JP5470114B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

この発明は、トレッド部に、溝により区画形成した複数の小ブロックを複数の縦列及び複数の横列に配置してなる小ブロック群を設け、この小ブロックのタイヤ幅方向外側に、トレッド接地端を跨って延在するバットレスブロックからなるバットレスブロック列を設けた、空気入りタイヤに関するものである。

タイヤの転がり抵抗は、車両の燃費に影響を与えるため、近年の環境負荷への配慮に伴って、この転がり抵抗を低減する必要性が高まってきている。転がり抵抗を低減するためには、タイヤの転動に伴う応力や歪みによって消費されるエネルギーを減少させる必要があるが、ビード部と、ビード部からタイヤ径方向外側に延在するサイド部と、この両サイド部に跨って位置するトレッド部とで消費されるエネルギーを比較すると、トレッド部で消費されるエネルギーが最も大きいことが知られている。

この転がり抵抗を低減することを目的に、例えば特許文献１に記載されるタイヤでは、ショルダー領域（トレッド部の幅方向外側部分）のブロック列における各ブロックの接地端からタイヤ軸方向外側の部分に、サイプを設ける構成を採用している。このようにサイプを設けることによって、タイヤが走行して接地領域に入る際に、ショルダー領域からバットレス領域（サイドウォールの上領域）にかけて発生する周方向及び軸方向のせん断歪みを緩和させるためである。

特開平７−２２８１０６号公報

ところで、この特許文献１では、トレッド部に設けられるブロックとして、直方体状の比較的大きなブロック（例えば、タイヤ幅方向に５つに区画されている）を採用している。しかしながら、ブロックの接地端からタイヤ軸方向外側の部分にサイプを設けたとしても、このように比較的大きなブロックでは、タイヤが回転して接地領域に入る際に、ブロック毎の接地領域が広い状態となる。そして、各ブロックは接地時に路面から衝撃を受けることになるが、このように一つ一つのブロックの接地領域が広い状態では、ブロックが適度な柔軟性を有することは難しい。従って近年、トレッド表面のブロックに適度な柔軟性を持たせ、更なる良好な転がり抵抗を得ることが求められていた。そしてこの柔軟性は、トレッド表面のブロックのうち、特に、路面からの衝撃やコーナリング時にブロック変形の大きい、ショルダー領域に位置するブロックに対して要求されていた。

そして上記の要求に対し、出願人は、溝により区画形成した複数の小ブロックを互いに密集させてなるブロック群をトレッド面のショルダー領域に設けることで、タイヤの転がり抵抗をさらに効果的に低減させることができることを見出した。このように、複数の小さなブロックを設ければ、接地時に、ブロックのタイヤ踏面と路面との接地面積が細分化されるので、一つ一つのブロックに柔軟性を持たせることができるからである。

しかしながら、このようにトレッド表面に多数の小ブロックを配置すると、今度は、該小ブロックのタイヤ幅方向長さが小さくなるので、幅方向のせん断剛性が低くなる。
そしてタイヤ転動時、一定の曲率で丸く形成されたトレッド表面が平坦な地面に強制的に押し付けられて、丸い形状が強制的に真っ直ぐに引き伸ばされることになるが、この強制的な引き伸ばしは、特に、トレッド表面のうちショルダー領域に位置する小ブロックにおいて起こる。そして、該領域に位置する小ブロックに対して、地面に押し付けられる時には引き伸ばされ、地面から離れる時には元に戻るという幅方向の変形が繰り返し行われることになる。このように、ショルダー領域に位置する小ブロックが、最もせん断変形を生じることになる。
また、コーナリング時においても、特に、トレッド表面のうちショルダー領域に位置する小ブロックに対して幅方向の横力が加わることになる。従って、この横力によってもまた、該部分に位置する小ブロックが最もせん断変形を生じやすい。

このように、ショルダー領域の小ブロックで最もせん断変形が生じやすくなるが、これが繰り返されるうちに小ブロックがせん断力に耐え切れず、肩落ち摩耗やステップダウン摩耗が発生してしまう場合がある。
そしてこの肩落ち摩耗やステップダウン摩耗は、特に、ショルダー領域に形成される小ブロックの中でも、タイヤ幅方向最外側に位置する小ブロックで形成されるブロック列において最も生じやすいことが分かった。

従ってこの発明は、上記の問題点を解決することを課題とするものであって、転がり抵抗をより効果的に向上させるためにショルダー領域に小ブロックを配置する場合であっても、肩落ち摩耗やステップダウン摩耗を抑制す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している。

前記の目的を達成するため、この空気入りタイヤは、
トレッド接地幅内に、溝により区画形成した複数の小ブロックを複数の縦列及び複数の横列に配置してなる小ブロック群を設け、前記小ブロックのタイヤ幅方向外側に、トレッド接地端を跨って延在するバットレスブロックからなるバットレスブロック列を設ける空気入りタイヤにおいて、
タイヤ赤道面を中心としてトレッド接地幅の８０％に相当する位置よりもタイヤ幅方向外側の両領域をそれぞれショルダー領域とし、少なくとも該ショルダー領域に、前記小ブロック群を構成する小ブロックの少なくとも一部を配置し、
前記縦列は、隣接する縦列を構成する小ブロック同士がタイヤ周方向に位相が異なるように配置され、
前記ショルダー領域において、前記小ブロック群の基準ピッチ長さをＰＬ（ｍｍ）、前記小ブロック群の幅をＳＡＷ（ｍｍ）、該基準ピッチ長さＰＬと該幅ＳＡＷとで区画される前記小ブロック群の基準区域内に存在する前記小ブロックの個数をａ（個）、前記基準区域内のネガティブ率をＮ（％）とした場合、
ａ／（ＰＬ×ＳＡＷ×（１−Ｎ／１００））
で与えられる前記小ブロック群の単位実接地面積当りのブロック個数密度Ｓは、０．００３個／ｍｍ^２以上０．０４個／ｍｍ^２以下の範囲内であり、
前記バットレスブロックは、該バットレスブロックのタイヤ幅方向内側に隣接する少なくとも一つの第１の小ブロックに向かってタイヤ幅方向に延在する第１の連結部を備え、
前記第１の連結部を備える前記第１の小ブロックは、該第１の小ブロックのタイヤ幅方向内側に隣接する少なくとも一つの第２の小ブロックに向かってタイヤ幅方向に延在する第２の連結部を備えることを特徴とする、空気入りタイヤである。

