JP2016132440A - 空気入りタイヤ - Google Patents

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Abstract

【課題】タイヤのウェット性能および耐摩耗性能を両立できる空気入りタイヤを提供すること。【解決手段】この空気入りタイヤ1は、周方向主溝21と、周方向主溝21に区画されて成る陸部31と、陸部31に配置されて周方向主溝21に開口する複数のラグ溝41とを備える。また、陸部31が、ラグ溝41の開口部に形成された切欠部312と、切欠部312のエッジ部に形成された面取部313とを有する。また、切欠部312が、タイヤ周方向に凸となるV字形状のエッジ部を有する。【選択図】図3

Description

この発明は、空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、タイヤのウェット性能および耐摩耗性能を両立できる空気入りタイヤに関する。
従来の空気入りタイヤでは、ブロックパターンを採用することによりトラクション性を高めてタイヤの雪上性能を向上させている。かかる構成を採用する従来の空気入りタイヤとして、特許文献1に記載される技術が知られている。
特許第4677408号公報
ここで、ブロックパターンを有する従来の空気入りタイヤでは、ウェット性能を向上させ、また、ブロックの耐摩耗性を向上させるべき課題がある。
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、タイヤのウェット性能および耐摩耗性能を両立できる空気入りタイヤを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、この発明にかかる空気入りタイヤは、周方向主溝と、前記周方向主溝に区画されて成る陸部と、前記陸部に配置されて前記周方向主溝に開口する複数のラグ溝とを備える空気入りタイヤであって、前記陸部が、前記ラグ溝の開口部に形成された切欠部と、前記切欠部のエッジ部に形成された面取部とを有することを特徴とする。
この発明にかかる空気入りタイヤでは、切欠部がラグ溝の開口部に形成されるので、ラグ溝の開口部が拡幅されて、ラグ溝の排水性が向上する。これにより、タイヤのウェット性が向上する利点がある。また、面取部が切欠部のエッジ部に形成されるので、切欠部を起点とした偏摩耗が抑制される。これにより、タイヤの耐摩耗性能が向上する利点がある。
図1は、この発明の実施の形態にかかる空気入りタイヤを示すタイヤ子午線方向の断面図である。 図2は、図1に記載した空気入りタイヤのトレッドパターンを示す平面図である。 図3は、図2に記載したトレッドパターンの要部を示す説明図である。 図4は、図3に記載したセンター陸部を示す説明図である。 図5は、図3に記載したセンター陸部を示す説明図である。 図6は、図4に記載した切欠部を示す説明図である。 図7は、図4に記載した切欠部の変形例を示す説明図である。 図8は、三次元サイプの一例を示す説明図である。 図9は、三次元サイプの一例を示す説明図である。 図10は、この発明の実施の形態にかかる空気入りタイヤの性能試験の結果を示す図表である。
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施の形態の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、この実施の形態に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。
[空気入りタイヤ]
図1は、この発明の実施の形態にかかる空気入りタイヤを示すタイヤ子午線方向の断面図である。同図は、タイヤ径方向の片側領域の断面図を示している。また、同図は、空気入りタイヤの一例として、乗用車用ラジアルタイヤを示している。
同図において、タイヤ子午線方向の断面とは、タイヤ回転軸(図示省略)を含む平面でタイヤを切断したときの断面をいう。また、符号CLは、タイヤ赤道面であり、タイヤ回転軸方向にかかるタイヤの中心点を通りタイヤ回転軸に垂直な平面をいう。また、タイヤ幅方向とは、タイヤ回転軸に平行な方向をいい、タイヤ径方向とは、タイヤ回転軸に垂直な方向をいう。
この空気入りタイヤ1は、タイヤ回転軸を中心とする環状構造を有し、一対のビードコア11、11と、一対のビードフィラー12、12と、カーカス層13と、ベルト層14と、トレッドゴム15と、一対のサイドウォールゴム16、16と、一対のリムクッションゴム17、17とを備える(図1参照)。
一対のビードコア11、11は、複数のビードワイヤを束ねて成る環状部材であり、左右のビード部のコアを構成する。一対のビードフィラー12、12は、一対のビードコア11、11のタイヤ径方向外周にそれぞれ配置されてビード部を構成する。
カーカス層13は、1枚のカーカスプライから成る単層構造あるいは複数のカーカスプライを積層して成る多層構造を有し、左右のビードコア11、11間にトロイダル状に架け渡されてタイヤの骨格を構成する。また、カーカス層13の両端部は、ビードコア11およびビードフィラー12を包み込むようにタイヤ幅方向外側に巻き返されて係止される。また、カーカス層13のカーカスプライは、スチールあるいは有機繊維材(例えば、アラミド、ナイロン、ポリエステル、レーヨンなど)から成る複数のカーカスコードをコートゴムで被覆して圧延加工して構成され、絶対値で80[deg]以上95[deg]以下のカーカス角度(タイヤ周方向に対するカーカスコードの繊維方向の傾斜角)を有する。
