JP2012232644A - 空気入りタイヤ - Google Patents

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Abstract

【課題】耐摩耗性などの他性能に影響を与えることなく氷上性能を向上させる。
【解決手段】タイヤ赤道面上をのびるセンタリブに、その中央領域に位置する頂部と、この頂部からセンタリブの一方、他方のリブ側縁に向かってタイヤ回転方向とは反対方向に傾斜してのびる一方、他方の傾斜溝部とを具えるV字状溝を周方向に隔設する。又V字状溝間には、一方のリブ側縁からタイヤ赤道面に向かって前記一方の傾斜溝部とは同傾斜方向にのびる一方の補助傾斜溝と、前記他方のリブ側縁からタイヤ赤道面に向かって前記他方の傾斜溝部とは同傾斜方向にのびる他方の補助傾斜溝とが周方向に位置ズレされて設けられる。前記センタリブのリブ巾を、トレッド巾の15〜21%とした。
【選択図】図2

Description

本発明は、スタッドレスタイヤ等として好適であり、他性能に影響を与えることなく氷上性能を向上させた空気入りタイヤに関する。
スタッドレスタイヤでは、氷上性能向上のために、トレッド部に設けるブロック等に多数本のサイピングを形成し、そのエッジによる路面引っ掻き力(エッジ効果)を増大させる、及び/又はトレッドパターンのランド比を高めて接地面積を増し、氷面との粘着摩擦力を増大させることなどが行われている(例えば特許文献1参照。)。
特に近年、氷上での横滑りを減じてコーナリング時のグリップ性能(横グリップ性能)を高めるために、サイピングをタイヤ軸方向に対して傾斜させ、その周方向のエッジ成分を大きくすることが望まれる。しかし図4に例示する如く、サイピングaのタイヤ軸方向に対する傾斜角度θを大きくした場合には、サイピングaによって区分される部分bの厚さtが実質的に小となるため、ブロック剛性の低下を招き、例えば耐摩耗性を低下させるという問題がある。
特開2003−11618号公報
このような状況に鑑み、本発明者が研究した結果、
(ア) タイヤ赤道面側のセンタ領域は、他の領域に比して接地圧が高いためエッジ効果や粘着摩擦力を高く発揮しうるなど、氷上性能への寄与が高い領域であり、従って、このセンタ領域に配されるセンタリブのタイヤ軸方向のリブ巾を相対的に高めることで、限られたランド比において、氷上性能を向上しうること;
(イ) このセンタリブにV字状溝を設けることで、周方向のエッジ成分を増加して氷上性能のいっそうの向上を図るとともに、例えばセンタリブに傾斜溝を設ける場合に比して高いブロック剛性を確保することができ、耐摩耗性の低下など他性能への悪影響を抑制しうることを見出し得た。
そこで本発明は、耐摩耗性などの他性能に影響を与えることなく氷上性能を向上させうる空気入りタイヤを提供することを目的としている。
上記課題を解決するために、本願請求項1の発明は、トレッド部に、タイヤ赤道面の両側に一対のセンタ主溝を設けることにより、このセンタ主溝間にセンタリブが区分され、かつ該センタリブにサイピングが配されるとともに、タイヤ回転方向が指定された空気入りタイヤであって、
前記センタリブに、このセンタリブのタイヤ軸方向のリブ巾の20%の距離をタイヤ赤道面から両側に隔てた中央領域に位置する頂部と、この頂部から前記センタリブの一方、他方のリブ側縁に向かってそれぞれタイヤ回転方向とは反対方向に傾斜してのびる一方、他方の傾斜溝部とを具えるV字状溝が周方向に隔設され、
しかも前記周方向に隣り合うV字状溝間に、前記一方のリブ側縁からタイヤ赤道面に向かって前記一方の傾斜溝部とは同傾斜方向にのびる一方の補助傾斜溝と、前記他方のリブ側縁からタイヤ赤道面に向かって前記他方の傾斜溝部とは同傾斜方向にのびる他方の補助傾斜溝とが周方向に位置ズレされて設けられるとともに、
