JP2010260400A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】転がり抵抗を維持しつつ、ウェット制動性を向上させた空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】トレッドに、該トレッドの周方向に延びる周方向溝１及び該周方向溝１を横切る向きに延びる幅方向溝２によって区画された複数のブロック３をそなえる空気入りタイヤであって、該ブロック３は、前記幅方向溝２からトレッド周方向に延びて当該ブロック内にとどまる周方向サイプ４を設ける。また、空気入りタイヤにおいて、前記ブロック３の複数が、トレッドの周方向に並ぶブロック列を少なくとも一列は有し、該ブロック列のブロック３が、トレッド周方向に連続するブロック３を介して相互に連結している。
【選択図】図４

Description

本発明はタイヤ、特に、低い転がり抵抗を維持しつつ、ウェット路面での制動性（以下、ウェット制動性）を向上させた空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤのウェット路面における制動性、即ち、ウェット制動性を向上させる方法として、例えば、特許文献１に記載されているように、タイヤのトレッドにおけるブロックにサイプを刻むことにより、タイヤの排水性を高める方法が知られている。

一方、タイヤのブロックにサイプを配すると、一般的に、ブロックの剛性が低下してしまうため、タイヤの転がり抵抗を増加させてしまうのが通例である。そのため、タイヤの転がり抵抗の低減とウェット制動性の向上とは、一般的に二律背反の関係にあり、容易には両立することができないとされている。

しかし、近年では、地球環境問題による省エネルギー化の需要から、車両の低燃費化に対する関心が高まってきている。そのため、車両に装着するタイヤの転がり抵抗の低減に対する研究も盛んであるが、例えば、ブロックに配するサイプ本数を減らしてウェット制動性を従来品よりも低いものとし、安全性を損ねることは回避すべきである。そのため、転がり抵抗の低減とウェット制動性の向上とを優れた水準で達成し得るタイヤの開発が求められている。

特開２００３−２６０９０９

そこで、本発明では、転がり抵抗の低減とウェット制動性の向上とを優れた水準で達成する空気入りタイヤを提供することを目的とする。

車両の制動時には、蹴り出し側（後に接地する側）から踏み込み側（先に接地する側）へ向かう力がブロックに作用するため、タイヤのブロックはせん断変形し、曲げ変形する。特に蹴り出し端では、曲げモーメントの入力による曲げ変形が顕著である。かかる曲げ変形により蹴り出し端のブロックが倒れ込み、蹴り出し端のブロック側壁が路面と接地して、ブロック端がブロック面に潜り込むような挙動をする。その際、ブロックには圧縮変形、曲げ変形、及び回転変形等が複雑に作用し、ブロック側壁近傍ではブロック表面が路面から部分的に離れる現象が発生する。

ここで、従前のサイプを導入したブロックは、剛性が低くなるため曲げ変形が増大し、蹴り出し端での倒れ込みは一層大きくなって接地性が悪化する。その結果、路面との動摩擦係数が低くなってタイヤの制動性が低下する。更に、ブロックの剛性を低くすると、ブロックの側壁も接地するようになるため、ウェット路面においては、ブロック側壁と路面との間にも水が介在するため、タイヤのウェット制動性は更に低下する。

一方、ブロックの剛性を高くすると、転がり抵抗は低くなるものの、該ブロックのエッジ成分等が減少するため、ウェット路面でのタイヤの操縦安定性及び制動性が悪化する。従って、タイヤの転がり抵抗の低減とウェット制動性との両立を、トレッドのブロック剛性の変更によって達成することは困難である。

かような技術背景の下、本発明者が上記目的を達成するために鋭意究明した結果、周方向溝及び幅方向溝によって区画したブロックに所定の条件に従いサイプを設けることによって、転がり抵抗を低減し、ウェット制動性を向上することができることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明の要旨構成は以下の通りである。
（１）トレッドに、該トレッドの周方向に延びる周方向溝及び該周方向溝を横切る向きに延びる幅方向溝によって区画された複数のブロックをそなえる空気入りタイヤであって、該ブロックは、前記幅方向溝からトレッド周方向に延びて当該ブロック内にとどまる周方向サイプを有することを特徴とする空気入りタイヤ。

