JP4369347B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、複数のトレッドブロックにサイプが形成された空気入りタイヤに関し、更に詳細には、特に、氷雪上路面におけるトラクション性能及び制動性能の両性能に優れた空気入りタイヤに関する。

スパイクタイヤの製造・販売の中止により、氷雪上性能に優れたスタッドレスタイヤ（以下、ＳＴＬという）が、スパイクタイヤに代わるタイヤとして開発されてきた（例えば特許文献１参照）。

ＳＴＬの開発当初の性能目標は、制動距離をスパイクタイヤと同等にまで短くすることであった。氷雪上路面での制動性能を向上させるには、トレッド部を構成するブロックの幅方向エッジ長さを長くすると共に、ブロック剛性を高めてブロック変形を抑制することが有効である。従って、氷雪上性能向上のための設計手法としては、ブロック剛性を維持、向上させつつエッジ長さを長くすることに主眼をおいた開発が進められてきた。

しかし、エッジ長さを増加させるために、単純にブロックを小さくしたりサイプ枚数を増加させたりすると、ブロック剛性が低下するのでブロック変形が大きくなり、このため、制動性能は向上しない。一方、氷雪上の制動性能を向上させるためにブロック全体の変形を抑制すると、発進時及び加速時にいわゆるトラクション抜けが発生し、トラクション性能（発進加速性能）の低下につながる。このため、氷雪上路面でのトラクション性能と制動性能との両性能を向上させることができないという問題があった。

この対策として、ブロック剛性を維持しつつエッジ長さを向上させるために、ラグ溝へのプラットフォーム設置や、片側開口サイプの形成、などが提案されているが、問題解決には至っていない。
特開平７−２３７４０８号公報

本発明は、上記事実を考慮して、氷雪上路面でのトラクション性能と制動性能との両性能に優れた空気入りタイヤを提供することを課題とする。

請求項１に記載の発明は、４本の周方向主溝と、隣り合う前記周方向主溝と交差する横溝と、によって区画されたブロックで構成される３列のブロック列をトレッド部に備えた空気入りタイヤにおいて、前記ブロックは、それぞれ少なくとも１枚のサイプを有し、前記ブロックの踏面の面積Ｓは、何れも、タイヤ内圧を正規内圧にして最大荷重を負荷したときの接地面積の１．６０〜２．２０％の範囲内であり、前記ブロックの外周長さＬは、何れも、接地面内におけるタイヤセンターライン長さの３９．０〜５３．０％の範囲内であり、前記サイプの最大深さＤｓは前記周方向主溝の深さＤの５０〜９０％の範囲内であり、前記ブロックの外壁の面積をＳａ、該ブロックが有するサイプの総面積をＳｂとして、前記ブロック毎に
Ｇｔ＝Ｓ／（Ｓａ＋Ｓｂ×０．６）
Ｇｕ＝Ｓ／（Ｄｓ×Ｌ＋Ｓｂ×０．６）
を算出し、更に、前記ブロック列毎に、Ｇｔの平均値である列平均Ｇｔと、Ｇｕの平均値である列平均Ｇｕとを算出し、更に、列平均Ｇｔの総和である総和Ｇｔと、列平均Ｇｕの総和である総和Ｇｕとを算出すると、
０．９５≦ 総和Ｇｔ ≦１．０５
１．３０≦ 総和Ｇｕ ≦１．６０
が満たされていることを特徴とする。

接地面積とは、ブロックのみならず溝も含めた面積のことである。正規内圧とは、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫでの適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力（内圧−負荷能力対応表の太字荷重）に対応する空気圧（最大空気圧）のことである。

サイプの総面積とは、サイプ面の面積の総和のことであり、サイプ面が平面でない場合、平面状に延ばした状態における面積の総和である。

なお、溝深さがＤｎであるブロックの外周長さをＬｎとすると、上記のＳａは、
Ｓａ＝Σ（Ｌｎ×Ｄｎ）
で算出される値となる。

ブロックの踏面の面積Ｓが、タイヤ内圧を正規内圧にして最大荷重を負荷したときの接地面積の１．６０％よりも小さいと、ブロックの変形が大きくなり、接地性が低下するので、氷雪上でのトラクション性能、ブレーキ性能がともに低下するため、好ましくない。また、この面積Ｓが上記接地面積の２．２０％よりも大きいと、ブロックの変形が小さくなり、氷雪上でのトラクション抜けが発生し易くなるため、好ましくない。