ベルト層14は、一対の交差ベルト141、142と、ベルトカバー143とを積層して成り、カーカス層13の外周に掛け廻されて配置される。一対の交差ベルト141、142は、スチールあるいは有機繊維材から成る複数のベルトコードをコートゴムで被覆して圧延加工して構成され、絶対値で20[deg]以上55[deg]以下のベルト角度を有する。また、一対の交差ベルト141、142は、相互に異符号のベルト角度(タイヤ周方向に対するベルトコードの繊維方向の傾斜角)を有し、ベルトコードの繊維方向を相互に交差させて積層される(クロスプライ構造)。ベルトカバー143は、コートゴムで被覆されたスチールあるいは有機繊維材から成る複数のコードを圧延加工して構成され、絶対値で0[deg]以上10[deg]以下のベルト角度を有する。また、ベルトカバー143は、交差ベルト141、142のタイヤ径方向外側に積層されて配置される。
トレッドゴム15は、カーカス層13およびベルト層14のタイヤ径方向外周に配置されてタイヤのトレッド部を構成する。一対のサイドウォールゴム16、16は、カーカス層13のタイヤ幅方向外側にそれぞれ配置されて左右のサイドウォール部を構成する。一対のリムクッションゴム17、17は、左右のビードコア11、11およびカーカス層13の巻き返し部のタイヤ径方向内側にそれぞれ配置されて、リムフランジに対する左右のビード部の接触面を構成する。
[トレッドパターン]
図2は、図1に記載した空気入りタイヤのトレッドパターンを示す平面図である。同図は、オールシーズン用タイヤのトレッドパターンを示している。同図において、タイヤ周方向とは、タイヤ回転軸周りの方向をいう。また、符号Tは、タイヤ接地端である。
図2に示すように、空気入りタイヤ1は、タイヤ周方向に延在する複数の周方向主溝21、22と、これらの周方向主溝21、22に区画された複数の陸部31〜33と、これらの陸部31〜33に配置された複数のラグ溝41、421、422、43とをトレッド部に備える。
周方向主溝とは、摩耗末期を示すウェアインジケータを有する周方向溝であり、一般に、5.0[mm]以上の溝幅および7.5[mm]以上の溝深さを有する。また、ラグ溝とは、2.0[mm]以上の溝幅および3.0[mm]以上の溝深さを有する横溝をいう。また、後述するサイプとは、陸部に形成された切り込みであり、一般に1.5[mm]未満のサイプ幅を有する。
溝幅は、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を充填した無負荷状態にて、溝開口部における左右の溝壁の距離の最大値として測定される。陸部が切欠部や面取部をエッジ部に有する構成では、溝長さ方向を法線方向とする断面視にて、トレッド踏面と溝壁の延長線との交点を基準として、溝幅が測定される。また、溝がタイヤ周方向にジグザグ状あるいは波状に延在する構成では、溝壁の振幅の中心線を基準として、溝幅が測定される。
溝深さは、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を充填した無負荷状態にて、トレッド踏面から溝底までの距離の最大値として測定される。また、溝が部分的な凹凸部やサイプを溝底に有する構成では、これらを除外して溝深さが測定される。
規定リムとは、JATMAに規定される「適用リム」、TRAに規定される「Design Rim」、あるいはETRTOに規定される「Measuring Rim」をいう。また、規定内圧とは、JATMAに規定される「最高空気圧」、TRAに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、あるいはETRTOに規定される「INFLATION PRESSURES」をいう。また、規定荷重とは、JATMAに規定される「最大負荷能力」、TRAに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、あるいはETRTOに規定される「LOAD CAPACITY」をいう。ただし、JATMAにおいて、乗用車用タイヤの場合には、規定内圧が空気圧180[kPa]であり、規定荷重が最大負荷能力の88[%]である。
例えば、図2の構成では、4本の周方向主溝21、22がタイヤ赤道面CL上の点を中心として点対称に配置されている。また、4本の周方向主溝21、22により、5列の陸部31〜33が区画されている。また、1つの陸部31が、タイヤ赤道面CL上に配置されている。
しかし、これに限らず、5本以上の周方向主溝が配置されても良い(図示省略)。また、周方向主溝21、22がタイヤ赤道面CLを中心として左右非対称に配置されても良い(図示省略)。また、周方向主溝が、タイヤ赤道面CL上に配置されても良い(図示省略)。このため、陸部31が、タイヤ赤道面CLから外れた位置に配置され得る。
また、図2の構成では、4本の周方向主溝21、22が、全体としてストレート形状を有し、左右の陸部31〜33のエッジ部が周方向主溝21、22側に突出することにより、各周方向主溝21、22の溝壁がタイヤ周方向に向かってステップ状に変化している。
しかし、これに限らず、周方向主溝21、22が、単純なストレート形状を有しても良いし、タイヤ周方向に屈曲あるいは湾曲しつつ延在するジグザグ形状あるいは波状形状を有しても良い(図示省略)。
ここでは、タイヤ幅方向の最も外側にある左右の周方向主溝22、22を最外周方向主溝と呼ぶ。また、左右の最外周方向主溝22、22を境界として、トレッド部センター領域およびトレッド部ショルダー領域を定義する。
また、左右の最外周方向主溝22、22に区画されたタイヤ幅方向外側の左右の陸部33、33をショルダー陸部と呼ぶ。左右のショルダー陸部33、33は、左右のタイヤ接地端T、T上にそれぞれ配置される。また、左右の最外周方向主溝22、22に区画されたタイヤ幅方向内側の左右の陸部32、32をセカンド陸部と呼ぶ。したがって、セカンド陸部32は、最外周方向主溝22に隣接する。また、左右のセカンド陸部32、32のタイヤ幅方向内側にある陸部31をセンター陸部と呼ぶ。図2の構成では、1列のセンター陸部31のみが存在するが、5本以上の周方向主溝を備える構成では、複数のセンター陸部31が定義される。
また、図2の構成では、すべて陸部31〜33が、タイヤ幅方向に延在する複数のラグ溝41、421、422、43をそれぞれ有している。また、これらのラグ溝41、421、422、43が、陸部31〜33をタイヤ幅方向に貫通するオープン構造を有し、また、タイヤ周方向に所定間隔で配列されている。これにより、すべての陸部31〜33が、ラグ溝41、421、422、43によりタイヤ周方向に複数のブロックに分断されて、ブロック列となっている。
