JP4471031B1 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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Abstract

【課題】 乾燥路面での走行性能を犠牲にすることなく雪上性能を向上することを可能にした空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】 トレッド部Tの接地幅TCWを3等分したときの中央領域ACにタイヤ周方向に延びる2本の主溝1を設けると共に、トレッド部Tにタイヤ幅方向の接地端Eから中央領域ACまでタイヤ幅方向に延びる複数本の横溝3を設け、これら主溝1及び横溝3によってトレッド部Tに区画された陸部10,20,30に複数本のサイプ12,22,32を設けた空気入りタイヤにおいて、主溝1のタイヤ赤道線C側の溝壁面1cを、タイヤ踏面の法線方向に対する傾斜角度が0°〜15°の最小値から15°〜45°の最大値まで徐々に増加する変化をタイヤ周方向に沿って反復的に繰り返すように構成すると共に、主溝1のタイヤ赤道線C側の溝壁面1cの傾斜角度が最大値となる位置Pでは横溝3を主溝1に対して非連通とし、当該位置Pにおいて主溝1の接地端E側の溝壁面1eを連続的に延在させる。
【選択図】 図1

Description

本発明は、氷雪路用タイヤとして好適な空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、乾燥路面での走行性能を犠牲にすることなく雪上性能を向上することを可能にした空気入りタイヤに関する。
従来、氷雪路用タイヤとして、トレッド部にタイヤ周方向に延びる複数本の主溝とタイヤ幅方向に延びる複数本の横溝とを設けると共に、これら主溝及び横溝によってトレッド部に区画された陸部に複数本のサイプを設けた空気入りタイヤが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
このような空気入りタイヤにおいては、溝及びサイプのエッジ効果に基づいて雪上性能を確保するようにしている。そのため、溝やサイプの本数を増やし、それらのエッジの総長さを増加させることにより、雪上性能を向上することができる。しかしながら、雪上性能を向上するために溝やサイプの本数を増やすと、陸部面積の減少によりトレッド部の剛性が低下し、特に乾燥路面での走行性能が悪化するという問題がある。
特開平2008−221955号公報
本発明の目的は、乾燥路面での走行性能を犠牲にすることなく雪上性能を向上することを可能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、トレッド部の接地幅を3等分したときの中央領域にタイヤ周方向に延びる2本の第一主溝を設けると共に、前記トレッド部にタイヤ幅方向の接地端から前記中央領域までタイヤ幅方向に延びる複数本の横溝を設け、これら第一主溝及び横溝によって前記トレッド部に区画された陸部に複数本のサイプを設けた氷雪路用空気入りタイヤにおいて、前記第一主溝のタイヤ赤道線側の溝壁面を、タイヤ踏面の法線方向に対する傾斜角度が0°〜15°の最小値から15°〜45°の最大値まで徐々に増加する変化をタイヤ周方向に沿って反復的に繰り返すように構成すると共に、前記横溝として前記第一主溝に対して連通するものと前記第一主溝に対して非連通となるものとをタイヤ周方向に交互に配置し、前記第一主溝のタイヤ赤道線側の溝壁面の傾斜角度が最大値となる位置では前記横溝を前記第一主溝に対して非連通とし、当該位置において前記第一主溝の接地端側の溝壁面を連続的に延在させたことを特徴とするものである。
