JP4246793B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、パターンノイズ抑制のためピッチバリエーションを採用したタイヤに生ずる周方向の剛性バランスの崩れを抑制し、ユニフォミティを向上するようにした空気入りタイヤに関するものである。

一般に、空気入りタイヤでは、タイヤのパターンから生じる種々の騒音を低減させるために、トレッド面にピッチ長が異なる複数のピッチでブロックをタイヤ周方向に適宜に組み合わせて配列することにより、ピッチノイズを広い周波数に分散させて、タイヤの騒音特性を向上させることが行なわれている。しかし、このように異なるピッチでブロックをタイヤ周方向に配列すると、ピッチ長の大きいピッチにおけるブロックと、ピッチ長の小さいピッチにおけるブロックとでは剛性に差が生じ、この剛性差によりタイヤに振動が発生するという問題があった。

すなわち、ピッチ長の異なる複数のピッチでブロックをタイヤ周方向に配列したタイヤでは、通例各ピッチ毎の溝面積比率を同等に設定している。このため、ピッチ長の大きいピッチにおいてほど横溝の溝幅が大きくなることから、図５に例示するように、タイヤ製造時に金型ＭによりトレッドゴムＧが溝下側に大きく押し込められて、ピッチ長の大きいピッチにおいてほど、溝下ゴムのゲージ厚が厚くなる。これがピッチ長の大小によるブロックの剛性差を生じさせる原因になっていた。

これを解消するために、ピッチ長の大きいピッチの横溝ほど、トレッド面の法線方向となす横溝の溝壁角度を大きくすることにより、ピッチ長の違いによる溝下ゴムのゲージ厚の変動を抑制する提案がある（例えば、特許文献１参照）。また、ピッチ長の大きいピッチにおいてほど、溝面積比率を小さくすることにより、ピッチ長の違いによる溝下ゴムのゲージ厚の変動を抑制するようにした提案がある（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、いずれの提案にあっても、タイヤ全周にわたりパターン剛性を均一化することには限界があった。
日本国特許第３６１８７６７号公報 日本国特開２００４−２１０１３３号公報

本発明の目的は、上述する従来の問題点を解消するもので、パターンノイズ抑制のためピッチバリエーションを採用したタイヤにおいて、タイヤ周方向のパターン剛性を均一化して更にユニフォミティを向上するようにした空気入りタイヤを提供することにある。さらに本発明の他の目的は、かかるタイヤにおける耐偏摩耗性を更に向上させるようにした空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延びる縦溝と該縦溝に交差してタイヤ幅方向に延びる横溝とにより区分されるブロックからなるブロック列を形成すると共に、タイヤ周方向に少なくとも２種類の異なるピッチで前記ブロックを周期的に配列したトレッド面を備えた空気入りタイヤにおいて、前記トレッド面の各ピッチにおける溝面積比率を、ピッチ長の大きいピッチにおいてほど小さくすると共に、前記横溝の溝壁がトレッド表面の接線方向となす鈍角側の溝壁角度αを、ピッチ長の大きいピッチにおいてほど大きくし、タイヤ周方向に少なくとも２種類の異なるピッチで周期的に配列した前記ブロックからなるブロック列のうち、トレッド面の両ショルダー側のブロック列を区分する横溝の溝深さをタイヤ外側に向かうほど浅くすると共に、該横溝のタイヤ赤道側の溝底に隆起部を形成し、該隆起部の溝長手方向の長さを該横溝の長さの５％〜５０％、かつ高さを該横溝の最大深さの５％〜８５％にしたことを特徴とする。

さらに、上述する構成において、以下の（１）〜（５）に記載するように構成することが好ましい。

（１）前記両ショルダー側のブロック列を区分する横溝の溝壁がトレッド表面の接線方向となす鈍角側の溝壁角度αを、溝深さが浅い部分ほど大きくする。
（２）前記隆起部のエッジ部を曲面に形成する。
（３）前記タイヤ周方向の少なくとも２種類の異なるピッチのうち、ピッチ長が最も大きいピッチにおける溝面積比率と、ピッチ長が最も小さいピッチにおける溝面積比率との差を５％以内にする。
（４）前記溝壁角度αを９０°〜１４０°にすると共に、前記タイヤ周方向の少なくとも２種類の異なるピッチのうち、ピッチ長が最も大きいピッチにおける溝壁角度αｍａｘと、ピッチ長が最も小さいピッチにおける溝壁角度αｍｉｎとの比αｍａｘ／αｍｉｎを１．０１〜１．２２にする。
（５）トレッド面の溝面積比率を２０％〜５０％にする。

