JP4034550B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バリアブルピッチのブロックパターンのタイヤを加硫成形する際に生じるブレーカ等のトレッド補強層の波打ち変形を抑制した空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えばタイヤのトラクション性、排水・排土性等を高めるために、縦主溝と横主溝とによりトレッド面を複数のブロックに区分したブロックパターンを採用する場合が多い。
【０００３】
このようなブロックパターンのタイヤでは、ブロック間の空気がタイヤ回転にともない圧縮、開放をくり返し、その時発生するパルス的振動が空気の粗密波を誘発することによりパターンノイズを発生させる。従って、このパターンノイズを軽減するため、タイヤ周方向の長さを違えた複数種類の長さのブロックをバリアブルピッチで配列し、ノイズを広い周波数領域に分散（ホワイトノイズ化）することが広く行われている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしバリアブルピッチでは、前記長さの差異によりブロックに体積差が生じる。その結果、図１２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、タイヤを加硫金型ａ内で加硫成形する際、短いブロックｂｓが配される部分では、横主溝形成用の金型凸部ａ１によるゴムの押下げ力ｆ１が強く作用し、又長いブロックｂｌが配される部分では、ブロック形成用の金型凹部ａ２によるゴムの吸上げ力ｆ２が強く作用する。そのため、ブレーカ等のトレッド補強層ｃに波打ち状の変形が発生し、ゴム厚さを不均一化するなどユニフォミティーや操縦安定性等を損ねるという問題がある。
【０００５】
そこで本発明は、ブロックの周方向長さの種類に応じ、ブロック上面の湾曲状態、ブロックを囲む縦主溝および横主溝の壁面の傾斜角度、横主溝の壁面の傾斜角度およびその傾斜状態、或いは横主溝の壁面の傾斜角度およびその溝深さ状態を夫々特定することを基本として、ブロックの体積差を軽減でき、加硫成形時に生じるトレッド補強層への波打ち変形を抑制し、ユニフォミティーや操縦安定性等を向上しうる空気入りタイヤの提供を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願の第１発明は、タイヤ周方向にのびる縦主溝と該縦主溝に交わる横主溝とによって区分されかつタイヤ周方向長さが異なる複数種類のブロックをタイヤ周方向にバリアブルピッチで配列したブロック列を有する空気入りタイヤであって、
タイヤ回転中心線と直角な周方向断面において、前記ブロックは、ブロック上面とこのブロック上面を挟む両側の横主溝の壁面とが交わる両側の交点を通りかつタイヤ回転中心線に中心を有する基準円弧線に対し、少なくとも前記ブロック上面の中央部は、前記基準円弧線より半径方向内方を通るとともに、
この基準円弧線と前記中央部との間の距離ｄは、タイヤ周方向長さが大なブロックほど大としたことを特徴としている。
【０００７】
また本願第１発明は、前記ブロックが、前記中央部を含む一部又は全部のブロック上面が、前記基準円弧線の曲率半径より大きい曲率半径を有する円弧面、又はタイヤ外側に中心を有する逆クラウンの円弧面からなることにより、前記中央部が前記基準円弧線より半径方向内方を通るとともに、
前記距離ｄをブロックのタイヤ周方向長さで除した平均距離は、タイヤ周方向長さが大なブロックほど大としたことを特徴としている。
【０００８】