本発明では、中央領域に位置する第一主溝のタイヤ赤道線側の溝壁面の傾斜角度をタイヤ周方向に沿って徐々に増加させ、そのような溝壁面の傾斜角度の変化をタイヤ周方向に沿って反復的に繰り返すようにしたので、トレッド部で踏みしめられた雪は第一主溝の深さ方向に窄まる両溝壁面によって圧縮されて強靱な雪柱を形成することになる。これにより、雪柱剪断力が増大するので、雪上性能を向上することができる。しかも、溝やサイプのエッジ総長さに基づいて雪上性能の向上を図るものではないので、乾燥路面での走行性能を犠牲にすることはない。また、横溝の一部を中央領域の第一主溝に対して非連通とする一方で、横溝の残りの一部を中央領域の第一主溝に対して連通させているので、排水性を確保し、湿潤路面での走行性能を十分に発揮することが可能になる。
本発明において、第一主溝のタイヤ赤道線側の溝壁面にはタイヤ踏面側から溝底側に向かって該溝壁面の傾斜角度が増加する側へ傾斜する複数本の突起又は窪みからなる筋部を設け、該筋部のタイヤ周方向に対する傾斜角度を20°〜70°とすることが好ましい。このような筋部は第一主溝のタイヤ赤道線側の溝壁面の傾斜角度が大きい方へ雪を導くように作用するので、雪柱をより強靱にし、更に大きな雪柱剪断力を得ることを可能にする。また、筋部自体のエッジ効果も雪上性能の向上に寄与する。
第一主溝のタイヤ赤道線側の溝壁面の傾斜角度が相対的に大きい部分では当該部分に対向する接地端側の溝壁面の傾斜角度を相対的に小さくし、第一主溝のタイヤ赤道線側の溝壁面の傾斜角度が相対的に小さい部分では当該部分に対向する接地端側の溝壁面の傾斜角度を相対的に大きくすることが好ましい。このように第一主溝のタイヤ赤道線側の溝壁面のみならず、第一主溝の接地端側の溝壁面についても傾斜角度を調節することにより、主溝全体で強靱な雪柱を形成し、雪上性能を向上することができる。
第一主溝間に挟まれた陸部における第一主溝のタイヤ赤道線側の溝壁面の傾斜角度が最小値となる部分にはタイヤ幅方向に延びる切り欠き溝を設けることが好ましい。上述のように第一主溝の溝壁面の傾斜角度を適正化することは主として車両旋回時における雪上性能の向上に寄与するが、中央領域の陸部に切り欠き溝を設けることにより、タイヤ進行方向への制動性能及びトラクション性能を向上することができる。
回転方向が指定された空気入りタイヤにおいては、横溝をタイヤ赤道線からタイヤ幅方向の両外側に向かって回転方向とは反対側へ傾斜させると共に、第一主溝のタイヤ赤道線側の溝壁面の傾斜角度を回転方向とは反対側に向かって徐々に増加させることが好ましい。このように回転方向とは反対側に向かって第一主溝を窄めることにより、タイヤ回転に伴って第一主溝内に雪を効果的に押し固め、より強靱な雪柱を形成することができる。
中央領域の両側に位置する外側領域にはそれぞれタイヤ周方向に延びる少なくとも1本の第二主溝を設けることができる。ここで、回転方向が指定された空気入りタイヤにおいては、これら第二主溝の横溝間に挟まれた部分を回転方向とは反対側に向かって接地端側へ傾斜させることが好ましい。このように回転方向とは反対側に向かって第二主溝の横溝間に挟まれた部分を接地端側へ傾斜させることにより、横溝の実質的な長さを増大し、雪上性能を向上することができる。
本発明において、接地幅とは、タイヤが基づく規格で定められた最高空気圧をタイヤ内に充填し、そのタイヤをトレッド部が接地するように平面上に配置した状態で最大負荷能力の80%に荷重を負荷したときに形成される接地領域のタイヤ幅方向の寸法である。タイヤ幅方向の接地端とは、前記接地領域のタイヤ幅方向の最外側位置である。
本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッドパターンを示す展開図である。 図1のトレッドパターンの中央領域に位置する主溝の溝壁面を抽出して示す斜視図である。 図1のトレッドパターンの中央領域に位置する主溝の溝壁面を抽出して示す側面図である。 図3のα−α線による矢視断面図である。 図1のトレッドパターンの要部を示す拡大図である。 図5のβ1−β2線による矢視断面図である。 図5のγ1−γ2線による矢視断面図である。 本発明の他の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッドパターンを示す展開図である。 従来の空気入りタイヤのトレッドパターンの一例を示す展開図である。