またここで、「トレッド接地幅」とは、タイヤが生産又は使用される地域に有効な産業規格、例えばアメリカ合衆国ではＴｈｅ Ｔｉｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ Ｉｎｃ．の“Ｙｅａｒ Ｂｏｏｋ”、欧州ではＴｈｅ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｙｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｏｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎの“Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｍａｎｕａｌ”、日本では日本自動車協会の“ＪＡＴＭＡ Ｙｅａｒ Ｂｏｏｋ”に記載の規格の適用サイズにおける標準リムにタイヤを組み付け、かかる規格の適用サイズにおける単輪の最大荷重（最大負荷能力）及び最大荷重に対応する空気圧を適用した状態において、タイヤ表面が地面と接触する面の最大幅のことを言う。そして、「トレッド接地端」とは、このトレッド接地幅の、タイヤ幅方向最外点のことを意味する。

また、ここで言う「縦列」とは、周方向に所定の間隔で配置される小ブロックからなる列のことを言う。この縦列はタイヤ幅方向に複数列配置される。そして、「タイヤ周方向に位相が異なるように」とは、トレッド表面上に、縦列を構成する同一形状の複数の小ブロックが、隣接する縦列を構成する個々の小ブロックと周方向に相互にずれるように、千鳥状に配置される状態のことを言う。

「小ブロック群の基準ピッチ長さ」とは、小ブロック群を構成する１つの縦列における小ブロックの繰り返し模様の最小単位を指すものとし、例えば１つの小ブロックとその小ブロックを区画する溝によってパターンの繰り返し模様が規定されている場合は、小ブロック１個分のタイヤ周方向長さとこの小ブロックのタイヤ周方向に隣接する溝１個分のタイヤ周方向長さとを加算したものを、小ブロックの基準ピッチ長さとする。

「小ブロック群の幅ＳＡＷ」とは、ショルダー側領域内に在る、小ブロック群のタイヤ幅方向の総長さを指すものとする。

小ブロック群の「実接地面積」とは、小ブロック群の基準区域内に在る全小ブロックの総表面積を言うものとし、例えば、基準ピッチ長さＰＬと幅ＳＡＷとの積で規定される、上記基準区域の面積から個々の小ブロックを区画している溝の面積を減算した面積を指す。

また、「バットレスブロックのタイヤ幅方向内側に隣接する」小ブロックとは、タイヤ幅方向最外の縦列を構成する小ブロックのうち、少なくともブロックの一部がバットレスブロックとタイヤ幅方向において同じ直線上に位置する小ブロックのことを言う。

同様に、「該第１の小ブロックのタイヤ幅方向内側に隣接する少なくとも一つの第２の小ブロック」とは、タイヤ幅方向最外から二列目を構成する小ブロックのうち、少なくともブロックの一部が、第１の連結部を備える小ブロックとタイヤ幅方向において同じ直線上に位置する小ブロックのことを言う。

また、前記第１及び第２の連結部の平均高さは、各々、前記バットレスブロックの高さの１／３以上９／１０以下であることが好ましい。
タイヤ幅方向に延在する連結部の高さは、後で説明するように、延在方向に一定の高さでなくてもよい。従って、ここで言う連結部の「平均高さ」とは、連結部が異なる高さで延在する場合には、連結部全体の、異なる高さの平均値を言うものとする。

また、上記発明の空気入りタイヤにあっては、前記第１の連結部の図心と前記第２の連結部の図心は、タイヤ幅方向に沿って延びる同一直線上に延在することが好ましい。

また、上記発明の空気入りタイヤにあっては、前記第１の小ブロックの図心と前記第１の連結部の図心とを結ぶ直線が赤道面と成す角度と、前記第２の小ブロックの図心と前記第２の連結部の図心とを結ぶ直線が赤道面と成す角度とが同一であることが好ましい。

またさらに、上記発明の空気入りタイヤにあっては、前記第１及び第２の連結部は、タイヤ周方向に周期的に存在することが好ましい。

ここで、連結部が周方向に周期的に存在するとは、連結部が、周方向に所定の間隔で形成される状態のことを言う。従って、バットレスブロックと、タイヤ幅方向最外列及び最外から二列目の縦列を構成する小ブロックの全てが連結部を有する必要はなく、連結部の無いバットレスブロック及び小ブロックが在ってもよい。

また、前記小ブロックの表面輪郭の形状は、多角形状であることが好ましい。

この発明によれば、転がり抵抗をより効果的に向上させるためにショルダー領域に小ブロックを配置する場合であっても、特に、タイヤ幅方向最外列に位置する小ブロックのタイヤ幅方向のせん断変形を低減させることができるので、肩落ち摩耗やステップダウン摩耗を抑制可能な空気入りタイヤを提供することができる。