本発明によれば、トレッド面に２種類以上の異なるピッチでブロックをタイヤ周方向を配置したタイヤにおいて、トレッド面の各ピッチにおける溝面積比率を、ピッチ長の大きいピッチにおいてほど小さくすると共に、横溝の溝壁角度αを、ピッチ長の大きいピッチにおいてほど大きくしたので、各ピッチにおける溝下ゴムのゲージ厚が均一化してタイヤ全周にわたり略均等にすることが可能になる。これにより、ピッチ長の違いによるブロックの剛性の差を解消し、タイヤ周方向のパターン剛性を均一化してユニフォミティを一層向上させることができる。

さらに、両ショルダー側のブロック列における横溝のタイヤ赤道側の溝底に所定の長さ及び高さを有する隆起部を形成することにより、タイヤ走行中に各ピッチにおけるブロックがタイヤ周方向に倒れ込むことを防いで、耐偏摩耗性を一層向上させることができる。

以下、本発明の構成につき添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態による空気入りタイヤのトレッド面を示す一部平面図、図２は図１のＸ−Ｘ矢視断面図、図３は図１のＹ−Ｙ矢視断面図である。

図１において、空気入りタイヤのトレッド面は、タイヤ周方向に延びる縦溝１と、この縦溝１に交差してタイヤ幅方向に延びる横溝２とにより区分されるブロックからなるブロック列４、５、５、４を形成すると共に、タイヤ周方向に少なくとも２種類（図では３種類）のピッチ長Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の異なる（Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３）ピッチ３ａ、３ｂ、３ｃでブロックを周期的に配列したトレッド面を備えている。なお、図１における符号６はリブを示している。

さらに、本発明では、トレッド面の各ピッチ３ａ、３ｂ、３ｃにおける溝面積比率を、
ピッチ長の大きいピッチにおいてほど小さくすると共に、横溝２の溝壁がトレッド表面の接線方向となす鈍角側の溝壁角度（図２のα１、α２、α３）を、ピッチ長の大きいピッチにおいてほど大きく（α１＞α２＞α３）している。

このようにピッチ長の大きいピッチにおいてほど溝面積比率を小さくすると共に、横溝２の溝壁角度α１、α２、α３をピッチ長の大きいピッチおいてほど大きくしたので、各ピッチ３ａ、３ｂ、３ｃにおける溝下ゴムのゲージ厚が均一化してタイヤ全周にわたり略均等にすることが可能になる。そのため、ピッチ長Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の違いによるブロックの剛性差が解消され、タイヤ周方向のパターン剛性が均一化してユニフォミティを一層向上させることができる。

本発明におけるピッチ長Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３とは、タイヤ周上におけるパターン配置がタイヤ周方向に対して異なる単位長さで繰り返された場合における単位長さである。図１に示すように、この単位長さを区分する横溝２、２のタイヤ周方向の間隔により、各ピッチにおけるピッチ長Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３が定められる。

本発明の空気入りタイヤでは、ピッチ長が最も大きい最長ピッチ３ａにおける溝面積比率と、ピッチ長が最も小さい最短ピッチ３ｃにおける溝面積比率との差を５％以内、好ましくは０．０５％〜３％に設定するとよい。上述する溝面積比率の差が５％超では、最長ピッチ３ａと最短ピッチ３ｃとにおいてブロックの剛性差が大きくなってパターン剛性を均一化することが難しくなる。

さらに、横溝２の溝壁角度α１、α２、α３をそれぞれ９０°〜１４０°に設定すると共に、ピッチ長が最も大きい最長ピッチにおける溝壁角度αｍａｘ（図では最長ピッチ３ａにおける溝壁角度α１）とピッチ長が最も小さい最短ピッチにおける溝壁角度αｍｉｎ（図では最短ピッチ３ｃにおける溝壁角度α３）との比αｍａｘ／αｍｉｎを１．０１〜１．２２、好ましくは１．０２〜１．１０に設定するとよい。αｍａｘ／αｍｉｎが上記範囲から逸脱すると、最長ピッチ３ａと最短ピッチ３ｃとにおいてブロックの剛性差が大きくなってパターン剛性を均一化することが難しくなる。