以下、本発明の構成について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からなる空気入りタイヤのトレッドパターンを示すものである。図1において、トレッド部Tの接地幅TCWを3等分して3つの領域に区分したとき、その中央に位置する中央領域ACと、該中央領域ACの両側に位置する外側領域AOが規定されている。また、本実施形態の空気入りタイヤは回転方向Rが指定されたものである。
図1に示すように、トレッド部Tには、中央領域ACに位置してタイヤ周方向に延びる2本の主溝1,1(第1主溝)と、外側領域AOに位置してタイヤ周方向に延びる2本の主溝2,2(第2主溝)と、タイヤ幅方向の接地端Eから中央領域ACまでタイヤ幅方向に延びる複数本の横溝3とが設けられている。横溝3はタイヤ周方向に所定の間隔をおいて配置され、タイヤ赤道線Cからタイヤ幅方向外側に向かって回転方向Rとは反対側へ傾斜している。また、横溝3は中央領域ACの主溝に対して連通するものと非連通となるものとがタイヤ周方向に交互に配置されている。これにより、2本の主溝1,1間にタイヤ周方向に連続的に延在する陸部10が区画され、主溝1と主溝2との間に複数のブロック21からなる陸部20が区画され、主溝2のタイヤ幅方向外側に複数のブロック31からなる陸部30が区画されている。
これら陸部10,20,30にはそれぞれタイヤ幅方向に延びる複数本のサイプ12,22,32が設けられている。サイプ12,22,32は平面視でジグザグ形状をなしており、その一部にはタイヤ周方向に延びる分岐部が形成されている。これらサイプ12,22,32の平面視形状は特に限定されるものではない。また、サイプ12,22,32はトレッド表面よりもタイヤ径方向内側の部位においてサイプ厚さ方向に凹凸をなす3次元構造を有するものであっても良い。
上記空気入りタイヤにおいて、主溝1のタイヤ赤道線C側の溝壁面1cは、タイヤ踏面の法線方向に対する傾斜角度が0°〜15°(好ましくは、0°〜10°)の最小値から15°〜45°(好ましくは、20°〜45°)の最大値まで徐々に増加する変化をタイヤ周方向に沿って反復的に繰り返すように構成されている。主溝1のタイヤ赤道線C側の溝壁面1cの傾斜角度の変化は横溝3の2ピッチに相当する周期で繰り返されている。ここで、主溝1のタイヤ赤道線C側の溝壁面1cの最小値が大き過ぎると主溝体積の減少により湿潤路面での走行性能が低下し、主溝1のタイヤ赤道線C側の溝壁面1cの最大値が小さ過ぎると雪を押し固める効果が不十分になる。
一方、主溝1のタイヤ赤道線C側の溝壁面1cの傾斜角度が最大値となる位置Pでは横溝3を主溝2に対して非連通とし、当該位置Pにおいて主溝1の接地端E側の溝壁面1eを連続的に延在させている。特に、主溝1のタイヤ赤道線C側の溝壁面1cの傾斜角度が最大値となる位置Pからタイヤ周方向の両側へそれぞれ15mmまでの範囲には横溝3の開口部を配置しないようにする。
上記空気入りタイヤにおいては、中央領域ACに位置する主溝1のタイヤ赤道線C側の溝壁面1cの傾斜角度をタイヤ周方向に沿って徐々に増加させ、そのような溝壁面1cの傾斜角度の変化をタイヤ周方向に沿って反復的に繰り返すようにしたので、雪上路面においてトレッド部Tで踏みしめられた雪が主溝1の深さ方向に窄まる両溝壁面1c,1eによって圧縮されて強靱な雪柱を形成することになる。これにより、雪柱剪断力が増大するので、雪上性能を向上することができる。しかも、従来のように溝やサイプのエッジ総長さに基づいて雪上性能の向上を図るものではないので、乾燥路面での走行性能を犠牲にすることはない。
