JP4136285B2

JP4136285B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4136285B2
Application number: JP2000215730A
Authority: JP
Inventors: 弘行松本
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2000-07-17
Filing date: 2000-07-17
Publication date: 2008-08-20
Anticipated expiration: 2020-07-17
Also published as: JP2002029225A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤセンター（赤道）付近に配置され周方向に延びる周方向陸部に、略Ｖ字状のサイプを複数形成してある回転方向指定型のトレッドパターンを備える空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、ドライ及びウエット路面での制動距離を短くするには、タイヤパターンのブロック剛性を高めることが有効であり、特にセンター部に剛性の高いリブを配置すると効果が高いことが知られている。これはブロック剛性を上げることで、制動時の反力が大きくなる等のためであり、特にセンター部における剛性向上の影響が大きい。
【０００３】
また、スノートラクションの向上には、ブロック剛性を下げて柔軟性を持たせることが有効であり、また特に、後輪駆動車の駆動輪では、センター部の摩耗傾向が強まるため、センター部の剛性が低い方が良いことが知られている。
【０００４】
このように、ブロック剛性を高めることは、制動力向上のためには有利でも、スノートラクションの向上には不利に働き、両者の解決方法は背反するという事実があった。また、センター部に剛性の高いリブを配置して制動力を向上させる方法も、駆動輪の偏摩耗防止には不利に働き、両者の解決方法は背反するものであった。
【０００５】
一方、特開平３−１０９１３号公報には、スノートラクション等を向上させるべく、周方向主溝と副溝によって区分されたブロックに山型（Ｖ型）の浅い切り込み（サイプ）を入れた空気入りタイヤが開示されている。その他、これと同様に周方向長さが短いブロックにＶ型のサイプを設けた空気入りタイヤが、幾つか知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のタイヤは何れも回転方向指定型ではないため、Ｖ型サイプが逆方向に複数列形成されており、制動時と駆動時との応力方向の違いによってＶ型サイプの機能の使い分けができなかった。また、本発明者らによると、公知技術のように周方向長さが短いブロックにＶ型サイプを設ける場合、応力の方向を変えても剛性の向上効果が極めて小さいことが判明した。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、周方向陸部の剛性に方向性を持たせることで、制動力の向上と駆動輪の偏摩耗防止等とを両立させることができる空気入りタイヤを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記目的を達成すべく、回転方向指定型のトレッドパターンの陸部剛性に方向性を持たせる方法について鋭意研究したところ、基準線が回転後着側に広がる略Ｖ字状のサイプを周方向陸部に複数形成することで、陸部剛性に方向性を持たせることが可能なことを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、本発明の空気入りタイヤは、回転方向指定を有するトレッド面のタイヤ赤道付近に配置され、周方向に延びる３列の周方向陸部を有する空気入りタイヤであって、前記周方向陸部は、タイヤ赤道上に配置された第１周方向陸部と、前記第１周方向陸部の両側に、周方向溝を介して配置された２列の第２周方向陸部と、からなり、２本の基準線が回転後着側に広がる略Ｖ字状のサイプを複数形成してあると共に、前記周方向陸部の周方向長さが幅の３倍以上であり、前記第２周方向陸部に形成された前記サイプが有する２本の基準線とタイヤ赤道がなす角度をＡ２、前記第１周方向陸部に形成された前記サイプが有する２本の基準線とタイヤ赤道がなす角度をＡ１とした場合、Ａ２＞Ａ１であることを特徴とする。ここで、タイヤ赤道付近とは、タイヤ赤道を中心とするトレッド幅の３０％の範囲を指し、周方向陸部の中心線がその範囲内か否かで判断する。
【００１０】
上記において、前記周方向陸部は、分割溝を介さずに全周にわたって連続していることが好ましい。
