JP4964560B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、トレッド面に、タイヤ周方向に連続して延びる主溝を含む溝部と、その主溝により区分されたリブ又はブロックを含む陸部とが設けられた空気入りタイヤに関する。

従来、トレッド面に生じる偏摩耗の問題に対して様々な方策が立てられている。かかる偏摩耗としては、例えばトレッド面のセンター域が比較的早期に摩耗するセンター摩耗や、逆にショルダー域が比較的早期に摩耗するショルダー摩耗が知られており、その発生原因には、トレッドパターンやタイヤ形状に基づくトレッド面の不均一な接地圧バランスが挙げられる。即ち、センター域とショルダー域とで接地圧が大きく異なる場合、それらの領域間で摩耗量に差が生じ易くなり、センター摩耗やショルダー摩耗が発生する。

下記特許文献１に記載の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延びる縦細溝によって陸部を陸部本体と幅狭陸部とに区切り、その幅狭陸部の摩耗犠牲によって偏摩耗の抑制を図るものである。幅狭陸部は、早期の摩耗が懸念される領域に設けられ、その剛性の低さを利用して摩耗を集中させることができる。これにより、かかる領域での本体陸部の摩耗量を低減でき、トレッド面の均一摩耗化が図られる。しかしながら、かかる構成では、摩耗を集中させる程に陸部のエッジ部（溝部との隣接端部）の剛性が低くなることから、陸部の剛性バランスが悪化してしまい、逆に偏摩耗を生じる場合がある。

下記特許文献２に記載の空気入りタイヤは、ブロックのエッジ部に複数の小孔を設け、それら小孔の深さを周方向溝から離れるにつれて浅くしたものである。但し、この空気入りタイヤは、ブロックにおける接地圧をその全体にわたって均一化するものであって、
センター域とショルダー域との間で生じる摩耗量の差を低減する構成を開示するものではなく、トレッド面の偏摩耗を抑制しうるものではない。
特開平８−９９５０５号公報 特開平４−２１８４０７号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、トレッド面に発生する偏摩耗を好適に抑制することができる空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち、本発明に係る空気入りタイヤは、トレッド面に、タイヤ周方向に連続して延びる主溝を含む溝部と、その主溝により区分されたリブ又はブロックを含む陸部とが設けられた空気入りタイヤにおいて、前記陸部が、前記溝部に沿って延びる長孔状の窪みをタイヤ周方向に配列してなる窪み列を有する第１エッジ部と、前記第１エッジ部とはタイヤ幅方向位置を異ならせて前記主溝に沿って延びるとともに、前記窪み列が有していない第２エッジ部とを備え、前記窪みの前記第１エッジ部のエッジ端に近い側となる第１内壁部に、前記エッジ端から遠い側となる第２内壁部よりも前記第１内壁部の剛性を高める補強部が設けられているものである。

本発明に係る空気入りタイヤでは、陸部の第１エッジ部が、溝部に沿って延びる長孔状の窪みをタイヤ周方向に配列してなる窪み列を有することにより、その第１エッジ部の接地面積を減じて接地圧を高め、摩耗速度を速めることができる。そして、第１エッジ部とはタイヤ幅方向位置を異ならせて主溝に沿って延びる第２エッジ部が、窪み列を有していないことから、第１エッジ部の摩耗速度を第２エッジ部の摩耗速度に近づけることができる。そのため、第１エッジ部と第２エッジ部との摩耗量の差を小さくすることで、タイヤ幅方向における均一摩耗化を図り、トレッド面の偏摩耗の発生を好適に抑制することができる。しかも、窪みが長孔状をなすことから、小孔状をなす場合に比べて第１エッジ部の接地面積を効率的に減じて接地圧を高めうるとともに、タイヤ周方向に連続する長溝状をなす場合に比べて第１エッジ部の剛性が低くなり過ぎることを抑えて、陸部の剛性バランスの悪化による偏摩耗を回避することができる。

主溝がトレッド面に３本以上形成されていると、センター側とショルダー側とに区分された陸部においてセンター摩耗又はショルダー摩耗が生じ易くなるが、本発明では、かかる場合に、タイヤ幅方向最外側に位置する主溝及びタイヤ赤道付近の主溝のいずれか一方に沿って前記窪みが延びていることが好ましく、それによってトレッド面の均一摩耗化を図り、優れた耐偏摩耗性を発揮することができる。

