JP2014151831A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】雪上性能を向上させること。
【解決手段】タイヤ１０（空気入りタイヤの一例）は、トレッド１２にタイヤ周方向に間隔をあけて複数設けられ、タイヤ赤道面ＣＬ近傍から接地端１２Ｅまで延びると共にタイヤ周方向に対する角度θ１が次第に大きくなる第１溝１４と、トレッド１２に設けられ、タイヤ赤道面ＣＬ側から接地端１２Ｅ側へ向かって延びると共にタイヤ周方向に対する角度θ２が次第に小さくなり、両端部１６Ａが第１溝１４にそれぞれ連結される第２溝１６と、を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。

タイヤ赤道面近傍からトレッド接地端までタイヤ周方向に対して斜めに延びる第１の溝と、タイヤ周方向に対して斜めに延びて第１の溝を横切る第２の溝を、トレッドに形成したタイヤがある（例えば、特許文献１）。

特許３２１８２３０号

上記タイヤでは、第１の溝及び第２の溝によって雪上性能を確保できるが、雪上性能については未だ改良の余地がある。
本発明は、雪上性能を向上させることを課題とする。

本発明の請求項１に記載の空気入りタイヤは、トレッドにタイヤ周方向に間隔をあけて複数設けられ、タイヤ赤道面近傍からトレッド接地端まで延びると共にタイヤ周方向に対する角度が次第に大きくなる第１の溝と、前記トレッドに設けられ、タイヤ赤道面側からトレッド接地端側へ向かって延びると共にタイヤ周方向に対する角度が次第に小さくなり、両端部が前記第１の溝にそれぞれ連結される第２の溝と、を有している。

本発明の請求項２に記載の空気入りタイヤは、請求項１に記載の空気入りタイヤにおいて、前記第２の溝は、タイヤ周方向に互いに隣り合う前記第１の溝間に配置され、前記両端部が一方の前記第１の溝にそれぞれ連結されると共に、長手方向の中間部が他方の前記第１の溝に連結されている。

本発明の請求項３に記載の空気入りタイヤは、請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤにおいて、前記第２の溝の両端部は、前記第１の溝の長手方向の中間部に連結されている。

本発明の請求項４に記載の空気入りタイヤは、請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤにおいて、前記第１の溝の溝幅は、タイヤ赤道面側よりもトレッド接地端側で広い。

本発明の請求項５に記載の空気入りタイヤは、請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤにおいて、前記第１の溝は、タイヤ周方向に対する角度が次第に大きくなるように湾曲し、前記第２の溝は、タイヤ周方向に対する角度が次第に小さくなるように湾曲している。

以上説明したように、本発明の空気入りタイヤは、雪上性能を向上させることができる。

第１実施形態の空気入りタイヤのタイヤ径方向外側からタイヤ表面を見たトレッドパターンを示す展開図である。 図１の２Ｘ部を示す拡大図である。 第１実施形態の空気入りタイヤで旋回した際に図１の３Ｘ部に発生する横力を示す拡大図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係る空気入りタイヤについて説明する。
第１実施形態に係る空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」と記載する。）１０は、主に乗用車用に用いられるタイヤである。なお、本発明は、乗用車用の空気入りタイヤに限定されるものではなく、その他の用途の空気入りタイヤに用いてもよい。例えば、ライトトラック用、航空機用、及び、建築車両用などの空気入りタイヤなどに用いてもよい。

図１には、タイヤ１０のトレッド１２の展開図が示されている。なお、図１中の矢印Ｓはタイヤ１０の周方向（以下、適宜「タイヤ周方向」と記載する。）を示し、矢印Ｗはタイヤ１０の軸（回転軸）と平行な方向（以下、適宜「タイヤ軸方向」と記載する。）を示している。なお、タイヤ軸方向についてはタイヤ幅方向と読み替えてもよい。
また、符号ＣＬはタイヤ１０のタイヤ軸方向の中心を通りタイヤ軸方向に直角な面である赤道面（以下、適宜「タイヤ赤道面」と記載する。）を示している。