又本願の第２発明では、前記ブロックは、前記横主溝の壁面のブロック上面に立てた法線に対する壁面角度α、および縦主溝の壁面のブロック上面に立てた法線に対する壁面角度βが、タイヤ周方向長さが大なブロックほど小としたことを特徴としている。
【０００９】
又本願の第３発明では、前記ブロックは、前記横主溝の壁面のブロック上面に立てた法線に対する壁面角度αがタイヤ周方向長さが大なブロックほど小であり、しかもこの壁面角度αを、前記壁面のタイヤ軸方向両端側から中央側に減じたことを特徴としている。
【００１０】
又本願の第４発明では、前記ブロックは、前記横主溝の壁面のブロック上面に立てた法線に対する壁面角度αがタイヤ周方向長さが大なブロックほど小であり、しかも横主溝の溝深さを、タイヤ軸方向両端側から中央側に増加したことを特徴としている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
図１は、本願第１発明の空気入りタイヤ１Ａのトレッドパターンを略示したものであり、トレッド部２に、タイヤ周方向にのびる縦主溝３と該縦主溝３に交わる横主溝４とによって区分されたブロックＢがタイヤ周方向に配列するブロック列Ｊを形成している。
【００１２】
詳しくは、本例では、タイヤ赤道Ｃ上に配される内のブロック列Ｊ１と、トレッドＴＥ縁に沿って配される外のブロック列Ｊ３と、その間に配される中のブロック列Ｊ２との５本のブロック列Ｊを形成した場合を例示している。そして、このなかで、前記内のブロック列Ｊ１および中のブロック列Ｊ２を、夫々、タイヤ周方向長さＬが異なる複数種類のブロックＢがタイヤ周方向にバリアブルピッチで配列するバリアブルピッチのブロック列ＪＶとして形成している。
【００１３】
なお本例では、前記ブロック列ＪＶが、タイヤ周方向長さをＬｌ、Ｌｍ、Ｌｓとした長中短の３種類のブロックＢｌ、Ｂｍ、Ｂｓからなる場合を例示しているが、２種類、４種類、或いはそれ以上の種類のブロックで形成することができる。なお本願でいう、ブロックＢの前記タイヤ周方向長さ（以下ブロック長さという場合がある）Ｌは、ブロック上面Ｓの周方向長さを意味する。
【００１４】
そして、第１発明の実施態様では、図２（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、タイヤ回転中心線と直角な周方向断面において、前記ブロックＢｌ、Ｂｍ、Ｂｓの各ブロック上面Ｓの少なくとも中央部Ｓｃが、基準円弧線Ｍより半径方向内方を通るとともに、この基準円弧線Ｍと前記中央部Ｓｃとの間の距離ｄが、ブロック長さＬが大なブロックＢほど大としたことを特徴としている。
【００１５】
すなわち、前記ブロックＢｌにおける基準円弧線Ｍと中央部Ｓｃとの距離をｄｌ、前記ブロックＢｍでの距離をｄｍ、前記ブロックＢｓでの距離をｄｓとしたとき、ｄｌ＞ｄｍ＞ｄｓ としている。
【００１６】
ここで、前記基準円弧線Ｍとは、前記ブロック上面Ｓと、このブロック上面Ｓを挟む両側の横主溝４、４の各壁面Ｗｙとが交わる両側の交点Ｑ、Ｑを通りかつタイヤ回転中心線に中心を有する円弧を意味する。
【００１７】
従来のタイヤでは、ブロック上面全体が、実質的にこの基準円弧線Ｍと一致、すなわち基準円弧線Ｍ上を通っている。しかし、本実施態様の前記ブロックＢｌ、Ｂｍ、Ｂｓでは、前記吸上げ力ｆ２が最も強く作用する中央部Ｓｃにおいて、前記距離ｄｌ、ｄｍ、ｄｓに相当する体積を従来のタイヤに比して減じ、ブロックＢｌ、Ｂｍ、Ｂｓ間の体積差を軽減している。これにより吸上げ力ｆ２自体が効果的に低減かつ均一化され、所謂ブレーカやバンドなどのトレッド補強層の波打ち変形を効果的に抑制できる。
【００１８】