（２）前記周方向サイプのトレッド周方向の長さは、前記ブロックのトレッド周方向長さの０．４〜０．８倍である前記（１）に記載の空気入りタイヤ。

（３）前記周方向サイプを、前記ブロックのトレッド幅方向中心から、同幅方向長さの０．１倍以内の範囲に設ける前記（１）又は（２）に記載の空気入りタイヤ。

（４）前記ブロックは、該ブロックのトレッド幅方向長さの０．４〜０．８倍であって、周方向溝からトレッド幅方向に延びて当該ブロック内にとどまる幅方向サイプを更に有する前記（１）〜（３）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

（５）前記幅方向サイプを、前記ブロックのトレッド周方向中心から、同周方向長さの０．１倍以内の範囲に設ける前記（４）に記載の空気入りタイヤ。

（６）前記幅方向サイプは、前記ブロックのトレッド幅方向輪郭辺に対してなす角度が１０°以内である前記（４）又は（５）に記載の空気入りタイヤ。

（７）前記トレッドは、該トレッドの周方向に延びる少なくとも１本のトレッド周方向陸部を更にそなえ、前記ブロックが該トレッド周方向陸部に連結している前記（１）〜（６）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

（８）前記空気入りタイヤが回転方向を指定されたタイヤであって、前記ブロックにおける踏み込み側の側壁角度が蹴り出し側の側壁角度よりも大きい前記（１）〜（７）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

本発明により、転がり抵抗の低減とウェット制動性の向上とを優れた水準で達成する空気入りタイヤを提供することができる。

本発明のトレッドの一例の部分展開図である。 本発明のトレッドの一例の部分拡大図である。 本発明のトレッドの他の例の部分拡大図である。 本発明のトレッドの他の例の部分拡大図である。 本発明のトレッドの他の例の部分拡大図である。 本発明のトレッドの他の例の部分拡大図である。 本発明のトレッドの他の例の部分拡大図である。 図５のＡ−Ａ断面図である。 図６のＡ−Ａ断面図である。 図７のＡ−Ａ断面図である。 本発明のトレッドの他の例の部分断面図である。 従来例のトレッドの部分拡大図である。 本発明のトレッドの他の例の部分拡大図である。 本発明のトレッドの他の部分拡大図である。 比較例のトレッドの一例の部分拡大図である。 本発明のトレッドの他の例の部分拡大図である。 本発明のトレッドの他の例の部分拡大図である。 本発明のトレッドの他の例の部分拡大図である。 本発明のトレッドの他の例の部分拡大図である。 本発明のトレッドの他の例の部分拡大図である。 本発明のトレッドの他の例の部分拡大図である。 本発明のトレッドの他の例の部分拡大図である。 本発明のトレッドの他の例の部分拡大図である。 本発明のトレッドの他の例の部分拡大図である。 本発明のトレッドの他の例の部分展開図である。

以下に、図面を参照しつつ本発明を詳細に説明する。図１は本発明の空気入りタイヤの一例のトレッドの部分展開図であり、図２は本発明の空気入りタイヤの一例のトレッドの部分拡大図であり、図３及び４は本発明の空気入りタイヤの他の例のトレッドの部分拡大図であり、図５は本発明のトレッドの他の例の部分断面図である。

本発明の空気入りタイヤは、図１に示すように、トレッドに、周方向溝１及び幅方向溝２によって区画された複数のブロック３をそなえる。ここで、前記ブロック３は、図１のＩの部分の拡大図である図２に示すように、幅方向溝２からトレッド周方向に延びて当該ブロック３内にとどまる周方向サイプ４を有することが肝要である。

上述したように、巻き込み変形が顕著であるブロックの蹴り出し端近傍に周方向サイプを入れることによって、かかる部分に集中して発生する圧縮変形、曲げ変形、及び回転変形等を適度に分散させることができる。そのため、ブロック蹴り出し端におけるブロックの巻き込み変形を緩和して、ブロックが路面から浮いてしまう現象が抑制され、接地性が改善されるためタイヤの動摩擦係数が高くなる。