しかし、これに限らず、例えば、センター陸部31のラグ溝41あるいはショルダー陸部33のラグ溝43が一方の端部にて陸部31、33内で終端するセミクローズド構造を有しても良い(図示省略)。この場合には、陸部31、33が、タイヤ周方向に連続するリブとなる。
[センター陸部およびセカンド陸部]
図3は、図2に記載したトレッドパターンの要部を示す説明図である。同図は、センター陸部31および一方のセカンド陸部32の拡大平面図を示している。
図3の構成では、センター陸部31が、複数のラグ溝41と、複数のブロック311とを備える。ラグ溝41は、Z字形状ないしはクランク形状の屈曲部を有し、センター陸部31をタイヤ幅方向に貫通して、センター陸部31の左右の周方向主溝21、21にそれぞれ開口する。また、複数のラグ溝41が、タイヤ周方向に所定間隔で配置される。また、幅広なラグ溝41と、幅狭なラグ溝41とが、タイヤ周方向に交互に配置される。これにより、タイヤ転動時のパターンノイズが低減される。ブロック311は、タイヤ周方向に隣り合う複数のラグ溝41、41と、左右の周方向主溝21、21とに区画されて成る。また、複数のブロック311が、タイヤ周方向に一列に配置されて、ブロック列が形成されている。
また、セカンド陸部32が、複数のラグ溝421、422と、複数のブロック321、322とを備える。ラグ溝421、422は、セカンド陸部32をタイヤ幅方向に貫通して、セカンド陸部32の左右の周方向主溝21、22に開口する。また、複数のラグ溝421、422が、タイヤ周方向に所定間隔で配置される。また、相互に異なる傾斜角、溝形状および溝幅を有する2種類のラグ溝421、422が、タイヤ周方向に交互に配置される。ブロック321、322は、タイヤ周方向に隣り合う複数のラグ溝421、422に区画されて成る。また、相互に異なる形状を有する2種類のブロック321、322が、タイヤ周方向に一列に配置されて、ブロック列が形成されている。
なお、上記のように、図3の構成では、センター陸部31のラグ溝41およびセカンド陸部32のラグ溝421、422が、溝中心線をタイヤ周方向にオフセットさせたZ字形状ないしはクランク形状を有している。かかる構成では、陸部31、32のエッジ部成分が増加して、タイヤの雪上性能が向上する点で好ましい。
しかし、これに限らず、センター陸部31のラグ溝41およびセカンド陸部32のラグ溝421、422が、屈曲部をもたないストレート形状あるいは円弧形状を有しても良い(図示省略)。
[センター陸部の切欠部]
図3に示すように、この空気入りタイヤ1では、センター陸部31が、複数の切欠部312を備える。切欠部312は、ラグ溝41の開口部に形成されて、ラグ溝41の開口部を拡幅する。これにより、幅狭な第一ラグ溝411の排水性が確保される。また、幅狭なラグ溝411の溝容積が切欠部312により補完されて、陸部のタイヤ周方向の剛性が均一化される。
切欠部312とは、陸部31のエッジ部に形成された所定の深さD2(後述する図5参照)を有する部分をいう。切欠部312は、ラグ溝41の溝容積を拡大することを目的とするため、後述する切欠部312の面取部313や陸部31のエッジ部に形成される面取部(図示省略)よりも大きな深さD2を有する。切欠部312の深さD2については、後述する。
面取部とは、隣接する面のエッジ部を平面(例えば、C面取り)または曲面(例えば、R面取り)で接続する部分をいう。
例えば、図3の構成では、切欠部312が、トレッド部の平面視にて、V字形状(ないしはL字形状)のエッジ部を有している。また、切欠部312が、V字形状の突出方向をタイヤ周方向かつ陸部31の幅方向内側に向けつつ、陸部31の周方向主溝21側のエッジ部に形成されている。また、V字形状を有する1つの切欠部312が、ラグ溝41の1つの開口部を横断して配置されている。言い換えると、ラグ溝41が、切欠部312に連通し、切欠部312を介して周方向主溝21に開口している。これにより、1つの切欠部312が、ラグ溝41の開口部を周方向主溝21に沿って左右に拡幅している。
また、複数の切欠部312が、センター陸部31の左右のエッジ部にそれぞれ形成されている。また、左右の開口部に切欠部312を有するラグ溝41と、いずれの開口部にも切欠部312を有さないラグ溝41とが、タイヤ周方向に交互に配置されている。切欠部312を有さないラグ溝41は、V字形状の切欠部312に対してタイヤ周方向に離間して配置されて、切欠部312に連通することなく、周方向主溝21に開口している。
また、上記のように、セカンド陸部32の隣り合う一対のラグ溝421、422が、相互に異なる傾斜角を有している。具体的には、一方のラグ溝421の溝中心線と周方向主溝21の溝中心線との交差角が50[deg]以上75[deg]以下の範囲にあり、他方のラグ溝422の溝中心線と周方向主溝21の溝中心線との交差角が15[deg]以上40[deg]以下の範囲にある。また、これらのラグ溝421、422が、タイヤ周方向に対して同一方向に傾斜することにより、これらのラグ溝421、422の溝中心線の延長線が、センター陸部31のエッジ部で相互に交差している。そして、センター陸部31の切欠部312が、ラグ溝421、422の溝中心線の延長線を囲んでいる。
なお、図3の構成では、一部のラグ溝41が、左右の周方向主溝21、21への開口部に切欠部312をそれぞれ有している。しかし、これに限らず、切欠部312が、ラグ溝41の1つの開口部の片側のみに形成されて、ラグ溝41の開口部を一方向にのみ拡幅しても良い(図示省略)。
また、図3の構成では、上記のように、1つの切欠部312が、ラグ溝41の1つの開口部を横断して配置されている。このため、ラグ溝41の開口部が、タイヤ周方向に左右に拡幅されている。しかし、これに限らず、切欠部312が、ラグ溝41の1つの開口部の一方のみに形成されても良い(図示省略)。