なお前記距離ｄを確保する手段としては、前記中央部Ｓｃを含む一部又は全部のブロック上面Ｓを、前記基準円弧線Ｍの曲率半径Ｒより大きい曲率半径ｒｌ、ｒｍ、ｒｓを有する凸の円弧面５（図２（Ａ）〜（Ｃ）に示す）で形成する、又はタイヤ外側に中心を有する逆クラウン状の凹の円弧面６（図３に示す）で形成する。なお前記中央部Ｓｃを含む一部又は全部のブロック上面Ｓが、平面であっても良く、このとき該平面は、曲率半径∞の円弧面５として考えうる。
【００１９】
なお本例では、ブロック上面Ｓの全部が前記円弧面５で形成され、かつ各曲率半径を、ｒｌ＞ｒｍ＞ｒｓ とした場合を例示しているが、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、ブロック上面Ｓの一部を前記円弧面５で形成することもできる。係る場合には、ブロックエッジで過大となる接地圧が緩和され、この接地圧の均一化による偏摩耗の抑制効果によって、ライフ末期になると悪化するユニフォミティについてもその悪化の度合いが軽減されるため好ましい。この観点から、前記円弧面５の巾５Ｋは、ブロック上面Ｓの巾ＳＫの０．３〜０．８倍の範囲が望ましい。
【００２０】
ここで、本実施態様では、タイヤ周方向長さが最も短いブロックＢｓだけは、前記基準円弧線Ｍ上を通る、すなわち距離ｄｓ＝０とすることができ、このときには、前記ブロックＢｓにおける曲率半径ｒｓは、前記曲率半径Ｒと一致している。又タイヤ周方向長さが最も長いブロックＢｌにおける前記距離ｄｌについては、その上限は特に規制されないが、振動特性や乗り心地性などの観点から、ブロック長さＬｌの１０％以下が好ましく、前記距離ｄｌは、乗用車用タイヤでは通常、０．８〜１．２ｍｍ程度が良い。
【００２１】
又前記波打ち変形の抑制効果を高めるために、前記距離ｄをブロック長さＬで除した平均距離ｄ／Ｌを、ブロック長さＬが大なブロックほど大とするのがよい。すなわち、本例では、各ブロックＢｌ、Ｂｍ、Ｂｓにおける平均距離ｄｌ／Ｌｌ、ｄｍ／Ｌｍ、ｄｓ／Ｌｓにおいて、ｄｌ／Ｌｌ＞ｄｍ／Ｌｍ＞ｄｓ／Ｌｓとしている。なお前記抑制効果の観点から、前記平均距離ｄｌ／Ｌｌと平均距離ｄｓ／Ｌｓとの比（ｄｓ/ Ｌｓ）／（ｄｌ/ Ｌｌ）を０．０１〜０．８０の範囲とするのも好ましい。
【００２２】
なお本例では、一つのブロック列Ｊに配される横主溝４においては、そのトレッド面上における横溝巾４Ｋおよびトレッド面からの溝深さ４Ｄは、互いに略等しく、又前記交点Ｑにおいてブロック上面Ｓ（トレッド面）に立てた法線Ｎに対する横主溝４の壁面角度αが互いに略等しい場合を例示している。
【００２３】
次に、第２発明の空気入りタイヤ１Ｂのトレッドパターンを図５に略示する。このトレッドパターンにおいても、同様に、内のブロック列Ｊ１および中のブロック列Ｊ２を、ブロック長さがＬｌ、Ｌｍ、Ｌｓの３種類のブロックＢｌ、Ｂｍ、Ｂｓをタイヤ周方向にバリアブルピッチで配列するバリアブルピッチのブロック列ＪＶとして形成している。
【００２４】
そして、この第２発明の実施態様では、ブロックＢは、前記横主溝４の壁面Ｗｙのブロック上面Ｓに立てた法線Ｎに対する壁面角度α（図６に示す）、および縦主溝３の壁面Ｗｇのブロック上面Ｓに立てた法線Ｎに対する壁面角度β（図７に示す）が、タイヤ周方向長さＬが大なブロックＢほど小としたことを特徴としている。図６、７では、便宜上、ブロック上面Ｓを平面として描いている。
【００２５】
