JP4541866B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

この発明は、トレッド部に、互いに交差する複数の主溝を配設することによって多数個のブロック陸部を区画形成するとともに、該ブロック陸部に複数本の細溝を配設してなる空気入りタイヤ、特には冬季用タイヤ及び全天候用タイヤに関するものであり、かかるタイヤの雪上路面での発進及び制動性能と乾燥路面での操縦安定性の高いレベルでの両立を図る。

トレッド部に多数個のブロック陸部を形成した、いわゆるブロックパターンを採用する冬季用タイヤ及び全天候用タイヤにおいては、各ブロック陸部に複数本のサイプを設けることが一般的であり、また、その雪上路面での発進及び制動性能を向上させる手段としては、サイプの配設本数を増やしてブロック陸部の剛性を低下させて、ブロック陸部の倒れ込みによる路面と陸部との間に摩擦力を発生させる効果である、いわゆる引掻き効果（エッジ効果ともいう。）を増加させることが有用であることが知られている。しかし、これらのタイヤは、雪上路面のみならず乾燥路面においても使用される機会が多いので、雪上路面での発進及び制動性能を向上させるためにサイプの配設本数を増やすと、引掻き効果は増加するものの、ブロック陸部全体の剛性が不足し、特に乾燥路面では、ブロック陸部の倒れこみが過大となる結果、実接地面積が減少して、操縦安定性の低下を招くこととなる。このように、雪上路面での発進及び制動性能と乾燥路面での操縦安定性とは二律背反の関係にあった。

かかる二律背反の性能を両立させるため、例えば特許文献１には、同一ブロック陸部内で薄いサイプと厚いサイプとを混用することによって、ブロック陸部の剛性を確保しつつ、引掻き効果を高めたタイヤが記載されている。また、特許文献２には、ブロック陸部に設けるサイプを、トレッド踏面における延在形状及び細溝の幅断面形状のいずれもがジグザグ状をなす三次元サイプとしたタイヤが記載されている。しかし、これらのタイヤはいずれも、個々のブロック陸部における引掻き効果と陸部剛性の両立には一定の効果を有するものの、トレッド部全体としての適正なサイプの配設が行われていないため、タイヤ全体としては雪上路面での発進及び制動性能と乾燥路面での操縦安定性とを満足できるレベルで両立させることは困難であった。

特開平１０−２９４１２号公報 特開２００４−２０３１２８号公報

したがって、この発明の目的は、ブロックパターンを有する空気入りタイヤのブロック陸部に細溝を適正に配設することによって、雪上路面での発進及び制動性能と乾燥路面での操縦安定性とを高いレベルで両立することのできる空気入りタイヤを提供することにある。

上記の目的を達成するため、この発明は、トレッド部に、互いに交差する複数の主溝を配設することによって多数個のブロック陸部を区画形成するとともに、該ブロック陸部に複数本の細溝を配設してなる空気入りタイヤにおいて、前記トレッド部をタイヤ幅方向中央域とタイヤ幅方向両側方域に区分したとき、タイヤ幅方向中央域に位置するブロック陸部に配設した細溝の幅が、タイヤ幅方向両側方域に位置するブロック陸部に配設した細溝の幅よりも大きく、少なくともタイヤ幅方向中央域に位置するブロック陸部に配設した細溝は、トレッド踏面における延在形状及び細溝の幅断面形状のいずれもがジグザグ状をなした三次元細溝であることを特徴とする空気入りタイヤである。

ここでいう「タイヤ幅方向中央域」とはタイヤ赤道面を中心としてトレッド幅の０〜５０％の領域をいい、「タイヤ幅方向両側方域」とはこのタイヤ幅方向中央域の両側の領域をいうものとする。また「細溝」は、接地状態でも溝が完全に閉じない溝のみならず、接地状態で溝が完全に閉じるいわゆるサイプも含むものとする。

