(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤの踏面を形成するトレッド部と、このトレッド部の幅方向両端にショルダー領域及びバットレス領域を介して連なる一対のサイドウォール部と、このサイドウォール部に連なる一対のビード部とを有し、リム接触点がトレッド接地端のタイヤ幅方向外側に位置する空気入りタイヤであって、
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、
タイヤ赤道面を中心としてトレッド接地端の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前記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／ｍｍ２以上０．０４個／ｍｍ２以下の範囲内であり、
前記小ブロックのタイヤ幅方向外側、且つ、前記トレッド接地端を跨って延在するバットレス領域にバットレスブロックを設け、
前記バットレスブロックは、前記トレッド接地端から、前記リム接触点を通ってタイヤ幅方向に垂直な線とタイヤ表面との交点までの領域の少なくとも一部に、前記トレッド部に加わるタイヤ幅方向の応力を緩和するための応力緩和部を有し、
前記小ブロックの表面輪郭の形状は、幅方向に線対称であり、かつ、八角形であることを特徴とする、空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記応力緩和部は、前記バットレスブロックの、タイヤ周方向両端に溝を設けることで形成される、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記応力緩和部は、前記バットレスブロックの中央領域に少なくとも１つの穴を設けることで形成される、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記応力緩和部は、前記バットレスブロックの前記溝又は前記穴に、このブロックの圧縮弾性率よりも圧縮弾性率の小さい応力緩和材を設けることで形成される、請求項２又は３に記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記溝又は前記穴の深さは、前記バットレスブロックのゲージ厚さの１５％〜５０％である、請求項２又は３に記載の空気入りタイヤ。
【請求項６】
前記バットレスブロックのタイヤ周方向両端に設けられる前記溝は、タイヤ幅方向にて１ｍｍ以上である、請求項２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項７】
前記バットレスブロックのタイヤ周方向両端に設けられる前記溝は、タイヤ幅方向と垂直に又は傾斜して形成され、且つ、前記バットレスブロックの表面に対して垂直に又は傾斜して形成される、請求項２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項８】
前記応力緩和材は、発泡ゴム又はスポンジである、請求項４に記載の空気入りタイヤ。
【請求項９】
前記応力緩和部は、タイヤ周方向に長い楕円、又はタイヤ周方向に配列された複数の穴を設けることで形成される、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、タイヤの踏面を形成するトレッド部と、このトレッド部の幅方向両端にショルダー領域及びバットレス領域を介して連なる一対のサイドウォール部と、このサイドウォール部に連なる一対のビード部とを有し、リム接触点がトレッド接地端のタイヤ幅方向外側に位置する空気入りタイヤに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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（トレッド部の幅方向外側領域）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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平７−２２８１０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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さなブロック（以下、小ブロックと称する）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。
【０００７】
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、個々の該小ブロックの幅方向の陸部幅が小さくなるので、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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の目的を達成するため、この空気入りタイヤは、
タイヤの踏面を形成するトレッド部と、このトレッド部の幅方向両端にショルダー領域及びバットレス領域を介して連なる一対のサイドウォール部と、このサイドウォール部に連なる一対のビード部とを有し、リム接触点がトレッド接地端のタイヤ幅方向外側に位置する空気入りタイヤであって、
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、
タイヤ赤道面を中心としてトレッド接地端の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前記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／ｍｍ２以上０．０４個／ｍｍ２以下の範囲内であり、
