JP2017217960A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】転がり抵抗の悪化を阻止しながらウエット性能を容易に向上させる。
【解決手段】周方向に隣接配置されたブロック群23においてブロック22の幅方向側壁24同士を前記ブロック22の配設ピッチＰの 1/3〜 1/2倍に相当する距離Ｌだけ細溝19に沿ってずらしたので、周方向に隣接するブロック22では最大膨出部が細溝19に沿って大きくずれ、これにより、細溝19、交差細溝21において閉鎖されない空間が増加し、しかも、各ブロック22の開口端エッジ近傍に接地圧の高い部位が残るため、ウエット性能が向上する。この際、細溝19、交差細溝21の溝幅を広くする必要はないため、転がり抵抗の悪化を阻止することができる。
【選択図】図１

Description

この発明は、タイヤ赤道の両側のトレッド部に少なくとも１本の主溝をそれぞれ形成した空気入りタイヤに関する。

従来の空気入りタイヤとしては、例えば以下の特許文献１に記載されているようなものが知られている。

特開２０１５−０７４３６０号公報

このものは、特許文献１の図４に示すように、タイヤ赤道の両側のトレッド部に１本の主溝をそれぞれ形成することで３本の陸部を形成するとともに、各陸部にタイヤ子午線に沿って延びる複数の細溝、および、前記細溝に直交しタイヤ赤道に沿って延びる複数の交差細溝を形成することで、各陸部に前記細溝に沿って整列配置された複数の矩形を呈するブロックからなるブロック群を周方向に繰り返し配置するようにしており、この結果、これらブロックは碁盤目状に整然と配置されていることになる。

ここで、前述のようなブロックが複数形成された空気入りタイヤにあっては、以下に説明するように、ウエット性能が大幅に低下してしまうという課題がある。図８のように１個のブロックに着目すると、該ブロック51が接地領域に侵入したとき、該ブロック51は荷重を受けて半径方向内側に押し潰されるが、このとき、ブロック51を構成するゴムは非圧縮性であるため、４面の側壁52はいずれも該側壁52に垂直に膨出する。ここで、前述した側壁52の膨出量は、仮想線で示すように、各側壁52の横方向両端(高さ方向に延びる稜線）52ａからこれらの中間点に向かうに従い大となるとともに、各側壁52の縦方向両端（半径方向内、外端）からこれらの中間点に向かうに従い大となり、該側壁52の面中心（重心）付近が最も膨出した山の頂上となる。

そして、このように膨出している２個のブロック51が、図９に示すように、接地時の閉じる細い溝53を間に介しながら側壁52同士が全面で対向した状態で整列配置されると、最も膨出している頂上付近が真正面で対向することになるため、前記膨出部54同士が互いに潰し合って前記面中心部を中心に広い範囲で、２個のブロック51の対向する側壁52同士が面接触する。しかも、前述のように膨出部54同士が潰し合うと、前記溝53が吸収し切れなかったゴムにより、２つのブロック51の対向する側壁52に隣接直交する２つの側壁55の角部56が、図９に仮想線で示すように膨出する。ここで、このように側壁52が変形したブロック51が、前述の特許文献１に記載のように碁盤目状に配置されると、隣接するブロック51の角部56も前述した膨出により互いに面接触するのである。このようなことから、隣接するブロック51間の溝53はブロック51の側壁52同士の面接触により大部分が閉鎖され、この結果、空気入りタイヤが湿潤路面を走行する際、水が侵入可能な空間が狭くなるとともに、水が流れる断面積が狭くなってウエット性能が低下してしまうのである。

また、１個のブロック51に着目したとき、該ブロック51の半径方向外端における表面での接地圧は外縁部、即ち、開口端エッジ57近傍で高く、表面の中央部では低くなるが、前述のように碁盤目状に配置されたブロック51が接地領域に侵入すると、前述のような膨出変形により溝53の大部分が閉鎖されて各ブロック51の開口端エッジ57近傍の接地圧が低下し、各ブロック51の表面における接地圧が均一化される。ここで、前述のようにブロック51の表面に接地圧の高い部位が存在すると、接地時に該部位が路面の水膜を破壊して路面に接触するため、接地面積が増大してウエット性能が向上するが、前述のように接地圧の高い部位が減少して全体的に接地圧が均一化されると、水膜の破壊が充分に行われず、さらにウエット性能が低下してしまうのである。このような課題を解決するため、ブロック51間に位置する溝53の幅を広くすることも考えられるが、このようにすると走行時におけるブロック51の変形量が増大して発熱量が増加し、この結果、空気入りタイヤの転がり抵抗が悪化してしまうという課題がある。

