JP2011051426A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】氷上性能の向上および転がり抵抗の低減を高いレベルで両立できる空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延びる周方向溝と、トレッド幅方向に延びる横溝とによって区画される複数の陸部ブロック７を備える。陸部ブロック７には、トレッド幅方向に延び、両端が周方向溝に連通するサイプ９，１０，１１が、タイヤ周方向に所定間隔をおいて複数設けられる。サイプ９，１０，１１は、陸部ブロック７のタイヤ周方向中央側に配置される内側サイプ１１と、内側サイプ１１よりもタイヤ周方向端部に配置される最外端サイプ９，１０とによって構成される。内側サイプ１１は、タイヤ径方向に沿って延びる。最外端サイプ９，１０は、タイヤ径方向外側に向かうにつれて、陸部ブロック７におけるタイヤ周方向中央側に傾斜して延びる。
【選択図】図２

Description

本発明は空気入りタイヤに関し、特に、氷上性能の向上および転がり抵抗の低減の両立を図ることができる空気入りタイヤに関する。

従来から、タイヤ周方向に延びる周方向溝と、トレッド幅方向に延びる横溝とによって複数の陸部ブロックが区画された空気入りタイヤが知られている。そして、氷上性能を向上させるために、陸部ブロックにサイプ（細溝）を多数設けることが行われるが、サイプ数を増やすと陸部ブロックの剛性低下が生じてしまう。

そこで、サイプの切り込み方向がタイヤの正回転方向に傾斜する傾斜サイプとタイヤの逆回転方向に傾斜する逆傾斜をそれぞれ１ブロック内に複数隣接した空気入りタイヤが知られている（例えば、特許文献１参照）。これによれば、陸部ブロックの剛性の低下を抑制できる。

特開平１１−３４６１６号公報

しかしながら、前記従来構造のサイプでは、１ブロック内において、陸部ブロックの周方向せん断力が増大してしまう部分が生じ、転がり抵抗が増大するおそれがあった。

そこで、本発明の目的は、氷上性能の向上および転がり抵抗の低減を高いレベルで両立できる空気入りタイヤを提供することにある。

本発明の第１の特徴は、タイヤ周方向に延びる周方向溝（周方向溝２〜４）と、トレッド幅方向に延びる横溝（横溝５，６）とによって区画される複数の陸部ブロック（陸部ブロック７）を備え、前記陸部ブロックには、トレッド幅方向に延び、両端が前記周方向溝に連通するサイプ（サイプ８）が、タイヤ周方向に所定間隔をおいて複数設けられた空気入りタイヤであって、前記サイプは、前記陸部ブロックのタイヤ周方向中央側に配置される内側サイプ（内側サイプ１１，１１）と、前記内側サイプよりもタイヤ周方向端部に配置される最外端サイプ（最外端サイプ９，１０）とによって構成され、前記内側サイプは、タイヤ径方向に沿って延び、前記最外端サイプは、タイヤ径方向外側に向かうにつれて、前記陸部ブロックにおけるタイヤ周方向中央側に傾斜して延びることを要旨とする。

かかる特徴によれば、まず、最外端サイプによって陸部ブロックのタイヤ周方向端部に最外端ブロック部が区画される。この最外端ブロック部は、トレッド面（踏面）に向かうにつれてタイヤ周方向に沿った厚さが大きくなるため、ドレッド面近傍における剛性が向上して周方向せん断力が大きくなる。従って、タイヤ転動時に、踏込側または蹴出側の最外端ブロック部が根本部から倒れこむため、周方向せん断力が低減して転がり抵抗が小さくなる。

また、トレッド面の面積が大きく剛性も高いため、トレッド面での倒れこみを防止して路面を引っかく効果（いわゆる、エッジ効果）が向上する。また、内側サイプによって陸部ブロックのタイヤ周方向中央に内側ブロック部が区画される。この内側ブロック部は、タイヤ径方向に沿ってタイヤ周方向の厚さが一定に形成されるため、トレッド面近傍と比較して根本部で剛性が高くなり、陸部ブロックの倒れこみを防止して氷上性能が向上する。

