 5 are defined by these circumferential main grooves and sub-grooves.
  • These blocks 5 include an upper surface 51 that forms a part of the ground contact surface 2, two side walls (front side walls) 52 and 53 that are spaced apart in the vertical direction corresponding to the tire circumferential direction, and a lateral surface that corresponds to the tire axial direction. It has two side walls (side wall) 54 and 55 spaced apart in the direction.
  • the upper surface 51 intersects with the front side walls 52 and 53 and forms front edges 521 and 531.
  • the block 5 of the tread 1 according to the second embodiment has a thin notch 7 that opens in the upper surface 51 and extends in the tire width direction and extends in the tire radial direction (or may be substantially in the radial direction). Is formed.
  • the narrow cut 7 is also opened in the side walls 54 and 55. Note that the thin cut 7 may extend at a predetermined angle with respect to the radial direction within a range in which various functions are exhibited.
  • the “tire width direction” is a direction perpendicular to the tire circumferential direction in the present embodiment, but includes a direction extending obliquely with a predetermined angle with respect to the tire circumferential direction. Reinforcing portions 6 are provided on the two front side walls 52 and 53.
  • each reinforcing portion 6 is provided so as to face the secondary groove 4 over a region of 70% or more, preferably 90% or more of the front side walls 52 and 53.
  • the average thickness t (see FIG. 4) of each reinforcing portion 6 is provided to be less than 2.0 mm, preferably less than 1.0 mm.
  • the front side walls 52 and 53 provided with the reinforcing portion 6 are provided so that the distance between the outermost position of the reinforcing portion 6 measured in the tire radial direction and the front edges 521 and 531 is 2.0 mm or less. It has been. In the example shown in FIG.
  • the reinforcing portion 6 is provided in the entire region of one front side wall 52, that is, in a region of 100%, and in the other front side wall 53, it is provided over a region of 90%. Yes.
  • the average thickness t is 0.7 mm on one front side wall 52 and 0.5 mm on the other front side wall 53.
  • Front edges 521 and 531 are formed on the upper surface 51 of the block 5 as in the first embodiment described above, and the upper surface 51 has two circumferential edges (front edges) 521 and 531 along the tire circumferential direction.
  • the range of the circumferential region is limited. That is, the upper surface 51 has two circumferential edges 521 and 531 at the respective circumferential edges of the tire.
  • Block 5 is formed so as to have T1 and angle T2.
  • These angles T1 and T2 are defined as “a straight line connecting the two front edge portions 521 and 531” and “in the front edge portion 521 or 531 and the front side walls 52 and 53, with a radius larger than the height of the tread wear indicator. It can be measured as an angle formed by a straight line connecting points in the direction 1.6 mm inside. In the present embodiment, these angles T1 and T2 are both formed to be less than 90 degrees (not including 90 degrees) and different from each other.
  • the angle T1 is 65 degrees and T2 is 80 degrees.
  • the angles T1 and T2 are different from each other, and preferably the angle T2 is larger than the angle T1.
  • the angle T1 is 80 degrees or less, and the angle T2 is 75 degrees or more and 85 degrees or less.
  • these angles T1, T2 are: Satisfy the relationship. In this equation, “°” is an angle unit “degree”.
  • the angles T1 and T2 formed by the upper surface 51 and the front side walls 52 and 53 are set to different angles, and the angle T2 is configured to be larger than the angle T1.
  • the front edge 521 of the angle T2 side with a relatively large angle turns into a kick-out side front edge at the time of tire rolling, for example.
  • the ground contact area of the block 5 can be increased.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view schematically showing a conventional tread block for a pneumatic tire.
  • the block 105 of the conventional pneumatic tire tread 101 has an upper surface 151 that constitutes a part of the ground contact surface 102, and forms front edges 1521, 1531 at intersections with the front side walls 152, 153.
  • the block 105 is formed with a thin notch 107 which opens in the upper surface 151 and extends in the lateral direction and the inner radial direction of the tire.
  • the two front side walls 152 and 153 are provided with a reinforcing portion 106 so as to include all the front edges 1521 and 1531.
  • the average thickness t of the reinforcing portion 106 is 0.5 mm, and the reinforcing portion 106 is provided so as to face the sub-groove 104 over 84% of the front side walls 152 and 153.
  • Example 1 is a block model provided with a reinforcing portion according to the first embodiment
  • Example 2 and Example 3 are block models provided with a reinforcing portion according to the second embodiment.
  • the angle between the front side wall is a combination of three different values.
  • the sizes of the four types of block models according to the conventional example and the example are 10 mm in short side length, 20 mm in long side length, and 10 mm in height, all made of the same rubber material (elastic modulus 5.4 MPa). A cube was formed, and the thin notches were each 0.4 mm wide and 7 mm deep opening on the upper surface of the block.
  • the reinforcing part is also made of the same material (elastic modulus 270 MPa), and is provided over the entire area of the front side wall with an average thickness of 0.5 mm.
  • the elastic modulus of the material of the reinforcing part is It was set to be 50 times the elastic modulus of the rubber material.

