JP4331345B2

JP4331345B2 - 方向性パターンを有する空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4331345B2
Application number: JP25394599A
Authority: JP
Inventors: 泰雄氷室
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1999-09-08
Filing date: 1999-09-08
Publication date: 2009-09-16
Anticipated expiration: 2019-09-08
Also published as: JP2001071709A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、いわゆる方向性パターンを有する、運動性能に優れた高性能空気入りタイヤに関し、特に、排水性能、操縦安定性能および低騒音性能のそれぞれを、他の性能を犠牲にすることなく向上させるものである。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤの主たる性能のうち、排水性能、操縦安定性能および低騒音性能を向上させるためには、それぞれ以下のような構成を採用することが一般的である。
【０００３】
まず、排水性能については、周方向主溝と傾斜溝との組み合わせになるブロックパターンを基本として、周方向主溝によってタイヤ周方向の排水を、そして傾斜溝によって横方向の排水をそれぞれ促進することの他、ネガティブ率を増大させて、溝内への水の流入効率を高め、また、傾斜溝の傾きをトレッド周方向に近づけたハイアングル溝を採用して、とくにトレッド中央域でのタイヤ周方向の排水を迅速かつ円滑ならしめることが広く行われている。
【０００４】
また、操縦安定性能の向上のためには、傾斜溝の一部を底上げすること等によってブロック剛性を高めることが、さらに、低騒音性能に関しては、傾斜溝を周方向主溝に開口せずに止めることでブロックのインパクト、振動を抑制してパターンノイズの低ノイズ化を図ることがともに広く行われている。
【０００５】
しかしながら、上述の構成を組み合わせ適用して、これらの性能をおしなべて向上させようとすると、以下のような不都合が生じる。すなわち、タイヤ周方向の排水のための周方向主溝と横方向排水のための傾斜溝とに代表されるように、角度の異なる溝どうしが互いに交差または分岐する部分を有する構成の下では、各溝から流れ込む水が衝突するために水流に乱れが生じ、気泡が発生して排水性能の低下を招くおそれがあり、また、ハイアングルの傾斜溝により形成された傾斜陸部ではブロック剛性、したがって操縦安定性能が確保し難く、そして、傾斜溝を周方向主溝に開口せずに終了させた場合には、排水性能が低下する。
【０００６】
従って、排水性能、操縦安定性能および低騒音性能のそれぞれを、他の性能を犠牲にすることなくおしなべて向上させる技術は、未だ十分に確立されていない状況にある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
そこで出願人は、上記性能、すなわち、排水性能、操縦安定性能および低騒音性能のそれぞれをともに有利に向上させるべく、先に、特開平９−２０２５号に係る空気入りラジアルタイヤを提案した。
【０００８】
これは、パターンセンタ区域に設けた、一対の周方向主溝からパターンエンド側に延び、周方向主溝に対して同一方向に傾斜してトレッド接地端に開口する複数本の傾斜主溝を設けた空気入りラジアルタイヤにおいて、各傾斜主溝を、パターンセンタ区域の近傍部分に位置する急傾斜部分と、トレッド接地端の近傍部分に位置する緩傾斜部分とで構成し、急傾斜部分のトレッド周方向に対する角度を０〜３０°、緩傾斜部分の同様の角度を７０〜９０°とし、周方向主溝と傾斜主溝で画成される陸部の、トレッド中央域側の先細り端部分の表面高さを、先端側に向けて滑らかに低減させたものである。
【０００９】
