JP2756063B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、空気入りタイヤ、な
かでも、氷上での旋回特性に優れたスタッドレスタイヤ
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のスタッドレスタイヤ、たとえば図
７に示すようなトレッドパターンを有するスタッドレス
タイヤでは一般に、雪上および氷上での駆動性能および
制動性能を重視したパターン設計が行われており、その
設計に当り、雪上性能については、雪を堅く踏み固める
ことができるように、ネガティブ率を大きくしてブロッ
クを小さくすることが有利であるも、ブロックのヒール
アンドトゥ摩耗、ブロック欠けなどを防止するためには
ブロックの周方向剛性を考慮することが必要であり、ま
た、氷上性能については、ネガティブ率を小さくして氷
とブロックとの摩擦面積を増加させるとともに、トレッ
ド幅方向に延びるサイプを多数形成して、それのエッジ
効果による摩擦係数の向上をもたらす一方、サイプによ
るブロック剛性の低下を考慮することが必要であった。

【０００３】そこで出願人は、そのようなエッジ効果お
よびブロック剛性をともに考慮し、とくに氷上での駆動
性能および制動性能をともに大きく改善した空気入りタ
イヤを、特開平4-183611号として先に提案した。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、かかる従来
技術によれば、制動性能および駆動性能の向上に伴っ
て、直進走行時の限界速度は高まることになるが、そこ
では、車両の旋回走行時におけるタイヤの路面グリップ
力はさほど考慮されていなかったため、比較的大きなス
リップアングルを付与する場合には、旋回速度を大きく
低減させることが余儀なくされていた。

【０００５】この発明は、従来技術の有するかかる問題
点を解決することを課題として検討した結果なされたも
のであり、その目的は、限界旋回速度を有効に高めるこ
とができ、しかも、限界旋回速度を越えてなお、すぐれ
た路面グリップ力を維持することができる空気入りタイ
ヤを提供するにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この発明は、旋回走行中
のタイヤの路面グリップ力、および、ブロックの、トレ
ッド幅方向の剛性指数（以下横剛性指数という）のそれ
ぞれについての種々の実験および検討を行ったところ、
氷上グリップ力に対しては、図１に示すように、ブロッ
クの横剛性指数が極めて大きな影響をもち、そのブロッ
ク横剛性指数の特定値において氷上限界旋回速度指数が
最高値となることを見い出した結果としてなされたもの
であり、この発明の空気入りタイヤは、ブロックパター
ンを有するものであって、一のブロックの形成に寄与す
る二本の周方向溝の平均深さをＨとし、そのブロック
の、トレッド幅方向の長さをＩとしたときのブロック剛
性指数Ｇ／Ｈ＝0.12／Ｈ（２Ｈ² ／Ｉ²＋1.5 ）が、0.0
029〜0.0042の範囲となるブロックを、全ブロック数の5
0％以上設けたものである。なおここで、前記ブロック
の、踏面側部分の10％以上を発泡ゴムにて形成した場合
には、前記ブロック剛性指数を0.0032〜0.0042の範囲と
することが好ましい。

【０００７】

【作用】氷上での旋回速度の速さだけに着目する場合に
は、図１に示すところから明らかなように、氷上限界旋
回速度指数が最高値となるブロック横剛性指数を選択す
ることが好適であるが、車両の実車走行によれば、その
ブロック横剛性指数を、ＳＦmax 、すなわち、スリップ
アングルの変化に伴うサイドフォースの変化を測定した
場合におけるサイドフォースの最大値が、その最大値も
しくはそれの近傍の値となるように選択した場合には、
旋回限界速度をわずかに越えるだけで、タイヤの路面グ
リップ力が急激に低下して唐突なスピンが発生すること
になるところ、ブロックの横剛性指数をその値より幾分
大きくして、前記ＳＦmax をある程度低下させたタイヤ
では、旋回限界速度のさほどの低下をもたらすことなし
に、旋回限界速度を越えた場合の路面グリップ力の急激
な低下を有効に防止して、穏やかで粘りのある走行特性
をもたらすことができる。

