JP5529683B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

この発明は空気入りタイヤ、なかでも、トラック、バス等の重車輌に用いて好適な、ラジアル構造を可とする空気入りタイヤに関するものであり、とくには、すぐれた耐摩耗性能およびウエット性能を確保しつつ、ブロックに形成したサイプの端部へのクラックの発生を有効に防止できる技術を提案するものである。

いわゆるブロックパターンタイヤに比して陸部剛性が高く、従って、耐摩耗性にすぐれるいわゆるリブパターンタイヤにおいて、ウエット制動性能をブロックパターンタイヤ並みに向上させる従来タイヤとしては特許文献１に開示されたものがある。

これは、トレッド部に、タイヤ周方向に延びる複数本の直状主溝で区切られたリブを設けた重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、リブの左右両縁部に長さがリブ幅の２０〜４０％で、幅が２〜５ｍｍの切り欠きをリブ長手方向に間欠的に設け、そして、左右両側の切り欠きの相互をサイプで繋いだものである。

そしてこのタイヤでは、リブの左右両縁部に主溝よりは小さい長さと幅の切り欠きをリブ長手方向に沿って間欠的に設け、これらリブ両側の切り欠きをサイプで繋ぐことによって、その排水性の改善とエッジ効果により、ウエット制動性能を向上すると共に、リブ剛性が低下しないので操縦安定性を維持し、かつブロックパターンのようなビールアンドトウ摩耗を抑制することができる、とする。

特開平６−８０００２号公報

しかるに、このタイヤでは、リブに設けた両端開口サイプの作用によって耐摩耗性能およびウエット制動性能は向上するものの、サイプによってリブの剛性が低下することから、車両の旋回走行時に、リブに横力が入力されると、リブはその横力に十分に対抗することができずにすべり摩耗することになり、このすべり摩耗は、リブの、トレッド幅方向外側のエッジ部分にとくに早期に発生するため、リブの幅中央域との間の摩耗量の差が偏摩耗として顕在化することになる他、横力の入力が、リブの、タイヤ幅方向内側のエッジ部分に比して、幅方向外側のエッジ部分で大きくなるため、外側エッジ部分により大きな偏摩耗が発生することになるという問題もあった。

しかも、特許文献１に開示されたタイヤでは、リブの左右両側の切り欠きを相互に繋ぐサイプの端部に、応力集中に起因するサイプ底クラックが発生し易く、そのクラックの進行によってリブ欠けが発生することがあるという問題があった。

この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、すぐれた耐摩耗性能およびウエット性能を十分に確保しつつ、リブパターンに固有の、リバーウェアその他の偏摩耗の発生を有効に防止するとともに、サイプ端へのサイプ底クラックの発生を十分に防止できる空気入りタイヤを提供するにある。

この発明の空気入りタイヤは、トレッド踏面に、トレッド周方向にジグザグ状に連続して延びる二本以上の周方向溝を設けるとともに、二本の周方向溝のそれぞれに開口する幅方向溝を設けて、トレッド幅方向の両側へ突出し、かつ、トレッド周方向に離隔して位置する隅部を有する多角形ブロックからなるブロック列を形成してなるものであって、ブロック列の各ブロックに、該ブロックを横切って延在して、トレッド幅方向の両側へ突出するそれぞれの隅部位置で周方向溝に開口するサイプを設けるとともに、各サイプ端位置に、ブロックの外側へ凸となる曲面にて区画されて各サイプ壁面に滑らかに連続する切欠きを形成し、
前記切欠きの深さを、タイヤ赤道面に近接する側のサイプ端位置で、タイヤ赤道面から離隔する側のサイプ端位置の切欠きより浅くしてなるものである。
従ってこのタイヤでは、各サイプ端は、実質的には切欠きを介して周方向溝に開口することになる。

