JP2013001325A - タイヤ - Google Patents

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Abstract

【課題】ウェット路面における制動性能を向上させることが可能なタイヤを提供する。
【解決手段】空気入りタイヤ1は、タイヤ周方向に延びる周方向溝10と、周方向溝10によって区画されることによって形成される陸部列20とを備える。陸部列20は、陸部列20をタイヤ周方向に分断するサイプ40と、サイプに沿って形成される横溝30と、路面に接地する接地面21aとを有する。横溝30は、溝幅方向Wにおける断面形状が円弧形状であり、サイプ40は、横溝30の溝底に開口する開口部を備え、サイプの開口部から溝底に向かう深さ方向が、タイヤ径方向に対してタイヤ回転方向に傾斜している。
【選択図】図2

Description

本発明は、タイヤ周方向に延びる周方向溝と、周方向溝によって区画されることによって形成される陸部列とを備え、陸部列はサイプを有するタイヤに関する。
従来、乗用自動車などに装着される空気入りタイヤ(以下、タイヤ)では、ウェット路面での排水性を確保するため、トレッド部に複数の周方向溝を形成する方法が用いられている。
また、周方向溝に区画される陸部とウェット路面との間の水を、周方向溝に積極的に排水するため、陸部の接地面において、周方向溝に連通するサイプを形成する方法も用いられており、その中には、サイプの深さ方向をタイヤ回転方向に傾斜させたタイヤも提案されている(例えば、特許文献1参照)。
このようなタイヤでは、陸部の接地面と路面の間の水がサイプを通じて周方向溝に向けて押し出される。また、傾斜させたサイプは、傾斜させていないサイプと比べて、溝体積が大きいため、排水性が高められ、ウェット路面におけるタイヤの制動性能を向上させることができる。
特開平7−40710号公報
しかしながら、従来技術に係るタイヤでは、次のような問題があった。すなわち、従来技術に係るタイヤでは、傾斜させたサイプに区画されることによって陸部に鋭角形状の角部が形成される。このような鋭角形状の角部の剛性は、傾斜させないサイプによって形成される角部の剛性と比べて低くなる。よって、かかるタイヤでは、陸部の接地面が路面に接地する際、鋭角形状の角部は、接地圧によって倒れ込みやすく、サイプの開口部を閉塞してしまう場合がある。
このような場合、陸部の接地面と路面との間の水が、サイプを通じて抜けにくくなり、排水性が十分に高められず、その結果、制動性能が十分に得られないという問題があった。
そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、ウェット路面における制動性能を向上させることが可能なタイヤを提供することを目的とする。
本発明に係るタイヤ(空気入りタイヤ1)の特徴は、タイヤ周方向(タイヤ周方向Tc)に延びる周方向溝(周方向溝10)と、前記周方向溝によって区画されることによって形成される陸部列(例えば、ショルダー陸部列21)とを備えるタイヤであって、前記陸部列は、前記陸部列をタイヤ周方向に分断するサイプ(サイプ40)と、前記サイプに沿って形成される横溝(横溝30)と、路面に接地する接地面(20a)とを有し、前記横溝は、溝幅方向における断面形状が円弧形状であり、前記サイプは、前記横溝の溝底に開口する開口部(例えば、開口部41a)を備え、前記サイプの開口部から前記サイプの溝底(例えば、溝底41b)に向かう深さ方向が、タイヤ径方向に対してタイヤ回転方向(タイヤ回転方向Tr)に傾斜していることを要旨とする。
かかるタイヤでは、サイプの開口部は、横溝の溝底に開口する。また、横溝の断面形状は、円弧形状である。このような形状の横溝は、接地面が路面に接地する際に、閉じることなく、接地面に開口した状態を維持する。したがって、かかるタイヤによれば、タイヤが路面に接地する際に、横溝及びサイプによって設けられる排水路を維持できるので、陸部の接地面と路面との間の水を、横溝及びサイプを通じて周方向溝に排水することができる。このように、かかるタイヤによれば、従来技術のように、横溝及びサイプによって設けられる排水路が閉塞されることを防止して、排水性を確保できるので、ウェット路面における制動性能を向上させることができる。
