JP4294507B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、サイプ（細溝）が設けられたブロックを複数有する空気入りタイヤに関し、特に、非対称のトレッドパターンを有する従来の空気入りタイヤでは、操縦安定性とともに両立させることが困難であった高速耐久性の向上に関する。

従来、タイヤ赤道線を中心としてトレッドパターンが非対称となる、いわゆる非対称トレッドパターンを有する空気入りタイヤでは、車両への装着時において、当該車両の外側に位置する外側領域と、当該車両の内側に位置する内側領域とが、一般的に以下のように構成される。

すなわち、一般に、車両の旋回時に横力の入力側となる外側領域では、車両の操縦安定性を確保するため、内側領域よりもサイズの大きなブロックが配置され、ネガティブ率が低く設定される。一方、内側領域では、排水性能（ウェット性能）を確保するため、外側領域よりもサイズの小さなブロックが配置され、ネガティブ率が高く設定される（例えば、特許文献１）。
特開２００２−第１７８７１３号公報（第５−６頁、第６図）

しかしながら、上述したような、非対称トレッドパターンを有する従来の空気入りタイヤには、次のような問題があった。すなわち、外側領域に配置されるブロックは、サイズが大きく変形し難いため、発熱し易くなくなる。このため、当該ブロックが配置された空気入りタイヤでは、発熱量が増大する車両の高速走行時における耐久性（高速耐久性）を確保することが難しいといった問題があった。

つまり、非対称トレッドパターンを有する従来の空気入りタイヤでは、操縦安定性と高速耐久性とを高いレベルで両立させることが難しいといった問題があった。

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、非対称のトレッドパターンを有する従来の空気入りタイヤと比較して、操縦安定性と高速耐久性とをさらに高いレベルで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を目的とする。

上述した問題を解決するため、本発明は、次にような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、サイプが設けられた複数のブロックを有する空気入りタイヤであって、前記サイプは、前記ブロックの踏面と略平行な踏面方向（Ａ−Ａ’方向）断面と、前記ブロックの周方向（Ｂ−Ｂ’方向）断面と、前記ブロックのトレッド幅方向（Ｃ−Ｃ’方向）断面とにおいて、ジグザグ状であり、前記踏面方向断面における前記ジグザグ状の振り幅である踏面方向断面振幅（φ１）と、前記周方向断面における前記ジグザグ状の振り幅である周方向断面振幅（φ２）と、前記トレッド幅方向断面における前記ジグザグ状の振り幅であるトレッド幅方向断面振幅（φ３）とに基づいて決定されるサイプ剛性指数（Ｆ）が、車両への装着時において前記車両の外側に位置する前記ブロック（ブロック１１ｏ）に設けられた前記サイプである外側サイプ（サイプ１１ｏｓ）と、前記車両への装着時において前記車両の内側に位置する前記ブロック（ブロック１１ｉ）に設けられた前記サイプである内側サイプ（サイプ１１ｉｓ）とにおいて、前記外側サイプ＞前記内側サイプの関係を満足することを要旨とする。

かかる特徴によれば、外側サイプ及び内側サイプは、（１）ブロックの踏面方向断面、（２）ブロックの周方向断面、（３）ブロックのトレッド幅方向断面、においてジグザグ状を形成、つまり、３次元のそれぞれにおいてジグザグ状（以下、３次元サイプという）を形成する。

このような３次元サイプが配置されたブロックは、各次元のジグザグの振り幅が大きい程、変形し難くなるのである。すなわち、外側サイプ及び内側サイプが複数の次元でジグザグ状を形成することによって、当該サイプによって分断されたブロックは、空気入りタイヤに外力が加わると、対向するブロックのジグザグ部分に互いに引っ掛かるような状態となる。

そこで、踏面方向断面振幅（φ１）、周方向断面振幅（φ２）及びトレッド幅方向断面振幅（φ３）に基づいて決定されるサイプ剛性指数（Ｆ）を、外側サイプで大きくし、内側サイプで小さくすれば、車両への装着時において当該車両の外側に位置するブロックの剛性を内側に位置するブロックの剛性よりも高くすることができる。

すなわち、一般に車両の旋回時に横力の入力側となる外側のブロックのサイズを内側のブロックよりも大きくすることなく、外側のブロックの剛性を、内側のブロックの剛性よりも高く設定することができる。

このため、外側のブロックのサイズを内側のブロックよりも大きくする必要がなく、発熱による高速耐久性の悪化が抑制される。さらに、適切なサイプ剛性指数（Ｆ）を外側及び内側のブロックに設定することによって、車両の操縦安定性を確保することができる。

