JP5085984B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、トレッドにブロックパターンを備えた空気入りタイヤにかかり、特に、摩耗末期までトレッドの均一な摩耗状態を維持するため、ブロックにおけるヒール・アンド・トゥ摩耗を抑制することのできる空気入りタイヤに関する。

ブロックパターンを有する空気入りタイヤでは、ブロックにヒール・アンド・トゥ摩耗を発生する。
ヒール・アンド・トゥ摩耗を抑制するために、例えば、特許文献１には、ショルダーブロックのヒール・アンド・トゥ摩耗の進展を抑制するために、接地端より軸方向外側に離れた位置に周方向に延びる細溝を配置することが記載されている。
特開平７−２２８１０９号公報

しかしながら、上記従来の方法では、トレッド幅方向最外側のブロックである、ショルダーのヒール・アンド・トゥ摩耗を抑制することはできるが、周方向主溝間のブロック、即ちショルダーブロックよりもタイヤ幅方向内側に位置するブロックに発生するヒール・アンド・トゥ摩耗を抑制することが出来なかった。
また、走行時、ブロックには周方向の力のみならず横力も入力する。特に、横力が作用する場合には、ブロックの蹴り出し側のトレッド幅方向最外側の角部から摩耗し始めて、次第にブロックの踏み込み側に向かって斜め内側に偏摩耗が進展する。
従来のヒール・アンド・トゥ摩耗を抑制する技術では、蹴り出し端からの摩耗が周方向に沿って踏み込み側へ進展する摩耗を抑制することを目的としていたため、ブロックの蹴り出し側のトレッド幅方向最外側の角部から摩耗し始めて、次第にブロックの踏み込み側に向かって斜め内側に偏摩耗が進展するという、周方向に対して斜め方向に摩耗が進展するヒール・アンド・トゥ摩耗を効果的に抑制することが出来なかった。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、ブロックの蹴り出し側のトレッド幅方向最外側の角部から摩耗し始めて、次第にブロックの踏み込み側に向かって斜め内側に偏摩耗が進展する形態のヒール・アンド・トゥ摩耗を効果的に抑制可能な空気入りタイヤの提供を目的とする。

発明者がヒール・アンド・トゥ摩耗の発生過程を詳細に調査し、種々検討した結果、ブロックに発生するヒール・アンド・トゥ摩耗は、特に横力が作用する場合に、ブロックの蹴り出し側のトレッド幅方向最外側の端の角部から摩耗し始めて、次第にブロックの踏み込み側に向かって斜め内側に偏摩耗が進展して行くが、角部の近傍に、角部の二等分線に対して交差する方向に延びる細溝を形成し、この細溝の位置等を最適に設定することで、該偏摩耗の進展を効果的に抑制できることを見出した。

請求項１に記載の発明は、周方向に延びる複数の周方向溝と、前記周方向溝と交差する方向に延びる複数のラグ溝とで区画された複数のブロックをトレッドに備えた空気入りタイヤであって、前記ブロックの蹴り出し側でかつトレッド幅方向最外側の第１の角部側に、前記第１の角部を構成する２辺の二等分線に対して、９０°±２０°の角度で交差し、かつ前記周方向溝、及び前記ラグ溝よりも溝幅が狭くかつ溝深さが浅く設定された第１の細溝を形成し、前記２等分線上で計測する前記第１の角部から前記第１の細溝までの距離を５ｍｍ以上１０ｍｍ以下に設定する、ことを特徴としている。

次に、請求項１に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
例えば、車両がコーナリングした場合、旋回の半径方向外側の空気入りタイヤのトレッドのなかでも、タイヤ赤道面よりも旋回の半径方向外側に位置するブロックに大きな横力（車両外側からタイヤ赤道面方向）が作用する。タイヤ周方向の力と横力とがブロックに作用すると、ブロックには、蹴り出し側で、かつトレッド幅方向の最も外側の第１の角部から斜め踏み込み側（ブロック中央側）へ向けて偏摩耗が進展しようとする。

ブロックの蹴り出し側でかつトレッド幅方向最外側の第１の角部側に、第１の角部を構成する２辺の二等分線に対して、９０°±２０°の角度で交差し、かつ周方向溝、及びラグ溝よりも溝幅が狭くかつ溝深さが浅く設定された第１の細溝を形成することで、第１の角部側で発生した偏摩耗が、ブロックの踏み込み側に向かって斜め内側（ブロック中央側）に進展することを抑制できる。

なお、第１の細溝の方向が、二等分線に対して９０°±２０°より外れると、第１の角部と第１の細溝との間の三角形部分における３つの角部分の内の何れかの角部分の角度が小さくなり過ぎ、剛性不足によってブロック欠けの原因となる。