前記小ブロックのタイヤ幅方向外側、且つ、前記トレッド接地端を跨って延在するバットレス領域にバットレスブロックを設け、
前記バットレスブロックは、前記トレッド接地端から、前記リム接触点を通ってタイヤ幅方向に垂直な線とタイヤ表面との交点までの領域の少なくとも一部に、前記トレッド部に加わるタイヤ幅方向の応力を緩和するための応力緩和部を有し、
前記小ブロックの表面輪郭の形状は、幅方向に線対称であり、かつ、八角形であることを特徴とする、空気入りタイヤである。
【００１１】
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。
【００１２】
また、「リム接触点」とは、上記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、タイヤがリムと接触する面のタイヤ幅方向の最外側の点のこと、すなわち、サイドウォール部とリムとの接触が始まる点のことを言う。
【００１３】
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。
【００１４】
また、ここで言う「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。
【００１５】
「小ブロック群の幅ＳＡＷ」とは、ショルダー領域内に在る、小ブロック群のタイヤ幅方向長さを指すものとする。
【００１６】
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ブロックの総表面積を言うものとし、言い換えれば、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。
【００１７】
また、前記応力緩和部は、前記バットレスブロックの、タイヤ周方向両端に溝を設けることで形成されるのが好ましい。
ここで、「タイヤ周方向両端に溝を設ける」とは、各バットレスブロックの周縁のうちタイヤ幅方向と略平行な２つの縁辺から、バットレスブロック中央領域に向かって溝が設けられることを言う。「溝」は、縁辺にそれぞれ別個の溝として存在してもよいし、両端からの溝が連続することで、連通する１つの溝として存在していてもよい。従って、タイヤ周方向両端に溝が設けられると、バットレスブロックの周縁のうちタイヤ幅方向と略平行な２つの縁辺上に、開口が設けられる状態となる。
【００１８】
あるいは、前記応力緩和部は、前記バットレスブロックの中央領域に少なくとも１つの穴を設けることで形成されるのが好ましい。
ここで、「穴を設ける」とは、バットレスブロックが周縁に開口を持たず、設けられた穴は、バットレスブロック内に終端を持つ状態のことを言う。
【００１９】
また、前記応力緩和部は、前記バットレスブロックの前記溝又は前記穴に、このブロックの圧縮弾性率よりも圧縮弾性率の小さい応力緩和材を設けることで形成されるのが好ましい。
【００２０】
また、前記溝又は前記穴の深さは、前記バットレスブロックのゲージ厚さの１５％〜５０％であることが好ましい。
ここで、「バットレスブロックのゲージ厚さ」とは、ベルト層の外面からタイヤ外表面までを、タイヤの外輪郭線上に立てた垂線に沿って測定した深さのことを言うものとする。そして、「前記溝又は前記穴の深さ」とは、タイヤの外輪郭線上に立てた垂線に沿って測定した深さのことを言う。
なお、溝又は穴の底部までの深さは、バットレスブロックのゲージ厚さの１５％〜５０％であることが好ましいが、より好適には、バットレスブロックのゲージ厚さの２０％〜５０％であるのが好ましい。
【００２１】
前記バットレスブロックのタイヤ周方向両端に設けられる前記溝は、タイヤ幅方向にて長さ１ｍｍ以上であること、また、タイヤ幅方向と垂直に又は傾斜して形成され、且つ、前記バットレスブロックの表面に対して垂直に又は傾斜して形成されることが好ましい。
【００２２】
また、前記応力緩和材は、発泡ゴム又はスポンジであることが好ましい。
【００２３】
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。
【発明の効果】
【００２４】
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、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ができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】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る。
【図２】図２（ａ）は、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。図２（ｂ）は、図２（ａ）で示す空気入りタイヤの荷重負荷における変形例を示す概念図である。
【図３】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。
【図４】図４（ａ）は、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拡大した図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）の一部をさらに拡大した図である。
【図５】この発明による応力緩和部の種々の形態を示した図である。
【図６】この発明による応力緩和部の他の実施形態を示した図である。
【図７】この発明による応力緩和部のさらに他の実施形態を示した図である。
【図８】この発明による空気入りタイヤの実施形態と、従来の空気入りタイヤの計測結果を比較した図である。