この発明は、出願人の先の提案に係るこのような空気入りラジアルタイヤにさらに改良を加えたものであり、それの目的とするところは、優れた排水性能を確保しつつ、操縦安定性能および低騒音性能のそれぞれを一層向上させた空気入りタイヤを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明の、方向性パターンを有する空気入りタイヤは、トレッド中央域に、少なくとも一本の周方向主溝を設けるとともに、この周方向主溝のそれぞれの側部にトレッド中心線に対して対称的に傾斜して延びる傾斜陸部を区画してなる方向性パターンを有する空気入りタイヤであって、傾斜陸部の周方向主溝側の先細り端部分に、先端に向けて高さが漸減する面取り部を設け、この面取り部を傾斜陸部の区画に寄与する傾斜溝内に位置する連結部によって一方の傾斜陸部に連結し、前記連結部の表面高さを、傾斜溝に沿う断面内で、面取り部の表面高さと同じに変化させたものである。
【００１１】
かかるタイヤでは、傾斜陸部の区画に寄与する傾斜溝が周方向主溝に開口することから、高い排水性能をもたらすことができる。
【００１２】
また、このタイヤでは、傾斜陸部の、周方向主溝側の先細り端部分に、先端に向けて高さが漸減する面取り部を設けているので、排水性能を一層向上させることができる他、ブロック剛性の増加の下に、接地性を改善するとともに、操縦安定性能を向上させることができる。
【００１３】
しかも、このタイヤでは、先の面取り部を、傾斜溝内に設けた連結部をもって隣接する一方の傾斜陸部に連結することで、ブロック剛性をさらに増加させて、操縦安定性能を一層向上させることができ、この一方で、その連結部それ自身によって傾斜溝を浅溝化することで、溝ボリューム減少により音圧を抑制し、パターンノイズを有効に低減させることができる。
【００１４】
このようなタイヤにおいて、より好ましくは、連結部の最大表面高さを、周方向主溝の溝底から測って、周方向主溝の深さの２５〜９０％とする。そしてまた、連結部の、傾斜溝に沿う断面形状を、溝底方向に広がるほぼ三角形状とすることが好ましい。
【００１５】
ここで、連結部の表面高さを、面取り部の表面高さと同じに変化させた場合には、排水性能、接地性、操縦安定性能等を犠牲にすることなく、傾斜陸部の先端部分の剛性を有利に増加させることができる。
【００１６】
また、連結部の最大表面高さを、周方向主溝の深さの25〜90％の範囲とした場合には、優れた排水性能を確保しつつ、操縦安定性能および低騒音性能を高い次元で両立させることができる。
すなわち、連結部の最大表面高さを、周方向主溝の深さの90％以下としたときは、連結部とトレッド接地表面との間に隙間が確実に存在することとなるため、連結部が接地面内に入る直前に、連結部および面取り部の付近に呼び込まれた水を、その隙間を経て十分円滑に傾斜溝に流下させることができる。
これに対し、連結部の最大表面高さを、90％を越える高さとしたときは、上記隙間が極めて狭小なものとなるので、排水性能が低下することになる。
【００１７】
ところで、連結部の最大表面高さを、周方向主溝の深さの25％以下とした場合には、それの高さが低くなりすぎて、面取り部に対する補強効果が小さくなるとともに、傾斜溝の周方向主溝に対する開口面積が大きくなりすぎることから、操縦安定性能および低騒音性能がともに低下することになる。
【００１８】
なお、排水性能、操縦安定性能および低騒音性能を高い次元でバランスよく向上させるためには、連結部の表面高さを、周方向主溝の深さの40〜60％とするのが特に好ましい。
【００１９】
またここで、連結部の断面形状を、溝底方向に広がるほぼ三角形状とした場合には、連結部の存在に起因する排水の流動抵抗を小さくして、優れた排水性能を確保することができる。
しかも、この連結部形状では、それの踏み込み側部分をなだらかな傾斜面として、傾斜溝に流入する水に対する抵抗を小さくすることができるとともに、それの蹴り出し側部分もまたなだらかな傾斜面とし、連結部の頂部を超えた排水を、流れに乱れを生じさせることなく、滑らかに流下させることができる。
【００２０】
