JP4416491B2

JP4416491B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4416491B2
Application number: JP2003421847A
Authority: JP
Inventors: 一樹櫻庭
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2003-12-19
Filing date: 2003-12-19
Publication date: 2010-02-17
Anticipated expiration: 2023-12-19
Also published as: JP2005178548A

Description

この発明は、トレッド部表面に２本以上の主溝を設けるとともに、トレッド端と幅方向最外側の主溝との間に多数のブロックを周方向に並べて配置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。
特開平９−１２３７１２号公報

このものは、トレッド部表面に幅方向に離れた４本の主溝を設けるとともに、トレッド端と幅方向最外側の主溝との間の陸部に、幅方向に延びるとともに、周方向に所定距離離れて配置され、幅方向内側端が幅方向最外側の主溝に、一方、幅方向外側端がトレッド端において開口する多数の横溝を設けることで、周方向に並べられて配置された多数の略矩形のブロックを画成するようにしたものである。

ここで、空気入りタイヤの転動によって前述したブロックが路面から離脱しようとするとき、該ブロックの蹴り出し側端部には、回転方向前方に向かう路面からの制動力およびクラッシング（押し潰し）変形による剪断力の合力が作用するため、前記部位と路面との間に滑りが発生し、この結果、ブロックの蹴り出し側端部が踏み込み側端部に比較して早期に大きく摩耗して、各ブロックが周方向に鋸歯状に摩耗する、いわゆるヒールアンドトウ摩耗が発生する。

そして、このようなヒールアンドトウ摩耗は、前述した横溝の深さを主溝と同等まで深くすると、ブロック剛性が低くなるため、より顕著になってしまうのである。このような事態を解決するため、通常、横溝の深さを浅く、例えば主溝深さの半分程度とし、これにより、ブロック剛性を高めることが行われている。

しかしながら、このような従来の空気入りタイヤにあっては、走行を継続して摩耗中期となると、横溝（ブロック）が消失してトレッド端と幅方向最外側の主溝との間が凹凸のない陸部（リブ）となってしまうため、ウエット性能、氷雪性能が大幅に低下し、場合によっては、この時点でリトレッドを行ったり、あるいは廃棄処分とせざるを得ないことがあるという課題があった。

この発明は、ヒールアンドトウ摩耗を抑制しながら、ウエット性能、氷雪性能を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、トレッド部表面に２本以上の主溝を設けるとともに、トレッド端と幅方向最外側の主溝との間に多数のブロックを周方向に並べて配置した空気入りタイヤにおいて、前記ブロックを、トレッド端と幅方向最外側の主溝との間の最外側陸部に、幅方向に延びるとともに周方向に所定距離離れて配置され、幅方向内側端が幅方向最外側の主溝において開口する一方、幅方向外側端が最外側陸部の幅方向中央部において終了する多数の内側ラグ溝と、幅方向に延びるとともに隣接する内側ラグ溝間に配置され、幅方向外側端がトレッド端において開口する一方、幅方向内側端が最外側陸部の幅方向中央部において終了する多数の外側ラグ溝と、隣接する内側、外側ラグ溝の終了部間を接続し、周方向に延びる多数の接続溝とを設けることで画成し、これにより、各ブロックを、隣接する内側ラグ溝間に位置するブロック内側部と、隣接する外側ラグ溝間に位置するブロック外側部とから構成するとともに、これらブロック内側部とブロック外側部とを隣接する内側、外側ラグ溝間において周方向長さの半分程度だけ周方向にずらした状態で一体的に連続させ、かつ、前記接続溝を接地時に閉じる細溝から構成することにより、達成することができる。

この発明においては、内側、外側ラグ溝および接続溝によって、隣接する内側ラグ溝間に位置するブロック内側部と、隣接する外側ラグ溝間に位置し、隣接する内側、外側ラグ溝間において前記ブロック内側部に一体的に連続するブロック外側部とから構成されたブロックを画成するようにしたので、蹴り出し側端部がブロック内側部に１箇所、ブロック外側部に１箇所と、合計２箇所存在することになる。

