JP2014180906A

JP2014180906A - タイヤ

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Publication number: JP2014180906A
Application number: JP2013055380A
Authority: JP
Inventors: Fumitaka Kobayashi; 史貴小林
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2013-03-18
Filing date: 2013-03-18
Publication date: 2014-09-29
Anticipated expiration: 2033-03-18
Also published as: JP5635145B2

Abstract

【課題】タイヤのドライ路面における運動性能を向上するとともに、陸部の排水性能を高くして、ウエット路面におけるタイヤの運動性能を向上する。
【解決手段】タイヤ１は、トレッド部２に形成された陸部２０を備えている。陸部２０の接地面３０は、少なくともタイヤ幅方向Ｈの陸部２０の断面において、所定の曲率Ｒｃ、Ｒｅ、Ｒｍを有する複数の曲線部３１〜３３が滑らかに接続された凸形状に形成されている。接地面３０の中央部３５を含む中央曲線部３１の曲率をＲｃ、接地面３０の端部３４を含む端曲線部３２の曲率をＲｅとしたとき、Ｒｃ＜Ｒｅである。中央曲線部３１と端曲線部３２の間に位置する曲線部３３の曲率Ｒｍは、Ｒｃ〜Ｒｅの範囲内にある。
【選択図】図２

Description

本発明は、トレッド部に形成された陸部を備えたタイヤに関する。

陸部を備えたタイヤにおいては、陸部の接地面積を大きくすることで、ドライ路面での運動性能が向上する。また、陸部の端部で生じるトレッドゴムの局所的なせん断変形を抑制することで、路面とトレッドゴムの間の滑りが低減して、タイヤの運動性能が向上する。これらに加えて、陸部の接地面と路面の間の水を除去することで、実際の陸部の接地面積が大きくなり、ウエット路面におけるタイヤの運動性能が向上する。

接地面の水を効率的に除去するためには、トレッド部の溝による排水に加えて、陸部の接地面から溝へ水を確実に排出する必要がある。この陸部の排水性能に関連して、従来、陸部のブロックに、平面状のテーブル部と、テーブル部を囲む周辺部を有するタイヤが知られている（特許文献１参照）。

特許文献１に記載された従来のタイヤでは、水がテーブル部から全方向に排出されるため、陸部の排水性能が高くなる。ところが、テーブル部と周辺部の境界部で、トレッドゴムの局所的な変形が生じ、境界部が路面に押し付けられる虞がある。この場合には、境界部の接地圧が上昇するため、テーブル部の水が周辺部に排出され難くなり、陸部の排水性能に影響が生じる虞がある。また、実際の陸部の接地面積が変化して、タイヤの運動性能に影響が生じる虞もある。従って、従来のタイヤに関しては、ドライ路面とウエット路面におけるタイヤの運動性能を、より向上する観点から、改良の余地がある。

特開２００４−５８８１０号公報

本発明は、前記従来の問題に鑑みなされたもので、その目的は、陸部を備えたタイヤのドライ路面における運動性能を向上するとともに、陸部の排水性能を高くして、ウエット路面におけるタイヤの運動性能を向上することである。

本発明は、トレッド部に形成された陸部を備えたタイヤであって、陸部の接地面が、少なくともタイヤ幅方向の陸部の断面において、所定の曲率を有する複数の曲線部が滑らかに接続された凸形状に形成され、接地面の中央部を含む中央曲線部の曲率をＲｃ、接地面の端部を含む端曲線部の曲率をＲｅとしたとき、Ｒｃ＜Ｒｅであり、中央曲線部と端曲線部の間に位置する曲線部の曲率が、Ｒｃ〜Ｒｅの範囲内にあるタイヤである。

本発明によれば、陸部を備えたタイヤのドライ路面における運動性能を向上できるとともに、陸部の排水性能を高くして、ウエット路面におけるタイヤの運動性能を向上することができる。

本実施形態のタイヤのトレッドパターンを示す平面図である。陸部のタイヤ幅方向の断面図である。従来品の陸部を示す図である。比較品の陸部を示す断面図である。比較品の陸部を示す断面図である。比較品の陸部を示す断面図である。