また、図3の構成では、切欠部312を有さない他のラグ溝41が、一定の溝幅にて周方向主溝21に開口している。かかる構成では、センター陸部31のすべてのラグ溝41が開口部に切欠部312を有する構成(図示省略)と比較して、陸部31の剛性が確保されて、タイヤの操縦安定性能が向上する点で好ましい。
しかし、これに限らず、上記他のラグ溝41が、周方向主溝21への開口部に同様な切欠部312を有しても良い(図示省略)。これにより、ラグ溝41の排水性が向上する。また、例えば、上記他のラグ溝41が、開口部の左右の角部を面取りする面取部(図示省略)を有しても良い。かかる面取部は、後述する切欠部312の面取部313と同様に、切欠部312よりも狭い幅および浅い深さを有する。具体的には、面取部の幅および深さが、1.5[mm]以上6.0[mm]以下の範囲にあることが好ましい。かかる面取部により、陸部31の耐摩耗性が向上する。
図4および図5は、図3に記載したセンター陸部を示す説明図である。これらの図において、図4は、センター陸部31の拡大平面図を示し、図5は、センター陸部31をラグ溝41に沿って切断した断面図を示している。
図4において、センター陸部31の最大幅W1と、切欠部312の最大幅W2とが、0.05≦W2/W1≦0.25の関係を有することが好ましく、0.10≦W2/W1≦0.15の関係を有することがより好ましい。これにより、切欠部312の最大幅W2が適正化される。
陸部の最大幅W1は、陸部の踏面のタイヤ軸方向の幅の最大値であり、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を付与すると共に無負荷状態にて測定される(図4参照)。
切欠部の最大幅W2は、切欠部のタイヤ軸方向の幅の最大値であり、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を付与すると共に無負荷状態にて、陸部の最大幅W1の測定点を基準として測定される(図4参照)。
また、隣り合うラグ溝41、41により区画されたセンター陸部31のエッジ部の周方向長さL1と、前記エッジ部に形成された切欠部312の周方向長さL2とが、0.30≦L2/L1≦0.80の関係を有することが好ましく、0.45≦L2/L1≦0.60の関係を有することがより好ましい。これにより、切欠部312の周方向長さL2が適正化される。
陸部のエッジ部の周方向長さL1は、タイヤ周方向に隣り合って共通の周方向主溝に開口する一対のラグ溝間における陸部のエッジ部のタイヤ周方向の長さであり、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を付与すると共に無負荷状態として測定される。例えば、図4の構成では、センター陸部31が複数のラグ溝41、41に区画されて成るブロック列であり、センター陸部31のエッジ部の周方向長さL1が、1つのブロック311の周方向主溝21側のエッジ部のタイヤ周方向の長さとして測定される。
切欠部の周方向長さL2は、隣り合うラグ溝により区画された陸部のエッジ部における切欠部のタイヤ周方向の長さであり、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を付与すると共に無負荷状態として測定される。例えば、図4の構成では、切欠部312の周方向長さL2が、センター陸部31の1つのブロック311のエッジ部に形成された切欠部312のタイヤ周方向の長さとして測定される。
また、図5において、ラグ溝41の最大溝深さD1と、切欠部312の最大深さD2とが、0.30≦D2/D1≦1.00の関係を有することが好ましく、0.50≦D2/D1≦0.80の関係を有することがより好ましい。これにより、切欠部312の最大深さD2が適正化される。
ラグ溝の最大溝深さは、トレッド踏面から溝底までの距離の最大値であり、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を充填した無負荷状態にて測定される。また、ラグ溝が部分的な底上部やサイプを溝底に有する構成では、これらを除外して溝深さが測定される。
切欠部の最大深さD2は、トレッド踏面から底部までの距離の最大値であり、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を充填した無負荷状態にて測定される。また、切欠部が部分的な底上部やサイプを底部に有する構成では、これらを除外して深さが測定される。
また、図5において、周方向主溝21の最大溝深さD0と、センター陸部31のラグ溝41の最大溝深さD1とが、0.6≦D1/D0≦0.8の範囲にあることが好ましい。これにより、ラグ溝41の溝深さD1が適正化されて、ラグ溝41の排水性が確保される。
例えば、図5の構成では、周方向主溝21の溝深さD0と、ラグ溝41の溝深さD1と、切欠部312の最大深さD2とが、D2<D1<D0の関係を有している。このため、周方向主溝21に対するラグ溝41の開口部が、切欠部312により底上げされている。これにより、切欠部312の形成位置におけるセンター陸部31の剛性が確保されている。また、ラグ溝41の溝底と切欠部312の底部とが傾斜部により緩やかに接続されている。これにより、ラグ溝41から周方向主溝21への排水性が確保されている。
図6は、図4に記載した切欠部を示す説明図である。図7は、図4に記載した切欠部の変形例を示す説明図である。これらの図は、トレッド平面視におけるセンター陸部31のエッジ部および切欠部312の輪郭線を示している。
図4の構成では、切欠部312が、トレッド平面視にて、タイヤ周方向に凸となるV字形状を有している。また、図6に示すように、切欠部312のV字形状の2辺が、V字形状の凸側にある短尺な直線と、他方にある長尺な円弧とから成り、タイヤ周方向の同一方向に傾斜している。また、切欠部312のV字形状の屈曲角θが、10[deg]≦θ≦70[deg]の範囲にあることが好ましく、15[deg]≦θ≦55[deg]の範囲にあることがより好ましく、20[deg]≦θ≦43[deg]の範囲にあることがさらに好ましい。このように、切欠部312がタイヤ周方向に凸となる鋭角なV字形状を有することにより、図3に示すように、切欠部312がセカンド陸部32のラグ溝421、422の溝中心線の延長線に沿って前記延長線の交差部を囲み得る。