このようなタイヤにおいて、前記ブロック列は、トレッド中央域に設けることが好ましい。
なおここで、「トレッド中央域」とは、タイヤ赤道面を中心として、トレッド踏面幅の５０％の範囲をいうものとする。
また、ブロックを横切って延在するサイプに一以上の折れ曲がり部を設けることが好ましい。
ここで、各折れ曲がり部は、曲線部分を介在させないものとすることはもちろん、一もしくは複数の曲線部分を介在させたものとすることもできる。

また好ましくは、トレッド中央域に、相互に隣接する二列以上のブロック列を設ける。 なおこの場合、二列以上のブロック列間にジグザグ状に延在する周方向溝の溝深さを、それぞれのブロック列の、トレッド幅方向の外側に延在する周方向溝の溝深さより浅くするとともに、ブロック列間に延在する周方向溝の溝幅を１〜４ｍｍの範囲とすることが好ましい。

ところで、各サイプ端位置に区画形成される切欠きの、外向き凸曲面の、ブロック表面での曲率半径を１〜５ｍｍの範囲とし、かつ、ブロック表面へのサイプの開口幅を０．５〜２ｍｍの範囲とすること、切欠きの深さの、サイプに対する相対深さを±３ｍｍの範囲とすることが好ましい。

この発明の空気入りタイヤでは、ブロック列の各ブロックを、トレッド幅方向の両側へ突出するとともに、トレッド周方向に離隔して位置する隅部を有する、五角形以上の角数の平面輪郭形状を有する多角形ブロックとすることにより、タイヤの負荷転動時の、ブロック内のゴムの変形方向、および、トレッド周方向に隣接するブロック同士が接触する事により、各ブロックに発生する剪断力をコントロールして耐摩耗性能を向上させることができる。

またこのタイヤでは、各ブロックの一方の隅部から他方の隅部まで、ブロックを横切って延びる、たとえば一本のサイプを設けることで、ブロックの耐摩耗性能と、ウエット性能とを十分高く確保することができる。
しかもここでは、各サイプ端位置に、ブロックの外側へ凸となる曲面にて区画されて各サイプ壁面に滑らかに連続する切欠きを形成したことにより、タイヤが回転方向のトルクを受けて、対向するサイプ壁が開放されても、サイプ端位置でのサイプ底への応力の集中を有効に防止して、サイプ底へのクラックの発生を有効に防止することができる。

かくして、この空気入りタイヤでは、ブロック列の区画形成下で、すぐれた耐摩耗性能およびウエット性能を確保しつつ、サイプ底クラックの発生を効果的に防止することができる。

このようなタイヤにおいて、前記ブロック列を、タイヤの負荷転動に当って、接地圧がとくに高くなるトレッド中央域に設けたときは、タイヤの負荷転動時の、ブロック内のゴムの変形をより大きくすることができ、耐摩耗性能より向上させることができる。

また、ブロックを横切って延在するサイプに、曲線部分を含む可とする一以上の折れ曲がり部を設けたときは、タイヤの負荷転動に際する、サイプにて区分されたブロック部分への各方向の入力を、ブロック部分の相互で効果的に支持して、各ブロック部分の意図しない変形、ひいては、耐摩耗性能、操縦安定性能等の低下を有効に防止することができる。

そして、前記切欠きの深さを、タイヤ赤道面に近接する側のサイプ端位置で、タイヤ赤道面から離隔する側のサイプ端位置でのそれより浅くした場合は、トレッド踏面の接地圧が高くなるタイヤ赤道面近傍域での対向サイプ壁の開き量を小さくして、サイプ底クラックの発生をより有効に防止することができる。

ここで、トレッド中央域に、相互に隣接する二列以上のブロック列を設けたときは、タイヤの負荷転動に当って、ブロックが相互に支持し合うことにより、周方向剪断剛性を高め、また、接触によってブロックに発生する剪断力をコントロールして、耐摩耗性能を高めることができる。