上述した本発明の特徴において、前記陸部列として、最もトレッド幅方向(トレッド幅方向Tw)外側に形成される外側陸部列(ショルダー陸部列21)と、前記外側陸部列よりもトレッド幅方向内側に形成される内側陸部列(センター陸部列22)とが形成されており、前記サイプと前記横溝とは、前記外側陸部列に形成されていることを要旨とする。
上述した本発明の特徴において、前記接地面から前記横溝の溝底までの深さは、2mm以上4mm以下の範囲内であることを要旨とする。
本発明の特徴によれば、ウェット路面における制動性能を向上させることが可能なタイヤを提供することができる。
図1は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ1のトレッド部の一部展開図である。 図2は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ1のショルダー陸部列の一部斜視図である。 図3は、図2のA−A線に沿った横溝30及びサイプ40の溝幅方向における一部断面図である。 図4は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ1のセンター陸部列の一部斜視図である。 図5は、本発明の実施形態に係る横溝及びサイプの他の形状の一例を示す一部斜視図である。 図6は、本発明の実施形態に係る陸部の他の形状の一例を示す一部斜視図である。
次に、本発明に係るタイヤの実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法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、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。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得る。
(1)タイヤの全体概略構成
図1は、本実施形態に係る空気入りタイヤ1のトレッド部の一部展開図である。空気入りタイヤ1は、主に乗用自動車に装着される空気入りタイヤである。なお、リムホイール(不図示)に組み付けられた空気入りタイヤ1には、空気ではなく、窒素ガスなどの不活性ガスを充填してもよい。
空気入りタイヤ1は、タイヤ赤道線CLを基準として線対称のパターンを有している。また、空気入りタイヤ1は、タイヤ回転方向Trを指定するパターンを備えている。例えば、空気入りタイヤ1には、車両が前進する際のタイヤ回転方向Trが矢印としてサイド面に刻印されている。また、タイヤ回転方向Trは、矢印としてトレッド面に刻印されていてもよい。なお、本実施形態に係る空気入りタイヤ1が指定するタイヤ回転方向Trとは、図1におけるタイヤ周方向Tcに沿った矢印の方向(図1の下方向)である。また、タイヤ回転方向Trとタイヤ周方向Tcとは、平行である。
空気入りタイヤ1には、タイヤ周方向Tcに延びる周方向溝10が形成される。周方向溝10は、トレッド面視において直線状の溝である。周方向溝10は、トレッド幅方向Twにおいて、間隔を空けて複数形成される。また、空気入りタイヤ1は、周方向溝10によって区画されることによって形成される陸部列20を備える。
陸部列20は、周方向溝10に隣接し、タイヤ周方向Tcに延びる。また、空気入りタイヤ1には、陸部列20として、最もトレッド幅方向Tw外側に形成されるショルダー陸部列21と、ショルダー陸部列21よりもトレッド幅方向Tw内側に形成されるセンター陸部列22とが形成されている。本実施形態において、ショルダー陸部列21は、外側陸部列を構成し、センター陸部列22は、内側陸部列を構成する。なお、本実施形態では、ショルダー陸部列21とセンター陸部列22とを、適宜、陸部列20として説明する。