さらに好ましくは、連結部の、傾斜溝に沿う断面形状で、踏み込み側部分よりも蹴り出し側部分を緩勾配とする。そしてこの場合には、蹴り出し側部分の、タイヤ半径方向に対する傾斜角度を45°以上とすることがとくに好ましい。
【００２１】
これによれば、連結部の、傾斜溝に沿う断面形状で、踏み込み側部分よりも蹴り出し側部分を緩勾配とすることで、ブロック剛性の確保とスムースな排水を両立することができる。すなわち、蹴り出し側での緩勾配効果が大きい。
また、連結部の、蹴り出し側部分を緩勾配とすることそれ自体で、排水の水頭損失がより小さくなるので、排水性能が上昇するとともに、面取り部をより長い距離に亘って、隣接する傾斜陸部に連結することができ、操縦安定性能も上昇する。さらに、溝ボリュームの減少による音圧の低下により、低騒音性能も向上することになる。
【００２２】
ここで、連結部の蹴り出し側部分の、傾斜角度を45°以上とした場合には、水流の乱れに起因する気泡の発生をより確実に防止できるので、一層円滑な排水が行われることになる。ところで、この傾斜角度を60°より大きくした場合には、蹴り出し側部分の勾配が緩くなりすぎて、傾斜溝の容積が減少し、排水性能の低下を余儀なくされるので、この傾斜角は45°〜60°の範囲とするのが好ましい。
【００２３】
さらに、傾斜陸部の先細り端部分の前記面取り部は、その表面を、先端側に向けて高さが徐々に変化して半径方向外方に凸となる曲面で構成することが好ましい。
この場合には、先細り端部分の接地に際するクラッシング、ひいては、溝内への逃げ変形をより有効に防止して、排水を十分円滑ならしめ、併せて、その端部分の接地面圧を適正に高めて操縦安定性能を有利に向上させることができる。
【００２４】
かかるタイヤにおいてより好ましくは、トレッド中央域に、周方向に連続するリブ状陸部を形成し、そのリブ状陸部自身の剛性の下に、とくに小舵角時の操縦安定性能を向させる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の実施の形態を図面に示すところに基づいて説明する。
図１は、一の実施形態を示すトレッドパターンの展開図であり、ここでは、トレッド部１の中央域に、トレッド周方向に連続して直線状に延びる一対の周方向主溝２をトレッド中心線Ｃに対して対称に形成して、トレッド中央部に、周方向に連続して延びる一本のリブ状陸部３を区画する。
【００２６】
そして、このリブ状陸部３に対して周方向主溝２を隔てたそれぞれの側部に、タイヤの正面視で、下方から上方に向かって相互に離隔する方向に延在するそれぞれの傾斜溝４を、トレッド周方向での相互のオフセット状態の下に形成することで、周方向主溝２に隣接する位置から、図では、トレッド接地端ＴＥを経てトレッド端Ｅの近傍に至るそれぞれの傾斜陸部５をトレッド中心線Ｃに対して対称的に傾斜させて区画する。
【００２７】
また、トレッド中心線Ｃとトレッド端Ｅとの間のほぼ中央位置に、トレッド周方向にジグザグ状に延びる一本の周溝６を設け、加えて、トレッド側端域には、二本の傾斜溝４のほぼ中央に、ほぼトレッド端Ｅ位置からトレッド接地端ＴＥ位置まで、それらの傾斜溝４とほぼ平行に延びる傾斜副溝７を設ける。
【００２８】
そしてここでは、周方向主溝２と二本の傾斜溝４とによって画成される傾斜陸部５の、トレッド中心線Ｃ側の先細り端部分の表面高さを、図に斜線を施して示すように、その先端側に向けて滑らかに低減させて、高さが徐々に変化する面取り部８を設け、好ましくはこの高さの低減を、その面取り部８がタイヤの半径方向外方に凸曲面となる態様の下に実現する。
【００２９】
またここでは、このような面取り部８を、傾斜陸部５の区画に寄与する傾斜溝４内に設けた連結部９によって、隣接する一方の傾斜陸部５に連結する。この場合、面取り部８の少なくとも一部を、隣接する傾斜陸部５の壁面に連結する。ことが好ましい。
【００３０】
この連結部９は、図１のII−II線に沿う拡大断面図を示す図２から明らかなように、傾斜溝４に沿う断面形状が全体としてはほぼ三角形状をなすものとし、踏み込み側部分Ｘと蹴り出し側部分Ｙとのそれぞれを有するものとする。
ここで、踏み込み側部分Ｘの表面高さは、面取り部８のそれと同様に変化させることが好ましく、また、蹴り出し側部分Ｙの、タイヤ半径方向に対する傾斜角度αは45°〜60°とすることがとくに好ましい。
