JP5526266B1 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】耐摩耗性能を向上させた空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】トレッド踏面１に、周方向に延びる１本以上の周方向溝２同士若しくは前記周方向溝とトレッド端ＴＥとにより区画される複数の陸部３のうち少なくとも１つの陸部に、トレッド幅方向に延びて、端部が前記周方向溝又は前記トレッド端に開口するサイプ６を有する空気入りタイヤであって、該サイプの両端からサイプの延在長さの１／６ずつの２つの領域を端部領域Ｓ、端部領域に隣接する、前記サイプの延在長さの１／６ずつの２つの領域を中間領域Ｍ、中間領域に挟まれる、前記サイプの延在長さの１／３の領域を中央領域Ｃとするとき、前記サイプは、該サイプの深さ方向において、一方の前記端部領域から他方の前記端部領域まで該サイプの延在方向に連続して延びる少なくとも１つの屈曲部を有し、該屈曲部は、前記中央領域において前記端部領域よりタイヤ径方向外側に位置することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気入りタイヤに関するものである。

空気入りタイヤの制動時及び駆動時には、路面からの入力によってトレッドに作用するせん断力が増加する。特に、耐摩耗性能を向上させるためには、蹴り出し時のせん断力を低減することが重要となる。

これに対し、例えば特許文献１では、ブロックの配置の適正化を図ることにより、制動時及び駆動時に踏み込み時からせん断力を発生させ、蹴り出し時にトレッドに作用するせん断力を低減させて耐摩耗性能を向上させる技術が提案されている。

特開２０１０−１２５９７７号公報

しかし、特許文献１に記載の手法によると、細溝を形成することにより高い効果が得られる一方で、細溝を入れるとブロックの剛性が低下するという背反があるため、あまり多くの溝を形成することができないという問題があった。

本発明は、上記の問題を解決しようとするものであり、耐摩耗性能を向上させた空気入りタイヤを提供することを目的とする。

発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意検討を重ねた。その結果、いわゆる３次元サイプを陸部に形成することにより、空気入りタイヤに制動力及び駆動力が加わった際に、サイプの壁面が係合して踏み込み時から大きなせん断力を発生させられることがわかった。ところが、サイプを形成すると陸部の剛性が低下するため、耐摩耗性能が却って悪化するおそれがあることもわかった。

そこで、サイプ壁面の係合による変形拘束がもたらす、剛性の向上効果と、上述した踏み込み時からのせん断力発生との両立を試みた。そして、発明者は、サイプの延在方向に連続して延びる屈曲部のサイプ深さ方向の位置をサイプの延在方向によって変化させることが有効であるとの新規知見を得た。

すなわち、上述した踏み込み時からのせん断力の発生については、陸部の中央部付近でサイプ壁面同士が係合する効果が大きく、一方で、上述した剛性向上効果については、陸部の端部付近の変形を拘束することが有効であり、さらに、上記屈曲部のサイプ深さ方向の位置を陸部の中央部側で端部側より浅くすることが有効であることを突き止めた。

本発明は、上記の知見に基づいてなされたものであり、その要旨構成は、以下の通りである。本発明の空気入りタイヤは、トレッド踏面に、トレッド周方向に延びる１本以上の周方向溝同士若しくは前記周方向溝とトレッド端とにより区画される複数の陸部を有し、前記複数の陸部のうち少なくとも１つの陸部に、トレッド幅方向に延びて、端部が前記周方向溝又は前記トレッド端に開口するサイプを有し、前記サイプが延在する領域のうち、該サイプの両端から前記サイプの延在長さの１／６ずつの２つの領域を端部領域とし、前記２つの端部領域に隣接する、前記サイプの延在長さの１／６ずつの２つの領域を中間領域とし、前記２つの中間領域に挟まれる、前記サイプの延在長さの１／３の領域を中央領域とするとき、前記サイプは、該サイプの深さ方向において、該サイプの一方の前記端部領域から他方の前記端部領域まで該サイプの延在方向に連続して延びる少なくとも１つの屈曲部を有し、前記少なくとも１つの屈曲部は、前記中央領域において前記端部領域よりタイヤ径方向外側に位置することを特徴とする。これにより、陸部の剛性向上の効果と蹴り出し時のせん断力向上の効果とを両立させて、タイヤの耐摩耗性を向上させることができる。ここで、「サイプ」とは、陸部の表面から内部に切り込まれた薄い切込みであって、接地時に閉じることが可能なものをいい、特には限定しないが、トレッド踏面に開口する幅が、例えば２ｍｍ以下のものとすることができる。また、「サイプがトレッド幅方向に延びる」とは、サイプがトレッド幅方向に延びる場合のみならず、トレッド幅方向に対して傾斜して延びていてもよい。また、「屈曲部の位置」とは、上記屈曲部の最大振幅を有する点の、各領域（中央領域、中間領域、端部領域）での平均のタイヤ径方向位置をいうものとする。なお、最大振幅を有する位置が複数個所ある場合は、その中のタイヤ径方向最外側点の、平均のタイヤ径方向位置をいうものとする。

