JP4500320B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、トレッド面に、タイヤ周方向に延びる主溝を含む溝部と、その溝部により区分された陸部とが設けられた空気入りタイヤに関し、特にスタッドレスタイヤとして有用である。

通常、空気入りタイヤのトレッド面には、溝部と、その溝部により区分される陸部とが設けられ、要求されるタイヤ性能や使用条件に応じた各種のトレッドパターンが形成される。従来、氷雪路面における走行性能（アイス・スノー性能）の向上を目的として、陸部の主溝に面する壁面をジグザグ面で形成した空気入りタイヤが知られており、例えば下記特許文献１、２に記載されている。これらは、いずれもジグザグ面により氷雪路面に対するエッジ効果を高めて、アイス・スノー性能の向上を図っている。

しかしながら、かかる空気入りタイヤでは、陸部壁面をジグザグ面で形成することにより、その部分の剛性が低下し、ドライ路面（乾燥路面）を走行したときのハンドリング性能が低下するという問題がある。また、それによって段差摩耗が発生し易くなる傾向にあり、段差摩耗が発生すると接地面積が減少して、アイス・スノー性能が悪化するという問題も生じる。下記特許文献１、２に記載の空気入りタイヤは、アイス・スノー性能の向上を図るものではあるが、それと共にドライ路面でのハンドリング性能や耐段差摩耗性能を改善しうる手段を示唆するものではない。
特開２００６−２２４７９１号公報 特開平１１−２４５６３１号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、アイス・スノー性能を向上しながら、ドライ路面でのハンドリング性能や耐段差摩耗性能を改善することができる空気入りタイヤを提供することにある。

本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究したところ、昨今の車両にはタイヤが内側に倒れたネガティブキャンバーの車両が多く（特にミニバン）、そのような車両では、一般的に下記（１）及び（２）に示すような傾向があることに着目した。
（１）加速・制動時には、路面状況に関係なく車両内側の負荷が大きくなり、車両外側に比べて車両内側の接地長（接地面の前後方向長さ）が長くなる。
（２）旋回時には、路面状況によって負荷が大きく作用する領域が異なる。即ち、ドライ路面のような摩擦係数が高い路面では、荷重変化を生じて車両外側の負荷が大きくなり、車両内側に比べて車両外側の接地長が長くなるのに対して、氷雪路面のような摩擦係数が低い路面では、車両外側への荷重変化が小さく、接地形状が加速・制動時から大きく変化しない。

本発明は、上記のような路面状況の違いによる接地形態の違いに着目してなされたものであり、下記の如き構成により上記目的を達成しうるものである。即ち、本発明に係る空気入りタイヤは、トレッド面に、タイヤ周方向に延びる主溝を含む溝部と、その溝部により区分された陸部とが設けられた空気入りタイヤにおいて、前記陸部の前記主溝に面する壁面がジグザグ面で形成されており、タイヤ赤道を基準として車両装着時内側となる領域の前記ジグザグ面が、車両装着時外側となる領域の前記ジグザグ面よりもジグザグ高さが大きく、前記陸部に前記ジグザグ面の谷底部にて両端を開口させた複数のサイプが形成されているものである。

本発明に係る空気入りタイヤによれば、ジグザグ面のジグザグ高さが車両装着時内側となる領域で比較的大きいことにより、加速・制動時に負荷が大きくなる領域でのエッジ効果を高めて、優れたアイス・スノー性能を発揮することができる。しかも、ジグザグ面のジグザグ高さが車両装着時外側となる領域で比較的小さいことにより、ドライ路面上で旋回時に負荷が大きくなる領域での陸部壁面の剛性を高めて、ドライ路面で優れたハンドリング性能や耐段差摩耗性能を発揮することができる。

なお、上記構成によれば、車両内側に配された陸部壁面の剛性が低くなるものの、その領域ではドライ路面での旋回時の負荷が小さいことから、ドライ路面でのハンドリング性能や耐段差摩耗性能は損なわれずに確保される。また、車両外側に配された陸部でのエッジ効果が小さくなるものの、その領域では加速・制動時の負荷が小さいことから、アイス・スノー性能は損なわれずに確保される。以上より、本発明によれば、アイス・スノー性能を向上しながら、ドライ路面でのハンドリング性能や耐段差摩耗性能を改善することができる。