特に、主溝1のタイヤ赤道線C側の溝壁面1cの傾斜角度が最大値となる位置Pでは横溝3を主溝1に対して非連通とし、当該位置Pにおいて主溝1の接地端E側の溝壁面1eを連続的に延在させているので、雪柱を押し固める際に雪が主溝1の外に流れることを防ぎ、強靱な雪柱の形成を促進することができる。なお、主溝1のタイヤ赤道線C側の溝壁面1cの傾斜角度の変化を横溝3の2ピッチに相当する周期で繰り返すようにし、横溝3の一部を中央領域ACの主溝に対して非連通とする一方で、横溝3の残りの一部を中央領域ACの主溝に対して連通させているので、排水性を確保し、湿潤路面での走行性能を十分に発揮することが可能になる。
また、上述のようにタイヤ赤道線C側の溝壁面1cの傾斜構造を特定した主溝1は中央領域ACに配置されているが、接地長が比較的長い中央領域ACの主溝1について上記傾斜構造を採用することにより、雪上性能を効果的に向上することが可能になる。
図2は図1のトレッドパターンの中央領域に位置する主溝の溝壁面を抽出して示す斜視図であり、図3は図1のトレッドパターンの中央領域に位置する主溝の溝壁面を抽出して示す側面図であり、図4は図3のα−α線による矢視断面図である。図2〜図4に示すように、主溝1のタイヤ赤道線C側の溝壁面1cにはタイヤ踏面S側から溝底B側に向かって該溝壁面1cの傾斜角度が増加する側へ傾斜する複数本の突起又は窪みからなる筋部4が形成されている。これら筋部4のタイヤ周方向に対する傾斜角度θは20°〜70°の範囲に設定されている。
このような筋部4は主溝1のタイヤ赤道線C側の溝壁面1cの傾斜角度が大きい方へ雪を導くように作用するので、雪柱をより強靱にし、更に大きな雪柱剪断力を得ることを可能にする。しかも、筋部4自体のエッジ効果も雪上性能の向上に寄与する。ここで、傾斜角度θが上記範囲から外れると、主溝1内に押し込まれた雪を所定の方向へ案内する効果が不十分になり、筋部4によるエッジ効果も不十分になる。
図2〜図4においては、窪みからなる筋部4が描写されているが、この場合、筋部4の深さdは0.1mm〜0.8mmとし、幅wは0.3mm〜1.2mmとし、ピッチpは0.5mm〜2.0mmとすることが望ましい。窪みからなる筋部4が上記寸法要件を満足することにより、主溝1内に押し込まれた雪を所定の方向へ案内し、かつ良好なエッジ効果を発揮することが可能になる。同様に、突起からなる筋部4の場合、筋部4の高さは0.1mm〜0.8mmとし、幅は0.3mm〜1.2mmとし、ピッチは0.5mm〜2.0mmとすることが望ましい。
図5は図1のトレッドパターンの要部を示す拡大図であり、図6は図5のβ1−β2線による矢視断面図であり、図7は図5のγ1−γ2線による矢視断面図である。図5〜図7に示すように、主溝1のタイヤ赤道線C側の溝壁面1cの傾斜角度が相対的に大きい部分では当該部分に対向する接地端E側の溝壁面1eの傾斜角度が相対的に小さくなっており、主溝1のタイヤ赤道線C側の溝壁面1cの傾斜角度が相対的に小さい部分では当該部分に対向する接地端E側の溝壁面1eの傾斜角度が相対的に大きくなっている。
つまり、β1−β2線上での溝壁面1cの傾斜角度θβ1とγ1−γ2線での溝壁面1cの傾斜角度θγ1とはθβ1>θγ1の関係になっているが、β1−β2線上での溝壁面1eの傾斜角度θβ2とγ1−γ2線での溝壁面1eの傾斜角度θγ2とはθβ2<θγ2の関係になっている。なお、本発明における溝壁面の傾斜角度とは、溝底輪郭線に対して直交する断面にて測定される角度である。
このように主溝1のタイヤ赤道線C側の溝壁面1cのみならず、主溝1の接地端E側の溝壁面1eについても傾斜角度を調節することにより、主溝1全体で強靱な雪柱を形成し、雪上性能を向上することができる。なお、主溝1の接地端E側の溝壁面1eの傾斜角度は図示のように段階的に変化させても良く、或いは、タイヤ赤道線C側の溝壁面1cと同様に徐々に変化させても良い。
上記角度設定において、10°≦θβ1+θβ2≦50°かつ10°≦θγ1+θγ2≦50°の関係を満足することが望ましい。これらθβ1+θβ2又はθγ1+θγ2の値が10°未満であると主溝内に形成される雪柱の強度が不足し、逆に50°を超えると主溝体積の減少により湿潤路面での走行性能が低下することになる。