このように、本発明によれば、エッジ効果が向上することにより、氷上性能を向上できるとともに、周方向せん断力が低減するため、転がり抵抗をも低減できる。従って、氷上性能の向上および転がり抵抗の低減を高いレベルで両立できる。

その他の特徴では、前記サイプは、前記陸部ブロックにおけるタイヤ周方向中心線（タイヤ周方向中心線Ｃ）を境にして線対称に形成されることを要旨としている。

その他の特徴では、前記最外端サイプのタイヤ径方向に沿った長さは、前記内側サイプのタイヤ径方向に沿った深さと同一である。

本発明によれば、氷上性能の向上および転がり抵抗の低減を高いレベルで両立できる空気入りタイヤを提供することができる。

本発明の実施形態による空気入りタイヤのトレッドパターンである。 本発明の実施形態による陸部ブロックを示す斜視図である。 図２の側面図である。 タイヤ制動時における陸部ブロックの変形挙動を示す側面図である。 タイヤ駆動時における陸部ブロックの変形挙動を示す側面図である。 タイヤ転動時における周方向せん断力を示すグラフである。

以下、本発明の実施の形態に係る空気入りタイヤの詳細を図面に基づいて説明する。但し、図面は模式的なものであり、各材料層の厚みやその比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。

（空気入りタイヤの構成）
まず、本発明の実施形態による空気入りタイヤの構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態による空気入りタイヤのトレッドパターンである。

図１に示すように、空気入りタイヤ１のトレッド部には、タイヤ周方向に延びる周方向溝２，３，４と、トレッド幅方向に延びる横溝５，６とによって陸部ブロック７が複数区画されている。

これらの陸部ブロック７のそれぞれには、トレッド幅方向に延びるサイプ８が複数配設されている。サイプ８は、タイヤ周方向に所定間隔をおいて複数設けられる。本実施形態では、一つの陸部ブロック７に４本のサイプ８が形成されている。また、サイプ８は、タイヤ周方向にそれぞれ同一の間隔をおいて設けられる。

（サイプの構成）
次に、上述したサイプ８の構成について、図面を参照しながら説明する。図２は、本発明の実施形態による陸部ブロックを示す斜視図である。図３は、図２の側面図である。

図２および図３に示すように、サイプ８は、タイヤ周方向の両端部側に配置された一対の最外端サイプ９，１０と、一対の最外端サイプ９，１０の間に配置された一対の内側サイプ１１，１１と、からなる。

最外端サイプ９，１０は、内側サイプ１１，１１よりもタイヤ周方向端部に配置される。最外端サイプ９，１０は、タイヤ径方向内側の径内端９ａ，１０ａから、タイヤ径方向外側に位置し、陸部ブロック７のトレッド面１２に開口する外端９ｂ，１０ｂに向かって延びる。

最外端サイプ９，１０は、径内端９ａ，１０ａからタイヤ径方向外側に向かうにつれて陸部ブロック７のタイヤ周方向の中心側に向けて傾斜して延びている。また、図３に示すように、一対の最外端サイプ９，１０は側方から見てハの字状に形成されている。

一方、内側サイプ１１，１１は、陸部ブロック７のタイヤ周方向中央側に配置され、一対の最外端サイプ９，１０の間に位置している。内側サイプ１１，１１は、タイヤ径方向内側の径内端１１ａから、タイヤ径方向外側に位置し、陸部ブロック７のトレッド面１２に開口する径外端１１ｂに向かって延びる。

内側サイプ１１は、タイヤ径方向に沿って配設されている。即ち、陸部ブロック７の側面視（図３参照）において、内側サイプ１１の径内端１１ａと径外端１１ｂとを結ぶ直線は、タイヤ径方向に沿っている。

ここで、最外端サイプ９，１０のタイヤ径方向に沿った長さＬは、内側サイプ１１，１１のタイヤ径方向に沿った深さＤと同一である。このようなサイプ９，１０，１１は、図３に示すように、陸部ブロック７におけるタイヤ周方向中心線Ｃを境にして線対称な形状に形成されている。