ここで、例えば、ブロック外側部がブロック内側部よりタイヤ回転方向前方にずれているときには、空気入りタイヤの転動によって接地領域の後端がブロックの回転方向中央部に差し掛かると、ブロック外側部の蹴り出し側端部に前述した合力が作用し、該部位と路面との間で滑りが発生しようとする。しかしながら、このブロック外側部に一体的に連続しているブロック内側部は路面に押し付けられて変形することができないため、このブロック内側部が突っ張りとなって前記合力を受け、ブロック外側部の蹴り出し側端部における滑りを効果的に抑制することができる。

その後、さらに空気入りタイヤが転動して接地領域の後端がブロックの回転方向後端部に差し掛かると、ブロック内側部の蹴り出し側端部に前述した合力が作用し、該部位と路面との間で滑りが発生しようとする。しかしながら、このブロック内側部に一体的に連続しているブロック外側部は路面から離脱して自然形状を維持し続けようとするため、このブロック外側部が突っ張りとなって前記合力を受け、ブロック内側部の蹴り出し側端部における滑りを効果的に抑制することができる。

このようにしてブロック内側、外側部の蹴り出し側端部における滑りが効果的に抑制されるため、該ブロックを画成するための内側、外側ラグ溝および接続溝の溝深さを、例えば主溝と同等程度まで深くしても、前記滑りに基づくヒールアンドトウ摩耗を抑制することができる。これにより、摩耗終期まで内側、外側ラグ溝および接続溝が消失することはなく、この結果、ウエット性能、氷雪性能が向上する。しかも、ブロックがブロック内側部、外側部から構成されているため、該ブロック全体の剛性が高くなり、これにより、前述の滑りがより効果的に抑制されるとともに、操縦安定性も向上する。

また、接地領域内でブロック同士が繋がって全体としてのブロック剛性が高くなり、前述した突っ張り効果がさらに強力となる。
また、請求項２に記載のように構成すれば、最外側主溝と次外側主溝との間におけるヒールアンドトウ摩耗も効果的に抑制することができる。

以下、この発明の一実施形態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・バス等に装着される重荷重用空気入りラジアルタイヤであり、この空気入りタイヤ11は図示していないビードコアがそれぞれ埋設された一対のビード部と、これらビード部から略半径方向外側に向かってそれぞれ延びるサイドウォール部12と、これらサイドウォール部12の半径方向外端同士を連結する略円筒状のトレッド部13とを備えている。

そして、この空気入りタイヤ11は、前記一対のビードコア間に配置され、略トロイダル状に延びてサイドウォール部12、トレッド部13を補強するカーカス層16を有する。ここで、このカーカス層16は少なくとも１枚、ここでは１枚のカーカスプライ17から構成され、このカーカスプライ17の内部には実質上ラジアル方向（子午線方向）に延びる非伸張性の補強コード、例えばスチールコードが多数本埋設されている。

20はカーカス層16の半径方向外側に配置されたベルト層であり、このベルト層20は少なくとも２枚（ここでは３枚）のベルトプライ21を積層することで構成されている。ここで、前記ベルトプライ21の内部には、例えばスチール、アラミド繊維からなる非伸張性の補強コードが埋設されているが、該補強コードの延在方向はタイヤ赤道に実質上平行な場合と、タイヤ赤道に対して所定の角度で傾斜している場合がある。

前記カーカス層16およびベルト層20の半径方向外側にはトレッド24が配置されている。このトレッド24の外周面、即ちトレッド部13の表面にはタイヤ赤道に沿って連続して延びる２本以上、ここでは５本の主溝25が形成され、これら主溝25は、ここではジグザグ状に折れ曲がっているが、直線状に延びていてもよい。そして、前記主溝25のうち、幅方向中央の中央主溝25ａがタイヤ赤道上に設けられ、また、この中央主溝25ａの幅方向両側には対称関係を保持しながら幅方向に離れてそれぞれ２本が配置されている。

この結果、トレッド部13の表面には、トレッド端28と幅方向最外側に位置する最外側主溝25ｂとの間に円周方向に延びる一対の最外側陸部29が、また、一対の最外側主溝25ｂと、該最外側主溝25ｂの幅方向内側に隣接して位置する次外側の一対の次外側主溝25ｃとの間に円周方向に延びる一対の次外側陸部30が、さらに、一対の次外側主溝25ｃと前記中央主溝25ａとの間に円周方向に延びる一対の内側陸部31が画成される。

