(57)【要約】【課題】ラグ溝に底上げ部を設けたり、ブロックに穴を空けたりせず、ブロックの形状を工夫することにより、ブロックのタイヤ幅方向及び周方向の滑りの不均一を低減する。【解決手段】周方向溝及びラグ溝により区画されるブロックは、周方向の両端側から中央にかけて幅が広くなる形状を有する。また、同一の周方向溝に面する２辺11，12が周方向Ｌ1となす角度（＝赤道面となす角度）α，βは向きが反対である。矩形ブロックと比較すると、踏込端側の滑りが大きくなり、蹴出端側の滑りが小さくなることにより、周方向の滑りの不均一の程度が軽減される。２辺11，12のなす角度γを120乃至150°とすると共に、ブロックのタイヤ幅方向断面の最大長さに対する前記ブロックのタイヤ周方向最大長さの比を1.5乃至1.8とすることで、周方向及び幅方向の偏摩耗性を向上させる。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部に、タイヤ周方向に延びる複数本の周方向溝と幅方向に延びる複数本のラグ溝とによって区画されたブロックからなる複数のブロック列を有する重荷重用空気入りタイヤにおいて、
前記複数のブロック列のうちの少なくとも１列を構成する前記ブロックのタイヤ幅方向断面の長さが前記ブロックのタイヤ周方向両端から中央部にかけて増大するとともに、同一の周方向溝に面する前記ブロックの２辺がタイヤ周方向に対して反対側に向いており、かつ前記ラグ溝とタイヤ赤道面とのなす角度が70乃至85°であることを特徴とする重荷重用空気入りタイヤ。
【請求項２】
請求項１記載の重荷重用空気入りタイヤにおいて、
前記ブロックが、溝又はサイプを有していないことを特徴とする重荷重用空気入りタイヤ。
【請求項３】
請求項１又は２記載の重荷重用空気入りタイヤにおいて、
前記２辺のなす内角が120乃至150°であることを特徴とする重荷重用空気入りタイヤ。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかに記載の重荷重用空気入りタイヤにおいて、
前記ブロックのタイヤ幅方向断面の最大長さに対する前記ブロックのタイヤ周方向の最大長さの比が1.5乃至1.8であることを特徴とする重荷重用空気入りタイヤ。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかに記載の重荷重用空気入りタイヤにおいて、
車両の駆動軸に装着することを指示する手段を備えたことを特徴とする重荷重用空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、重荷重用空気入りタイヤに関し、詳細には、トレッド部のブロックの形状の工夫により、ブロックのヒールアンドトウ摩耗の抑制、及び走行中の騒音の低減を可能にした重荷重用空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
重荷重用空気入りタイヤのトレッドパターンとしては、タイヤ周方向に延びる複数本の主溝と、これらの主溝と交叉する複数本のラグ溝とにより区画されたブロックを有するブロックパターンが多い。
【０００３】
このようなブロックパターンの場合、タイヤの走行によって生じる偏摩耗は、主にブロックの周方向両端に摩耗の差を生じるヒールアンドトウ摩耗である。ヒールアンドトウ摩耗とは、走行時のブロックの運動と負荷による変形の関係で、周方向の蹴出端（最後に接地する部分）ほど摩耗が激しく、踏込端（最初に接地する部分）では摩耗が小さくなる摩耗のことである。重荷重用空気入りタイヤの実際の使用では、図４に示すように、ブロック31のタイヤ幅方向外側（以下、「ブロック外側」と言う）の蹴出端32の摩耗量が大きくなる。つまり、ブロック31の周方向及び幅方向の双方の摩耗量が不均一となる。
【０００４】