そしてこの場合にあって、二列以上のブロック列間にジグザグ状に延在する周方向溝の溝深さを、それぞれのブロック列の、トレッド幅方向の外側に延在する周方向溝の溝深さより浅くするとともに、ブロック列間に延在する周方向溝の溝幅を１〜３．５ｍｍの範囲とした場合は、ブロック列内の各ブロックの剛性を高めてブロックの変形を抑制することができ、また、ブロック列間の周方向溝の、接地面内での対向溝壁の接触下で、ブロックどうしを支持させることで、ブロック剛性を高めることができ、これらの結果として、ブロック列の耐摩耗性能および、操縦安定性能等のそれぞれをより一層向上させることができる。

ところで、各サイプ端位置に区画形成される切欠きの外向き凸曲面の、ブロック表面での曲率半径を１〜５ｍｍの範囲とし、ブロック表面へのサイプの開口幅を０．５〜２ｍｍの範囲とした場合は、サイプ端底への局所的な歪集中を緩和してサイプ底クラックの発生を有効に防止することができる。
上記の数値範囲から外れた場合は、局所的な歪集中の緩和効果が小さくなる。

そしてまた、切欠きの深さの、サイプに対する相対深さを±３ｍｍの範囲としたときは、上述したと同様に、サイプ端底への局所的な歪集中を緩和してサイプ底クラックの発生を有効に防止することができる。

この発明の実施の形態を示すトレッドパターンの部分展開平面図である。 それぞれのサイプ端位置の切欠きを示す、図１の要部拡大平面図である。 一の切欠きをより拡大して示す平面図である。 切欠きとサイプとの深さの相対関係を例示する、サイプに沿う断面図である。 実施例のコントロールタイヤのトレッドパターンを示す部分展開平面図である。

以下にこの発明の実施の形態を図面に示すところに基いて説明する。
図１に示すところでは、トレッド踏面１に、トレッド周方向に連続して延びる五本の周方向溝２，３，４を設けて、トレッド中央域５に形成した、三本の周方向溝２，３より、トレッド幅方向の外側に形成した一対の周方向４の延在形態を直線状として、それらの周方向溝２，３，４間および、直線状周方向溝４とトレッド側縁Ｅとの間のそれぞれに、総計六列の、センター、セカンドおよびショルダーのそれぞれの陸部列６，７，８を区画する。
なお、タイヤの内部補強構造等は、一般的なラジアルタイヤのそれと同様のものとすることができるので、ここでは図示を省略する。

またここでは、トレッド中央域５の、三本のジグザグ状周方向溝２，３間で、隣接する二本の周方向溝２，３のそれぞれに開口する幅方向溝９を設けることで、前記各センター陸部列６を、トレッド幅方向の両側へ突出するとともに、トレッド周方向に離隔して位置する、対をなすそれぞれの隅部１０を有する、五角形以上の角数の平面輪郭形状を有する多角形ブロック１１からなるセンターブロック列とする。
ここにおいて、対をなす隅部１０のそれぞれは、各ブロック１１の周方向中心位置を中央として、ブロック全体の周方向長さの５０％の範囲内に位置させることが好ましい。

ところで、この図に示すところでは、トレッド中央域５の三本の周方向溝２，３間に二列センターのブロック列６を形成することとしているも、センターブロック列６は、トレッド中央域５に一列だけ形成することも可能である。
なお、トレッド中央域５に二列の、もしくはそれ以上の列数のセンターブロック列６を形成するときは、トレッド幅方向に隣接する二列のブロック列６の相互間に配設されてトレッド周方向にジグザグ状に延在する周方向溝、図では周方向溝２の溝深さを、それぞれのブロック列６の、トレッド幅方向の外側に延在する周方向溝、図では周方向溝３の深さより浅くするとともに、ブロック列６間に延在するその周方向溝２の溝幅を、周方向溝３のそれより狭い、１〜３．５ｍｍの範囲とすることが好ましい。
なお、図に示すところでは、周方向幅２．３の相互間で、ジグザグ振幅および、各直線状部分の、タイヤ赤道面ｅｑに対する傾き角度を相違させている。