【００３１】
なお、連結部９は、このような断面形状において、踏み込み側部分Ｘよりも蹴り出し側部分Ｙを緩勾配とすることが好ましく、その連結部９の最大表面高さは、周方向主溝２の溝底から測って、周方向主溝２の深さの25〜90％とするのが好ましい。
【００３２】
さらに、図に示すところでは、各傾斜陸部５がリブ状陸部３に最も接近する位置と対応させて、そのリブ状陸部３のそれぞれの側部に、周方向主溝２内へ、それの全幅には至らない程度に迫り出して、図の上方に向けて幅を漸増するほぼ三角形状の疑似陸部１０を設け、この疑似陸部１０の配設ピッチを、傾斜陸部５のそれとほぼ等しくする。
【００３３】
加えて、図に示すところでは、ジグザグ状をなす周溝６にて区分されるそれぞれの陸部部分の、周溝６に近接する部分に、その周溝６に向けて高さを次第に減じるテーパ面１１，１２，１３，１４をそれぞれ設ける。
ここで、これらのテーパ面１１，１２，１３，１４および、先に述べた擬似陸部１０はいずれも、図３に断面図で例示するように、溝２，６の直立壁によって溝２，６から区分される。
【００３４】
このように構成してなるタイヤ、とくに、それのトレッドパターンでは、周方向主溝２を二本設けることで、それが一本の場合に比して、タイヤ周方向の排水性が向上し、ハイドロプレーニング現象の発生が効果的に防止されるとともに、リブ状陸部３により微小舵角時の応答性を高め、乾燥路面に対する操縦安定性能を向上させることができる。
なお、このリブ状陸部3は、それがない場合に比して、パターンノイズを有効に低減すべくも機
能する。
【００３５】
また、傾斜溝４の、トレッド周方向に対する角度を、トレッド中央域側からトレッド接地端側に向けて次第に大きくすること、いいかえれば、傾斜溝４を、トレッド中央域の近傍では平均角度θ₁ が小さい急傾斜部分とし、トレッド接地端近傍では平均角度θ₂ が大きい緩傾斜部分とすることにより、溝角度を、トレッドの接地面内の排水の流線方向に十分近づけてスムーズな排水性を確保することができる。
なお、周溝６のトレッド周方向に対する平均角度θ₃ は、それを十分小ならしめることで、周方向の排水性を高めることができる。また、この周溝６は、それにて各傾斜陸部５を二分割してブロック化を促進し、接地性を高めることで、操縦安定性能の向上に有効に寄与することもできる。
【００３６】
また、ここにおける、面取り部８は、前述したように、傾斜陸部の先細り端部分の、溝内への逃げ変形を防止するべく機能して排水を十分円滑ならしめる他、その先細り端部分の接地面圧を高めて操縦安定性能に有効に機能させることができる。
そして、この面取り部８を、傾斜溝４に設けた連結部９によって、隣接する一方の傾斜陸部に連結することで、面取り部８の剛性を一層高めて、操縦安定性能をより向上させることができ、また、連結部それ自身による、傾斜溝４の浅溝化の下に、低騒音性能を向上させることもできる。
【００３７】
ここで、連結部９の、踏み込み側部分Ｘの表面高さを、面取り部８のそれと同様に変化させることにより、先に述べたように、排水性能等を犠牲にすることなく、傾斜陸部５の先端部分の剛性を有利に増加させることができる。また、踏み込み側部分Ｘよりも蹴り出し側部分Ｙを緩勾配とすることで、ブロック剛性と排水性の有効な両立を達成することができる。
そしてまた、連結部９の蹴出側部分の傾斜角αを45°〜60°の範囲内とすることによって、気泡の発生による水流の乱れなしに、トレッド幅方向への排水を十分円滑にかつ迅速に行わせることができる。
加えて、連結部９の最大表面高さを、周方向主溝２の深さの25〜90％とすることで、先に述べたように、優れた排水性能を確保しつつ、操縦安定性能および低騒音性能を高い次元で両立させることができる。
【００３８】
ところで、疑似陸部１０は、それ自身の形状、配設ピッチ等との関連において、排水の、傾斜溝への円滑なる流入に有効に寄与することができ、また、それぞれのテーパ面１１，１２，１３，１４は、周溝６による排水性能の向上の下に、陸部剛性の低下を有利に防止して、すぐれた操縦安定性能をもたらすべく機能することができる。
