(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド面にタイヤ周方向に延びる縦溝とタイヤ幅方向に延びる横溝によって区分されるブロックを有する空気入りタイヤにおいて、
上記ブロックの横溝側における、タイヤ周方向両側の側壁の壁面を、接地時に横溝側に膨らむ断面く字形状の凹壁面とし、
かつ上記側壁の壁面におけるトレッド表面から当該横溝深さの４０％〜７０％の範囲にある位置を、当該側壁側のブロック端縁とタイヤ回転軸を結ぶ法線よりもさらにブロックの内側に窪ませたことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
トレッド面にタイヤ周方向に延びる縦溝とタイヤ幅方向に延びる横溝によって区分されるブロックを有する空気入りタイヤにおいて、
上記ブロックの横溝側における、タイヤ周方向両側の側壁の壁面を、接地時に横溝側に膨らむ、１つの凹曲面からなる凹壁面とし、
かつ上記側壁の壁面におけるトレッド表面から当該横溝深さの４０％〜７０％の範囲にある位置を、当該側壁側のブロック端縁とタイヤ回転軸を結ぶ法線よりもさらにブロックの内側に窪ませたことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項３】
トレッド面にタイヤ周方向に延びる縦溝とタイヤ幅方向に延びる横溝によって区分されるブロックを有する空気入りタイヤにおいて、
上記ブロックの横溝側における、タイヤ周方向両側の側壁の壁面を、接地時に横溝側に膨らむ、複数の平面からなる凹壁面とし、
かつ上記側壁の壁面における当該横溝の溝深さのトレッド表面から当該横溝深さの４０％〜７０％の範囲にある位置を、当該側壁側のブロック端縁とタイヤ回転軸を結ぶ法線よりもさらにブロックの内側に窪ませたことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項４】
トレッド面に沿う表面方向の上記ブロックの水平断面積が、当該ブロックを区分する横溝の溝深さの横溝深さの４０％〜７０％の範囲にある位置で最小断面積となる請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
上記ブロックの最小断面積が、当該ブロックのトレッド表面の表面積に対して０．８以上〜１．０未満である請求項４記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気入りタイヤにおいて、特にブロック表面の偏摩耗防止を向上させた空気入りタイヤに関する。
【０００２】
従来より、空気入りタイヤ、特にトラック、バス用の重荷重用空気入りタイヤの場合、走行距離が増加するにつれて、ブロック表面の一方の周方向端部が極度に摩耗し、タイヤ周方向に沿って鋸歯形状をしたヒールアンドトウ摩耗と呼ばれる偏摩耗が発生する問題があった。
【０００３】
特に、駆動輪に装着したトラック、バス用タイヤの場合は、長距離高速道路を走行している間にタイヤセンター側のブロックにおいて上記のヒールアンドトウ摩耗が発生し易いのに対し、制動輪に装着したトラック、バス用タイヤの場合は、タイヤショルダー側のブロックに上記のヒールアンドトウ摩耗が発生し易い。
【０００４】
従来、かかる偏摩耗を防止するため各種の提案がなされている。例えば、特開平５−７７６１１号は、トレッド幅方向端部における陸部の側壁に凹部を設けている。また特開平１−２７５２０３号は、ブロックの横溝溝壁面に溝状切り込みを設けてなるタイヤを提供している。また特開平８−１７５１１３号は、ブロックの横溝の溝壁にタイヤ幅方向に延びる複数本の凹溝を設け、かつこれらの凹溝の両端部をそれぞれ前記主溝に対して閉じられた状態にしたタイヤを提案している。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特開平５−７７６１１号は、コーナリング時のトレッド幅方向端部におけるヒールアンドトウ摩耗を改善する技術であり、長距離の通常走行によってタイヤセンター側及びタイヤショルダー側のブロックに発生するヒールアンドトウ摩耗の発生を防止するものではない。
【０００６】
