JP2016000578A - タイヤ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】トレッド11表面に形成された傾斜ラグ溝13のタイヤ幅方向との成す角度であるラグ溝傾斜角度θLGとタイヤ10の踏み込み側の接地形状の輪郭線の法線がタイヤ幅方向との成す角度である輪郭線傾斜角度θFPとの差の絶対値を、タイヤ幅方向の各位置において、0°以上60°以下とするとともに、タイヤの赤道面を中心とした、幅がタイヤ接地幅Wの20%の領域をセンター部、センター部の幅方向外側にそれぞれ隣接する、タイヤ接地幅Wの20%の領域を中間部、中間部の幅方向外側にそれぞれ隣接する、タイヤ接地幅Wの20%の領域をショルダー部としたとき、センター部と中間部における差の絶対値が、ショルダー部における差の絶対値よりも大きくなるように、傾斜ラグ溝13を形成した。
【選択図】図1
Description
なお、「接地形状」及び「接地幅」は、当該タイヤのタイヤサイズにおけるJATMAで規定されるタイヤの測定条件(タイヤを適用リムに装着し、乗用車用タイヤの場合は内圧180kPa、室温(25℃±2℃)で24時間放置した後、再び元の内圧に調整して測定する。接地形状計測の場合は、静的負荷半径計測条件(そのタイヤの最大負荷能力の88%に相当する質量を負荷して測定))で計測された接地形状及び接地幅をいう。
このように、ラグ溝を、ラグ溝傾斜角度θLGの大きさが、タイヤ幅方向の各位置において、輪郭線傾斜角度θFPとの差が60°以下になるように形成するとともに、ショルダー部のラグ溝傾斜角度θLGと輪郭線傾斜角度θFPとの差を小さくしたので、雪上グリップ性能を確保しつつ、ハイドロプレーニング性能を向上させることができる。
また、センター部と2nd部における前記ラグ溝傾斜角度θLGと前記輪郭線傾斜角度θFPとの差の絶対値(以下、差の絶対値という)を20°以上50°以下とし、前記ショルダー部における前記差の絶対値を0°以上30°以下とすれば、雪上グリップ性能とハイドロプレーニング性能とを更に効果的に向上させることができる。
これにより、センター部の水を効果的に排水できるので、排水性能が更に向上する。
また、リブ溝の溝幅をタイヤの接地幅の20%以下とし、リブ溝の溝幅と傾斜ラグ溝のリブ溝側の溝幅とを、傾斜ラグ溝のタイヤ幅方向端部の溝幅よりも狭くすれば、ネガティブ率の増大を抑制しつつ、ラグ溝の比率を確保できるので、雪上グリップ性能と排水性能とをともに向上させることができる。
また、本発明は、前記傾斜ラグ溝により区画される陸部のタイヤ踏面側に、タイヤ幅方向に延長する複数のサイプを形成するとともに、隣り合うサイプの間隔を、3.0mm以上、10mm以下としたことを特徴とする。
これにより、ブロック剛性を確保しつつ、サイプエッジ効果を有効に発揮させることができるので、雪上グリップ性能が更に向上する。
同図において、11はトレッド、12はリブ溝、13は傾斜ラグ溝、14は細溝、15はセンターブロック、16は2nd部ブロック、17はショルダーブロック、18はサイプである。
リブ溝12は、トレッド11表面のタイヤ幅方向中心である赤道面CLに沿って連続して延長するように形成された周方向溝である。本例では、リブ溝12を1本とするとともに、タイヤ10の接地幅をWとしたときに、リブ溝12の溝幅wcをタイヤ接地幅Wの20%以下になるように設定している。