また、ウェット路面においては、ブロックの側壁と路面との間のスペースも低減されるため、これらの間に介在する水が減少する。加えて、サイプによってブロック表面での排水性が向上する。これらの結果として、ブロックに周方向サイプ４を有するタイヤは、ウェット制動性が大幅に向上する。

また、本発明の空気入りタイヤにおいて、図２に示すように、周方向サイプ４のトレッド周方向の長さは、前記ブロック３のトレッド周方向長さＬｌｏの０．４〜０．８倍であることが好ましい。

ここで、周方向サイプ４のトレッド周方向の長さは、ブロック３のトレッド周方向長さＬｌｏの０．４倍以上であれば十分な排水効果を得ることができ、０．８倍以下とすることによってブロックの剛性を十分に確保することができる。なお、上述した制動時におけるブロックの挙動を勘案すれば、タイヤ周方向サイプ４は、図３に示すように、一端がタイヤ回転方向の幅方向溝２に開口していることが好ましい。

更に、本発明の空気入りタイヤにおいて、図２に示すように、前記周方向サイプ４を、ブロック３のトレッド幅方向中心７から、ブロック３のトレッド幅方向長さＬｌａの０．１倍以内の範囲に設けることが好適である。

本発明の空気入りタイヤにおいて、図３に示すように、ブロック３は、該ブロック３のトレッド幅方向長さＬｌａの０．４〜０．８倍であって、周方向溝１からトレッド幅方向に延びて当該ブロック３内にとどまる幅方向サイプ６を更に有することが好ましい。

このように、周方向サイプ４に加えて、幅方向サイプ６を設けることで、ブロック３の中央部に溜まり易い水を効率的に排除できる。ここで、前記幅方向サイプ６の長さがブロック３のトレッド幅方向長さＬｌａの０．４倍以上であれば十分な排水効果を得ることができ、０．８倍以下とすることによってブロックの剛性を十分に確保することができる。

また、本発明の空気入りタイヤにおいて、排水性を向上させる観点から、図３に示すように、前記幅方向サイプ６を、ブロック３のトレッド周方向中心５から、ブロック３のトレッド周方向長さＬｌｏの０．１倍以内の範囲に設けることが好ましい。

更に、上記と同様に、排水性の観点から、図４に示すように、前記幅方向サイプ６は、ブロック３のトレッド幅方向輪郭辺に対してなす角度βが１０°以内であることが好ましい。

本発明の空気入りタイヤにおいて、前記トレッドが、図５〜７に示すように、該トレッド周方向に延びる少なくとも１本のトレッド周方向陸部１５を更にそなえ、前記ブロック３が該周方向陸部１５に連結していることが好ましい。

このように、ブロック３をトレッド周方向陸部１５で連結していると、ブロック剛性（周方向および幅方向のそれぞれの入力に対する剛性）が上昇し、制動時の安定性および操舵時の安定性が向上する。

ここで、ブロック３とトレッド周方向陸部１５は連結している限りその形態は特に限定されず、例えば、図５及び図５のＡ−Ａ断面図である図８に示すように直接連結していてもよいし、図６及び図６のＡ−Ａ断面図である図９に示すように細溝１６を介して連結していてもよい。

また、図７及び図７のＡ−Ａ断面図である図１０に示すように、ブロック３は、該ブロック３よりもよりも一段低いトレッド周方向陸部１５と連結していてもよい。また、トレッド周方向溝に連なるブロックの数は、必要に応じて適宜選択できる。更に、トレッド周方向陸部１５は、トレッド全周に渡って延びていても、トレッド周方向に部分的に延びていてもよい。尚、細溝１６の深さは、周方向溝１及び幅方向溝２よりも浅いことが好ましい。

また、本発明の空気入りタイヤにおいて、ブロックの周上のエッジ数を低減させるため、図２４に示すように、トレッド周方向に隣接する複数のブロックを結合することが好ましい。

このように、トレッド周方向に隣接するブロック３を結合すると、結合した両ブロック３が相互に拘束し合うため、ブロック剛性が向上する。図２４においては、隣接する２個のブロックが連結している、いわゆる２ ｉｎ １のブロックについて示しているが、連結するブロックの数は特に限定されない。