また、本発明の空気入りタイヤでは、前記サイプの深さをｈ（ｍｍ）とするとき、
前記中央領域における前記少なくとも１つの屈曲部のタイヤ径方向位置は、前記端部領域における前記少なくとも１つの屈曲部のタイヤ径方向位置より、０．０５ｈ〜０．２５ｈ（ｍｍ）タイヤ径方向外側に位置することが好ましい。上記の範囲とすることにより、耐摩耗性をより向上させるができる。

さらに、本発明の空気入りタイヤにあっては、前記サイプの深さをｈ（ｍｍ）とするとき、前記少なくとも１つの屈曲部のタイヤ径方向位置は、前記中間領域の前記端部領域との境界から前記中間領域の前記中央領域との境界までの範囲で、０．０５ｈ〜０．２５ｈ（ｍｍ）タイヤ径方向外側に変位することが好ましい。上記の範囲とすることにより、さらに耐摩耗性を向上させることができる。

また、本発明の空気入りタイヤでは、前記サイプの深さをｈ（ｍｍ）とするとき、前記少なくとも１つの屈曲部は、前記トレッド踏面から前記サイプ深さｈ（ｍｍ）の３０％以上５５％以下のタイヤ径方向範囲で前記サイプの両端間を前記サイプの延在方向に連続して延びることが好ましい。上記の範囲とすることにより、効果的に耐摩耗性を向上させることができるからである。

本発明によれば、耐摩耗性能を向上させた空気入りタイヤを提供することができる。

本発明の一実施形態にかかるタイヤのトレッド踏面を示す概略展開図である。 本発明のサイプ形状を示す図である。 本発明の一実施形態にかかるタイヤの作用効果について説明するための図である。 （ａ）〜（ｄ）発明例にかかるタイヤのサイプ形状を示す図である。 （ａ）〜（ｃ）比較例にかかるタイヤのサイプ形状を示す図である。

以下、本発明の一実施形態にかかる空気入りタイヤ（以下、タイヤとも称する）について図面を参照して詳細に例示説明する。なお、このタイヤの内部構造は、一般の空気入りタイヤのそれと何ら変わらないため説明を省略する。

図１は、本発明の一実施形態にかかるタイヤのトレッド踏面を示す概略展開図である。図１に示すように、このタイヤは、トレッド踏面１に、トレッド周方向に延びる１本以上の、図示例では４本の周方向溝２を有する。そして、これらの周方向溝２同士若しくは周方向溝２とトレッド端ＴＥにより、複数の（図示例では５つの）陸部３が区画形成されている。特に、図示例で、トレッド幅方向最外側の２つの陸部３ａは、トレッド周方向に連続するリブ状の陸部であり、一方で、陸部３ａよりトレッド幅方向内側にある図示例で３列の陸部３ｂは、トレッド幅方向に延びる複数の幅方向溝４により複数のブロック５に区画されている。