この発明は、転がり抵抗の悪化を阻止しながらウエット性能を容易に向上させ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。

このような目的は、タイヤ赤道Ｓの両側のトレッド部に少なくとも１本の主溝をそれぞれ形成することで複数本の陸部を形成するとともに、少なくともいずれか１本の前記陸部に幅方向に延び接地時に閉じる細溝および前記細溝に交差し接地時に閉じる交差細溝を形成することで、該陸部に前記細溝に沿って整列配置された複数のブロックからなるブロック群を周方向に繰り返し配置するようにした空気入りタイヤにおいて、周方向に隣接配置されたブロック群においてブロックの幅方向側壁同士を前記ブロックの配設ピッチＰの 1/3〜 1/2倍に相当する距離Ｌだけ細溝に沿ってずらすようにした空気入りタイヤにより、達成することができる。

空気入りタイヤが回転してブロックが接地領域に侵入すると、該ブロックは荷重を受けて押し潰され、該ブロックの各側壁は面中心付近が山の頂上となるよう膨出する（最大膨出部となる）が、この発明においては、前述のように周方向に隣接配置されたブロック群においてブロックの幅方向側壁同士を前記ブロックの配設ピッチＰの 1/3〜 1/2倍に相当する距離Ｌだけ細溝に沿ってずらすようにしたので、周方向に隣接するブロックでは前記最大膨出部が細溝に沿って大きくずれ、これにより、最大膨出部同士の潰し合いが回避されてブロック側壁同士の接触面積が減少する。また、前述のような最大膨出部同士の潰し合いが回避されることで、ブロックの角部近傍における膨出量も減少し、該部位におけるブロック側壁同士の接触面積が減少する。このようなことから細溝、交差細溝において閉鎖されなかった空間が増加し、この結果、空気入りタイヤが湿潤路面を走行する際、水の侵入が可能な空間が増大するとともに、水が流れる断面積も広くなってウエット性能が容易に向上するのである。しかも、前述のようにブロック側壁が膨出変形しても、細溝、交差細溝のある程度の部分は閉鎖されることがないため、各ブロックの開口端エッジ近傍に接地圧の高い部位が残り、この結果、さらにウエット性能が向上する。この際、細溝、交差細溝の溝幅を広くする必要はないため、転がり抵抗の悪化を阻止することができる。

また、タイヤ赤道に近接する部位はクラウンアールによってショルダー部より接地圧が高くなるため、ブロックの潰れ量が大（側壁の膨出量も大）となりウエット性能の低下も顕著となるが、請求項２に記載のように構成することで、該部位におけるウエット性能を効果的に向上させることができる。さらに、請求項３、４、５に記載のようにタイヤ赤道寄りの細溝、交差溝の溝深さを深くすることでブロックの潰れを容易としてやれば、ブロック同士が広い面積で接触するようになり、この結果、ブロックの剛性が向上して転がり抵抗が減少する。また、請求項６に記載のように構成すれば、ブロックが設けられた陸部の幅方向外側に位置する主溝の幅方向への急激な屈曲が緩和され、この結果、排水時における水の流れが円滑となってウエット性能が向上する。

この発明の実施形態１を示すトレッド部の平面図である。 図１のＩ−Ｉ矢視断面図である。 この発明の実施形態２を示す図２と同様の断面図である。 この発明の実施形態３を示すトレッド部の平面図である。 図４のII−II矢視断面図である。 この発明の実施形態４を示すトレッド部の平面図である。 図６のIII−III矢視断面図である。 従来のトレッド部におけるブロックの変形状態を説明する説明図である。 従来のトレッド部におけるブロックの変形状態を説明する説明図である。