傾斜ラグ溝13は、一端がリブ溝12に連通し、他端がトレッド11の踏面のタイヤ幅方向端部に開口する、タイヤ周方向とタイヤ幅方向とに交差するように延長するように形成された溝で、リブ溝12の左右にそれぞれ設けられる2本の傾斜ラグ溝13,13により、略V字状の横溝を構成している。右側の傾斜ラグ溝13は、左下方から右上方に向かって延長し、左側の傾斜ラグ溝13は、右下方から左上方に向かって延長しており、かつ、いずれも、蹴り出し側でリブ溝12に連通し、踏み込み側でタイヤ幅方向端部に開口している。
リブ溝12と傾斜ラグ溝13とタイヤ幅方向内側に位置する細溝14とによりセンターブロック15が区画され、傾斜ラグ溝13と細溝14とにより2nd部ブロックが区画され、傾斜ラグ溝13とタイヤ幅方向外側に位置する細溝14とによりショルダーブロック17が区画される。
各ブロック15,16,17の表面には、それぞれ、タイヤ幅方向に略平行(タイヤ幅方向との成す角が±10°以内)な方向に延長するサイプ18が形成されている。
本例では、センター部、2nd部、及び、ショルダー部の各領域において、ラグ溝傾斜角度θLGと輪郭線傾斜角度θFPとの差の絶対値(以下、差の絶対値という)|θFP−θLG|を、0°以上60°以下の範囲となるように、傾斜ラグ溝13を形成した。
これは、本発明のような、V字状の傾斜ラグ溝13,13を有するタイヤ10において、ハイドロプレーニング性能を確保するための条件である。すなわち、タイヤ幅方向の各位置において、ラグ溝傾斜角度θLGと輪郭線傾斜角度θFPとが一致している(|θFP−θLG|=0°)場合には、接地面端部における排水の方向とパターンの排水の方向が一致するため、タイヤ全体での排水効率は最も良く、優れたハイドロプレーニング性能が得られる。
しかし、本例のタイヤ10のように、冬用タイヤとして用いられるタイヤでは、雪上グリップ性能も必要であり、雪上グリップ性能を確保するためには、ラグ溝傾斜角度θLGを小さくする必要がある。そこで、|θFP−θLG|を0°以上60°以下、好ましくは、0°以上50°以下、更に好ましくは、0°以上40°以下とすれば、ハイドロプレーニング性能を低下させることなく、雪上グリップ性能を確保することができる。
雪上グリップ力の発生要因は、タイヤ10の前面に作用する走行抵抗としての圧縮抵抗FAと、ブロック15(または、ブロック16,17)表面に作用する表面摩擦力FB、溝部(ここでは、傾斜ラグ溝13)に作用する雪柱剪断力FC、及び、サイプエッジ及びブロックエッジによる引掻き力FD(エッジ効果)により決まる。V字状の傾斜ラグ溝13,13を有するタイヤ10においては、傾斜ラグ溝13により、制動・駆動時の雪中剪断力を確保する。
したがって、上記のように、ラグ溝傾斜角度θLGを小さくすることで、雪上グリップ性能を確保することができる。また、陸部(ブロック15,16,17)にサイプ18を設けることで、ブロック剛性を低下させることなく、細かいエッジを増やして、制動・駆動時のエッジ効果を確保することができる。
すなわち、|θFP-S−θLG-S|<|θFP-C−θLG-C|,|θFP-2−θLG-2|とすることで、ハイドロプレーニング性能を維持しつつ、高い雪上グリップ性能を得ることができる。
センター部における差の絶対値|θFP-C−θLG-C|、及び、2nd部における差の絶対値|θFP-2−θLG-2|としては、20°以上50°以下とすることが好ましく、25°以上40°以下とすれば更に好ましい。
また、ショルダー部における差の絶対値|θFP-S−θLG-S|としては、0°以上30°以下とすることが好ましく、0°以上20°以下とすれば更に好ましい。
また、これにより、リブ溝12の溝幅と傾斜ラグ溝13のリブ溝12側の溝幅とを、傾斜ラグ溝13のタイヤ幅方向端部の溝幅よりも狭くすることで、ラグ溝傾斜角度θLGの大きなタイヤセンター部のネガティブ率を低くして、センター部でのブロック剛性を確保するとともに、ラグ溝傾斜角度θLGの小さなショルダー部でのネガティブ率を高くして排水性を確保するようにしたので、雪上加速性能と排水性能とを更に向上させることができる。