上記において、前記主溝に対する前記窪みの深さの比が０．２０〜０．７０であることが好ましく、これにより上述した本発明の作用効果が好適に奏される。即ち、この比が０．２０未満であると、第１エッジ部の接地圧を高める効果が小さくなる傾向にあり、この比が０．７０を超えると、第１エッジ部の剛性が低くなって陸部の剛性バランスが悪化し、偏摩耗を生じるおそれがある。

本発明では、前記窪みの前記第１エッジ部のエッジ端に近い側となる第１内壁部に、前記エッジ端から遠い側となる第２内壁部よりも前記第１内壁部の剛性を高める補強部が設けられていることで、第１エッジ部の剛性を高めて耐摩耗性を向上させることができ、第１エッジ部における摩耗速度が速くなり過ぎないように調整することができる。これにより、トレッド面の均一摩耗化をより適切に図ることができる。

上記において、前記補強部は、前記第１内壁部を段付きに形成した棚状壁として、又は、トレッド面の法線方向に対する溝壁角度を前記第２内壁部よりも大とした前記第１内壁部の傾斜壁として設けることができ、これにより補強部を容易且つ適切に構成することができる。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る空気入りタイヤのトレッド面の一例を示す展開図である。図２は、従来の空気入りタイヤのトレッド面の一例を示す展開図であり、図１のトレッド面から窪み列を取り除いたものに相当する。図３は、図１に示すトレッド面のＡ−Ａ断面図である。

図１に示すトレッド面では、溝部が、タイヤ周方向に連続して延びる主溝４〜６と、それらに交差して延びる横溝７とを含んでおり、それらによって陸部が複数のブロックに区分されている。具体的には、陸部は、主溝４〜６によって４本のブロック列に区分され、更に各ブロック列が横溝７によって複数のショルダーブロック１とセンターブロック２とに区分されている。なお、横溝７は途中で分断されたようにして延びており、各ブロック１、２は、タイヤ周方向に隣接するブロックと一部で繋がった実質上ブロックとして設けられている。

本実施形態のように、タイヤ赤道ＣＬ近傍に配された主溝５と、タイヤ幅方向最外側に位置する主溝４、６とからなる３本の主溝を備えるトレッド面では、主溝５に沿った陸部のエッジ部２０（図２の破線枠１３、１４内の陸部部分）の接地圧が、主溝４、６に沿った陸部のエッジ部３０（図２の破線枠１２、１５内の陸部部分）、及びエッジ部４０（図２の破線枠１１、１６内の陸部部分）の接地圧よりも高くなる傾向にあり、またワイピングの影響でセンター部が動き易くなるため、一般にセンター摩耗が生じ易い。また、ＬＴタイヤの場合には、内圧が高いことに起因してセンター部の接地圧が高くなり、センター摩耗の傾向が強い。

そこで、本実施形態では、エッジ部２０に比べて摩耗速度が遅いことが懸念されるエッジ部３０、４０に窪み列を設けている。この窪み列は、主溝４、６に沿って延びる長孔状の窪み３をタイヤ周方向に配列してなる。本実施形態では、エッジ部３０、４０が上記第１エッジ部に相当し、それらとタイヤ幅方向位置を異ならせて主溝５に沿って延びるとともに、窪み列を有していないエッジ部２０が上記第２エッジ部に相当する。

これにより、エッジ部３０、４０の接地面積を減じて接地圧を高め、その摩耗速度を速めることができ、それによってエッジ部３０、４０の摩耗速度をエッジ部２０の摩耗速度に近づけることができる。その結果、トレッド面のタイヤ幅方向における均一摩耗化を図り、偏摩耗の発生を好適に抑制することができる。しかも、窪み３が長孔状をなすことから、小孔状をなす場合に比べてエッジ部３０、４０の接地面積を効率的に減じて接地圧を高めうるとともに、タイヤ周方向に連続する長溝状をなす場合に比べてエッジ部３０、４０の剛性が低くなり過ぎることを抑えて、陸部の剛性バランスの悪化による偏摩耗を回避することができる。

本発明では、主溝がタイヤ周方向にジグザグ状に延びるものでも構わないが、本実施形態のように全ての主溝がストレート形状に近いことが好ましい。トレッド面の均一摩耗化を図るにあたっては、摩耗速度が比較的速い領域の主溝を振幅の大きいジグザグ形状にして、それによりワイピングを抑制することも考えられるが、主溝がストレート形状である場合に比べて排水性が低下する傾向にある。