本発明のタイヤの一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態のタイヤは、車両用（例えば乗用車用）の空気入りタイヤであり、一般的なタイヤ構成部材により周知の構造に形成されている。即ち、タイヤは、一対のビード部と、トレッド部と、ビード部とトレッド部の間に位置する一対のサイドウォール部を備えている。また、タイヤは、一対のビードコアと、一対のビードコアの間に配置されたカーカスと、カーカスの外周側に配置されたベルトと、所定のトレッドパターンを有するトレッドゴムを備えている。

図１は、本実施形態のタイヤ１のトレッドパターンを示す平面図であり、トレッド部２のタイヤ周方向Ｓの一部を模式的に示している。
タイヤ１のトレッド部２は、図示のように、タイヤ幅方向Ｈの中央線ＣＬに関して対称に形成されている。また、タイヤ１は、トレッド部２に形成された、複数の周方向溝１０〜１２、複数の陸部２０〜２３、及び、複数の幅方向溝１３、１４を備えている。複数（図１では３つ）の周方向溝１０〜１２は、タイヤ周方向Ｓに延びる主溝であり、中央線ＣＬに位置する中央周方向溝１０と、２つの外側周方向溝１１、１２からなる。

複数の周方向溝１０〜１２により、トレッド部２がタイヤ幅方向Ｈに区画されて、複数（図１では４つ）の陸部２０〜２３がタイヤ周方向Ｓに沿って形成されている。陸部２０〜２３は、タイヤ周方向Ｓに連続して延びるリブ（連続陸部）、又は、タイヤ周方向Ｓに並ぶ複数のブロックからなるブロック列（断続陸部）である。本実施形態では、陸部２０〜２３は、複数のブロック２０Ａ〜２３Ａを有するブロック列であり、２つの中央陸部２０、２１と２つのショルダ陸部２２、２３からなる。

中央陸部２０、２１は、複数の幅方向溝１３を有し、トレッド部２の中央線ＣＬの両側に形成されている。ショルダ陸部２２、２３は、複数の幅方向溝１４を有し、中央陸部２０、２１のタイヤ幅方向Ｈの外側（ショルダ部側）に形成されている。幅方向溝１３、１４は、タイヤ幅方向Ｈに沿って形成され、陸部２０〜２３をタイヤ周方向Ｓに分断する。ブロック２０Ａ〜２３Ａは、周方向溝１０〜１２と幅方向溝１３、１４により陸部２０〜２３内に形成され、平面視で四角形状（図１では矩形状）に形成されている。

複数の陸部２０〜２３は、それぞれトレッド部２の接地面に形成され、陸部２０〜２３の接地面は、少なくともタイヤ幅方向Ｈの陸部２０〜２３の断面において、凸形状に形成されている。本実施形態では、タイヤ幅方向Ｈの断面において、陸部２０〜２３の接地面の全体が、それぞれタイヤ半径方向外側に盛り上がる凸形状に形成されている。その結果、陸部２０〜２３の接地面が、凸状の湾曲面になっている。以下、１つの陸部２０（中央陸部）を例に採り、陸部２０の接地面について、詳しく説明する。

図２は、陸部２０のタイヤ幅方向Ｈの断面図である。
陸部２０の接地面３０は、図示のように、陸部２０のタイヤ幅方向Ｈの断面において、複数の曲線部３１〜３３が滑らかに接続された凸形状に形成されている。即ち、接地面３０が、複数の曲線部３１〜３３の境界（図２では点線で示す）で滑らかに湾曲し、接地面３０の全体が、滑らかに湾曲する湾曲面をなす。複数の曲線部３１〜３３は、それぞれ所定の曲率Ｒｃ、Ｒｅ、Ｒｍを有し、円弧状に形成されている。このように、接地面３０は、２つ以上（図２では５つ）の曲線部３１〜３３からなり、接地面３０の曲率は、タイヤ幅方向Ｈの両端部３４の間で変化する。