また、本発明の第１の特徴において、前記サイプ剛性指数（Ｆ）は、（１＋φ１）×（１＋φ２）×（１＋φ３）によって決定される。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴において、前記外側サイプのサイプ剛性指数（Ｆ）が、前記内側サイプのサイプ剛性指数（Ｆ）の１５０％以上であることを要旨とする。

かかる特徴によれば、車両への装着時において当該車両の外側に位置するブロックの剛性が、内側に位置するブロックの剛性よりも明確に高くなるため、車両の操縦安定性をさらに高めることができる。

本発明によれば、非対称のトレッドパターンを有する従来の空気入りタイヤと比較して、操縦安定性と高速耐久性とをさらに高いレベルで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ができる。

（本実施形態に係る空気入りタイヤの構成）
次に、本発明に係る空気入りタイヤ（自動車用空気入りタイヤ）の実施形態の一例について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

図１は、本実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドの一部平面展開図を示している。同図に示すように、本実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドＴＲには、タイヤ赤道線ＣＬを中心として、車両への装着時において当該車両の外側に位置する外側領域に、トレッドＴＲの幅方向に沿って配置されたジグザグ状のサイプ１１ｏｓ（外側サイプ）を有するブロック１１ｏと、サイプを有しない四角形状のブロック１２とが、空気入りタイヤの周方向に沿って複数設けられ、ブロック列が形成されている。

また、トレッドＴＲには、タイヤ赤道線ＣＬを中心として、車両への装着時において当該車両の内側に位置する内側領域に、トレッドＴＲの幅方向に沿って配置されたジグザグ状のサイプ１１ｉｓ（内側サイプ）を有するブロック１１ｉと、サイプを有しない四角形状のブロック１２とが、空気入りタイヤの周方向に沿って複数設けられ、ブロック列が形成されている。

なお、ブロック１２にサイプ１１ｏｓまたはサイプ１１ｉｓと同形状のサイプを配置してもよい。さらに、サイプ１１ｏｓまたはサイプ１１ｉｓは、トレッドＴＲの幅方向に沿ってだけではなく、タイヤ周方向に沿って配置、つまり、縦サイプとしてもよい。

また、ブロック１１ｏ、ブロック１１ｉ、及びブロック１２によってそれぞれ形成されるブロック列の間には、周方向溝１３が形成される。なお、本実施形態では、ブロック１１ｏの周方向のブロック長ａと、ブロック１１ｉの周方向のブロック長ｂとは、同一（３０ｍｍ）となっている。

また、ブロック列の本数ならびに周方向溝１３の本数などは、同図に示した形態に限定されるものではなく、例えば、トレッドＴＲ上に形成されるブロック列の本数は、４本以外であってもよい。

（サイプの形状）
次に、図２〜図４を参照しながら、上述したブロック１１ｏに配置されるサイプ１１ｏｓ及びブロック１１ｉに配置されるサイプ１１ｉｓの形状について説明する。なお、サイプ１１ｏｓとサイプ１１ｉｓとは、概ね同様の形状を有するため、以下、サイプ１１ｏｓの形状について説明する。

図２は、ブロック１１ｏに配置されるサイプ１１ｏｓの一部拡大斜視図を示している。同図に示すように、サイプ１１ｏｓは、ブロック１１ｏの踏面と略平行な踏面方向（Ａ−Ａ’方向）断面と、ブロック１１ｏの周方向（Ｂ−Ｂ’方向）断面と、ブロック１１ｏのトレッド（トレッドＴＲ）幅方向（Ｃ−Ｃ’方向）断面とにおいて、ジグザグ状を有している。

本実施形態では、ブロック１１ｏの踏面方向（Ａ−Ａ’方向）断面におけるサイプ１１ｏｓのジグザグ状の振り幅である踏面方向断面振幅（φ１）は、３．０ｍｍに設定される。また、ブロック１１ｏの周方向（Ｂ−Ｂ’方向）断面におけるサイプ１１ｏｓのジグザグ状の振り幅である周方向断面振幅（φ２）も、３．０ｍｍに設定される。

図３は、図２に示したＣ−Ｃ’方向から、ブロック１１ｏのトレッド幅方向断面の捉えた場合におけるサイプ１１ｏｓの形状を示している。なお、図３は、実際には、図２に示したブロック１１ｏにおいて、サイプ１１ｏｓによって分断されたブロック１１ｏの一方のブロック片を取り去った状態におけるブロック１１ｏのトレッド幅方向の一部断面図を示している。

