JP2010013091A

JP2010013091A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2010013091A
Application number: JP2009097024A
Authority: JP
Inventors: Kenji Horiuchi; 研治堀内
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2008-06-02
Filing date: 2009-04-13
Publication date: 2010-01-21
Anticipated expiration: 2029-04-13
Also published as: CN101596844B; EP2130692A1; CN101596844A; DE602009000334D1; ATE487615T1; JP5278127B2; EP2130692B1; US8596318B2; US20090294003A1

Abstract

【課題】マッド走行時およびスノー走行時の制駆動性能とオンロード走行時の操縦安定性とを両立させた空気入りタイヤを提供すること。
【解決手段】トレッド面１のタイヤセンター２に対する左右両側にそれぞれ２本ずつタイヤ周方向に連続する周方向主溝３を配置し、これら周方向主溝３に区分された陸部４を、ラグ溝８をもつリブまたはブロックに形成した空気入りタイヤにおいて、周方向主溝３の全周長の少なくとも５０％の領域に左右両壁にタイヤ周方向に対して傾斜する多数の微小溝５を配置し、周方向主溝３のうちタイヤショルダー側２本の周方向主溝３Ｓの左右両壁に配置した微小溝５Ｓはタイヤ径方向の平面視においてタイヤ周方向に対する傾斜方向を同方向にし、タイヤセンター側２本の周方向主溝３Ｃの左右両壁に配置した微小溝５Ｃはタイヤ径方向の平面視においてタイヤ周方向に対する傾斜方向を互いに逆向きにした。
【選択図】図１

Description

本発明は空気入りタイヤに関し、特にラグ溝面積を増やすことなく、マッド走行時およびスノー走行時の制駆動性能を向上させたマッドアンドスノー用途の空気入りタイヤに関する。

従来、マッドアンドスノー用途に分類されるタイヤは、トレッド面に４本の周方向主溝を設け、これら周方向主溝に区分された陸部をラグ溝を持つリブまたはブロックで構成するトレッドパターンが多く用いられている。そのトレッドパターンによりマッド走行やスノー走行において大きな制駆動性を発揮させ、優れたオフロード性能を具備するようになっている。

上記トレッドパターンにおいて、オフロード性能を優れたものにするには、リブやブロックにラグ溝成分を多くすることが有効であるとされている。

しかし、近年は、ＲＶ（ Recreational Vehicle ）等において、オフロード性能だけでなく、オンロード走行での操縦安定性も良好であることが求められるようになってきている。このような要望のために、上記トレッドパターンにおけるリブやブロックに対するラグ溝成分を多くしたタイヤでは、リブ剛性やブロック剛性が低下するため、オンロード走行での操縦安定性が低下することになる。

特許文献１は、ラグ溝成分を増やすことなくスノー走行時の制駆動性能の向上を図るため、トレッド面に設けた４本の周方向主溝のうちのショルダー領域に設けられた第１周方向主溝の溝側壁に、タイヤ周方向に沿って延びる複数の周方向小溝を設け、また、センター領域に設けられた第２周方向主溝の溝側壁には、タイヤ半径方向に沿って延びる複数の径方向小溝を設けたタイヤを提案している。前者の周方向小溝により、水と溝壁の間の摩擦抵抗を低減させ、また、後者の径方向小溝により、タイヤが雪道に接地した際に溝内にできる雪柱との摩擦を大きくすることによりスノー走行時の制駆動性能を向上させるようにしたものである。

しかし、上記のような周方向小溝と径方向小溝とを設ける構成だけでは、ラグ溝成分を増やさない限り、マッドアンドスノータイヤとして、マッド走行時およびスノー走行時の制駆動性能を向上させることには限界がある。そのため、リブ剛性やブロック剛性の低下が避けられず、マッド走行時およびスノー走行時の制駆動性能とオンロード走行での操縦安定性とを両立させるには不十分であった。

特開２００６−１３７２３９号公報

本発明の目的は、上述した従来の課題を解決し、マッド走行時およびスノー走行時の制駆動性能と、オンロード走行時の操縦安定性とを両立させた空気入りタイヤを提供することにある。