図１（ａ）は、この発明による空気入りタイヤの一実施形態のトレッドパターンを示した部分展開図であり、図１（ｂ）は、図１（ａ）の一部を拡大した図である。 この発明による空気入りタイヤの一実施形態のタイヤ幅方向の断面図である。 この発明による空気入りタイヤの他の実施形態のトレッドパターンを示した部分展開図である。 この発明による空気入りタイヤのさらに他の実施形態のトレッドパターンを示した部分展開図である。 図５（ａ）は、図１（ａ）に示す空気入りタイヤのトレッドパターンを拡大した図であり、さらに図５（ｂ）は、図５（ａ）の一部を拡大した図である。 この発明による空気入りタイヤの一実施形態のタイヤ幅方向の断面図であって、トレッド部の変形を説明するための図である。 図７（ａ）は、この発明による空気入りタイヤの一実施形態のトレッドパターンを拡大した図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）の線Ａ−Ａ’に沿って切断した矢視図である。 この発明による空気入りタイヤのさらに他の実施形態のトレッドパターンを示した部分展開図である。 図９（ａ）は、この発明による空気入りタイヤのさらに他の実施形態のトレッドパターンを示した部分展開図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）の一部を拡大した図である。 この発明による空気入りタイヤのさらに他の実施形態のトレッドパターンを示した部分展開図である。 この発明による空気入りタイヤのさらに他の実施形態のトレッドパターンを示した部分展開図である。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。ここに、図１（ａ）は、この発明による一実施形態の空気入りタイヤ１（以下、タイヤと言う）のトレッドパターンを示した部分展開図である。なお図中、上下方向がタイヤ周方向（赤道面Ｃと平行する方向）を示し、左右方向がタイヤ幅方向（赤道面Ｃと直交する方向）を示している。

図２は、この実施形態のタイヤ１の、タイヤ幅方向における断面図である。タイヤ１は、図２に図示されるように、タイヤの踏面を形成するトレッド部２１と、このトレッド部２１の幅方向両端にショルダー領域を介して連なる一対のサイドウォール部２０、２０とを有し、さらに、この一対のサイドウォール部２０、２０のショルダー領域側とは反対側に位置する左右一対のビード部７、７間でトロイド状に延びるカーカス８と、このカーカス８のクラウン部のタイヤ径方向外側に配置したベルト層９とを備える、慣例に従ったタイヤ構造を有するタイヤである。

そして、図１（ａ）に示されるように、タイヤ１のトレッド接地端２、２の間の長さ（トレッド接地幅）をＴＷとした場合に、赤道面Ｃに関して対称に、少なくともトレッド接地幅ＴＷの８０％の範囲Ｗよりもタイヤ幅方向外側から接地端２までの領域（以下、この領域をこの発明におけるショルダー領域ＳＡと言う）に、溝３ａ及び溝３ａにより区画形成した、複数の小さなブロック４を互いに密集させてなる小ブロック群ＳＧｂを有している。
ここで、溝３ａとは、縦列を構成する小ブロック同士が形成する周方向における空間のことを言い、溝３ｂとは、この溝３ａに交差する溝のことを言う。これらの溝は、隣接する小ブロック同士が相互に完全に拘束されることがなく、個々に可動となる程度の幅を有し、好ましくは、０．７ｍｍ〜３ｍｍの幅を有する。

なお図１（ａ）には、小ブロック４が、接地幅ＴＷの全体に亘って配置するように図示されているが、小ブロック４は、少なくとも範囲Ｗのタイヤ幅方向外側（すなわちショルダー領域ＳＡ）且つトレッド接地端２よりもタイヤ幅方向内側に配置していればよい。従って、図３で示すように、例えばショルダー領域ＳＡに小ブロック４が設けられ、タイヤ幅方向内側のトレッド部に主溝を設けるトレッドパターンとすることができる。また、ここでは図示していないが、例えば、少なくともショルダー領域ＳＡに小ブロック４を設け、タイヤ幅方向内側のトレッド部には、主溝及び横溝、サイプ等によって区画される、リブやブロックパターンを設けるようにすることもできる。

小ブロック４の表面輪郭形状としては、多角形状が好ましい。この形状とすることで、タイヤ表面の接地面積を十分に確保することができるからである。また、個々の小ブロックを独立に可動としつつ、隣接するブロック同士で、ブロックの倒れ込みを相互に支え合うことができるからである。
またさらに、表面輪郭形状としては、例えば図１（ａ）、（ｂ）に示すように正八角形とするのが好ましい。角数が小さすぎると、ブロックが多方向に倒れ込むことができず、柔軟性に乏しいからである。また八角形以上の多角形とすると、一辺が短くなりすぎて、倒れ込み時に隣接するブロックと接する面が小さくなり、支え合いが困難になるからである。従って、表面輪郭形状を正八角形とすることで、ブロックが多方向に倒れ込み、隣接するブロックと十分に支え合うことができる。なお、表面輪郭形状が正八角形の場合、小ブロックを区画する溝３ａは、接地時に隣接するブロック同士で溝が閉塞しない程度に、周方向距離を有することが好ましい。またこれに対し溝３ａと交差する溝３ｂ（赤道面に対して傾斜する溝）は、接地時に溝が閉塞する程度に、隣接するブロック同士が近接して形成されていることが好ましい。
但し、本発明の小ブロックの表面輪郭形状は、必ずしも上記の形状に限定されるわけではない。このように溝によって区画形成がされ、且つ、個々の小ブロックが隣接する小ブロック（又は後述するバットレスブロック）に拘束されることなく、接地時に柔軟性を有することができるように、自由に独立して動くことが可能であればよい。

また、小ブロック４の表面積は、１００ｍｍ^２以上１２００ｍｍ^２以下の大きさであることが好ましい。
接地面積がこの範囲の大きさとなるようにブロックを細分化することで、トレッド表面のせん断歪みを小さくし、ブロックの膨出変形を低減させることができる。その結果、個々のブロックは、路面からの衝撃に対して柔軟性を有するように適度な範囲で可動である一方で、ブロックのせん断発生を抑制することができる。
接地面積をこの範囲とするのは、１００ｍｍ^２より小さくすると、個々のブロック接地面積が小さ過ぎて路面からの衝撃に耐えることが出来ず、せん断が生じやすくなってしまうからである。また、１２００ｍｍ^２よりも大きくすると、ブロックの表面積が大きくなり過ぎて、個々のブロックの柔軟性が失われてしまうからである。