本発明の空気入りタイヤにおいて、同一のピッチ内では、各ブロック列４、５、５、４を通じて横溝２の溝壁角度αを原則として同一にするが、パターン構成によっては、同一のピッチ内において各ブロック列（図ではブロック列４、５、５、４）毎に横溝２の溝壁角度αを変化させる場合がある。このような場合には、各ピッチ３ａ、３ｂ、３ｃにおける横溝２の溝壁角度αは、ピッチ内の各ブロック列４、５、５、４における溝壁角度の平均値を以ってそのピッチにおける横溝２の溝壁角度αとする。

本発明の空気入りタイヤでは、タイヤ周上における各ピッチのブロックの剛性差が均一化し、タイヤ周方向のパターン剛性が均一化されているため、優れた耐偏摩耗性を発揮する。耐偏摩耗性を一層向上させるために、さらに、図３に示すように、両ショルダー側のブロック列４、４を区分する横溝２の深さＨをタイヤ外側に向かうほど浅くすると共に、タイヤ赤道ＣＬ側の溝底に隆起部７を形成する。隆起部７は、溝長手方向の長さｇが横溝２の長さＧの５％〜５０％、好ましくは１０％〜３０％、かつ高さｈが横溝２の最大深さＨの５％〜８５％、好ましくは１０％〜３０％となるように形成するとよい。ここで、横溝２の最大深さＨとは、図３に示すように、横溝２のタイヤ赤道ＣＬ側端部のトレッド表面にあたる位置と、隆起部７のタイヤ外側端部にあたる溝底の位置との垂直距離である。これにより、タイヤ周上におけるパターン剛性の均一化を阻害しない範囲内において、走行中における各ピッチ３ａ、３ｂ、３ｃのブロックがタイヤ周方向に倒れ込むことを防いで、耐偏摩耗性を一層向上させることができる。

さらに、耐偏摩耗性の向上効果を一層確実にするために、図４ａ、図４ｂ及び図４ｃ
にそれぞれ図３のトレッド延長面上の点Ｒ、Ｓ、Ｔにおける横溝２の幅方向における断面を示すように、横溝２の溝壁角度αを、横溝２の深さが浅い部分ほど大きくなるように設定するとよい。図４ａは点Ｒにおける横溝２の幅方向断面図を、図４ｂは点Ｓにおける横溝２の幅方向断面図を、図４ｃは点Ｔにおける横溝２の幅方向断面図を、それぞれ示している。本発明の空気入りタイヤでは、図４ａ〜図４ｃに示すように、横溝２の溝壁がトレッド表面の接線方向となす鈍角側の溝壁角度αを、横溝２の深さが浅い部分では、横溝２の深さが深い部分よりも大きくなるように設定している。さらに、異なるピッチにおいて平面形態を同等とする横溝２、２間では、溝壁角度αの変化する割合をピッチ長の大きいピッチにおいてほど小さくするとよい。これにより、各ピッチにおけるブロックの剛性が均一化し、タイヤ周方向のパターン剛性を一層均一化し易くすることができる。

上述する場合において、隆起部７のエッジ部を、図３に示すように曲面に形成するとよい。これにより、各ピッチ３ａ、３ｂ、３ｃ間におけるパターン剛性の変化を効率よく抑制しながら、横溝２の溝底における損傷の発生を効率よく抑制することができる。

なお、図３では両ショルダー側のブロック列４、４における横溝２のタイヤ赤道ＣＬ側の溝底に隆起部７を形成した場合を示したが、中央側のブロック列５、５における横溝２の溝底にも隆起部７を形成することができる。

本発明において、トレッド面の溝面積比率を２０％〜５０％となるように設定するとよい。トレッド面の溝面積比率が２０％未満では排水性が不十分になりＷＥＴ性能が低下することになり、５０％超ではブロック剛性が不足して操縦安定性が低下することになる。さらに好ましくは、トレッド面の接地領域における溝面積比率を２５％〜４５％となるように設定するとよい。なお、上述する接地領域とは、タイヤにＪＡＴＭＡ（THE Japan Automobile Tyre Manufacturers Association）規定の空気圧を充填し、タイヤの最大負荷能力の８８％の荷重を負荷した状態において、トレッド面と路面とが接地する領域をいう。