すなわち、前記ブロックＢにおいてタイヤ周方向長さＬが最も大なブロックＢｌにおける前記壁面角度をαｌ、βｌ、前記ブロックＢｍにおける壁面角度をαｍ、βｍ、ブロックＢにおいてタイヤ周方向長さＬが最も小な前記ブロックＢｓにおける壁面角度をαｓ、βｓとしたとき、αｌ＜αｍ＜αｓ、かつ βｌ＜βｍ＜βｓ としている。これによって、ブロックＢｌ、Ｂｍ、Ｂｓ間の体積差が軽減され、前記波打ち変形抑制効果が発揮される。なおこの効果を充分に達成するために、前記タイヤ周方向長さが最も大なブロックと、タイヤ周方向長さが最も小のブロックの壁面角度αの角度差が１〜３度、壁面角度βの角度差が２〜５度としている。
【００２６】
なお本例では、一つのブロック列Ｊに配される横主溝４において、そのトレッド面上における横溝巾４Ｋおよびトレッド面からの溝深さ４Ｄが互いに略等しい場合を例示している。
【００２７】
次に、第３発明の空気入りタイヤ１Ｃのトレッドパターンを図８に略示する。このトレッドパターンにおいても、同様に、内のブロック列Ｊ１および中のブロック列Ｊ２を、ブロック長さがＬｌ、Ｌｍ、Ｌｓの３種類のブロックＢｌ、Ｂｍ、Ｂｓをタイヤ周方向にバリアブルピッチで配列するバリアブルピッチのブロック列ＪＶとして形成している。
【００２８】
そして、この第３発明の実施態様では、ブロックＢは、前記横主溝４の壁面Ｗｙのブロック上面Ｓに立てた法線Ｎに対する壁面角度α（図６に示す）がタイヤ周方向長さＬが大なブロックほど小であり、しかもこの壁面角度αが、前記壁面Ｗｙのタイヤ軸方向両端側から中央側に向かって減じたことを特徴としている。
【００２９】
すなわち、前記ブロックＢｌ、Ｂｍ、Ｂｓにおける前記壁面角度を、夫々αｌ、αｍ、αｓとしたとき、αｌ＜αｍ＜αｓ とし、これによって、ブロックＢｌ、Ｂｍ、Ｂｓ間の体積差を低減している。なお壁面角度αｌ、αｍ、αｓは同一円周線上で比較する。
【００３０】
又ブロックＢを矩形状に簡略化して示す図９の如く、一つのブロックＢにおいても、前記壁面角度αを、タイヤ軸方向両端側の最大の角度αmax から中央側の最小角度αmin に向かって漸減している。これは、加硫成型時、前記タイヤ軸方向両端側では縦主溝３からもゴム流れが発生するため、この両端側での壁面角度αを大とすることによってゴム流れが均一化され、前記吸上げ力ｆ２自体が低減される。従って、前記体積差の軽減と相俟って、前記波打ち変形抑制効果が発揮される。そのために、角度差αmax −αmin は１〜４度の範囲が好ましい。
【００３１】
なお本例では、前記縦主溝３の壁面Ｗｇのブロック上面Ｓに立てた法線Ｎに対する壁面角度βを、ブロック長さＬに関係なく略一定に設定した場合を例示しているが、該壁面角度βを、タイヤ周方向長さＬが大なブロックほど小に設定しても良く、さらにはこの壁面角度βを、前記壁面Ｗｇのタイヤ周方向両端側から中央側に向かって減じることが、波打ち変形抑制のために好ましい。
【００３２】
次に、第４発明の空気入りタイヤ１Ｄのトレッドパターンを図１０に略示する。このトレッドパターンにおいても、同様に、内のブロック列Ｊ１および中のブロック列Ｊ２を、ブロック長さがＬｌ、Ｌｍ、Ｌｓの３種類のブロックＢｌ、Ｂｍ、Ｂｓをタイヤ周方向にバリアブルピッチで配列するバリアブルピッチのブロック列ＪＶとして形成している。
【００３３】
そして、この第４発明の実施態様では、ブロックＢは、前記横主溝４の壁面Ｗｙのブロック上面Ｓに立てた法線Ｎに対する壁面角度α（図６に示す）がタイヤ周方向長さＬが大なブロックほど小であり、しかも横主溝４の溝深さ４Ｄを、タイヤ軸方向両端側から中央側に増加したことを特徴としている。
【００３４】
すなわち、前記ブロックＢｌ、Ｂｍ、Ｂｓにおける前記壁面角度を、夫々αｌ、αｍ、αｓとしたとき、αｌ＜αｍ＜αｓ とし、これによって、ブロックＢｌ、Ｂｍ、Ｂｓ間の体積差を低減している。
【００３５】