タイヤ幅方向両側方域に位置するブロック陸部に配設した細溝は、トレッド踏面における延在形状及び細溝の幅断面形状のいずれもが直線状の細溝であることが好ましい。

また、タイヤ幅方向中央域に位置するブロック陸部に配設した細溝の幅が１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり、タイヤ幅方向両側方域に位置するブロック陸部に配設した細溝の幅が０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ未満であることが好ましい。

この発明によれば、ブロックパターンを有する空気入りタイヤのブロック陸部に細溝を適正に配設することによって、雪上路面での発進及び制動性能と乾燥路面での操縦安定性とを高いレベルで両立することのできる空気入りタイヤを提供することが可能となる。

以下、図面を参照しつつこの発明の実施の形態を説明する。図１はこの発明に従う代表的な空気入りタイヤ（以下「タイヤ」という。）のトレッド部の一部の展開図であり、図２（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ図１の線Ａ−Ａ上及び線Ｂ−Ｂ上の断面図であり、図３はタイヤ幅方向中央域に位置するブロック陸部に配設した三次元細溝の溝壁を示す斜視図である。

図１に示すタイヤは、トレッド部１に、互いに交差する複数の主溝２、３を配設することによって多数個のブロック陸部４ａ、４ｂを区画形成するとともに、ブロック陸部４ａ、４ｂに複数本の細溝５ａ、５ｂを配設してなる。

そして、この発明の構成上の主な特徴は、トレッド部１を、タイヤ赤道面Ｅを含むタイヤ幅方向中央域６とタイヤ幅方向両側方域７に区分したとき、タイヤ幅方向中央域６に位置するブロック陸部４ａに配設した細溝５ａの幅ｗ_ａを、タイヤ幅方向両側方域７に位置するブロック陸部４ｂに配設した細溝５ｂの幅ｗ_ｂよりも大きくし、少なくともタイヤ幅方向中央域６に位置するブロック陸部４ａに配設した細溝５ａを、トレッド踏面における延在形状すなわち図１における延在形状及び細溝の幅断面形状すなわち図２（ａ）における延在形状のいずれもがジグザグ状をなした三次元細溝とすることにある。

冬季用タイヤ及び全天候用タイヤにおいて、雪上路面での発進及び制動性能を向上させるにはトレッド部のネガティブ率を大きくすることが有効である。特に幅方向中央領域内のブロック陸部に比較的幅の広い細溝を配設すれば、細溝のエッジによる引掻き効果と路面に存在する融雪水を溝内に取り込む除水効果とが高まることから、雪上路面での発進及び制動性能が大幅に向上することが期待される。しかし、ブロック陸部に配設する細溝の幅を大きくしすぎたり、配設本数を増やしたりしすぎると、これらに伴うブロック剛性の低下によってタイヤ負荷転動時にブロック陸部の倒れ込みが大きくなり、これは乾燥路面での操縦安定性の確保及び耐偏摩耗性の観点から好ましくないという問題があった。

これに対し、この発明に従うタイヤでは、タイヤ幅方向中央域６に位置するブロック陸部４ａに配設した細溝５ａの幅ｗ_ａを大きくすることによってトレッド部１のタイヤ幅方向中央域６のネガティブ率を上げながら、細溝５ａを図３に示すような溝壁を有する三次元細溝とすることによって、タイヤ負荷転動時にブロック陸部４ａが倒れ込み変形しても、細溝５ａの少なくとも一部が閉じた状態になるとこれに対向する溝壁が支えとなってそれ以上の変形を防止することで、ブロック陸部の剛性を確保することが可能となる。一方、幅方向両側方域７については、細溝５ｂの幅を大きくしても、雪上路面での発進及び制動性能の向上に対する寄与度が低い割に、乾燥路面での操縦安定性に与える影響が大きいことから、ブロック陸部４ｂに配設する細溝５ｂの幅は従来のタイヤと同様に比較的小さく保っている。これらの結果、雪上路面での発進及び制動性能と乾燥路面での操縦安定性とを総合的に高いレベルで両立することができるのである。