同図に示すように、ブロック１１ｏのトレッド幅方向断面には、サイプ１１ｏｓによって、ジグザグ稜線部１１ｃが形成される。つまり、サイプ１１ｏｓは、ブロック１１ｏのトレッド幅方向断面において、ジグザグ稜線部１１ｃと同様なジグザグ状の形状を有している。

また、ブロック１１ｏのトレッド幅方向断面におけるサイプ１１ｏｓのジグザグ状の振り幅であるトレッド幅方向断面振幅（φ３）は、本実施形態では、２．５ｍｍに設定される。

また、本実施形態では、上述した踏面方向断面振幅（φ１）と、周方向断面振幅（φ２）と、トレッド幅方向断面振幅（φ３）とに基づいて、サイプ１１ｏｓ、すなわち、ブロック１１ｏの剛性を示す指数であるサイプ剛性指数（Ｆ）が決定される。

具体的には、サイプ剛性指数（Ｆ）は、以下の式を用いて決定される。

サイプ剛性指数（Ｆ）＝（１＋φ１）×（１＋φ２）×（１＋φ３） …（式１）
また、サイプ剛性指数（Ｆ）は、サイプ１１ｏｓ（外側サイプ）とサイプ１１ｉｓ（内側サイプ）とにおいて、サイプ１１ｏｓ＞サイプ１１ｉｓの関係を満足するように設定される。

具体的には、サイプ１１ｏｓのサイプ剛性指数（Ｆ）の値は、上述した（式１）に基づいて、以下のように算出される。

サイプ１１ｏｓのサイプ剛性指数（Ｆ）
＝（１＋３．０）×（１＋３．０）×（１＋２．５）＝５６
また、サイプ１１ｉｓの踏面方向断面振幅（φ１）、周方向断面振幅（φ２）、及びトレッド幅方向断面振幅（φ３）は、２．０ｍｍ、２．０ｍｍ、２．０ｍｍにそれぞれ設定される。したがって、サイプ１１ｉｓのサイプ剛性指数（Ｆ）の値は、上述した（式１）に基づいて、以下のように算出される。

サイプ１１ｉｓのサイプ剛性指数（Ｆ）
＝（１＋２．０）×（１＋２．０）×（１＋２．０）＝２７
すなわち、サイプ１１ｏｓのサイプ剛性指数（Ｆ）と、サイプ１１ｉｓのサイプ剛性指数（Ｆ）とは、“５６”と“２７”となり、上述したサイプ１１ｏｓ＞サイプ１１ｉｓの関係を満足する。また、本実施形態では、サイプ１１ｏｓのサイプ剛性指数（Ｆ）は、サイプ１１ｉｓのサイプ剛性指数（Ｆ）である“２７”の１５０％以上（≧４０．５）となっている。

なお、サイプ１１ｏｓ及びサイプ１１ｉｓのサイプ剛性指数（Ｆ）は、一例であり、異なる数値であってもよいことは勿論である。

図４は、トレッドＴＲの周方向斜め上方、具体的には、図２に示したＤ方向から捉えたサイプ１１ｏｓ（サイプ１１ｉｓ）の形状を示している。なお、サイプ１１ｏｓとサイプ１１ｉｓとは、図４においても概ね同様の形状を有するため、以下、サイプ１１ｏｓの形状について説明する。また、図４は、実際には、図２に示したブロック１１ｏにおいて、サイプ１１ｏｓによって分断されたブロック１１ｏの一方のブロック片を取り去った状態におけるブロック１１ｏのトレッド幅方向の一部断面図を示している。

同図に示すように、サイプ１１ｏｓは、ブロック１１ｏの踏面方向断面と、ブロック１１ｏの周方向断面と、ブロック１１ｏのトレッド（トレッドＴＲ）幅方向断面とにおいて、ジグザグ状を有している。

（比較例に係る空気入りタイヤの構成）
次に、後述する本実施形態に係る空気入りタイヤとの比較評価を行うために製作した、比較例に係る空気入りタイヤについて説明する。以下、上述した本実施形態に係る空気入りタイヤとの差異を主に説明するものとし、上述した本実施形態に係る空気入りタイヤと同一の部位には、同一の符号を付し、その説明を省略する。

図５は、比較例に係る空気入りタイヤのトレッドの一部平面展開図を示している。同図に示すように、比較例に係る空気入りタイヤのトレッドＴＲ’には、タイヤ赤道線ＣＬを中心として、車両への装着時において当該車両の外側に位置する外側領域に、トレッドＴＲ’の幅方向に沿って配置された“直線状”のサイプ１６ｏｓを有するブロック１６ｏが、空気入りタイヤの周方向に沿って複数設けられ、ブロック列が形成されている。