前記センタリブの前記リブ巾を、トレッド巾の15〜21%としたことを特徴としている。
又請求項2の発明では、前記V字状溝の傾斜溝部、及び前記補助傾斜溝は、それぞれタイヤ軸方向に対する角度が5〜30°であることを特徴と
又請求項3の発明では、前記サイピングは、前記V字状溝とは平行に形成されることを特徴と
又請求項4の発明では、前記補助傾斜溝間の周方向の間隔は、この補助傾斜溝から該補助傾斜溝が周方向で隣り合うV字状溝までの周方向の間隔よりも小であることを特徴と
又請求項5の発明では、前記サイピングの深さは、前記V字状溝の溝深さ及び前記補助傾斜溝の溝深さよりも大であることを特徴と
又請求項6の発明では、前記補助傾斜溝間に形成されるサイピングの本数は、前記前記補助傾斜溝とV字状溝との間に形成されるサイピングの本数よりも多いことを特徴としている。
又請求項7の発明では、センタリブのリブ側縁は、前記補助傾斜溝との交差位置から、タイヤ回転方向とは反対方向に隣り合う補助傾斜溝との交差位置まで、タイヤ回転方向とは反対方向に行くに従いタイヤ軸方向外側に傾斜することを特徴としている。
本発明は叙上の如く、センタリブのリブ巾を、トレッド巾の15〜21%と、従来よりも幅広にしている。このセンタリブは、他の部位に比して接地圧が高いためエッジ効果や粘着摩擦力を高く発揮しうるなど、氷上性能への寄与が大きい領域であり、従ってセンタリブを幅広とすることで、限られたランド比において、氷上性能を向上しうる。
又前記センタリブに、頂部から両側のリブ側縁に向かってタイヤ回転方向とは反対方向に傾斜してのびる傾斜溝部を具えるV字状溝を設けている。このV字状溝は、その傾斜溝部によって周方向のエッジ成分を増加でき、氷上での横滑りを減じて横グリップ性能を高めるなど、氷上性能のいっそうの向上を図りうる。
又V字状溝によって区分されるV字状ブロックは、例えば傾斜溝によって区分される平行周辺形状のブロックに比して変形し難いなど、ブロック剛性が高くなる。そのため、エッジ効果をより有効に機能させうる。又高いブロック剛性により、耐摩耗性の低下などを抑制しうる。又V字状溝間に形成される補助傾斜溝は、V字状ブロックにおける剛性低下を低く抑えながら、周方向のエッジ成分をさらに増加することができる。
本発明の空気入りタイヤのトレッドパターンの一実施例を示す展開図である。 その一部を拡大して示す拡大図である。 (A)〜(D)は、センタ主溝、V字状溝、補助傾斜溝、及びサイピングの断面図である。 従来の問題点を示す部分拡大図である。
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。図1は、本発明の空気入りタイヤが乗用車用のスタッドレスタイヤとして形成された場合のトレッドパターンの展開図である。
図1において、本実施形態の空気入りタイヤ1は、タイヤ回転方向Fが指定された方向性パターンを有するタイヤであって、トレッド部2に、タイヤ赤道面Coの両側に一対のセンタ主溝3、3を設けることにより、このセンタ主溝3、3間にセンタリブ4を区分するとともに、該センタリブにサイピング5を形成している。本例の空気入りタイヤ1では、氷上性能と雪上性能との観点から、ランド比は、従来のスタッドレスタイヤと同様、65〜75%の範囲としている。
又本例では、前記トレッド部2に、前記センタ主溝3、3、トレッド端Teに沿って配されるショルダー主溝6、6、及び前記センタ主溝3とショルダー主溝6との間に配されるミドル主溝7、7からなる6本の周方向主溝が形成される場合が示される。これにより、前記トレッド部2を、センタ主溝3、3間の前記センタリブ4、センタ主溝3とミドル主溝7との間の内のミドルリブ8、ミドル主溝7とショルダー主溝6との間の外のミドルリブ9、及びショルダー主溝6とトレッド端Teとの間のショルダーリブ10からなる合計7本のリブに区分している。