また、特開平１−２７５２０３号は、ブロックの横溝溝壁面に溝状切り込みを設けてブロック表面の接地面積を増大させ、非接地部を減少させることによりヒールアンドトウ摩耗の発生を防止する技術である。従って、ブロックに加わる剪断力自体を低減させ、接地部領域におけるブロック表面の滑りを直接低減する技術ではない。この点、特開平８−１７５１１３号も同様である。しかも特開平８−１７５１１３号の場合、ブロックの基部の剛性が高くなり、却ってブロック表面の剪断力を大きくする点でヒールアンドトウ摩耗を有効に防止し得るものではない。
【０００７】
本発明の目的は、ヒールアンドトウ摩耗を有効に防止することができる空気入りタイヤ、特に重荷重用空気入りタイヤを提供するところにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため鋭意検討した結果、トレッド面にタイヤ周方向に延びる縦溝とタイヤ幅方向に延びる横溝によって区分されるブロックを有する空気入りタイヤにおいて、
上記ブロックの横溝側における、タイヤ周方向両側の側壁の壁面を、接地時に横溝側に膨らむ断面く字形状の凹壁面とし、
かつ上記側壁の壁面における当該横溝の溝深さのトレッド表面から当該横溝深さの４０％〜７０％の範囲にある位置を、当該側壁側のブロック端縁とタイヤ回転軸を結ぶ法線よりもさらにブロックの内側に窪ませたことを特徴とする空気入りタイヤ空気入りタイヤを採用した。
【０００９】
ところで、既述のヒールアンドトウ摩耗は、ブロックの周方向両側で互いに逆向きのブロックの内側向きに作用するブロック表面の周方向剪断力と、制動力、駆動力、さらにはトレッド踏面部の曲率に基づく周差によって生じる一定方向の剪断力の和が、ブロック表面における周方向の一方の片側で加え合わさり、他方の片側で相殺されて両側で大きな差となることから発生する。
従って、この偏摩耗の大きさは、剪断力の差の大きさにほぼ比例する。後者の制動力、駆動力及びトレッド踏面部の曲率に基づく周差によって生じる剪断力は、タイヤの回転と運転操作に伴い必然的に発生するから、偏摩耗の抑制には前者のブロック表面の剪断力を小さく抑える必要がある。
【００１０】
本発明者は、上記の見地から鋭意検討した結果、このブロック表面の剪断力は、ブロックと路面間の摩擦力にほぼ比例するほか、路面とベルトを含むタイヤ補強層に挟まれたブロックの側壁の壁面における自由表面積にほぼ反比例することを見出した。前者の摩擦力はタイヤの基本的な特性である操縦性を確保するために容易に操作することはできないが、後者はトレッドパターンの設計によって容易に調整することができる。
【００１１】
この種のヒールアンドトウ摩耗は、ブロック表面におけるタイヤ周方向両側間の摩耗差によるものであるから、ブロック前後の壁面の側面自由度を周方向に沿った壁面のそれよりも小さくするか、或いはその剪断力のブロックの高さ方向（溝深さ方向）の分布をブロックの表面で最大とならない様に、ブロック前後の側壁の形状を考慮する必要がある。すなわち、上記剪断力はブロック踏面或いは下側の基部に近付くほど大きくなることから、このブロック前後の側壁の形状についてブロックの表面で最大とならない様に設計しなければならない。
【００１２】
また、発明者はさらに鋭意検討した結果、前記剪断力は、ブロックに負荷がかかったとき、当該ブロックを区分するその側壁の壁面の膨らみの接線傾斜にほぼ比例することがわかったので、その傾斜がブロック表面で最大とならないように、ブロックの高さ方向の中ほどから基部にかけて剪断力を従来より大きくできれば、同じ負荷に対するブロック表面での傾斜が小さくなる。かかる見地から、剪断力を低減させるブロックの側壁の壁面の位置を、高さ方向即ち溝深さの中ほどから当該ブロックの基部にかけて、当該側壁側のブロック端縁とタイヤ回転軸を結ぶ法線よりもさらにブロックの内側に置く構成を採用した。但し、ブロック基部を上記法線より内側に置くと、走行中、当該基部にクラックが発生したり、ブロックに対する負荷によって座屈し、或いは石噛みが発生し易いなどの問題があることから、ブロックの側壁の壁面は溝深さの中ほどを窪ませる構成が最適である。
【００１３】
すなわち、本発明は上記の通り、トレッド面にタイヤ周方向に延びる縦溝とタイヤ幅方向に延びる横溝によって区分されるブロックを有する空気入りタイヤにおいて、