【００１１】
また、前記サイプが有する２本の基準線はタイヤ赤道に対して３０〜６０°の角度にて、タイヤ赤道に対称な角度をなしていることが好ましい。更に、前記サイプは周方向の間隔が３〜６ｍｍであることが好ましい。
【００１２】
［作用効果］
本発明によると、基準線が回転後着側に広がる略Ｖ字状のサイプを周方向陸部に複数形成してあるため、図１のＦＥＭ解析（有限要素法）の結果が示すように、制動時と駆動時の応力方向の相違によって、周方向陸部の前後剛性が大きく変化する（６％）ことが判明した。これに対して子午線方向（幅方向）の一般サイプでは、前後剛性が全く変化せず、周方向長さが短いブロックにＶ型サイプを設けたものでは、前後剛性の変化が小さかった（１％）。その理由の詳細は不明であるが、制動時には図２（ａ）の矢印の方向に応力（外力）が生じ、周方向陸部１０Ａは周方向陸部１０Ｂのようにサイプの角度が広がる変形が生じるのに対し、駆動時には図２（ｂ）の周方向陸部１０Ｃのように角度が狭まる変形が生じ、その際の各部の拘束力の違いによって前後剛性の変化が生じると推定される。そして、このような前後剛性の変化によって、実施例の結果が示すように、制動力の向上と駆動輪の偏摩耗防止等とを両立させることができる。なお、このＦＥＭ解析のモデル条件は、次の通りである。
【００１３】
本発明品：図２に示す周方向陸部において、陸部幅２５ｍｍ、陸部高さ９．４ｍｍ、サイプの基準線（対称）の角度ａ４５°、周方向の間隔ｂ５ｍｍ、深さ８．０ｍｍとした。一般サイプ品：図７（ａ）に示す周方向陸部において、陸部幅と高さは同上、サイプの基準線の角度ａ９０°、周方向の間隔と深さも同上とした。ブロック品：本発明品の周方向陸部を分割溝により長さ２５ｍｍ（周方向長さが幅の１倍）で分割したもの。
【００１４】
また、前記周方向陸部が分割溝を介さずに全周にわたって連続している場合、周方向陸部の周方向長さの幅に対する比率が大きいほど、特に制動時の陸部剛性を高めることができるため、全周に連続するものでは上記の如き作用効果が特に顕著になる。
【００１５】
前記サイプは２本の基準線を有し、その基準線はタイヤ赤道に対して３０〜６０°の角度にて、タイヤ赤道に対称な角度をなしている場合、制動時と駆動時の応力方向の相違によって、周方向陸部の前後剛性をより大きく変化させることができる。
【００１６】
また、前記サイプの周方向の間隔が３〜６ｍｍである場合、適度な陸部剛性が得られるとともに、応力方向の相違による前後剛性の変化もより大きくすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の参考形態について、図面を参照しながら説明する。
【００１８】
本発明の参考形態である空気入りタイヤは、図３に示すように、矢印の方向に回転方向指定を有するトレッド面Ｔのタイヤ赤道ＣＬ付近に、周方向に延びる単数列の周方向陸部１０が配置されている。本参考形態では、分割溝を介してブロック化していない、１本の連続する周方向陸部１０がタイヤ赤道ＣＬ上に配置されている例を示す。
【００１９】
本発明は、周方向陸部１０に特徴を有するため、その他のパターンは何れでもよく、例えば図３に示すブロックパターンが挙げられる。この参考例では、周方向陸部１０はその両側に形成された２本の周方向溝３によって区画されている。周方向溝３の外側にはメディエイト部のブロック１が形成されており、このブロック１は周方向溝３と周方向溝４と幅方向に延びる幅方向溝５によって区画されている。ブロック１には幅方向サイプ１ａが複数形成されている。周方向溝４の外側にはショルダー部のブロック２が形成されており、周方向溝４と幅方向溝５によって区画されている。ブロック２には同様に幅方向サイプ２ａが複数形成されている。
【００２０】
本発明では、図４に示すように、周方向陸部１０に基準線Ｂが回転後着側（矢印の逆方向）に広がる略Ｖ字状のサイプ１１を複数形成してある。図示した例ではサイプ１１が直線のため基準線Ｂと一致している。サイプ１１の２本の基準線Ｂとタイヤ赤道ＣＬがなす角度ａは、前述した理由より、２０〜７０°の角度であることが好ましく、３０〜６０°の角度であることがより好ましく、４０〜５０°の角度であることが更に好ましい。また、２本の基準線Ｂがタイヤ赤道に対称な角度をなしていることが好ましい。
【００２１】
サイプ１１の周方向の間隔ｂは、前述した理由より、２〜９ｍｍであることが好ましく、３〜６ｍｍであることが好ましい。なお、サイプ１１の深さは、前述の如き作用効果を得る上で、２ｍｍから周方向陸部１０の高さと同じ深さまでが好ましい。周方向陸部１０の幅は、制動性能と偏摩耗、スノートラクションを両立する上で、１５〜５０ｍｍが好ましい。
【００２２】