上述した目的を達成する本発明の空気入りタイヤは、以下の（１）の構成からなる。

（１）トレッド面のタイヤセンターに対する左右両側にそれぞれ２本ずつタイヤ周方向に連続する周方向主溝を配置し、これら周方向主溝に区分された陸部を、ラグ溝をもつリブまたはブロックに形成した空気入りタイヤにおいて、前記周方向主溝の全周長の少なくとも５０％の領域に左右両壁にタイヤ周方向に対して傾斜する多数の微小溝を配置し、前記周方向主溝のうちタイヤショルダー側２本の周方向主溝の左右両壁に配置した微小溝はタイヤ径方向の平面視においてタイヤ周方向に対する傾斜方向を同方向にし、タイヤセンター側２本の周方向主溝の左右両壁に配置した微小溝はタイヤ径方向の平面視においてタイヤ周方向に対する傾斜方向を互いに逆向きにした空気入りタイヤ。

かかる本発明の空気入りタイヤにおいて、具体的構成として、以下の（２）から（１０）のいずれかにすることが好ましい。

（２）前記微小溝の幅を０．４〜０．６ｍｍ、微小溝間の間隔は１〜５ｍｍにするとともに、タイヤ周方向に対する傾斜角度を２０〜７０°にした上記（１）記載の空気入りタイヤ。
（３）前記微小溝のタイヤ周方向に対する傾斜角度を３５〜５５°にした上記（２）記載の空気入りタイヤ。
（４）前記タイヤセンター側の周方向主溝を、タイヤセンターからタイヤ接地幅の５〜１５％の領域に配置し、前記タイヤショルダー側の周方向主溝を、タイヤセンターからタイヤ接地幅の２５〜４０％の領域に配置した上記（１）〜（３）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
（５）前記タイヤセンター側の周方向主溝の溝幅をタイヤ接地幅の４〜６％にし、前記タイヤショルダー側の周方向主溝の溝幅を前記タイヤセンター側の周方向主溝の溝幅の１１５〜１２５％にした上記（１）〜（４）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
（６）前記周方向主溝の溝壁のトレッド面の法線方向に対する傾斜角度を７〜１３°にした上記（１）〜（５）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
（７）前記トレッド面の溝面積比率が、３０〜５０％である上記（１）〜（６）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
（８）前記ラグ溝の溝面積比率が、５〜２０％である上記（１）〜（７）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
（９）タイヤショルダー側２本の周方向主溝の左右両壁に配置した前記微小溝はタイヤ径方向の平面視において傾斜角度が同一であり、タイヤセンター側２本の周方向主溝の左右両壁に配置した微小溝はタイヤ径方向の平面視において傾斜方向を主溝中心線に対して線対称にした上記（１）〜（８）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
（１０）マッドアンドスノー用途のタイヤである上記（１）〜（９）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

本発明の空気入りタイヤによれば、タイヤセンターの両側に２本ずつ設けた４本の周方向主溝のうち、スノー走行やマッド走行時の駆動性能に大きく寄与するタイヤセンター側２本の周方向主溝では、左右両壁面に設けた微小溝のタイヤ周方向に対する傾斜方向を互いに逆向きにしたことにより、両溝壁の微小溝が雪あるいは泥から受ける反力を大きくするため駆動性能を向上させる。それに対し、タイヤショルダー側２本の周方向主溝では、左右両壁面に設けた微小溝のタイヤ周方向に対する傾斜方向を同方向にしたことにより、流体が周方向主溝で螺旋状に流れて整流効果を発生するため、制動性能を向上することができる。ここで、流体とは、走行路上の水や泥水である。これらの流体に整流効果が生ずることにより排水速度がより速くなって、排水効果がより高くなるため、制動性能がより発揮されやすくなるのである。