また、トレッドＴＲ’には、タイヤ赤道線ＣＬを中心として、車両への装着時において当該車両の内側に位置する内側領域に、トレッドＴＲ’の幅方向に沿って配置された“直線状”のサイプ１５ｉｓを有するブロック１５ｉが、空気入りタイヤの周方向に沿って複数設けられ、ブロック列が形成されている。

なお、本比較例に係る空気入りタイヤでは、ブロック１６ｏの周方向のブロック長ａは、４５ｍｍに設定される。一方、ブロック１５ｉの周方向のブロック長ｂは、３０ｍｍに設定される。すなわち、本比較例に係る空気入りタイヤは、タイヤ赤道線ＣＬを中心として、トレッドパターンが非対称となっている。

また、サイプ１６ｏｓ及びサイプ１５ｉｓは、踏面方向断面振幅（φ１）、周方向断面振幅（φ２）、及びトレッド幅方向断面振幅（φ３）は、すべて０．０ｍｍに設定、すなわち直線状の形状を有する。したがって、サイプ１６ｏｓ及びサイプ１５ｉｓのサイプ剛性指数（Ｆ）の値は、上述した（式１）に基づいて、“１”と算出される。

（比較評価）
次に、図１〜図４に示した本実施形態に係る空気入りタイヤ（実施例）、図５に示した比較例（以下、比較例１という）に係る空気入りタイヤ、及び本実施形態に係る空気入りタイヤと同様の形状を有するもののサイプ剛性指数（Ｆ）が異なる、すなわち、サイプの形状が異なる空気入りタイヤ（以下、比較例２という）の比較評価の試験方法ならびにその結果について説明する。

（１）試験方法
比較評価に係る試験の条件は、以下の通りである。

・使用タイヤサイズ： ２０５／６０Ｒ１５ ９１Ｖ
・使用リムサイズ： ６Ｊ
・車両種別： 前輪駆動（ＦＦ）乗用車・排気量１，８００ｃｃ
・装着位置： ４輪全輪
また、表１は、比較例１、比較例２及び実施例に係る空気入りタイヤの諸元をそれぞれ示している。

なお、表１に示すように、比較例２に係る空気入りタイヤは、実施例に係る空気入りタイヤと同様のブロックならびに３次元サイプを有しているが、車両の装着時において当該車両の外側に位置するブロックのサイプ（サイプ１１ｏｓ）と、当該車両の内側に位置するブロックのサイプ（サイプ１１ｉｓ）のサイプ剛性指数（Ｆ）を同一としたものである。

比較評価に係る試験では、上述した各空気入りタイヤが装着された車両を運転した運転手によって、各空気入りタイヤの乾燥（ドライ）路面での車両の操縦安定性について、フィーリングの評価を実施した。

また、ドラム試験機を用いて、各空気入りタイヤの高速耐久性に係る評価試験を実施した。具体的には、ＥＣＥ（Economic Commission for Europe） Ｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ Ｎｏ．３０に規定される“Ｖ”レンジ条件に基づいて、２３０ｋｍ／ｈに相当する回転数で各空気入りタイヤを２０分間、ドラム試験機を用いて回転させた。

さらに、その後、空気入りタイヤに故障が発生するまで、ドラム試験機によって各空気入りタイヤを表２に示す順序で回転させた。

（２）試験結果
表３は、比較例１、比較例２及び実施例に係る空気入りタイヤの比較評価に係る試験の結果を示している。なお、表３において、“操縦安定性”の列に示されている数値は、１０点を満点として運転者によるフィーリングを評価したものであり、その数値が大きい程、性能が良好なことを示している。

表３に示すように、実施例に係る空気入りタイヤは、比較例１及び比較例２に係る空気入りタイヤ、特に比較例２に係る空気入りタイヤと比較して、ドライ路面での車両の操縦安定性が著しく向上している。

また、表３に示すように、実施例に係る空気入りタイヤは、比較例１及び比較例２に係る空気入りタイヤと比較して、高速耐久性にも優れている。なお、表３の“高速耐久性”の列において、例えば、“２６０×１０”は、表２に示した順序で空気入りタイヤを回転させた結果、２６０ｋｍ／ｈで１０分間回転させた時点において、空気入りタイヤに故障が発生したことを意味している。

（作用・効果）
以上説明した本実施形態に係る空気入りタイヤ（実施例）によれば、サイプ１１ｏｓ及びサイプ１１ｉｓは、（１）ブロックの踏面方向断面、（２）ブロックの周方向断面、（３）ブロックのトレッド幅方向断面、においてジグザグ状を形成、つまり、３次元のそれぞれにおいてジグザグ状（以下、３次元サイプという）を形成する。