また、二等分線上で計測する第１の角部から第１の細溝までの距離が５ｍｍ未満の場合、ブロック剛性が低い部分（第１の角部と第１の細溝との間の三角形部分）が欠け易くなる。
一方、二等分線上で計測する第１の角部から第１の細溝までの距離が１０ｍｍを越える場合、第１の角部から第１の細溝までの距離が長くなりすぎ、ヒール・アンド・トゥ摩耗の進展を抑制できなくなる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空気入りタイヤにおいて、前記ブロックの踏み込み側でかつトレッド幅方向最外側の第２の角部側に、前記第２の角部を構成する２辺の二等分線に対して、９０°±２０°の角度で交差し、かつ前記周方向溝、及び前記ラグ溝よりも溝幅が狭くかつ溝深さが浅く設定された第２の細溝を形成し、前記２等分線上で計測する前記第２の角部から前記第２の細溝までの距離を５ｍｍ以上１０ｍｍ以下に設定する、ことを特徴としている。

次に、請求項２に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
空気入りタイヤに回転方向の指定があれば、細溝は、ブロックの蹴り出し側のトレッド幅方向最外側の第１の角部側にのみ形成すれば良いが、回転方向が指定されない空気入りタイヤの場合、踏み込み側のトレッド幅方向最外側の第２の角部にも細溝（第２の細溝）を形成すれば、何れの回転方向であっても、ブロックのヒール・アンド・トゥ摩耗の進展を抑制できる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤにおいて、前記第１の細溝、及び前記第２の細溝は、溝幅が２〜４ｍｍの範囲内に設定されている、ことを特徴としている。

次に、請求項３に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
細溝の溝幅が２ｍｍ未満では、接地時に細溝が閉じてしまい、ブロック剛性が低い部分（細溝より角部側の領域）とブロック剛性の高い部分（細溝よりブロック中央側）とが接触することでヒール・アンド・トゥ摩耗が進展する場合がある。

一方、細溝の溝幅が４ｍｍを越えると、ブロックの接地面積が小さくなり過ぎて、逆に偏摩耗を助長する可能性がある。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の空気入りタイヤにおいて、前記第１の細溝、及び前記第２の細溝は、溝深さが２〜４ｍｍの範囲内に設定されている、ことを特徴としている。

次に、請求項４に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
細溝の溝深さが２ｍｍ未満では、ヒール・アンド・トゥ摩耗の進展を抑制する前に細溝が消滅してしまう。
一方、細溝の溝深さが４ｍｍを越えると、ブロック剛性が低い部分（細溝より角部側の領域）が欠け易くなる。

以上説明したように本発明の空気入りタイヤは上記構成としたので、ブロックに発生するヒール・アンド・トゥ摩耗の中でも、特に、横力が作用する場合の、ブロックの蹴り出し側のトレッド幅方向最外側の端の角部側からブロックの踏み込み側に向かって斜め内側に進展する偏摩耗を効果的に抑制することができる。

したがって、車両の車輪の中でも、横力が作用する頻度が大きい、例えば、操舵輪に本発明の空気入りタイヤを用いることが特に効果的である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
図１に示すように、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ（例えば、タイヤサイズ：１１Ｒ２２．５）１０のトレッド１２には、タイヤ周方向に延びる複数本の周方向溝１４と、これら周方向溝１４と交差する方向に延びる複数本のラグ溝１６とで区画された複数のブロック１８が区画されている。なお、図１中、矢印Ａ方向は空気入りタイヤ１０の回転方向である。

本実施形態のラグ溝１６は、タイヤ赤道面ＣＬ側がトレッド端側よりもタイヤ回転方向側となるようにタイヤ幅方向に対して傾斜しており、タイヤ赤道面ＣＬの右側のラグ溝１６と左側のラグ溝１６とでは傾斜方向が反対方向となっている。したがって、本実施形態のブロック１８は、トレッド平面視で平行四辺形を呈している。

図２に示すように、ブロック１８には、蹴り出し側（矢印Ａ方向とは反対側）で、かつタイヤ赤道面ＣＬからトレッド幅方向最外側の第１の角部１８Ａ側に、第１の角部１８Ａの二等分線ＬＡに対して、９０°±２０°の角度θＡで交差し、かつ周方向溝１４、及びラグ溝１６よりも溝幅が狭くかつ溝深さが浅く設定された第１の細溝２２Ａが形成されている。なお、本実施形態において、第１の角部１８Ａから第１の細溝２２Ａまでの二等分線ＬＡ上で計測する距離ＤＡが、５ｍｍ以上１０ｍｍ以下に設定されている。