複数の曲線部３１〜３３は、接地面３０（陸部２０）のタイヤ幅方向Ｈの中央部３５を含む中央曲線部３１、接地面３０のタイヤ幅方向Ｈの端部３４を含む端曲線部３２、及び、中央曲線部３１と端曲線部３２の間に位置する中間曲線部３３からなる。中央曲線部３１の曲率をＲｃ、端曲線部３２の曲率をＲｅ、中間曲線部３３の曲率をＲｍとする。この場合に、ＲｃとＲｅが（Ｒｃ＜Ｒｅ）の関係を満たし、ＲｅがＲｃよりも大きくなる。また、中間曲線部３３の曲率Ｒｍが、Ｒｃ〜Ｒｅの範囲内にあり、複数の曲線部３１〜３３の曲率Ｒｃ、Ｒｅ、Ｒｍが、中央曲線部３１から端曲線部３２に向かって次第に大きくなる。

なお、中央曲線部３１は、陸部２０のタイヤ幅方向Ｈの中央領域に形成されており、曲率Ｒｃは、中央領域における接地面３０の曲率である。端曲線部３２は、陸部２０のタイヤ幅方向Ｈの端部領域に形成されており、曲率Ｒｅは、端部領域における接地面３０の曲率である。中間曲線部３３は、中央領域と端部領域の間に位置する陸部２０の中間領域に形成されており、曲率Ｒｍは、中間領域における接地面３０の曲率である。接地面３０の中央部３５は、タイヤ半径方向外側に最も突出する接地面３０の頂部である。

以上説明したように、本実施形態のタイヤ１では、接地面３０が複数の曲線部３１〜３３が滑らかに接続された凸形状に形成されるとともに、曲率Ｒｃ、Ｒｅ、Ｒｍが中央曲線部３１から端曲線部３２に向かって次第に大きくなる。その結果、陸部２０の接地圧が、接地面３０の中央部３５側で高くなり、接地面３０の端部３４に向かって徐々に低下する。これに伴い、端部３４におけるトレッドゴムの局所的な変形が抑制されて、路面とトレッドゴムの間の滑りが低減する。加えて、陸部２０の接地面積も充分に確保できるため、タイヤ１のドライ路面における運動性能を向上することができる。

ウエット路面では、凸形状の接地面３０により、接地面３０の水を陸部２０の周囲に効率的に排出できる。また、複数の曲線部３１〜３３が滑らかに接続するため、接地面３０内でのトレッドゴムの局所的な変形と、接地圧の上昇を防止できる。その結果、水を接地面３０から陸部２０の周囲に円滑に排出でき、接地面３０と路面の間の水を確実に除去できる。ウエット路面での実際の陸部２０の接地面積を大きくすることもできる。従って、陸部２０の排水性能を高くして、ウエット路面におけるタイヤ１の運動性能を向上することができる。

中央曲線部３１の曲率Ｒｃは、２．５〜５（１／ｍ）の範囲内にするのが好ましく、端曲線部３２の曲率Ｒｅは、５０〜２００（１／ｍ）の範囲内にするのが好ましい。また、ＲｅのＲｃに対する比（Ｒｅ／Ｒｃ）は、１５〜６０の範囲内にするのが好ましく、特に、２０〜４５の範囲内にするのが好ましい。陸部２０のタイヤ幅方向Ｈの幅をＷ、端曲線部３２のタイヤ幅方向Ｈの幅をＷｅとしたとき、ＷｅのＷに対する比（Ｗｅ／Ｗ）は、０．０５〜０．２の範囲内にするのが好ましい。このようにすることで、Ｒｃ、Ｒｅ、Ｒｅ／Ｒｃ、Ｗｅ／Ｗを、それぞれ最適化することができる。

ここで、接地面３０と陸部２０の側壁を、曲線により滑らかに接続する場合には、陸部２０の端部まで接地せずに、陸部２０の接地面積が減少する虞がある。これに対し、本実施形態では、接地面３０と陸部２０の側壁を滑らかに接続せずに、接地面３０と側壁により、陸部２０の端部に角部（エッジ部）を形成する。これにより、陸部２０の端部まで接地するため、陸部２０の接地面積を確実に確保できる。