【０００８】そこでこの発明のタイヤでは、旋回限界速
度を越えた場合の、穏やかで粘りのある走行特性を重視
することとし、ブロックの横剛性指数0.12／Ｈ（２Ｈ²
／Ｉ² ＋1.5 ）を0.0029〜0.0042の範囲に選択する。す
なわち、その値が0.0042を越えると、旋回限界速度が小
さくなりすぎ、0.0029未満であると限界速度を越えた場
合の、唐突なスピンの発生を回避することができない。

【０００９】なおここにおいて、0.12／Ｈ（２Ｈ² ／Ｉ
² ＋1.5 ）をブロックの横剛性指数としたのは以下の理
由による。図２に示すようなブロックモデルにおいて、
ｘ方向の力がかかった場合のブロック剛性を日本機械学
会編 機械工学便覧、材料力学（上，下）（中原一郎著
養賢堂発行）などの既知文献により求めると、変形によ
るブロック先端（接地部）での傾斜角をθとすると、

【００１０】

【数１】 が与えられ、単位接地面積あたりの剪断力をｆとする
と、Ｆ＝ｆｂＩであるので、傾斜角θに対するブロック
剛性をＧとすると、

【００１１】

【数２】 となる。

【００１２】この一方において、氷結面上における摩擦
係数が最大となるＨについて調べたところ、ブロック剛
性Ｇが大きく、かつ、周方向溝平均深さＨが小さい方
が、即ち１／Ｈが大きい方が氷上摩擦係数μが大きくな
ることから、(1) 式で定まるブロック剛性に対してＧ／
Ｈが氷上摩擦係数μと良く対応することが判った。この
ことから、ここでは、

【００１３】

【数３】 をブロックの横剛性指数とした。

【００１４】またここで、上述したような剛性要件を満
たすブロックを、全ブロック数の50％以上設けることに
よって、旋回限界速度を維持して、旋回限界速度を越え
た場合のグリップ力の低下を防止し、穏やかで粘りのあ
る走行特性をもたらす。いいかえれば、それが50％未満
では、旋回限界速度が大きく低下するか、または旋回限
界速度を越えた場合のグリップ力が著しく低下する。

【００１５】なお、トレッドゴムに発泡ゴムを用いたタ
イヤは一般に、非発泡ゴムを用いた場合に比してブロッ
ク剛性が15％程度低下し、それに伴って旋回性能も低下
するため、これをカバーするためにブロック剛性を高め
ているが、従来は、ブロックの横剛性を高くしすぎてい
たことを見い出したので、この発明では、ブロックの踏
面側部分の10％以上を発泡ゴムとする場合に、そのブロ
ックの横剛性指数を、0.0032〜0.0042の範囲とする。

【００１６】ここで、その指数が0.0032未満では、限界
速度を越えた場合の唐突なスピンの発生を回避すること
ができず、また、それが0.0042を越えた場合にも、前述
の場合と同様の不都合が生じる。

【００１７】また、ここにおいて、ブロックの発泡ゴム
の占める比率を10％以上とするのは、氷上走行性能を充
分に発揮させるためである。ところで、使用する発泡ゴ
ムとしては、発泡率が５〜50％、平均気泡径が５〜150
μｍの独立気泡を有し、気泡直径が30〜200 μｍの範囲
の気泡を１mm² 当り20個以上有し、また硬度が45〜70°
のものを用いることが好ましい。