すなわち、小ブロックのブロック幅を3.0mm未満とすると、小ブロックのブロック幅が小さすぎてブロック剛性を確保できず、逆に、小ブロックのブロック幅が10mmを超えると、小ブロック数(サイプの本数)が少なくなって、十分なサイプエッジ効果が得られないからである。
本発明を実施例に基づき以下詳細に説明する。
リム及び内圧は、JATMA YEAR BOOK(2011、日本自動車タイヤ協会規格)にて定めるラジアルプライタイヤのサイズに対応する適用リム及び空気圧−負荷能力対応表に基づく。
試作したタイヤのタイヤサイズは195/65R15である。実施例1〜10のパターン形状は、全て、図1に示すように、V字状のラグ溝と、センター部に設けられた1本のリブ溝と、細溝とを有し、ラグ溝とリブ溝と細溝とにより区画されたブロックには、サイプが形成されている。ラグ溝、リブ溝、及び、細溝の溝深さは9mmで、サイプ深さは全て6mmである。
図3に示すように、従来例のタイヤ50のパターン形状は、3本の周方向溝51〜53と、ショルダー部に形成された傾斜角度が0°のラグ溝54とを有するのみである。
また、従来例のタイヤ50では、3本の周方向溝51〜53の溝幅w1,w2,w3の総和をw0としたとき、w0/Wは20%である。
実施例1〜10及び従来例のタイヤのネガティブ率は、いずれも、35%である。
なお、比較のため、|θFP−θLG|が60°を超えたパターンのタイヤ(比較例1〜3)と、サイプ間の距離が3mm未満もしくは10mmを超えたパターンのタイヤ(比較例4,5)と、リブ溝の溝幅がタイヤの接地幅の15%を超えたパターンのタイヤ(比較例6)とを作製し、同様の試験を行った。なお、比較例のネガティブ率も35%とした。
実施例1〜10及び比較例1〜6のパターン形状については後述する。
ハイドロプレーニングテストは、舗装路面上に水深7mmの水を散布し、この上で徐行から加速を行い、タイヤスリップ率が10%になったときの「車体速度」で評価を行っている。タイヤが水の上で空転し始める時の「車体速度」が高い方がハイドロプレーニング性能に優れている。
また、雪上加速性能テストは、静止状態からアクセルを全開し、50m走行するまでの時間(加速タイム)で評価を行っている。
テスト結果を図4(a),(b)の表に示す。テストの結果は従来例を100とした指数で表現し、各性能ともに指数大が良である。
なお、本タイヤは冬用タイヤであるので、ハイドロプレーニング性能については、従来例比で10%低下までを許容範囲とし、雪上加速性能については、従来例比で10%以上の向上が必須であるとして、優劣の判定を行った。
実施例1
・輪郭線傾斜角度θFP
センター部θFP-C/2nd部θFP-2/ショルダー部θFP-S=90°/70°/30°
・ラグ溝傾斜角度θLG
センター部θLG-C/2nd部θLG-2/ショルダー部θLG-S=30°/30°/30°
・サイプ間隔d=4.5mm
・リブ溝
1本、wC=6mm、wC/W=4.3%
実施例2は、センター部θLG-C/2nd部θLG-2/ショルダー部θLG-Sを75°/60°/30°としたもので、他は実施例1と同じである。
実施例3は、センター部θLG-C/2nd部θLG-2/ショルダー部θLG-Sを70°/55°/30°としたもので、他は実施例1と同じである。
実施例4は、センター部θLG-C/2nd部θLG-2/ショルダー部θLG-Sを50°/40°/30°としたもので、他は実施例1と同じである。