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Abstract

　雪上性能を向上しつつ氷上性能を向上するために、タイヤのトレッド１のブロック５の正面側壁５２，５３に補強部６の設けられた空気入りタイヤ用トレッド及びそのようなトレッドを有する空気入りタイヤにおいて、補強部６の設けられた２つの正面側壁が上面となす角度T1,T2がどちらも90度未満である。

Description

空気入りタイヤ用トレッド及びこのトレッドを有する空気入りタイヤ
　本発明は、空気入りタイヤ用トレッド及びこのトレッドを有する空気入りタイヤに係わり、特に、ブロックの正面側壁に設けた補強部により雪上性能及び氷上性能を向上させた空気入りタイヤ用トレッド及びこのトレッドを有する空気入りタイヤに関する。
　スタッドレスタイヤとも呼ばれる冬用タイヤは、雪や氷で覆われた冬の路面を走行することの出来るタイヤとしてよく知られている。冬用タイヤは、一般的に、接地面に開口する複数の細い切れ込み、いわゆるサイプを設け、いわゆるエッジ効果と、水膜を除去する効果と共に、冬用でないタイヤと比較して柔らかいコンパウンドを使用することにより、冬の路面との密着性を向上させている。
　冬用タイヤにおける路面との摩擦力を発生させるメカニズムは、現実には路面が雪の場合と氷の場合とで異なるので、氷上性能を向上させるために柔らかいコンパウンドを使用し、接地要素であるブロックに多数の細い切れ込みを設けても、結果としてブロック剛性を低下させてしまい、雪上性能の向上を妨げてしまうことが知られている。
　冬用タイヤにおいて、良好な氷上性能及び雪上性能を同時に得るための手段として、ブロックの側壁に補強部を導入することが効果的であることは知られている。
　例えば、特許文献１（主に図３）には、３本の細い切れ込みと１本の副溝が設けられたブロックの、横溝及び副横溝に面したブロックの側壁に、ＪＩＳ Ａ硬度が80から95度のゴムを用いた補強部を設けることにより、雪上性能と氷上性能を両立するようにした空気入りタイヤが記載されている。
　また、特許文献２（主に図２）には、ガラス転移点温度が-60℃以上のゴム成分を30重量％以上含むジエン系ゴム１００重量部に、カーボンブラック及びシリカから選ばれる少なくとも１種を50重量部以上配合した組成にすると共に、脆化温度を-30℃以下にしたゴムを用いた補強部を、ブロックの側壁に設けることにより、雪上性能と氷上性能を両立するようにした技術が開示されている。
　また、先行出願である特許文献３（主に図１）には、ブロックの側壁の50%以上の領域にわたって200MPa以上の材料のモジュラス（弾性率）を有する補強層（補強部）を0.5mm未満の厚さにて設けることにより、雪上性能と氷上性能を両立するようにした空気入りタイヤ用トレッドが記載されている。
　同じように良好な氷上性能及び雪上性能を同時に得るための手段として、例えば特許文献４３（主に図３）には、ブロックを回転方向に傾けることにより雪上性能と氷上性能を両立するようにした空気入りタイヤが開示されている。
特開平７－０４７８１４号公報 特開２０１０－１０５５０９号公報 ＰＣＴ／ＪＰ２０１１／０７９１８８（国際公開２０１３／０８８５７０号パンフレット） 特開２００９－２９２２２９号公報
　しかしながら、特許文献１、特許文献２、特許文献３及び特許文献４に開示された空気入りタイヤでは、雪上性能及び氷上性能の高いレベルの両立は難しく、特に雪上性能の向上が十分でなく、冬の路面走行時の安全性の観点から、雪上性能及び氷上性能をより高いレベルで両立させることが出来る空気入りタイヤへの要望がなされている。
　そこで本発明は、上述した従来技術が抱える問題点を解決するためになされたものであり、雪上性能及び氷上性能をより高いレベルで両立させることが出来る、ブロックの側壁に補強部が設けられた空気入りタイヤ用トレッド及びそのようなトレッドを有する空気入りタイヤを提供することを目的とする。
　上記の目的を達成するために、本発明は、少なくとも１つのゴム組成物により形成された空気入りタイヤ用トレッドであって、少なくとも１つのゴム組成物は弾性率Etを有し、トレッドは、少なくとも１本の周方向主溝と、複数の副溝と、これらの周方向主溝及び副溝によって区切られた複数のブロックと、を有し、複数のブロックのうち少なくとも１つのブロックは、その一部がタイヤ転動時に路面と接触する接地面となる上面と、タイヤ周方向に沿ってそれぞれ位置する２つの正面側壁と、タイヤ軸線方向に沿ってそれぞれ位置する２つの側面側壁と、を有し、記ブロックの上面は、２つの正面側壁と交差する位置に形成された２つの正面エッジを有し、ブロックは、２つの正面側壁のうち少なくとも１つの正面側壁に設けられた補強部を有し、ブロックは、前記２つの正面側壁のうち少なくとも１つの正面側壁に設けられた補強部を有し、この補強部は、弾性率Efを有する材料により形成され、この補強部の弾性率Ef及びゴム組成物の弾性率Etはそれぞれ規格ASTM D882-09に規定された引張試験から得られる値であり、補強部の弾性率Efは、ゴム組成物の弾性率Etより少なくとも20倍大きく、ブロックの補強部は、0.1mm以上且つ2.0mm以下の平均厚さを有し、さらに、前記正面側壁の70%以上の領域にわたって少なくとも副溝に面するように設けられ、２つの正面側壁は、上面に対する角度がそれぞれ角度T1及び角度T2をなすように形成され、それらの角度T1及び角度T2はどちらも90度未満であることを特徴としている。