切欠部312の屈曲角θは、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を充填した無負荷状態としたときの、トレッド平面視における切欠部312の壁面の輪郭線にて測定される。また、図6に示すように、切欠部312が湾曲した辺を有する場合には、屈曲角θが、V字形状の頂点における湾曲した辺の接線を基準として測定される。なお、屈曲角θは、ピッチバリエーション構造を有するトレッドパターンのピッチ長との関係で適宜設定される。
しかし、これに限らず、切欠部312のV字形状の2辺が、いずれも直線であっても良いし(図7参照)、いずれも円弧であっても良い(図示省略)。また、切欠部312が、円形、楕円形、三角形、矩形、台形などの任意の形状を有しても良い(図示省略)。
[切欠部の面取部]
図4および図5に示すように、センター陸部31は、面取部313を備える。面取部313は、切欠部312のエッジ部に沿って形成される。これにより、センター陸部31のエッジ部の耐摩耗性が向上する。
例えば、図4の構成では、面取部313が、V字形状の切欠部312のエッジ部の全域に渡って形成されている。また、面取部313が、センター陸部31のすべての切欠部312に形成されている。
また、切欠部312の最大幅W2と、面取部313の幅W3とが、0.30≦W3/W2≦1.80の関係を有することが好ましく、0.80≦W3/W2≦1.20の関係を有することがより好ましい。また、面取部313の幅W3が、1.5[mm]≦W3≦6.0[mm]の範囲にあることが好ましい。これにより、面取部313の幅W3が適正化される。
面取部の幅W3は、トレッド平面視における切欠部の輪郭線とトレッド踏面との距離であり、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を付与すると共に無負荷状態として測定される(図4参照)。
また、図5に示すように、面取部313の深さD3と、切欠部312の最大深さD2とが、0.50≦D3/D2≦0.80の関係を有することが好ましい。また、面取部313の深さD3が、1.3[mm]≦D3≦5.5[mm]の範囲にあることが好ましい。これにより、面取部313の深さD3が適正化される。
面取部の深さD3は、トレッド踏面から面取部の最大深さ位置までの距離であり、タイヤを規定リムに装着して規定内圧を付与すると共に無負荷状態として測定される。切欠部と面取部との境界は、図5に示すように、切欠部312の底部側の壁面の延長線と、陸部31の踏面に接続する面取部313の傾斜面との交点により定義される。
なお、図5の構成では、面取部313がC面取りであるが、これに限らず、面取部313がR面取りであっても良い(図示省略)。
[陸部のサイプ]
図3に示すように、センター陸部31およびセカンド陸部32は、複数のサイプ5をそれぞれ備える。これらのサイプ5は、二次元サイプ(平面サイプ)および三次元サイプ(立体サイプ)に分類される。これらのサイプ5により、陸部31、32のエッジ成分が確保されて、タイヤのトラクション性が向上する。
二次元サイプは、サイプ長さ方向を法線方向とする任意の断面視(サイプ幅方向かつサイプ深さ方向を含む断面視)にてストレート形状のサイプ壁面を有する。二次元サイプは、上記の断面視にてストレート形状を有すれば足り、サイプ長さ方向へは、ストレート形状、ジグザグ形状、波状形状、円弧形状などを有して延在し得る。
三次元サイプは、サイプ長さ方向を法線方向とする断面視およびサイプ深さ方向を法線方向とする断面視の双方にて、サイプ幅方向に振幅をもつ屈曲形状のサイプ壁面を有する。三次元サイプは、二次元サイプと比較して、対向するサイプ壁面の噛合力が強いため、陸部の剛性を補強する作用を有する。三次元サイプは、サイプ壁面にて上記の構造を有すれば足り、トレッド踏面では、例えば、ストレート形状、ジグザグ形状、波状形状、円弧形状などを有し得る。かかる三次元サイプには、例えば、以下のものが挙げられる(図8および図9参照)。
図8および図9は、三次元サイプの一例を示す説明図である。これらの図は、ピラミッド型のサイプ壁面を有する三次元サイプの透過斜視図を示している。
図8の構成では、サイプ壁面が、三角錐と逆三角錐とをサイプ長さ方向に連結した構造を有する。言い換えると、サイプ壁面が、トレッド面側のジグザグ形状と底部側のジグザグ形状とを互いにタイヤ幅方向にピッチをずらせ、該トレッド面側と底部側とのジグザグ形状の相互間で互いに対向し合う凹凸を有する。また、サイプ壁面が、これらの凹凸において、タイヤ回転方向に見たときの凹凸で、トレッド面側の凸屈曲点と底部側の凹屈曲点との間、トレッド面側の凹屈曲点と底部側の凸屈曲点との間、トレッド面側の凸屈曲点と底部側の凸屈曲点とで互いに隣接し合う凸屈曲点同士の間をそれぞれ稜線で結ぶと共に、これら稜線間をタイヤ幅方向に順次平面で連結することにより形成される。また、一方のサイプ壁面が、凸状の三角錐と逆三角錐とを交互にタイヤ幅方向に並べた凹凸面を有し、他方のサイプ壁面が、凹状の三角錐と逆三角錐とを交互にタイヤ幅方向に並べた凹凸面を有する。そして、サイプ壁面が、少なくともサイプの両端最外側に配置した凹凸面をブロックの外側に向けている。なお、このような三次元サイプとして、例えば、特許第3894743号公報に記載される技術が知られている。