更に、本発明の空気入りタイヤにおいて、前記ブロックのタイヤ周方向断面である図１１に示すように、回転方向を指定された本発明の空気入りタイヤのブロック３において、踏み込み端９における法線１０とブロック３の踏み込み側の側壁１１とがなす踏み込み側の側壁角度γは、蹴り出し端１２における法線１３とブロック３の蹴り出し側の側壁１４とがなす蹴り出し側の側壁角度δよりも大きいことが好ましい。また、側壁角度γは、１５〜２０°の範囲にあることが好ましく、側壁角度δは、８°＜δ＜１０°の範囲にあることが好ましい。

このように、ブロック３において、側壁角度γを側壁角度δよりも大きくすることにより、サイプ形成時の踏み込み側ブロックエッジのめくれ現象を防止することが可能である。

（実施例１〜１１）
図１に示すように、トレッド幅方向に６等分されるように合計５本の周方向溝１（溝深さ７〜９ｍｍ、溝幅４〜６ｍｍ）が形成され、更に幅方向溝２が溝深さ７〜９ｍｍ、溝幅４〜６ｍｍでトレッド幅方向に対して角度αをなす方向に形成され、ブロック３は、トレッド周方向長さが２０〜２５ｍｍ、トレッド幅方向長さが２５〜３０ｍｍであり、図６に示すように、幅４〜６ｍｍのトレッド周方向陸部１５が隣接しているトレッドパターンを有する従来例、比較例、及び実施例１〜１１の乗用車用の空気入りタイヤ（サイズ：１９５／６５Ｒ１４）を製造した。

ここで、これらタイヤのブロックは、それぞれ図６〜１８及び表１に示す形状のサイプを有しており、該ブロックの側壁角度γは０〜２０°、側壁角度δは０〜１０°とした。また、各タイヤのトレッドのブロックは、図２５に示すように、トレッド全周に渡って該ブロックと同じ高さのトレッド周方向陸部１５と深さ５ｍｍのサイプを介して連結している。これらの空気入りタイヤを用いて、下記の方法によりウェット制動性試験及び転がり抵抗試験を行なった。結果を表１に示す。

なお、表１中の周方向サイプの「トレッド幅方向位置」は、周方向サイプ４が位置しているブロック３のトレッド幅方向中心７からの距離及びタイヤ回転方向に対する開口方向を意味している。例えば「中心＋０．４Ｌｌａ(＋)」は、周方向サイプ４が、ブロック３のトレッド幅方向中心７から、タイヤ回転方向Ｒに向かって右側であって、トレッド幅方向に０．４×Ｌｌａだけ離れて位置していることを示し、(＋)は周方向サイプ４がタイヤ回転方向の幅方向溝に開口していることを示す。

表１中の幅方向サイプの「トレッド周方向位置」は、幅方向サイプ６のブロック３のトレッド周方向中心５からの距離を意味している。例えば、「中心−０．４×Ｌｌｏ」は、幅方向サイプ６が、ブロック３のトレッド周方向中心５からタイヤ回転方向Ｒと反対方向に０．４×Ｌｌｏだけ離れて位置していることを示す。ここで、周方向サイプは、いずれもタイヤ回転方向に向かって左側の周方向溝に開口している。

幅方向サイプの角度は、ブロック３の輪郭を形作るトレッド幅方向の辺に対してなす角度（即ち前記角度αに対してなす角度）であり、「＋」はタイヤ回転方向に傾くことを示す。

（ウェット制動性試験の方法）
ウェット制動性試験は、上記空気入りタイヤを５．５Ｊのリムに組み付け、内圧を２００ｋＰａとして前輪駆動乗用車の４輪に装着し（前輪荷重：３．８２ｋＮ、後輪荷重：２．６０ｋＮ（乗員が２名乗車相当））、水深０．６ｍｍの水路上、初速度：８０ｋｍ／ｈにおいて制動し、この時の制動距離（制動開始から停止までに移動した距離）を測定することによって行なった。各測定値は、従来例の距離を１００として指数化した。ここで、該指数値は小さいほど制動距離が短く、良好であることを示す。結果は表１に示す。なお、制動にあたってはＡＢＳを作動させた。