又ブロックＢを矩形状に簡略化して示す図１１の如く、各横主溝４において、その溝深さ４Ｄを、タイヤ軸方向両端側の最小深さＤmin から中央側の最大深さＤmax に向かって漸増している。これによって前述と同様に、ゴム流れが均一化され、前記吸上げ力ｆ２自体が低減される結果、前記体積差の軽減と相俟って、前記波打ち変形抑制効果が発揮される。そのために、溝深さの差Ｄmax −Ｄmin は１〜３mmの範囲が好ましい。
【００３６】
なお本例では、前記縦主溝３の壁面Ｗｇのブロック上面Ｓに立てた法線Ｎに対する壁面角度βを、ブロック長さＬに関係なく略一定に設定した場合を例示しているが、該壁面角度βを、タイヤ周方向長さＬが大なブロックほど小に設定しても良く、さらには縦主溝３の溝深さをタイヤ周方向両端側から中央側に増加することが、波打ち変形抑制のために好ましい。
【００３７】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【００３８】
【実施例】
図１、５、８、１０に示すブロックパターンを有するタイヤサイズ２１５／４５ＺＲ１７のタイヤを表１の仕様に基づき試作するとともに、各試供タイヤの、操縦安定性、高速耐久性、ユニフォミティーをテストし比較した。
【００３９】
（１）操縦安定性：
供試タイヤを、リム（１７×７ＪＪ）、内圧（２００ｋＰａ）の下で、車両（３０００ｃｃの国産乗用車）に装着し、ドライアスファルトのテストコースを走行した時の操縦安定性をドライバーの官能評価により従来例を１００とする指数で表示している。指数の大きい方が良好である。
【００４０】
（２）高速耐久性：
ドラム試験機を用いて、リム（１７×７ＪＪ）、内圧（２００ｋＰａ）の下でＥＣＥ３０により規定された荷重／速度性能テストに準拠して、ステップスピード方式により実施した。テストは、逐次走行速度を上昇させるとともに、タイヤが破壊したときの速度を従来例を１００とする指数で表示している。指数の大きい方が良好である。
【００４１】
（３）ユニフォミティー：
ラジアルフォースバリエーション（ＲＦＶ）、ラテラルフォースバリエーション（ＬＦＶ）、コニシティ（ＣＯＮ）をＳＡＳＯに準拠して測定した。測定値は、サンプルタイヤ各５０個の平均値である。
【００４２】
【表１】

【００４３】
【発明の効果】
本発明は叙上の如く構成しているため、ブロックの体積差を軽減でき、加硫成形時に生じるトレッド補強層への波打ち変形を抑制し、ユニフォミティーや操縦安定性等を向上しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願第１発明のタイヤのトレッドパターンの一実施例を示す平面図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｃ）は各ブロックのブロック上面の周方向断面における輪郭形状を示す断面図である。
【図３】ブロック上面の輪郭形状の他の例を示す断面図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は、ブロックの中央部の形成状態を説明する平面図である。
【図５】第２発明のタイヤのトレッドパターンの一実施例を示す平面図である。
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は、各ブロックの横主溝側の壁面角度を説明する断面図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｃ）は、各ブロックの縦主溝側の壁面角度を説明する断面図である。
【図８】第３発明のタイヤのトレッドパターンの一実施例を示す平面図である。