　ここで、「溝」とは、通常の使用条件下で相互に接触することのない二つの対向する面（壁面、側壁）を、他の面（底面）により接続して構成された、幅及び深さを持つ空間のことを言う。
　また、「主溝」とは、流体の排水を主に受け持つ、トレッドに形成される種々の溝の中で比較的広い幅を持つ溝のことを言う。主溝は、多くの場合、直線状、ジグザグ状又は波状にタイヤ周方向に延びる溝を意味するが、タイヤ回転方向に対して角度を持って延びる、流体の排水を主に受け持つ比較的広い幅を持つ溝も含まれる。
　また、「主溝」以外の溝を「副溝」と言う。
　また、「エッジ」とは、ブロックの上面と正面側壁又は側面側壁との交差部（ブロックの上面の各縁部、又は、ブロックの上面における正面側壁又は側面側壁との境界）のことを言う。一部が接地面となるブロックの上面はこのようなエッジにより区画されている。上面と正面側壁又は側面側壁との間に面取りが形成されている場合、このような面取り部は上面の一部と解される。ブロックの上面を区画するエッジのうち、回転方向側における、ブロック上面と正面側壁との交差部を「正面エッジ」と言う。
　また、「弾性率」とは、規格ASTM D882-09に規定された引張試験から求められた引張試験曲線から算出される引張弾性率Eのことをいう。即ち、ゴム組成物の弾性率Et、及び、補強部の弾性率Efは、規格ASTM D882-09に規定された引張試験から求められた引張試験曲線から算出される。このような引張弾性率Eは、例えば“POLYMER PHYSICS"（Oxford、ISBN 978-0-19-852059-7、Chapter7.7、Page 296）に記載のように、せん断弾性率Gと下記の関係性を有する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
　ここで、υはポアソン比であり、ゴム材料のポアソン比は0.5に非常に近い値となる。
　なお、補強部を形成する材料の弾性率Efが、トレッドを形成するゴム組成物の弾性率Etより少なくとも20倍高いこと等を確認する場合は、上述した弾性率Et及び弾性率Efを、複素弾性率（材料の動的せん断複素弾性率、dynamic shear modulus：G*）Mにそれぞれ置き換えて確認することも可能である。既知の動的性質である、G'で表される貯蔵弾性率及びG''で表される損失弾性率は、粘性分析器（viscoanalyzer: Metravib VB4000）によって、生の組成物から成形された試験片もしくは加硫後の組成物と共に結合された試験片を用いて測定される。試験片は、規格ASTM D 5992-96（2006年9月に公開された、当初1996年に承認されたバージョン）の図X2.1（円形の方式　a circular method）に記載のものが使用される。試験片の直径''d''は10mm（故に試験片は78.5mm2の円形断面を有する）であり、ゴムコンパウンドのそれぞれの部分の厚さ''L''は2mmであり、（ASTM規格の段落X2.4に記載されている、規格ISO 2856が推奨する比率''d/L''の２とは異なり）比率''d/L''は５とされる。試験では、10Hzの周波数において単純な交互正弦波のせん断荷重を受ける加硫ゴム組成物の試験片の応答を記録する。試験中に付加される最大せん断応力は0.7MPaである。測定は、ゴム材料のガラス転移点温度（Tg）より低い温度であるTminから、100℃付近の最大温度Tmaxまでの間で、1分間に1.5℃の割合で変化させて行われる。試験片は、試験片内の良好な温度均一性を得るために、試験開始前にTminにて約20分安定化される。得られる結果は、規定された温度での貯蔵弾性率（G'）および損失弾性率（G''）である。複素弾性率G*は、貯蔵弾性率及び損失弾性率の絶対値より、下記式にて定義される：
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003
　上記のように構成された本発明においては、正面側壁と上面とのなす角度T1、T2をどちらも90度未満としているので、雪上のように路面の摩擦係数が接地要素を変形させるのに十分な路面を走行する際、少なくとも１つの正面側壁の70%以上の領域にわたって設けられた補強部の効果によりブロックのバックリング変形を防止することが出来、これにより、局所的に高いエッジ圧力を得ることが出来る。従って、正面エッジを効果的に雪に食い込ませることが可能となり、その結果、雪上性能を向上させることが出来る。
　さらに、本発明においては、正面側壁と上面とのなす角度T1、T2をどちらも90度未満としているので、氷上のように路面の摩擦係数が接地要素を変形させるのに不十分な路面を走行する際、ブロックの正面エッジ部近傍に、接地圧力を減少させる方向のモーメント力を発生させることが出来る。従って、氷上における摩擦係数を低下させる原因の一つとしてよく知られている、トレッドと氷との間での水膜の発生を防止することが可能となり、その結果、氷上性能を向上させることが出来る。
　本発明において、好ましくは、角度T1、T2はどちらも85度以下である。
　本発明において、好ましくは、角度T1、T2はどちらも60度以上である。
　このように構成された本発明においては、タイヤに求められる諸性能を発揮させるための十分なブロック剛性を確保することが出来る。
　本発明において、より好ましくは、角度T1、T2はどちらも70度以上である。
　本発明において、好ましくは、T1とT2は互いに異なる角度である。
