JP2007118704A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 極低μ路で優れたトラクション性能及び制動性能を得ながら、従来品と同等の耐偏摩耗性能を得る。
【解決手段】 ブロック列３，５，７を区分する４本の周方向主溝９，１１，１３，１５を有し、一端が周方向主溝９，１１，１３，１５に開口し他端が陸部内に終端するラグ溝１９と、最も近接するラグ溝１９の間を結ぶ幅方向サイプ１７とによってブロック２１が区画され、ブロック２１の中央部を、周方向サイプ２３によりタイヤの幅方向に分割して２箇の小ブロック２５，２７を形成すると共に、小ブロック２５，２７の位相を、各ブロック長の３０%〜４０%だけ周方向にずらしたことを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、路面μが極度に低い氷雪上においてトラクション性能及び制動性能の両方に優れながら、従来品と同等の耐偏摩耗性能を確保した空気入りタイヤに関し、特に、重荷重用スタッドレスタイヤのトレッドパターンに関する。

特許文献１に従来の重荷重用スタッドレスタイヤのトレッドパターンが記載されている。

図７はこれと類似した空気入りタイヤのトレッドパターン５０１を示している。このトレッドパターン５０１では、３本の周方向主溝５０３，５０５，５０７によって２列のブロック列５０９，５１１が周方向に形成されており、これらはそれぞれ接地面の中心５１３（中央の周方向主溝５０５のタイヤ幅方向中心）から幅方向両側に振り分けて配置されている。

また、各ブロック列５０９，５１１では、ラグ溝５１７と、最も近接するラグ溝５１７の間を結ぶ幅方向のサイプ５１５とによってブロック５１９が区画されている。

また、周方向の細溝５２１によって各ブロック５１９の中央部を幅方向に分割することにより、２箇の小ブロック５２３，５２５が区画されていると共に、各小ブロック５２３，５２５は各ブロック長のほぼ５０%〜６０%だけ位相を周方向にずらしてある。

また、各周方向細溝５２１は、主として周方向成分５２７で構成されており、その幅は2.5mm以上に設定されている。
特開２００２−３６２１１４号公報

従来の空気入りタイヤのトレッドパターン５０１は、３本の周方向主溝５０３，５０５，５０７を設けたことによって周方向主溝５０５がタイヤ接地面の幅方向中央（センター）に配置されており、この周方向主溝５０５が除水性を大きく向上させるから、雨天時の性能（Ｗｅｔ性能）に優れている。

しかし、氷雪路、特に、路面μが極端に低くブラックアイスバーンと呼ばれる走行条件では、発進性や走破性を向上させる大きな接線力（タイヤの回転方向に生じる力）を得るためには、タイヤ接地面の中央にタイヤ幅方向のエッジ成分を配置した方が効果的であることが知られているが、従来のトレッドパターン５０１の場合、小ブロック５２３，５２５間の周方向位相ずらし量を小ブロック長のほぼ５０%〜６０%と大きめに設定してあり、通常の氷雪路では小ブロック間の周方向ずらし量をこのように大きめに設定すると、タイヤの回転に伴ってエッジ成分が接地面内で平均的に発現し、連続的な接線力が得られるもののブラックアイスバーンのような極低μ路では、このように平均的で連続的な接線力特性では、充分な制動性能や駆動性能を得られない問題があった。

また、主として周方向成分５２７で構成され、幅が2.5mm以上に設定された周方向細溝５２１には、小ブロック５２３，５２５を積極的に干渉させてそれぞれの変形を抑制する機能（剛性低下を抑制する機能）を持たせ、耐偏摩耗性を確保することは期待できない。

本発明は、従来技術の上記のような課題に鑑みて成されたものであり、極低μ路でのトラクション性能及び制動性能に優れながら、従来品と同等の耐偏摩耗性能が得られる空気入りタイヤの提供を目的としている。

