JP4657404B2

JP4657404B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4657404B2
Application number: JP23659699A
Authority: JP
Inventors: 新冨田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1999-08-24
Filing date: 1999-08-24
Publication date: 2011-03-23
Anticipated expiration: 2019-08-24
Also published as: JP2001058509A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空気入りタイヤ、より詳細には、主として舗装路面を走行する乗用車、小型トラック及びトラック・バスなどの車両の使途に供する空気入りタイヤに関し、特に、ウエット路面で優れた制動性能を発揮する空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
主として舗装路面を走行する車両には、水膜で覆われたウエット路面で優れた制動性能を発揮する空気入りタイヤの使用が求められるのは当然である。そのため、これまで、タイヤの制動性能向上手段として、ウエット条件下で滑り難いトレッドゴムが種々提案されたり、ブロックパターンを採用して個々のブロック剛性を高めることが提案されたりしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、ウエット路面での制動性能向上のために特に配合組成に配慮したトレッドゴムは、エネルギ損失が大きくなるのは不可避である。また、接地性を向上させるため、横方向溝の溝深さを浅くしてブロック剛性を上げるなどの手段がとられている。
【０００４】
しかし、エネルギ損失が大きなトレッドゴムを適用した空気入りタイヤは、転がり抵抗が増大し、低燃費タイヤの要請が強い現状にはそぐわない。また、横方向溝の溝深さを浅くした空気入りタイヤは、ウエット路面での耐ハイドロプレーニング性が低下し、却って安全性を損なう不具合を有する。
【０００５】
従って、この出願の請求項１〜１１に記載した発明は、上述した問題点を解決し、他の性能を損なうことなく、ウエット路面で優れた制動性能を発揮する空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この出願の請求項１に記載した発明は、一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、トレッド部とを有し、トレッド部は、そのトレッドゴムに、周方向に延びる複数本の周方向溝と、これら周方向溝を横断して延びる多数本の横方向溝とを有し、これら周方向溝と横方向溝とにより区画形成する多数個のブロックを備える空気入りタイヤにおいて、
各ブロックは、横方向溝に面する少なくとも一方の壁面に１本以上の浅溝を備え、該浅溝はトレッド部踏面寄りに位置して成り、浅溝の少なくとも１本が踏面に開口部を有するとともに、各ブロックの前記浅溝は、該ブロックを形成する少なくとも１本の周方向溝に開口部を有し、該浅溝は、３ｍｍ以下の溝深さを有することを特徴とする空気入りタイヤにある。
【０００７】
請求項１に記載した発明に関し、請求項２に記載した発明のように、空気入りタイヤは回転方向指定に成り、
この回転方向指定に従うタイヤの接地回転にて、各ブロックの蹴出し側壁面が、上記浅溝を備える。その一方、回転方向無指定の空気入りタイヤは、各ブロックの、横方向溝に面する両側壁面に浅溝を備えるものとする。
【０００９】
請求項１、２に記載した発明に関し、実際上は、請求項３に記載した発明のように、各ブロックの浅溝は、０．２〜４．０ｍｍの範囲内の溝幅を有する。
【００１０】
請求項１〜３に記載した発明に関し、請求項４に記載した発明のように、各ブロックの浅溝は、踏面から該ブロックを形成する横方向溝の溝深さの０．５倍位置までの壁面領域内に存在するのが適合する。
【００１１】
請求項１〜４に記載した発明に関し、請求項５に記載した発明のように、各ブロックの浅溝は、踏面に対し傾斜配置に成る。
【００１２】
請求項１〜５に記載した発明に関し、請求項６に記載した発明のように、各ブロックの浅溝は、踏面の開口部から２方向に末広がり状に周方向溝に向かい延びる配置に成る。
【００１３】
請求項１〜６に記載した発明に関し、請求項７に記載した発明のように、各ブロックの浅溝は、踏面の開口部にて折れ曲がり、折れ曲がり位置から２方向に末広がり状に周方向溝に向かい延びる形状を有する。
【００１５】
請求項５〜７に記載した発明とは別に、請求項１〜４に記載した発明に関し、請求項８に記載した発明のように、各ブロックの浅溝は、ブロックを形成する横方向溝の踏面縁に平行な複数本の横浅溝と、これら横浅溝と直行し、踏面に開口する多数本の縦浅溝との格子状配列形態を有する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図１〜図５に基づき説明する。