そして前記センタリブ4のリブ巾W4は、トレッド端Te、Te間のトレッド巾TWの15〜21%の範囲と従来よりも幅広に設定される。このセンタリブ4は、他のリブ8〜10に比して接地圧が高いため、エッジ効果や粘着摩擦力を高く発揮しうるなど氷上性能への寄与が大きい領域であり、従って前記センタリブ4を幅広とすることで、限られたランド比において氷上性能を向上しうる。前記リブ巾W4は、リブ側縁4Ea、4Eb(総称するときリブ側縁4Eと呼ぶ場合がある。)間のトレッド面上で測定したタイヤ軸方向の巾であり、本例の如くリブ巾W4が周方向で変化する場合には、その最大値と最小値の平均値をリブ巾W4として定義する。なお本例では、前記リブ4、8〜10のうち、センタリブ4が最も幅広であり、次にショルダーリブ10が幅広に形成される。
又前記主溝3、6、7は、溝長さ方向と直角な向きの溝巾が4.0mm以上の周方向溝として定義しており、もし溝巾が周方向で変化する場合には、その最大値と最小値の平均値として定義する。
次に、前記センタリブ4には、横溝30としてV字状溝11が周方向に隔設され、これによりセンタリブ4をV字状ブロック12の列に形成している。前記V字状溝11は、図2に示すように、前記センタリブ4の中央領域4Cに位置する頂部13と、この頂部13から一方、他方のリブ側縁4Ea、4Ebに向かってそれぞれタイヤ回転方向Fとは反対方向に傾斜してのびる一方、他方の傾斜溝部14a、14b(総称するとき傾斜溝部14と呼ぶ場合がある。)とを具える。前記中央領域4Cは、前記リブ巾W4の20%の距離をタイヤ赤道面Coから両側に隔てた領域を意味し、従って、前記頂部13のタイヤ赤道面Coからの距離L1は前記リブ巾W4の20%以下となる。
又前記V字状ブロック12内には、前記一方のリブ側縁4Eaからタイヤ赤道面Coに向かって前記一方の傾斜溝部14aとは同傾斜方向にのびる一方の補助傾斜溝15aと、前記他方のリブ側縁4Ebからタイヤ赤道面Coに向かって前記他方の傾斜溝部14bとは同傾斜方向にのびる他方の補助傾斜溝15bとが、一本づつ周方向に位置ズレされて設けられる。一方、他方の補助傾斜溝15a、15bを総称するとき補助傾斜溝15と呼ぶ場合がある。
前記一方、他方の補助傾斜溝15a、15bは、前記頂部13を通る周方向の基準線Xを越えてはみ出すことがなく、前記基準線X上、或いは基準線Xの手前で終端している。本例ではタイヤ赤道面Coと前記基準線Xとが一致する、即ち前記距離L1を0とした好ましい場合が示される。
前記V字状溝11の傾斜溝部14のタイヤ軸方向に対する角度α、及び前記補助傾斜溝15のタイヤ軸方向に対する角度βは、それぞれ5〜30°の範囲に設定される。詳しくは、一方の傾斜溝部14aの角度αa、他方の傾斜溝部14bの角度αb、一方の補助傾斜溝15aの角度βa、他方の補助傾斜溝15bの角度βbが、それぞれ5〜30°の範囲に設定される。このとき角度αa、αb、βa、βbは相違しても良い。しかし、直進安定性の観点から、一方、他方の傾斜溝部14a、14b間の角度差|αa−αb|は10°以下、さらには5°以下、さらには0°であるのが好ましく、又一方、他方の補助傾斜溝15a、15b間の角度差|βa−βb|は10°以下、さらには5°以下、さらには0°とするのが好ましい。又ブロック剛性の観点から、一方の傾斜溝部14aと一方の補助傾斜溝15aとの間の角度差|αa−βa|は10°以下、さらには5°以下、さらには0°であるのが好ましく、他方の傾斜溝部14bと他方の補助傾斜溝15bとの間の角度差|αb−βb|は10°以下、さらには5°以下、さらには0°であるのが好ましい。本例では、αa=αb=βa=βbとしたより好ましい場合が示されている。