請求項１の空気入りタイヤは、周方向に沿って設けられ、陸部を区分する少なくとも３本の主溝を有し、２本の前記周方向主溝の間に、一端が前記周方向主溝に開口し他端が前記陸部内に終端するラグ溝と、最も近接する前記ラグ溝の間を結ぶサイプとによって区画しブロックを形成した空気入りタイヤにおいて、前記ブロックの中央部を、周方向サイプにより幅方向に分割して２箇の小ブロックを形成すると共に、これら２箇の小ブロックの位相を、小ブロック長の３０%〜４０%だけ周方向にずらしたことを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載された空気入りタイヤであって、前記周方向サイプが、周方向に対して10°〜30°の角度をなすジグザグ形状であることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載された空気入りタイヤであって、前記周方向サイプの幅が、0.7mm〜2.5mmであることを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１〜請求項３のいずれかに記載された空気入りタイヤであって、前記小ブロックを周方向に分断する前記幅方向のサイプが、１本〜４本形成されていることを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載された空気入りタイヤであって、前記幅方向サイプの深さが、前記周方向主溝の深さの50%〜80%であることを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項１〜請求項５のいずれかに記載された空気入りタイヤであって、前記周方向主溝が４本設けられ、この４本の周方向主溝によって区画された３列のブロック列の内、中央のブロック列とそれぞれ隣り合った２列のブロック列同士の位相を、前記２列のブロック列の各ブロック長の0%〜５%だけ周方向にずらしたことを特徴とする。

請求項１の空気入りタイヤは、小ブロック間の位相ずれ量を、従来例での５０%〜６０%より少ない、３０%〜４０%の範囲に設定したことによってエッジ成分の集中率が上がると共に、エッジ成分の集中率が高い個所（密な状態）と低い個所（疎な状態）が周方向に沿って繰り返して現れるから、断続的でピーキーな接線力が得られ、ブラックアイスバーンのような極低μ路でも大きな発進性や走破性が得られる。

ここでエッジ部分とは溝及びサイプにより区画されるトレッド踏面の陸部の踏み込み側の縁のトレッド巾方向長さの合計を指す。

請求項２の空気入りタイヤは、請求項１の構成と同等の効果が得られる。

また、周方向サイプを、周方向に対して10°〜30°の角度をなすジグザグ形状にしたこの構成では、周方向サイプが主に周方向成分５２７で構成された従来例と異なり、ブロックが変形したとき、サイプの壁部が互いに干渉（接触）して変形を抑制し、剛性低下が抑制されるから、ヒールアンドトウ偏摩耗（ブロックの蹴り出し側が大きく摩耗する偏摩耗）を低く抑制することができる。

また、周方向サイプを10°〜30°の角度でジグザグ形状にしたことによってエッジ成分が増加するから、極低μ路での発進性と走破性がさらに向上する。

なお、サイプ角度を極端に大きくすると生じる小ブロックの端部形状の鋭角化と、鋭角化によるブロック端の欠けや、この端部を核とする偏摩耗について、この構成ではサイプ角度を30°を超えないように限定したことにより、このような問題を未然に防止している。

請求項３の空気入りタイヤは、請求項１または請求項２の構成と同等の効果が得られる。

また、周方向サイプの幅を2.5mm以下の範囲に限定したこの構成では、周方向細溝の幅を2.5mm以上に設定した従来例と較べて、サイプの壁部同士の干渉による変形抑制機能が向上し、ヒール・アンド・トウ偏摩耗抑制機能がさらに向上する。

なお、周方向サイプの幅を0.7mm以下にすると、除水効果が失われ、トレッドと路面との間に水の膜（ウォーターフィルム）が生じて滑りやすくなるが、この構成では周方向サイプの幅を0.7mm以上に限定したことにより、このような問題を抑制している。

請求項４の空気入りタイヤは、請求項１〜請求項３の構成と同等の効果が得られる。

また、本発明の空気入りタイヤが意図するスタッドレスタイヤの場合、適度な剛性を与えたブロックにエッジ成分を効果的に配置することが必要である。

例えば、サイプを入れない独立した細かいブロックを設けると、各ブロックの剛性が所望の値より低くなる恐れがあるから、本発明では、ブロックに適度な大きさを与えて所望の剛性を得ると共に、ブロックにサイプを設けることにより、上記のように変形時のブロックの剛性低下を抑制している。