また、図示のトレッドパターンでは、各センターブロック列６の各多角形ブロック１１に、多角形ブロック１１を横切って延在して、対をなすそれぞれの隅部１０位置で、それぞれの周方向溝２，３に開口する各一本のサイプ１２を設けるとともに、好ましくは、一以上の折れ曲がり部を有して延在するサイプ１２の各端位置に、図２，３に拡大して示すように、ブロック１１の外側へ凸となる曲面により区画されて各サイプ壁面に滑らかに連続する切欠き１３を形成する。
従ってここでは、各サイプ１２は、実質的な、それぞれの切欠き１３を介してそれぞれの周方向溝２，３に開口することになる。
なおここで、各サイプ端位置に形成される切欠き１３の深さは、図４に示すように、タイヤ赤道面ｅｑに近接する例のサイプ端位置、図では、ジグザグ状周方向溝２側のサイプ端位置で、タイヤ赤道面ｅｑから離隔する側のサイプ端位置、図では、周方向溝３側のサイプ端位置の切欠き１３より浅くすることが好ましい。

ところで、各サイプ端位置に上述したように区画形成される各切欠き１３の外向き凸曲面の、ブロック１１表面での曲率半径Ｒは、図３に示すように、１〜５ｍｍの範囲とし、また、ブロック１１表面へのサイプ１２の開口幅ｗは、これも図３に示すように、０．５〜２ｍｍの範囲とすることが好ましい。
そしてまた、切欠き１３の深さの、サイプ１２に対する相対深さは±３ｍｍの範囲とすることが好ましい。

さらに、図１に示すトレッドパターンは、上述したところに加え、ジグザグ状周方向溝３と、直線状周方向溝４との間に区画される各セカンド陸部列７を、該陸部列７の括れ部に配設され、ほぼ直線状に延在して両周方向溝３，４に開口する横溝１４によってセカンドブロック列とし、また、直線状周方向溝４とトレッド側縁Ｅとのそれぞれに開口する傾斜溝１５によって、各ショルダー陸部列８をショルダーブロック列としたものである。
なお、図に示すところでは、セカンドブロック列７に形成した横溝１４の溝底に、横溝１４の全長にわたって延在するサイプを設けることとしているも、このサイプは省くことも可能である。

以上のように構成してなる空気入りタイヤ、なかでもトレッドパターンによれば、先にも述べたように、センターブロック列６の多角形ブロック１１が、トレッド幅方向および周方向に離隔して位置する、対をなすそれぞれの隅部１０を有するとともに、五角形以上の角数の平面輪郭形状を有することから、タイヤの負荷転動時の、ブロック内のゴムの変形方向、および、トレッド周方向に隣接するブロック同士が接触する事により、各ブロックに発生する剪断力をコントロールして耐摩耗性能を向上させることができる。

またここでは、多角形ブロック１１の一方の隅部１０から他方の隅部１０まで、ブロック１１を横切って延びる図では一本のサイプ１２を設けることで、ブロック１１の耐摩耗性能と、ウエット性能とを十分に確保することができる。
加えてこのタイヤでは、各サイプ端位置に、多角形ブロック１１の外側へ凸となる曲面にて区画されて各サイプ壁面に滑らかに連続する切欠き１３を設けたことにより、タイヤの負荷転動によって対向するサイプ壁が開く方法に変形されても、サイプ端位置でのサイプ底への応力の集中を防止して、サイプ底へのクラックの発生を防止することができる。

サイズが１１Ｒ２２．５の、トレッドパターンを図５に示すコントロールタイヤ、および、トレッドパターンを図１に示す実施例タイヤのそれぞれを、リム幅の呼びが７．５０のリムに組付けて、充填空気圧を９００ｋＰａ、負荷荷重を２４．５ｋＮ、駆動力を２．４５ｋＮとした条件下で、ウエット性能、耐摩耗性能および、サイプ端でのサイプ底クラックの発生状況を評価したところ、表１に示す結果を得た。
なお、表中の指数値は大きいほどすぐれた結果を示すものとした。