　本発明において、好ましくは、角度T2は角度T1よりも大である。
　このように構成された本発明においては、タイヤ転動時、相対的に角度が大である角度T2の側の正面エッジが、特に、蹴り出し側の正面エッジとなるとき、そのような蹴り出し側の正面エッジ近傍に発生するブロックの接地面積を減少させる方向のモーメント力を減少させることが出来るので、ブロックの接地面積を効果的に増やすことが出来る。その結果、より氷上性能を向上させることが出来る。
　ここで、「踏込み側正面エッジ」とは、正面エッジのうち、タイヤ転動時、その回転方向側にある正面エッジのことを言い、「蹴り出し側正面エッジ」とは、その反対に、正面エッジのうち、タイヤ転動時、その回転方向の反対側にある正面エッジのことを言う。
　本発明において、好ましくは、角度T1とT2とが、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000004
　の関係性を満たす。
　このように構成された本発明においては、より効果的に、氷上性能と雪上性能の両立を図ることが出来る。
　本発明において、好ましくは、角度T1は80度以下である。
　このように構成された本発明においては、雪上のように路面の摩擦係数が接地要素を変形させるのに十分な路面を走行する際、特に、角度T1の側の正面エッジが踏み込み側正面エッジであるとき、その正面エッジを雪に十分食い込ませるための高いエッジ圧力を得ることにより雪上性能を向上しつつ、氷上のように路面の摩擦係数が接地要素を変形させるのに不十分な路面を走行する際、正面エッジにおける高すぎる接地圧力の発生を防止することにより氷上性能を向上することが出来る。
　本発明において、好ましくは、角度T2は75度以上且つ85度以下である。
　このように構成された本発明においては、特に、タイヤ転動時、角度T2の側の正面エッジが蹴り出し側正面エッジであるとき、その蹴り出し側正面エッジ近傍に発生するブロックの接地面積を減少させる方向のモーメント力を減少させることが出来るので、ブロックの接地面積を増やすことが出来、その結果、雪上性能の向上を図りながら、より氷上性能を向上させることが出来る。
　本発明において、好ましくは、正面側壁に設けられた補強部が、正面エッジにおいて、その幅方向の少なくとも一部に延びるように設けられている。
　このように構成された本発明においては、雪上のように路面の摩擦係数が接地要素を変形させるのに十分な路面を走行する際より確実に正面エッジ部において高いエッジ圧力を得ることが可能であり、これにより、より確実に正面エッジを雪に食い込ませることが出来、その結果、より雪上性能を向上させることが出来る。
　本発明において、好ましくは、補強部は少なくとも１つの正面側壁の90%以上の領域にわたって設けられている。
　このように構成された本発明においては、雪上のように路面の摩擦係数が接地要素を変形させるのに十分な路面を走行する際、より確実に正面エッジ部において高いエッジ圧力を得ることが可能であり、これにより、より確実に正面エッジを雪に食い込ませることが出来る。その結果、より雪上性能を向上させることが出来る。
　本発明において、より好ましくは、補強部は少なくとも１つの正面側壁の全領域にわたって設けられ、更により好ましくは、補強部は二つの正面側壁の全領域にわたって設けられる。
　これらのように構成された本発明においては、より確実に、雪上性能を向上させることが出来る。
　本発明による空気入りタイヤ用トレッド及びそのようなトレッドを有する空気入りタイヤによれば、雪上性能及び上性能をより高いレベルで両立させることが出来る。
本発明の第１実施形態による空気入りタイヤ用トレッドを模式的に示す斜視図である。 図１のII-II線に沿って見た空気入りタイヤ用トレッドのブロックの拡大断面図である。 本発明の第２実施形態による空気入りタイヤ用トレッドを模式的に示す斜視図である。 図３のIV-IV線に沿って見た空気入りタイヤ用トレッドのブロックの拡大断面図である。 従来技術による空気入りタイヤ用トレッドのブロックの拡大断面図である。
　以下、添付図面を参照して、本発明の好ましい実施形態による空気入りタイヤ用トレッド及びこのトレッドを使用した空気入りタイヤを説明する。
　先ず、図１及至図２により、本発明の第１実施形態による空気入りタイヤ用トレッドを説明する。図１は、本発明の第１実施形態による空気入りタイヤ用トレッドを模式的に示す斜視図であり、図２は、図１のII-II線に沿って見た空気入りタイヤ用トレッドのブロックの拡大断面図である。
　先ず、図１に示すように、符号１は、本発明の第１実施形態による空気入りタイヤ用トレッドである。なお、この空気入りタイヤ用トレッド１が適用される空気入りタイヤのタイヤサイズの例は２０５／５５Ｒ１６である。
　次に、図１及び図２により、トレッド１の全体構造を説明する。
　このトレッド１は、弾性率Etを有するゴム組成物から成り、タイヤ転動時に路面と接触する接地面２を有し、２本の周方向主溝３及び複数の副溝４が形成されている。これらの周方向主溝３及び副溝４により、複数のブロック５が区画形成されている。
　このブロック５は、接地面２の一部を形成する上面５１と、タイヤ周方向に沿った縦方向にそれぞれ位置し、副溝４に面するように形成された２つの側壁（正面側壁）５２，５３と、タイヤ回転軸線方向に沿った横方向にそれぞれ位置し、周方向溝３に面するように形成された２つの側壁（側面側壁）５４，５５と、を有している。