比較例1は、センター部θLG-C/2nd部θLG-2/ショルダー部θLG-Sを0°/0°/0°としたもので、他は実施例1と同じである。
比較例2は、センター部θLG-C/2nd部θLG-2/ショルダー部θLG-Sを20°/20°/20°としたもので、他は実施例1と同じである。
比較例3は、センター部θLG-C/2nd部θLG-2/ショルダー部θLG-Sを25°/25°/25°としたもので、他は実施例1と同じである。
実施例6は、サイプ間の距離を8mmとしたもので、他は実施例1と同じである。
実施例7は、サイプ間の距離を10mmとしたもので、他は実施例1と同じである。
比較例4は、サイプ間の距離を2mmとしたもので、他は実施例1と同じである。
比較例5は、サイプ間の距離を12mmとしたもので、他は実施例1と同じである。
実施例8は、リブ溝をなくした(wc/W=0%)としたもので、他は実施例1と同じである。
実施例9は、wc/Wを10.7%としたもので、他は実施例1と同じである。
実施例10は、wc/Wを14.3%としたもので、他は実施例1と同じである。
比較例6は、wc/Wを15.7%としたもので、他は実施例1と同じである。
これに対して、比較例1〜3のタイヤは、ラグ溝の傾斜が小さいことから、|θFP-C−θLG-C|及び|θFP-2−θLG-2|が60°を超えてしまい、その結果、雪上加速性能は向上するものの、ハイドロプレーニング性能が許容範囲を超えて低下してしまった。
また、実施例1〜4を比較すると、|θFP-C−θLG-C|と|θFP-2−θLG-2|とが15°を超えれば、|θFP-S−θLG-S|が0°であっても、ハイドロプレーニング性能を維持しつつ加速性能は向上することが確認された。
また、|θFP-C−θLG-C|と|θFP-2−θLG-2|とが20°〜40°の範囲が、ハイドロプレーニング性能と加速性能とのバランスがよいことがわかる。
これに対して、サイプ間隔dが2mmである比較例4のタイヤ、及び、サイプ間隔dが12mmである比較例5のタイヤでは、雪上加速性能が許容範囲を超えて低下してしまった。
このように、サイプ間隔dを3mm未満とするとブロック剛性が足りず、逆に、サイプ間隔dが10mmを超えるとサイプエッジ効果が低減するため、雪上グリップ性能を十分に向上させることが困難であることが確認された。
また、リブ溝の溝幅wcがタイヤ接地幅Wの20%以下である実施例1,8〜10のタイヤは、リブ溝のない場合も含めて、いずれも、雪上加速性能が従来例比で10%以上高くなっていることがわかる。なお、ハイドロプレーニング性能については、いずれも、従来例よりも低下しているものの許容範囲にあることが確認された。
これに対して、リブ溝の溝幅wcがタイヤ接地幅Wの15%を超えた比較例6のタイヤでは、センター溝の溝幅が増加したため、雪上グリップ性能は向上しているものの、従来例比で10には満たなかった。
また、前記実施の形態では、センター部のラグ溝傾斜角度θLG-Cの最大値と最小値との差を、ショルダー部のラグ溝傾斜角度θLG-Sの最大値と最小値との差よりも小さくし、ショルダー部のラグ溝傾斜角度θLG-Sの最大値と最小値との差を2nd部のラグ溝傾斜角度θLG-2の最大値と最小値との差よりも小さくしたが、センター部のラグ溝傾斜角度の平均値に対するショルダー部のラグ溝傾斜角度の平均値の比を、2nd部のラグ溝傾斜角度の平均値に対するショルダー部のラグ溝傾斜角度の平均値の比よりも小さくし、2nd部のラグ溝傾斜角度の平均値に対するショルダー部のラグ溝傾斜角度の平均値の比を、センター部のラグ溝傾斜角度の平均値に対する2nd部のラグ溝傾斜角度の平均値の比よりも小さくしても、センター部では傾斜を大きくし、2nd部からショルダー部に向かうにしたがって傾斜を小さくできるので、高い雪上グリップ性能を確保しつつ、排水性能を確実に向上させることができる。