上記ブロックの横溝側における、タイヤ周方向両側の側壁の壁面を、接地時に横溝側に膨らむ断面く字形状の凹壁面とし、
かつ上記側壁の壁面におけるトレッド表面から当該横溝深さの４０％〜７０％の範囲にある位置を、当該側壁側のブロック端縁とタイヤ回転軸を結ぶ法線よりもさらにブロックの内側に窪ませたことを特徴とする空気入りタイヤ空気入りタイヤである。
【００１４】
なお、本発明において「横溝の溝深さのほぼ１／２の高さ」とは横溝の溝深さの１／２の高さに限られるものではなく、その近傍位置を含む意味に定義され、さらに好ましくはブロック基部側に偏った範囲としてトレッド表面から当該横溝深さの４０％〜７０％の範囲を示している。
【００１５】
従って、本発明のタイヤは、ブロックの横溝側の側壁の壁面の断面形状がストレート形状である通常のタイヤと比較して、接地時にブロックに前記剪断力が作用してもブロックの横溝側の側壁の壁面に作用するこの剪断力を当該ブロックの接地表面で減少することが可能な側壁の壁面の膨らみとなり、これによって当該ブロックの接地表面の剪断力を下げ、この剪断力に起因した路面との摩擦が低減し、因ってブロック表面におけるヒールアンドトウ摩耗を有効に防止することができるものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る空気入りタイヤの一実施形態を示すトレッドパターンの概略展開図である。図２は図１におけるＸ−Ｘ線概略断面図である。図３は図２に示すブロックの概略斜視図である。
【００１７】
図において、１はトレッド面、２はこのトレッド面１においてタイヤ周方向に延びる縦溝、３はトレッド面１においてタイヤ幅方向に延びる横溝である。４はタイヤ周方向に延びる縦溝とタイヤ幅方向に延びる横溝によって区分されたブロックである。
【００１８】
ブロック４は、縦溝２ｂ、２ｃと横溝３ｃ、３ｃで区分されたタイヤセンターラインＴＣ上のセンターブロック４ｃ、タイヤ踏面部両側の接地端即ちショルダー端を含むタイヤショルダー領域に配置されたショルダーブロック４ａ、４ｅ、及びショルダーブロック４ａ、４ｅと先述のセンターブロック４ｃとの間に位置するメディエイト領域に配置されたメディエイトブロック４ｂ、４ｄで構成されている。なお、メディエイトブロック４ｂは縦溝２ａ、２ｂと横溝３ｂ、３ｂで区分され、メディエイトブロック４ｄは縦溝２ｃ、２ｄと横溝３ｄ、３ｄで区分されている。また、ショルダーブロック４ａは縦溝２ａと横溝３ａ、３ａで区分され、ショルダーブロック４ｅは縦溝２ｄと横溝３ｅ、３ｅで区分されている。なお、Ｒはタイヤ回転方向、５、６はそれぞれ接地端を示している。
【００１９】
図２及び図３に示す様に、タイヤセンターラインＴＣ上のセンターブロック４ｃは、当該ブロックを区分する横溝３ｃ、３ｃ側における側壁４１、４２の壁面を、接地時に横溝側に膨らむ断面く字形状の凹壁面としている。そして、これらの側壁４１、４２における当該横溝３ｃ、３ｃの溝深さＨのほぼ１／２の高さの地点Ｐ（トレッド表面から当該横溝３ｃ、３ｃの溝深さＨの４０％〜７０％）を、当該側壁４１、４２側のブロック端縁４３、４４とタイヤ回転軸を結ぶ法線ＮＬよりもさらにブロックの内側に窪ませて構成している。図２中、Ｍは横溝３ｃ、３ｃの溝深さＨの１／２地点を示しており、因って上記地点Ｐはブロックの基部４５側に偏った地点を示している。なお、４６はブロック表面である。Ｒはタイヤ回転方向を示している。また図２中、仮想線で示す４１１及び４２１はそれぞれ従来タイヤにおけるブロックの断面形状が台形状となる構成の断面ストレート形状の壁面を示している。
【００２０】
上記説明はセンターブロック４ｃについてのものであるが、本実施形態のタイヤは、メディエイトブロック４ｂ、４ｄ及びショルダーブロック４ａ、４ｅについても上記センターブロック４ｃと同様の構成をとっている。
【００２１】
従って、本実施形態のタイヤでは、図４の仮想線に示す様に、タイヤの回転によって路面ＳＲに接地したブロック４（センターブロック４ｃ）は、ブロック表面４６におけるタイヤ周方向両側では互いに逆向きの剪断力Ｆ及び剪断力ｆが生じるが、この剪断力Ｆ及び剪断力ｆは図５及び図６に示す従来タイヤのブロック表面の剪断力と比較して低減されるものである。
【００２２】
