(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のトレッドに複数本の溝を配置してこれらを交差させることにより多数のブロックを形成した空気入りタイヤであって、トレッド端部に位置するブロックの蹴り出し側のブロック側面のみにサイプを配置してブロックをタイヤ径方向内側の領域と外側の領域とに部分的に分離し、該サイプがジグザグ状に延びることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
ブロック側面に配置されたサイプが、タイヤ幅方向に延びる請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
トレッドに多数のブロックを形成した空気入りタイヤの偏摩耗抑制に関する。
【０００２】
【従来の技術】
乾燥路及び湿潤路に良好な操縦安定性を有するトレッドパターンとして、乗用車用タイヤを中心として、トレッドに多数のブロックを形成したパターンが多用されている。しかしながら、ブロックパターンのタイヤにほぼ共通の問題としてヒール・アンド・トゥ摩耗と呼ばれる偏摩耗がある。これは、摩耗の進展に伴い、同一ブロック内にてタイヤ回転方向後方側（以下、「蹴り出し側」と称することもある）が先方側（以下、「踏み込み側」と称することもある）の摩耗量より多くなる現象であって、極度に進んだ場合にはトレッドが凸凹となり、使用者に不良観を与えたり、操縦性能に影響を与えてしまう。
【０００３】
ヒール・アンド・トゥ摩耗を抑制するために、ブロックを形成する溝を浅くしたり、ブロック側面の傾斜角度を変える手段により、ブロックの変形を抑制することが考えられる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、溝を浅くした場合には、摩耗進展に伴い外観の不良が生じるだけでなく、湿潤路での操縦安定性を悪化させてしまうことになる。一方、ブロック側面の傾斜角度を変えるにしても、ヒール・アンド・トゥ摩耗を促進するような傾斜角度を回避しながらパターンをデザインすることは、該デザインの自由度を低下させ、また傾斜角度の変更は湿潤路での操縦安定性を悪化させる場合もある。そこでこの発明は、これらの諸問題を回避しながら、すなわち上記以外の手段によりヒール・アンド・トゥ摩耗の抑制を目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、円筒状のトレッドに複数本の溝を配置してこれらを交差させることにより多数のブロックを形成した空気入りタイヤであって、トレッド端部に位置するブロックの、タイヤ周方向に対して交差する向きに延びる溝（以下、単に「横溝」ともいう）に面したブロック側面のうち、蹴り出し側に位置するブロック側面のみにサイプを配置してブロックをタイヤ径方向内側の領域と外側の領域とに部分的に分離し、該サイプがジグザグ状に延びることを特徴とする空気入りタイヤである。
【０００６】
ここで、ブロック側面に配置されたサイプが、タイヤ幅方向に延びることが好ましく、また、上記サイプは、トレッド表面からベルト構造体までのブロック厚みに対して、トレッド表面から０．１０倍〜０．５０倍の範囲の任意の位置に配置することが好ましい。ここでベルト構造体とは、ベルトのみの場合にはベルトを指し、タイヤがベルト補強層をも有する場合にはベルト補強層も含めるものとする。
【０００７】
また、ここでサイプとは、タイヤの接地時に閉じてしまう幅を有する細溝を総称し、またジグザグ状とは、Ｚ字状やＳ字状等を含むものとする。またトレッド端部に位置するブロック以外に該サイプを配置してもよい。
【０００８】
【作用】
発明者が、ブロックが路面に接してから離れるまでの変形を詳細に観察したところ、接地時のブロックの変形は、以下の３つの変形に分離できることが明らかとなった。
（１）ブロック断面内での、タイヤ周方向及び幅方向の剪断変形。
（２）ブロックが路面から離れる際の、踏み込み側と蹴り出し側との間に生じるトレッド表面内剪断変形。
（３）荷重負荷によるブロック側面の膨出変形。