陸部列20は、陸部列20をタイヤ周方向に分断するサイプ40と、サイプ40に沿って形成される横溝30と、路面に接地する接地面20aとを有する。横溝30及びサイプ40は、タイヤ周方向Tcに交差する方向に延びる。また、横溝30及びサイプ40のトレッド幅方向Twの端は、周方向溝10に連通する。なお、サイプ40の溝底は、タイヤ径方向Tdにおいて、周方向溝10の溝底まで到達することが好ましいが、これに限定されるものではない。
また、横溝30及びサイプ40は、タイヤ周方向Tcにおいて間隔を空けて複数形成される。横溝30は、サイプ40の溝幅よりも広い溝幅によって形成されている。サイプ40は、横溝30の溝底に開口するように配置されている。サイプ40の延びる方向と横溝30の延びる方向とは、平行に形成されている。
また、トレッド部では、横溝30及びサイプ40として、直線状に延びる横溝31及びサイプ41と、屈曲しながら延びる横溝32及びサイプ42とが形成されている。具体的に、直線状に延びる横溝31及びサイプ41が、トレッド部において、最もトレッド幅方向Tw外側に位置するショルダー陸部列21に形成されている。一方、屈曲しながら延びる横溝32及びサイプ42は、トレッド部において、ショルダー陸部列21よりもトレッド幅方向Tw内側に位置するセンター陸部列22に形成されている。
また、本実施形態では、横溝32及びサイプ42は、2つの屈曲部50を備えており、タイヤ周方向Tcに交差する方向に向かって、いわゆるクランク状に延びる。なお、横溝31乃至32及びサイプ41乃至42の詳細形状については、さらに後述する。
(2)横溝及びサイプの形状
次に、図2乃至図4を参照して、横溝31乃至32及びサイプ41乃至42の形状について、さらに説明する。図2は、ショルダー陸部列21の一部斜視図である。図3は、図2のA-A線に沿った横溝31の溝幅方向W及びタイヤ径方向Tdにおける断面図である。なお、溝幅方向Wとは、横溝31及びサイプ41の延びる方向Zに対して直交する方向である。また、図4は、センター陸部列22の一部斜視図である。
まず、ショルダー陸部列21に形成される横溝31及びサイプ41について説明する。図2に示すように、サイプ41は、横溝31の溝底に開口する開口部41aを有する。また、サイプ41の開口部41aからサイプ41の溝底41bに向かう深さ方向が、タイヤ径方向Tdに対してタイヤ回転方向Trに傾斜している。言い換えると、本発明におけるサイプ41は、接地面20aからタイヤ径方向Tdに向かって深くなるに従って、タイヤ回転方向Trの前方に向かうような傾斜したサイプになっている、といえる。つまり、本実施形態において、ショルダー陸部列21に形成されるサイプ41は、傾斜サイプである。
これは、次の理由による。すなわち、サイプ41がタイヤ回転方向Trに傾斜することによって、傾斜せずにタイヤ径方向Tdに延びるサイプと比べて、溝体積を増加させることが可能になり、排水性を高めることができるからである。なお、本実施形態では、図2に示すように、サイプ41は、タイヤ径方向Tdに平行な直線DLに対して、角度θだけ傾斜するように形成されている。なお、角度θは、25度以内が好ましい。
また、本実施形態では、サイプ41の傾斜は、タイヤ回転方向Trの前方に傾斜する。ここで、制動時において、陸部列21には、タイヤ回転方向Trと同一方向の制動力が入力される。また、サイプ41の傾斜がタイヤ回転方向Trの前方に傾斜することで、ショルダー陸部列21をサイプ41に区画されることで形成される各小ブロックは、制動時に受ける制動力の入力方向に対する剛性を高めることができる。すなわち、サイプ41の傾斜がタイヤ回転方向Trの前方に傾斜することによって、タイヤ回転方向Trの後方に傾斜する場合と比べて、制動性能を高めることができる。
また、図3に示すように、横溝31は、溝幅方向Wにおける断面形状が円弧形状である。なお、横溝31の断面形状は、楕円弧形状などの曲線形状であってもよい。また、横溝31の溝幅W1は、サイプ41の溝幅W2よりも広くなるように形成されている。