また、各ブロック１８には、踏み込み側（矢印Ａ方向側）のトレッド幅方向最外側の第２の角部１８Ｂ側に、第２の角部１８Ｂの二等分線ＬＢに対して、９０°±２０°の角度で交差し、かつ周方向溝１４、及びラグ溝１６よりも溝幅が狭くかつ溝深さが浅く設定された第２の細溝２２Ｂが形成されている。なお、本実施形態において、第２の角部１８Ｂから第２の細溝２２Ｂまでの二等分線ＬＢ上で計測する距離ＤＢが、５ｍｍ以上１０ｍｍ以下に設定されている。
なお、第１の細溝２２Ａ、及び第２の細溝２２Ｂは、各々の端部がブロック端（周方向溝１４またはラグ溝１６）に接続されている。

なお、本実施形態では、周方向溝１４は、溝幅が１０．０ｍｍ、溝深さが１６．２ｍｍ、ラグ溝１６は、溝幅が９．０ｍｍ、溝深さが１６．２ｍｍである。
ここで、第１の細溝２２Ａ、及び第２の細溝２２Ｂの溝幅は、２〜４ｍｍの範囲内が好ましい。
また、第１の細溝２２Ａ、及び第２の細溝２２Ｂの溝深は、２〜４ｍｍの範囲内が好ましい。
また、第１の細溝２２Ａ、及び第２の細溝２２Ｂは、両端がブロック端縁（周方向溝１４、またはラグ溝１６）に接続されていることが好ましい。

なお、第１の細溝２２Ａ、及び第２の細溝２２Ｂの断面形状は、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、矩形、略Ｕ字形状、逆台形形状等を採用でき、その他の形状であっても良い。

（作用）
次に、本実施形態の空気入りタイヤ１０の作用を説明する。
例えば、本実施形態の空気入りタイヤ１０を車両に装着して走行した場合、空気入りタイヤ１０のブロック１８には、タイヤ周方向の力が作用するが、コーナリング時には、さらにタイヤ横方向の力（横力）も作用することになる。
車両がコーナリングした場合、旋回の半径方向外側の空気入りタイヤ１０のトレッド１２のなかでも、タイヤ赤道面ＣＬよりも旋回の半径方向外側に位置するブロック１８に大きな横力（車両外側からタイヤ赤道面ＣＬ方向）が作用する。

タイヤ周方向の力と横力とがブロック１８に作用すると、ブロック１８には、蹴り出し側で、かつトレッド幅方向の最も外側の角部側（第１の角部１８Ａ）から斜め踏み込み側（ブロック中央側）へ向けて偏摩耗が進展しようとするが、本実施形態のように第１の細溝２２Ａを形成することで、この偏摩耗の進展を抑制することができる。

なお、第１の細溝２２Ａの方向が、二等分線ＬＡに対して９０°±２０°より外れると、第１の角部１８Ａと第１の細溝２２Ａとの間の三角形部分の３つの角部分の内の何れかの角部分の角度が小さくなり過ぎ、剛性不足によってブロック欠けの原因となる。

また、第１の角部１８Ａから第１の細溝２２Ａまでの距離ＤＡが５ｍｍ未満の場合、ブロック剛性が低い部分（第１の角部１８Ａと第１の細溝２２Ａとの間の三角形部分）が欠け易くなる。
一方、第１の角部１８Ａから第１の細溝２２Ａまでの距離ＤＡが１０ｍｍを越える場合、第１の角部１８Ａから第１の細溝２２Ａまでの距離が長くなりすぎ、ヒール・アンド・トゥ摩耗の進展を抑制できなくなる。

また、第１の細溝２２Ａの溝幅が２ｍｍ未満では、接地時に溝が閉じてしまい、ブロック剛性が低い部分（第１の角部１８Ａと第１の細溝２２Ａとの間の三角形部分）とブロック剛性の高い部分（第１の細溝２２Ａよりブロック中央側）とが接触することでヒール・アンド・トゥ摩耗が進展する場合がある。
一方、第１の細溝２２Ａの溝幅が４ｍｍを越えると、ブロック１８の接地面積が小さくなり過ぎて、逆に偏摩耗を助長する可能性がある。

また、第１の細溝２２Ａの溝深さが２ｍｍ未満では、ヒール・アンド・トゥ摩耗の進展を抑制する前に第１の細溝２２Ａが消滅してしまう。
一方、第１の細溝２２Ａの溝深さが４ｍｍを越えると、ブロック剛性が低い部分（第１の角部１８Ａと第１の細溝２２Ａとの間の三角形部分）が欠け易くなる。

本実施形態の空気入りタイヤ１０では、踏み込み側で、かつトレッド幅方向の最も外側の角部側に、第１の細溝２２Ａと同様に規定した第２の細溝２２Ｂを形成しているので、ローテーション等で回転方向を変更した場合（矢印Ａ方向と逆方向）、この第２の細溝２２Ｂは蹴り出し側で、かつトレッド幅方向の最も外側の角部側に位置することになり、同様にヒール・アンド・トゥ摩耗の進展を抑制することができる。