【００１８】

【実施例】以下にこの発明の実施例を図面に基いて説明
する。図３は、この発明の一実施例を示すトレッドパタ
ーンである。これは、トレッド周方向に連続して延びる
大小各種の周方向溝１〜４と、一方のトレッド端から他
方のトレッド端まで延在する幅方向溝５とによって、図
では六列のブロック列６，７，８をそれぞれ形成すると
ともに、これらのブロック列のうちの少なくとも四列、
ここでは全てのブロック列のブロック６ａ，７ａ，８ａ
の、トレッド幅方向に延びるそれぞれの辺縁を、タイヤ
子午線に対していずれかの方向に傾斜させ、そして、各
ブロック６ａ，７ａ，８ａの、トレッド周方向のほぼ中
央部位置に、ブロック辺縁と実質的に平行に延在して一
方のブロック側端から他方のブロック側端に達する各一
本のサイプ６ｂ，７ｂ，８ｂを形成したところにおい
て、相互に隣接する二本の周方向溝１〜４の平均深さを
Ｈ、それらの二本の周方向溝にて区画されるブロック
の、トレッド幅方向の長さをＩとしたときのブロック横
剛性指数0.12／Ｈ（２Ｈ² ／Ｉ² ＋1.5 ）が、0.0029〜
0.0042の要件を満たすブロックを、全ブロック数の50％
以上としたものである。ちなみにこの例では、すべての
ブロック６ａ，７ａ，８ａが横剛性指数0.0029〜0.0042
を満たしている。

【００１９】図４は、他の実施例を示すブロックパター
ンであり、ここでは五列のブロック列10，11，12のう
ち、中央ブロック列10のブロック10ａを除く、他の列の
ブロック11ａ，12ａの全てにおいて、トレッド幅方向に
延びるそれぞれの辺縁を、タイヤ子午線に対していずれ
かの方向に傾斜させる一方、ブロック10ａの辺縁だけを
子午線方向に延在させ、そしてここでもまた、各ブロッ
クの、トレッド周方向のほぼ中央部位置に、ブロック辺
縁と実質的に平行に延びてそれを横切る一本のサイプ10
ｂ，11ｂ，12ｂを設け、さらに、特定の数のブロックに
ついての横剛性指数を、前述したと同様に、0.0029〜0.
0042の範囲としたものである。この例では、全ブロック
の横剛性指数を0.0029〜0.0042としている。

【００２０】図５は、六列のブロック列21，22，23の全
てのブロック21ａ，22ａ，23ａの辺縁を、タイヤ子午線
に対していずれかの方向に傾斜させるとともに、とく
に、ブロック22ａ，23ａのそれぞれについては、辺縁長
さのほぼ半分を子午線と実質的に平行に延在させ、そし
て、各ブロック21ａ，22ａ，23ａに、前述したと同様に
してサイプ21ｂ，22ｂ，23ｂを形成し、併せて、各ショ
ルダーブロック23ａに、旋回性能の向上をもたらすべく
機能する二本の周方向サイプ23ｃをそのブロック23ａ
の、トレッド幅方向に延びるそれぞれの辺縁位置から、
タイヤ赤道線と実質的に平行に形成して、それらの両周
方向サイプ23ｃを、サイプ23ｂに到達させることなく終
了させ、さらに、全てのブロックの横剛性指数を0.0029
〜0.0042の範囲としたものである。

【００２１】図６は、この発明のさらに他の実施例を示
すトレッドパターンである。この例では、六列のブロッ
ク列31，32，33のそれぞれのブロック31ａ，32ａ，33ａ
の全てにつき、トレッド幅方向に延びる辺縁をタイヤ子
午線に対していずれかの方向に傾けて延在させ、また、
各ブロック31ａ，32ａ，33ａの、トレッド周方向の中央
領域に、相互に近接して位置する二本のサイプ34，35，
36をそれぞれ設けて、それらのうち、サイプ34，35をタ
イヤ子午線と平行に、そしてサイプ36をその子午線に対
して一定の方向へ傾斜させてそれぞれ延在させたところ
において、それぞれのサイプ34，35，36に挟まれる小ブ
ロック部分37，38，39の表面レベルを、各ブロック31
ａ，32ａ，33ａの他の部分の表面レベルより幾分低く
し、さらに、各ブロック31ａ，32ａ，33ａの、小ブロッ
ク部分37，38，39を隔てて位置するそれぞれの部分に、
それをトレッド幅方向に横切る浅い（サイプ34, 35,36
の10〜50％) 各一本のサイプ40，41，42を設ける。とこ
ろで、ここにおいてもまた、全ブロックの横剛性指数を
0.0029〜0.0042の範囲としている。