このように、マッドアンドスノーでの高い駆動性能と制動性能が得られるため、ラグ溝面積を特別に増やすことが不要になる。したがって、ラグ溝面積を増やした場合の不都合であるオンロードでの操縦安定性の低下を招かないように、マッドアンドスノー性能と両立させることができる。

図１は、本発明の実施態様からなる空気入りタイヤのトレッド面の概略図である。図２は、本発明の空気入りタイヤにおけるタイヤショルダー側の周方向主溝を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。図３は、本発明の空気入りタイヤにおけるタイヤセンター側の周方向主溝を示し、（ａ）は斜視図、（ｂ）は平面図である。

以下、本発明の空気入りタイヤについて、図に示す実施態様例を参照して、詳しく説明する。

図１において、空気入りタイヤのトレッド面１には、タイヤセンター２の左右両側にそれぞれタイヤセンター側とタイヤショルダー側とに２本ずつの周方向主溝３（３Ｃ、３Ｓ）がタイヤ周方向にシースルー構造に設けられている。ここで「シースルー構造」とは、トレッド面１の主溝３をタイヤ周方向に見たときに、左右の溝壁に視界を遮られることなく、透視可能な溝構造であることをいう。

周方向主溝３により区分された陸部４は、図示の例ではタイヤ周方向に連続するリブとして形成されている。

タイヤセンター２側の２本の周方向主溝３Ｃの間の中央の陸部４には、それぞれ両縁に沿って片側端部だけを周方向主溝３Ｃに連結した多数の寸法の短いラグ溝８とタイヤ幅方向に斜めに横断するサイプ９とが交互にタイヤ周方向に間欠的に配置されている。タイヤセンター２側の周方向主溝３Ｃとショルダー側の周方向主溝３Ｓとの間の陸部４には、それぞれタイヤショルダー側の周方向主溝３Ｓだけに連絡する短いラグ溝８と長いラグ溝８Ｌとが設けられている。長いラグ溝８Ｌは屈曲して、互いに周方向に連結されて波形になっている。短いラグ溝８と長いラグ溝８Ｌとは２対１の本数の割合で設けられている。

図示の例では、上記陸部４はリブとして構成されているが、ラグ溝が２本の周方向主溝間を横断するように設けることによって、多数のブロック列を形成するようにしたものであってもよい。

上記のようにタイヤ周方向に連続する４本の周方向主溝３（３Ｃ、３Ｓ）には、図２および図３に示すように、それぞれ左右両側の壁面にタイヤ周方向に対して傾斜角度θで傾斜する多数の微小溝５（５Ｃ、５Ｓ）が設けられている。微小溝５は実質的に直線状であることが好ましいが、若干の湾曲や屈曲を有するものであってもよい。

上記微小溝５のうち、タイヤショルダー側の左右２本の周方向主溝３Ｓの左右両壁面に設けられた微小溝５Ｓは、タイヤ径方向に見た平面視において同方向に傾斜している。好ましくは、全ての微小溝５Ｓが、タイヤ径方向に見た平面視において同一角度に傾斜している（図２（ｂ）参照）。６は周方向主溝の中心線である。

これに対して、タイヤセンター２側の左右２本の周方向主溝３Ｃの左右両壁面に設けられた微小溝５Ｃは、タイヤ径方向に見た平面視においてタイヤ周方向に対して互いに逆向きに傾斜している。好ましくは、左右両壁面の微小溝５Ｃがタイヤ周方向７に延びる主溝中心線６に対して線対称に形成されている（図３（ｂ）参照）。なお、ここで、「タイヤ径方向に見た平面視」とは、「タイヤの径方向の外側から、トレッド面を見た状態」をいう。

このように配置される微小溝５Ｓおよび５Ｃは、図示の例のように周方向主溝３Ｓおよび３Ｃの左右両壁面だけに設けられるほか、それぞれ溝底まで延長することにより互いに連結するようになっていてもよい。また、これら微小溝５Ｓおよび５Ｃのタイヤ回転方向に対する傾斜方向は特に限定されるものではなく、右傾斜および左傾斜のいずれであってもよい。また、微小溝５Ｃの場合は、タイヤ回転方向に対して、図３（ｂ）のように左右の微小溝５Ｃが下流側に向けて、互いに接近する傾斜方向であってもよく、逆に、互いに離反する傾斜方向であってもよい。