ここで、前記次外側陸部30および内側陸部31には幅方向に延びるとともに、両端が最外側主溝25ｂ、次外側主溝25ｃおよび次外側主溝25ｃ、中央主溝25ａに開口している多数の横溝32および横溝33が形成されている。これにより、次外側陸部30、内側陸部31にはそれぞれ多数の略矩形状をしたブロック35、36が画成され、これらのブロック35、36は周方向に並べられて配置される。

一方、各最外側陸部29には幅方向内側端が前記最外側主溝25ｂにおいて開口する多数の内側ラグ溝39が形成され、これらの内側ラグ溝39は幅方向外側に向かって延びるとともに、その幅方向外側端は最外側陸部29の途中、ここでは最外側陸部29の幅方向中央部において終了している。そして、これら内側ラグ溝39は幅が主溝25とほぼ等幅で、深さも主溝25と同等であり、周方向に所定距離離れて配置されている。

また、各最外側陸部29には幅方向外側端がトレッド端28において開口する多数の外側ラグ溝40が形成され、これらの外側ラグ溝40は幅方向内側に向かって延びるとともに、その幅方向内側端は最外側陸部29の途中、ここでは最外側陸部29の幅方向中央部において終了している。そして、これら外側ラグ溝40は隣接する内側ラグ溝39間に、即ち内側ラグ溝39と交互に配置されるとともに、幅が主溝25とほぼ等幅、深さが主溝25と同等で、周方向に所定距離離れて配置されている。

42は内側ラグ溝39の終了部と、該内側ラグ溝39に隣接する外側ラグ溝40のうち、該内側ラグ溝39よりタイヤ回転方向前方に位置する外側ラグ溝40の終了部との間を接続する、即ち両端が隣接する内側、外側ラグ溝39、40において開口する多数の接続溝であり、これらの接続溝42は深さが主溝25と同等で周方向に延びている。この結果、各最外側陸部29は前述した内側、外側ラグ溝39、40、接続溝42によって多数のブロック43が画成され、これらのブロック43は周方向に並べられて配置される。

なお、前述の接続溝は、内側ラグ溝39の終了部と、該内側ラグ溝39に隣接する外側ラグ溝40のうち、該内側ラグ溝39よりタイヤ回転方向後方に位置する外側ラグ溝40の終了部との間を接続するものでもよい。また、この実施形態で使用する幅方向および周方向とは、厳密な意味での幅方向、周方向である必要はなく、それぞれ周方向には含まれない、幅方向には含まれないという程度の範囲を持った方向を意味する。

そして、前述のような内側、外側ラグ溝39、40、接続溝42によりブロック43を画成すると、該ブロック43は隣接する内側ラグ溝39間に位置する略矩形のブロック内側部43ａと、隣接する外側ラグ溝40間に位置する略矩形のブロック外側部43ｂとから構成されるが、これらブロック内側部43ａとブロック外側部43ｂとは、接続溝42が設けられていない隣接する内側、外側ラグ溝39、40間において、即ち、周方向長さの半分程度だけ周方向にずれた状態で幅方向外側端と幅方向内側端とが一体的に連続し、ブロック43全体としてはクランク状を呈する。そして、このようにブロック43が周方向にずれたブロック内側部43ａとブロック外側部43ｂとから構成されると、タイヤ走行時における蹴り出し側端部がブロック内側部43ａに１箇所、ブロック外側部43ｂに１箇所と、合計２箇所存在することになる。

ここで、この実施形態のようにブロック外側部43ｂがブロック内側部43ａよりタイヤ回転方向前方にずれているときには、図３、４に示すように、空気入りタイヤ11の回転方向への転動によって接地領域Ｓの終端Saがブロック43の周方向中央部に差し掛かると、ブロック外側部43ｂの蹴り出し側端部に、路面からの制動力とクラッシング変形による剪断力との合力が作用し、該部位と路面との間で滑りが発生しようとする。しかしながら、このブロック外側部43ｂに一体的に連続しているブロック内側部43ａは車両の荷重により路面に押し付けられて変形することができないため、このブロック内側部43ａが突っ張りとなって前記合力を受け、ブロック外側部43ｂの蹴り出し側端部における滑りを効果的に抑制することができる。