なお、図１では「ジグザグ状」としてＶ字状に屈曲した例を示したが、細溝５ａの延在形状は、かかる折れ線状に限定されず、円弧曲線状や正弦曲線状等の波線状としてもよい。しかし、ブロック剛性や加硫モールドに取り付ける細溝成型用のブレードの耐久性を確保する観点からは、図示の如き折れ線状とすることが好ましい。

また、タイヤ幅方向両側方域７に位置するブロック陸部４ｂに配設した細溝５ｂは、タイヤ幅方向中央域６に位置するブロック陸部４ａに配設した細溝５ａと同様に三次元細溝やトレッド踏面における延在形状がジグザグ状でありかつ細溝の幅断面形状が直線状をなす二次元細溝とすることもできるが、トレッド踏面における延在形状及び細溝の幅断面形状のいずれもが直線状の細溝であることが好ましい。細溝５ｂを直線状の細溝とすれば、ブロック陸部４ｂの剛性を下げることができ、雪上路面での発進及び制動性能が一層向上するからである。

さらに、タイヤ幅方向中央域６に位置するブロック陸部４ａに配設した細溝５ａの幅ｗ_ａが１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり、タイヤ幅方向両側方域７に位置するブロック陸部４ｂに配設した細溝５ｂの幅ｗ_ｂが０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ未満であることが好ましい。タイヤ幅方向中央域６に位置するブロック陸部４ａに配設した細溝５ａの幅ｗ_ａが、１．０ｍｍ未満の場合には細溝５ａのエッジによる引掻き効果と除水効果とが不足し雪上路面での発進及び制動性能の向上が不十分となるおそれがあるからであり、２．０ｍｍを超える場合にはブロック剛性の低下を三次元細溝で補うことができなくなり乾燥路面での操縦安定性を確保できなくなるおそれがあるからである。また、タイヤ幅方向両側方域７に位置するブロック陸部４ｂに配設した細溝５ｂの幅ｗ_ｂが、０．１ｍｍ未満の場合には細溝５ｂを配設した効果、特に除水効果の向上が期待できず路面での発進及び制動性能の向上が不十分となるおそれがあるからであり、１．０ｍｍを超える場合にはブロック剛性が低下し乾燥路面での操縦安定性を確保できなくなるおそれがあるからである。

なお、上述したところは、この発明の実施態様の一部を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。例えば、図示の例では各ブロック陸部には１本の細溝が配設されているが、必要とされる諸性能に応じて複数本の細溝を配設してもよい。また、細溝の形状は、図示の例のように両端が主溝に開口したものに限定されず、一端のみが主溝に開口したもの、両端がブロック陸部内で終端するものも含めることができるが、特に高い除水効果を必要とする場合には両端が開口したものを用いることが好ましい。

次に、この発明に従う空気入りタイヤを試作し性能評価を行ったので、以下に説明する。

実施例のタイヤは、タイヤサイズが２０５／６０Ｒ１５ ９１Ｔの乗用車用ラジアルタイヤであり、図１に示すトレッドパターンを有し、タイヤ幅方向中央域に位置するブロック陸部に配設した細溝が幅２．０ｍｍの三次元細溝であり、タイヤ幅方向両側方域に位置するブロック陸部に配設した細溝が幅０．７ｍｍの直線状の細溝である。

比較のため、タイヤサイズが実施例のタイヤと同じであり、主溝及びブロック陸部の寸法及び配設パターンが実施例のタイヤと同じであるものの、図４に示すトレッドパターンを有し、タイヤ幅方向中央域に位置するブロック陸部に配設した細溝が幅０．７ｍｍ（従来例１）又は２．０ｍｍ（従来例２）の直線状の細溝であり、タイヤ幅方向両側方域に位置するブロック陸部に配設した細溝が幅０．７ｍｍの直線状の細溝であるタイヤについても併せて試作した。