本発明の空気入りタイヤは、前述の如き作用効果を得る上で、ラジアルタイヤが好ましい。また、前述の制動性能を得る上で、ＡＢＳ装着車用タイヤが好ましく、スノートラクション性能が高いためスノータイヤとしても有用である。
【００２３】
［実施形態］
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００２４】
（１）前述の参考形態では、分割溝を介さずに周方向に全周にわたって連続する周方向陸部を有するものの例を示したが、本発明における周方向陸部は、その周方向長さが幅の３倍以上であれば、分割溝を介して分割されていてもよい。但し、周方向長さが幅の５倍以上であることが好ましく、分割溝の数が少ない程好ましい。また、分割溝の形状は、略Ｖ字状のサイプに平行な溝が好ましい。
【００２５】
なお、本発明において、周方向陸部の周方向長さは周方向に平行な仮想線の両端部が最大となる長さを指し、周方向陸部の幅はタイヤ軸方向（トレッド幅方向）の両側の最端部を基準として測定する値を指す。
【００２６】
（２）前述の参考形態では、図４に示す形状のサイプを形成する例を示したが、基準線が回転後着側に広がる略Ｖ字状のサイプであれば、図５（ａ）〜（ｅ）に示すような形状のサイプ等の何れでもよい。
【００２７】
図５（ａ）に示すものは、Ｖ字型の基準線Ｂに沿って、波形（ラメレン）のサイプ１１ａが左右両側に設けられたものである。図５（ｂ）に示すものは、Ｖ字型の基準線Ｂに沿って、一方には直線のサイプ１１が、他方には波形のサイプ１１ａが周方向に交互に設けられたものである。図５（ｃ）に示すものは、Ｖ字型の基準線Ｂに沿って、一方には直線のサイプ１１が端部まで、他方には直線のサイプ１１ｂが端部付近まで交互に設けられたものである。
【００２８】
また、図５（ｄ）に示すものは、Ｖ字型の基準線Ｂに沿って、端部付近で屈曲したサイプ１１ｃが左右両側に設けられたものである。図５（ｅ）に示すものは、端部に近づくに従って基準線Ｂの角度ａが徐々に大きくなる曲線のサイプ１１ｄが左右両側に設けられたものである。
【００２９】
（３）前述の参考形態では、図３に示す配置の１本の全周に連続する周方向陸部を設ける例を示したが、図６（ｂ）に示すように、３本の周方向陸部を設けてもよい。
【００３０】
図６（ａ）に示す参考例では、タイヤ赤道ＣＬ上の周方向溝６の両側に、２本の周方向陸部１０を左右対称に設けた例であり、周方向溝３によって区画されている。また、サイプ１１に平行な分割溝８によって周方向陸部１０が周方向で８箇所で分割されている。
【００３１】
図６（ｂ）に示すものは、タイヤ赤道ＣＬ上の周方向陸部１０の両側に、周方向溝７を介して、２本の周方向陸部１０を更に設けた例（計３本）である。そして、中央の周方向陸部１０のサイプ１１と比較して、両側の周方向陸部１０のサイプ１１ｅは、基準線Ｂの角度ａが大きくなっている。このように角度ａを外側ほど大きくすることによって、タイヤセンター部の偏摩耗を好適に抑制することができる。
【００３２】
（４）前述の参考形態では、周方向陸部以外のパターンが図３に示すブロックパターンである例を示したが、長方形のブロックに限らず、平行四辺形、Ｖ字型、５角形、又は曲線基調のブロックでもよい。また、中央付近や端部近傍まで溝の入ったブロックでもよく、サイプ形状も本発明の効果を減殺しないものであれば何れでもよい。また、周方向に連続する周方向リブなどを設けてもよい。
【００３３】
【実施例】
以下、参考例等について説明する。なお、タイヤの各性能評価は、次のようにして行った。
【００３４】
（１）ドライアンドウエットの制動性能
タイヤを実車（ＡＢＳ装着車）に装着し、１名乗車の荷重条件にて、水深１ｍｍのウエット路面とドライ路面（何れもアスファルト路面）とを走行させ、初速９０ｋｍ／ｈで制動力をかけて２０ｋｍ／ｈまで減速するのに要する距離を指数で評価した。なお、評価は従来品（比較例１）を１００としたときの指数表示（ドライとウエットの平均値）で示し、数値が大きいほど良好な結果を示す。
【００３５】
（２）センター部の偏摩耗性能
タイヤを実車（ＦＲ車）に装着し、１名乗車の荷重条件で走行し、駆動輪について、平均摩耗量が５０％に達したときの偏摩耗比（センター部の摩耗量／ショルダー部の摩耗量）を測定した。評価結果が１．０に近いほど、均一な摩耗であり、良好な結果を示す。
【００３６】
（３）スノートラクション性能
ＳＡＥ−Ｊ１４６６に基づき、圧雪路において、スノートラクションテスターを用い、時速８ｋｍ／ｈで走行し、スリップ率２０〜３００％までのスリップ率〜摩耗係数の平均値を取り込んだ（ｎ＝１０個）。
【００３７】
参考例１