窪み３の断面形状は特に限られるものではないが、本実施形態では図３に示すようにタイヤ幅方向に非対称な断面形状を有している。窪み３は、エッジ部３０、４０のエッジ端３１、４１に近い側となる第１内壁部３ａに、エッジ端３１から遠い側となる第２内壁部３ｂよりも第１内壁部３ａの剛性を高める補強部８が設けられている。補強部８は、トレッド面の法線方向に対する溝壁角度θ１を、第２内壁部３ｂの溝壁角度θ２よりも大とした第１内壁部３ａの傾斜壁として設けられている。

本実施形態では、補強部８を設けることでエッジ部３０、４０の剛性を高めて耐摩耗性を向上させることができ、エッジ部３０、４０における摩耗速度が速くなり過ぎないように調整することができる。溝壁角度θ１、θ２は、θ１≧３×θ２＞０°の関係を満たすことが好ましく、これによりエッジ部の耐摩耗性を適切に向上することができる。

本発明では、上述のようにしてトレッド面の均一摩耗化を図りうることから、主溝４〜６が図３に示すような断面Ｕ字形であることが好ましく、表面幅ＷＡと溝底幅ＷＢとの関係がＷＢ≧ＷＡ／３を満たすことが好ましい。トレッド面の均一摩耗化を図るにあたっては、摩耗速度が比較的速い領域の主溝を断面Ｖ字形にして、それによりエッジ部の剛性を高めることも考えられるが、ブロック幅を確保した上で主溝を断面Ｖ字形にすると主溝容積が減少してしまい、排水性が低下する傾向にある。

主溝６に対する窪み３の深さの比Ｄｄ／Ｄｇは０．２０〜０．７０であることが好ましく、０．３０〜０．６０であることがより好ましい。これにより上述した本発明の作用効果が好適に奏される。なお、この深さの比Ｄｄ／Ｄｇが０．４以上であると、エッジ部３０、４０の剛性が低下し易くなることから、窪み３に補強部８を設ける構成が特に有用になる。

上記深さの比Ｄｄ／Ｄｇが１未満であれば、摩耗途中に窪み３の底壁部３ｃが踏面に現れることになるが、本発明では、少なくとも摩耗初期において優れた耐偏摩耗性を発揮することで、摩耗中期以降に底壁部３ｃが踏面に現れた段階においても摩耗バランスを保持することができ、偏摩耗を好適に抑制することができる。

また、ブロック２に対する窪み３の幅の比Ｗｄ／Ｗｂは０．０４〜０．２０であることが好ましく、０．０６〜０．１７であることがより好ましい。この比Ｗｄ／Ｗｂが０．０４未満であると、エッジ部３０、４０の接地圧を高める効果が小さくなる傾向にある。一方、この比Ｗｄ／Ｗｂが０．２０を超えると、エッジ部３０、４０の剛性が低くなり過ぎて、陸部の剛性バランスが悪化し易くなる。

エッジ部３０、４０のエッジ端３１、４１から窪み３までのタイヤ幅方向距離Ｇは３〜１５ｍｍが好ましく、４〜１３ｍｍがより好ましい。この距離Ｇが３ｍｍ未満であると、エッジ部３０、４０の剛性が低くなり過ぎて、陸部の剛性バランスが悪化し易くなる。一方、距離Ｇが１５ｍｍを越えると、エッジ部３０、４０の接地圧を高める効果が小さくなる傾向にある。なお、距離Ｇは、上記範囲内で変化するものでも好ましいものとなるが、本実施形態のようにタイヤ周方向に一定であるものが特に好ましい。

本実施形態では、ブロック２に１本の窪み３が設けられた例であるが、本発明はこれに限られるものではない。窪み３の長さＬｄは、窪み３のエッジ端側縁において、ブロック２に対する長さの比Ｌｄ／Ｌｂが０．１５〜０．８０であることが好ましく、０．２５〜０．７０であることがより好ましい。この比Ｌｄ／Ｌｂが０．１５未満であると、エッジ部３０、４０の接地圧を高める効果が小さくなる傾向にある。一方、この比Ｌｄ／Ｌｂが０．８０を超えると、エッジ部３０、４０の剛性が低くなり過ぎて、陸部の剛性バランスが悪化し易くなる。なお、ショルダーブロック１に対する窪み３の好ましい寸法についても、上記と同様である。