また、サイプを設けたことによるブロック剛性の低下について、この構成では、サイプの本数を１〜４本の範囲に限定したことによって、剛性低下を最低限度に納めている。

請求項５の空気入りタイヤは、請求項１〜請求項４の構成と同等の効果が得られる。

また、この構成では、幅方向サイプの深さを周方向主溝の深さの50%〜80%の範囲内に限定したことにより、ブロック剛性の低下を抑制している。

請求項６の空気入りタイヤは、請求項１〜請求項５の構成と同等の効果が得られる。

また、４本の周方向主溝を設けるこの構成では、タイヤ接地面の幅方向中央にブロック列が形成されることによってタイヤ幅方向のエッジ成分が接地面の中央に集中して配置されるから、中央に周方向主溝５０５が配置された従来例と異なり、ブラックアイスバーンのような極低μ路において断続的でピーキーな接線力が得られ、発進性や走破性が向上する。この効果はトレッドの中央部分のみが接地する空車時で特に著しい。

また、エッジ成分を集中配置することによって断続的でピーキーな接線力を得るためにはブロック列間の周方向位相ずれはない方が望ましいが、位相ずれを零に設定すると、パターンノイズが発生し易くなり、ヒール・アンド・トウ偏摩耗が助長される恐れがある。

そこで、この構成では、中央のブロック列と隣り合うブロック列との周方向位相ずれを各ブロック長の0%〜５%という小さい量に限定したことにより、断続的でピーキーな接線力を得る作用と、パターンノイズ及びヒール・アンド・トウ偏摩耗の低減作用とを両立させている。

＜一実施形態＞
図１〜図６によって空気入りタイヤ１（本発明の一実施形態）の説明をする。

［空気入りタイヤ１の特徴］
図１のように、空気入りタイヤ１は、ブロック列３，５，７（陸部）を区分する４本の周方向主溝９，１１，１３，１５と、一端が周方向主溝９，１１，１３，１５に開口し他端がブロック列３，５，７内に終端するラグ溝１９と、最も近接するラグ溝１９の間を結ぶ幅方向サイプ１７とによってブロック２１を区画する空気入りタイヤにおいて、各ブロック２１の中央部を、周方向サイプ２３によりタイヤの幅方向に分割して２箇の小ブロック２５，２７を形成すると共に、これら２箇の小ブロック２５，２７の間に、図２のように、各ブロック長（Ａ）の３０%〜４０%の範囲内で周方向の位相ずれ（Ｂ／Ａ）を与え、
周方向サイプ２３が、周方向に対して10°〜30°の角度αをなすジグザグ形状であり、
周方向サイプ２３の幅Ｈが、0.7mm〜2.5mmであり、
小ブロック２５，２７を周方向に分断する幅方向サイプ１７が、２本形成されており、
幅方向サイプ１７の深さは、周方向主溝９，１１，１３，１５の深さの50%〜80%であり、
４本の周方向主溝９，１１，１３，１５によって区画された上記３列の周方向ブロック列３，５，７の内、中央のブロック列５とそれぞれ隣り合った２列のブロック列３，７の位相を、ブロック列３、７の各ブロック長の0%（0%〜５%の範囲内）だけ周方向にずらしたことを特徴とする。

［評価試験結果］
次に、上記のような特徴を有する空気入りタイヤ１の性能を図３、図４、図５、図６によって説明する。

（１）エッジ成分測定（図３）
図３は、幅方向に沿ったエッジ成分の分布状態を示すものであり、グラフ５１は空気入りタイヤ１（発明品）の結果を示し、グラフ５３は従来の空気入りタイヤ（従来品）の結果を示す。