また、接地面21aから横溝31の溝底までの深さD1は、2mm以上4mm以下の範囲内であることが好ましい。これは次の理由による。すなわち、深さD1が4mmよりも大きい場合、ブロック剛性が低下しすぎるからである。また、深さD1が2mmよりも小さい場合、排水性が確保できないからである。なお、横溝31の溝底とは、タイヤ径方向Tdにおいて、横溝31の溝壁面の最も深い部分を示す。
次に、センター陸部列22に形成される横溝32及びサイプ42について説明する。図4に示すように、センター陸部列22に形成される横溝32及びサイプ42は、2つの屈曲部50を有している。
また、センター陸部列22に形成されるサイプ42は、横溝32の溝底に開口する開口部42aを有する。また、サイプ42の開口部42aから溝底42bに向かう深さ方向は、タイヤ径方向Tdと平行である。なお、横溝32は、溝幅方向Wにおける断面形状が円弧形状であり、ショルダー陸部列21の溝幅方向Wにおける断面形状と同様である。
また、図5に示すように、センター陸部列22に形成されるサイプ40及び横溝33は、1つの屈曲部50を有し、タイヤ周方向Tcに交差する方向に向かって延びるように形成されていてもよい。この場合、かかるサイプ43は、横溝33の溝底に開口する開口部43aを有する。また、サイプ43の開口部43aから、溝底43bに向かう深さ方向は、タイヤ径方向Tdと平行である。
また、空気入りタイヤ1では、図6に示すように、ショルダー陸部列21のトレッド幅方向Twの両端部60は、曲面状に形成されていてもよい。具体的には、ショルダー陸部列21では、接地面21aと側壁面とが曲面状の端部60によって繋がるように形成されていてもよい。
この場合、空気入りタイヤ1の制動時において、ショルダー陸部列21の端部60にクラッシング変形が発生することを抑制できるので、接地面21aの面積の低下を抑制することによって、制動性能の低下を抑制できる。なお、図6には、ショルダー陸部列21の両端部60を例に挙げて説明しているが、センター陸部列22のトレッド幅方向Twの両端部も、同様に曲面状に形成されていてもよい。
(3)作用・効果
空気入りタイヤ1によれば、ショルダー陸部列21に形成されるサイプ41は、タイヤ回転方向Trに傾斜する。また、サイプ41の開口部41aは、横溝31の溝底に開口する。また、横溝31の断面形状は、円弧形状である。このような形状の横溝は、接地面21aが路面に接地する際に、接地面21aにおける開口状態を維持する。
したがって、かかる空気入りタイヤ1によれば、接地面21aが路面に接地する際に、横溝31及びサイプ41によって設けられる排水路を維持できるので、ショルダー陸部列21の接地面21aと路面との間の水を、横溝31及びサイプ41を通じて効率よく周方向溝10に排水することができる。
このように、かかる空気入りタイヤ1によれば、従来技術のように、サイプ41によって形成される角部によってサイプ41の溝が閉塞することを防止して、排水性を確保できるので、ウェット路面における制動性能を向上させることができる。
また、かかる空気入りタイヤ1によれば、横溝31によってショルダー陸部列21の接地面21aに形成される角部によるエッジ効果により、制動性能を確保することもできる。
また、かかる空気入りタイヤ1によれば、横溝31の断面形状が円弧形状に形成されているため、矩形状のものと比べて、横溝31によってショルダー陸部列21に形成される角部の剛性低下を抑制できる。よって、かかる空気入りタイヤ1では、制動時におけるショルダー陸部列21のクラッシング変形を抑制できるので、制動時における接地面21aの面積の低下を抑制し、制動性能を確保することができる。
また、かかる空気入りタイヤ1によれば、タイヤ回転方向Trに傾斜するサイプ41がショルダー陸部列21に形成されている。ここで、タイヤ成型時において、傾斜するサイプを型付けするブレードを引き抜く場合、複雑なトレッドパターンであるとアンダーカットが発生し易い。また、一般的に、センター陸部列22に形成されるトレッドパターンと比べて、ショルダー陸部列21に形成されるトレッドパターンは、シンプルなパターン(例えば、直線状のパターン)に形成される。