１つ以上の陸部２０〜２３の接地面を凸形状の接地面３０にすることで、上記した効果を得ることができる。従って、全ての陸部２０〜２３の接地面を凸形状の接地面３０にしてもよく、１つ以上の陸部２０〜２３の接地面を凸形状の接地面３０にしてもよい。また、陸部２０〜２３のブロック２０Ａ〜２３Ａを凸形状に形成するときに、接地面３０を、ブロック２０Ａ〜２３Ａのタイヤ幅方向Ｈの断面のみにおいて凸形状に形成してもよい。接地面３０を、ブロック２０Ａ〜２３Ａの中心を通る全ての方向の断面において凸形状に形成してもよい。

陸部２０〜２３がリブである場合には、接地面３０は、タイヤ幅方向Ｈの断面のみにおいて凸形状に形成される。ショルダ陸部２２、２３の接地面３０では、タイヤ幅方向Ｈの内側部分のみに、本発明を適用してもよい。接地面３０の中央曲線部３１と端曲線部３２の間に、２つ以上の曲線部を設けるようにしてもよい。

以上、本発明について、空気入りタイヤを例に説明したが、本発明は、空気以外の気体を充填したタイヤや、その他のタイヤにも適用できる。また、トレッド部２には、サイプや、上記した溝以外の溝を形成してもよい。

（タイヤ試験）
本発明の効果を確認するため、本実施形態のタイヤ１に対応する実施例のタイヤ（実施品Ａという）、１つの従来例のタイヤ（従来品という）、及び、３つの比較例のタイヤ（比較品１〜３という）を作製して、それらの性能を評価した。

各タイヤは、乗用車用タイヤであり、以下の条件で作製した。
サイズ：１９５／６５Ｒ１５（ＪＡＴＭＡＹＥＡＲＢＯＯＫ（２０１２、日本自動車タイヤ協会規格））
周方向溝：３つ（図１参照）、幅１０ｍｍ、深さ７ｍｍ
周方向溝の配置：タイヤ幅方向Ｈの中央線ＣＬに１つの中央周方向溝１０、中央陸部２０、２１（幅２５ｍｍ）のタイヤ幅方向Ｈの外側に２つの外側周方向溝１１、１２
中央陸部２０、２１の幅方向溝１３：タイヤ周方向Ｓの幅１ｍｍ、深さ７ｍｍ、タイヤ周方向Ｓに間隔を開けて１４０個
ショルダ陸部２２、２３の幅方向溝１４：タイヤ周方向Ｓの幅４ｍｍ、深さ７ｍｍ、タイヤ周方向Ｓに間隔を開けて７０個
各タイヤは、２つの中央陸部２０、２１の接地面のみが異なるように形成した。

図３は、従来品の陸部（ブロック）４０を示す図であり、１つのブロックを示している。また、図３Ａは陸部４０の斜視図、図３Ｂは陸部４０の断面図である。
従来品の陸部４０は、図示のように、平面状のテーブル部４１と、テーブル部４１を囲む周辺部４２を有する。周辺部４２は、テーブル部４１と陸部４０の端部の間に形成された湾曲面からなる。陸部４０の接地面４３は、テーブル部４１の部分が平面状をなす凸形状に形成されている。テーブル部４１のタイヤ幅方向Ｈの幅をｍ、陸部４０のタイヤ幅方向Ｈの幅をＭとしたとき、ｍのＭに対する比（ｍ／Ｍ）は０．５である。テーブル部４１のタイヤ周方向Ｓの幅をｌ、陸部４０のタイヤ周方向Ｓの幅をＬとしたとき、ｌのＬに対する比（ｌ／Ｌ）は０．５である。

図４〜図６は、比較品１〜３の陸部５０、６０、７０を示す断面図であり、タイヤ幅方向Ｈの断面を示している。
比較品１では、図４に示すように、陸部５０の接地面５１が平面状に形成されている。
比較品２では、図５に示すように、陸部６０の接地面６１が単一の曲率Ｒａに形成されている。曲率Ｒａは、３．３（１／ｍ）である。