すなわち、図５に示す従来タイヤでは、実線で示される傾斜した断面ストレート形状のブロック７の壁面４１１、４２１が、図示の通り、タイヤの回転によって路面ＳＲに実際に接地すると、当該ブロック４０におけるブロック基部４５１、４５１側の幅が広くなっているため、面積の小さいブロック表面４０１側ほど剪断力が大きくなる様な膨らみを呈する。言い換えれば、壁面４１１の膨らみについて、実線で示した膨らむ前の壁面４１１と、膨らんだ後のブロック端縁４３１を通る接線傾斜Ｔ1とのなす角度α゜、及び実線で示した膨らむ前の壁面４１１と、膨らんだ後のブロック基部４５１を通る接線傾斜Ｔ２とのなす角度β゜がα゜＞β゜となっているので、ブロック表面４０１における剪断力が大きくなっている。壁面４２１の膨らみについても同様である。なお、図５中、３０は横溝である。
【００２３】
一方、図６に示す従来タイヤでも、実線で示される断面ストレート形状のブロック７１の壁面４１１１、４２１１が、図の仮想線で示す通り、タイヤの回転によって路面ＳＲに実際に接地すると、実線で示した膨らむ前の壁面４１１１と、膨らんだ後のブロック端縁４３１１を通る接線傾斜Ｔ３とのなす角度α１゜、及び実線で示した膨らむ前の壁面４１１１と、膨らんだ後のブロック基部４５１１を通る接線傾斜Ｔ４とのなす角度β１゜がα１゜＝β１゜となっているので、図５に示すブロックほどではないが、ブロック表面４０１０における剪断力が大きくなっている。壁面４２１１の膨らみについても同様である。なお、図６中、３０は横溝である。
【００２４】
これに対して、本実施形態のタイヤでは、図４に示す様に、タイヤの回転によって路面ＳＲに接地したブロック４は、ブロックの高さ方向の中ほどから基部４５にかけて剪断力が図５及び図６に示す従来タイヤと比較して大きくなり、ブロック表面で従来タイヤと比較して小さくなって、ブロック表面４６に作用する剪断力が上記の従来タイヤと比較して低減される。すなわち、ブロック４の壁面４１が、図の仮想線で示す通り、タイヤの回転によって路面ＳＲに実際に接地すると、実線で示した膨らむ前の壁面４１と、膨らんだ後のブロック端縁４３を通る接線傾斜Ｔ５とのなす角度γ゜、及び実線で示した膨らむ前の壁面４１と、膨らんだ後のブロック基部４５を通る接線傾斜Ｔ６とのなす角度δ゜がγ゜＜δ゜となっているので、図５及び図６に示すブロックと比較して、ブロック表面４６における剪断力が小さくなっている。壁面４２の膨らみについても同様である。
【００２５】
ところで、本発明は上記の実施形態に限定されるものではない。上記の実施形態のタイヤでは、上記ブロックの横溝側における側壁の各壁面は、当該横溝の溝深さのほぼ１／２の高さの地点で断面形状において屈曲する２つの平面をもって構成されている。しかし本発明はこれに限定されず、図７に示す様に、ブロックの横溝側における側壁４１、４２の各壁面を断面円弧状をなす凹曲面で構成してもよい。また、上記の平面構成の側壁の各壁面を３つ以上の複数又は多数の平面で構成することも可能である。
【００２６】
また、本発明のタイヤは、剪断力を低減させるブロックの側壁の壁面の位置を、高さ方向即ち溝深さの中ほどから当該ブロックの基部にかけて、当該側壁側のブロック端縁とタイヤ回転軸を結ぶ法線よりもさらにブロックの内側に置く構成を採用しているが、トレッド面に沿う表面方向の上記ブロックの水平断面積が、当該ブロックを区分する横溝の溝深さのほぼ１／２の高さの地点で最小断面積となる構成としている。これにより、ブロックの側壁の壁面は溝深さの中ほどを窪ませる構成となり、これによりブロックの基部にクラックが発生したり、ブロックに対する負荷によって座屈が発生し易いなどの問題を防止することができる。
【００２７】
なお、上記ブロックの最小断面積は、当該ブロックのトレッド表面の表面積に対して０．８以上〜１．０未満であることが望ましい。ブロックの最小断面積が当該ブロックのトレッド表面の表面積に対して１．０を超える場合、従来タイヤとさほど変わらず、ブロック表面における剪断力の低減効果が乏しい。ブロックの最小断面積がブロックのトレッド表面の表面積に対して０．８未満の場合、ブロックに対する負荷によって座屈し易くなり、またクラックが発生し易くなって好ましくない。
【００２８】