ブロックの外周長さＬが、接地面内におけるタイヤセンターライン長さの３９．０％よりも小さいと、ブロックの変形が大きくなり、接地性が低下するので、氷雪上でのトラクション性能、ブレーキ性能がともに低下するため、好ましくない。また、この外周長さＬが、接地面内におけるタイヤセンターライン長さの５３．０％よりも大きいと、ブロックの変形が小さくなり、氷雪上でのトラクション抜けが発生し易くなるため、好ましくない。

サイプの最大深さＤｓが周方向主溝の深さＤの５０％よりも小さいと、ブロックの変形が小さくなり、氷雪上でのトラクション抜けが発生し易くなるため、好ましくない。また、この最大深さＤｓが上記深さＤの９０％よりも大きいと、ブロックの変形が大きくなり、接地性が低下するので、氷雪上でのトラクション性能、ブレーキ性能がともに低下するため、好ましくない。

上記の総和Ｇｔはブロック全体の変形量を示す指数であり、上記の総和Ｇｕはブロック上部すなわち踏面近傍の変形量を示す指数である。総和Ｇｔを１．０５以下、なおかつ、総和Ｇｕを１．６０以下にすることで、トラクション付加時すなわち発進等の加速時に、ブロック全体の動きがしなやかになり、路面追従性が向上し、トラクション抜けを抑制する上で有利となる。総和Ｇｔが１．０５よりも大きかったり、総和Ｇｕが１．６０よりも大きかったりすると、トラクション抜けが生じ易い。

また、総和Ｇｔを０．９５以上、なおかつ、総和Ｇｕを１．３０以上に設定することで、接地性が向上し制動性能が向上する。総和Ｇｔが０．９５よりも小さかったり、総和Ｇｕが１．３０よりも小さかったりすると、制動性能が低下し易い。

従って、請求項１に記載の発明により、制動性能と発進加速性能との両性能を向上させた空気入りタイヤにすることができる。

請求項２に記載の発明は、１．３０≦ 総和Ｇｕ ≦１．４５ が満たされていることを特徴とする。

これにより、請求項１に記載の発明によって得られる効果を顕著に奏し易い。

本発明によれば、氷雪上路面でのトラクション性能と制動性能との両性能に優れた空気入りタイヤを実現させることができる。

以下、実施形態を挙げ、本発明の実施の形態について説明する。なお、第２実施形態以下では、既に説明した構成要素と同様のものには同じ符号を付してその説明を省略する。

［第１実施形態］
まず、第１実施形態について説明する。図１に示すように、本実施形態に係る空気入りタイヤ１０はスタッドレスタイヤであり、実質上ラジアル方向に延びるコードを含み、両端部がそれぞれビードコア１１で折り返されたカーカス１２を備えている。カーカス１２は、１層又は複数層で構成される。

カーカス１２のクラウン部のタイヤ径方向外側には、複数枚（例えば２枚）のベルトプライが重ねられたベルト層１４が埋設されている。各ベルトプライは、ベルトプライを構成するコードが、タイヤ周方向に交差すると共に互いに交差する方向に向くように埋設されている。

ベルト層１４のタイヤ径方向外側には、溝を配設したトレッド部１６が形成されている。

図２に示すように、トレッド部１６の中央領域には、タイヤ赤道面ＣＬに対して対称で、タイヤ周方向に延びる中央主溝２０Ｌ、２０Ｒが形成されている。中央主溝２０Ｌ、２０Ｒのタイヤ幅方向外側には、それぞれ、タイヤ周方向に延びるショルダ主溝２２Ｌ、２２Ｒが形成されている。このように、トレッド部１６にはタイヤ周方向に沿った４本の主溝が形成されている。なお、本実施形態では、この４本の主溝の深さは同一にされている。

また、トレッド部１６には多数本のラグ溝２４が形成されている。ラグ溝２４の両端部は、これら４本の主溝のうちの２本にそれぞれ開口しているか、又は、トレッド端Ｔを越えてタイヤ幅方向外側へ排水可能なように延びている。