このような摩耗に対して、従来多くの抑制策が提案されている。例えば、特許文献１には、ブロックを区画するラグ溝内に底上げ部を設け、ラグ溝の一部を浅くすることにより、ブロックのタイヤ周方向の曲げ剛性を高めて倒れこみを抑制するようにした重荷重用空気入りタイヤが開示されている。また、特許文献２には、ブロックに、ゴムの逃げ場所となる複数の穴を設けることにより、ブロックに作用する剪断力を低減させるようにした空気入りタイヤが開示されている。
【特許文献１】特開平６−１７１３１８号公報
【特許文献２】特開平８−１１８９１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に開示されている重荷重用空気入りタイヤの場合、底上げ部を設けたことで、ウェット性能が低下する。また、特許文献２に開示されている空気入りタイヤでは、ブロック剛性の低下によるブロック欠けが発生し易くなる。さらに、図４に示すような、タイヤ幅方向の不均一性を含めた偏摩耗性能全体では満足できるものではない。
【０００６】
ブロックの摩耗量が、ブロックと路面との間に生ずる滑りと、路面からブロックに作用する剪断力（接地圧と摩擦係数μとの積）との積である摩耗エネルギーと相関関係にあることは知られている。ここで、剪断力は蹴出端の方が踏込端より大きい。滑りにはベルト曲げ変形（ベルトトレッド相対変位）による滑りと、ブロックの圧縮変形（クラッシング、潰れ）の回復による滑りとがあり、前者はタイヤの回転方向に滑りが生じ、後者はブロック壁面と直角方向外向きに滑りが生ずる。
【０００７】
発明者が市場走行を想定した条件での滑りを解析した結果、ブロック外側の蹴出端に滑りが集中しており、図４に示す摩耗形態と対応していることが確認された。これは接地圧の集中によるものである。また、重荷重用空気入りタイヤにおいては、耐カット性の向上のためにトレッドゲージを厚くするのが一般的であるが、トレッド変形を鋭意解析した結果、トレッドゲージを厚くしたことにより、蹴出時にベルト曲げ変形（ベルトトレッド相対変位）の影響を受けて、タイヤの回転方向と同方向の滑りが大きいことを見いだした。このように、ブロックの摩耗量は滑りと相関性があるので、ブロックの偏摩耗を低減するためには、タイヤ周方向及び幅方向の滑りの不均一を低減すればよいことが分かった。また、重荷重用空気入りタイヤの場合、タイヤの回転方向と同方向の滑りが大きいので、その不均一を低減することが偏摩耗性の向上に有効であることが分かった。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、ラグ溝に底上げ部を設けたり、ブロックに穴を空けたりせず、ブロックの形状を工夫してブロックのタイヤ幅方向及び周方向の滑りの不均一を低減することにより、ブロックのタイヤ幅方向及び周方向の偏摩耗性を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１の発明は、トレッド部に、タイヤ周方向に延びる複数本の周方向溝と、幅方向に延びる複数本のラグ溝とによって区画されたブロックからなる複数のブロック列を有する重荷重用空気入りタイヤにおいて、前記複数のブロック列のうちの少なくとも１列を構成する前記ブロックのタイヤ幅方向断面の長さが前記ブロックのタイヤ周方向両端から中央部にかけて増大するとともに、同一の周方向溝に面する前記ブロックの２辺がタイヤ周方向に対して反対側に向いており、かつ前記ラグ溝とタイヤ赤道面とのなす角度が70乃至85°であることを特徴とする重荷重用空気入りタイヤである。
請求項２の発明は、請求項１記載の重荷重用空気入りタイヤにおいて、前記ブロックが溝又はサイプを有していないことを特徴とする重荷重用空気入りタイヤである。
請求項３の発明は、請求項１又は２記載の重荷重用空気入りタイヤにおいて、前記２辺のなす内角が120乃至150°であることを特徴とする重荷重用空気入りタイヤである。
請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の重荷重用空気入りタイヤにおいて、前記ブロックのタイヤ幅方向断面の最大長さに対する前記ブロックのタイヤ周方向の最大長さの比が1.5乃至1.8であることを特徴とする重荷重用空気入りタイヤである。