そしてタイヤ表面には、図１（ａ）、（ｂ）に示すように、小ブロック４を周方向に所定の間隔に配置してなる縦列が幅方向に複数列配置され、隣接する縦列を形成する小ブロック４同士は、タイヤ周方向に位相が異なるようにして配置されている。すなわち、小ブロック４は、タイヤ周方向に千鳥状（スタッガード格子状）に配置されている。

ここで、タイヤ周方向に位相が異なるとは、隣接する縦列を形成する隣接する小ブロックの図心同士が、タイヤ幅方向において同一直線上に位置することがない状態のことを言う。例えば、図１（ａ）に示す例では、タイヤ幅方向最外側の縦列と、これに隣接する最外側から二列目の縦列のそれぞれを形成する小ブロック４の図心が、ブロック半個分ずつタイヤ周方向にずれた状態となる。従ってこの場合、トレッド表面に配置される複数の小ブロックをタイヤ幅方向に関して着目すると、隔列毎（一列おき）の縦列を形成する小ブロック同士が、タイヤ幅方向において同位相となる（つまり、図心が同一直線上に位置する）ように配置されることになる。

ただし、タイヤ周方向に位相が異なる縦列は、必ずしも上記のようにブロック半個分ずつ位置が相違する必要は無い。従って、図示はしていないが、位相が同じとなる小ブロックは、必ずしも隔列毎に縦列を形成しなくても、複数列おきに縦列を形成してもよい。

上記のように、多角形の形状を有し、且つ一つ一つの表面積が小さい小ブロックをトレッド表面に配置しているので、各ブロックに柔軟性を持たせるともに、ブロック毎の接地性を向上させ、転がり抵抗を低減するという効果を奏することができる。
そして上記効果は、特に、ブロックのせん断変形が最も生じやすいショルダー領域において顕著である。なぜならば、このように比較的小さな小ブロックをショルダー側に設けることで、転がり抵抗に支配的となるベルト層９の両側端部近傍のトレッド部を細分化でき（すなわち、ベルト端付近のトレッド部を柔軟にでき）、タイヤ負荷転動時のトレッド部のエネルギーロスを顕著に低減することができるからである。

また、上記のように小ブロック４をタイヤ周方向に千鳥状に配置していることから、タイヤ転動時にそれぞれの小ブロックのエッジを逐次作用させることで、優れたエッジ効果を発揮させることができる。
また、タイヤ幅方向に隣接する小ブロック４の相互間で路面への接地タイミングをずらすことができるので、パターンノイズを低減させることもできる。

そして、このタイヤ１はさらに、接地端２からタイヤ幅方向外側（すなわち、接地幅ＴＷのタイヤ幅方向外側）のタイヤ表面に、バットレスブロック列ＢＧｂを有する。このバットレスブロック列ＢＧｂは、トレッド接地端よりタイヤ幅方向内側からトレッド接地端を跨って幅方向外側へ延在するバットレスブロック６を、タイヤ周方向に複数個配置することで構成されている。

なお、図１（ａ）、（ｂ）では、バットレスブロック６のタイヤ周方向長さは小ブロック４のタイヤ周方向長さと同じ長さであり、タイヤ幅方向最外側から二列目の小ブロック４の図心から幅方向外側へ引いた直線上に、バットレスブロック６の図心が位置するようになっているが、必ずしもこの実施形態に限定されるわけではない。バットレスブロック６は、例えば図４に示すように、小ブロック２列分の横列がバットレスブロック１列分の周方向幅（小ブロック２個分が、バットレスブロック１個分の周方向の距離）となるように形成されていてもよい。

また、このタイヤ１は、ショルダー領域ＳＡに在る小ブロック群ＳＧｂにおける、小ブロック４の基準ピッチ長さをＰＬ（ｍｍ）、該小ブロック群ＳＧｂの幅をＳＡＷ（ｍｍ）、該基準ピッチ長さＰＬと該幅ＳＡＷとで区画される、該小ブロック群ＳＧｂの基準区域Ｚ（図５（ａ）の斜線領域）内に存在する小ブロック４の個数をａ（個）、基準区域Ｚ内のネガティブ率をＮ（％）としたとき、
ａ／（ＰＬ×ＳＡＷ×（１−Ｎ／１００））
で与えられる、該小ブロック群ＳＧｂの単位実接地面積当りのブロック個数密度Ｓが、０．００３個／ｍｍ^２以上０．０４個／ｍｍ^２以下の範囲内にある。

なお、基準区域Ｚ内に在るブロックの個数ａをカウントするに際して、ブロックが基準区域Ｚの内外に跨って存在し、１個として数えることができない場合は、ブロックの表面積に対する、基準区域内に残ったブロックの残存面積の比率を用いて数えることとする。例えば、基準区域Ｚの内外に跨り、基準区域Ｚ内にその半分しか存在しないブロックの場合は、１／２個と数えることができる。

また、上記数式において、「基準ピッチ長さ」とは、小ブロック群ＳＧｂを構成する１つのブロック縦列における小ブロックの繰り返し模様の最小単位を指すものとし、例えば１つの小ブロック４をその小ブロック４を区画する溝３ａ、３ｂによってパターンの繰り返し模様が規定されている場合は、小ブロック１個分のタイヤ周方向長さとこの小ブロックのタイヤ周方向に隣接する溝３ａ１本分のタイヤ周方向長さとを加算したものが基準ピッチ長さとなる。