本発明の空気入りタイヤは、トレッド面の陸部が上記の如き第１エッジ部と第２エッジ部とを備えること以外は、通常の空気入りタイヤと同等であり、従来公知の材料、形状、構造、製法などが何れも本発明に採用することができる。

［別実施形態］
（１）前述の実施形態では、主溝４、６のタイヤ幅方向両側のエッジ部３０、４０に窪み列を設けた例を示したが、本発明はこれに限られず、懸念される偏摩耗の形態によって適宜に変更可能である。例えば、主溝４、６のタイヤ幅方向内側のエッジ部３０において特に摩耗速度が遅いのであれば、図４に示すように窪み列をエッジ部３０にのみ設けてもよく、逆に主溝４、６のタイヤ幅方向外側のエッジ部４０において特に摩耗速度が遅いのであれば、図５に示すように窪み列をエッジ部４０にのみ設けてもよい。

（２）前述の実施形態では、第１エッジ部がタイヤ周方向に沿って延びる例を示したが、本発明はこれに限られない。例えば図６に示すように、ショルダーブロック１がタイヤ周方向に完全に分断されているトレッド面では、そのショルダーブロック１を区分する横溝７に沿って窪み３を設け、その窪み３をタイヤ周方向に配列することで窪み列を構成してもよく、かかる構成によりトゥアンドヒール摩耗を抑制することができる。なお、トゥアンドヒール摩耗の抑制効果は、図例の場合でも得られるものであるが、ショルダーブロック１の踏み込み側及び蹴り出し側の内、摩耗速度の遅い側にのみ窪み３が設定されたものであればより良好となる。

（３）前述の実施形態では、タイヤ幅方向最外側となる主溝４、６に沿って窪みを設け、それによりセンター摩耗を抑制する例を示したが、本発明はこれに限られない。例えば、タイヤ赤道を挟む２本の主溝と、それらを挟む２本の主溝とからなる４本の主溝を備えるトレッド面では、タイヤ幅方向最外側に位置する主溝に沿ったエッジ部の接地圧が、他の主溝に沿ったエッジ部の接地圧よりも高くなる傾向にあり、またタイヤ幅方向最外側に位置する主溝のショルダー側への動き（ワイピング）が大きくなるため、一般にショルダー摩耗が生じ易いが、かかる場合には、タイヤ赤道を挟む２本の主溝に沿って窪みを設け、他の主溝に窪みを設けないことでショルダー摩耗を抑制することができる。

（４）本発明に係る空気入りタイヤのトレッドパターンは、前述の実施形態に限られるものではなく、例えばトレッド面の陸部をブロック列に代えてリブにしても構わない。なお、リブのエッジ部に窪み列を設ける場合、窪みのタイヤ周方向の長さは、リブ幅の１／３以上２倍以下であることが好ましい。

（５）前述の実施形態では、窪み３の補強部８を傾斜壁として設けた例を示したが、これに代えて、例えば図７に示すような第１内壁部３ａを段付きに形成した棚状壁として設けてもよい。かかる場合には、窪み３の底壁部３ｃが踏面に現れる前に、棚状壁の上面３ｄが踏面に現れて第１エッジ部の接地圧向上効果が小さくなるため、摩耗形態に応じて窪みによる接地圧向上効果を段階的に小さくすることができる。

（６）本発明に係る空気入りタイヤのトレッドパターンは、サイプを備えるものであってもよい。かかる場合、図８に示すように、破線で示したサイプＳがブロック端で開口しつつ窪み３に達するものが好ましい。これにより窪み３でのエアポンピング音の低減に寄与することができる。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、タイヤの各性能評価は、次のようにして行った。

（１）耐偏摩耗性能（偏摩耗比）
ディーゼルトラック（６６００ｃｃ、４ＷＤ）に、リアタイヤとしてテストタイヤ（タイヤサイズ：ＬＴ２６５／７５Ｒ１６）を装着して空気圧５２０ｋＰａとし、一般路を２万ｋｍ走行した後に偏摩耗比（センター側主溝の摩耗量／ショルダー側主溝の摩耗量）を計算した。偏摩耗比が１に近付くほど均一摩耗に近い、即ち耐偏摩耗性能に優れていることを示す。