　上面５１には、その正面側壁５２，５３と交差する縁部において、正面エッジ５２１，５３１が形成されている。
　次に、２つの正面側壁５２，５３には、トレッド１を形成するゴム組成物の弾性率Etより少なくとも20倍高い、好ましくは少なくとも50倍高い弾性率Efを有する材料から成る補強部６が設けられている。本実施形態においては、トレッド１を形成するゴム組成物の弾性率Etは5.4MPaである。この弾性率Etは、好ましくは、1.5MPa以上、且つ、15MPa以下である。また、本実施形態においては、補強部６を形成する材料の弾性率Efは270MPaである。従って、トレッド１を形成するゴム組成物の弾性率Efは、補強部６を形成する材料の弾性率Etより50倍高くなるように形成されている。
　ここで、トレッド１を形成するゴム組成物の弾性率Et、及び、補強部６を形成する材料の弾性率Efは、規格ASTM D882-09に規定された引張試験から求められた引張試験曲線から算出可能である。
　次に、トレッド１のブロック５の補強部６の配置を説明する。
　本実施形態では、各補強部６は、正面側壁５２，５３の領域の70%以上、好ましくは、正面側壁５２，５３の全ての領域にわたって副溝４に面するように設けられる。また、各補強部６は、その平均厚さt（図２に示す）が2.0mm未満、好ましくは1.0mm未満となるように設けられる。ここで、補強部６の厚さ（ｔ）は、補強部６が設けられている正面側壁５２，５３の副溝４に面した表面に垂直な方向の厚さであり、補強部６の「平均厚さ」は、補強部６における、副溝４の底面側からブロック５の上面５１側までの間で測定される平均値、即ち、補強部６のほぼ全面での平均値である。本実施形態においては、補強部６は、正面エッジ５２１，５３１および正面側壁５２，５３の全領域（100%）にわたって設けられ、平均厚さtは0.5mmである。ここで、補強部６の平均厚さtは、0.2mm以上であることが好ましい。
　次に、トレッド１のブロック５の上面５１を説明する。
　上面５１は、タイヤ転動時に路面と接触するトレッド１の接地面２の一部を形成し、この上面５１は、特定の条件下で、その一部が路面と接触可能なブロック５の領域として定義される。上面５１は、タイヤ周方向において、２つの周方向エッジ（正面エッジ）５２１，５３１を有し、上面５１は、これらの周方向エッジ５２１，５３１により、その領域が制限されている。言い換えると、上面５１は、そのタイヤ周方向側のそれぞれの縁部に２つの周方向エッジ５２１、５３１を有している。
　次に、トレッド１のブロック５の補強部６及びこの補強部６が設けられた正面側壁５２，５３の寸法関係を説明する。
　本実施形態では、補強部６が設けられた正面側壁５２，５３は、半径方向に測定される補強部６の最外側の位置（補強部６の半径方向外方の縁部）と、正面エッジ５２１，５３１との間の距離が2.0mm以下となるように形成されている。この補強部６は、好ましくは、少なくとも部分的に正面エッジ５２１，５３１を含み、より好ましくは、正面エッジ５２１，５３１全てを含むように形成されている。
　図２に示す例では、補強部６の半径方向最外側の位置と正面エッジ５２１，５３１の位置との間の距離はゼロ（0mm）であり、且つ、正面側壁５２，５３に設けられた補強部６の半径方向の最外側の縁部が、正面エッジ５２１，５３１の幅方向の全てにわたって存在するよう設けられている。一方、正面側壁５２，５３に設けられた補強部６の半径方向の最外側の縁部が、正面エッジ５２１，５３１の幅方向において少なくとも部分的に正面エッジ５２１，５３１に存在するよう設けられていても良い。
　また、ブロック５において、補強部６は、正面側壁５２，５３の一部の領域（この一部の領域は、上述したように、正面側壁５２，５３の領域の70%以上の領域である）のみに設けられているが、補強部６の効果を最大限発揮させるために、正面側壁５２，５３の全領域にわたって設けられるのが好ましい。このような補強部６は、当然に、本実施形態と同様に、正面エッジ５２１，５３１全てを含むように設けられることになる。
　次に、図２により、ブロック５の上面５１と、正面側壁５２，５３との寸法関係を説明する。
　本実施形態では、タイヤ回転軸線に垂直な断面視において、ブロック５の上面５１と、２つの正面側壁５２，５３との間には、図２に示すように角度T1、角度T2が形成されている。これらの角度T1、T2は、どちらも90度未満（90度を含まない）である。また、これらの角度T1、T2は、好ましくはどちらも85度以下であり、好ましくはどちらも70度以上であり、好ましくはどちらも60度以上である。
　図２に示す例では、上述した角度T1、T2はどちらも同じ70度である。
　ここで、角度T1は、上面５１上で、一方の正面エッジ５２１と他方の正面エッジ５３１とをタイヤ周方向に結ぶ直線（図２の断面視における直線）と、正面側壁５２上で、正面エッジ５２１とトレッドウエアインジケータの高さよりも半径方向1.6mm内側の高さ位置とを正面エッジ５２１に垂直な方向に結ぶ直線との角度で測定される。
　角度T2も同様に、上面５１上で、一方の正面エッジ５２１と他方の正面エッジ５３１とをタイヤ周方向に結ぶ直線（図２の断面視における直線）と、正面側壁５３上で、正面エッジ５３１とトレッドウエアインジケータの高さよりも半径方向1.6mm内側の高さ位置とを正面エッジ５３１に垂直な方向に結ぶ直線との角度で測定される。
　なお、例えば、正面エッジ（５２１、５３１）がタイヤ回転軸方向に対して斜めの方向に延びている場合（副溝４がタイヤ回転軸方向に対して斜めに延びている場合）は、上述した測定手法のうち、「タイヤ周方向に結ぶ直線」は、「正面エッジが延びる方向と垂直な方向に結ぶ直線」となる。