また、「ショルダー領域ＳＡのタイヤ幅方向の幅ＳＡＷ」とは、ショルダー領域ＳＡ内に存在する、小ブロック４を密集配置してなる小ブロック群ＳＧｂのタイヤ幅方向長さの総計を指す。つまり、タイヤ幅方向外側の両サイドに位置するショルダー領域ＳＡの各々における、小ブロック群のタイヤ幅方向長さをそれぞれＳＡ１、ＳＡ２とした場合には、幅ＳＡＷとは、この総計幅であるＳＡ１＋ＳＡ２を意味する。
例えば図５（ａ）に示すこの実施形態では、赤道面Ｃに関して対称に、トレッド接地幅ＴＷの８０％の範囲Ｗよりもタイヤ幅方向外側から接地端２までの領域ＳＡに小ブロック４及びバットレスブロック６の端部が配置されている。従って、片側のショルダー領域ＳＡ内に存在する小ブロック群のタイヤ幅方向長さＳＡ１とは、ショルダー領域ＳＡのタイヤ幅方向長さから、接地端２よりタイヤ幅方向内側に存在するバットレスブロック６の、タイヤ幅方向長さを引いたものである。そして、このタイヤのトレッド表面が赤道面Ｃに関して対称であるとすると、ＳＡ２についても同様であるので、図５（ａ）、（ｂ）の実施形態におけるショルダー領域ＳＡのタイヤ幅方向の幅ＳＡＷとは、ＳＡ１＊２を意味することになる。

小ブロック群ＳＧｂの「実接地面積」とは、小ブロック群ＳＧｂの基準区域内に在る全小ブロックの総表面積を言うものとし、例えば、基準ピッチ長さＰＬとショルダー領域ＳＡの幅ＳＡＷとの積で規定される上記基準区域の面積から、個々の小ブロック４を区画している溝３ａ及び３ｂの面積を減算した面積から求めることができる。

このように、小ブロック群ＳＧｂにおいて十分な溝面積を確保しつつ、小ブロック４を密集配置する構成を採用したことから、それぞれの小ブロック４のトータルエッジ長さ及びエッジ方向の成分（異なる方向に向いたエッジの数）を増大させ、優れたエッジ効果を発揮させることができる。また、小ブロック４の大きさを小さくし、サイプを形成しない構成としたことから、小ブロック一つ一つの接地性を向上させることができ、高いウェット性能等を発揮させることができる。またさらに、それぞれの小ブロック４を小さくすることで、小ブロック４の中央領域からブロック周縁までの距離を小さくすることができので、小ブロック４による水膜の除去効果を向上させることもできる。

また、小ブロック群ＳＧｂにおけるネガティブ率Ｎは５％〜５０％とすることが好ましい。小ブロック群ＳＧｂにおけるネガティブ率Ｎが５％未満の場合は、溝面積が小さ過ぎ排水性が不十分となる他、ブロック一つ一つの大きさが大きくなり過ぎて所要のエッジ効果の実現が難しくなるからである。一方、５０％を超えると接地面積が小さくなり過ぎて、操縦安定性が低下するおそれがあるからである。また、小ブロック群ＳＧｂにおける小ブロック４の個数密度Ｓが０．００３（個／ｍｍ^２）未満の場合は、サイプの形成なしには、高いエッジ効果の実現が難しく、一方、小ブロック４の個数密度Ｓが０．０４（個／ｍｍ^２）を超えると小ブロック４が小さくなり過ぎて所要のブロック剛性の実現が難しい。

しかしながら、この小ブロック４をトレッド表面に形成するだけでは、ショルダー領域に位置する小ブロック４が、何度も繰り返されるリム５から受ける荷重によるせん断力に耐えることができず、結果として肩落ち摩耗を発生する場合がある。そして今回、出願人は、ショルダー領域に位置する小ブロックの中でも、特に、接地領域内のタイヤ幅方向最外側の縦列を構成する小ブロックが最もせん断変形を生じやすいことを見出した。

ここで、トレッド部が、タイヤ１に荷重をかけた際にビード部から伝達される力を受けるメカニズムについて図６を用いて説明する。まず、図２で示した構造を有するタイヤ１において、リム５に設置したタイヤ１に荷重を負荷した場合、踏面に対して垂直に、ビード部７からサイドウォール部２０、バットレス部、ショルダー領域方向へと荷重がかかる（図６（ａ））。そして、この垂直方向の力が、ショルダー領域を介して略タイヤ幅方向内側へ、トレッド部２１への応力として伝達される。この応力が伝達されると、トレッド部２１は図６（ｂ）に示すように幅方向内側の力を受けるため、路面近傍の小ブロック４（すなわち、ショルダー領域の小ブロック４）でせん断変形が生じることになり、タイヤ１に荷重を負荷した際のトレッド部２１の変形は図６（ｂ）のようになる。

このように、ショルダー領域に位置する小ブロックで幅方向のせん断変形が生じやすいが、これらの小ブロックの中でも、接地面のタイヤ幅方向最外側の縦列に位置する小ブロックは接地端２の最も近くに位置することから、応力を直接受けることになる。従って、このタイヤ幅方向最外側の縦列に位置する小ブロックは、特に、応力による変形が生じやすい。

さらにまた、荷重負荷時だけでなくコーナリング時においても、特に、トレッド表面のうちショルダー領域に位置する小ブロックに対してタイヤ幅方向の横力が加わることになる。そして、最外側の縦列を構成する小ブロックは、接地端から最も近い位置に配置されているため、このコーナリング時におけるトレッド表面の接地の有無によっても、最も変形を生じやすい。
また、最外側の縦列の小ブロックと、これに隣接するタイヤ幅方向内側の小ブロック（すなわち最外側から二列目の縦列を構成する小ブロック）との間には溝が存在するため、横力を受けた最外側の縦列の小ブロックが倒れ込んだ場合であっても、横力を、隣接する最外側から二列目の縦列を構成する小ブロックに対して十分に伝達することは難しい。

以上のように、小ブロック４をタイヤ表面に形成した場合、ショルダー領域に位置する小ブロックの中でも、タイヤ幅方向最外側の縦列を構成する小ブロックが最もせん断変形を生じやすい。そして、この変形の繰り返しにより、結果として、肩落ち摩耗が発生するという問題が生じるのである。