図9の構成では、サイプ壁面が、ブロック形状を有する複数の角柱をサイプ深さ方向に対して傾斜させつつサイプ深さ方向およびサイプ長さ方向に連結した構造を有する。言い換えると、サイプ壁面が、トレッド面においてジグザグ形状を有する。また、サイプ壁面が、ブロックの内部ではタイヤ径方向の2箇所以上でタイヤ周方向に屈曲してタイヤ幅方向に連なる屈曲部を有し、また、該屈曲部においてタイヤ径方向に振幅を持ったジグザグ形状を有する。また、サイプ壁面が、タイヤ周方向の振幅を一定にする一方で、トレッド面の法線方向に対するタイヤ周方向への傾斜角度をトレッド面側の部位よりもサイプ底側の部位で小さくし、屈曲部のタイヤ径方向の振幅をトレッド面側の部位よりもサイプ底側の部位で大きくする。なお、このような三次元サイプとして、例えば、特許第4316452号公報に記載される技術が知られている。
例えば、図4の構成では、センター陸部31のブロック311が、複数のサイプ5をそれぞれ有し、これらのサイプ5が、いずれも三次元サイプである。また、サイプ5が、一方の端部にてブロック311の内部で終端し、他方の端部にてブロック311のエッジ部に開口して周方向主溝21に連通している。また、サイプ5が、タイヤ周方向に対してラグ溝41と同一方向に傾斜しつつ、センター陸部31の中心線(図4では、タイヤ赤道面CL)を横切ってタイヤ幅方向に延在している。また、サイプ5およびラグ溝41が、タイヤ周方向に相互に等間隔で配置されることにより、ブロック311を矩形状かつ略等幅な領域に区画している。また、タイヤ周方向に隣り合うブロック311、311では、サイプ5が、タイヤ周方向に対して同一方向に傾斜し、且つ、相互に異なる側のエッジ部に開口している。
また、いずれのサイプ5も、切欠部312に連通することなく、ブロック311のエッジ部に開口している。したがって、サイプ5の開口部と切欠部312とが、ブロック311のエッジ部にて、タイヤ周方向に相互にオフセットして配置される。このとき、ブロック311のエッジ部にて、サイプ5の開口部と切欠部312との距離g1(図中の寸法記号省略)が、2.0[mm]≦g1の範囲にあることが好ましい。これにより、サイプ5の開口部と切欠部312との距離g1が適正に確保される。
また、一部のサイプ5が、切欠部312の面取部313を貫通して、ブロック311のエッジ部に開口している。具体的には、図4に示すように、切欠部312および面取部313が、タイヤ周方向に凸となるV字形状を有し、また、ラグ溝41を越えて2つのブロック311、311に跨って延在している。このとき、切欠部312および面取部313のV字形状を有するブロック311では、すべてのサイプ5が、切欠部312および面取部313に対して離間して配置されている。一方で、他方のブロック311では、一部のサイプ5が、面取部313を貫通して、ブロック311のエッジ部に開口している。
また、上記のように、ブロック311の内部におけるサイプ5の終端部が、切欠部312および面取部313に対して離間して配置されている。かかる構成では、ブロック311の踏面が、サイプ5、切欠部312および面取部313により分断されることなく、タイヤ周方向に連続して延在する。これにより、ブロック311の踏面が確保される。また、このとき、サイプ5の終端部と、面取部313との距離g2(図中の寸法記号省略)が、2.0[mm]≦g2の範囲にあることが好ましい。これにより、サイプ5の終端部と面取部313との距離g2が適正に確保される。
なお、図4の構成では、上記のように、一部のサイプ5が、切欠部312の面取部313に貫通している。しかし、これに限らず、すべてのサイプ5が、切欠部312および面取部313に対して離間して配置されても良い。これにより、陸部31の剛性が確保される。
[効果]
以上説明したように、この空気入りタイヤ1は、複数の周方向主溝21、22と、一対の周方向主溝21、21に区画されて成る陸部31と、陸部31に配置されて少なくとも一方の周方向主溝21、21に開口する複数のラグ溝41とを備える(図3参照)。また、陸部31が、ラグ溝41の開口部に形成された切欠部312と、切欠部312のエッジ部に形成された面取部313とを有する(図4参照)。
かかる構成では、(1)切欠部312がラグ溝41の開口部に形成されるので、ラグ溝41の開口部が拡幅されて、ラグ溝41の排水性が向上する。これにより、タイヤのウェット性が向上する利点がある。また、(2)陸部31が切欠部312を有することにより、タイヤ転動時における陸部31の打音が分散される。これにより、タイヤの騒音性能が向上する利点がある。また、(3)面取部313が切欠部312のエッジ部に形成されるので、切欠部312を起点とした偏摩耗が抑制される。これにより、タイヤの耐摩耗性能が向上する利点がある。
また、この空気入りタイヤ1では、切欠部312の最大幅W2と、面取部313の幅W3とが、0.30≦W3/W2≦1.80の関係を有する(図4参照)。これにより、面取部313の幅W3が適正化される利点がある。すなわち、0.30≦W3/W2であることにより、面取部313による陸部31の耐摩耗性の向上作用が適正に確保される。また、W3/W2≦1.80であることにより、陸部31の接地面積および剛性が確保される。
また、この空気入りタイヤ1では、面取部313の幅W3が、1.5[mm]≦W3≦6.0[mm]の範囲にある(図4参照)。これにより、面取部313の幅W3が適正化される利点がある。すなわち、1.5[mm]≦W3であることにより、面取部313による陸部31の耐摩耗性の向上作用が適正に確保される。また、W3≦6.0[mm]であることにより、陸部31の接地面積および剛性が確保される。
また、この空気入りタイヤ1では、陸部31の最大幅W1と、切欠部312の最大幅W2とが、0.05≦W2/W1≦0.20の関係を有する(図4参照)。これにより、切欠部312の最大幅W2が適正化される利点がある。すなわち、0.05≦W2/W1であることにより、切欠部312の最大幅W2が確保されて、ラグ溝41の排水性が向上し、また、騒音性が向上する。また、W2/W1≦0.20であることにより、切欠部312が過大となることに起因する陸部31の剛性の低下が抑制される。
また、この空気入りタイヤ1では、ラグ溝41の最大溝深さD1と、切欠部312の最大深さD2とが、0.30≦D2/D1≦1.00の関係を有する(図5参照)。これにより、切欠部312の最大深さD2が適正化される利点がある。すなわち、0.30≦D2/D1であることにより、切欠部312の最大深さD2が確保されて、ラグ溝41の排水性が向上し、また、騒音性が向上する。また、D2/D1≦1.00であることにより、切欠部312が深すぎることに起因する陸部31の剛性の低下が抑制される。