　また、例えば、正面エッジ（５２１、５３１）のどちらか一方又は両方が、少なくとも２つの辺からなるような正面エッジがブロック（５）に形成される場合にも、上述した実施形態が適用可能であり、その場合は、その上面（５１）上で、それらの２つの辺が平均して延びる方向を基準にして、上述したような手法と同様に「タイヤ周方向に結ぶ直線」又は「正面エッジが平均して延びる方向と垂直な方向に結ぶ直線」で測定される。
　なお、トレッドウエアインジケータは、タイヤの摩耗限度を示すものである。
　次に、上述した本発明の第１実施形態による空気入りタイヤ用トレッドによる作用効果を説明する。
　通常、タイヤ転動時にブロック（５）に垂直荷重が付加されるとき、ブロック（５）には、雪上性能の向上には好ましくない、正面エッジ（５２１、５３１）にかかるエッジ圧力を減少させるようなバックリング変形が発生する。この現象は、雪上のように路面の摩擦係数が接地要素を変形させるのに十分な路面を走行する際に、タイヤの回転方向に発生する駆動力、又は、制動力により、より顕著に現れる。
　このような現象に対し、本実施形態のトレッド１では、補強部６を正面側壁５２，５３の大部分の領域に設けるようにしているので、雪上路面では、上述したブロック５のバックリング変形の発生を防止することが出来ると共に、正面エッジ５２１，５３１において高いエッジ圧力を発生することが出来、その結果、雪上性能を向上させることが出来る。
　一方、氷上のように路面の摩擦係数が接地要素を変形させるのに不十分な路面を走行する際に、タイヤの回転方向に発生する駆動力、制動力が付加されるときには、本実施形態のように、補強部６が正面側壁５２，５３の大部分の領域に設けられていても、正面エッジ部５２１，５３１において高いエッジ圧力が発生することが抑制される。さらに、角度T1、T2が90度未満となるように形成されているので、氷上のように路面の摩擦係数が接地要素を変形させるのに不十分な路面を走行する際に、ブロック５には、幾何学的に正面エッジ部５２１，５３１におけるエッジ圧力を減少させる方向に作用するモーメント力が発生する。これらにより、本実施形態のトレッド１では、氷上における摩擦係数を低下させる原因の一つとしてよく知られている、トレッドと氷との間での水膜の発生を防止することが可能となり、その結果、氷上性能を向上させることが出来る。
　次に、本発明の第１実施形態による空気入りタイヤ用トレッドの変形例を説明する。
　補強部６の平均厚さtは2.0mm未満であり、好ましくは1.0mm以下であり、より好ましくは0.5mm以下である。この補強部６の平均厚さtは、同一のブロック５の正面側壁５２，５３とで互いに異なるようにしてもよい。
　また、上述したように正面側壁５２，５３の70%以上の領域に設けられる補強部６は、同一ブロック５の正面側壁５２，５３とでそれぞれ異なる割合の領域に設けるようにしてもよい。
　補強部６の材料としては、上述した天然樹脂を基にした材料（ゴム材料を含む）の他に、天然樹脂を基にした材料に繊維を混合または含浸させたもの、熱可塑性樹脂、及びそれらを積層または混合したもの等も使用することができる。さらに、ブロック５との接着性の向上、又は、ブロック５の更なる補強を目的として、天然樹脂を基にした材料に含浸させた織布、不織布等と、上述した材料とを組み合わせて使用することもできる。これらのような天然樹脂を基にした材料に含浸させた織布、不織布等の繊維材料は、単独で補強部６として使用しても構わない。また、同一のブロック５の正面側壁５２，５３とで互いに異なる材料を使用してもよい。
　また、本実施形態においては副溝４の底面は補強部６によって覆われていないが、補強部６を設ける際の生産性の向上などを目的として、補強部６のタイヤ半径方向内方の縁部を延長して、補強部６が溝３、４の底面の一部又は全部を覆うように構成しても良い。
　また、本実施形態においては副溝４に面したブロックの正面側壁５２，５３のみに補強部６を設けているが、補強部６は、同様に、周方向主溝３に面したブロックの側壁（側面側壁）５４，５５にも設けても良い。これにより、主に、側面側壁５４，５５に設けた補強部６によるタイヤ幅方向の雪上性能効果を向上させて、特に操舵性能を向上させることも可能である。
　次に、図３及至図４により、本発明の第２実施形態による空気入りタイヤ用トレッドを説明する。図３は、本発明の第２実施形態による空気入りタイヤ用トレッドを模式的に示す斜視図であり、図４は、図３のIV-IV線に沿って見た空気入りタイヤ用トレッドのブロックの拡大断面図である。
　図３に示すように、第２実施形態によるトレッド１には、上述した第１実施形態と同様に、タイヤ転動時に路面と接触する接地面２を有し、２本の周方向主溝３及び複数の副溝４が形成されている。複数のブロック５は、これら周方向主溝及び副溝により区画形成されている。これらのブロック５は、接地面２の一部を形成する上面５１と、タイヤ周方向に対応する縦方向に離間した２つの側壁（正面側壁）５２，５３、および、タイヤ軸線方向に対応する横方向に離間した２つの側壁（側面側壁）５４，５５とを有している。上面５１は正面側壁５２，５３と交差し、正面エッジ５２１，５３１を形成している。