また、図１に示す例では、このタイヤは、タイヤ赤道面ＣＬ上に位置する中央陸部３ｂの各ブロックに１本ずつのトレッド幅方向に延びるサイプ６を有している。

図２は、本発明のサイプ形状を示す図であり、サイプ壁面を平面視した図と、サイプ延在領域端でのサイプの屈曲形状を示す図と、を組み合わせて示す図である（実施例における図４（ａ）〜（ｄ）及び図５（ａ）〜（ｃ）も同様である）。図２に示すように、サイプ６が延在する領域のうち、サイプ６の両端からサイプ６の延在長さの１／６ずつの２つの領域を端部領域Ｓとし、２つの端部領域Ｓに隣接する、サイプ６の延在長さの１／６ずつの２つの領域を中間領域Ｍとし、２つの中間領域Ｍに挟まれる、サイプ６の延在長さの１／３の領域を中央領域Ｃとし、サイプ６の深さをｈ（ｍｍ）とする。ここで、図示例では、サイプ６は、該サイプ６の延在方向に略一定の深さとなっている。図２に示すように、サイプ６は、該サイプ６の深さ方向において、少なくとも１つの、図示の範囲で４つの屈曲部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄを有している。なお、図２に示す例では、４つの屈曲部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは、交互に逆向きの振幅を有しているが、全て同じ方向の振幅を有していても良い。ここで、図２に示す例では、上記４つの屈曲部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは、サイプ６の一方の端部領域Ｓから他方の端部領域Ｓまでサイプ６の延在方向に連続して延びており、且つ、中央領域Ｃでの位置が端部領域Ｓでの位置よりタイヤ径方向外側である。このように、本発明では、サイプ６の両端間をサイプ６の延在方向に連続して延び、且つ、中央領域Ｃでの位置が端部領域Ｓでの位置よりタイヤ径方向外側にある、少なくとも１つの屈曲部を、サイプ６が有することが肝要である。以下、本実施形態のタイヤの作用効果について説明する。

本実施形態のタイヤによれば、深さ方向において少なくとも１つの屈曲部を有するサイプ６を陸部に設け、当該サイプ６の屈曲部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄの位置を中央領域Ｃでの位置が端部領域Ｓでの位置よりタイヤ径方向外側となるようにしたことにより、中央領域においては、サイプ壁面が係合することで、図３に示すように、駆動時及び制動時での踏み込み時のせん断力を発生させて、蹴り出し時のせん断力のピークを低下させる効果を有効に発揮させることができ、一方で、端部領域Ｓにおいては、陸部（ブロック）の端部の剛性を効果的に向上させることができる。すなわち、踏み込み時のせん断力を発生させる効果の大きい中央領域Ｃでは、上記せん断力の低減に有効な、よりタイヤ径方向外側に屈曲部を位置させており、一方で、陸部（ブロック）の剛性の向上効果の大きい端部領域Ｓでは、剛性向上に有効な、よりタイヤ径方向内側に屈曲部を位置させているため、これらの効果を両立させることができる。さらに、屈曲部７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは、サイプ６の延在方向に連続して延びているため、横方向の入力に対するブロック剛性が高まる結果、幅方向の入力に起因する摩耗を抑制することができる。従って、本実施形態のタイヤによれば、踏み込み時にせん断力を発生させる効果と、陸部の剛性が向上する効果とが相まって、タイヤの耐摩耗性を向上させることができる。

具体的には、本発明にあっては、サイプ６の深さをｈ（ｍｍ）とするとき、中央領域Ｃにおける少なくとも１つの屈曲部のタイヤ径方向位置は、端部領域Ｓにおける当該少なくとも１つの屈曲部のタイヤ径方向位置より、０．０５ｈ〜０．２５ｈ（ｍｍ）タイヤ径方向外側に位置することがより好ましい。上記の範囲とすることにより、踏み込み時にせん断力を発生させる効果と、陸部の剛性が向上する効果とをより一層両立させてタイヤの耐摩耗性を向上させることができるからである。

さらに、本発明にあっては、少なくとも１つの屈曲部のタイヤ径方向位置は、中間領域Ｍの端部領域Ｓとの境界から中間領域Ｍの中央領域Ｃとの境界までの範囲で、０．０５ｈ〜０．２５ｈ（ｍｍ）タイヤ径方向外側に変位することが好ましい。上記の範囲とすることにより、踏み込み時にせん断力を発生させる効果と、陸部の剛性が向上する効果とをより一層両立させてタイヤの耐摩耗性を向上させることができるからである。