上述する実施形態では、トレッド面が、トレッド中央域にリブ６を配置し、その両側にそれぞれ２本のブロック列５、４を配置した非対称パターンからなる場合を示したが、本発明の空気入りタイヤのトレッドパターンはこれに限られることなく、トレッド面の全域をブロックパターンにより構成してもよい。さらに、トレッド面に形成される縦溝１は、タイヤ周方向に延びる波状又はジグザグ状の形態であってもよい。

タイヤサイズを２７５／３５Ｒ２０、トレッドパターンを図１とそれぞれ共通にして、
各ピッチの溝面積比率及び横溝の溝壁がトレッド表面の接線方向となす鈍角側の溝壁角度αを表１のように異ならせた比較タイヤ（比較例１、２）及び本発明タイヤ（実施例１〜３） をそれぞれ２０本作製した。なお、各タイヤにおいて、３種類のピッチのピッチ長Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を、それぞれＰ１（大ピッチ３ａ）＝４０ｍｍ、Ｐ２（中ピッチ３ｂ）＝３５ｍｍ、Ｐ３（小ピッチ）＝３０ｍｍとした。

上記５種類のタイヤについて、ＪＩＳ（Japanese Industrial Standards）Ｄ４２３３に準拠してユニフォミティ（ＲＦＶ:Radial Force Variation）の測定を行い、基準値（１０８Ｎ）をクリアーしたタイヤの本数によりユニフォミティの評価とし、その結果を比較例１を１００とする指数により表１に併記した。数値が大きいほどユニフォミティが優れていることを示す。

表１より、本発明タイヤ（実施例１〜３）は、比較タイヤ（比較例１、２）に比してユニフォミティが向上していることがわかる。

本発明の実施形態による空気入りタイヤのトレッド面を示す一部平面図である。 図１のＸ−Ｘ矢視断面図である。 図１のＹ−Ｙ矢視断面図である。 図４ａ、図４ｂ及び図４ｃは、それぞれ図３のトレッド延長面上の点Ｒ、Ｓ及びＴにおける横溝の幅方向断面図である。 従来タイヤにおける溝下ゴムのゲージ厚を説明するための断面図である。

符号の説明

１ 縦溝
２ 横溝
３ａ、３ｂ、３ｃ ピッチ
４、５ ブロック列
６ リブ
７ 隆起部
Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３ ピッチ長
α、α１、α２、α３ 溝壁角度

Claims (6)

1. タイヤ周方向に延びる縦溝と該縦溝に交差してタイヤ幅方向に延びる横溝とにより区分されるブロックからなるブロック列を形成すると共に、タイヤ周方向に少なくとも２種類の異なるピッチで前記ブロックを周期的に配列したトレッド面を備えた空気入りタイヤにおいて、前記トレッド面の各ピッチにおける溝面積比率を、ピッチ長の大きいピッチにおいてほど小さくすると共に、前記横溝の溝壁がトレッド表面の接線方向となす鈍角側の溝壁角度αを、ピッチ長の大きいピッチにおいてほど大きくし、タイヤ周方向に少なくとも２種類の異なるピッチで周期的に配列した前記ブロックからなるブロック列のうち、トレッド面の両ショルダー側のブロック列を区分する横溝の溝深さをタイヤ外側に向かうほど浅くすると共に、該横溝のタイヤ赤道側の溝底に隆起部を形成し、該隆起部の溝長手方向の長さを該横溝の長さの５％〜５０％、かつ高さを該横溝の最大深さの５％〜８５％にした空気入りタイヤ。
2. 前記両ショルダー側のブロック列を区分する横溝の溝壁がトレッド表面の接線方向となす鈍角側の溝壁角度αを、溝深さが浅い部分ほど大きくした請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記隆起部のエッジ部を曲面に形成した請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記タイヤ周方向の少なくとも２種類の異なるピッチのうち、ピッチ長が最も大きいピッチにおける溝面積比率と、ピッチ長が最も小さいピッチにおける溝面積比率との差を５％以内にした請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記溝壁角度αを９０°〜１４０°にすると共に、前記タイヤ周方向の少なくとも２種類の異なるピッチのうち、ピッチ長が最も大きいピッチにおける溝壁角度αｍａｘと、ピッチ長が最も小さいピッチにおける溝壁角度αｍｉｎとの比αｍａｘ／αｍｉｎを１．０１〜１．２２にした請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. トレッド面の溝面積比率が２０％〜５０％である請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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