ここで、トレッド端とは、空気入りタイヤをＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ（２００４年度版、日本自動車タイヤ協会規格）に規定されている標準リムに装着し、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫでの適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力（内圧−負荷能力対応表の太字荷重）に対応する空気圧（最大空気圧）の１００％を内圧として充填し、最大負荷能力を負荷したときのタイヤ幅方向最外の接地部分を指す。なお、使用地又は製造地においてＴＲＡ規格、ＥＴＲＴＯ規格が適用される場合は各々の規格に従う。

この結果、トレッド部１６には、主溝とラグ溝とによって区画されてなる多数のブロック２６が形成され、この多数のブロック２６により、タイヤセンターラインＣＬ上（タイヤ赤道面上）に位置するセンターブロック列３２と、センターブロック列３２のタイヤ幅方向外側に隣接する２ＮＤブロック列（セカンドブロック列）３４Ｌ、３４Ｒと、２ＮＤブロック列３４Ｌ、３４Ｒのタイヤ幅方向両側にそれぞれ隣接する３ＲＤブロック列３６Ｌ、３６Ｒと、がトレッド部１６に形成されている。

本実施形態では、各ブロック列毎にラグ溝２４のタイヤ周方向位置が順次ずれており、タイヤ幅方向位置が同じとなるラグ溝が形成されない構成にされている。

各ブロック２６には、ラグ溝２４に沿った４本のサイプ３０が形成されている。サイプ３０は、全て、両端がブロック壁に開口していないクローズドサイプである。サイプ３０は何れもジグザグ状に延びており、サイプ３０のサイプ面は、傾斜方向が交互に異なる面が連続したジグザグ状に延びる面となっている。

また、サイプ３０は、ブロック２６をブロック周方向に等間隔で分断するように配置されている。これにより、接地圧が均一になる。従って、接地圧が不均一に分布するために起こる局所的な摩耗を防止できている。

本実施形態では、センターブロック列３２及び２ＮＤブロック列３４では、同じ形状のブロック２６が配列されている。

ブロック２６の踏面の面積Ｓは、何れも、タイヤ内圧を正規内圧にして最大荷重を負荷したときの接地面積の１．６０〜２．２０％の範囲内にされている。

ブロック２６の外周長さＬは、何れも、接地面Ｋ内におけるタイヤセンターライン長さＸの３９．０〜５３．０％の範囲内にされている。

サイプ３０の最大深さＤｓは、中央主溝２０Ｌ、２０Ｒやショルダ主溝２２Ｌ、２２Ｒの深さＤの５０〜９０％の範囲内にされている。

本実施形態では、ブロック２６の外壁の面積をＳａ、ブロック２６が有するサイプの総面積をＳｂとして、ブロック毎に
Ｇｔ＝Ｓ／（Ｓａ＋Ｓｂ×０．６）
Ｇｕ＝Ｓ／（Ｄｓ×Ｌ＋Ｓｂ×０．６）
を算出する。更に、ブロック列毎に、Ｇｔの平均値である列平均Ｇｔと、Ｇｕの平均値である列平均Ｇｕとを算出する。そして、トレッド部１６に形成されているブロック列のうち、４本の主溝と、隣り合う主溝と交差するラグ溝２４とによって区画されたブロック２６で構成される３列のブロック列の列平均Ｇｔから総和を算出する。すなわち１本のセンターブロック列３２の列平均Ｇｔと、２本の２ＮＤブロック列３４Ｌ、３４Ｒの各列平均Ｇｔと、を加えた総和Ｇｔを算出する。同様に、１本のセンターブロック列３２の列平均Ｇｕと、２本の２ＮＤブロック列３４Ｌ、３４Ｒの各列平均Ｇｕと、を加えた総和Ｇｕを算出する。このようにして算出された総和Ｇｔ及び総和Ｇｕは、
０．９５≦ 総和Ｇｔ ≦１．０５
１．３０≦ 総和Ｇｕ ≦１．６０
を満たしている。