前記図3(A)〜(C)に示すように、傾斜溝部14と補助傾斜溝15との溝深さH14、H15は、前記センタ主溝3の溝深さH3よりも小であり、特にブロック剛性の観点から、前記溝深さH3の55〜65%の範囲とするのが好ましい。なお溝深さH14と溝深さH15とは、前記範囲で相違させることができるが、剛性バランスの観点から、H14=H15とするのが好ましい。又前記傾斜溝部14と補助傾斜溝15との溝巾W14、W15は、前記センタ主溝3の溝巾W3よりも小であり、特に2.0〜3.0mmの範囲とするのが好ましい。
又前記V字状ブロック12内には、サイピング5が形成される。このサイピング5は、前記V字状溝とは平行に形成される。具体的には、前記サイピング5は、前記V字状溝11と補助傾斜溝15との間に配されかつ前記V字状溝11とは平行なV字状に折れ曲がる第1のサイピング5A、及び前記補助傾斜溝15の内端に連なりかつ前記V字状溝11の傾斜溝部14とは平行な直線状に傾斜する第2のサイピング5Bとから構成される。又本例では、各サイピング5の一端は、前記V字状ブロック12内で途切れる途切れ端5Eをなし、この途切れ端5Eがタイヤ軸方向の一方、他方で交互に現れるようにサイピング5が配される。
このように本実施形態のタイヤ1では、接地圧が高く氷上性能への寄与が大きいセンタリブ4を幅広とすることで、限られたランド比において、エッジ効果や粘着摩擦力をより有効に機能させることができ氷上性能を向上しうる。
又このセンタリブ4に設けるV字状溝11は、その傾斜溝部14によって周方向のエッジ成分を増加でき、氷上での横滑りを減じて横グリップ性能を高めうる。又V字状溝11によって区分されるV字状ブロック12は、V字状の一方の翼部と他方の翼部とが互いに拘束し合うため、例えば傾斜溝によって区分される平行周辺形状のブロックに比して変形し難くブロック剛性を高めうる。そのため、エッジ効果をより有効に作用さることができ、氷上性能の向上にさらに貢献しうる。又高いブロック剛性により摩耗し難くなるため、耐摩耗性や耐偏摩耗性などの低下を抑制しうる。又V字状溝11、11間に形成される前記補助傾斜溝15は、V字状ブロック12におけるブロック剛性を高く維持しながら、周方向のエッジ成分をさらに増加し、氷上性能の向上にさらに貢献しうる。
又前記V字状ブロック12内に形成されるサイピング5も、前記V字状溝11と平行に形成されるため、ブロック剛性の低下を最小限に抑えながら、周方向のエッジ成分をさらに増加させることができ、氷上性能をよりいっそう向上させるができる。
なおセンタリブの前記リブ巾W4がトレッド巾TWの15%を下回ると、氷上性能の向上効果が充分発揮されなくなる。逆に、リブ巾W4がトレッド巾TWの21%を上回ると、排水性が減じるなどウエットグリップ性能の低下を招く。このような観点から前記リブ巾W4の下限はトレッド巾TWの16%以上が好ましく、上限は20%以下が好ましい。
又前記傾斜溝部14の角度αa、αb、補助傾斜溝15の角度βa、βbが5°未満では、周方向のエッジ成分の増加が期待できず氷上性能の低下を招く。逆に角度αa、αb、βa、βbが30°を越えると、V字状をなすとはいえブロック剛性の確保が難しくなり、耐摩耗性や耐偏摩耗性などの低下を招く。このような観点から、前記角度αa、αb、βa、βbの下限は15°以上が好ましく、上限は21°以下が好ましい。
又V字状溝11の頂部13のタイヤ赤道面Coからの前記距離L1が、前記リブ巾W4の20%を越えて大きくなるとV字の効果が減じて、ブロック剛性の確保が難しくなり、又パターンの対称性が低下し直進安定性に不利となる。このような観点から前記距離L1は、リブ巾W4の10%以下、さらには5%以下、さらには本例の如く0%とするのが好ましい。