また、この空気入りタイヤ1では、第一ラグ溝411の最大溝深さD1と、切欠部312の最大深さD2とが、D2/D1≦0.80の関係を有する(図5参照)。すなわち、切欠部312が、第一ラグ溝411の最大溝深さD1よりも浅い最大深さD2を有することにより、第一ラグ溝411の開口部を底上げする。これにより、陸部31の剛性が確保されて、タイヤの操縦安定性能が向上する利点がある。
また、この空気入りタイヤ1では、隣り合うラグ溝41、41により区画された陸部31のエッジ部の周方向長さL1と、エッジ部に形成された切欠部312の周方向長さL2とが、0.30≦L2/L1≦0.80の関係を有する(図4参照)。これにより、切欠部312の周方向長さL2が適正化される利点がある。すなわち、0.30≦L2/L1であることにより、切欠部312の周方向長さL2が確保されて、ラグ溝41の排水性が向上し、また、騒音性が向上する。また、L2/L1≦0.80であることにより、切欠部312が過大となることに起因する陸部31の剛性の低下が抑制される。
また、この空気入りタイヤ1では、切欠部312が、タイヤ周方向に凸となるV字形状のエッジ部を有する(図4参照)。これにより、陸部31のエッジ長が増加して、タイヤの雪上性能および悪路走破性能が向上する利点がある。
また、この空気入りタイヤ1では、切欠部312のV字形状の屈曲角θが、10[deg]≦θ≦70[deg]の範囲にある(図6参照)。これにより、切欠部312の屈曲角θが適正化される利点がある。すなわち、10[deg]≦θであることにより、切欠部312の大きさが確保されて、ラグ溝41の排水性が向上し、また、騒音性が向上する。また、θ≦70[deg]であることにより、切欠部312が過大となることに起因する陸部31の剛性の低下が抑制される。
また、この空気入りタイヤ1では、切欠部312が、ラグ溝41の開口部を横断して配置される(図4参照)。すなわち、切欠部312が、ラグ溝41を挟んで隣り合う一対の陸部31の部分(ブロック311、311)のエッジ部に跨って配置される。これにより、ラグ溝41の開口部が切欠部312により左右に拡幅されて、ラグ溝41の排水性が向上する利点がある。
また、この空気入りタイヤ1では、陸部31を第一陸部と呼び、第一陸部31に対して周方向主溝21を挟んで隣り合う他の陸部32を第二陸部と呼ぶ(図3参照)。このとき、第二陸部32が、相互に異なる傾斜角にて傾斜する一対のラグ溝421、422を有すると共に、一対のラグ溝421、422の溝中心線の延長線が、第一陸部31のエッジ部で相互に交差する。また、第一陸部31の切欠部312が、一対のラグ溝421、422の溝中心線の延長線を囲んで形成される。かかる構成では、第一陸部31の切欠部312から第二陸部32のラグ溝421、422を介して第二陸部32のタイヤ幅方向外側にある周方向主溝22に至る排水経路が形成される。これにより、トレッド部センター領域の排水性が向上して、タイヤのウェット性能が向上する利点がある。
また、この空気入りタイヤ1では、陸部31が、面取部313を貫通して周方向主溝21に開口する三次元サイプ5を有する(図4参照)。かかる構成では、陸部31の剛性を三次元サイプ5により調整できるので、タイヤ接地面内における剛性分布を容易に最適化できる利点がある。
また、この空気入りタイヤ1では、三次元サイプ5の周方向主溝21に対する開口部と、切欠部312とが、陸部31のエッジ部にてタイヤ周方向に相互に離間して配置される(図4参照)。これにより、三次元サイプ5の開口部と切欠部312との距離g1(図中の寸法記号省略)が確保されて、サイプ5を起点としたクラックの発生が抑制される。
また、この空気入りタイヤ1では、陸部31が、一方の端部にて陸部31の内部で終端すると共に他方の端部にて陸部31のエッジ部に開口する三次元サイプ5を有する(図4参照)。また、三次元サイプ5の終端部と、面取部313とが相互に離間して配置される。これにより、三次元サイプ5の終端部と面取部313との距離g2(図中の寸法記号省略)が確保されて、サイプ5を起点としたクラックの発生が抑制される。
図10は、この発明の実施の形態にかかる空気入りタイヤの性能試験の結果を示す図表である。
この性能試験では、複数種類の試験タイヤについて、(1)ウェット性能、(2)耐摩耗性能および(3)騒音性能に関する評価が行われた。また、タイヤサイズ265/65R17 112Hの試験タイヤがリムサイズ17×8Jのリムに組み付けられ、この試験タイヤに230[kPa]の空気圧およびJATMA規定の最大負荷が付与される。また、試験タイヤが、試験車両である排気量3.5[L]の四輪駆動のRV(Recreational Vehicle)車の総輪に装着される。
(1)ウェット性能に関する評価では、試験車両が水深1[mm]で散水したアスファルト路を走行し、走行速度40[km/h]からの制動距離が測定される。そして、この測定結果に基づいて、従来例を基準(100)とした指数評価が行われる。この評価は、その数値が大きいほど好ましい。
(2)耐摩耗性能に関する評価では、試験車両が舗装路を5万[km]走行し、その後にセンター陸部の摩耗量およびセンター陸部に発生した偏摩耗が観察されて、評価が行われる。この評価は、従来例を基準(100)とした指数評価により行われ、その数値が大きいほど好ましい。
(3)騒音性能に関する評価では、試験車両がISO(International Organization for Standardization)試験路を速度80[km/h]で走行して、その通過騒音(車外騒音)の音圧レベルが測定されて、評価が行われる。この評価は、従来例を基準(100)とした指数評価により行われ、その数値が大きいほど音圧レベルが低くて、好ましい。