［その他の実施形態］
なお、本実施形態の空気入りタイヤ１０は、ローテーション等で回転方向を変更することを想定して第１の細溝２２Ａ、及び第２の細溝２２Ｂをブロック１８に形成したが、本発明はこれに限らず、空気入りタイヤ１０が方向性を指定されている場合には、第１の細溝２２Ａのみがブロック１８に形成されていれば良い（第２の細溝２２Ｂは必要なし。）。

上記実施形態では、トレッドパターンが左右対称となっているが、本発明はこれに限らず、トレッドパターンは左右非対称であっても良く、また、ブロック形状は平行四辺形に限らず、正方形、長方形、その他の多角形であっても良い。例えば、ブロック形状が５角形以上の多角形である場合、第１の細溝２２Ａは、蹴り出し側で、かつトレッド幅方向最外側の角部側に形成する必要がある。同様に、第２の細溝２２Ｂにおいても、踏み込み側で、かつトレッド幅方向最外側の角部側に形成する必要がある。

なお、上記第１、２の角部以外の角部側に細溝を形成することは、新たな偏摩耗の発生原因となるので避ける必要がある。

（試験例）
本発明の効果を確かめるために、本発明の適用された実施例の空気入りタイヤ２種、及び従来例の空気入りタイヤ１種を用意し、実車走行試験を行い、ヒール・アンド・トゥ摩耗の比較を行った。
試験に用いた空気入りタイヤのサイズは、１１Ｒ２２．５、リム幅は７．５インチ、内圧は９００ｋＰａである。また、ブロック形状は図１に示すものであり、実施例のタイヤのブロックには細溝が形成され、従来例のタイヤのブロックには、細溝が形成されていない。なお、ブロックの寸法は、周方向の長さＬが４３ｍｍ、幅Ｗが３６ｍｍであり、ラグ溝の傾斜角度θ（トレッド幅方向に対して）が４°である（図２参照）。
実車での試験内容は、試験走行中のうち、８０％を高速走行（８０ｋｍ／ｈ）、２０％を低速走行（３０ｋｍ／ｈ）とし、発進、停止を定期的に繰り返した。
その他の試験は以下の通りである。
車両：２Ｄ４（操舵軸、駆動軸、遊動軸の３軸からなり、車両フロント部に操舵軸、リア部から前に駆動軸、遊動軸の順に配置された車両形式）
方式：装着位置固定
内容：フロント軸に装着したタイヤにて、２万ｋｍ、４万ｋｍ走行時に、ブロック頂点（第１の角部）からのヒール・アンド・トゥ摩耗の進展幅（距離）を測定した。
以下の表１に各部の寸法、及び試験結果を示す。

実車試験の結果から、本発明の適用された実施例の空気入りタイヤは、ブロックの蹴り出し側のトレッド幅方向最外側の角部から摩耗し始めて、次第にブロックの踏み込み側に向かって斜め内側に偏摩耗が進展する形態のヒール・アンド・トゥ摩耗を効果的に抑制できていることが分かる。

本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドの平面図である。 ブロックの拡大平面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、それぞれ細溝の断面形状の一例である。

符号の説明

１０ 空気入りタイヤ
１２ トレッド
１４ 周方向溝
１６ ラグ溝
１８ ブロック
２２Ａ 細溝
２２Ｂ 細溝

Claims (4)

1. 周方向に延びる複数の周方向溝と、前記周方向溝と交差する方向に延びる複数のラグ溝とで区画された複数のブロックをトレッドに備えた空気入りタイヤであって、
   前記ブロックの蹴り出し側でかつトレッド幅方向最外側の第１の角部側に、前記第１の角部を構成する２辺の二等分線に対して、９０°±２０°の角度で交差し、かつ前記周方向溝、及び前記ラグ溝よりも溝幅が狭くかつ溝深さが浅く設定された第１の細溝を形成し、
   前記２等分線上で計測する前記第１の角部から前記第１の細溝までの距離を５ｍｍ以上１０ｍｍ以下に設定する、ことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記ブロックの踏み込み側でかつトレッド幅方向最外側の第２の角部側に、前記第２の角部を構成する２辺の二等分線に対して、９０°±２０°の角度で交差し、かつ前記周方向溝、及び前記ラグ溝よりも溝幅が狭くかつ溝深さが浅く設定された第２の細溝を形成し、
   前記２等分線上で計測する前記第２の角部から前記第２の細溝までの距離を５ｍｍ以上１０ｍｍ以下に設定する、ことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記第１の細溝、及び前記第２の細溝は、溝幅が２〜４ｍｍの範囲内に設定されている、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記第１の細溝、及び前記第２の細溝は、溝深さが２〜４ｍｍの範囲内に設定されている、ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の空気入りタイヤ。

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