【００２２】この例によれば、氷上でのより一層優れた
制動・駆動性能を発揮しつつ、すぐれたグリップ力を維
持することができる。

【００２３】〔試験例〕 以下に発明タイヤと比較タイヤとの、氷上限界旋回性
能、限界を越えた時の滑り感および氷上制動性能に関す
る比較試験について説明する。 ◎供試タイヤ 図３に示すトレッドパターンを有し、周方向溝１〜４の
それぞれの溝幅を、９mm、３mm、９mmおよび２mmとし、
それらの溝深さを10〜20mmとするとともに、幅方向溝５
の溝幅を7.5 mm、溝深さを15mm、トレッド周方向のブロ
ック長さを26.5mm、ブロック幅を20〜35mmとしたサイズ
が11Ｒ22.5のタイヤである。 ・発明タイヤ１ 上述したところにおいて、全てのブロックを非発泡ゴム
にて形成するとともに、全ブロックの横剛性指数を0.00
31としたもの。 ・発明タイヤ２ 全てのブロックの、踏面側部分の50％を発泡ゴムにより
形成するとともに、全ブロック中70％のブロックの横剛
性指数を0.0035としたもの。 ・比較タイヤ１ ブロックを非発泡ゴムにより形成して、全ブロックにつ
き横剛性指数を0.0047としたもの。 ・比較タイヤ２ 全てのブロックの横剛性指数を0.0027としたもの ・比較タイヤ３ 全ブロックの、踏面側部分の50％を発泡ゴムにて形成
し、全ブロックの横剛性指数を0.0055としたもの。 ◎試験方法 上記各タイヤにつき、氷上限界旋回性能は、実車で半径
25ｍのコース（氷上）を走行したときの限界速度を指数
で表わす。限界を越えた時の滑り感は、限界を越えたと
きの滑り感をフィーリングで表す。氷上制動性能は、実
車で20km／ｈからロックブレーキングしたときの停止距
離を指数で表わす。 ◎試験結果 試験の結果を表１に指数をもって示す。なお指数値は大
きいほどすぐれた結果を示すものとする。

【００２４】

【表１】

【００２５】この表によれば、横剛性指数が0.0029〜0.
0042にあれば、限定を越えても急激にグリップを失うこ
とがなく、高い氷上旋回性能が得られることがわかる。

【００２６】

【発明の効果】かくして、この発明によれば、とくに、
ブロックの横剛性指数を適正範囲に選択することによっ
て、限界旋回速度を有効に高めるとともに、その限界旋
回速度を越えてなお、すぐれた路面グリップ力を確保す
ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】横剛性指数と氷上限界旋回速度指数との関係を
示すグラフである。

【図２】ブロックモデルを示す図である。

【図３】この発明の実施例を示すブロックパターンであ
る。

【図４】この発明の他の実施例を示すブロックパターン
である。

【図５】この発明の他の実施例を示すブロックパターン
である。

【図６】この発明のさらに他の実施例を示すブロックパ
ターンである。

【図７】従来例を示すブロックパターンである。

【符号の説明】

１〜４ 周方向溝 ５ 幅方向溝 ６ａ〜12ａ，21ａ〜23ａ，31ａ〜33ａ ブロック Ｉ トレッド幅方向長さ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トレッド踏面部に、周方向溝と幅方向溝
   とによってブロックを形成した空気入りタイヤであっ
   て、 一のブロックの形成に寄与する二本の周方向溝の平均深
   さをＨ、そのブロックの、トレッド幅方向の長さをＩと
   したときのブロックの剛性指数0.12／Ｈ（２Ｈ² ／Ｉ²
   ＋1.5 ）が、0.0029〜0.0042の範囲となるブロックを、
   全ブロック数の50％以上設けてなる空気入りラジアルタ
   イヤ。
2. 【請求項２】 前記ブロックの、踏面側部分の10％以上
   を発泡ゴムにて形成するとともに、そのブロックの前記
   剛性指数を、0.0032〜0.0042の範囲としてなる請求項１
   記載の空気入りタイヤ。