【図９】ブロックの横主溝側壁面の傾斜状態を略示する斜視図である。
【図１０】第４発明のタイヤのトレッドパターンの一実施例を示す平面図である。
【図１１】横主溝の溝深さ状態を略示する斜視図である。
【図１２】（Ａ）、（Ｂ）は従来技術の問題点を説明する断面図である。
【符号の説明】
３ 縦主溝
４ 横主溝
４Ｄ 横主溝の溝深さ
５ 円弧面
６ 円弧面
Ｂ、Ｂｌ、Ｂｍ、Ｂｓ ブロック
ｄ／Ｌ 平均距離
ＪＶ ブロック列
Ｍ 基準円弧線
Ｎ 法線
Ｑ 交点
Ｓ ブロック上面
Ｓｃ 中央部
Ｗｙ 横主溝の壁面

Claims (4)

1. タイヤ周方向にのびる縦主溝と該縦主溝に交わる横主溝とによって区分されかつタイヤ周方向長さが異なる複数種類のブロックをタイヤ周方向にバリアブルピッチで配列したブロック列を有する空気入りタイヤであって、
   タイヤ回転中心線と直角な周方向断面において、前記ブロックは、ブロック上面とこのブロック上面を挟む両側の横主溝の壁面とが交わる両側の交点を通りかつタイヤ回転中心線に中心を有する基準円弧線に対し、少なくとも前記ブロック上面の中央部は、前記基準円弧線より半径方向内方を通るとともに、
   この基準円弧線と前記中央部との間の距離ｄは、タイヤ周方向長さが大なブロックほど大とし、
   しかも前記ブロックは、前記中央部を含む一部又は全部のブロック上面が、前記基準円弧線の曲率半径より大きい曲率半径を有する円弧面、又はタイヤ外側に中心を有する逆クラウンの円弧面からなることにより、前記中央部が前記基準円弧線より半径方向内方を通るとともに、
   前記距離ｄをブロックのタイヤ周方向長さで除した平均距離は、タイヤ周方向長さが大なブロックほど大としたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. タイヤ周方向にのびる縦主溝と該縦主溝に交わる横主溝とによって区分されかつタイヤ周方向長さが異なる複数種類のブロックをタイヤ周方向にバリアブルピッチで配列したブロック列を有する空気入りタイヤであって、
   前記ブロックは、前記横主溝の壁面のブロック上面に立てた法線に対する壁面角度α、および縦主溝の壁面のブロック上面に立てた法線に対する壁面角度βがタイヤ周方向長さが大なブロックほど小とし、しかも前記ブロックは、タイヤ周方向長さが最も大なブロックと、タイヤ周方向長さが最も小のブロックの壁面角度αの角度差が１〜３度、壁面角度βの角度差が２〜５度としたことを特徴とする空気入りタイヤ。
3. タイヤ周方向にのびる縦主溝と該縦主溝に交わる横主溝とによって区分されかつタイヤ周方向長さが異なる複数種類のブロックをタイヤ周方向にバリアブルピッチで配列したブロック列を有する空気入りタイヤであって、
   前記ブロックは、前記横主溝の壁面のブロック上面に立てた法線に対する壁面角度αがタイヤ周方向長さが大なブロックほど小であり、
   しかもこの壁面角度αを、前記壁面のタイヤ軸方向両端側から中央側に減じたことを特徴とする空気入りタイヤ。
4. タイヤ周方向にのびる縦主溝と該縦主溝に交わる横主溝とによって区分されかつタイヤ周方向長さが異なる複数種類のブロックをタイヤ周方向にバリアブルピッチで配列したブロック列を有する空気入りタイヤであって、
   前記ブロックは、前記横主溝の壁面のブロック上面に立てた法線に対する壁面角度αがタイヤ周方向長さが大なブロックほど小であり、
   しかも横主溝の溝深さを、タイヤ軸方向両端側から中央側に増加したことを特徴とする空気入りタイヤ。

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