よって、かかる空気入りタイヤ1によれば、タイヤ回転方向Trに傾斜するサイプ41は、シンプルなトレッドパターンが形成されるショルダー陸部列21にのみ配置されているので、タイヤ成型時において、アンダーカットによって発生するタイヤの欠損を抑制するとともに、成型コスト及び作業効率の面においても有益である。
また、タイヤ成型時において、傾斜するサイプを型付けするブレードは、サイプの深さ方向と逆方向に引き抜かれる。よって、かかる空気入りタイヤ1では、横溝31の断面形状が、円弧形状であるため、横溝31が矩形状の場合と比べて、アンダーカットになりにくく、タイヤ成型時の欠損を一層抑制できる。
(4)比較評価
次に、本発明の効果を更に明確にするために、以下の比較例及び実施例に係る空気入りタイヤを用いて行った比較評価について説明する。具体的には、(4.1)比較例及び実施例の説明、(4.2)評価方法、(4.3)評価結果について説明する。なお、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。
(4.1)比較例及び実施例の説明
ドライ路面及びウェット路面における性能評価を対象として、次の比較例1乃至2と、実施例1乃至2とを用意した。表1を用いて説明する。なお、下記に示す構成を除き、他の構成は、比較例1乃至2と、実施例1乃至2とにおいて同様の構成である。
まず、比較例1に係る空気入りタイヤについて説明する。比較例1に係る空気入りタイヤは、陸部列の端部の形状が角形状に形成されているものを用いた。かかる空気入りタイヤは、横溝の断面形状が矩形状のものを用いた。かかる空気入りタイヤは、センター陸部列において、横溝及びサイプに屈曲部が形成されておらず、直線状のものを用いた。かかる空気入りタイヤは、サイプが傾斜していないものを用いた。かかる空気入りタイヤは、トレッド部におけるトレッドパターンがタイヤ赤道線CLにおいて、点対称であるものを用いた。
次に、比較例2に係る空気入りタイヤについて説明する。比較例2に係る空気入りタイヤは、陸部列の端部の形状が曲面形状に形成されているものを用いた。かかる空気入りタイヤは、横溝の断面形状が矩形状のものを用いた。かかる空気入りタイヤは、センター陸部列において、横溝及びサイプに1つの屈曲部が形成されているものを用いた。かかる空気入りタイヤは、サイプが傾斜していないものを用いた。かかる空気入りタイヤは、トレッド部におけるトレッドパターンがタイヤ赤道線CLにおいて、線対称であるものを用いた。
次に、実施例1に係る空気入りタイヤについて説明する。具体的に、実施例1に係る空気入りタイヤは、陸部列の端部の形状が曲面形状に形成されているものを用いた。かかる空気入りタイヤは、横溝の断面形状が円弧形状のものを用いた。かかる空気入りタイヤは、センター陸部列において、横溝及びサイプに2つの屈曲部が形成されているものを用いた。かかる空気入りタイヤは、ショルダー陸部列に形成されるサイプがタイヤ回転方向に傾斜しているものを用いた。かかる空気入りタイヤは、トレッド部におけるトレッドパターンがタイヤ赤道線CLにおいて、線対称であるものを用いた。
次に、実施例2に係る空気入りタイヤについて説明する。実施例2に係る空気入りタイヤは、センター陸部列において、図5に示すように、横溝及びサイプに1つの屈曲部が形成されているものを用いた。なお、実施例2に係る空気入りタイヤは、上述した点を除き、他の構成は、実施例1に係る空気入りタイヤの構成と同様のものを用いた。
Figure 2013001325
(4.2)評価方法
比較例1乃至2、実施例1乃至2の空気入りタイヤを用いて、操縦安定性及び制動性能を評価するための試験を実施した。評価試験は、以下に示す条件において測定された。
・ タイヤサイズ :195/65R15
・ リムサイズ :JATMA規定の標準リム 6JJ×15
・ 内圧条件 :230kPa
・ 荷重条件 :成人男性1名乗車