（２）排水性能
ディーゼルトラック（６６００ｃｃ、４ＷＤ）に、リアタイヤとしてテストタイヤ（タイヤサイズ：ＬＴ２６５／７５Ｒ１６）を装着して空気圧５２０ｋＰａとし、フロントタイヤは空気圧４２０ｋＰａとして、水深８ｍｍのウェット路面を有する直線コースを走行して、ハイドロプレーニング現象が発生するときの速度を測定した。評価は比較例１を１００としたときの指数で示し、数値が大きいほど速度が大きく排水性能に優れていることを示す。

比較例１、２
図２に示したトレッド面において、センター側主溝が断面Ｕ字形をなすものを比較例１、同じく断面Ｖ字形をなすものを比較例２とした。主溝の深さＤｇは、いずれも１２．５ｍｍとした。

参考例１、実施例１
図１に示したトレッド面において、センター側主溝が断面Ｕ字形をなし、窪みの溝壁角度θ１、θ２が共に０°であるものを参考例１、同じく溝壁角度θ１を１０°にすることで窪みに補強部を設けたものを実施例１とした。なお、主溝の深さＤｇを１２．５ｍｍ、窪みの主溝に対する深さの比Ｄｄ／Ｄｇを０．４０、ブロックに対する幅の比Ｗｄ／Ｗｂを０．１１、エッジ端からのタイヤ幅方向距離Ｇを９ｍｍ、ブロックに対する長さの比Ｌｄ／Ｌｂを０．５０とした。結果を表１に示す。

表１より、比較例１では、偏摩耗比が最も大きく、センター摩耗が発生していることが分かる。また、比較例２では、主溝形状を変更することで偏摩耗が抑制されているが、排水性能を悪化させていることが分かる。それらに対して、参考例１や実施例１では、主溝を断面Ｕ字形にしていながら、排水性能を確保しつつ偏摩耗を好適に抑制できていることが分かる。なお、実施例１では、補強部により第１エッジ部の剛性を高めたことから、参考例１に比べてセンター摩耗が進行しているが、第１エッジ部に窪み列を設けることで、その摩耗速度が速くなり過ぎないように調整できるものとして評価できる。

本発明に係る空気入りタイヤのトレッド面の一例を示す展開図 従来の空気入りタイヤのトレッド面の一例を示す展開図 図１に示すトレッド面のＡ−Ａ断面図 本発明の別実施形態に係るトレッド面の一例を示す展開図 本発明の別実施形態に係るトレッド面の一例を示す展開図 本発明の別実施形態に係るトレッド面の一例を示す展開図 本発明の別実施形態に係る窪みの断面図 本発明の別実施形態に係るトレッド面の一例を示す展開図

符号の説明

１ ショルダーブロック
２ センターブロック
３ 窪み
３ａ 第１内壁部
３ｂ 第２内壁部
４〜６ 主溝
７ 横溝
８ 補強部
２０ エッジ部（第２エッジ部に相当）
３０ エッジ部（第１エッジ部に相当）
４０ エッジ部（第１エッジ部に相当）

Claims (4)

1. トレッド面に、タイヤ周方向に連続して延びる主溝を含む溝部と、その主溝により区分されたリブ又はブロックを含む陸部とが設けられた空気入りタイヤにおいて、
   前記陸部が、
   前記溝部に沿って延びる長孔状の窪みをタイヤ周方向に配列してなる窪み列を有する第１エッジ部と、
   前記第１エッジ部とはタイヤ幅方向位置を異ならせて前記主溝に沿って延びるとともに、前記窪み列を有していない第２エッジ部とを備え、
   前記窪みの前記第１エッジ部のエッジ端に近い側となる第１内壁部に、前記エッジ端から遠い側となる第２内壁部よりも前記第１内壁部の剛性を高める補強部が設けられていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記主溝がトレッド面に３本以上形成されており、タイヤ幅方向最外側に位置する主溝及びタイヤ赤道付近の主溝のいずれか一方に沿って前記窪みが延びている請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記主溝に対する前記窪みの深さの比が０．２０〜０．７０である請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記補強部が、前記第１内壁部を段付きに形成した棚状壁として、又は、トレッド面の法線方向に対する溝壁角度を前記第２内壁部よりも大とした前記第１内壁部の傾斜壁として設けられている請求項１〜３いずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

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