これらの変形が、路面からブロックに作用する摩擦力及び滑りを発生させて、その量が踏み込み側より蹴り出し側で大きくなるため、ヒール・アンド・トゥ摩耗が発生するのである。
【０００９】
ヒール・アンド・トゥ摩耗は、特にトレッド端近傍に位置するショルダーブロックで発生しやすいことは周知であるが、ショルダーブロックでは、上記変形のうち、ブロック断面内でのタイヤ周方向の変形よりも幅方向での変形、またトレッド表面内剪断変形の割合が大きいことが今回明らかとなった。この点は、従来、ヒール・アンド・トゥ摩耗に関してタイヤ周方向の変形が着目されていたのと対照的である。
【００１０】
この発明に従えば、ブロック側面にサイプを配置することにより、ブロックはサイプよりタイヤ径方向内側の領域ａと外側の領域ｂとに部分的に分離されることになる。これにより、ベルト構造体と路面との間に位置するトレッドの剪断変形については上記領域ａが主に負担し、これに対して上記領域ｂの変形は抑制される。したがって、路面からブロックに作用する摩擦力及び滑りが抑制されて、ヒール・アンド・トゥ摩耗が抑制されるのである。しかも、上記サイプはジグザグ状に延びており、上記領域ａとｂの間にずれが生じて、かえって領域ｂの変位量が増大して滑り量が増大してしまう虞もない。
【００１１】
ここで上記したように、ブロック断面内でのタイヤ周方向の変形よりも幅方向での変形、またトレッド表面内剪断変形の割合が大きいことから、ブロック側面に配置されるサイプはタイヤ幅方向に延びることが好ましいのである。
【００１２】
また上記サイプは、トレッド表面からベルト構造体までのブロック厚みに対して、トレッド表面から０．１０倍〜０．５０倍の範囲に配置することが好ましが、０．１０倍未満だと偏摩耗抑制効果は大きいものの、摩耗初期を過ぎるとサイプが消滅してしまうので、これ以後の効果が期待できないからであり、０．５０倍を越えると摩耗初期から中期での作用が十分でなく、摩耗核発生を抑制できず、偏摩耗抑制効果が小さいからである。
【００１３】
【実施例】
この発明にしたがって、サイズ１８５／７０Ｒ１４の空気入りタイヤを試作した。以下、図面に基づき説明していく。図１は上記空気入りタイヤのトレッドパターンの展開図を示しており、タイヤ赤道面Ｏに対して該トレッドパターンは左右対称なので左側半分を省略している。図１に示されているように、トレッド１には、タイヤ周方向にストレート状に延びる周方向溝２がタイヤ赤道面Ｏを挟んでそれぞれ２本ずつ配置されており、これにほぼ直交する横溝３が多数本配置されることにより、トレッドに多数のブロック４が形成されている。図１においてブロック４は矩形であり、トレッドパターンはいわゆるキャラメルパターンであるが、本発明がこれ以外のブロックにも適用されることはいうまでもない。
【００１４】
図２（ａ）には、トレッド端部に位置するブロック、いわゆるショルダーブロック 4-1の斜視図が示され、図２（ｂ）には該ブロックのタイヤ周方向でのブロック断面図が示されている。これらの図に示されているように、ショルダーブロック４−１には、サイプ６が横溝３に面する一つのブロック側面に配置されている。該サイプは、タイヤ幅方向に波状に延びており、その振幅は１．５ｍｍ、波長は５．０ｍｍであった。また、幅方向でのサイプ長さＬは２５ｍｍ、サイプ幅は０．３ｍｍ、ブロック内部へのサイプ深さｓは２．０ｍｍ、トレッド表面との最短距離ｈは１．０ｍｍであった。また、このタイヤの内部補強構造は図示しないが、１対のビードコアの周りにタイヤ内側から外側へと折り返すことにより係留されてトロイド状に延びるラジアルカーカスと、該カーカスのクラウン部に、タイヤ赤道面に対して傾斜して延びる多数本のスチールコードをゴム被覆してなるプライを該コードがタイヤ赤道面を挟んで交差するように積層した２枚のプライからなるベルトを配置した、周知の構造である。このタイヤにはベルト補強層は配置しなかったので、この発明でいうベルト構造体とは、上記ベルトのこととなる。上記サイプは、トレッド表面との最短距離ｈが１．０ｍｍであったが、これはトレッド表面からベルトまでのブロック厚みに対して、０．１３倍に相当した。このタイヤを発明タイヤ１とする。
【００１５】