実施例1〜8の試験タイヤは、図1〜図5の構造を備え、センター陸部31が、ラグ溝41、切欠部312および面取部313を有する。また、センター陸部31の幅W1が、W1=30.0[mm]であり、周方向主溝21の溝深さD0がD0=6.0[mm]であり、ラグ溝41の溝深さD1がD1=4.0[mm]である。また、実施例1〜6では、V字形状の2辺がタイヤ周方向に対して相互に異なる方向に傾斜しており、切欠部312のV字形状がタイヤ周方向に凸となっていない。一方、実施例7、8では、V字形状の2辺がタイヤ周方向に対して相互に同一方向に傾斜しており、切欠部312のV字形状がタイヤ周方向に凸となっている(図4参照)。
従来例の試験タイヤは、図1〜図5の構成において、センター陸部31が、切欠部312および面取部313を有していない。比較例の試験タイヤは、図1〜図5の構成において、センター陸部31が、切欠部312を有するが、面取部313を有していない。
試験結果に示すように、実施例1〜8の試験タイヤでは、タイヤのウェット性能、耐摩耗性能および騒音性能が両立することが分かる。
1:空気入りタイヤ、21、22:周方向主溝、31:センター陸部、311:ブロック、312:切欠部、313:面取部、32:セカンド陸部、321、322:ブロック、33:ショルダー陸部、41、421、422、43:ラグ溝、5:サイプ、11:ビードコア、12:ビードフィラー、13:カーカス層、14:ベルト層、141、142:交差ベルト、143:ベルトカバー、15:トレッドゴム、16:サイドウォールゴム、17:リムクッションゴム
上記目的を達成するため、この発明にかかる空気入りタイヤは、周方向主溝と、前記周方向主溝に区画されて成る陸部と、前記陸部に配置されて前記周方向主溝に開口する複数のラグ溝とを備える空気入りタイヤであって、前記陸部が、前記ラグ溝の開口部に形成された切欠部と、前記切欠部のエッジ部に形成された面取部とを有し、前記切欠部が、前記陸部の踏面に対して所定の段差をもって前記ラグ溝の開口部を拡幅する部分として定義され、且つ、前記面取部が、前記陸部の踏面と前記切欠部の壁面とを平面あるいは曲面で接続する部分として定義されることを特徴とする。

Claims (14)

  1. 複数の周方向主溝と、一対の前記周方向主溝に区画されて成る陸部と、前記陸部に配置されて前記周方向主溝に開口する複数のラグ溝とを備える空気入りタイヤであって、
    前記陸部が、前記ラグ溝の開口部に形成された切欠部と、前記切欠部のエッジ部に形成された面取部とを有することを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 前記切欠部の最大幅W2と、前記面取部の幅W3とが、0.30≦W3/W2≦1.80の関係を有する請求項1に記載の空気入りタイヤ。
  3. 前記面取部の幅W3が、1.5[mm]≦W3≦6.0[mm]の範囲にある請求項1または2に記載の空気入りタイヤ。
  4. 前記陸部の最大幅W1と、前記切欠部の最大幅W2とが、0.05≦W2/W1≦0.25の関係を有する請求項1〜3のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
  5. 前記ラグ溝の最大溝深さD1と、前記切欠部の最大深さD2とが、0.30≦D2/D1≦1.00の関係を有する請求項1〜4のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
  6. 前記第一ラグ溝の最大溝深さD1と、前記切欠部の最大深さD2とが、D2/D1≦0.80の関係を有する請求項5に記載の空気入りタイヤ。
  7. 隣り合う前記ラグ溝により区画された前記陸部のエッジ部の周方向長さL1と、前記エッジ部に形成された前記切欠部の周方向長さL2とが、0.30≦L2/L1≦0.80の関係を有する請求項1〜6のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
  8. 前記切欠部が、タイヤ周方向に凸となるV字形状のエッジ部を有する請求項1〜7のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
  9. 前記切欠部の前記V字形状の屈曲角θが、10[deg]≦θ≦70[deg]の範囲にある請求項8に記載の空気入りタイヤ。
  10. 前記切欠部が、前記ラグ溝の開口部を横断して配置される請求項1〜9のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
  11. 前記陸部を第一陸部と呼び、前記第一陸部に対して前記周方向主溝を挟んで隣り合う他の陸部を第二陸部と呼ぶときに、
    前記第二陸部が、相互に異なる傾斜角にて傾斜する一対のラグ溝を有すると共に、前記一対のラグ溝の溝中心線の延長線が、前記第一陸部のエッジ部で相互に交差し、且つ、
    前記第一陸部の前記切欠部が、前記一対のラグ溝の溝中心線の延長線を囲んで形成される請求項1〜10のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
  12. 前記陸部が、前記面取部を貫通して前記周方向主溝に開口する三次元サイプを有する請求項1〜11のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
  13. 前記三次元サイプの前記周方向主溝に対する開口部と、前記切欠部とが、前記陸部のエッジ部にてタイヤ周方向に相互に離間して配置される請求項12に記載の空気入りタイヤ。
  14. 前記陸部が、一方の端部にて前記陸部の内部で終端すると共に他方の端部にて前記陸部のエッジ部に開口する三次元サイプを有し、且つ、
    前記三次元サイプの終端部と、前記面取部とが相互に離間して配置される請求項1〜13のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
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