上記の問題を解決するために、この発明のタイヤ１では、バットレスブロックが、該バットレスブロックのタイヤ幅方向内側に隣接する第１の小ブロックに向かってタイヤ幅方向に延在する第１の連結部を備え、この第１の連結部を備える第１の小ブロックが、該第１の小ブロックのタイヤ幅方向内側に隣接する第２の小ブロックに向かってタイヤ幅方向に延在する第２の連結部を備えることを特徴としている。
この特徴的な構成によれば、タイヤ幅方向最外側の縦列に位置する小ブロックにかかる応力（横力）を、他の小ブロックにも効率良く伝達させることができるので、幅方向最外側の縦列の小ブロックのみにかかっていた応力が分散し、せん断変形を従来よりも抑制することができる。

以下では、この発明の特徴的な構成である第１及び第２の連結部を備えるタイヤを、種々の形態に基づいて説明する。

図７は、この発明によるタイヤの一実施形態を示す図である。図７（ａ）で示すように、連結部１０は、少なくとも、バットレスブロック列ＢＧｂとタイヤ幅方向最外側の縦列Ｌ１の間、及び、タイヤ幅方向最外側の縦列Ｌ１と最外側から二列目の縦列Ｌ２の間に設けられる。そして、例えばバットレスブロック６ａと最外側の縦列Ｌ１の小ブロック４ａとの間の連結部１０ａと、最外側の縦列Ｌ１の小ブロック４ａと最外側から二列目の縦列Ｌ２の小ブロック４ｂとの間の連結部１０ｂとの２つの連結部によって、二列目の縦列Ｌ２の小ブロックと、最外側の縦列Ｌ１の小ブロックと、バットレスブロック列ＢＧｂのバットレスブロックとが、全てタイヤ幅方向に連結される。

このように、タイヤ幅方向最外側から二列目の小ブロックと、最外側列の小ブロックと、バットレスブロックとをタイヤ幅方向に連結することで、バットレスブロックから接地端へ向かう力によって、タイヤ幅方向最外列に位置する小ブロックが変形してしまうのを、従来よりも抑制することができる。タイヤ幅方向最外側から二列目の小ブロックと、最外側列の小ブロックと、バットレスブロックの３つのブロックが連結部によって全て繋がっていることで、バットレスブロックから伝達される力が、最外側から二列目の小ブロックに対しても効率良く伝達されるので、タイヤ幅方向最外側の縦列の小ブロックにおいて、自身だけが受けていた力を他のブロックにも分散させることができるからである。

また本発明によれば、バットレスブロックから、タイヤ幅方向最外から二列目の縦列の小ブロックまでを連結させる構成としているので、タイヤ幅方向最外から二列分の縦列を構成する小ブロックによって力をショルダー領域内で十分に吸収し、さらに幅方向内側方向へかかる力を、効果的に抑制することができる。
なぜならば、タイヤ幅方向最外から二列目の縦列を構成する小ブロックは、最外列よりも幅方向内側に配置されているので、最外列に比して接地時の曲率が小さい。つまり、最外から二列目の小ブロックであれば、タイヤ接地時に、路面に対してより堅固に接地することが可能となる。従って、最外列の小ブロックだけでなく、この最外から二列目の小ブロックをも連結部を介してバットレスブロックと繋げることで、バットレスブロックからの力を受けるブロック全体の剛性を高めることができ、結果として、幅方向にかかる力を十分に吸収することができるからである。

なお、説明のために、図７（ａ）ではバットレスブロック列とタイヤ幅方向最外側の縦列との間、及び、最外側の縦列と最外側から二列目の縦列との間に連結部を設ける構成例を示したが、連結部は、幅方向全体に亘って存在するように設けてもよい。すなわち、本発明のタイヤにおいては、タイヤ接地端からタイヤ幅方向内側の少なくとも二列分に連結部が形成されていればよい。このように、タイヤ接地端より幅方向外側のブロック（バットレスブロック）と幅方向最外から二列分の縦列が繋がっていれば、幅方向最外列に位置する小ブロックのみが幅方向の力を受けて変形してしまうのを、従来よりも抑制することができるからである。

そして、図７（ｂ）は図７（ａ）の小ブロックを線Ａ−Ａ’に沿って切断した矢視図であるが、連結部のタイヤ径方向の平均高さＨは、バットレスブロック又は小ブロックのタイヤ径方向高さの１／３以上９／１０以下であり、好ましくは、バットレスブロック又は小ブロックのタイヤ径方向高さの１／２である。従って、タイヤ表面では、小ブロック及びバットレスブロックの表面輪郭形状が残った状態となる。
ここで、図７（ｂ）に示すように、バットレスブロックから小ブロック（又は小ブロックから小ブロック）に向かって延在する連結部の高さは、連結部内で異なってもよい。従って、上記連結部の平均高さＨとは、ブロック間に延在する連結部の高さが連結部内で異なる場合には、その異なる高さの平均を取った値のことを言う。すなわち、タイヤ断面における連結部の面積を、連結部のタイヤ幅方向長さで割った値のことを言う。

このように、連結部のタイヤ径方向の高さをバットレスブロック又は小ブロックの高さよりも低くすれば、ブロック間の溝を完全に塞ぐことにはならない。すなわち、ウェット性能性を維持することができ、且つ、各ブロックは独立の状態のままで個々に接地させることができる。これにより、ブロック同士を繋いで幅方向にかかる力を伝達させる連結部を備えてもなお、小ブロックが持つ上述の効果を、十分に発揮させることができる。

連結部のタイヤ径方向の平均高さＨをバットレスブロックのタイヤ径方向高さの１／３以上とするのは、これ以下の高さにすると、連結部が過大な横力に耐えることができず崩れが生じる可能性があり、ブロック間で力を十分に伝達させることができないからである。また、連結部がブロックの変形を支えることができずに、ブロックの倒れ込みが生じる可能性があるからである。
また、９／１０以下の高さとするのは、これ以上の高さにすると、連結部の高さとブロックの高さとが略同じ高さとなり、ブロック間の溝を連結部でタイヤ幅方向に塞ぐことになってしまうからである。すなわち、周方向に設けられている溝が連結部で塞がれることになり、排水性が悪化してしまうからである。
従って、連結部のタイヤ径方向の平均高さをブロックのタイヤ径方向高さの１／２とすれば、連結部の崩れやブロックの倒れ込みが生じることなく、また良好な排水性も維持した状態で、ショルダー領域に位置する小ブロック全体によって幅方向にかかる力を吸収し、ブロックのせん断変形を従来よりも抑制することができる。