図３には、図２（ｂ）と同様に、他の発明タイヤのショルダーブロック４−１のタイヤ周方向でのブロック断面図が示されている。サイプ６の配置位置について、トレッド表面との最短距離ｈが３．０ｍｍであり、該距離はトレッド表面からベルトまでのブロック厚みに対して０．４０倍に相当する点以外は、発明タイヤ１と同様の構造であった。このタイヤを発明タイヤ２とする。
【００１６】
発明タイヤの比較として、図４〜６にそれぞれ示す比較タイヤ１〜３と図７に示す従来タイヤも試作した。図４には、比較タイヤ１のショルダーブロック４−１のタイヤ周方向でのブロック断面図が示されている。サイプ６が横溝３に面する両ブロック側面に配置された点以外は、発明タイヤ２と同様の構造であった。
【００１７】
図５（ａ）には、比較タイヤ２のショルダーブロック４−１の斜視図が示され、図５（ｂ）には該ブロックのタイヤ幅方向でのブロック断面図が示されている。これらの図に示されているように、ショルダーブロック４−１には、サイプ６が周方向溝２に面するブロック側面に配置されている。該サイプは、タイヤ周方向に波状に延びており、その振幅は１．５mm、波長は５．０mmであった。また、タイヤ周方向でのサイプ長さＬは２４mm、サイプ幅は０．３mm、ブロック内部へのサイプ深さｓは２．０mm、サイプの配置位置について、トレッド表面との最短距離ｈは２．０mmであった。
【００１８】
図６及び図７に示しているのは、図２（ａ）と同様に、ショルダーブロック４−１の斜視図である。図６に示す比較タイヤ３では、横溝３に面する一つのブロック側面に配置するサイプ６をほぼトレッド表面と平行に延びるサイプとし、該サイプにつき、サイプ長さＬが２５ｍｍ、サイプ幅は０．３ｍｍ、ブロック内部へのサイプ深さｓは２．０ｍｍ、サイプの配置位置についてトレッド表面との距離ｈは２．０ｍｍとした。一方、図７に示す従来タイヤはブロック側面にサイプのないタイヤとした。
【００１９】
上記発明タイヤ１、２、比較タイヤ１〜３及び従来タイヤのそれぞれを、サイズ５．５Ｊ×１４のリムにリム組みして、内圧を１．９ｋｇｆ／ｃｍ２とし、室内摩耗試験機に取りつけた。該試験機のドラムにはセーフティウォークを貼りつけており、該ドラムに各タイヤを４５０ｋｇｆの荷重にて圧着し、スリップ角０．５°、制動力５０ｋｇｆを付加しながら、速度５０ｋｍ／ｈで１００ｋｍ走行させて、走行後の摩耗状態を比較した。摩耗状態の比較にあたっては、ブロックの最も高い位置と蹴り出し側のトレッド表面段差量により比較評価した。尚、発明タイヤ及び比較タイヤにおいては、サイプが配置されたブロック側面が蹴り出し側に位置するように回転方向が決定された。また、試験にあたっては室温を３０℃に設定した。
【００２０】
この結果を従来例を１００とする指数評価で示すと、比較例１で９０、比較例２で８８、比較例３で８５、発明タイヤ１で７５、発明タイヤ２で８２であり（指数は小さいほど良好である）、発明タイヤにおいては顕著にヒール・アンド・トゥ摩耗が抑制されている。
【００２１】
【発明の効果】
この発明によれば、トレッドに多数のブロックを形成した空気入りタイヤのヒール・アンド・トゥ摩耗を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】空気入りタイヤのトレッドパターン展開図である。
【図２】（ａ）は、発明タイヤのトレッド端部に位置するブロック４−１の斜視図、（ｂ）は該ブロックのタイヤ周方向でのブロック断面図である。
【図３】他の発明タイヤのタイヤ周方向でのブロック断面図である。
【図４】比較タイヤ１のタイヤ周方向でのブロック断面図である。
【図５】（ａ）は、比較タイヤ２のトレッド端部に位置するブロック４−１の斜視図、（ｂ）は該ブロックのタイヤ幅方向でのブロック断面図である。
【図６】比較タイヤ３のトレッド端部に位置するブロック４−１の斜視図である。
【図７】従来タイヤのトレッド端部に位置するブロック４−１の斜視図である。
【符号の説明】
１  トレッド
２  周方向溝
３  横溝
４  ブロック
６  サイプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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