なお、本実施形態では、タイヤ軸方向に沿ってタイヤ赤道面ＣＬに近い側を「タイヤ軸方向内側」、タイヤ軸方向に沿ってタイヤ赤道面ＣＬから遠い側を「タイヤ軸方向外側」と記載する。

また、図１中の符号１２Ｅは、トレッド１２の接地端（本発明のトレッド接地端）を示している。なお、ここでいう「接地端」とは、タイヤ１０をＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ（日本自動車タイヤ協会規格、２０１２年度版）に規定されている標準リムに装着し、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫでの適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力（内圧−負荷能力対応表の太字荷重）に対応する空気圧（最大空気圧）の１００％の内圧を充填し、最大負荷能力を負荷したときの接地面のタイヤ軸方向外側端を指している。また、タイヤ１０の使用地又は製造地においては、ＪＡＴＭＡ規格に代わりＴＲＡ規格またはＥＴＲＴＯ規格が適用される。
本実施形態のタイヤ１０は、内部構造として従来公知の空気入りタイヤの内部構造と同様のものを用いることができる。このため、タイヤ１０の内部構造に関しては、説明を省略する。

図１に示すように、タイヤ１０の路面との接地部位を構成するトレッド１２には、タイヤ周方向に間隔（本実施形態では一定間隔）をあけて複数の第１溝１４が設けられている。この第１溝１４は、タイヤ赤道面ＣＬ近傍から接地端１２Ｅまでタイヤ周方向に対する角度θ１が次第に大きくなるように湾曲しながら延びている。具体的には、図２に示すように、第１溝１４の溝幅の中心を通る線（以下、適宜「溝中心線」と記載する。）１４ＣＬがタイヤ赤道面ＣＬ近傍から接地端１２Ｅまでタイヤ周方向に対する角度θ１が次第に大きくなるように湾曲している。なお、本実施形態の第１溝１４は、本発明の第１の溝の一例である。

また、ここでいう「タイヤ赤道面近傍」とは、タイヤ赤道面ＣＬから接地端１２Ｅまでのタイヤ軸方向に沿った距離をＷ０としたとき、タイヤ赤道面ＣＬからタイヤ軸方向に沿ってＷ０×１／３の範囲までを指す。

図１に示すように、第１溝１４は、タイヤ赤道面ＣＬ近傍でのタイヤ周方向に対する角度が０度、接地端１２Ｅでのタイヤ周方向に対する角度が９０度となるように、湾曲させることが好ましい。このように構成することで、第１溝１４の一対の開口縁部（エッジ）１４Ｃは、広い範囲でエッジ効果を発揮できるようになる。

第１溝１４の溝幅は、タイヤ赤道面ＣＬ側よりも接地端１２Ｅ側で広くなっている。具体的には、第１溝１４の溝幅は、接地端１２Ｅ側がタイヤ赤道面近傍の端部１４Ａ側よりも広く、さらに、後述する第２溝１６の長手方向の中間部１６Ｄが連結された部分よりも広くなっている。
また、第１溝１４の接地端１２Ｅ上での溝幅は、後述する第２溝１６の溝幅（具体的には、両端部１６Ａ、１６Ｂの溝幅）よりも広くなっている。

図１に示すように、トレッド１２には、タイヤ周方向に互いに隣り合う第１溝１４の間に第２溝１６が設けられている。この第２溝１６は、長手方向（溝長手方向）の両端部１６Ａ、１６Ｂが第１溝１４にそれぞれ連結されている。より具体的には、第２溝１６の両端部１６Ａ、１６Ｂが第１溝１４の長手方向の中間部１４Ｄにそれぞれ連結されている。