請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかに記載の重荷重用空気入りタイヤにおいて、車両の駆動軸に装着することを指示する手段を備えたことを特徴とする重荷重用空気入りタイヤである。
【００１０】
（作用）
請求項１の発明によれば、ブロックのタイヤ幅方向断面の長さをブロックのタイヤ周方向両端から中央部にかけて増大させるとともに、同一の周方向溝に面するブロックの２辺をタイヤ周方向に対して反対向きにしたことで、ブロックのタイヤ進行方向に対し先に接地する部分（踏込端側）では、ブロックの変形回復による滑りがベルトの曲げ変形による滑りと同方向（タイヤ回転方向）の成分を持つため、それらのベクトル和の大きさは矩形ブロックの場合よりも大きくなり、タイヤ進行方向に対し後から接地する部分（蹴出端側）では、ブロックの変形回復による滑りがベルトの曲げ変形による滑りと逆方向の成分を持つため、それらのベクトル和の大きさは矩形ブロックの場合よりも小さくなる。また、ラグ溝がタイヤ赤道面と70乃至85°をなすようにしたことで、ブロックが接地するときの衝撃を低減する。
請求項２の発明によれば、溝又はサイプを有することによるブロック剛性の低下を防止出来る。
請求項３の発明によれば、ブロックにおける前記２辺に挟まれた領域の剛性、及びブロックの蹴出端の滑り量を相対的に低減させる効果を確保する。
請求項４の発明によれば、ブロックのタイヤ周方向及び幅方向の剛性を確保することで、ブロックのタイヤ周方向及び幅方向の摩耗量の不均一を防止する。
請求項５の発明によれば、車両の駆動軸に装着することを指示する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、ブロックの形状を工夫してブロックのタイヤ幅方向及び周方向の滑り量の不均一を低減することにより、ブロックのタイヤ幅方向及び周方向の偏摩耗性を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１に示すように、本発明の実施形態の重荷重用空気入りタイヤのトレッドパターン１は、タイヤ周方向（以下、「周方向」と言う）にジグザグに延びる第１の周方向溝２及び第２の周方向溝３を備えている。ここで、第１の周方向溝２と第２の周方向溝３とは交互に配置されており、第１の周方向溝２の幅は第２の周方向溝３の幅よりも狭い。また、第１の周方向２のジグザグの位相と、第２の周方向溝３のジグザグの位相とは略反対である。
【００１３】
また、タイヤ幅方向（以下、「幅方向」と言う）の両側の最も外側の第２の周方向溝３の外側のトレッド踏面には、第３の周方向溝４が形成されている。さらに、第１の周方向溝２と第３の周方向溝３との間にはラグ溝５が形成されている。
【００１４】
そして、これらの15本の周方向溝と、隣り合う周方向溝の間を結ぶラグ溝５により、14列のブロック列が区画される。各ブロック列は周方向に配列された多数の平面視六角形のブロックからなる。また、隣り合うブロック列を構成しているブロックの形状は同一であるが、周方向及び幅方向に対し、反対向きである。なお、トレッドの両端部には、平面視矩形のブロックが周方向に配列されたトレッド端部ブロック列が区画されている。
【００１５】
図２Ａは図１におけるブロックの１つを示している。このブロックは、周方向の両端側から中央にかけて幅が広くなる形状を有する。また、第１の周方向溝２に面する辺11が周方向Ｌ1となす角度（＝赤道面Ｅとなす角度）αと、第１の周方向溝２に面する辺12が周方向Ｌ1となす角度βとは向きが反対である。換言すれば、辺11と辺12とは周方向に対し反対に向いている。
【００１６】
図２Ｂは図２Ａに示すブロックの滑りを説明するための図である。図２Ｂにおいて、先に接地する側の辺11の滑りは、ベルト曲げ変形の影響による周方向の滑りＳ1と、トレッドゴムの変形回復による壁面の垂直方向外側向きの滑りＳ2がある。辺11の滑りＳ5は滑りＳ1と滑りＳ2とのベクトル和である。同様に、後から接地する側の辺12の滑りは、ベルト曲げ変形の影響による周方向の滑りＳ3と、トレッドゴムの変形回復による壁面の垂直方向外側向きの滑りＳ4があり、辺12の滑りＳ6は、滑りＳ3と滑りＳ4とのベクトル和である。