さらにまた、本発明にあっては、少なくとも１つの屈曲部は、トレッド踏面１からサイプ深さｈ（ｍｍ）の３０％以上５５％以下のタイヤ径方向範囲でサイプ６の両端間をサイプ６の延在方向に連続して延びることが好ましい。上記の範囲で、踏み込み時に陸部（ブロック）に発生するせん断力を低減する効果と、陸部（ブロック）の剛性を向上させる効果とを有効に両立させることができるからである。さらに、本発明のタイヤでは、屈曲部の振幅の大きさは、１．０〜４．０ｍｍとすることが好ましい。１．０ｍｍ以上とすることにより、サイプ壁面同士が係合する効果を高めることができるからである。一方で、４．０ｍｍ以下とすることにより、タイヤ釜抜け後時のブロック損傷を抑制することができるからである。

さらに、本発明にあっては、タイヤ赤道面ＣＬ上に陸部３が位置し、タイヤ赤道面ＣＬ上に位置する当該陸部３のみがサイプ６を有することが好ましい。一般的なタイヤでは、センター部での駆動力負担が大きいため、上記のようにすれば摩耗がより均一となるからである。

ここで、上記実施形態においては、陸部３は、リブ状陸部とブロック５との双方を有するが、リブ状陸部のみからなるパターンとすることもでき、あるいは、ブロックのみからなるパターンとすることもできる。また、上記実施形態のように、タイヤ赤道面ＣＬ上に位置する陸部３ｂが区画されてなる各ブロック５に１本ずつのトレッド幅方向に延びるサイプ６を有することが、接地圧が高いセンター部において耐摩耗性を向上させるのに好ましい（特に、高荷重が負荷されるトラック・バス用タイヤに好適である）。一方で、本発明は、複数の陸部３のうち少なくとも１つの陸部３にサイプ６を有していれば良く、例えば、トレッド幅方向最外側の陸部３ａのみにサイプ６を有していても良い。

また、本発明にあっては、サイプ６は、トレッド幅方向に延びるか、あるいは、トレッド幅方向に対して、０°超６０°以下の角度で傾斜して延びることが好ましい。幅方向にサイプによるエッジを持たせることにより、ウェット走行時の旋回性能が向上するからである。一方で、６０°を超えると幅方向の剛性が低下する場合があるからである。

さらに、本発明のサイプ６は、当該サイプ６の深さ方向のみならず、当該サイプ６の延在方向にも屈曲部を有するものとすることができ、例えば延在方向にジグザグ状に延びるサイプ６とすることができる。これにより、サイプ６の壁面同士が係合する効果をさらに高めて、耐摩耗性を向上させることができる。

また、本発明にあっては、サイプ６の深さｈ（ｍｍ）は、当該サイプが形成される陸部の高さＨ（ｍｍ）の６０％〜９０％とすることが好ましい。比ｈ／Ｈを６０％以上とすることにより、摩耗進展時にも十分な効果を発揮することができ、一方で、比ｈ／Ｈを９０％以下とすることにより、初期の剛性を十分確保することができるからである。

さらに、本発明において、陸部がリブ状陸部である場合には、トレッド周方向に、ｈ〜１０ｈの間隔でサイプを配置し、一方で、陸部がブロックに区画されている場合には１つのブロックにつき、１本から３本のサイプを形成することが好ましい。特にトラック・バス用タイヤでは、入力が大きいため、サイプが多い場合には、トレッド部の剛性を確保しづらくなり、一方で、少なすぎても踏み込み時から大きな力を発揮させる効果が小さくなるからである。