なお、本実施形態では、各ブロック列でブロック形状は同一なので、列平均Ｇｔは各ブロック２６についてのＧｔと同じ値であり、Ｇｕについても同様である。

以上説明したように、本実施形態では、ブロック２６の踏面の面積Ｓは、何れも、タイヤ内圧を正規内圧にして最大荷重を負荷したときの接地面積の１．６０〜２．２０％の範囲内にされている。また、ブロック２６の外周長さＬは、何れも、接地面内におけるタイヤセンターライン長さＸの３９．０〜５３．０％の範囲内にされている。更に、サイプ３０の最大深さＤｓは、中央主溝２０Ｌ、２０Ｒやショルダ主溝２２Ｌ、２２Ｒの深さＤの５０〜９０％の範囲内にされている。そして、総和Ｇｔを１．０５以下、なおかつ、総和Ｇｕを１．６０以下にしているので、トラクション付加時すなわち発進等の加速時に、ブロック全体の動きがしなやかになり、路面追従性が向上し、トラクション抜けを抑制する上で有利となる。また、総和Ｇｔを０．９５以上、なおかつ、総和Ｇｕを１．３０以上に設定しているので、接地性が向上し制動性能が向上する。制動性能と発進加速性能との両性能を向上させた空気入りタイヤ１０を実現させることができる。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。図３に示すように、本実施形態では、第１実施形態に比べ、ブロック２６に代えてブロック４６をトレッド部４４に備えている。ブロック４６は、ブロック２６に比べ、サイプの本数、形状が異なっている。

ブロック４６には、３本のサイプ５０が形成されている。サイプ５０のうち、タイヤ周方向両側に位置する２本のサイプ５０Ｃはクローズドサイプである。クローズドサイプの間に位置する１本のサイプ５０Ｍはオープンサイプであり、両端がブロック壁面４６Ｗに開口している。

サイプ３０Ｃ、３０Ｍは何れもジグザグ状に延びており、サイプ３０Ｃ、３０Ｍのサイプ面は、傾斜方向が交互に異なる面が連続したジグザグ状に延びる面となっている。

本実施形態では、サイプ３０のうちタイヤ周方向両外側の２本のサイプ３０Ｃはクローズドサイプであり、このクローズドサイプの間に位置する１本のサイプ３０Ｍはオープンサイプであるので、第１実施形態に比べ、エッジ成分の増加により氷雪上性能を大幅に向上させることができる。

＜実験例＞
本発明者は、まず、従来例の空気入りタイヤ（１１Ｒ２２．５）を用い、性能試験を行った。この従来例の空気入りタイヤは、トレッド部の主溝及びラグ溝の本数、形状、位置が第１実施形態の空気入りタイヤと同じであり、サイプの形状が第１実施形態の空気入りタイヤとは異なる。この従来例の空気入りタイヤのトレッド条件を表１に示す。

なお、表１で、Ｄ、Ｄｓ、Ｓ、Ｌの単位はｍｍであり、底上げ面積、Ｓａ（ブロック外壁面積）、Ｓｂ（サイプ面積）の単位はｍｍ²である。また、底上げ面積とは、最大溝深さよりも浅くなっている部分のブロック外壁面積のことである。

試験条件については、リムサイズを２２．５×７．５０、空気圧を９００ｋＰａ、荷重を正規荷重とした。

そして、（１）氷上制動試験として、氷上路面でブレーキをかけることにより減速度を求め、基準値として指数１００とした。（２）また、氷上トラクション試験として、氷上路面で加速することにより加速度を求め、基準値として指数１００とした。これらを表２に示す。

また、本発明者は、第１実施形態に係る空気入りタイヤとして実施例１の空気入りタイヤを製造した。この実施例１の空気入りタイヤの径や幅などの寸法は、上記の従来例の空気入りタイヤと同じである。実施例１の空気入りタイヤのトレッド条件を表１に併せて示す。

そして、この実施例１の空気入りタイヤを用い、従来例の空気入りタイヤと同様に性能試験を行い、上記２つの項目について、従来の空気入りタイヤに対する相対評価となる指数を算出した。算出した指数を表２に併せて示す。表２では、指数が大きいほど性能が良好であることを示す。

表２から判るように、実施例１の空気入りタイヤについては、何れの項目についても従来例の空気入りタイヤよりも良好であるという評価結果になった。

更に、本発明者は、第２実施形態に係る空気入りタイヤとして実施例２の空気入りタイヤを用い、同様に性能試験を行った。この実施例２の空気入りタイヤのトレッド条件を表１に併せて示す。また、本発明者は、本発明に係る空気入りタイヤとして実施例３の空気入りタイヤ及び実施例４の空気入りタイヤを用い、同様に性能試験を行った。この実施例３、４の空気入りタイヤのトレッド条件を表１に併せて示す。