空気入りタイヤ１では、積車時と空車時の接地面内エッジ成分がそれぞれ従来品対比１２０と１５５であり、積車時の接地幅５５と空車時の接地幅５７の両方で、従来品に較べてエッジ成分が増加しており、この増加は接地面が中央部に集まる空車時で著しい。

このように、空気入りタイヤ１は、増加した多数のエッジ成分によって断続的でピーキーな接線力が発生し、ブラックアイスバーンのような極低μ路でも優れた発進性と走破性が得られる。

（２）氷上ピークμ測定（図４）
図４は、氷（温度２°）を配置したターンテーブルの上でタイヤを走行させたときの摩擦係数（μ）を測定した結果を示すものであり、グラフ６１は空気入りタイヤ１（発明品）の結果を示し、グラフ６３は従来の空気入りタイヤ（従来品）の結果を示す。

空気入りタイヤ１は、上記のようにエッジ成分を周方向に沿って疎密に分布させたことによってμの変動幅が広くなり、ピークμが高い。極低μ路でもこの高いピークμによって優れた発進性や走破性が得られる。

（３）トラクション試験（図５）
図５のように、１１Ｒ２２．５ １４ＰＲ Ｗ９７０（従来品の空気入りタイヤ）と空気入りタイヤ１（発明品）を、サイズ７．５０のリムに取り付けて９００ｋＰａの空気圧を加えたものをそれぞれ装着した２−Ｄ４トラックにより、一定荷重を積載した定積車と空車の状態で、氷上トラクション試験と雪上トラクション試験を行った。エンジンの回転数は一定で行った。

その結果、
（ａ）の氷上トラクション試験では
定積時 空車時
従来品 １００ １００
発明品 １０８ １１８
（ｂ）の雪上トラクション試験では
定積時 空車時
従来品 １００ １００
発明品 １０５ １０９
となり、いずれも、上記のようにエッジ成分が多く、ピークμが高い空気入りタイヤ１（発明品）が、極低μ路で従来品より大きいトラクションを得ており、このトラクション増加は空車時で著しい。

（４）ヒール・アンド・トウ偏摩耗による段差量の測定（図６）
図６は、タイヤの摩耗率とヒールアンド・トウ段差量を測定した結果を示すものであり、グラフ７１は発明品、グラフ７３は従来品である。

グラフ７１とグラフ７３との間に殆ど差がないことから分かるように、空気入りタイヤ１では、４本の周方向主溝９，１１，１３，１５を設けたことによってブロック列３，５，７の幅が狭くなっているが、周方向サイプ２３の角度αを10°〜30°に限定し、その幅Ｈを2.5mm以下にしたことにより、上記のように極低μ路で大きなトラクションを得ながら、ヒール・アンド・トウ偏摩耗量は従来品とほぼ同等にまで抑制している。

［空気入りタイヤ１の効果］
空気入りタイヤ１は次のような効果が得られる。

小ブロック２５，２７間の位相を、従来例での５０%〜６０%より少ない、３０〜４０%の範囲に設定したことによってエッジ成分の集中率が上がると共に、周方向にエッジ成分の集中率が疎密に現れるから、断続的でピーキーな接線力が発生し、ブラックアイスバーンのような極低μ路でも優れた発進性や走破性が得られる。

また、周方向サイプ２３を周方向に対して10°〜30°の角度αをなすジグザグ形状にしたことにより、従来例と異なって、変形に際しサイプ２３の壁部が互いに干渉（接触）して変形を抑制し、剛性低下を抑制するから、ヒール・アンド・トウ偏摩耗が抑制される。

また、周方向サイプ２３を10°〜30°のジグザグ形状にしたことによってエッジ成分が増加し、極低μ路での発進性と走破性がさらに向上する。

なお、サイプ角度を極端に大きくしたときに生じる小ブロック２５，２７の端部形状の鋭角化と、鋭角化によるブロック端の欠けや、この端部を核とする偏摩耗については、サイプ角度を30°を超えないように限定することにより、このような問題を抑制している。