また、第２溝１６は、タイヤ赤道面ＣＬ側の端部１６Ａから接地端１２Ｅ側の端部１６Ｂまでタイヤ周方向に対する角度が次第に小さくなるように湾曲しながら延びている。具体的には、図２に示すように、第２溝１６の溝幅の中心を通る線（以下、適宜「溝中心線」と記載する。）１６ＣＬが端部１６Ａから端部１６Ｂまでタイヤ周方向に対する角度が次第に小さくなるように湾曲している。なお、本実施形態の第２溝１６は、本発明の第２の溝の一例である。

第２溝１６は、端部１６Ａ側でのタイヤ周方向に対する角度が９０度近く、端部１６Ｂ側でのタイヤ周方向に対する角度が０度近くとなるように、湾曲させることが好ましい。このように構成することで、第２溝１６の一対の開口縁部（エッジ）１６Ｃは、広い範囲でエッジ効果を発揮できるようになる。

また、第１溝１４と、この第１溝１４に両端部１６Ａ、１６Ｂが連結された第２溝１６は、互いに逆向きに凸となるように湾曲している。言い換えると、第１溝１４の曲率半径中心と第２溝１６の曲率半径中心とが互いに逆側に位置している。

図１及び図２に示すように、第２溝１６は、タイヤ周方向に互いに隣り合う第１溝１４間に配置され、両端部１６Ａ、１６Ｂが一方の第１溝１４（図１、図２では、上の第１溝１４）の中間部１４Ｄにそれぞれ連結されると共に、長手方向の中間部１６Ｄが他方の第１溝１４（図１、図２では、下の第１溝１４）の中間部１４Ｄに連結されている。

また、第２溝１６は、中間部１６Ｄの（他方の）第１溝１４に連結された部分よりもタイヤ赤道面ＣＬ側の部分（端部１６Ａ側の部分）と、接地端１２Ｅ側の部分（端部１６Ｂ側の部分）とが略同じ溝幅とされている。しかし、本発明はこの構成に限定されず、第２溝１６は、中間部１６Ｄの第１溝１４に連結された部分よりも接地端１２Ｅ側の部分（端部１６Ｂ側の部分）がタイヤ赤道面ＣＬ側の部分（端部１６Ａ側の部分）よりも広い構成としてもよい。このように構成することで、接地端１２Ｅ側の排水性を高めることができる。

図１に示すように、第１溝１４及び第２溝１６は、タイヤ赤道面ＣＬを挟んで左右両側にそれぞれ配設されている。また、本実施形態では、タイヤ赤道面ＣＬを挟んで一方側の第１溝１４の端部１４Ａと、他方側の第１溝１４の端部１４Ａとがタイヤ周方向にずれている。具体的には、第１溝１４の配置間隔をＰとしたとき、タイヤ赤道面ＣＬを挟んで一方側の第１溝１４の端部１４Ａと、他方側の第１溝１４の端部１４Ａとがタイヤ周方向に１／２Ｐずれて配設されている。

また、本実施形態のタイヤ１０のトレッド１２には、第１溝１４及び第２溝１６のみが形成されている。なお、本発明は上記構成に限定されず、トレッド１２には、第１溝１４及び第２溝１６以外に別の溝が形成されてもよい。

図１に示すように、トレッド１２には、両側の第１溝１４及び第２溝１６の間にリブ状のセンター陸部１８が形成されている。このセンター陸部１８には、タイヤ周方向に対して交差する方向（本実施形態では、タイヤ軸方向）に延びるセンターサイプ２０がタイヤ周方向に間隔をあけて複数設けられている。
なお、ここでいう「サイプ」は、接地時に壁面同士が接触して閉じる程度の溝幅に設定された細溝を指している。また、サイプ以外の溝は、接地時に壁面同士が接触しない溝幅に設定されている。

また、トレッド１２には、第１溝１４と、この第１溝１４に両端部１６Ａ、１６Ｂが連結された第２溝１６との間にブロック状の中間陸部２２が形成されている。この中間陸部２２は、センター陸部１８のタイヤ軸方向外側に隣接している。