前記各供試タイヤをサイズ１５×６Ｊのホイールに組み付けてタイヤ車輪とし、このタイヤ車輪をテスト車両（排気量１８００ｃｃのＦＦ車）に装着し、空気圧：２００ｋＰａ（相対圧）、タイヤ負荷荷重：２名乗車相当を適用して次の各試験を行った。

（雪上路面での発進性能）
雪上路面のテストコースにおいて、停止状態のテスト車両をフル加速で発進させて速度が２５ｋｍ／ｈに達するまでの時間を測定し、この測定値により雪上路面での発進性能を評価した。その評価結果を表１に示す。

（雪上路面での制動性能）
雪上路面のテストコースにおいて、速度２５ｋｍ／ｈのテスト車両を急制動して静止状態になるまでの制動距離を測定し、この測定値により雪上路面での制動性能を評価した。その評価結果を表１に示す。

（乾燥路面での操縦安定性）
乾燥路面のテストコースにおいて、テスト車両を走行した際の操縦安定性をプロのドライバーによるフィーリングによって十点満点で評価した。その評価結果を表１に示す。

なお表１に示す雪上路面での発進及び制動性能の評価結果は数値が小さいほど優れており、乾燥路面での操縦安定性の評価結果は数値が大きいほど優れている。

表１において従来例１と実施例の評価結果を比較すると、乾燥路面での操縦安定性は同レベルでありながら、実施例のタイヤは雪上路面での発進及び制動性能が著しく向上していることがわかる。また、従来例２と実施例の評価結果を比較すると、雪上路面での発進及び制動性能は同レベルでありながら、実施例のタイヤは乾燥路面での操縦安定性が著しく向上していることが分かる。これらの比較結果から、実施例のタイヤは総合的な性能に優れていることが分かる。

この発明によって、ブロックパターンを有する空気入りタイヤのブロック陸部に細溝を適正に配設することによって、雪上路面での発進及び制動性能と乾燥路面での操縦安定性とを高いレベルで両立することのできる空気入りタイヤを提供することが可能となった。

この発明に従う代表的な空気入りタイヤのトレッド部の一部の展開図である。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ図１の線Ａ−Ａ上及び線Ｂ−Ｂ上の断面図である。 タイヤ幅方向中央域に位置するブロック陸部に配設した三次元細溝の溝壁を示す斜視図である。 従来例１及び２の空気入りタイヤのトレッド部の一部の展開図である。

符号の説明

１ トレッド部
２、３ 主溝
４ａ、４ｂ ブロック陸部
５ａ、５ｂ 細溝
６ タイヤ幅方向中央域
７ タイヤ幅方向両側方域

Claims (3)

1. トレッド部に、互いに交差する複数の主溝を配設することによって多数個のブロック陸部を区画形成するとともに、該ブロック陸部に複数本の細溝を配設してなる空気入りタイヤにおいて、
   前記トレッド部をタイヤ幅方向中央域とタイヤ幅方向両側方域に区分したとき、タイヤ幅方向中央域に位置するブロック陸部に配設した細溝の幅が、タイヤ幅方向両側方域に位置するブロック陸部に配設した細溝の幅よりも大きく、
   少なくともタイヤ幅方向中央域に位置するブロック陸部に配設した細溝は、トレッド踏面における延在形状及び細溝の幅断面形状のいずれもがジグザグ状をなした三次元細溝であることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. タイヤ幅方向両側方域に位置するブロック陸部に配設した細溝は、トレッド踏面における延在形状及び細溝の幅断面形状のいずれもが直線状の細溝である、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. タイヤ幅方向中央域に位置するブロック陸部に配設した細溝の幅が１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり、タイヤ幅方向両側方域に位置するブロック陸部に配設した細溝の幅が０．１ｍｍ以上１．０ｍｍ未満である、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。

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