【図９】図９（ａ）は、従来の空気入りタイヤのトレッドパターンを示した図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）の線Ｑ−Ｑ’に沿って切った断面図を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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は、この発明による一実施形態の空気入りタイヤ（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。
【００２７】
この実施形態のタイヤは、図２（ａ）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及びバットレス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のバットレス領域とは反対側に形成され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。
【００２８】
図１においてタイヤ１は、タイヤのトレッド接地端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３ｂ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３ｂ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。
【００２９】
なお図１では、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は、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。
【００３０】
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に示すように、正八角形とするのが好ましい。角数が小さ過ぎると、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、一辺が短くなり過ぎて、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することが無い程度に、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のが好ましい。
但し、必ずしもこ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。
【００３１】
また、小ブロック４の表面積は、１００ｍｍ２以上１２００ｍｍ２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、１００ｍｍ２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、１２００ｍｍ２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。
【００３２】
そしてタイヤ表面には、図１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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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上記のような小ブロックを、千鳥状に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。
【００３６】
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。
【００３７】
さらにこのタイヤ１は、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列することで構成されている。
【００３８】
そしてこのタイヤ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４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／ｍｍ２以上０．０４個／ｍｍ２以下の範囲内にある。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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４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４の実施形態で言うショルダー領域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。
【００４２】
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、言い換えれば、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を指すものである。
【００４３】
この実施形態のタイヤにあっては、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るので、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。
【００４４】
従って、トレッド部に小ブロック４を有するこの実施形態のタイヤによれば、各ブロックに柔軟性を持たせ、ブロック毎の接地性を向上させることによって転がり抵抗を向上させることができる。さらに、優れた接地性及びエッジ効果の確保と、小ブロック４による効率的な水膜の除去を実現することにより、ウェット性能を向上させるという効果も有する。
【００４５】
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／ｍｍ２）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／ｍｍ２）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。