また、本発明に係る別の空気入りタイヤは、トレッド面に、タイヤ周方向に延びる主溝を含む溝部と、その溝部により区分された陸部とが設けられた空気入りタイヤにおいて、タイヤ赤道を基準として車両装着時内側となる領域では、前記陸部の前記主溝に面する壁面がジグザグ面で形成されているとともに、車両装着時外側となる領域では、前記陸部の前記主溝に面する全ての壁面が平坦面で形成されており、前記陸部に前記ジグザグ面の谷底部にて両端を開口させた複数のサイプが形成されているものである。

上記の本発明に係る空気入りタイヤによれば、上述のように、加速・制動時に負荷が大きくなる領域でのエッジ効果を高めて優れたアイス・スノー性能を発揮できるとともに、ドライ路面で旋回時に負荷が大きくなる領域での陸部壁面の剛性を高めて、ドライ路面での優れたハンドリング性能や耐段差摩耗性能を発揮できる。その結果、アイス・スノー性能を向上しながら、ドライ路面でのハンドリング性能や耐段差摩耗性能を改善することができる。しかも、上記構成によれば、車両装着時外側となる領域の陸部壁面を全て平坦面で形成することにより、車両外側に配された陸部壁面の剛性を効果的に高めることができ、ドライ路面でのハンドリング性能や耐段差摩耗性能を大幅に改善することができる。

本発明の空気入りタイヤにおける好ましい実施形態として、タイヤ幅方向に出退しながら山谷を交互に繰り返すものであり、タイヤ周方向に対する角度が９０±１０°となる成分を含むものが挙げられる。かかる構成によれば、ジグザグ面がタイヤ周方向に対する角度が９０±１０°となる成分を含むことにより、氷雪路面に対するエッジ効果を効果的に高めて、アイス・スノー性能をより良好に向上することができる。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る空気入りタイヤのトレッド面の一例を示す展開図である。この空気入りタイヤは、車両への装着方向が指定され、図１左側が車両装着時内側（車両内側）となり、図１右側が車両装着時外側（車両外側）となる。

このトレッド面には、タイヤ周方向に連続して延びる主溝４〜６と、それらに交差して延びる横溝７とを含む溝部が設けられており、その溝部によって陸部が複数のブロック１ａ、１ｂに区分されている。以下、タイヤ赤道ＣＬを基準として、車両装着時内側となる領域に配されたものをブロック１ａ、車両装着時外側となる領域に配されたものをブロック１ｂと呼ぶ。

ブロック１ａ、１ｂは、その主溝４〜６に面する壁面がジグザグ面２ａ、２ｂで形成されている。ジグザグ面２ａ、２ｂは、図２ａ及び図２ｂに拡大して示すように、タイヤ幅方向に出退しながら山谷を交互に繰り返して延在している。本実施形態では、ブロック１ａ、１ｂに、ジグザグ面２ａ、２ｂの谷底部にて両端を開口させた複数のサイプ３が形成されているため、加速・制動時にブロック１ａ、１ｂが倒れ込み易く、ジグザグ面２ａ、２ｂによるエッジ効果が良好に発揮される。

車両装着時内側となる領域のジグザグ面２ａのジグザグ高さＨａは、車両装着時外側となる領域のジグザグ面２ｂのジグザグ高さＨｂよりも大きく設定されている。なお、ジグザグ高さＨａ、Ｈｂは、ジグザグ面２ａ、２ｂの山頂部と谷底部とのタイヤ幅方向距離として定義される。この山頂部は、ジグザグ面２ａ、２ｂの最も張り出した部分であり、谷底部は、ジグザグ面２ａ、２ｂの最も引っ込んだ部分である。

かかる構成によれば、ジグザグ高さＨａを比較的大きくしたことにより、加速・制動時に車両内側の負荷が大きくなる傾向を利用してエッジ効果を高めることができ、優れたアイス・スノー性能が発揮される。その反面、ジグザグ面２ａの剛性が低くなるものの、車両内側ではドライ路面上での旋回時の負荷が小さいことから、ドライ路面でのハンドリング性能や耐段差摩耗性能は確保される。また、ジグザグ高さＨｂを比較的小さくしたことによりジグザグ面２ｂの剛性を高めることができ、ドライ路面での旋回時に車両外側の負荷が大きくなる傾向を利用して、ドライ路面で優れたハンドリング性能や耐段差摩耗性能を発揮することができる。その反面、ジグザグ面２ｂではエッジ効果が小さくなるものの、車両外側では加速・制動時の負荷が小さいことから、アイス・スノー性能は確保される。