　また、この第２実施形態によるトレッド１のブロック５には、上面５１に開口し、タイヤ幅方向に延びると共にタイヤ半径方向（又は実質的に半径方向であっても良い）に延びる細い切れ込み７が形成されている。この細い切れ込み７は、側面側壁５４，５５にも開口している。なお、細い切れ込み７は、その諸機能を発揮する範囲で、半径方向に対して所定の角度をもって延びるものでも良い。ここで、「タイヤ幅方向」とは、本実施形態では、タイヤ周方向に垂直な方向であるが、タイヤ周方向に対して所定の角度をもって斜めに延びるものも含む。２つの正面側壁５２，５３には補強部６が設けられている。
　本実施形態では、各補強部６は、正面側壁５２，５３の70%以上、好ましくは90%以上の領域にわたって副溝４に面するように設けられている。また、、各補強部６の平均厚さt（図４参照）は2.0mm未満、好ましくは1.0mm未満となるように設けられている。補強部６の設けられた正面側壁５２，５３は、タイヤ半径方向に測定される補強部６の最外側の位置と、正面エッジ５２１，５３１との間の距離が2.0mm以下となるように設けられている。図３に示す例においては、補強部６は、一方の正面側壁５２では、その全領域、即ち、100%の領域に設けられ、他方の正面側壁５３では、その90%の領域にわたって設けられている。その平均厚さtは、一方の正面側壁５２においては0.7mm、他方の正面側壁５３においては0.5mmである。
　ブロック５の上面５１には、上述した第１実施形態と同様に正面エッジ５２１，５３１が形成されており、上面５１は、タイヤ周方向に沿った２つの周方向エッジ（正面エッジ）５２１，５３１により、その周方向の領域の範囲が制限されている。即ち、上面５１は、そのタイヤ周方向側のそれぞれの縁部に２つの周方向エッジ５２１，５３１を有している。
　本実施形態では、図４に示すように、第１実施形態と同様に、タイヤ回転軸線に垂直な断面視において、ブロック５の上面５１と、２つの正面側壁５２，５３との間にそれぞれ角度T1、角度T2がつくようにブロック５が形成されている。これらの角度T1、角度T2は、「２つの正面エッジ部５２１、５３１を互いに結ぶ直線」と、「正面エッジ部５２１または５３１と、各正面側壁５２、５３において、トレッドウエアインジケータの高さよりも半径方向1.6mm内側の点」とを結ぶ直線とが互いになす角度として測定可能である。
　本実施形態では、これらの角度T1、T2は、どちらも90度未満（90度を含まない）、且つ、互いに異なる角度となるように形成されている。図４に示す例では、角度T1は65度、T2は80度である。
　このように、本実施形態においては、角度T1、T2は、互いに異なる角度であり、好ましくは、角度T2が角度T1よりも大である。また、好ましくは、角度T1は80度以下であり、角度T2は75度以上且つ85度以下である。
　また、好ましくは、これらの角度T1、T2は、
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000005
の関係性を満たす。なお、この式中「°」は、角度の単位「度」である。
　次に、上述した本発明の第２実施形態による空気入りタイヤ用トレッドによる作用効果を説明する。
　本実施形態では、上面５１と正面側壁５２，５３とがなす角度T1、T2を異なる角度としかつ角度T2が角度T1よりも大きくなるように構成している。これにより第２実施形態では、上述した第１実施形態における作用効果に加えて、例えば、タイヤ転動時、相対的に角度が大の角度T2側の正面エッジ５２１が蹴り出し側正面エッジとなるとき、その正面エッジ５２１の近傍に発生するブロック５の接地面積を減少させる方向のモーメント力を減少させることが出来るので、ブロック５の接地面積を増やすことが出来る。その結果、雪上のように路面の摩擦係数がブロック５を変形させるのに十分高い路面を走行する際、補強部６の効果により、ブロック５の正面エッジ部５２１おいて局所的に高いエッジ圧力を得ながらも、氷上のように路面の摩擦係数がブロック５を変形させるのに不十分な路面を走行する際、ブロック５の上面５１の接地面積を増やすことが出来るので、より効果的に氷上性能および雪上性能を向上させることが出来る。
　このような理由により、上面５１と正面側壁５２，５３とがなす角度T1、T2は蹴り出し側正面エッジを意図する側をより大きい角度とすることが好ましい。
　以上、本発明の特に好ましい実施形態について記述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
　なお、図５は従来の空気入りタイヤ用トレッドのブロックを模式的に示す拡大断面図である。この従来の空気入りタイヤ用トレッド１０１のブロック１０５は、接地面１０２の一部を構成する上面１５１を有し、正面側壁１５２，１５３との交差部において正面エッジ１５２１，１５３１を形成している。このブロック１０５には、上面１５１に開口し、横方向及びタイヤの内側半径方向に延びる細い切れ込み１０７が形成されている。２つの正面側壁１５２，１５３には、正面エッジ１５２１，１５３１を全て含むように補強部１０６が設けられている。補強部１０６の平均厚さtは0.5mmであり、補強部１０６は、正面側壁１５２，１５３の84%の領域にわたって副溝１０４に面するように設けられている。
　次に、本発明の効果を明確にするため、公知の形態の補強部を設けた従来例および本発明の実施例に係る３種類の空気入りタイヤ用トレッドのブロックを、市販のコンピューターソフトウェアを使用したシミュレーション（有限要素法）用いて行った検証結果について説明する。