【００４６】
しかしながら、上記のような小ブロック４を、転がり抵抗を低減するためにショルダー領域に形成するだけでは、これらの小ブロック４が、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、肩落ち摩耗が生じるという問題が発生してしまうのである。
【００４７】
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２を用いて説明すると、以下の通りである。まず、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、ビード部からサイドウォール部２０、バットレス領域、ショルダー領域方向へと荷重がかかる（図２（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２（ｂ）に示すように幅方向の力を受けるため、路面近傍の小ブロック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２（ｂ）のようになる。
【００４８】
従って、この実施形態によるタイヤでは、上記のようにしてトレッド部２１に伝達される応力を緩和させるために、図２（ｂ）に示すように、バットレス領域のうち、少なくとも、接地端２から、リム５に組み付けた際にリム５と接触するリム接触点ＣＰを通ってタイヤ幅方向に垂直な線Ａ−Ａ’とバットレス領域の表面との交点ＩＰまで、すなわちＡ’−Ｂ’の領域（以下、バットレスブロック領域ＢＡと言う）に、トレッド部に加わる幅方向の応力を緩和するための応力緩和部を有するブロックを有することを特徴としている。
【００４９】
以下では、このバットレスブロック領域ＢＡに設けられるブロックを、バットレスブロック６と称している。バットレスブロック領域ＢＡは、図１及び図２（ｂ）に示すように、上述のショルダー領域ＳＡに隣接し、それぞれ、ショルダー領域ＳＡよりも幅方向外側に形成される。そして、このバットレスブロック６をタイヤ周方向に複数個配列することで、バットレスブロック列ＢＧｂが構成されている。
【００５０】
応力緩和部が設けられるバットレスブロック６の形状は、図１に示すように、トレッド幅方向に横長の形状であることが好ましい。また、バットレスブロック領域ＢＡは、接地端２から交点ＩＰまでの間に設けることが好ましい。しかし、必ずしもこの領域に限定されるわけではなく、タイヤ赤道面Ｃと交点ＩＰまでのタイヤ幅方向の距離（すなわち、赤道面Ｃから線Ａ−Ａ’までの距離）をＬとした場合に、交点ＩＰから、距離０．１Ｌまでの範囲でタイヤ幅方向外側にずらしても構わない。
【００５１】
そして、バットレスブロック領域ＢＡに設けられるバットレスブロック６に、以下に例示するような応力緩和部を形成することによって、タイヤに荷重をかけた際にトレッド部へ伝達される応力を低減して、トレッド部にかかる力を緩和させる。このようにして伝達される応力を小さくすることができれば、ショルダー領域ＳＡに設けられた小ブロック４と路面とで生じる、せん断力を低減させることができる。これにより、結果として、小ブロック４で構成されるトレッドパターンの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るのである。
【００５２】
図５〜７は、ショルダー領域ＳＡ及びバットレスブロック領域ＢＡの各々に設けられる複数のブロックを有するタイヤ１の、トレッドパターンを示した部分展開図である。ここで、図５〜７で示す平面図は、図１で図示したタイヤのトレッドパターンの展開図の、赤道面Ｃから紙面に対して右半分に相当する部分を図示している。すなわち、ここで示す平面図は、紙面に対して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）を示しており、左方向がタイヤ幅方向内側、右側がタイヤ幅方向外側を示している。
【００５３】
＜溝を形成する場合＞
図５では、応力緩和部として、溝が形成される場合について説明する。
図５には、バットレスブロック領域ＢＡに設けられるバットレスブロック６の各々に対し、応力緩和部として、タイヤ周方向両端に溝１１が形成される場合の一例が示されている。なお、図５（ａ−i）〜図５（ａ−vi）に示される拡大図は、横長のバットレスブロック６の拡大図である。また、図５（ｂ−i）〜図５（ｂ−v）は、例えば図５（ａ−iii）の線Ｐ―Ｐ’における断面の例をそれぞれ示している。
【００５４】
（溝の平面形状）
溝１１は、図５（ａ−i）で示すように、バットレスブロック６の周縁のうち、タイヤ幅方向と略平行な縁辺から、バットレスブロック中央領域に向かって開口が設けられることによって形成される。この溝１１は、図５（ａ−i）で示すように、２つの縁辺に、それぞれ別個の溝として形成されてもよいし、図５（ａ−ii）〜（ａ−vi）で示すように、両辺からの溝が連続することで、連通する１つの溝として形成されてもよい。
【００５５】
タイヤへ重力負荷がかかる時、サイドウォール部からトレッド部へ力が伝達されることになるが、このようにバットレスブロックに溝を設けることで、トレッド部方向にかかる力をこの溝で吸収することができる。つまり、力がトレッド部へ伝達される前に、サイドウォール部とトレッド部との間に位置するバットレス領域において、事前に力を吸収して小さくすることができるのである。
【００５６】
また、溝１１は、図５（ａ−i）〜図５（ａ−vi）の拡大図から分かるように、タイヤ幅方向に略垂直に形成される部分や、タイヤ幅方向に対して傾斜して形成される部分を有する。このように、溝１１は、バットレスブロック６のタイヤ幅方向と平行な２つの縁辺に対して垂直に、又は傾斜して形成することができる。また、この図５（ａ−i）〜図５（ａ−vi）で示すように、垂直する部分及び傾斜する部分の双方を有するように形成することもできる。