図1において、主溝1,1間に挟まれた陸部10における主溝1のタイヤ赤道線C側の溝壁面1cの傾斜角度が最小値となる部分にはタイヤ幅方向に延びる切り欠き溝5が形成されている。この切り欠き溝5は陸部10を貫通するものであっても良く、或いは、陸部10を分断することなく陸部10内で終端するものであっても良い。切り欠き溝5を非貫通とした場合、中央領域ACに位置する陸部10の剛性低下を抑えて優れた氷上性能を発揮することができる。
前述のように中央領域ACに位置する主溝1の溝壁面1c,1eの傾斜角度を適正化することは主として車両旋回時における雪上性能の向上に寄与するが、中央領域ACの陸部10に切り欠き溝5を設けることにより、タイヤ進行方向への制動性能及びトラクション性能を向上することができる。これにより、車両旋回時における雪上性能と雪上での制動性能及びトラクション性能とを両立することができる。また、切り欠き溝5は主溝1のタイヤ赤道線C側の溝壁面1cの傾斜角度が最小値となる部分に配置されるので、主溝1の溝壁面1c,1eの傾斜構造に基づく効果を阻害することはない。
上記空気入りタイヤは、タイヤ赤道線Cを中心として線対称基調のトレッドパターンを有し、回転方向Rが指定されたものであるが、主溝1のタイヤ赤道線C側の溝壁面1cの傾斜角度は回転方向Rとは反対側に向かって徐々に増加するようになっている。このように回転方向Rとは反対側に向かって主溝1を窄めることにより、タイヤ回転に伴って主溝1内に雪を効果的に押し固め、より強靱な雪柱を形成することができる。
また、回転方向Rが指定された空気入りタイヤにおいては、外側領域AOに位置する主溝2の横溝3,3間に挟まれた部分は回転方向Rとは反対側に向かって接地端E側へ傾斜させると良い。このように回転方向Rとは反対側に向かって主溝2の横溝3,3間に挟まれた部分を接地端E側へ傾斜させることにより、横溝3の実質的な長さを増大し、雪上性能を向上することができる。そのため、方向性トレッドパターンの特徴を活かして雪上性能を効果的に向上することができる。
なお、上述した実施形態では回転方向が指定された空気入りタイヤについて説明したが、本発明は点対称基調のトレッドパターンを有し、回転方向が指定されていない空気入りタイヤ(図8参照)にも適用することが可能である。
タイヤサイズが175/65R14であって、トレッド部の接地幅を3等分したときの中央領域にタイヤ周方向に延びる2本の第一主溝を設け、中央領域の両側に位置する外側領域にそれぞれタイヤ周方向に延びる1本の第二主溝を設けると共に、トレッド部にタイヤ幅方向の接地端から中央領域までタイヤ幅方向に延びる複数本の横溝を設け、これら主溝及び横溝によってトレッド部に区画された陸部に複数本のサイプを設けた空気入りタイヤにおいて、トレッド部の具体的な構成を表1のように設定した従来例及び実施例1〜6のタイヤを作製した。
従来例は、図9のトレッドパターンを有するタイヤである。実施例1〜4は図8のように点対称基調のトレッドパターンを有するタイヤであり、実施例5〜6は図1のように線対称基調のトレッドパターンを有するタイヤである。
これらタイヤについて、下記の評価方法により、雪上旋回性能、雪上制動性能、乾燥路面での操縦安定性を評価し、その結果を表1に示した。
雪上旋回性能:
試験タイヤをリムサイズ14×5 1/2Jのホイールに組み付けて排気量1300ccクラスの車両(FF車)に装着し、空気圧210kPaとして、雪上にて半径18mの円旋回を行い、その平均周回時間を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例を100とする指数にて示した。この指数値が大きいほど雪上旋回性能が優れていることを意味する。
雪上制動性能:
試験タイヤをリムサイズ14×5 1/2Jのホイールに組み付けて排気量1300ccクラスの車両(FF車)に装着し、空気圧210kPaとして、雪上にて速度40km/hの走行状態からアンチロックブレーキシステム(ABS)にて制動し、その制動距離を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例を100とする指数にて示した。この指数値が大きいほど雪上制動性能が優れていることを意味する。