以下、この発明の実施形態１を図面に基づいて説明する。
図１、２において、11はトラック・バスや乗用車に装着される空気入りラジアルタイヤであり、この空気入りタイヤ11は内部にエア、窒素ガス等が充填された状態で使用される。この空気入りタイヤ11は半径方向外端部に走行時に接地するトレッド部12を有し、このトレッド部12の外周面（踏面）にはタイヤ赤道Ｓに沿ってジグザグに屈曲しながら連続して延びる複数本の主溝13が形成されているが、これら主溝13は幅広であるため、接地時においても閉じることはない。ここで、前記主溝13はタイヤ赤道（トレッドセンター）Ｓの両側のトレッド部12にそれぞれ少なくとも１本ずつ、この実施形態では２本ずつ合計４本形成されており、この結果、タイヤ赤道Ｓに最も近接する２本の内側主溝13ａ間にはタイヤ赤道Ｓ上を延びる１本の近接陸部14が、また、前記内側主溝13ａと、該内側主溝13ａより幅方向外側にそれぞれ配置された２本の外側主溝13ｂとの間には２本の中間陸部15が、さらに、前記外側主溝13ｂとトレッド端Ｅとの間には２本の外側陸部16が画成され、これにより、前記トレッド部12にはタイヤ赤道Ｓに沿って延びる複数本、ここでは５本の陸部が形成される。なお、この発明においては、前記主溝はタイヤ赤道Ｓの両側のトレッド部12に１本ずつ、あるいは３本ずつ、合計２本、あるいは６本設置してもよく、また、前述した主溝の他にタイヤ赤道Ｓ上に１本の主溝を追加してもよく、さらに、前述の主溝は真っ直ぐに延びていてもよい。

前記陸部のうち、少なくともいずれか１本の陸部、この実施形態ではタイヤ赤道Ｓを跨いでいることで該タイヤ赤道Ｓに最も近接する１本の近接陸部14には、幅方向に延びる複数本の細溝19が形成され、これらの細溝19は互いに平行に延びるとともに、タイヤ赤道Ｓの延在方向に等距離離れて配置されている。そして、これらの細溝19の溝幅は接地時に閉じる 0.5〜 3.0mmの範囲内であり、一般にサイプと呼ばれている。ここで、前述の幅方向とは、タイヤ赤道Ｓに対し直交するタイヤ子午線Ｇに対して45度以下の角度で交差する方向をいい、タイヤ子午線Ｇに平行な方向を含む。そして、隣接する２本の細溝19間にそれぞれ画成された画成陸部20（図４参照）には少なくとも１本、ここでは１本の交差細溝21が形成され、該交差細溝21は前記細溝19に対して所定角度、ここでは90度で交差するとともに、その両端が細溝19に略Ｔ字形を呈しながら連続している。なお、前述した交差細溝21が複数本形成される場合には、これら交差細溝21は細溝19の延在方向に等距離離れて配置される。なお、細溝19に対する交差細溝21の交差角度は、ブロック剛性を全体で均一化させるために、ほぼ90度とすることが好ましい。そして、これら交差細溝21の溝幅も接地時に閉じる 0.5〜 3.0mmの範囲内であり、細溝19と同様にサイプと呼ばれる。

このように少なくともいずれか１本の陸部（近接陸部14）に幅方向に延び接地時に閉じる細溝19、および、該細溝19に交差し接地時に閉じる交差細溝21を形成するようにすれば、該陸部（近接陸部14）に前記細溝19に沿って等距離離れた状態で整列配置された複数（２個）のブロック22からなるブロック群23が形成されるとともに、前述のようなブロック群23が周方向に繰り返し等間隔で配置される。ここで、周方向とはタイヤ赤道Ｓに対して45度未満の角度で交差する方向をいい、タイヤ赤道Ｓに平行な方向を含む。ここで、周方向に隣接配置された２つのブロック群23において、ブロック22同士が背景技術で説明したように交差細溝21の延在方向に完全に重なり合っている（細溝19の延在方向にずれがない）場合には、空気入りタイヤ11が回転してブロック22が接地領域に侵入したとき、前述のように水の侵入可能な空間が狭くなるとともに、水の流れる断面積が狭くなり、また接地圧も全体的に均一となってウエット性能が低下する。