図３に示すトレッドパターンにおいて、周方向陸部１０の幅２５ｍｍ、陸部高さ９．４ｍｍ、サイプ１１の基準線の角度ａ４５°、周方向の間隔ｂ５ｍｍ、深さ８．０ｍｍとした。また、ブロック１のサイプ１ａの基準線の角度ａ９０°、周方向の間隔ｂ５ｍｍ、深さ８．０ｍｍとし、ブロック２のサイプ２ａの基準線の角度ａ９０°、周方向の間隔ｂ５ｍｍ、深さ８．０ｍｍとした。
【００３８】
このパターンをサイズ２２５／５０Ｒ１６のラジアルタイヤに採用し、上記の各性能評価を行った。その結果を表１に示す。
【００３９】
比較例１（従来品）
図７（ａ）に示すトレッドパターンにおいて、周方向陸部１０の幅２５ｍｍ、陸部高さ９．４ｍｍ、サイプ１１の基準線の角度ａ９０°、周方向の間隔ｂ５ｍｍ、深さ８．０ｍｍとした。他の部分は参考例１と同じであり、このパターンを同サイズのラジアルタイヤに採用し、上記の各性能評価を行った。その結果を表１に示す。
【００４０】
参考例２
図７（ｂ）に示すトレッドパターンにおいて、周方向陸部１０の幅２５ｍｍ、陸部高さ９．４ｍｍ、サイプ１１の基準線の角度ａ７５°、周方向の間隔ｂ５ｍｍ、深さ８．０ｍｍとした。他の部分は参考例１と同じであり、このパターンを同サイズのラジアルタイヤに採用し、上記の各性能評価を行った。その結果を表１に示す。
【００４１】
比較例２
参考例１のトレッドパターンにおいて、周方向陸部１０をサイプ１１に平行なＶ型溝（幅５ｍｍ）によって、周方向長さ３０ｍｍ毎に分割した以外は、参考例１と同様にしてラジアルタイヤを作製し、上記の各性能評価を行った。その結果を表１に示す。
【００４２】
【表１】
┌───────────┬────┬────┬────┬────┐
│ │参考例１│比較例１│参考例２│比較例２│
├───────────┼────┼────┼────┼────┤
│制動性能 │ １０５│ １００│ １０３│ ９６│
├───────────┼────┼────┼────┼────┤
│偏摩耗性能 │ １．５│ ３．１│ ２．３│ １．３│
├───────────┼────┼────┼────┼────┤
│スノートラクション性能│ １０３│ １００│ １０１│ １０５│
└───────────┴────┴────┴────┴────┘
表１の結果が示すように、参考例１−２に係る空気入りタイヤでは、制動力の向上と駆動輪の偏摩耗防止、スノートラクション性能とを両立させることができた。特にサイプの角度ａが３０〜６０°の範囲である参考例１では、その効果が顕著であった。一方、幅方向のサイプを形成した比較例１では、制動性能、偏摩耗性能、スノートラクション性能が何れも劣っており、また、周方向陸部をブロック化した比較例２では、ブロック化することで両方向の剛性が低下してスノートラクション性能、偏摩耗は向上するが、制動性能は向上せず、むしろ大幅に低下した。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明品と従来品のＦＥＭ解析の結果を示すグラフ
【図２】本発明における作用を説明するための説明図
【図３】本発明の参考形態である空気入りタイヤの一例のトレッド面を示す正面図
【図４】図３のトレッド面の周方向陸部を示す要部拡大図
【図５】本発明におけるサイプの他の例を示す正面図
【図６】本発明における周方向陸部の参考例を示す正面図（図６（ａ））及び本発明における周方向陸部の例を示す正面図（図６（ｂ））
【図７】参考例等で使用した空気入りタイヤのトレッド面を示す正面図

Claims

回転方向指定を有するトレッド面のタイヤ赤道付近に配置され、周方向に延びる３列の周方向陸部を有する空気入りタイヤであって、
前記周方向陸部は、タイヤ赤道上に配置された第１周方向陸部と、前記第１周方向陸部の両側に、周方向溝を介して配置された２列の第２周方向陸部と、からなり、２本の基準線が回転後着側に広がる略Ｖ字状のサイプを複数形成してあると共に、前記周方向陸部の周方向長さが幅の３倍以上であり、
前記第２周方向陸部に形成された前記サイプが有する２本の基準線とタイヤ赤道がなす角度をＡ２、前記第１周方向陸部に形成された前記サイプが有する２本の基準線とタイヤ赤道がなす角度をＡ１とした場合、Ａ２＞Ａ１である空気入りタイヤ。
前記周方向陸部は、分割溝を介さずに全周にわたって連続している請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記サイプが有する２本の基準線はタイヤ赤道に対して３０〜６０°の角度にて、タイヤ赤道に対称な角度をなしている請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
前記サイプは周方向の間隔が３〜６ｍｍである請求項１〜３いずれかに記載の空気入りタイヤ。