中間陸部２２には、タイヤ周方向に対して交差する方向（本実施形態では、タイヤ周方向に対して斜め方向）に延びる中間サイプ２４が該斜め方向と直交する方向に間隔をあけて複数設けられている。
なお、ここでいう「リブ状の陸部」は、サイプのみが設けられ、トレッド接地時に擬似的にタイヤ周方向に連続する陸部を指し、「ブロック状の陸部」は、溝によってタイヤ周方向に分断された陸部を指している。
またさらに、トレッド１２には、第２溝１６のタイヤ軸方向外側で且つタイヤ周方向に互いに隣り合う第１溝１４の間にブロック状のショルダー陸部２６が形成されている。このショルダー陸部２６は、中間陸部２２のタイヤ軸方向外側に隣接している。

ショルダー陸部２６には、第１溝１４と同じ方向（本実施形態では、平行）に延びるショルダーサイプ２８が形成されている。

図２に示すように、センター陸部１８は、第１溝１４と第２溝１６との間に形成される角部１８Ａが切り欠かれて鈍角部となっている。このため、角部１８Ａは、剛性が高く、異常摩耗や、ゴム欠けなどの不具合が生じにくくなっている。
一方、ショルダー陸部２６は、第２溝１６と第１溝１４との間に形成される角部２６Ａが切り欠かれて鈍角部となっている。このため、角部２６Ａは、剛性が高く、異常摩耗や、ゴム欠けなどの不具合が生じにくくなっている。
なお、本実施形態では、図１に示すように、センター陸部１８の角部１８Ａを切り欠いて鈍角部としているが、本発明はこの構成に限定されず、トレッド１２の接地形状において角部１８Ａが鈍角部となるのであれば、どのような構成を採用してもよく、例えば、センター陸部１８の角部１８Ａの踏面側を丸めたり、スロープを形成したりしてもよい。

本実施形態のタイヤ１０は、図１に示すように、回転方向（矢印Ｒ方向）が指定されたタイヤであり、第１溝１４は、回転方向Ｒの下流側（図１では下側）で且つタイヤ赤道面ＣＬ近傍の端部１４Ａから回転方向Ｒの上流側（図１では上側）で且つ接地端１２Ｅへ向けてタイヤ周方向に対する角度θ１が大きくなるように湾曲しながら延びている。
一方、第２溝１６は、回転方向Ｒの下流側（図１では下側）で且つタイヤ赤道面ＣＬ側の端部１６Ａから回転方向Ｒの上流側（図１では上側）で且つ接地端１２Ｅ側の端部１６Ｂへ向けてタイヤ周方向に対する角度θ２が小さくなるように湾曲しながら延びている。
なお、本発明は、回転方向が指定されないタイヤであってもよい。例えば、第１溝１４及び第２溝１６がタイヤ赤道面ＣＬ上の任意の点に対して点対称に配置されてもよい。

次に、タイヤ１０の作用効果について説明する。
タイヤ１０では、第２溝１６の両端部１６Ａ、１６Ｂを第１溝１４にそれぞれ連結していることから、第１溝１４に第２溝１６が合流する部分（２箇所）では、雪上路面走行時に、第１溝１４と第２溝１６に跨る雪柱が形成される。この雪柱は、第１溝１４及び第２溝１６に跨るため、タイヤ周方向及びタイヤ軸方向のせん断力（雪柱せん断力）が大きく、タイヤ１０の雪上性能（雪上トラクション性能、雪上ブレーキ性能、及び雪上ハンドリング性能）を向上させることができる。