また、微小溝５は、周方向主溝の全周長さの５０％以上の領域で配置されていることが必要である。５０％未満では本発明の効果を所望どおりに得ることが難しくなる。好ましくは、７０％以上、さらに好ましくは９０％〜１００％で配置されていることである。

上記のように微小溝５を周方向主溝３の両壁面に配置するに当たり、タイヤセンター２側の２本の周方向主溝３Ｃに配置した微小溝５Ｃは、タイヤ周方向に対する傾斜方向を互いに逆向きにした線対称に配置されていることにより、雪あるいは泥から受ける反力を大きくすることができる。本発明の空気入りタイヤは、この微小溝５Ｃが受ける反力によって高い駆動性能を発揮する。これに対し、タイヤショルダー側の２本の周方向主溝３Ｓに配置した微小溝５Ｓは、タイヤ周方向７に対する傾斜方向を同方向にしたことにより、流体を主溝内に螺旋状に流すことにより整流効果を発生する。この整流効果により走行路上の水や泥水等の排水速度を速めるため高い制動性能を発揮する。

したがって、本発明によれば、これらの効果が複合化され、ラグ溝面積を特別に増やすことをせずにマッドアンドスノーで高い制駆動力が得られる。このため、ラグ溝面積を増やした場合の不都合であるオンロードでの操縦安定性の低下を招くことなく、マッドアンドスノーでの駆動性能および制動性能を両立させることができるのである。

本発明において、微小溝の傾斜角θは、本発明の効果をより効果的に発揮する上で、好ましくは２０°〜７０°、より好ましくは３５°〜５５°にするとよい。本発明において、微小溝５は、直線状であることが好ましいが、若干の湾曲や屈曲を有するものであってもよい。また、この場合の傾斜角度θは、微小溝の両端間を結んだ直線の傾斜角度で定義されるものとする。

微小溝５の溝幅は、好ましくは０．２〜０．８ｍｍであり、より好ましくは０．４〜０．６ｍｍである。微小溝間の間隔は、好ましくは０．８〜１０ｍｍであり、より好ましくは１〜５ｍｍである。ここで、微小溝間の間隔とは、溝方向に直交する方向に測定した溝の側端から隣接する溝の側端までの距離をいう。

傾斜角θを上述した２０°〜７０°の範囲とすることにより、タイヤセンター側の周方向主溝においては、タイヤ回転による力に対する反力を増大させることができる。その結果、トラクションを発生する力や制動する力を大きくすることができる。また、タイヤショルダー側の周方向主溝においては、流体を螺旋状に流れさせる整流効果を高めることができ、ウェット、スノー、マッド路面での制動性能を著しく向上する。

また、微小溝の溝幅と間隔を上述した範囲にすることにより、上述したタイヤセンター側の周方向主溝におけるトラクション性能およびタイヤショルダー側の周方向主溝における制駆動性能を増大することができる。溝幅が、０．２ｍｍ未満であると、微小溝による排水効果が低下するので好ましくない。また、溝幅が０．８ｍｍよりも大きくなると、トラクション性能向上効果が小さくなるので好ましくない。

タイヤショルダー側の主溝では、０．２ｍｍ未満であるとき、または０．８ｍｍよりも大きいときのいずれも微小溝による整流効果は低減し、排水効果が小さくなるので好ましくない。

本発明において、タイヤセンター側の周方向主溝は、その主溝中心線の位置を、タイヤセンター２からタイヤ接地幅の５〜１５％の領域に配置することが好ましい。また、タイヤショルダー側の周方向主溝は、その主溝中心線の位置を、タイヤセンター２からタイヤ接地幅の２５〜４０％の領域に配置することが好ましい。図１において、前者はＣで示した領域、後者はＳで示した領域である。一般に、駆動時にはセンター部のトレッド面の寄与が大きく、制動時にはショルダー部のトレッド面の寄与が大きいので、上記のようにタイヤセンター側とタイヤショルダー側との周方向主溝を配置することにより、それぞれの性能をより効果的に発揮させることが可能となる。