【００１７】
図２Ｂに示す六角形ブロックの滑りと、図４に示す矩形ブロック31の滑りとを比較する。図２Ｂに示す六角形ブロックの辺11の滑りＳ5の場合、トレッドゴムの変形回復による壁面の垂直方向外側向きの滑りＳ2がベルト曲げ変形の影響による周方向の滑りＳ1と同じタイヤ回転方向成分を持つのに対し、図４示す矩形ブロックの場合、踏込端の滑りは、二種類の滑りの方向が直角である（図２においてα＝０°にしたもの相当）ため、六角形ブロックの辺11の滑りの方が大きい。一方、六角形ブロックの辺12の滑りＳ6の場合、トレッドゴムの変形回復による壁面の垂直方向外側向きの滑りＳ4がベルト曲げ変形の影響による周方向の滑りＳ3と反対方向成分を持つのに対し、図４示す矩形ブロックの場合、踏込端の滑りは、二種類の滑りの方向が直角である（図２においてβ＝０°にしたもの相当）ため、六角形ブロックの辺12の滑りの方が小さい。つまり、本実施形態のブロックは、矩形ブロックと比較すると、踏込端側の滑りが相対的に大きくなり、蹴出端側の滑りが相対的に小さくなることにより、滑り量と剪断力との積である摩耗エネルギーの周方向の不均一の程度が軽減されるため、偏摩耗が軽減される。
【００１８】
また、スリップアングルによって、ブロック外側への滑りが発生している場合には、ブロックの外側エッジにおいてブロックの変形回復による滑りの向きと壁面近傍の変形回復による滑りの向きとが同方向となり、摩耗量が大きい原因となっているが、本実施形態では、壁面が周方向に対し角度を持っているため、図４に示すような壁面が周方向に対し角度を持たないブロックに比較すると、ブロック外側の滑り量が小さくなるため、ブロック外側の摩耗量が大きくなることも改善される。
【００１９】
図２Ａにおいて、辺11及び12のなす角度γは120乃至150°にすることが好ましい。120°未満になると、２辺に挟まれている領域の剛性が低下するため、ブロックの変形度合が大きくなり、ブロックの周方向及び幅方向の滑りを均一化する効果が低下する。また、150°を越えると、壁面近傍の滑りのベクトルの向きが周方向に近くなるため、ブロックの周方向及び幅方向の滑りを均一化する効果が低下する。
【００２０】
ラグ溝５が周方向Ｌ1となす角度（＝辺１3が周方向Ｌ1となす角度）δは70乃至85°である。この角度が70°未満になると、ブロックが接地面に踏込むときの衝撃が十分に小さくならないため、騒音が発生する。また、85°を越えると、ブロック端部の剛性が低下するため、ブロック欠けが発生しやすくなる。ヒールアンドトウ摩耗が生じると、ブロックの踏込端よりも蹴出端が大きく摩耗して、ブロック踏込端の衝撃が大きくなるため、このような角度を設けておくことは、ヒールアンドトウ摩耗が生じた後にも有効である。
【００２１】
以上、第１の周方向溝２に面する辺11及び12について説明したが、第２の周方向３に面する辺15及び16も同様に構成されている。また、タイヤの内部構造は周知のものを採用しているので、図示及び説明は省略する。ただし、本実施形態の空気入りタイヤの装着対象軸は駆動軸であるため、サイドウォールにそのことを示す文字列を設けておくことが好ましい。
【００２２】
ところで、重荷重用空気入りタイヤの装着対象車両の駆動軸においては、エンジントルク若しくは排気ブレーキ等によって、装着されたタイヤの周方向に大きな力が作用し、その力によって周方向の接地圧分布に不均一が生じるため、上述した幅方向の滑りと同じく、ヒールアンドトウ摩耗の一要因となる。図２Ａに示すブロックの踏込端の縁13の幅は通常のパターン（矩形ブロック）の踏込端の幅よりも狭いため、通常のパターンよりも接地圧に不均一が生じやすい。そこで、本実施形態では、ブロックの周方向の最大長さを幅方向の最大長さに対して相対的に長くすることで、周方向の剛性を十分に確保している。ブロックの周方向の最大長さに対する幅方向の最大長さ（最大幅）の比を1.5乃至1.8にすることが好ましい。1.5未満になると、周方向剛性が低下するため、周方向の摩耗量の不均一の度合が大きくなり、1.8を越えると、幅方向剛性が低下するため、幅方向の摩耗量の不均一の度合が大きくなる。