本発明の効果を確かめるため、いわゆる３次元サイプを陸部に有する、発明例１〜８及び比較例１〜３にかかるタイヤを試作し、また、サイプを有しない、従来例にかかるタイヤを用意した。各タイヤの諸元は、表１に示している。なお、各タイヤの周方向溝及び幅方向溝の溝深さ（陸部の高さＨ）は、１６ｍｍで共通であり、サイプ深さは、従来例を除いて１３ｍｍで共通である。また、発明例４については、サイプが、サイプの深さ方向のみならず、延在方向にも２ｍｍの振幅で屈曲しながら延びている。また、表１において、「変位量」とは、中央領域Ｃにおける少なくとも１つの屈曲部のタイヤ径方向位置が、端部領域Ｓにおける少なくとも１つの屈曲部のタイヤ径方向位置より、どの程度タイヤ径方向外側に位置するかを示す変位量を意味する。さらに「変位率」とは、少なくとも１つの屈曲部のタイヤ径方向位置が、中間領域Ｍの端部領域Ｓとの境界から中間領域Ｍの中央領域Ｃとの境界までの範囲でどの程度タイヤ径方向外側に変位するかを示すものである。加えて、「所定のタイヤ径方向範囲」とは、トレッド踏面からサイプ深さの３０％以上５５％以下のタイヤ径方向範囲を意味する。上記各タイヤについて、耐摩耗性を評価する以下の試験を行った。

＜耐摩耗性＞
タイヤサイズ２７５／８０Ｒ２２．５の上記各タイヤをリムサイズ８．２５×２２．５のリムに装着し、内圧を９００ｋＰａとして、完摩耗までの総走行距離を測定した。評価結果を以下の表１に示している。なお、表１において、評価結果は、従来例の走行距離を１００としたときの指数で表し、指数が大きい方が耐摩耗性に優れていることがわかる。

表１に示すように、発明例１〜８にかかるタイヤは、従来例及び比較例１〜３にかかるタイヤより耐摩耗性に優れていることがわかる。また、発明例１、発明例５〜８の比較により、「変位量」及び「変位率」を好適化した発明例１、６、７にかかるタイヤは、発明例５、８にかかるタイヤより耐摩耗性に優れていることがわかる。

本発明によれば、耐摩耗性能を向上させた空気入りタイヤを提供することができる。本発明は、特に高荷重が負荷されるトラック・バス用タイヤに好適に用いられる。

１：トレッド踏面、２：周方向溝、３、３ａ、３ｂ：陸部、４：幅方向溝、
５：ブロック、６：サイプ、７ａ、７ｂ、７ｃ：屈曲部、ＴＥ：トレッド端、
ＣＬ：タイヤ赤道面

Claims (4)

1. トレッド踏面に、トレッド周方向に延びる１本以上の周方向溝同士若しくは前記周方向溝とトレッド端とにより区画される複数の陸部を有し、
   前記複数の陸部のうち少なくとも１つの陸部に、トレッド幅方向に延びて、端部が前記周方向溝又は前記トレッド端に開口するサイプを有する空気入りタイヤであって、
   前記サイプが延在する領域のうち、該サイプの両端から前記サイプの延在長さの１／６ずつの２つの領域を端部領域とし、前記２つの端部領域に隣接する、前記サイプの延在長さの１／６ずつの２つの領域を中間領域とし、前記２つの中間領域に挟まれる、前記サイプの延在長さの１／３の領域を中央領域とするとき、
   前記サイプは、該サイプの深さ方向において、該サイプの一方の前記端部領域から他方の前記端部領域まで該サイプの延在方向に連続して延びる少なくとも１つの屈曲部を有し、
   前記少なくとも１つの屈曲部は、前記中央領域において前記端部領域よりタイヤ径方向外側に位置することを特徴とする、空気入りタイヤ。
2. 前記サイプの深さをｈ（ｍｍ）とするとき、
   前記中央領域における前記少なくとも１つの屈曲部のタイヤ径方向位置は、前記端部領域における前記少なくとも１つの屈曲部のタイヤ径方向位置より、０．０５ｈ〜０．２５ｈ（ｍｍ）タイヤ径方向外側に位置する、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記サイプの深さをｈ（ｍｍ）とするとき、
   前記少なくとも１つの屈曲部のタイヤ径方向位置は、前記中間領域の前記端部領域との境界から前記中間領域の前記中央領域との境界までの範囲で、０．０５ｈ〜０．２５ｈ（ｍｍ）タイヤ径方向外側に変位する、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記サイプの深さをｈ（ｍｍ）とするとき、
   前記少なくとも１つの屈曲部は、前記トレッド踏面から前記サイプ深さｈ（ｍｍ）の３０％以上５５％以下のタイヤ径方向範囲で前記サイプの両端間を前記サイプの延在方向に連続して延びる、請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。

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