比較品３では、図６に示すように、陸部７０の接地面７１が平面状に形成されている。ただし、接地面７１の端部側の一部のみ、曲率Ｒｂに形成した。曲率Ｒｂは、１００（１／ｍ）である。Ｒｂ部分のタイヤ幅方向Ｈの幅Ｎｅは、２ｍｍであり、陸部７０のタイヤ幅方向Ｈの幅Ｎの８％になっている。
実施品Ａ（図２参照）では、中央曲線部３１の曲率Ｒｃが３．３（１／ｍ）であり、端曲線部３２の曲率Ｒｅが１００（１／ｍ）である。ＷｅのＷに対する比（Ｗｅ／Ｗ）は０．０８であり、ＷｅはＷの８％になっている。また、Ｗｅは２ｍｍである。

試験では、各タイヤをリム（６Ｊ１５）に組み付けて、内圧を１８０ｋＰａに調整した。また、各タイヤを装着した車両によりテストコースを走行し、ドライバーの官能評価により、ドライ路面での操縦安定性能（ドライ操縦安定性能）とウエット路面（水深１ｍｍ）での操縦安定性能（ウエット操縦安定性能）を評価した。ウエット路面（水深１０ｍｍ）での走行により、ハイドロプレーニングが発生する速度（ハイドロプレーニング発生速度）も実測して定量的に評価した。

表１に評価結果を示す。
評価結果は従来品を１００とした指数で表し、数値が大きいほど性能が高いことを示している。また、ドライ操縦安定性能が高いほど、タイヤのドライ路面における運動性能（ドライ性能）が高い。ウエット操縦安定性能が高く、ハイドロプレーニング発生速度の数値が大きいほど、タイヤのウエット路面における運動性能（ウエット性能）が高い。ハイドロプレーニング発生速度に関しては、数値が大きくなるのに伴い速度が速くなり、数値が大きくなるほど、ハイドロプレーニングが発生し難くなる。

従来品の各性能は比較品１よりも高くなり、かつ、比較品１を基準にして、従来品のウエット性能はドライ性能よりも大きく向上していた。
比較品２では、接地面６１内でのトレッドゴムの局所的な変形を抑制できるため、ウエット性能が従来品よりも高くなった。従来品では、陸部４０の端部におけるトレッドゴムの局所的な変形をより抑制できるため、ドライ性能が比較品２よりも高くなった。
比較品３では、ドライ性能が従来品よりも高くなるものの、ウエット性能が従来品よりも低くなった。これは、接地面７１内でトレッドゴムの局所的な変形が生じるためである。
実施品Ａでは、各性能を高くする要因が相乗し、かつ、各性能を低くする要因が相殺されて、ドライ性能とウエット性能がともに向上した。

表２は、中央曲線部３１の曲率Ｒｃを変化させたときの評価結果を示している。表２には、上記した実施品Ａの評価結果に加えて、Ｒｃが異なる６つの実施品１−１〜１−６の評価結果を示す。なお、表２（以下の表３、表４でも同様）では、ＷｅのＷに対する比（Ｗｅ／Ｗ）は、Ｗｅ／Ｗを１００倍して％で示している。
表２に示すように、中央曲線部３１の曲率Ｒｃが２．５〜５（１／ｍ）の範囲内にあるときに、ドライ性能とウエット性能が、より高くなり、確実に向上する。また、実施品Ａの性能が最も高く、実施品Ａの条件が最適であることが分かった。

表３は、端曲線部３２の曲率Ｒｅを変化させたときの評価結果を示している。表３には、上記した実施品Ａの評価結果に加えて、Ｒｅが異なる６つの実施品２−１〜２−６の評価結果を示す。
表３に示すように、端曲線部３２の曲率Ｒｅが５０〜２００（１／ｍ）の範囲内にあるときに、ドライ性能とウエット性能が、より高くなり、確実に向上する。また、実施品Ａの性能が最も高く、実施品Ａの条件が最適であることが分かった。