又本例では、前記補助傾斜溝15、15間の周方向の間隔L2を、この補助傾斜溝15から該補助傾斜溝15が周方向で隣り合うV字状溝11までの周方向の間隔L3よりも小としている。これは、ブロック剛性を確保するためには、補助傾斜溝15、15間の前記間隔L2を一定以上確保することが必要であり、この補助傾斜溝15をV字状溝11に近づけて配する(即ち間隔L3を小とする)ことで、限られたブロック長さにおいて前記間隔L2を確保できる。
このとき、前記補助傾斜溝15、15間に形成されるサイピング5の本数n1は、前記補助傾斜溝15とV字状溝11との間に形成されるサイピング5の本数n2よりも多いことが好ましく、これによりブロック剛性を維持しながら、サイピング5の形成数を増やして、氷上性能を高めうる。本例ではn1=2、n1=1としている。
なお図3(D)に示すように、前記サイピング5の深さH5は、傾斜溝部14の前記溝深さH14(V字状溝11の溝深さに相当する。)及び補助傾斜溝15の溝深さ15よりも大であることが好ましく、これによりブロック剛性を維持しながらエッジ効果を有効に発揮させうる。なおブロック剛性維持の観点から、
サイピング5の深さH5は、センタ主溝3の溝深さH3の70〜80%の範囲が好ましい。
又前記センタリブ4のリブ側縁4Eは、前記補助傾斜溝15との交差位置P1から、タイヤ回転方向Fとは反対方向に隣り合う補助傾斜溝15との交差位置P2まで、タイヤ回転方向Fとは反対方向に行くに従いタイヤ軸方向外側に傾斜している。これにより、補助傾斜溝15の開口端に段差部Dが形成され、トラクション性の向上に役立つ。
又本例では、前記図1に示すように、前記内のミドルリブ8、外のミドルリブ9、及びショルダーリブ10には、それぞれ横溝18、19、20が周方向に隔設され、各リブ8、9、10をブロックに区分している。なお横溝18、19、20は、前記V字状溝11の傾斜溝部14と同傾斜方向にのびるとともに、この横溝18、19、20の各ピッチ数は、前記V字状溝11のピッチ数と同数としている。横溝18、19、20の溝巾は、前記傾斜溝部14及び補助傾斜溝15の溝巾W14、W15よりも大に形成されている。
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
図1に示すトレッドパターンを基本とし、かつセンタリブ4において、横溝30(V字状溝11)、補助傾斜溝15、及びサイピング5の傾斜角度、並びにリブ巾W4を変化させた表1の仕様に基づきスタッドレスタイヤ(タイヤサイズ225/65R17)を試作するとともに、各試供タイヤの氷上性能、耐偏摩耗性能、排水性能をテストした。
なお他の仕様は、以下の通り同一である。
<トレッドパターン>−−−図1
・トレッド巾TW−−−180mm:
・ランド比−−−70%
<主溝>
・センタ主溝の溝巾−−−4.9mm、溝深さ−−−11.0mm:
・ミドル主溝の溝巾−−−3.3mm、溝深さ−−−9.0mm:
・ショルダー主溝の溝巾−−−7.0mm、溝深さ−−−11.0mm:
<サイピング>−−−横溝(V字状溝)と平行で、
・サイピング深さ−−−75%(対センタ主溝深さ比)
<リブ巾>
・ショルダーリブのリブ巾(片側分)−−−13.3%(対トレッド巾比)
・センタリブのリブ巾の変化は、ミドルリブのリブ巾にて調整している。
(1)氷上性能:
試供タイヤを、リム(17×6.5J)、内圧(210kPa)の条件にて、国産乗用車(4WD:3500cc)の四輪に装着し、気温0゜Cの環境下で氷盤路を走行し、ドライバーの官能評価により10点法にて評価した。数値が大きいほど、氷上性能に優れている。
(2)耐偏摩耗性能:
前記車両を用い、8000kmの距離を一般路35%、山岳路15%、高速道路50%の割合で走行し、走行前と走行後におけるセンタリブにおけるV字状溝の溝深さの変化、及びショルダーリブにおける横溝の溝深さの変化から、センタリブ及びショルダーリブの摩耗量の差を指数化し、10点法にて評価した。数値が大きいほど、摩耗量の差が少なく耐偏摩耗性に優れている。
(3)排水性能:
前記車両を用い、半径100mのアスファルト路面に、水深2.0mm、長さ20mの水たまりを設けたコース上を、初速80km/hで進入させた時の横加速度(横G)を計測するとともに、測定値を指数化し、10点法にて評価した。数値が大きいほど、排水性に優れている。
Figure 2012232644
表の如く実施例のタイヤは、耐偏摩耗性能及び排水性能などの他性能を高く維持しながら、氷上性能を向上させうるのが確認できる。
1 空気入りタイヤ
2 トレッド部
3 センタ主溝
4 センタリブ
4C 中央領域
4E4Ea、4Eb リブ側縁
5 サイピング
11 V字状溝
13 頂部
14、14a、14b 傾斜溝部
15、15a、15b 補助傾斜溝
Co タイヤ赤道面
W4 リブ巾

Claims (7)

  1. トレッド部に、タイヤ赤道面の両側に一対のセンタ主溝を設けることにより、このセンタ主溝間にセンタリブが区分され、かつ該センタリブにサイピングが配されるとともに、タイヤ回転方向が指定された空気入りタイヤであって、
    前記センタリブに、このセンタリブのタイヤ軸方向のリブ巾の20%の距離をタイヤ赤道面から両側に隔てた中央領域に位置する頂部と、この頂部から前記センタリブの一方、他方のリブ側縁に向かってそれぞれタイヤ回転方向とは反対方向に傾斜してのびる一方、他方の傾斜溝部とを具えるV字状溝が周方向に隔設され、
    しかも前記周方向に隣り合うV字状溝間に、前記一方のリブ側縁からタイヤ赤道面に向かって前記一方の傾斜溝部とは同傾斜方向にのびる一方の補助傾斜溝と、前記他方のリブ側縁からタイヤ赤道面に向かって前記他方の傾斜溝部とは同傾斜方向にのびる他方の補助傾斜溝とが周方向に位置ズレされて設けられるとともに、
    前記センタリブの前記リブ巾を、トレッド巾の15〜21%としたことを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 前記V字状溝の傾斜溝部、及び前記補助傾斜溝は、それぞれタイヤ軸方向に対する角度が5〜30°であることを特徴とする請求項1記載の空気入りタイヤ。
  3. 前記サイピングは、前記V字状溝とは平行に形成されることを特徴とする請求項1又は2記載の空気入りタイヤ。
  4. 前記補助傾斜溝間の周方向の間隔は、この補助傾斜溝から該補助傾斜溝が周方向で隣り合うV字状溝までの周方向の間隔よりも小であることを特徴とする請求項1〜3の何れかに記載の空気入りタイヤ。
  5. 前記サイピングの深さは、前記V字状溝の溝深さ及び前記補助傾斜溝の溝深さよりも大であることを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の空気入りタイヤ。
  6. 前記補助傾斜溝間に形成されるサイピングの本数は、前記前記補助傾斜溝とV字状溝との間に形成されるサイピングの本数よりも多いことを特徴とする請求項1〜5の何れかに記載の空気入りタイヤ。
  7. センタリブのリブ側縁は、前記補助傾斜溝との交差位置から、タイヤ回転方向とは反対方向に隣り合う補助傾斜溝との交差位置まで、タイヤ回転方向とは反対方向に行くに従いタイヤ軸方向外側に傾斜することを特徴とする請求項1〜6の何れかに記載の空気入りタイヤ。
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