また、タイヤ１０では、第１溝１４をタイヤ赤道面ＣＬ近傍から接地端１２Ｅまでタイヤ周方向に対する角度θ１が次第に大きくなるように延ばし、さらに、第２溝１６をタイヤ赤道面ＣＬ側から接地端１２Ｅ側へ向かってタイヤ周方向に対する角度θ２が次第に小さくなるように延ばしていることから、雪上路面走行時に第１溝１４の開口縁部（エッジ）１４Ｃによるエッジ効果と第２溝１６の開口縁部（エッジ）１６Ｃによるエッジ効果によって、雪上性能（主に雪上トラクション性能及び雪上ブレーキ性能）を向上させることができる。
以上のことから、タイヤ１０によれば、雪上性能を向上させることができる。

また、タイヤ周方向に互いに隣り合う第１溝１４間に配置された第２溝１６の両端部１６Ａ、１６Ｂを一方の第１溝１４にそれぞれ連結し、当該第２溝１６の中間部１６Ｄを他方の第１溝１４に連結していることから、一方の第１溝１４に第２溝１６が合流する部分（２箇所）に加えて、他方の第１溝１４に第２溝１６が合流する部分（１箇所）でも、雪上路面走行時に第１溝１４及び第２溝１６に跨る雪柱が形成される。これにより、タイヤ１０の雪上性能（雪上トラクション性能、雪上ブレーキ性能、及び雪上ハンドリング性能）をより向上させることができる。

タイヤ１０では、第２溝１６の両端部１６Ａ、１６Ｂを第１溝１４の中間部１４Ｄに連結していることから、例えば、第２溝１６の両端部１６Ａ、１６Ｂを第１溝１４の両端部１６Ａ、１６Ｂに連結したものと比べて、トレッド１２のタイヤ赤道面ＣＬ近傍のネガティブ率を低下させることができるため、タイヤ赤道面ＣＬ近傍の接地面積を確保することができる。

また、タイヤ１０では、第１溝１４の溝幅をタイヤ赤道面ＣＬ側よりも接地端１２Ｅ側で広くしていることから、雪上路面走行時に、第１溝１４の接地端１２Ｅ側で大きな雪柱を形成することができるため、雪柱せん断力を向上させることができる。

そして、タイヤ１０では、第１溝１４をタイヤ周方向に対する角度θ１が次第に大きくなるように湾曲させ、第２溝１６をタイヤ周方向に対する角度θ２が次第に小さくなるように湾曲させていることから、ウエット路面走行時の第１溝１４及び第２溝１６内の水の流れをスムーズにすることができる。

さらに、タイヤ１０では、センター陸部１８にタイヤ周方向に対して交差する方向（本実施形態では、タイヤ軸方向）に延びるセンターサイプ２０を設けていることから、このセンターサイプ２０の開口縁部（エッジ）のエッジ効果により、ウエット路面走行性能及び氷雪路面走行性能を向上させることができる。

またさらに、タイヤ１０では、タイヤ赤道面ＣＬを挟んで一方側の第１溝１４の端部１４Ａと、他方側の第１溝１４の端部１４Ａとをタイヤ周方向にずらしていることから、センター陸部１８に局所的に陸部幅が狭い部分ができるのを抑制することができる。特に本実施形態では、一方側の第１溝１４の端部１４Ａと、他方側の第１溝１４の端部１４Ａとをタイヤ周方向にＰ／２ずらしていることから、タイヤ赤道面ＣＬを挟んで両側の第１溝１４及び第２溝１６によるエッジ効果をバランスよく発生させることができる。

また、本実施形態のタイヤ１０は、回転方向（矢印Ｒ方向）が指定されたトレッドパターンを有するタイヤである。このため、タイヤ１０は、適正な回転方向となるように車両に取り付けることで、図３に示すように、旋回時において、適正な方向の横力を得ることができる。なお、図３で示す、矢印Ｎは、走行時にショルダー陸部２６に入力される外力（タイヤ１０の回転力）であり、矢印Ｆは、外力Ｎによって生じるショルダー陸部２６の応力である。矢印Ｘは、応力Ｆのタイヤ軸方向成分（横力）であり、矢印Ｙは応力Ｆのタイヤ周方向成分（ここでは駆動力（条件によっては制動力））である。また、矢印Ｍは、車両の進行方向である。