【００３９】
【実施例】
以下に、実施例タイヤおよび従来タイヤに対して行った、排水性能、ドライ路面での操縦安定性能および低騒音性能に関する比較試験について説明する。
◎供試タイヤ
サイズが２０５／５５Ｒ１６で、トレッド接地幅（Ｗ）が１７０ｍｍのタイヤ。
・実施例タイヤ
図１に示すトレッドパターンを有するタイヤであって、表１に示す寸法緒元を有するものとした。
【００４０】
【表１】

【００４１】
・従来タイヤ
図４に示すトレッドパターンを有するタイヤであって、表２に示す寸法緒元を有するものとした。
【００４２】
【表２】

【００４３】
◎試験方法
タイヤへの充填空気圧を2.3kg/cm² とし、荷重を２名乗車相当分としたところにおいて、排水性能については、水深５mmのウェット路面を直進走行する際のハイドロプレニング現象の発生限界速度を計測評価すると共に、
水深５mmの半径80ｍのウェット路を旋回走行する際のハイドロプレーニング現象の発生限界横Ｇを計測評価した。
また、操縦安定性能については、ドライ状態のサーキットコースを各種走行モードにてスポーツ走行した際のテストドライバーのフィーリングをもって評価した。
そして、低騒音性能については、直線平滑路を100 km／ｈから惰性走行した際の車内音のフィーリングをもって評価した。
【００４４】
◎試験結果
試験の結果を表３に、従来タイヤをコントロールとして指数表示する。なお、指数値は大きいほど優れた結果を示すものとする。
【００４５】
【表３】

【００４６】
表３に示されるところによれば、実施例タイヤでは、排水性能、操縦安定性能および低騒音性能のそれぞれを、従来タイヤに比しておしなべて向上させ得ることが明らかである。
【００４７】
【発明の効果】
以上に述べたところから明らかなように、この発明によれば十分な排水性能を確保してなお、操縦安定性能および低騒音性能をともに有効に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態を示すトレッドパターンの展開図である。
【図２】図１のII−II線に沿う拡大断面図である。
【図３】疑似陸部およびテーパ面の断面説明図である。
【図４】従来タイヤを示すトレッドパターンの展開図である。
【符号の説明】
１トレッド部
２周方向主溝
３リブ状陸部
４傾斜溝
５傾斜陸部
６周溝
７傾斜副溝
８面取り部
９連結部
10 疑似陸部
Ｃトレッド中心線
Ｅトレッド端
TE トレッド接地端
Ｘ踏み込み側部分
Ｙ蹴り出し側部分
α 傾斜角

Claims

トレッド中央域に、少なくとも一本の周方向主溝を設けるとともに、この周方向主溝のそれぞれの側部にトレッド中心線に対して対称的に傾斜して延びる傾斜陸部を区画してなる方向性パターンを有する空気入りタイヤであって、
前記傾斜陸部の、周方向主溝側の先細り端部分に、先端に向けて高さが漸減する面取り部を設け、この面取り部を、傾斜陸部の区画に寄与する傾斜溝内に位置する連結部によって隣接する一方の傾斜陸部に連結し、前記連結部の表面高さを、傾斜溝に沿う断面内で、面取り部の表面高さと同じに変化させてなる方向性パターンを有する空気入りタイヤ。
前記連結部の最大表面高さを、周方向主溝の溝底から測って、周方向主溝の深さの２５〜９０％としてなる請求項１に記載の方向性パターンを有する空気入りタイヤ。
前記連結部の、傾斜溝に沿う断面形状を、溝底方向に広がるほぼ三角形状としてなる請求項１または２に記載の方向性パターンを有する空気入りタイヤ。
前記連結部の、傾斜溝に沿う断面形状で、踏み込み側部分よりも蹴り出し側部分を緩勾配としてなる請求項１〜３のいずれかに記載の方向性パターンを有する空気入りタイヤ。
前記連結部の蹴り出し側部分の、タイヤ半径方向に対する傾斜角度を４５°以上としてなる請求項１〜４のいずれかに記載の方向性パターンを有する空気入りタイヤ。
前記面取り部の表面を、高さが徐々に変化して半径方向外方に凸となる曲面で構成してなる請求項１〜５のいずれかに記載の方向性パターンを有する空気入りタイヤ。
トレッド中央域に、周方向に連続するリブ状陸部を形成してなる請求項１〜６のいずれかに記載の方向性パターンを有する空気入りタイヤ。