また、延在する連結部の高さが一律でなく異なる場合には、例えば図７（ｂ）に示すように、連結部の中央部が最も低くなるように形成することが好ましい。つまり、連結部は、ブロックに近い箇所ほど高さが高く、連結部のタイヤ幅方向中央に向かって漸減するように形成することが好ましい。この形状とすることによって、連結部と各ブロックとの連結を強固にし、ブロックからブロックへ、幅方向にかかる力を効果的に伝達することができる。そして、連結部の中央部の高さが低いので、排水性も確保することができるからである。

またここで、タイヤ幅方向に延在する連結部は、幅方向内側に在る小ブロックに対して、幅方向外側から受けた力を伝達させる必要があるので、各ブロックと各連結部との境界部が、最もタイヤ周方向に幅広となる構成であることが好ましい。すなわち、境界部におけるタイヤ周方向長さが、連結部のタイヤ幅方向中央部におけるタイヤ周方向長さ以上となることが好ましい。このように、連結部のブロックに沿ったタイヤ周方向長さが、バットレスブロックからの力を小ブロックに伝達することができる程度の長さであれば、連結部は、異なる周方向長さを有してもよい。
具体的には、連結部のタイヤ周方向の長さは、１ｍｍ以上３ｍｍ未満である。３ｍｍより短くするのは、これ以上の長さとすると、隣接するブロックと接してしまうからであり、１ｍｍ以上とするのは、あまりに連結部のタイヤ周方向長さを短くしてしまうと、今度は応力伝達時に連結部が所定の効果を発揮しない可能性があるからである。

なお、連結部は、タイヤ成形過程における加硫時に、上記形状を有するように、金型等を用いて通常の方法で形成すればよい。従って、本明細書では、説明のために連結部とブロックとを区別して記載しているが、この連結部は、ブロックと一体で形成することも可能である点に留意すべきである。

図８は、この発明によるタイヤの他の実施形態を示す図である。図８に示す例では、連結部１０は、連結部の図心同士がタイヤ幅方向に同一直線上に位置するように、配置される。すなわち、トレッドパターンの部分展開図である図８において紙面に向かって上側をトレッドパターンの上側とした場合、タイヤ幅方向最外側の小ブロック４ｃが、上側の幅方向内側の溝に連結部１０ｃを設ける場合には、小ブロック４ｃに隣接して連結部１０ｃで繋がれた小ブロック４ｄは、今度は下側のタイヤ幅方向内側の溝に連結部１０ｄを設けることになる。

このように、連結部をタイヤ幅方向に沿って設けてブロックを連結させると、転動時にタイヤが旋回する際の、ショルダー領域のブロック剛性が効果的に上がるので、全体の操縦安定性を向上させることができる。

なお図８で示した連結部は、小ブロック半個分だけ、上側にずらして配置してもよい。すなわち、タイヤ幅方向最外側の小ブロック４ｃが、下側の幅方向内側の溝に連結部を設け、幅方向内側で小ブロック４ｃに隣接する小ブロック４ｄは、今度は上側の幅方向内側の溝に連結部を設けるようにしてもよい。

図９は、この発明によるタイヤのさらに他の実施形態を示す図である。図９（ａ）に示す例では、連結部１０は、連結部を有する小ブロックの図心及び該連結部の図心を結ぶ直線と赤道面とで成す角度が、一定の同じ角度となるように配置される。

詳細には、図９（ｂ）は、タイヤ幅方向全体に亘って連結部が存在するトレッドパターンの部分展開図である図９（ａ）の一部の拡大図であるが、この図９（ｂ）において、小ブロック４ｅの図心と連結部１０ｅの図心とを結ぶ直線Ｅ−Ｅ’と、小ブロック４ｅの図心を通る周方向軸との間の角をｘ、さらにタイヤ幅方向外側の小ブロック４ｆの図心と連結部１０ｆの図心とを結ぶ直線Ｆ−Ｆ’と、小ブロック４ｆの図心を通る周方向軸との間の角をｙとした場合には、角ｘと角ｙは、等しく所定の角度を有する。このようにして連結部を配置すると、図９（ａ）の通り、連結部が、赤道面からタイヤ幅方向外側に向かって斜めに配置されるようになる。

上記のように連結部を斜めに配置すると、走行時に、連結部を有するブロックが接地するタイミングがずれることになる。これにより、図８のように連結部を幅方向に一直線に配置する場合に比べてパターンノイズを低減し、車内音を低減させることができる。連結部のタイヤ径方向高さは、上述の通りブロック部よりも低く形成するので、新品時には効果が小さいが、摩耗が進み、連結部が路面と接触する状況になると、連結部が一直線上に在る図８の場合よりも、全体のノイズの発生を低減させることができる。

また、図９（ａ）のトレッドパターンを有するタイヤは、図９（ａ）に示す矢印方向に回転する、回転方向指定のタイヤとしてもよい。この場合、例えば、タイヤ表面に回転方向を示す矢印を刻印する等によって、回転方向を指示することができる。
図９（ａ）の矢印方向にタイヤを回転させた場合には、連結部で繋がっているバットレスブロック及び小ブロックのうち、赤道面上の小ブロックが最も先に接地し、以降逐次、タイヤ幅方向外側に向かって各小ブロックが接地していくことになる。