【００２３】
図２Ａに示すブロックは幅方向に非線対称である。このように非線対称ブロックとしたことにより、ブロック接地時にブロックが路面と接触することで発生するパターンノイズが低減されるメリットがある。
【００２４】
なお、以上の実施形態は六角形のブロックに関するものであるが、本発明は七角形以上多角形にも適用出来る。その場合、１本の周方向溝に面する辺の数が多いときは、周方向の中央部から両端側の各々に存在する辺のうち、最も長い辺が図２Ａの辺11及び12と同様な関係を満たすように設定する。
【００２５】
［実施例］
本発明の効果を実証するために、実施例及び比較例を作成し、ヒールアンドトウ摩耗量を測定した結果について説明する。
試験条件は以下のとおりである。
試験用タイヤ（実施例、比較例１乃至４、従来例）：315/80R22/5
リム：9.00X22.5
内圧：850kPa
車両：トラクター。定積状態のトレーラー車両を連結
試験用タイヤの装着位置：駆動軸
最終評価時の走行距離：50,000km
走行路線の特徴：高速道路
【００２６】
試験タイヤのブロックの詳細、及びタイヤのセンター部におけるブロックの踏込端と蹴出端の摩耗量の差、並びに幅方向で摩耗量が最大点の摩耗量と最小点の摩耗量との差の測定結果を下記の表１に示す。
【表１】
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【００２７】
この表における従来例のトレッドパターンは、図３に示すように、周方向溝21とラグ溝22とにより区画された矩形ブロック23を備えたものである。また、実施例のパターンは図１に示すものである。比較例１乃至４は、実施例と同様なパターンであるが、図２Ａの角度γ、ブロックの周方向の最大長さ、又は幅方向の最大長さを変えたものである。即ち、比較例１は、同一周方向溝に面する２辺のなす角度γが小さ過ぎる（100°）もの、比較例２はその角度が大き過ぎる（170°）もの、比較例３はブロックの幅方向最大長に対する周方向最大長の比が小さ過ぎる（1.3）もの、比較例４はその比が大き過ぎる（2.0）ものである。
【００２８】
この表より、実施例では、周方向（踏込端と蹴出端）、幅方向共に、摩耗量の差が従来例よりも小さくなっているから、周方向、幅方向共に偏摩耗性が向上していることが分かる。また、比較例１及び２の測定結果から、同一の周方向溝に面する２辺の角度が大き過ぎても小さ過ぎても、周方向及び幅方向の偏摩耗性の向上効果が低下することが分かる。さらに、比較例３及び４の測定結果から、ブロックの幅方向最大長さに対する周方向最大長さの比が小さ過ぎると特に周方向の偏摩耗性の向上効果が低下し、大き過ぎると特に幅方向の偏摩耗性の向上効果が低下することが分かった。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施形態の重荷重用空気入りタイヤのトレッドパターンを示す図である。
【図２】Ａは図１におけるブロックを示す図であり、ＢはＡに示すブロックの滑りを説明するための図である。
【図３】従来のトレッドパターンを示す図である。
【図４】従来の重荷重用タイヤのブロックにおけるヒールアンドトウ摩耗を示す図である。
【符号の説明】
【００３０】
２・・・第１の周方向溝、３・・・第２の周方向溝、４・・・第３の周方向溝、５・・・ラグ溝、11，12・・・第１の周方向溝に面するブロックの辺、15，16・・・第２の周方向溝に面するブロックの辺。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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