上記作用効果を良好に発揮する観点から、ジグザグ高さＨａに対するジグザグ高さＨｂの比Ｈｂ／Ｈａは、１０〜５０％であることが好ましく、２０〜３５％であることがより好ましい。また、ジグザグ面２ａ、２ｂの周期Ｌａ、Ｌｂは、３〜８ｍｍであることが好ましく、より好ましくは４〜５ｍｍである。本実施形態では、周期Ｌａと周期Ｌｂとが同じである例を示すが、本発明はこれに限られない。

ジグザグ面の形状、特に車両装着時内側となる領域のジグザグ面２ａの形状に関しては、図３（ａ）に示すようにタイヤ周方向に対する角度θが９０±１０°となる成分を含むものが好ましく、これによってエッジ効果を好適に高めて、アイス・スノー性能を良好に向上することができる。本実施形態では、ジグザグ面２ａ、２ｂが、タイヤ周方向に対する角度が９０°となる成分を含む例を示す。但し、本発明におけるジグザグ面の形状は、氷雪路面に対するエッジ効果が奏されるものであれば特に限られるものではなく、例えば図３（ｂ）に示すような形状であってもよい。

本実施形態では、ジグザグ面２ａ、２ｂがトレッド面から溝底近傍にまで延びているため、摩耗初期だけでなく摩耗中期から末期にかけてもジグザグ面２ａ、２ｂによる既述の作用効果を持続することができる。このような作用効果を持続させる観点から、本発明では、ジグザグ面２ａ、２ｂが、トレッド面より主溝４〜６の溝深さの５０％以上の深さ位置、好ましくは７０％以上の深さ位置にまで延在していることが好ましい。

図４は、本発明の別実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド面である。既出の部位については、前述の実施形態と同一の符号を付している。このトレッド面は、車両装着時外側（図４右側）に配されたブロック１ｃが以下の通りの構成である他は、図１で示したトレッド面と同様の構成である。即ち、このトレッド面では、タイヤ赤道ＣＬを基準として車両装着時外側となる領域のブロック１ｃに対し、主溝５、６に面する全ての壁面が平坦面２ｃで形成されている。

かかる構成によっても、既述のように、加速・制動時に負荷が大きくなる領域でのエッジ効果を高めて優れたアイス・スノー性能を発揮できるとともに、ドライ路面で旋回時に負荷が大きくなる領域でのブロック壁面の剛性を高めて、ドライ路面での優れたハンドリング性能や耐段差摩耗性能を発揮できる。しかも、この場合には、車両外側に配されたブロック壁面の剛性を効果的に高めることができ、ドライ路面でのハンドリング性能や耐段差摩耗性能を大幅に改善することができる。

本発明の空気入りタイヤは、トレッド面に上記の如き構成を設けたこと以外は、通常の空気入りタイヤと同等であり、従来公知の材料、形状、構造、製法などが何れも本発明に採用することができる。

本発明に係る空気入りタイヤのトレッドパターンは、前述の実施形態に限られるものではなく、例えば傾斜溝を設けて陸部を平行四辺形のブロックに区分したり、陸部としてのブロックに代えてリブを採用したりしても構わない。トレッド面に設ける溝部としては、タイヤ赤道を挟んだ少なくとも２本の主溝を備えるものが好ましい。また、特に車両装着時内側となる領域において、主溝に面する壁面がジグザグ面でない陸部が含まれていても構わないが、アイス・スノー性能を良好に高める観点から、陸部の主溝に面する全ての壁面がジグザグ面で形成されていることが好ましい。

本発明は、アイス・スノー性能を向上しながら、ドライ路面でのハンドリング性能や耐段差摩耗性能を改善できることから、スタッドレスタイヤ（冬用タイヤ）として有用であり、特にネガティブキャンバーが設定されることが多いミニバン用タイヤとして有用である。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、タイヤの各性能評価は、次のようにして行った。

（１）アイス制動性能
タイヤを実車（国産３０００ｃｃクラスのＦＲセダン）に装着し、車指定の空気圧にて凍結路面を走行させ、速度４０ｋｍ／ｈで制動力をかけてＡＢＳを作動させた際の制動距離を測定した。かかる測定は、摩耗初期状態（０ｋｍ走行）と４０００ｋｍ走行後の状態との２段階に分けて行った。評価は、比較例を１００としたときの指数で示し、数値が大きいほど制動距離が長くアイス制動性能に優れていることを示す。