（陸部ブロックの変形・せん断力）
次に、上述した空気入りタイヤ１を車両に組み付けて路面上を走行させた場合における陸部ブロックの変形挙動について説明する。図４は、タイヤ制動時における陸部ブロックの変形挙動を示す側面図である。図５は、タイヤ駆動時における陸部ブロックの変形挙動を示す側面図である。

図４に示すように、タイヤ転動時において陸部ブロック７が路面に踏み込む際、最外端サイプ１０によって区画された踏込側最外端ブロック部１４がタイヤ転動方向（矢印参照）と同一方向のブレーキング側に向けて倒れこみやすくなるため、ドライビングせん断力は低減する。

そして、図５に示すように、タイヤ転動時において陸部ブロック７が路面から蹴り出す際、最外端サイプ９によって区画された蹴出側最外端ブロック部１５がタイヤ転動方向（矢印参照）と反対方向のドライビング側に向けて倒れこみやすくなるため、ブレーキングせん断力は低減する。これらのように、陸部ブロックの周方向せん断力は低減して転がり抵抗も低減する。

次に、上述した空気入りタイヤ１を車両に組み付けて路面上を走行させた場合における陸部ブロックの周方向せん断力について説明する。図６は、タイヤ転動時における周方向せん断力を示すグラフである。

図６に示すように、タイヤ転動時には、ドライビングせん断力とブレーキングせん断力とが交互に発生する。つまり、陸部ブロックにおける踏込端近傍では、ドライビングせん断力が発生し、蹴出端近傍では、ブレーキングせん断力が発生する。

（作用・効果）
従来から、転がり抵抗の低減を図るために、歪エネルギーロス（偏心剛性）や体積・重量、材料ロスなどを低減することが行われていた。歪エネルギーロスの低減には、カーカスやトレッドなどのタイヤ形状や、ビードなどのタイヤ構造を最適化することや、タイヤサイド部の厚みを薄くすることなどが行われている。体積・重量の低減には、トレッドやタイヤサイド部の厚みを薄くすることなどが行われている。材料ロスの低減には、低ロスの材料を使用することなどが行われている。

発明者らは、上述した技術以外で転がり抵抗の低減を図ることを検討し、歪エネルギーロスに、トレッドに形成される各陸部ブロック７の変形が寄与していることに着目した。この歪エネルギーロスには周方向せん断力の寄与が大きく、この周方向せん断力を低減させることが、転がり抵抗の低減を図ることができると判った。

そこで、本実施形態では、内側サイプ１１，１１は、タイヤ径方向に沿って延び、最外端サイプ９，１０は、タイヤ径方向外側に向かうにつれて、陸部ブロック７におけるタイヤ周方向中央側に傾斜して延びる。

これによれば、まず、最外端サイプ９，１０によって陸部ブロック７のタイヤ周方向端部に最外端ブロック部が区画される。この最外端ブロック部は、トレッド面（踏面）に向かうにつれてタイヤ周方向に沿った厚さが大きくなるため、ドレッド面近傍における剛性が向上して周方向せん断力が大きくなる。従って、タイヤ転動時に、踏込側または蹴出側の最外端ブロック部が根本部から倒れこむため、周方向せん断力が低減して転がり抵抗が小さくなる。

また、トレッド面の面積が大きく剛性も高いため、トレッド面での倒れこみを防止して路面を引っかく効果（いわゆる、エッジ効果）が向上する。また、内側サイプ１１，１１によって陸部ブロック７のタイヤ周方向中央に内側ブロック部が区画される。この内側ブロック部１１，１１は、タイヤ径方向に沿ってタイヤ周方向の厚さが一定に形成されるため、トレッド面近傍と比較して根本部で剛性が高くなり、陸部ブロック７の倒れこみを防止して氷上性能が向上する。

このように、本発明によれば、エッジ効果が向上することにより、氷上性能を向上できるとともに、周方向せん断力が低減するため、転がり抵抗をも低減できる。従って、氷上性能の向上および転がり抵抗の低減を高いレベルで両立できる。

また、実施形態では、サイプ９，１０，１１は、陸部ブロック７におけるタイヤ周方向中心線Ｃを境にして線対称に形成される。このため、制動時における踏込側最外端ブロック部１４の倒れこみ量と、駆動時における蹴出側最外端ブロック部１５の倒れこみ量と、ほぼ同一になる。従って、氷上路における制動性能および駆動性能を両立でき、氷上性能をさらに向上できる。