その後、さらに空気入りタイヤ11が転動して、図５、６に示すように、接地領域Ｓの終端Saがブロック43の回転方向後端部に差し掛かると、ブロック内側部43ａの蹴り出し側端部に前述した合力が作用し、該部位と路面との間で滑りが発生しようとする。しかしながら、このブロック内側部43ａに一体的に連続しているブロック外側部43ｂは路面から離脱して自然形状を維持し続けようとするため、このブロック外側部43ｂが突っ張りとなって前記合力を受け、ブロック内側部43ａの蹴り出し側端部における滑りを効果的に抑制することができる。

このようにしてブロック内、外側部43ａ、ｂの蹴り出し側端部における滑りが効果的に抑制されるため、該ブロック43を画成するための内側、外側ラグ溝39、40および接続溝42の溝深さが、前述のように主溝25と同等程度であっても、前記滑りに基づくヒールアンドトウ摩耗を抑制することができる。しかも、摩耗終期まで内側、外側ラグ溝39、40および接続溝42が消失することはなく、この結果、ウエット性能、氷雪性能が向上する。さらに、ブロック43がブロック内側、外側部43ａ、43ｂから構成されているため、該ブロック43全体の剛性が高くなり、これにより、前述の滑りがより効果的に抑制されるとともに、操縦安定性も向上する。

ここで、前記接続溝42の幅は接地時に閉じる程度の細溝とする。接続溝42を前述のような細溝から構成すると、接地領域Ｓ内においてブロック43同士が繋がって全体としてのブロック剛性が高くなり、前述した突っ張り効果がさらに強力となる。

再び、図１、２において、45は各最外側主溝25ｂに設けられ、その幅が最外側主溝25ｂの幅の半分程度であるコントロールリブであり、これらコントロールリブ45は該最外側主溝25ｂの溝底から半径方向外側に向かって突出するとともに、該最外側主溝25ｂに沿ってジグザグしながら連続して延びている。なお、前述のコントロールリブ45は直線状の細リブであってもよく、また、幅方向に延びる横溝、サイプ等によりブロックに分割されていてもよい。そして、これらコントロールリブ45の半径方向外端面は前記トレッド部13の表面の輪郭線Ｒより 1〜 5mm程度の距離ｋだけ半径方向内側に位置しており、この結果、該コントロールリブ45の半径方向外端面は、接地領域Ｓに位置しているとき、路面に接触する。

このようにコントロールリブ45の半径方向外端面を輪郭線Ｒより半径方向内側に位置させると、半径方向外端面における１周長は周囲のブロック35、43の表面における１周長より短いため、該半径方向外端面は接地領域Ｓ内で路面に引き摺られながら滑り接触し、該コントロールリブ45に大きな制動力が発生する。このようにコントロールリブ45に大きな制動力が偏在すると、周囲の陸部、特に、ブロック内、外側部43ａ、ｂの蹴り出し側端部に作用する制動力が駆動側にシフトアップされて小さくなり、この結果、ブロック43におけるヒールアンドトウ摩耗が強力に抑制される。

なお、前述の実施形態においては、最外側主溝25ｂと次外側主溝25ｃとの間の次外側陸部30に幅方向に延びる横溝32を形成して多数の略矩形状をしたブロック35を画成するようにしたが、前記次外側陸部30に前述した内側、外側ラグ溝39、40、接続溝42を形成して、最外側陸部29におけるブロック43と同様のブロック内、外側部43ａ、ｂからなるブロック43を画成するようにしてもよい。このようにすれば、次外側陸部30におけるヒールアンドトウ摩耗も効果的に抑制することができる。また、前述の実施形態においては、全ての内側、外側ラグ溝39、40に接続溝42が接続されていたが、内側ラグ溝39間、外側ラグ溝40間に接続溝42に接続されていない１個以上の内側、外側ラグ溝39、40を設け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、トレッド端と幅方向最外側の主溝との間の陸部に深さが主溝の半分程度である横溝を形成することにより多数のブロックを画成した従来タイヤと、従来タイヤにおける横溝の深さを主溝と同等とした比較タイヤと、トレッド端と幅方向最外側の主溝との間の陸部に深さが主溝と同等である内側、外側ラグ溝および接続溝を形成することで多数のブロックを画成した供試タイヤとを準備した。ここで、各タイヤはいずれもタイヤサイズが11Ｒ22.5であった。