また、タイヤセンター側の周方向主溝３Ｃの溝幅は、タイヤ接地幅の３〜７％が好ましく、より好ましくは４〜６％である。これに対して、タイヤショルダー側の周方向主溝３Ｓの幅は、タイヤセンター側の周方向主溝３Ｃの溝幅の１００〜１２５％が好ましく、より好ましくは１１５〜１２０％である。それぞれの周方向主溝の溝幅が狭すぎる場合には、微小溝５（５Ｃ、５Ｓ）の存在によって影響を受ける流体の量が小さくなり、本発明の所期の効果が低減する。また、逆に広すぎる場合には、微小溝５（５Ｃ、５Ｓ）の存在による影響が相対的に小さくなり、その場合にも効果が低減する。タイヤショルダー側の周方向主溝３Ｓの溝幅を、タイヤセンター側の周方向主溝の溝幅の１１５〜１２５％と大きくすると、タイヤショルダー側の周方向主溝における整流効果を高めることができる。

また、周方向主溝３の溝壁のトレッド面の法線方向に対する傾斜角度βは、好ましくは５°〜１３°であり、より好ましくは７°〜１０°である。溝壁のトレッド面の法線方向に対する傾斜角度βが５°未満にするとブロック剛性が低下し、微小溝の存在効果が低下する。一方、傾斜角度βが１３°を超える場合には、上述した整流効果が低減する。

本発明の空気入りタイヤにおいて、トレッド面の溝面積比率（％）は、一般的にマッドアンドスノー用途タイヤに使用される範囲が好ましく適用される。好ましくは３０〜５０％である。特に、ラグ溝の溝面積比率は５〜２０％にするとよい。このようにラグ溝面積比率を小さくすることにより、リブ剛性またはブロック剛性を良好に確保し、オンロードでの操縦安定性を一層向上することができる。

ここで、「トレッド面の溝面積比率（％）」とは、接地面内のうち、実際に接地していない部位の面積の接地面積に対する割合として求めたものである。また、「ラグ溝の溝面積比率（％）」とは、周方向主溝間に区分された陸部の面積（ラグ溝部を含む）に対するラグ溝の面積比率をいい、上記トレッド面の溝面積比について周方向主溝面積を除いたものとして求めるものである。

なお、本発明において、タイヤの接地幅とは、ＪＡＴＭＡに規定される空気圧−負荷能力対応表において、最大負荷能力に対応する空気圧をタイヤに充填し、その最大負荷能力の８０％の荷重をかけたとき、タイヤ軸方向に測定される接地幅をいい、また、接地面とは、上記荷重のもとで測定される接地最外端で囲まれている領域をいう。

実施例１〜６、従来例、比較例
試験タイヤとして、タイヤサイズ：Ｐ２６５／７０Ｒ１７１１３Ｓを共通にし、トレッドパターン基本態様を図１のパターンとし、周方向主溝の位置、主溝幅、主溝角度、微小溝の配置の有無、微小溝の形態・配置の仕方などをそれぞれ異ならせた計８種（従来例、比較例、実施例１〜６）の空気入りタイヤを試作した。微小溝の傾斜は、実施例１〜６は図１に示した形態のもの、比較例は同一方向だけの傾斜のもの、従来例は微小溝のないものとした。微小溝は、いずれも、周方向主溝の全周長さの１００％の領域で配置させた。

これら８種類のタイヤについて、それぞれリム：１７Ｘ８Ｊ（メジャーリム）に空気圧：２００ｋＰａでリム組みし、それぞれ４輪駆動のＲＶワゴン車に装着してテストコースにおいて下記の走行試験を実施した。