しかしながら、この実施形態においては、周方向に隣接配置されたブロック群23においてブロック22の幅方向同一側における幅方向側壁、ここでは幅方向一側における幅方向側壁24同士を前記ブロック22の配設ピッチＰの 1/3〜 1/2倍に相当する距離Ｌだけ細溝19に沿ってずらすようにしたので、周方向に隣接するブロック22では前記最大膨出部が細溝19に沿って大きくずれ、これにより、最大膨出部同士の潰し合いが回避されてブロック22の側壁同士の接触面積が減少する。また、前述のような最大膨出部同士の潰し合いが回避されることで、ブロック22の角部近傍における膨出量も減少し、これにより、該部位におけるブロック22の側壁同士の接触面積も減少する。このようなことから細溝19、交差細溝21において閉鎖されない空間が増加し、この結果、湿潤路面を空気入りタイヤ11が走行する際、水の侵入可能な空間が増大するとともに、水が流れる断面積も広くなってウエット性能が容易に向上する。しかも、前述のようにブロック22の側壁が膨出変形しても、細溝19、交差細溝21のある程度の部分は閉鎖されることがないため、各ブロック22の開口端エッジ25近傍に接地圧の高い部位が残り、この結果、さらにウエット性能が向上する。しかも、この際、細溝19、交差細溝21の溝幅を広くする必要はないため、転がり抵抗の悪化を容易に阻止することができる。

ここで、ブロック22の配設ピッチＰとは、幅方向に隣接するブロック22における同一点間の距離のことで、細溝19の延在方向に沿って測定した値である。そして、前記距離Ｌの値が配設ピッチＰの 1/3未満であると、後述する試験例から明らかなようにウエット性能を向上させることができない。また、距離Ｌの値が配設ピッチＰの 1/2を超えるまでブロック22間に相対的なずれが生じた場合には、幅方向に隣接するブロック22との重なり合い量が今まで重なり合っていたブロック22との重なり合い量より大となるため、距離Ｌは該隣接するブロック22との間で測定することとなり、この結果、前記距離Ｌの値は 1/2が最大値となる。また、前述のように幅方向にずれたブロック群23（ブロック22）が周方向に繰り返し配置されている状態で、細溝19をタイヤ子午線Ｇ方向と平行に延在させてもよいが、このようにすると、内側主溝13ａが矩形波状を呈するよう急激に（90度で）屈曲して内部に流入した水の流れが悪化しウエット性能が低下するおそれがある。

このため、この実施形態では細溝19を前述のようにタイヤ子午線Ｇに対して所定角度で傾斜させて、ブロック22が設けられた陸部（近接陸部14）の幅方向両側に位置する内側主溝13ａの幅方向への急激な屈曲を緩和し、これにより、排水時における水の流れを円滑化してウエット性能を向上させるようにしている。なお、この実施形態においては、前記ブロック22の幅方向外側に突き出た角部を仮想線で示すように消失させることで、内側主溝13ａの屈曲の程度をさらに低下させ、ウエット性能のさらなる向上を図っている。ここで、前述のような消失部をブロック22に設けない場合には、ブロック22は同一形状の四角形、ここでは矩形を呈しているが、消失部を設けることで四角形から若干形状が変化している。また、各ブロック22の形状を整えた場合には、幅方向に隣接するブロック22が相対的に交差細溝21に沿って僅かにずれることもある。