この場合、２つの縁辺に対して垂直（すなわち、タイヤ幅方向に対して垂直）に溝１１を形成した方が、リム５からの応力伝達を効果的に緩和することができるが、傾斜して形成した場合には、形成した溝の全域によって応力伝達を緩和させることができる。従って、傾斜して溝を形成する場合の傾斜方向は、一方向であっても、異なる種々の方向にジグザグ状であってもよい。
【００５７】
また、タイヤ表面における、溝１１のタイヤ幅方向の幅及び周方向の長さは、一定であっても異なるようになっていてもよいが、溝１１のタイヤ幅方向の寸法は、１ｍｍ以上であることが好ましい。ここで、溝のタイヤ幅方向寸法を長くするのは、伝達される力はサイドウォール部からトレッド部方向へ伝わるので、この力と直交する溝面積を大きくするためである。この伝達される力と直交する溝面積を大きくすれば、バットレスブロック６がこの溝に倒れこむことで、溝で吸収する力を大きくすることができ、トレッド部へ伝わる力をより小さくすることができる。そして、溝のタイヤ幅方向寸法を１ｍｍ以上としたのは、サイドウォール部から伝達される力が加わった場合に、バットレスブロック６に設けられる開口がこれよりも短い長さであると、開口部でこの力を十分に吸収することができず、力がトレッド部へそのまま伝達されてしまうからである。
【００５８】
（溝の断面深さ）
また、図５の溝１１の深さは、図５（ｂ−i）〜図５（ｂ−v）の断面図から分かるように、様々な深さにすることができるが、バットレスブロック６の外表面から溝の底部までの深さは、バットレスブロック６の溝が形成されていない部分のゲージ厚さ（すなわち、ベルト層の外面からタイヤ外表面までを、タイヤの外輪郭線上に立てた垂線に沿って測定した深さ）の１５％〜５０％であり、さらに好ましくは２０％〜５０％である。
【００５９】
上述の通り、サイドウォール部からトレッド部方向へ力がかかる際、バットレスブロック６が溝１１に倒れこんで、力を吸収することになる。従って、このように溝１１に深さを設けることで、バットレスブロック６が自由に溝に倒れ込みやすくなり、力を吸収することができるようになるからである。
【００６０】
そして、深さをゲージ厚の１５％〜５０％とする理由は、ゲージ厚さの１５％未満の深さでは、溝が浅過ぎるためにバットレスブロック６の自由度が小さく、溝に倒れこむことができずにサイドウォール部へ伝達される応力を十分に吸収することができないからである。また、５０％よりも深く形成してしまうと、バットレスブロック６の自由度が大きくなるので、バットレス領域がタイヤと接触するような場合（すなわち、赤道面Ｃが傾く場合）には、タイヤ荷重負荷時にブロックが溝に大きく倒れこんでしまい、ブロックの形状を保つことができないからである。そして、ゲージ厚さの２０％〜５０％の深さとした場合、より効果的に応力を吸収することができると共に、ブロックの形状を保つことができる。
【００６１】
そして上記の通り、この溝１１はバットレスブロックの表面に対して垂直に、又は傾斜して形成することができる。従って、溝１１の深さは、全範囲で同一であってもよいし、異なる深さを有してもよい。トレッド部へ伝達する応力を十分に吸収して緩和することができるように、溝１１の最も深い部分が、上記の深さを有するように形成してあればよい。
【００６２】
＜穴を形成する場合＞
図６では、応力緩和部として、バットレスブロック６の中央領域に、１つ又は複数個の穴が形成される場合について説明する。
【００６３】
（穴の平面形状）
応力緩和部として形成される穴１２は、図６の拡大図から分かるように、バットレスブロック６が周縁に開口を持たず、バットレスブロック６内に穴１２の終端がある状態で形成される。そして穴１２は、バットレスブロック６各々の、タイヤ表面のほぼ中央領域に形成される。
【００６４】
タイヤへ重力負荷がかかる時、サイドウォール部からトレッド部へ力が伝達されることになるが、このようにバットレスブロックに穴を設けた場合、この穴を利用してバットレスブロックが撓んで、トレッド部方向にかかる力を吸収することができる。つまり、力がトレッド部へ伝達される前に、サイドウォール部とトレッド部との間に位置するバットレス領域において、事前に力を吸収して小さくすることができるのである。
【００６５】
ここで、ほぼ中央領域とは、図６（ａ）のように穴１２が１個である場合には、バットレスブロック６各々の平面図において、この穴１２の中心が、バットレスブロック６の図心に位置することが好ましい。また、図６（ｂ）のように複数個の穴１２を形成する場合には、バットレスブロック６各々の平面図において、複数個の穴１２が、バットレスブロック６の図心と対称に位置することが好ましい。荷重負荷時のリムからの力は、バットレス領域を介してトレッド部へタイヤ幅方向内側に伝達されるので、穴１２をこのように位置させることによって、このタイヤ幅方向内側へかかる力を、均一に緩和させることが可能となる。
【００６６】
また、図６（ａ）の例では、穴１２の形状を楕円形状としているが、この形状は、円状、四角形、多角形状等、種々の形状とすることができる。
そして、図６（ａ）の例のように楕円形状とする場合には、周方向に長い穴形状であるのが好ましい。溝を周方向に長く設ける理由と同様に、伝達される力と直交する穴面積を大きくすれば、この穴面積にかかる力によってバットレスブロック６が撓んで、吸収する力を大きくすることができ、トレッド部へ伝わる力をより小さくすることができるからである。従って、図６（ｂ）のように円状の穴を複数設ける場合には、周方向に、円状の穴を複数個設けることが好ましい。
【００６７】
（穴の断面深さ）
穴１２の断面深さ及び作用効果は、上述した、溝を形成する場合と同じである。
【００６８】
＜応力緩和部を形成する場合＞