結果は、表１と表２に記載したとおりである。本発明の空気入りタイヤは、ウェット走行時とスノー走行時における優れた制駆動性能を有し、また、オンロード走行での操縦安定性においても従来の同用途の空気入りタイヤでは見られないほど、非常に優れた性能を有するものであった。

（１）ウェット制動性：
ウェットテストコースにおいて、初速１００ｋｍ／ｈによる制動距離を計測した。従来例のタイヤでの制動距離を１００として指数評価で表した。指数が大きいほどウェット制動が良好なものである。

（２）雪上制動性：
雪上テストコースにおいて、初速４０ｋｍ／ｈによる制動距離を計測した。従来例のタイヤでの制動距離を１００として指数評価で表した。指数が大きいほど雪上制動が良好なものである。

（３）雪上駆動性：
雪上テストコースにおいて、速度５ｋｍ／ｈでの路面との摩擦係数を測定した。従来例のタイヤでの摩擦係数を１００として指数評価で表した。指数が大きいほど雪上駆動トラクションが良好なものである。

（４）オンロードの操縦安定性：
オンロード走行を行い、従来例のタイヤの場合を１００として指数評価で表した。数値が大きいほど良好なものである。

１トレッド面
２タイヤセンター
３周方向主溝
３Ｃタイヤセンター側の周方向主溝
３Ｓタイヤショルダー側の周方向主溝
４陸部
５微小溝
５Ｃタイヤセンター側の周方向主溝の左右両壁面に設けられた微小溝
５Ｓタイヤショルダー側の周方向主溝の左右両壁面に設けられた微小溝
６主溝中心線
７タイヤ周方向
８ラグ溝
８Ｌ長いラグ溝
９サイプ

Claims

トレッド面のタイヤセンターに対する左右両側にそれぞれ２本ずつタイヤ周方向に連続する周方向主溝を配置し、これら周方向主溝に区分された陸部を、ラグ溝をもつリブまたはブロックに形成した空気入りタイヤにおいて、
前記周方向主溝の全周長の少なくとも５０％の領域に左右両壁にタイヤ周方向に対して傾斜する多数の微小溝を配置し、前記周方向主溝のうちタイヤショルダー側２本の周方向主溝の左右両壁に配置した微小溝はタイヤ径方向の平面視においてタイヤ周方向に対する傾斜方向を同方向にし、タイヤセンター側２本の周方向主溝の左右両壁に配置した微小溝はタイヤ径方向の平面視においてタイヤ周方向に対する傾斜方向を互いに逆向きにした空気入りタイヤ。
前記微小溝の幅を０．４〜０．６ｍｍ、微小溝間の間隔は１〜５ｍｍにするとともに、タイヤ周方向に対する傾斜角度を２０〜７０°にした請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記微小溝のタイヤ周方向に対する傾斜角度を３５〜５５°にした請求項２記載の空気入りタイヤ。
前記タイヤセンター側の周方向主溝を、タイヤセンターからタイヤ接地幅の５〜１５％の領域に配置し、前記タイヤショルダー側の周方向主溝を、タイヤセンターからタイヤ接地幅の２５〜４０％の領域に配置した請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
前記タイヤセンター側の周方向主溝の溝幅をタイヤ接地幅の４〜６％にし、前記タイヤショルダー側の周方向主溝の溝幅を前記タイヤセンター側の周方向主溝の溝幅の１１５〜１２５％にした請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
前記周方向主溝の溝壁のトレッド面の法線方向に対する傾斜角度を７〜１３°にした請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
前記トレッド面の溝面積比率が、３０〜５０％である請求項１〜６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
前記ラグ溝の溝面積比率が、５〜２０％である請求項１〜７のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
タイヤショルダー側２本の周方向主溝の左右両壁に配置した前記微小溝はタイヤ径方向の平面視において傾斜角度が同一であり、タイヤセンター側２本の周方向主溝の左右両壁に配置した微小溝はタイヤ径方向の平面視において傾斜方向を主溝中心線に対して線対称にした請求項１〜８のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
マッドアンドスノー用途のタイヤである請求項１〜９のいずれかに記載の空気入りタイヤ。