　実施例１は第１実施形態にかかる補強部の設けられたブロックモデルであり、実施例２および実施例３は第２実施形態にかかる補強部の設けられたブロックモデルであり、ブロックの上面と正面側壁との間の角度を３種類の異なる値の組み合わせとしている。
　従来例および実施例に係る４種類のブロックモデルのサイズは、いずれも、同一のゴム系材料（弾性率5.4MPa）で形成された短辺長さ10mm、長辺長さ20mm、高さ10mmの立方体とし、細い切れ込みを、それぞれ、ブロックの上面に開口する幅0.4mm、深さ7mmとした。補強部に関しても、同一の材料（弾性率270MPa）にて形成されており、平均厚さを0.5mmにて正面側壁の全領域にわたって設けられており、補強部の材料の弾性率が、ブロックのゴム系材料の弾性率の50倍となるように設定した。
　このように設定したブロックモデルを、適切な荷重を付加したうえで、雪上に相当する路面条件での接地要素に発生する最大接地圧力と、氷上に相当する路面条件での摩擦係数を求めた。この計算結果を表１に示す。表１において、各計算値は従来例を１００とする指数で表され、数値の大きいほうが良好である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
　表１に示される如く、実施例１及至３による空気入りタイヤ用トレッドによれば、雪上性能および氷上性能を効果的に向上しうるのが確認できる。
　１　空気入りタイヤ用トレッド
　２　接地面
　３　周方向主溝
　４　副溝
　５　ブロック
　５１　ブロックの上面（その一部が接地面２を含む）
　５２，５３　周方向側の側壁、正面側壁
　５２１，５３１　正面エッジ
　５４，５５　タイヤ幅方向側の側壁、側面側壁
　６　補強部
　７　細い切れ込み（サイプ）

Claims (14)

  1. 　少なくとも１つのゴム組成物により形成された空気入りタイヤ用トレッドであって、
    　前記少なくとも１つのゴム組成物は弾性率Etを有し、
    　前記トレッドは、少なくとも１本の周方向主溝と、複数の副溝と、これらの周方向主溝及び副溝によって区切られた複数のブロックと、を有し、
    　前記複数のブロックのうち少なくとも１つのブロックは、その一部がタイヤ転動時に路面と接触する接地面となる上面と、タイヤ周方向に沿ってそれぞれ位置する２つの正面側壁と、タイヤ軸線方向に沿ってそれぞれ位置する２つの側面側壁と、を有し、
    　前記ブロックの上面は、前記２つの正面側壁と交差する位置に形成された２つの正面エッジを有し、
    　前記ブロックは、前記２つの正面側壁のうち少なくとも１つの正面側壁に設けられた補強部を有し、
    　この補強部は、弾性率Efを有する材料により形成され、この補強部の弾性率Ef及び前記ゴム組成物の弾性率Etはそれぞれ規格ASTM D882-09に規定された引張試験から得られる値であり、前記補強部の弾性率Efは、前記ゴム組成物の弾性率Etより少なくとも20倍大きく、
    　上記ブロックの補強部は、0.1mm以上且つ2.0mm以下の平均厚さを有し、さらに、前記正面側壁の70%以上の領域にわたって少なくとも副溝に面するように設けられ、
    　前記２つの正面側壁は、前記上面に対する角度がそれぞれ角度T1及び角度T2をなすように形成され、それらの角度T1及び角度T2はどちらも90度未満であることを特徴とする空気入りタイヤ用トレッド。
  2. 　前記角度T1及び角度T2は、どちらも85度以下である請求項１に記載の空気入りタイヤ用トレッド。
  3. 　前記角度T1及び角度T2は、どちらも60度以上である請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤ用トレッド。
  4. 　前記角度T1及び角度T2は、どちらも70度以上である請求項３に記載の空気入りタイヤ用トレッド。
  5. 　前記角度T1と前記角度T2は互いに異なる角度である請求項１及至４の何れか１項に記載の空気入りタイヤ用トレッド。
  6. 　前記角度T2が前記角度T1よりも大である請求項１及至５の何れか１項に記載の空気入りタイヤ用トレッド。
  7. 　前記角度T1と前記角度T2とが、
    Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
    　の関係性を満たす請求項６に記載の空気入りタイヤ用トレッド。
  8. 　前記角度T1は80度以下である請求項１及至７の何れか１項に記載の空気入りタイヤ用トレッド。
  9. 　前記角度T2は75度以上且つ85度以下である請求項１及至８の何れか１項に記載の空気入りタイヤ用トレッド。
  10. 　前記正面側壁に設けられた補強部は、前記正面エッジにおいて、その幅方向の少なくとも一部に延びるように設けられている請求項１及至９の何れか１項に記載の空気入りタイヤ用トレッド。
  11. 　前記補強部が前記少なくとも１つの正面側壁の90%以上の領域にわたって設けられている請求項１及至１０の何れか１項に記載の空気入りタイヤ用トレッド。
  12. 　前記補強部が前記少なくとも１つの正面側壁の全領域にわたって設けられている請求項１１に記載の空気入りタイヤ用トレッド。
  13. 　前記補強部が前記２つの正面側壁の全領域にわたって設けられている請求項１２に記載の空気入りタイヤ用トレッド。
  14. 　請求項１及至１３の何れか１項に記載のトレッドを有することを特徴とする空気入りタイヤ。
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