さらに、この実施形態では、前述のようにタイヤ子午線Ｇに対して所定角度で傾斜している細溝19に対し交差細溝21を直角に交差させたので、細溝19のタイヤ赤道Ｓに対する傾斜方向と交差細溝21のタイヤ赤道Ｓに対する傾斜方向とは逆方向となっている。また、前記空気入りタイヤ11のタイヤ赤道Ｓに近接する部位、即ちトレッドセンター部は、クラウンアールによってショルダー部より接地圧が高くなるため、ブロック22の潰れ量が大（側壁の膨出量も大）となりウエット性能への寄与率が大となるが、前述のように細溝19、交差細溝21をウエット性能向上に大きく寄与するタイヤ赤道Ｓに最も近接した近接陸部14に形成すれば、該部位におけるウエット性能を、ひいては空気入りタイヤ11全体でのウエット性能を効果的に向上させることができる。なお、この発明においては、近接陸部14を除くいずれかの陸部に前述と同様の細溝19、交差細溝21を形成するとともに、ブロック22の幅方向側壁24同士を、前記ブロック22の配設ピッチＰの 1/3〜 1/2倍に相当する距離Ｌだけ細溝19に沿ってずらすようにしてもよく、この場合にも転がり性能の悪化を阻止しながら、細溝19、交差細溝21が形成された陸部におけるウエット性能を向上させることができる。28は中間陸部15にそれぞれ形成され、幅方向両端が内側、外側主溝13ａ、13ｂに開口するとともに周方向に等距離離れた複数の幅方向に延びる横溝であり、これらの横溝28は中間陸部15を分断することで周方向に離れた複数の中間ブロック29を画成する。30は外側陸部16にそれぞれ形成された複数の横溝であり、これらの横溝30は幅方向内端が外側主溝13ｂに幅方向外端がトレッド端Ｅにそれぞれ開口している。そして、これら横溝30は幅方向に延びるとともに、周方向に等距離離れて配置されているため、前記外側陸部16はこれら横溝30により分断され、周方向に離れた複数の外側ブロック31が画成される。なお、前述の横溝28、30を省略してもよく、この場合には、中間陸部15、外側陸部16は周方向に連続したリブとなる。

図３は、この発明の実施形態２を示す図であり、図２と同様の断面図である。この実施形態においては、前記近接陸部14に形成された細溝19、交差細溝21の溝深さＤを、前記近接陸部14の幅方向両外側において該近接陸部14と接する内側主溝13ａの溝深さＦより大としている。このようにタイヤ赤道Ｓ寄りの（タイヤ赤道Ｓに近い）細溝19、交差細溝21の溝深さを深くすることで、該部位におけるブロック22の潰れを容易としてやれば、これらブロック22の幅方向側壁24同士が接地時に広い面積で接触するようになり、この結果、これらブロック22の剛性が向上して転がり抵抗が減少する。なお、細溝、交差細溝が中間陸部に形成されている場合には、前記細溝、交差細溝の溝深さを外側主溝の溝深さより大とする。また、他の構成、作用は前記実施形態１と同様にである。

図４、５は、この発明の実施形態３を示す図である。この実施形態においては、前記近接陸部14以外の陸部、ここでは中間陸部33にも前記細溝19、交差細溝21と同様の細溝34、交差細溝35を形成し、これら細溝34、交差細溝35により前記中間陸部33に複数のブロック36を画成している。また、前記近接陸部14に形成されている細溝19、交差細溝21の溝深さＨを、近接陸部14以外の陸部（ここでは中間陸部33）に形成されている細溝34、交差細溝35の溝深さＪより大としている。このようにタイヤ赤道Ｓ寄りの細溝19、交差細溝21の溝深さＨを深くすることでブロック22の潰れを容易としてやれば、これらブロック22の幅方向側壁24同士が接地時に広い面積で接触するようになり、この結果、これらブロック22の剛性が向上して転がり抵抗が減少する。なお、他の構成、作用は前記実施形態１と同様にである。

図６、７は、この発明の実施形態４を示す図である。この実施形態においては、前記近接陸部14と中間陸部15とを一体化して幅広の近接陸部38を形成するとともに、該近接陸部38に前述の細溝19と同様の細溝39および交差細溝21と同様の交差細溝40を形成し、これら細溝39、交差細溝40により前記近接陸部38に複数のブロック41を画成している。さらに、この実施形態では、互いに平行な交差細溝40を３本形成するとともに、細溝39の延在方向に等距離離して配置している。また、前記近接陸部38に形成されている細溝39、交差細溝40のうち、タイヤ赤道Ｓに近接する近接部Ｍに位置している細溝39、交差細溝40の溝深さＱを、タイヤ赤道Ｓから離隔する離隔部Ｎに位置している細溝39、交差細溝40の溝深さＲより大としている。このようにタイヤ赤道Ｓ寄りに位置する細溝39、交差細溝40の部位の溝深さを深くすることでブロック41の潰れを容易としてやれば、接地時にブロック41の側壁同士が広い面積で接触するようになり、この結果、これらブロック41の剛性が向上して転がり抵抗が減少する。なお、この実施形態では細溝39、交差細溝40の溝深さを、タイヤ赤道Ｓに近接するに従い階段状に深くしたが、この発明においては連続的に深くするようにしてもよい。