ここで、コントロールタイヤの、セカンドブロック列の横溝に設けたサイプは、開口幅を０．７ｍｍとするとともに、図５（ｂ）に拡大して示すように、切欠きを介在させることなく、周方向溝に直接に開口させたものである。
また実施例タイヤでは、図３に示す曲率半径Ｒを２ｍｍとし、サイプ１２の開口幅ｗを０．７ｍｍとした。

ところで、ウエット性能は、ウエット鉄板路テストコースでの発進加速試験によって、１５ｍ走破に至るまでの時間を測定して指数評価したものであり、
耐摩耗性能は、摩耗率が４０％に達するまでの実車走行試験を行って、残溝深さを測定して指数評価したものであり、
そして、サイプ底クラックの発生状況は、４０％摩耗時点での、サイプ端へのクラックの発生状態を目視検査によって評価したものである。

表１によれば、実勢例タイヤでは、ウエット性能、耐摩耗性能および、サイプ底クラックの発生状況のそれぞれを、コントロールタイヤに比して大きく改善できることが解かる。

図１に示すトレッドパターンを有する実施例タイヤおよび実施例タイヤの切欠きを省略した従来タイヤのそれぞれにつき、実施例１と同一の条件の下でウエット性能および耐摩耗性能を求めたところ表２に指数値で示す結果を得た。

表２によれば、切欠きの有無は、ウエット性能および耐摩耗性能には影響しないことが解かる。

１ トレッド踏面
２，３，４ 周方向溝
５ トレッド中央域
６，７，８ 陸部列
９ 幅方向溝
１０ 隅部
１１ 多角形ブロック
１２ サイプ
１３ 切欠き
１４ 横溝
１５ 傾斜溝
Ｅ トレッド側縁
ｅｑ タイヤ赤道面
Ｒ 曲率半径
ｗ サイプ開口幅

Claims (7)

1. トレッド踏面に、トレッド周方向にジグザグ状に連続して延びる二本以上の周方向溝を設けるとともに、二本の周方向溝のそれぞれに開口する幅方向溝を設けて、トレッド幅方向の両側へ突出するとともに、トレッド周方向に離隔して位置する隅部を有する、五角形以上の角数の平面輪郭形状を有する多角形ブロックからなるブロック列を形成してなる空気入りタイヤであって、
   ブロック列の各ブロックに、該ブロックを横切って延在して、トレッド幅方向の両側へ突出するそれぞれの隅部位置で周方向溝に開口するサイプを設けるとともに、各サイプ端位置に、ブロックの外側へ凸となる曲面により区画されて各サイプ壁面に滑らかに連続する切欠きを形成し、
   前記切欠きの深さを、タイヤ赤道面に近接する側のサイプ端位置で、タイヤ赤道面から離隔する側のサイプ端位置の切欠きより浅くしてなる空気入りタイヤ。
2. 前記ブロック列をトレッド中央域に設けてなる請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. ブロックを横切って延在するサイプに一以上の折れ曲がり部を設けてなる請求項１もしくは２に記載の空気入りタイヤ。
4. トレッド中央域に、相互に隣接する二列以上のブロック列を設けてなる請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 二列以上のブロック列間にジグザグ状に延在する周方向溝の溝深さを、それぞれの、ブロック列の、トレッド幅方向の外側に延在する周方向溝の深さより浅くするとともに、ブロック列間に延在する周方向溝の溝幅を１〜３．５ｍｍの範囲としてなる請求項４に記載の空気入りタイヤ。
6. 各サイプ端位置に区画形成される切欠きの外向き凸曲面の、ブロック表面での曲率半径を１〜５ｍｍの範囲とするとともに、ブロック表面へのサイプの開口幅を０．５〜２ｍｍの範囲としてなる請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
7. 切欠きの深さの、サイプに対する相対深さを±３ｍｍの範囲としてなる請求項１〜６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。