この場合においても、上記のように連結部を斜めに配置することで、小ブロックの変形を平均化し、肩落ち摩耗及びステップダウン摩耗を効果的に抑制することができる。
なぜなら、例えば図９（ｂ）で連結部１０ｆを有する小ブロック４ｅ及び４ｆは、小ブロック４ｅは踏み出し側に、小ブロック４ｆは蹴り出し側に連結部を備えている。ここで、小ブロックの変形は、踏み出し側への変形に比して蹴り出し側への変形の方が大きいため、変形量が異なる両側を連結部で繋ぐことにより、蹴り出し側の変形を効果的に抑制することができるからである。

またさらに、連結部を斜めに配置して、図９（ａ）の矢印方向にタイヤを回転させる場合、幅方向外側に向かって斜めに繋がる連結部を有する各小ブロックは、蹴り出し側の溝と、幅方向外側の溝の両溝を確保することができる。すなわち、連結部は、ブロックよりもタイヤ径方向の高さが低いものの一定の高さを有するため、連結部を設けた溝の箇所では、連結部が障壁となって、排水を阻害する可能性がある。しかし、図９（ａ）に示す矢印方向に回転するタイヤとすれば、排水を阻害しないまま、溝を確保した状態で連結部を形成することができるので、良好な排水性も十分に維持したままで、同時に、上述までの効果を得ることができる。

図１０は、この発明によるタイヤのさらに他の実施形態を示す図である。図１０に示す例において、連結部１０は、斜めに配置する構成は図９の例と同様であるが、赤道面に対して非対称となるように配置される。このように、本発明によるタイヤは、例えばタイヤ表面に刻印する方向によって装着時のタイヤの向きを指定する、装着方向指定タイヤとしてもよい。連結部をこのように配置することで、図９の示す例と同様、連結部を有するブロックの接地タイミングをずらして、パターンノイズを低減させることができる。

またさらに、連結部１０は、図１１に示すように、同一直線上に配置する場合と、斜めに配置する場合との両方を組み合わせて配置してもよい。
このように連結部を配置すると、バットレスブロック及びタイヤ幅方向最外列の小ブロック間に２つの連結部を設けることができるので、バットレスブロックからの力を、内側の小ブロックに対して均等に伝達することが可能となる。そして、この小ブロックからさらに内側の小ブロックに対して、バットレスブロックからの力が連結部を介して伝達される。

但し、上記実施形態のいずれにおいても、連結部を、全てのブロックに設ける必要はない。連結部は、例えば図９に示すように、タイヤ周方向に所定の間隔で周期的に設けることができる。

また、上述の連結部の形状、配置、小ブロック及びバットレスブロックの形状、配置等はいずれも本発明を説明するための一実施例であって、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、これらの形状、配置は適宜変更可能である。

この発明によって、ショルダー領域に小ブロックを配置する場合であっても、タイヤ幅方向最外側から二列目の縦列に位置する小ブロックにも力を伝達させることで、特に変形が生じやすかったタイヤ幅方向最外側の縦列に位置する小ブロックの幅方向のせん断変形を抑制させ、肩落ち摩耗やステップダウン摩耗を抑制することが可能となった。

１ タイヤ
２ 接地端
３ 溝
４ 小ブロック
５ リム
６ バットレスブロック
７ ビード部
８ カーカス
９ ベルト層
１０ 連結部
ＳＧｂ 小ブロック群
ＢＧｂ バットレスブロック列
ＳＡ ショルダー領域

Claims (7)

1. トレッド接地幅内に、溝により区画形成した複数の小ブロックを複数の縦列及び複数の横列に配置してなる小ブロック群を設け、前記小ブロックのタイヤ幅方向外側に、トレッド接地端を跨って延在するバットレスブロックからなるバットレスブロック列を設ける空気入りタイヤにおいて、
   タイヤ赤道面を中心としてトレッド接地幅の８０％に相当する位置よりもタイヤ幅方向外側の両領域をそれぞれショルダー領域とし、少なくとも該ショルダー領域に、前記小ブロック群を構成する小ブロックの少なくとも一部を配置し、
   前記縦列は、隣接する縦列を構成する小ブロック同士がタイヤ周方向に位相が異なるように配置され、
   前記ショルダー領域において、前記小ブロック群の基準ピッチ長さをＰＬ（ｍｍ）、前記小ブロック群の幅をＳＡＷ（ｍｍ）、該基準ピッチ長さＰＬと該幅ＳＡＷとで区画される前記小ブロック群の基準区域内に存在する前記小ブロックの個数をａ（個）、前記基準区域内のネガティブ率をＮ（％）とした場合、ａ／（ＰＬ×ＳＡＷ×（１−Ｎ／１００））で与えられる前記小ブロック群の単位実接地面積当りのブロック個数密度Ｓは、０．００３個／ｍｍ^２以上０．０４個／ｍｍ^２以下の範囲内であり、
   前記バットレスブロックは、該バットレスブロックのタイヤ幅方向内側に隣接する少なくとも一つの第１の小ブロックに向かってタイヤ幅方向に延在する第１の連結部を備え、
   前記第１の連結部を備える前記第１の小ブロックは、該第１の小ブロックのタイヤ幅方向内側に隣接する少なくとも一つの第２の小ブロックに向かってタイヤ幅方向に延在する第２の連結部を備えることを特徴とする、空気入りタイヤ。
2. 前記第１及び第２の連結部は、ブロックに近い箇所ほど高さが高く、該連結部のタイヤ幅方向中央に向かって漸減するように形成してな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及び第２の連結部の平均高さは、各々、前記バットレスブロックの高さの１／３以上９／１０以下であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記第１の連結部の図心と前記第２の連結部の図心は、タイヤ幅方向に沿って延びる同一直線上に延在することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記第１の小ブロックの図心と前記第１の連結部の図心とを結ぶ直線が赤道面と成す角度と、前記第２の小ブロックの図心と前記第２の連結部の図心とを結ぶ直線が赤道面と成す角度とが同一であることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記第１及び第２の連結部は、タイヤ周方向に周期的に存在することを特徴とする、請求項１〜５のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記小ブロックの表面輪郭の形状は多角形状であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。

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