図１は、この発明による回転方向無指定の空気入りタイヤのトレッドパターン展開図であり、
図２は、この発明による回転方向指定の空気入りタイヤのトレッドパターン展開図であり、
図３〜図５は、図１及び図２のＡ−Ａ線及び図１のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【００１７】
空気入りタイヤ（以下タイヤという）は、図示を省略したが、慣例に従い、一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、トレッド部とを有し、これら各部を、各ビード部に埋設したビードコア相互間にわたり補強するカーカスを有する。カーカスはラジアルプライ、バイアスプライのいずれも可とする。ラジアルプライタイヤの場合は、カーカス外周でトレッド部を補強するベルトを備える。
【００１８】
図１及び図２は、便宜上、同一のトレッドパターンを示すが、図１に示すトレッドパターンを備えるタイヤは、使用に当り回転方向Ｘは定めず、いずれの回転方向でも使用を可とし、図２に示すトレッドパターンを備えるタイヤは、使用時に回転方向Ｙを指定するものとする。
【００１９】
図１及び図２において、トレッド部は、そのトレッドゴム１（図３〜図５参照）に、周方向に延びる複数本、図示例は４本の周方向溝２と、これら周方向溝２を横断して延びる多数本の横方向溝３とを有する。そして、トレッド部は、４本の周方向溝２と多数本の横方向溝３とにより区画形成する多数個のブロック４を備える。
【００２０】
図示のトレッドパターンは、全てがブロック４からなる必要はなく、主たるパターン構成がブロックパターンであれば良い。また、横方向溝３は、図示のように、タイヤ赤道面Ｅに対し直交配列になるものの他、タイヤ赤道面Ｅに対し傾斜配列になるものも含む。
【００２１】
ここに、図１〜図５において、各ブロック４は、横方向溝３に面する二つの壁面の少なくとも一方の壁面に、１本以上の浅溝５を備える。これら浅溝５は、トレッド部踏面１ｔ寄りに位置するものとし、浅溝５の少なくとも１本が踏面１ｔに開口する。
【００２２】
図１に示す回転方向無指定タイヤの各ブロック４は、それを区画形成する２本の横方向溝３に面する二つの壁面に浅溝５を備える。また、図２に示す回転方向指定タイヤの各ブロック４は、タイヤの接地回転にて、各ブロック４の蹴出し側壁面のみに浅溝５を備えるものとする。
【００２３】
さて、制動性能を論じる際に、タイヤのＳ−μ特性がしばしば用いられる。ここに、Ｓはタイヤのスリップ率（％）であり、μはトレッド部踏面と路面との間の摩擦係数である。ドライ路面及びウエット路面共に、通常、スリップ率Ｓが１０％前後で最大の摩擦係数μが得られることが分かった。
【００２４】
ドライ路面で、スリップ率Ｓが１０％を超えても、摩擦係数μの低下度合いは小さいのに対し、ウエット路面では、スリップ率Ｓが１０％前後の値を超えたとき、摩擦係数μの低下度合いが著しく大きくなることを解明した。特に、氷雪路面での走行性能向上のため、トレッドゴム陸部にサイプを多用するタイヤは、この低下度合いが顕著である。
【００２５】
以下、図１、２を援用して説明する。ウエット路面にてタイヤのスリップ率Ｓが１０％を超える領域では、各ブロック４は、タイヤの進行方向（タイヤ回転方向とは逆の方向）に滑る。この滑りにより、荷重負荷の下で接地しているブロック４の踏面１ｔと、ブロック４の基部（２本の横方向溝２の溝底を通る面）との間に相対変位が生じる。その結果、ブロック４は、タイヤ回転方向にせん断変形と曲げ変形を生じ、ブロック４は倒れ込み、ブロック４の蹴出し側壁面の一部が接地する。蹴出し側とは、ブロック４が接地に入るとき、後から接地する側である。
【００２６】
タイヤにスリップが生じているとき、接地しているブロック４の前方には、路面上に元から存在する水と、押し出された水とが併存する。そこで、従来タイヤでは、スリップ率Ｓが１０％付近を超え、ブロック４の倒れ込みが大きいとき、ブロック４の蹴出し側壁面が接地した部分と、路面との間に介在する水は排水されないため、タイヤの摩擦係数μは大幅に低下し、ウエット制動性能が低下する。
【００２７】
これに対し、回転方向無指定のタイヤでは、各ブロック４が、それを区画形成する２本の横方向溝３に面する二つの壁面に浅溝５を備えることにより、そして、回転方向指定のタイヤでは、各ブロック４が、その蹴出し側壁面に浅溝５を備えることにより、ブロック４の蹴出し側壁面が接地した部分と、路面との間に介在する水をブロック４の幅方向へ導き排出することが可能となる。
【００２８】
それというのも、浅溝５が、トレッドブロック踏面１ｔ寄りに位置し、かつ、少なくとも１本の浅溝が踏面１ｔに開口部を有するからである。回転方向無指定のタイヤは、ブロック４のいずれの壁面が蹴出し側となってもこの排水効果を奏する。また、浅溝５は、ブロック４を形成する少なくとも１本の周方向溝２に開口部を有するものとし、これにより、水の排水性が一層高まる。図３〜図５に示す浅溝５は、２本の周方向溝２に開口部を有する。