・ 試験車種 :国産車セダン
・ ドライ路面操縦安定性評価 :ドライ路面のテストコースにおいて、レーンチェンジ〜コーナリング旋回走行した際のテストドライバーによる官能評価を行って、点数を付けた。
・ ドライ路面制動性評価 :ドライ路面のテストコースにおいて、時速80km/hで走行時に制動動作を実施し、停止するまでの距離を計測した。
・ ウェット路面操縦安定性評価 :ウェット路面のテストコースにおいて、レーンチェンジ〜コーナリング旋回走行した際のテストドライバーによる官能評価を行って、点数を付けた。
・ ウェット路面制動性評価 :水深2mmのウェット路面のテストコースにおいて、時速80km/hで走行時に制動動作を実施し、停止するまでの距離を計測した。
(4.3)評価結果
各空気入りタイヤの評価結果について、表1を参照しながら説明する。なお、表1において、ドライ路面及びウェット路面における操縦安定性評価の数値結果は、官能評価による結果を、比較例1の空気入りタイヤを基準(5点)として、点数を付けた値である。この点数の値が大きいほど、操縦安定性に優れていることを示す。
また、ドライ路面及びウェット路面における制動性評価の数値結果は、比較例1の空気入りタイヤの停止距離を基準(100)として、各タイヤの計測結果を指数によって示している。この値が大きいほど、制動性能に優れていることを示す。
表1に示す結果から、実施例1乃至2のタイヤは、比較例1乃至2に係るタイヤに比べて、ウェット路面における制動性能を向上できることが証明された。具体的に、サイプが傾斜し、かつ、横溝が円弧形状の実施例1乃至2のタイヤの方が、横溝によって陸部列に形成される角部のエッジ効果を高められるとともに、横溝及びサイプによる排水性を高めることが可能になり、制動性能が向上していることが証明された。なお、実施例1乃至2のタイヤは、ドライ路面における操縦安定性も向上できることも証明された。
(5)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る。
例えば、本発明の実施形態は、次のように変更することができる。上述した実施形態では、センター陸部列22に形成されるサイプ42において、サイプ42の開口部42aから溝底42bに向かう深さ方向が、タイヤ径方向Tdと平行になるように形成されていたが、ショルダー陸部列21に形成されるサイプ41と同様に、タイヤ回転方向Trに傾斜させてもよい。
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。
CL…タイヤ赤道線、Tc…タイヤ周方向、Td…タイヤ径方向、Tr…タイヤ回転方向、Tw…トレッド幅方向、W…溝幅方向、10…周方向溝、20…陸部列、21…ショルダー陸部列、22…センター陸部列、30…横溝、40…サイプ

Claims (3)

  1. タイヤ周方向に延びる周方向溝と、前記周方向溝によって区画されることによって形成される陸部列とを備えるタイヤであって、
    前記陸部列は、前記陸部列をタイヤ周方向に分断するサイプと、前記サイプに沿って形成される横溝と、路面に接地する接地面とを有し、
    前記横溝は、溝幅方向における断面形状が円弧形状であり、
    前記サイプは、前記横溝の溝底に開口する開口部を備え、
    前記サイプの開口部から前記サイプの溝底に向かう深さ方向が、タイヤ径方向に対してタイヤ回転方向に傾斜している
    ことを特徴とするタイヤ。
  2. 前記陸部列として、最もトレッド幅方向外側に形成される外側陸部列と、前記外側陸部列よりもトレッド幅方向内側に形成される内側陸部列とが形成されており、
    前記サイプと前記横溝とは、前記外側陸部列に形成されている
    ことを特徴とする請求項1に記載のタイヤ。
  3. 前記接地面から前記横溝の溝底までの深さは、2mm以上4mm以下の範囲内である
    ことを特徴とする請求項1又は2に記載のタイヤ。
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