次に、前述した各タイヤをサイズが7.50×22.5であるリムに装着して 900ｋPaの内圧を充填した後、 26.72ｋＮの負荷を作用させながらドラム上を時速60ｋｍで10万ｋｍ走行させた。走行後に各タイヤのトレッド端と幅方向最外側の主溝との間に画成されたブロックのヒールアンドトウ摩耗量、即ち各ブロックの踏込み部における摩耗深さと蹴り出し部における摩耗深さとの差を求めた。その結果は、従来タイヤでは 1mm以下、比較タイヤでは 3mm、供試タイヤでは 1mm以下であった。

また、新品の各タイヤを小型トラックに装着した後、湿潤路面において時速 5ｋｍの惰性走行から時速60ｋｍまで急加速し、前記速度に達するまでの時間を求めた。その結果を従来タイヤを指数 100として表すと、比較、供試タイヤではいずれも 105であった。また、主溝の溝深さが50％となるまで摩耗した各タイヤに対し前述と同様の試験を行ったが、その結果は従来タイヤでは80であったが、比較、供試タイヤではいずれも90であった。

さらに、新品の各タイヤを小型トラックに装着した後、積雪路面において時速 5ｋｍの惰性走行から時速60ｋｍまで急加速し、前記速度に達するまでの時間を求めた。その結果を従来タイヤを指数 100として表すと、比較、供試タイヤではいずれも 110であった。また、主溝の溝深さが50％となるまで摩耗した各タイヤに対し前述と同様の試験を行ったが、その結果は従来タイヤでは70であったが、比較、供試タイヤではいずれも90であった。

この発明は、トレッド部にブロックが設けられた空気入りタイヤの産業分野に適用できる。

この発明の一実施形態を示すトレッド部近傍の子午線断面図である。トレッド部の平面図である。１個のブロックにおける作用を説明する平面図である。その側面図である。１個のブロックにおける作用を説明する平面図である。その側面図である。

符号の説明

11…空気入りタイヤ 13…トレッド部
25…主溝 25ｂ…最外側主溝
25ｃ…次外側主溝 28…トレッド端
29…最外側陸部 39…内側ラグ溝
40…外側ラグ溝 42…接続溝
43…ブロック 43ａ…ブロック内側部
43ｂ…ブロック外側部 45…コントロールリブ

Claims

トレッド部表面に２本以上の主溝を設けるとともに、トレッド端と幅方向最外側の主溝との間に多数のブロックを周方向に並べて配置した空気入りタイヤにおいて、前記ブロックを、トレッド端と幅方向最外側の主溝との間の最外側陸部に、幅方向に延びるとともに周方向に所定距離離れて配置され、幅方向内側端が幅方向最外側の主溝において開口する一方、幅方向外側端が最外側陸部の幅方向中央部において終了する多数の内側ラグ溝と、幅方向に延びるとともに隣接する内側ラグ溝間に配置され、幅方向外側端がトレッド端において開口する一方、幅方向内側端が最外側陸部の幅方向中央部において終了する多数の外側ラグ溝と、隣接する内側、外側ラグ溝の終了部間を接続し、周方向に延びる多数の接続溝とを設けることで画成し、これにより、各ブロックを、隣接する内側ラグ溝間に位置するブロック内側部と、隣接する外側ラグ溝間に位置するブロック外側部とから構成するとともに、これらブロック内側部とブロック外側部とを隣接する内側、外側ラグ溝間において周方向長さの半分程度だけ周方向にずらした状態で一体的に連続させ、かつ、前記接続溝を接地時に閉じる細溝から構成したことを特徴とする空気入りタイヤ。
前記主溝をトレッド部表面に４本以上設けるとともに、幅方向最外側の主溝と、該幅方向最外側の主溝の幅方向内側に隣接した次外側の主溝との間にも、請求項１記載のブロックを周方向に多数並べて配置した請求項１記載の空気入りタイヤ。