（転がり抵抗試験の方法）
転がり抵抗試験は、各タイヤを内圧２００ｋＰａとし、ロードインデックスの６５％の荷重下において、６０ｋｍ／ｈの速度で走行させたときの抵抗力を計測することにより行った。各測定値は、従来例の測定値を１００として指数化した。ここで、該指数値が小さいほど転がり抵抗は小さく、良好であることを示す。

＊１ ２ ｉｎ １ブロック
＊２ 周方向陸部１５なし
＊３ 側壁角度γ：１８°、側壁角度δ：９°

表１から、実施例の空気入りタイヤはウェット制動性を維持しつつ、従来例及び比較例の空気入りタイヤよりも転がり抵抗が小さくなっていることが分かる。

また、周方向サイプを、前記ブロックのトレッド幅方向中心にある実施例１の空気入りタイヤは、周方向サイプを、前記ブロックのトレッド幅方向中心から、前記ブロックのトレッド幅方向長さの０．１倍以内の範囲に設けていない実施例２の空気入りタイヤよりもウェット制動性に優れ、転がり抵抗が小さくなっている。従って、本発明において、周方向サイプを、前記ブロックのトレッド幅方向中心から、前記ブロックのトレッド幅方向長さの０．１倍以内の範囲に設けることが好ましいことがわかる。

更に、幅方向サイプが前記ブロックの輪郭を形作る、トレッド幅方向の辺に対してなす角度が１０°以内である実施例７の空気入りタイヤは、幅方向サイプがかかる規定を満たさない実施例９の空気入りタイヤよりもウェット制動性に優れ、転がり抵抗が小さくなっている。従って、本発明において、幅方向サイプは、前記ブロックの輪郭を形作る、トレッド幅方向の辺に対してなす角度が１０°以内であることが好ましい。

１ 周方向溝
２ 幅方向溝
３ ブロック
４ 周方向サイプ
５ トレッド周方向中心
６ 幅方向サイプ
７ トレッド幅方向中心
８ トレッド幅方向の辺と平行な直線
９ 踏み込み端
１０ 法線
１１ 側壁
１２ 蹴り出し端
１３ 法線
１４ 側壁
１５ トレッド周方向陸部
１６ 細溝
Ｒ タイヤ回転方向
Ｌｌｏ ブロックのトレッド周方向長さ
Ｌｌａ ブロックのトレッド幅方向長さ
α トレッド幅方向とトレッド幅方向輪郭辺とがなす角度
β トレッド幅方向輪郭辺と幅方向サイプとがなす角度
γ 踏み込み側の側壁角度
δ 蹴り出し側の側壁角度

Claims (8)

1. トレッドに、該トレッドの周方向に延びる周方向溝及び該周方向溝を横切る向きに延びる幅方向溝によって区画された複数のブロックをそなえる空気入りタイヤであって、該ブロックは、前記幅方向溝からトレッド周方向に延びて当該ブロック内にとどまる周方向サイプを有することを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記周方向サイプのトレッド周方向の長さは、前記ブロックのトレッド周方向長さの０．４〜０．８倍である請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記周方向サイプを、前記ブロックのトレッド幅方向中心から、同幅方向長さの０．１倍以内の範囲に設ける請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ブロックは、該ブロックのトレッド幅方向長さの０．４〜０．８倍であって、周方向溝からトレッド幅方向に延びて当該ブロック内にとどまる幅方向サイプを更に有する請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記幅方向サイプを、前記ブロックのトレッド周方向中心から、同周方向長さの０．１倍以内の範囲に設ける請求項４に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記幅方向サイプは、前記ブロックのトレッド幅方向輪郭辺に対してなす角度が１０°以内である請求項４又は５に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記トレッドは、該トレッドの周方向に延びる少なくとも１本のトレッド周方向陸部を更にそなえ、前記ブロックが該周方向陸部に連結している請求項１〜６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
8. 前記空気入りタイヤが回転方向を指定されたタイヤであって、前記ブロックにおける踏み込み側の側壁角度が蹴り出し側の側壁角度よりも大きい請求項１〜７のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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