また、適正な回転方向で回転するタイヤ１０では、ウエット路面走行時に第１溝１４のタイヤ赤道面ＣＬ近傍の端部１４Ａから接地端１２Ｅに向かってスムーズに水が流れるため、排水性能が向上する。さらに、第１溝１４には、第２溝１６の両端部１６Ａ、１６Ｂが連結されていることから、第２溝１６内の水を両端部１６Ａ、１６Ｂを介してスムーズに第１溝１４に流すことができる。一方、第１溝１４は、接地端１２Ｅ側の溝幅が広くなっているため、第２溝１６から合流した水を効率よくトレッド接地面の外に排水することができる。

第１実施形態では、図１に示すように、タイヤ赤道面ＣＬを挟んで一方側の第１溝１４及び第２溝１６と、他方側の第１溝１４及び第２溝１６は、タイヤ周方向にＰ／２の間隔をあけて配置されているが、本発明はこの構成に限定されず、例えば、一方側の第１溝１４及び第２溝１６と、他方側の第１溝１４及び第２溝１６は、タイヤ赤道面ＣＬを挟んで左右対称に配置されてもよい。

また、第１実施形態では、図１に示すように、第１溝１４の端部１４Ａがタイヤ赤道面ＣＬを横切らない構成としているが、本発明はこの構成に限定されず、第１溝１４の端部１４Ａがタイヤ赤道面ＣＬを横切る構成としてもよい。この構成により、第１溝１４の排水性能をさらに向上させることができる。

また、第１実施形態では、第１溝１４及び第２溝１６をそれぞれ湾曲させる構成としているが、本発明はこの構成に限定されず、第１溝１４及び第２溝１６をそれぞれ連続して折れ曲がる直線状の溝としてもよい。

さらに、第１実施形態では、第２溝１６の中間部１６Ｄをタイヤ周方向に互いに隣り合う第１溝１４に連結する構成としているが、本発明はこの構成に限定されず、第２溝１６の中間部１６Ｄをタイヤ周方向に互いに隣り合う第１溝１４に連結しない、すなわち、離間させる構成としてもよい。

以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されないことは言うまでもない。

１０ タイヤ（空気入りタイヤ）
１２ トレッド
１２Ｅ 接地端（トレッド接地端）
１４ 第１溝（第１の溝）
１６ 第２溝（第２の溝）
１６Ａ 端部
１６Ｂ 端部
１６Ｄ 中間部
１８ センター陸部（陸部）
２０ センターサイプ（サイプ）
ＣＬ タイヤ赤道面
Ｓ タイヤ周方向
Ｗ タイヤ軸方向

Claims (5)

1. トレッドにタイヤ周方向に間隔をあけて複数設けられ、タイヤ赤道面近傍からトレッド接地端まで延びると共にタイヤ周方向に対する角度が次第に大きくなる第１の溝と、
   前記トレッドに設けられ、タイヤ赤道面側からトレッド接地端側へ向かって延びると共にタイヤ周方向に対する角度が次第に小さくなり、両端部が前記第１の溝にそれぞれ連結される第２の溝と、
   を有する空気入りタイヤ。
2. 前記第２の溝は、タイヤ周方向に互いに隣り合う前記第１の溝間に配置され、前記両端部が一方の前記第１の溝にそれぞれ連結されると共に、長手方向の中間部が他方の前記第１の溝に連結されている、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記第２の溝の両端部は、前記第１の溝の長手方向の中間部に連結されている、請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記第１の溝の溝幅は、タイヤ赤道面側よりもトレッド接地端側で広い、請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記第１の溝は、タイヤ周方向に対する角度が次第に大きくなるように湾曲し、
   前記第２の溝は、タイヤ周方向に対する角度が次第に小さくなるように湾曲している、請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

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