また、実施形態では、最外端サイプ９，１０のタイヤ径方向に沿った長さＬは、内側サイプ１１，１１のタイヤ径方向に沿った深さＤと同一である。なお、長さＬが深さＤよりも深すぎると、最外端サイプ９，１０によって陸部ブロック７のタイヤ周方向端部に最外端ブロック部の剛性が低下し過ぎてしまう。一方、長さＬが深さＤよりも浅すぎると、上述した周方向せん断力の低減を図れない場合がある。

（その他の実施形態）
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、空気入りタイヤのトレッドパターンについては、実施形態で説明したものに限定されるものではなく、目的に応じて適宜設定できることは勿論である。例えば、横溝５，６がトレッド幅方向に対して傾斜していてもよい。

また、サイプ８は、タイヤ周方向にそれぞれ同一の間隔をおいて設けられるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、それぞれ異なる間隔をおいて設けられていてもよい。

また、陸部ブロック７には、４本のサイプが設けられているものとして説明したが、これに限定されるものではなく、３本以上であることが好ましく、その他の本数であってもよいことは勿論である。

また、サイプ９，１０，１１は、タイヤ周方向中心線Ｃを境にして線対称に形成されるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、タイヤ周方向中心線Ｃを境にして線対称でなくてもよい。

また、最外端サイプ９，１０のタイヤ径方向に沿った長さＬは、内側サイプ１１，１１の深さＤと同一であるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、内側サイプ１１，１１の深さＤと異なっていてもよいことは勿論である。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

次いで、本発明の実施例を通してさらに具体的に説明する。従来例および本発明例について、サイズが１９５／６５Ｒ１５である空気入りタイヤを供試タイヤとした。

従来例に係る供試タイヤの陸部ブロックには、タイヤ径方向に沿って傾斜していないサイプのみを形成しており、本発明例では、陸部ブロックに前述した図２，３に示すようなサイプを設けている。この供試タイヤを１５×６Ｊインチのリムホイールに装着して、内圧が２１０ｋＰａおよび荷重が４．８２ｋＮになるように空気を充填し、フォース式計測機による転がり抵抗測定と踏面観察機による周方向せん断力測定を行った。

この結果、従来例に係る供試タイヤでは、周方向せん断力が１．７１ｋｇｆ／ｃｍ^２であり、転がり抵抗係数（ＲＲＣ）は１０５．３であった。一方、本発明例に係る供試タイヤでは、周方向せん断力が１．５３ｋｇｆ／ｃｍ^２であり、転がり抵抗係数（ＲＲＣ）は１０１．８であった。

これらの結果より、本発明例の方が周方向せん断力が小さくなって、転がり抵抗係数も低減することができることが確認することができた。

２〜４ 周方向溝
５，６ 横溝
７ 陸部ブロック
８ サイプ
９，１０ 最外端サイプ
１１ 内側サイプ

Claims (3)

1. タイヤ周方向に延びる周方向溝と、トレッド幅方向に延びる横溝とによって区画される複数の陸部ブロックを備え、
   前記陸部ブロックには、トレッド幅方向に延び、両端が前記周方向溝に連通するサイプが、タイヤ周方向に所定間隔をおいて複数設けられた空気入りタイヤであって、
   前記サイプは、
   前記陸部ブロックのタイヤ周方向中央側に配置される内側サイプと、
   前記内側サイプよりもタイヤ周方向端部に配置される最外端サイプと
   によって構成され、
   前記内側サイプは、タイヤ径方向に沿って延び、
   前記最外端サイプは、タイヤ径方向外側に向かうにつれて、前記陸部ブロックにおけるタイヤ周方向中央側に傾斜して延びる空気入りタイヤ。
2. 前記サイプは、前記陸部ブロックにおけるタイヤ周方向中心を境にして線対称に形成される請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記最外端サイプのタイヤ径方向に沿った長さは、前記内側サイプのタイヤ径方向に沿った深さと同一である請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。

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