表４は、Ｗｅ／Ｗを変化させたときの評価結果を示している。表３には、上記した実施品Ａの評価結果に加えて、Ｗｅ／Ｗが異なる６つの実施品３−１〜３−６の評価結果を示す。
表４に示すように、ＷｅがＷの５〜２０％である、即ち、Ｗｅ／Ｗが０．０５〜０．２の範囲内にあるときに、ドライ性能とウエット性能が、より高くなり、確実に向上する。また、実施品Ａの性能が最も高く、実施品Ａの条件が最適であることが分かった。

１・・・タイヤ、２・・・トレッド部、１０〜１２・・・周方向溝、１３、１４・・・幅方向溝、２０〜２３・・・陸部、３０・・・接地面、３１〜３３・・・曲線部、３４・・・端部、３５・・・中央部。

本発明は、タイヤ周方向に延びる周方向溝によりトレッド部がタイヤ幅方向に区画されてトレッド部に形成されたリブ又はブロック列である陸部を備えたタイヤであって、陸部の接地面が、少なくともタイヤ幅方向の陸部の断面において、所定の曲率を有する複数の曲線部が滑らかに接続された凸形状に形成され、接地面の中央部を含む中央曲線部の曲率をＲｃ、接地面の端部を含む端曲線部の曲率をＲｅとしたとき、Ｒｃ＜Ｒｅであり、中央曲線部と端曲線部の間に位置する曲線部の曲率が、Ｒｃ〜Ｒｅの範囲内にあるタイヤである。

本発明は、タイヤ周方向に延びる周方向溝によりトレッド部がタイヤ幅方向に区画されてトレッド部に形成されたブロック列である陸部を備えたタイヤであって、陸部の接地面が、少なくともタイヤ幅方向の陸部の断面において、所定の曲率を有する複数の曲線部が滑らかに接続された凸形状に形成され、接地面の中央部を含む中央曲線部の曲率をＲｃ、接地面の端部を含む端曲線部の曲率をＲｅとしたとき、Ｒｃ＜Ｒｅであり、中央曲線部と端曲線部の間に位置する曲線部の曲率が、Ｒｃ〜Ｒｅの範囲内にあり、Ｒｅ／Ｒｃが、１５〜６０の範囲内にあるタイヤである。
また、本発明は、タイヤ周方向に延びる周方向溝によりトレッド部がタイヤ幅方向に区画されてトレッド部に形成されたリブである陸部を備えたタイヤであって、陸部の接地面が、少なくともタイヤ幅方向の陸部の断面において、所定の曲率を有する複数の曲線部が滑らかに接続された凸形状に形成され、接地面の中央部を含む中央曲線部の曲率をＲｃ、接地面の端部を含む端曲線部の曲率をＲｅとしたとき、Ｒｃ＜Ｒｅであり、中央曲線部と端曲線部の間に位置する曲線部の曲率が、Ｒｃ〜Ｒｅの範囲内にあり、Ｒｅ／Ｒｃが、１５〜６０の範囲内にあるタイヤである。

Claims

トレッド部に形成された陸部を備えたタイヤであって、
陸部の接地面が、少なくともタイヤ幅方向の陸部の断面において、所定の曲率を有する複数の曲線部が滑らかに接続された凸形状に形成され、
接地面の中央部を含む中央曲線部の曲率をＲｃ、接地面の端部を含む端曲線部の曲率をＲｅとしたとき、Ｒｃ＜Ｒｅであり、
中央曲線部と端曲線部の間に位置する曲線部の曲率が、Ｒｃ〜Ｒｅの範囲内にあるタイヤ。
請求項１に記載されたタイヤにおいて、
中央曲線部の曲率Ｒｃが、２．５〜５（１／ｍ）の範囲内にあるタイヤ。
請求項１又は２に記載されたタイヤにおいて、
端曲線部の曲率Ｒｅが、５０〜２００（１／ｍ）の範囲内にあるタイヤ。
請求項１ないし３のいずれかに記載されたタイヤにおいて、
陸部のタイヤ幅方向の幅をＷ、端曲線部のタイヤ幅方向の幅をＷｅとしたとき、Ｗｅ／Ｗが、０．０５〜０．２の範囲内にあるタイヤ。