次に、試験例について説明する。この試験に当たっては、前述したＬ(距離）／Ｐ（配設ピッチ）の値が0/12（交差細溝が一直線上に位置）である従来タイヤと、Ｌ／Ｐの値が2/12である比較タイヤ１と、Ｌ／Ｐの値が3/12である比較タイヤ２と、Ｌ／Ｐの値が4/12である実施タイヤ１と、Ｌ／Ｐの値が5/12である実施タイヤ２と、Ｌ／Ｐの値が6/12である実施タイヤ３とを準備した。ここで、各タイヤのトレッドパターンは図１に描かれているものとほぼ同様となるが、内側主溝の溝幅、ジグザグの振幅を同一値とするため、各ブロックの消失形状を調節している。ここで、前述した各タイヤのサイズは275/80Ｒ22.5であり、主溝、細溝、交差細溝の溝深さは同一であった。

次に、このような各タイヤをサイズが7.50×22.5のリムに装着するとともに、その内部に 900ｋPaの内圧（ゲージ圧）を充填した後、重荷重車両に装着した。その後、前述の車両により湿潤路面を走行し、走行時におけるウエット性能（操縦安定性）をドライバーのフィーリングで評価し指数化した。ここで、数値が大きいほどウエット性能が良好である。次に、前述した各タイヤを70km/hでドラム上を走行させた後、該ドラムを惰性回転させ、該惰性回転中の減速度合を測定することで、各タイヤのころがり抵抗を指数評価した。ここで、数値が小さいほど転がり抵抗が少なく良好なタイヤである。以下の表１に、前述した試験の結果を示す。この試験結果から明らかなように、Ｌ／Ｐの値を 1/3〜 1/2の範囲内とすれば、転がり抵抗を低下させることなく、ウエット性能を効果的に向上させることができる。

この発明は、タイヤ赤道の両側のトレッド部に少なくとも１本の主溝がそれぞれ形成された空気入りタイヤの産業分野に適用できる。

11…空気入りタイヤ 12…トレッド部
13…主溝 14、15、16…陸部
14…近接陸部 19…細溝
21…交差細溝 22…ブロック
23…ブロック群 24…幅方向側壁

Claims (6)

1. タイヤ赤道Ｓの両側のトレッド部に少なくとも１本の主溝をそれぞれ形成することで複数本の陸部を形成するとともに、少なくともいずれか１本の前記陸部に幅方向に延び接地時に閉じる細溝および前記細溝に交差し接地時に閉じる交差細溝を形成することで、該陸部に前記細溝に沿って整列配置された複数のブロックからなるブロック群を周方向に繰り返し配置するようにした空気入りタイヤにおいて、周方向に隣接配置されたブロック群においてブロックの幅方向側壁同士を前記ブロックの配設ピッチＰの 1/3〜 1/2倍に相当する距離Ｌだけ細溝に沿ってずらすようにしたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. タイヤ赤道Ｓに最も近接する近接陸部に前記細溝および交差細溝を形成するようにした請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記陸部に形成された細溝、交差細溝の溝深さＤを、該陸部にその幅方向外側において接する主溝の溝深さＦより大とした請求項１または２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記近接陸部以外の陸部にも細溝、交差細溝を形成するとともに、該近接陸部に形成されている細溝、交差細溝の溝深さＨを、近接陸部以外の陸部に形成されている細溝、交差細溝の溝深さＪより大とした請求項２記載の空気入りタイヤ。
5. 前記陸部に形成されている細溝、交差細溝のうち、タイヤ赤道Ｓに近接する近接部に位置する細溝、交差細溝の溝深さＱを、タイヤ赤道Ｓから離隔する離隔部に位置する細溝、交差細溝の溝深さＲより大とした請求項１記載の空気入りタイヤ。
6. 前記細溝はタイヤ子午線Ｇに対して傾斜している請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。

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