（２）ハンドリング性能
タイヤを実車（国産３０００ｃｃクラスのＦＲセダン）に装着し、車指定の空気圧にてドライ路面を走行させ、直進走行や旋回走行、制動などを実施して、ドライバーの官能試験により評価した。評価は、比較例を１００としたときの指数で示し、数値が大きいほどドライ路面でのハンドリング性能に優れていることを示す。

（３）耐段差摩耗性能
タイヤを実車（国産３０００ｃｃクラスのＦＲセダン）に装着し、車指定の空気圧にてドライ路面を４０００ｋｍ走行させた後、段差摩耗量（摩耗によるサイプとサイプとの段差）を測定した。評価は、比較例を１００としたときの指数で示し、数値が大きいほど段差摩耗量が小さく耐段差摩耗性能に優れていることを示す。

比較例、実施例１、２
図１に示したトレッド面において、車両装着時内側となる領域と車両装着時外側となる領域とでジグザグ面のジグザグ高さを同じとし、Ｈａ＝Ｈｂ＝２ｍｍとした空気入りタイヤを比較例とした。また、図１に示したトレッド面において、Ｈａ＝３ｍｍ、Ｈｂ＝１ｍｍとした空気入りタイヤを実施例１とした。更に、図４に示したトレッド面において、Ｈａ＝３ｍｍ、Ｈｂ＝設定無しとした空気入りタイヤを実施例２とした。なお、タイヤサイズはいずれも２０５／６５Ｒ１５とした。評価結果を表１に示す。

表１より、比較例は、摩耗初期状態では実施例１、２と同等のアイス制動性能を発揮しているものの、その性能は４０００ｋｍ走行後に低下していることが分かる。また、ドライ路面におけるハンドリング性能及び耐段差摩耗性能は、実施例１、２が比較例よりも優れており、中でも実施例２が優れていることが分かる。比較例では、車両外側のブロック壁面の剛性が低いことによりハンドリング性能が低下しつつ段差摩耗を生じ、それにより接地面積が減少したためアイス制動性能が低下したものと考えられる。これに対して、実施例１、２では、上記の如き構成によって、アイス・スノー性能を向上しながら、ドライ路面でのハンドリング性能や耐段差摩耗性能を改善することができており、その改善効果は実施例２の方が高いことが分かる。

本発明に係る空気入りタイヤのトレッド面の一例を示す展開図 車両装着時内側となる領域のブロックの要部斜視図 車両装着時外側となる領域のブロックの要部斜視図 ジグザグ面の形状を示す拡大平面図 本発明の別実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド面を示す展開図

符号の説明

１ａ ブロック
１ｂ ブロック
１ｃ ブロック
２ａ ジグザグ面
２ｂ ジグザグ面
２ｃ 平坦面
３ サイプ
４〜６ 主溝
Ｈａ ジグザグ高さ
Ｈｂ ジグザグ高さ

Claims (3)

1. トレッド面に、タイヤ周方向に延びる主溝を含む溝部と、その溝部により区分された陸部とが設けられた空気入りタイヤにおいて、
   前記陸部の前記主溝に面する壁面がジグザグ面で形成されており、タイヤ赤道を基準として車両装着時内側となる領域の前記ジグザグ面が、車両装着時外側となる領域の前記ジグザグ面よりもジグザグ高さが大きく、前記陸部に前記ジグザグ面の谷底部にて両端を開口させた複数のサイプが形成されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. トレッド面に、タイヤ周方向に延びる主溝を含む溝部と、その溝部により区分された陸部とが設けられた空気入りタイヤにおいて、
   タイヤ赤道を基準として車両装着時内側となる領域では、前記陸部の前記主溝に面する壁面がジグザグ面で形成されているとともに、車両装着時外側となる領域では、前記陸部の前記主溝に面する全ての壁面が平坦面で形成されており、前記陸部に前記ジグザグ面の谷底部にて両端を開口させた複数のサイプが形成されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
3. 前記ジグザグ面が、タイヤ幅方向に出退しながら山谷を交互に繰り返すものであり、タイヤ周方向に対する角度が９０±１０°となる成分を含む請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。

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