乾燥路面での操縦安定性:
試験タイヤをリムサイズ14×5 1/2Jのホイールに組み付けて排気量1300ccクラスの車両(FF車)に装着し、空気圧210kPaとして、乾燥路面にてテストドライバーによる官能評価を行った。評価結果は、従来例を100とする指数にて示した。この指数値が大きいほど乾燥路面での操縦安定性が優れていることを意味する。
Figure 0004471031
この表1から明らかなように、実施例1〜6のタイヤはいずれも従来例に比べて雪上性能(雪上旋回性能、雪上制動性能)及び乾燥路面性能(操縦安定性)が優れていた。
1 主溝(第一主溝)
1c タイヤ赤道側の溝壁面
1e 接地端側の溝壁面
2 主溝(第二主溝)
3 横溝
4 筋部
5 切り欠き溝
10,20,30 陸部
12,22,32 サイプ
21,31 ブロック
AC 中央領域
AO 外側領域
C タイヤ赤道線
E 接地端
R 回転方向
T トレッド部

Claims (6)

  1. トレッド部の接地幅を3等分したときの中央領域にタイヤ周方向に延びる2本の第一主溝を設けると共に、前記トレッド部にタイヤ幅方向の接地端から前記中央領域までタイヤ幅方向に延びる複数本の横溝を設け、これら第一主溝及び横溝によって前記トレッド部に区画された陸部に複数本のサイプを設けた氷雪路用空気入りタイヤにおいて、前記第一主溝のタイヤ赤道線側の溝壁面を、タイヤ踏面の法線方向に対する傾斜角度が0°〜15°の最小値から15°〜45°の最大値まで徐々に増加する変化をタイヤ周方向に沿って反復的に繰り返すように構成すると共に、前記横溝として前記第一主溝に対して連通するものと前記第一主溝に対して非連通となるものとをタイヤ周方向に交互に配置し、前記第一主溝のタイヤ赤道線側の溝壁面の傾斜角度が最大値となる位置では前記横溝を前記第一主溝に対して非連通とし、当該位置において前記第一主溝の接地端側の溝壁面を連続的に延在させたことを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 前記第一主溝のタイヤ赤道線側の溝壁面にタイヤ踏面側から溝底側に向かって該溝壁面の傾斜角度が増加する側へ傾斜する複数本の突起又は窪みからなる筋部を設け、該筋部のタイヤ周方向に対する傾斜角度を20°〜70°としたことを特徴とする請求項1に記載の空気入りタイヤ。
  3. 前記第一主溝のタイヤ赤道線側の溝壁面の傾斜角度が相対的に大きい部分では当該部分に対向する接地端側の溝壁面の傾斜角度を相対的に小さくし、前記第一主溝のタイヤ赤道線側の溝壁面の傾斜角度が相対的に小さい部分では当該部分に対向する接地端側の溝壁面の傾斜角度を相対的に大きくしたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の空気入りタイヤ。
  4. 前記第一主溝間に挟まれた陸部における前記第一主溝のタイヤ赤道線側の溝壁面の傾斜角度が最小値となる部分にタイヤ幅方向に延びる切り欠き溝を設けたことを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  5. 回転方向が指定された空気入りタイヤにおいて、前記横溝をタイヤ赤道線からタイヤ幅方向の両外側に向かって前記回転方向とは反対側へ傾斜させると共に、前記第一主溝のタイヤ赤道線側の溝壁面の傾斜角度を前記回転方向とは反対側に向かって徐々に増加させたことを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  6. 前記中央領域の両側に位置する外側領域にそれぞれタイヤ周方向に延びる少なくとも1本の第二主溝を設け、これら第二主溝の横溝間に挟まれた部分を前記回転方向とは反対側に向かって接地端側へ傾斜させたことを特徴とする請求項5に記載の空気入りタイヤ。
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