また、前記実施形態のタイヤは、すべてのブロックに対してその横溝側の両溝壁の壁面全体を断面く字形状の凹壁面としているが、タイヤの使用環境に対応してタイヤの回転方向の蹴り出し側或いは踏み込み側の一方の壁面だけを凹壁面とすることもできる。また特に、重荷重用タイヤの駆動輪については既述したタイヤセンター領域とメディエイト領域のブロックに上記凹壁面をなす溝壁とすることが最適である。また重荷重用タイヤの制動輪についてはタイヤショルダー領域のブロックに上記凹壁面をなす溝壁とすることが最適である。
【００２９】
また、上記実施形態のタイヤは、ブロックが断面略台形状をなす従来タイヤに対する改良技術であるが、これに限定されず、例えば横溝側の各壁面を垂直状に立ち上がった断面直方形状のブロックなどの従来タイヤに対しても適用されるものである。
【００３０】
【実施例】
図１乃至図３に示すトレッドパターンを有すると共に次の表１に示した諸元のタイヤサイズ１１Ｒ２４．５の実施例に係る空気入りタイヤを試作した。また比較のため、ブロックの横溝側における側壁の壁面が断面ストレート形状である以外は実施例と同構成のタイヤを試作し、実施例及び比較例とも耐偏摩耗性能について評価した。
【００３１】
耐偏摩耗試験は、負荷率が定積量の７０％〜８０％の長距離輸送トラックの駆動軸に装着し、１９．２万Km走行後のタイヤにおけるヒールアンドトウ摩耗の程度を評価した。すなわちこの耐偏摩耗性は、１９．２万Km走行後のブロックにおけるタイヤ周方向の前端及び後端の摩耗量の差（摩耗差）を測定し、この測定値について比較例１のタイヤにおける同測定値を１００として指数表示した。数値が小さいほど耐偏摩耗性が大きいことを示している。
【００３２】
【表１】
0004329954.tif 000002
【００３３】
表１に示す様に、実施例に係るタイヤは比較例１の従来タイヤと比較していずれも耐偏摩耗性能が大幅に向上している。また、ブロックの最小断面積については当該ブロックのトレッド表面の表面積に対して０．８以上〜１．０未満が好適であることが認められる。さらにまた、側壁の壁面における当該横溝の溝深さのほぼ１／２の高さの地点が、トレッド表面から当該横溝深さの４０％〜７０％の範囲のブロック基部側に位置することが好ましいことが認められる。
【００３４】
【発明の効果】
以上の通り、本発明は、トレッド面にタイヤ周方向に延びる縦溝とタイヤ幅方向に延びる横溝によって区分されるブロックを有する空気入りタイヤにおいて、上記ブロックの横溝側における、タイヤ周方向両側の側壁の壁面を、接地時に横溝側に膨らむ断面く字形状の凹壁面とし、かつ上記側壁の壁面におけるトレッド表面から当該横溝深さの４０％〜７０％の範囲にある位置を、当該側壁側のブロック端縁とタイヤ回転軸を結ぶ法線よりもさらにブロックの内側に窪ませたことを特徴とする空気入りタイヤ空気入りタイヤであるので、従来タイヤと比較して、ブロック表面における剪断力が低減し、これによってヒールアンドトウ摩耗を有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る空気入りタイヤの一実施形態を示すトレッドパターンの概略展開図である。
【図２】図１におけるＸ−Ｘ線概略断面図である。
【図３】図２に示すブロックの概略斜視図である。
【図４】同タイヤの接地状態を仮想線で示すブロックの要部拡大概略断面図である。
【図５】従来のタイヤの接地状態を仮想線で示すブロックの要部拡大概略断面図である。
【図６】従来の他のタイヤの接地状態を仮想線で示すブロックの要部拡大概略断面図である。
【図７】本発明に係る空気入りタイヤの他実施形態を示すブロックの概略断面図である。
【符号の説明】
１    トレッド面
２    縦溝
３    横溝
４    ブロック
４１  側壁
４２  側壁
４３  ブロック端縁
４４  ブロック端縁
４５  ブロックの基部
４６  ブロック表面
ＮＬ  法線
【図１】
0004329954.tif 000003
【図２】
0004329954.tif 000004
【図３】
0004329954.tif 000005
【図４】
0004329954.tif 000006
【図５】
0004329954.tif 000007
【図６】
0004329954.tif 000008
【図７】
0004329954.tif 000009