このような３次元サイプが配置されたブロック１１ｏ，１１ｉは、各次元のジグザグの振り幅が大きい程、変形し難くなるのである。すなわち、サイプ１１ｏｓ（サイプ１１ｉｓ）が複数の次元でジグザグ状を形成することによって、サイプ１１ｏｓ（サイプ１１ｉｓ）によって分断されたブロック１１ｏ（ブロック１１ｉ）は、空気入りタイヤに外力が加わると、対向するブロックのジグザグ部分に互いに引っ掛かるような状態となる。

そこで、踏面方向断面振幅（φ１）、周方向断面振幅（φ２）及びトレッド幅方向断面振幅（φ３）に基づいて決定されるサイプ剛性指数（Ｆ）を、サイプ１１ｏｓで大きくし、サイプ１１ｉｓで小さくすれば、車両への装着時において当該車両の外側に位置するブロック１１ｏの剛性を内側に位置するブロック１１ｉの剛性よりも高くすることができる。

すなわち、一般に車両の旋回時に横力の入力側となるブロック１１ｏのサイズをブロック１１ｉよりも大きくすることなく、ブロック１１ｏの剛性を、ブロック１１ｉの剛性よりも高く設定することができる。

このため、ブロック１１ｏのサイズをブロック１１ｉよりも大きくする必要がなく、発熱による高速耐久性の悪化が抑制される。さらに、適切なサイプ剛性指数（Ｆ）をブロック１１ｏ及びブロック１１ｉに設定することによって、車両の操縦安定性を確保することができる。サイプ剛性指数（Ｆ）は、（１＋φ１）×（１＋φ２）×（１＋φ３）によって決定される。

また、本実施形態に係る空気入りタイヤによれば、車両への装着時において当該車両の外側に位置するブロック１１ｏの剛性が、内側に位置するブロック１１ｉの剛性よりも明確に高くなる、つまり、サイプ１１ｏｓのサイプ剛性指数（Ｆ）が、サイプ１１ｉｓのサイプ剛性指数（Ｆ）の１５０％以上であるため、車両の操縦安定性をさらに高めることができる。

すなわち、本実施形態に係る空気入りタイヤによれば、非対称のトレッドパターンを有する従来の空気入りタイヤと比較して、操縦安定性と高速耐久性とをさらに高いレベルで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ができる。

上述したように、本発明の一実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

本発明の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドの一部平面展開図である。 本発明の実施形態に係る空気入りタイヤに設けられるブロックの一部拡大斜視図である。 本発明の実施形態に係る空気入りタイヤに設けられるブロックに配置されるサイプの形状を示す図である。 本発明の実施形態に係る空気入りタイヤに設けられるブロックに配置されるサイプの形状を示す図である。 比較例に係る空気入りタイヤのトレッドの一部平面展開図である。

符号の説明

１１ｃ…ジグザグ稜線部、１１ｉ，１１ｏ，１２，１５ｉ，１６ｏ…ブロック、１１ｉｓ，１１ｏｓ，１５ｉｓ，１６ｏｓ…サイプ、１３…周方向溝、ＣＬ…タイヤ赤道線、ＴＲ，ＴＲ’…トレッド、φ１…踏面方向断面振幅、φ２…周方向断面振幅、φ３…トレッド幅方向断面振幅

Claims (2)

1. サイプが設けられた複数のブロックを有する空気入りタイヤであって、
   前記サイプは、前記ブロックの踏面と略平行な踏面方向断面と、前記ブロックの周方向断面と、前記ブロックのトレッド幅方向断面とにおいて、ジグザグ状であり、
   前記踏面方向断面における前記ジグザグ状の振り幅である踏面方向断面振幅（φ１）と、前記周方向断面における前記ジグザグ状の振り幅である周方向断面振幅（φ２）と、前記トレッド幅方向断面における前記ジグザグ状の振り幅であるトレッド幅方向断面振幅（φ３）とに基づいて決定されるサイプ剛性指数（Ｆ）が、
   車両への装着時において前記車両の外側に位置する前記ブロックに設けられた前記サイプである外側サイプと、前記車両への装着時において前記車両の内側に位置する前記ブロックに設けられた前記サイプである内側サイプとにおいて、前記外側サイプ＞ 前記内側サイプの関係を満足し、
   前記サイプ剛性指数（Ｆ）は、（１＋φ１）×（１＋φ２）×（１＋φ３）によって決定されることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記外側サイプのサイプ剛性指数（Ｆ）は、前記内側サイプのサイプ剛性指数（Ｆ）の１５０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。

Images