また、周方向サイプ２３の幅Ｈを2.5mm以下の範囲に限定したことにより、従来例と較べて、サイプ２３の壁部の干渉による変形抑制機能が向上し、ヒール・アンド・トウ偏摩耗抑制機能がさらに向上している。

また、空気入りタイヤ１では、周方向サイプ２３の幅を0.7mm以上に限定したことにより、トレッドと路面との間に水の膜が生じる問題を抑制している。

また、幅方向のサイプ１９を２本（１〜４本の範囲）に限定し、さらに、サイプ１９の深さを周方向主溝９，１１，１３，１５の深さの50%〜80%の範囲内に限定したことにより、小ブロック２５，２７の剛性低下が抑制されている。

また、４本の周方向主溝９，１１，１３，１５を設けたことにより、タイヤ接地面の中央にブロック列５が形成されてエッジ成分（接地部）が接地面の中央に集中配置されるから、従来例と異なり、上記のように極低μ路において断続的でピーキーな接線力が発生し、発進性や走破性が向上すると共に、この効果はトレッドの中央部だけが接地する空車時で特に著しい。

また、空気入りタイヤ１は、両端側のブロック列３，７間の周方向位相ずれをブロック列３、７の各ブロック長の0%〜５%という小さい値に限定したことにより、断続的でピーキーな接線力を得る作用と、パターンノイズ及びヒール・アンド・トウ偏摩耗の低減作用とを両立させている。

空気入りタイヤ１のトレッドパターンを示す図面である。 図１の部分拡大図である。 幅方向に沿ったエッジ成分の分布状態を発明品と従来品とで比較したグラフである。 氷上でのピークμを発明品と従来品とで比較したグラフである。 発明品と従来品の氷上と雪上での各トラクションを測定した結果を示す。 ヒール・アンド・トウ偏摩耗を発明品と従来品とで比較したグラフである。 従来の空気入りタイヤのトレッドパターンを示す図面である。

符号の説明

１ 空気入りタイヤ
３，５，７ ブロック列（陸部）
９，１１，１３，１５ 周方向主溝
１７ 幅方向サイプ
１９ ラグ溝
２１ ブロック
２３ 周方向サイプ
２５，２７ 小ブロック
α 周方向サイプ２３の周方向角度
Ｈ 周方向サイプ２３の幅

Claims (6)

1. 周方向に沿って設けられ、陸部を区分する少なくとも３本の主溝を有し、２本の前記周方向主溝の間に、一端が前記周方向主溝に開口し他端が前記陸部内に終端するラグ溝と、最も近接する前記ラグ溝の間を結ぶサイプとによって区画しブロックを形成した空気入りタイヤにおいて、
   前記ブロックの中央部を、周方向サイプにより幅方向に分割して２箇の小ブロックを形成すると共に、これら２箇の小ブロックの位相を、小ブロック長の３０〜４０%だけ周方向にずらしたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 請求項１に記載された空気入りタイヤであって、
   前記周方向サイプが、周方向に対して10°〜30°の角度をなすジグザグ形状であることを特徴とする空気入りタイヤ。
3. 請求項１または請求項２に記載された空気入りタイヤであって、
   前記周方向サイプの幅が、0.7mm〜2.5mmであることを特徴とする空気入りタイヤ。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載された空気入りタイヤであって、
   前記小ブロックを周方向に分断する前記幅方向のサイプが、１本〜４本形成されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載された空気入りタイヤであって、
   前記幅方向サイプの深さが、前記周方向主溝の深さの50%〜80%であることを特徴とする空気入りタイヤ。
6. 請求項１〜請求項５のいずれかに記載された空気入りタイヤであって、
   前記周方向主溝が４本設けられ、この４本の周方向主溝によって区画された３列のブロック列の内、中央のブロック列とそれぞれ隣り合った２列のブロック列同士の位相を、前記２列のブロック列の各ブロック長の0%〜５%だけ周方向にずらしたことを特徴とする空気入りタイヤ。

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