実施例２〜４の空気入りタイヤでは、何れの項目についても、従来例の空気入りタイヤよりも良好であるという評価結果になった。

また、本発明者は、比較例１の空気入りタイヤ、及び、比較例２の空気入りタイヤを製造した。比較例１、２の空気入りタイヤの総和Ｇｔ、総和Ｇｕを表２に併せて示す。そして、この比較例１、２の空気入りタイヤを用い、従来例の空気入りタイヤと同様に性能試験を行い、上記２つの項目について、従来の空気入りタイヤに対する相対評価となる指数を算出した。算出した指数を表２に併せて示す。

表２から判るように、比較例１の空気入りタイヤでは、減速度指数は従来例の空気入りタイヤよりも大幅に高いが、加速度指数が従来例の空気入りタイヤよりも低く、氷上トラクション性能が悪化したことが判った。また、比較例２の空気入りタイヤでは、加速度指数は従来例の空気入りタイヤと同じであり、減速度指数は従来例の空気入りタイヤよりも低く、氷上制動性能が悪化したことが判った。

また、実施例１〜４の空気入りタイヤ、比較例１、２の空気入りタイヤ、及び、従来例の空気入りタイヤについて、ＧｕとＧｔとの関係を図４に示す。図４及び表２から、総和Ｇｕが１．３０〜１．６０の範囲内で、なおかつ総和Ｇｔが０．９５〜１．０５の範囲内である場合に、減速度指数及び加速度指数が従来例の空気入りタイヤよりも良好になると判断される。

以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。

第１実施形態に係る空気入りタイヤのタイヤ径方向断面図である。 第１実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド部の構成を示す平面図である。 第２実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド部の構成を示す平面図である。 実験例で用いた各空気入りタイヤのＧｕとＧｔとの関係を示すグラフ図である。

符号の説明

１０ 空気入りタイヤ
１６ トレッド部
２０Ｌ 中央主溝
２０Ｒ 中央主溝
２２Ｌ ショルダ主溝
２２Ｒ ショルダ主溝
２４ ラグ溝
２６ ブロック
３２ センターブロック列（ブロック列）
３４Ｌ ２ＮＤブロック列（ブロック列）
３４Ｒ ２ＮＤブロック列（ブロック列）
３０ サイプ
４４ トレッド部
４６ ブロック
５０Ｃ サイプ
５０Ｍ サイプ

Claims (2)

1. ４本の周方向主溝と、隣り合う前記周方向主溝と交差する横溝と、によって区画されたブロックで構成される３列のブロック列をトレッド部に備えた空気入りタイヤにおいて、
   前記ブロックは、それぞれ少なくとも１枚のサイプを有し、
   前記ブロックの踏面の面積Ｓは、何れも、タイヤ内圧を正規内圧にして最大荷重を負荷したときの接地面積の１．６０〜２．２０％の範囲内であり、
   前記ブロックの外周長さＬは、何れも、接地面内におけるタイヤセンターライン長さの３９．０〜５３．０％の範囲内であり、
   前記サイプの最大深さＤｓは前記周方向主溝の深さＤの５０〜９０％の範囲内であり、
   前記ブロックの外壁の面積をＳａ、該ブロックが有するサイプの総面積をＳｂとして、前記ブロック毎に
   Ｇｔ＝Ｓ／（Ｓａ＋Ｓｂ×０．６）
   Ｇｕ＝Ｓ／（Ｄｓ×Ｌ＋Ｓｂ×０．６）
   を算出し、
   更に、前記ブロック列毎に、Ｇｔの平均値である列平均Ｇｔと、Ｇｕの平均値である列平均Ｇｕとを算出し、
   更に、列平均Ｇｔの総和である総和Ｇｔと、列平均Ｇｕの総和である総和Ｇｕとを算出すると、
   ０．９５≦ 総和Ｇｔ ≦１．０５
   １．３０≦ 総和Ｇｕ ≦１．６０
   が満たされていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. １．３０≦ 総和Ｇｕ ≦１．４５
   が満たされていることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。

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