図７では、上述の溝１１又は穴１２を形成した部分に、タイヤへの荷重負荷時にリムからトレッド部へかかる応力を阻害して力を緩和させるための、応力緩和材１３を設けている点が、実施例１及び２と異なる。その他の応力緩和材の平面形状、応力緩和材の断面深さは、上述した、溝１１又は穴１２を形成する場合と同じである。
【００６９】
この応力緩和材１３には、サイドウォール部からトレッド部へと伝達される力を吸収することができる部材を使用し、バットレスブロック６の圧縮弾性率よりも圧縮弾性率７０％以下の小さい部材を用いる。このように、バットレスブロック６よりも圧縮弾性率が小さい部材を溝又は穴に設けた場合、サイドウォール部からトレッド部へ力が伝達される場合にも、溝の場合には、バットレスブロックが自身よりも圧縮弾性率の小さい溝に倒れこむことによって、また、穴の場合には、自身よりも圧縮弾性率の小さいこの穴を利用してバットレスブロックが撓むことによって、応力を緩和することができる。そしてさらに、溝又は穴に応力緩和材を設ければ、応力緩和材によって溝又は穴部分が充填されるようになり、バットレスブロックに溝又は穴が無い形状となる。従って、応力緩和材を設けない場合に比べて、個々のバットレスブロックを強固なものとすることができる。
【００７０】
バットレスブロック６の圧縮弾性率よりも圧縮弾性率の小さい部材としては、例えば、発泡ゴムやスポンジが挙げられる。発泡ゴムの場合、バットレスブロック６を形成するゴムとの親和性が良いので、タイヤに負荷がかかってタイヤ形状が変形する場合にも、バットレスブロック６と一体となって柔軟に変形することができる。またスポンジの場合、粘着剤を介してバットレスブロック６と付着させやすいので、タイヤに負荷がかかった場合にも、スポンジが取れてしまうことなく、強固に付着させておくことができる。ただし、これらは例示であって、必ずしもこれらに限定されるわけではない点に留意すべきである。
【００７１】
上記で説明したこれらの応力緩和部は、バットレスブロック６の全てに形成されていても、部分的に形成されていてもよい。部分的に形成されている場合には、応力緩和部を有するブロックで、タイヤに荷重をかけたときにリムからトレッド部へかかる応力を吸収して緩和させることができればよい。従ってこの場合には、タイヤ全体で応力緩和部の効果を発揮することができるように、タイヤ周方向に、均等に応力緩和部を形成することが好ましい。
【００７２】
なお、バットレスブロック６は、例えば図１で示すように、バットレスブロック６の端部が、隣接する小ブロック４と、接地端２を境界線として交互に配置されるのが好ましい。従って、小ブロック４の表面輪郭形状が八角形である場合、該小ブロック４と対面する部分のバットレスブロック６の端部の形状は、八角形の半分の形状を有することが好ましい。この場合、バットレスブロック６に設けられる長い溝は、隣接する小ブロック４の列よりもさらに一列だけタイヤ幅方向内側に位置する小ブロック４の周囲に設けられる溝と、タイヤ幅方向において同じ位置且つ同じ長さとして設けられる。
【００７３】
また、上記で説明したバットレスブロック６の実施形態は一例であって、他の形状又は他の溝幅等、他の種々の実施形態へ変更可能である点に留意すべきである。
【００７４】
＜せん断力の計測＞
上記のようにして形成した溝を応力緩和部として有する横長のブロックと、幅方向内側に小ブロックとを有するタイヤを用いて、この応力緩和部にかかるせん断力を計測した結果を、図８に示した。計測は、特開平７−６３６５８号公報に記載のタイヤ踏面の接地部測定装置を用いて行った。
【００７５】
ここで、この発明による形態と比較するために、図９に示す従来例を用いた。図９（ａ）に示すように、従来例では、バットレスブロック領域ＢＡに設けられるバットレスブロック６’は、そのままの形状であって、応力緩和部は設けられていない。また図９（ｂ）は、図９（ａ）で示す線Ｑ−Ｑ’の断面図である。
【００７６】
計測位置はいずれも、接地端より５ｍｍタイヤ幅方向内側であって、具体的には、図５〜７で示す各点線位置にかかるせん断力を計測している。縦軸は、いずれも、応力緩和部を有さない場合（従来例）を基準１００とした指数値で表しており、数字が小さいほどせん断力が小さいことを示している。横軸は周方向位置であり、１がブロック踏み込み側、３がブロック蹴り出し側を示している。
【００７７】
上記せん断力の計測結果から、バットレスブロックに応力緩和部を設けた方が、いずれの場合も、せん断力が小さくなることがわかった。
【００７８】
また、例示した形態の中でも、連通する穴を設けた場合（図５（ａ−ii）〜図５（ａ−vi）には、踏み込み側から蹴り出し側の全体に亘って、せん断力が小さくなっていることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
この発明によって、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が可能となった。
【符号の説明】
【００８０】
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
１１          溝
１２          穴
１３          応力緩和材
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
ＢＡ          バットレスブロック領域
ＣＰ          リム接触点
ＩＰ          交点
【図１】
0005506477.tif 000002
【図２】
0005506477.tif 000003
【図３】
0005506477.tif 000004
【図４】
0005506477.tif 000005
【図５】
0005506477.tif 000006
【図６】
0005506477.tif 000007
【図７】
0005506477.tif 000008
【図８】
0005506477.tif 000009
【図９】
0005506477.tif 000010