また、前記実施の形態では、リブ溝12を1本とするとともに、wc/W≦0.2としたが、リブ溝12を省略しても良い。また、細溝14についても、本発明の必須事項ではないので、省略しても良い。
また、サイプ18は、直線状のサイプに限るものではなく、折れ線状や波状のサイプであってもよい。
15 センターブロック、16 2nd部ブロック、17 ショルダーブロック、
18 サイプ、CL 赤道面。
Claims (7)
- タイヤのトレッド表面に形成された、タイヤセンター部からトレッドの幅方向端部まで延長するタイヤ周方向及びタイヤ幅方向に対して傾斜する傾斜ラグ溝を備えたタイヤにおいて、
前記傾斜ラグ溝のタイヤ幅方向との成す角度をラグ溝傾斜角度とし、
前記タイヤの踏み込み側の接地形状の輪郭線の法線とタイヤ幅方向との成す角度を輪郭線傾斜角度とし、
前記タイヤの赤道面を中心とした、幅が前記タイヤの接地幅の20%の領域をセンター部、前記センター部の幅方向外側にそれぞれ隣接する、幅が前記タイヤの接地幅の20%の領域を中間部、前記中間部の幅方向外側にそれぞれ隣接する、幅が前記タイヤの接地幅の20%の領域をショルダー部としたとき、
前記ラグ溝傾斜角度と前記輪郭線傾斜角度との差の絶対値が、タイヤ幅方向の各位置において、0°以上60°以下の範囲にあり、
前記センター部と前記中間部における前記差の絶対値が、前記ショルダー部における前記差の絶対値よりも大きいことを特徴とするタイヤ。 - 前記センター部と前記中間部における前記差の絶対値が20°以上50°以下であり、
前記ショルダー部における前記差の絶対値が0°以上30°以下であることを特徴とする請求項1に記載のタイヤ。 - 前記センター部のラグ溝傾斜角度の最大値と最小値との差が前記ショルダー部のラグ溝傾斜角度の最大値と最小値との差よりも小さく、前記ショルダー部のラグ溝傾斜角度の最大値と最小値との差が前記中間部のラグ溝傾斜角度の最大値と最小値との差よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載のタイヤ。
- 前記センター部のラグ溝傾斜角度の平均値に対する前記ショルダー部のラグ溝傾斜角度の平均値の比が、前記中間部のラグ溝傾斜角度の平均値に対する前記ショルダー部のラグ溝傾斜角度の平均値の比よりも小さく、前記中間部のラグ溝傾斜角度の平均値に対する前記ショルダー部のラグ溝傾斜角度の平均値の比が、前記センター部のラグ溝傾斜角度の平均値に対する前記中間部のラグ溝傾斜角度の平均値の比よりも小さいことを特徴とする請求項1に記載のタイヤ。
- 前記タイヤの幅方向中心に、タイヤ周方向に連続して延長するように形成されたリブ溝を更に備え、
前記傾斜ラグ溝は、一端が前記リブ溝に連通し、他端が前記トレッドの踏面のタイヤ幅方向端部に開口していることを特徴とする請求項1に記載のタイヤ。 - 前記リブ溝の溝幅が前記タイヤの接地幅の20%以下であり、
前記リブ溝の溝幅と前記傾斜ラグ溝の前記リブ溝側の溝幅とが、前記傾斜ラグ溝のタイヤ幅方向端部の溝幅よりも狭いことを特徴とする請求項5に記載のタイヤ。 - 前記傾斜ラグ溝により区画される陸部のタイヤ踏面側に形成されて、タイヤ幅方向に延長する複数のサイプを有し、
前記複数のサイプは、隣り合うサイプの間隔が3.0mm以上、10mm以下であるように前記陸部に配置されていることを特徴とする請求項1〜請求項6に記載のタイヤ。
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