【００２９】
以上述べたように、横方向溝３に面するブロック４の壁面に設ける浅溝５は、転がり抵抗や耐ハイドロプレーニング性に悪影響を及ぼすことなく、ウエット制動性能を向上させる作用効果をもたらす。
【００３０】
以下、図３〜図５に従い浅溝５の詳細を説明する。
図３、４に示す浅溝５は、これを備えるブロックの踏面に対し傾斜配置とするものである。図３に示す８本の浅溝５は、ブロック４の幅中央から２本の周方向溝２に向かい末広がり状に延びる４本宛の振り分け配列になる。８本の浅溝５は、サイプ状の幅狭溝であり、全ての浅溝５は踏面１ｔに開口部を有する。
【００３１】
図４に示す１本の浅溝５は、ブロック４の幅中央に開口部を有し、この開口部にて折れ曲がり、折れ曲がり位置から２方向に周方向溝２に向かい末広がり状に延びる形状を有する。この１本の浅溝５は幅広溝である。
【００３２】
図５に示す浅溝５は、横方向溝３の踏面１ｔ縁と平行な複数本、図示例は３本の横浅溝と、これら浅溝と直交し、踏面１ｔに開口する多数本の縦浅溝との格子状配列形態を有する。この種の浅溝５は、サイプ状の幅狭溝である。
【００３３】
さて、上述の浅溝５は、実際上、３ｍｍ以下の溝深さと、０．２〜４．０ｍｍの範囲内の溝幅を有するものとし、この溝深さと溝幅とすることで、十分な排水効果が得られる。溝深さが３ｍｍを超えると、浅溝５を備える側のブロック４の剛性低下が大きくなり、その結果、接地するブロック４の倒れ込み量が増大し、ブロック４の蹴出し側壁面の接地部分が不可避的に増加して、水の排出効果を著しく損なうので不可である。
【００３４】
また、溝幅が４．０ｍｍを超えると、上記同様にブロック４の倒れ込み量が増大し、水の排出効果を著しく損なう一方、溝幅が０．２ｍｍ未満では、荷重負荷の下でのブロック４の押し潰し作用により浅溝５が潰されて閉じ、水の排出効果を確保することができないため、いずれも不可である。
【００３５】
また、上述の浅溝５が踏面１ｔ寄りに存在しなければならないことは、既に述べた通りであり、実際上は、浅溝５は、踏面１ｔから当該ブロック４を形成する横方向溝３の溝深さＤの０．５倍の深さｄ＝０．５×Ｄ位置までの壁面領域内に存在するものとし、この壁面領域内での浅溝５は十分な排水効果を発揮する。
【００３６】
深さｄ位置までに浅溝５が存在すれば、ブロック４の倒れ込みによる水の包み込み現象は回避することができる。その反面、深さｄ位置を超える深さの壁面まで浅溝５が存在すると、ブロック４の剛性低下が大きく、倒れ込みが大きくなり、押し出される水の排水性が損なわれるため、不可である。
【００３７】
【実施例】
乗用車用ラジアルプライタイヤで、サイズが１８５／７０Ｒ１３であり、図１に示すトレッドパターンを有する、実施例１〜４のタイヤを準備した。横方向溝３の溝深さＤは８ｍｍであり、周方向溝２の溝深さも同じ８ｍｍである。各実施例タイヤのウエット制動性能を評価するため、浅溝５の構成を除く他は全て各実施例タイヤに合わせた比較例１、２のタイヤ及び従来例タイヤを準備した。
【００３８】
比較例１のタイヤは、横方向溝３に面するブロック４の壁面全体に、図６に示す浅溝５Ａを備える。これら浅溝５Ａはいずれも踏面１ｔ及び周方向溝２それぞれに開口せず、両端を壁面内に止めた。
【００３９】
比較例２のタイヤは、横方向溝３に面するブロック４の壁面に、図７に示す浅溝５Ｂを備える。これら浅溝５Ｂは、深さｄを超える深さの壁面に配置し、周方向溝２には開口部を有するが、踏面１ｔには開口部をもたない。従来例のタイヤは、図８に示すように、壁面に浅溝を備えてはいない。以上の実施例１〜４のタイヤ、比較例１、２のタイヤの浅溝５、５Ａ、５Ｂの深さ及び幅を、図面番号も合わせて表１に示す。なお、表１には従来例タイヤも併せ記載した。
【００４０】
【表１】

【００４１】
実施例１〜４のタイヤ、比較例１、２のタイヤ及び従来例タイヤを供試タイヤとして、実車による制動性能テストを実施した。試験条件を下記する。
（１）装着リム：５．５Ｊ。充てん内圧：２００kPa 。
（２）テスト車両：ＦＦ乗用車（ＡＢＳ付き）、４輪全てに装着。
（３）タイヤ負荷荷重：前輪４．０１KN、後輪３．１４KN（乗員２名に相当）。
（４）テスト路面：テストコースのアスファルト、水深２ｍｍ。
（５）制動開始時の速度：８０km/h。
（６）制動距離測定：ＡＢＳ作動下での制動開始から停止までの走行距離。
【００４２】
上記テスト条件での制動距離を測定し、測定結果は、従来例タイヤを１００とする指数であらわした。結果を表１の下欄に記載する。値は小なるほど良い。表１が示す結果から、各実施例タイヤは、比較例タイヤ１、２及び従来例タイヤ対比、ウエット路面での制動性能が向上していることが分かる。
【００４３】
【発明の効果】
この出願の請求項１〜１１に記載した発明によれば、転がり抵抗や耐ハイドロプレーニング性を高度に保持した上で、ウエット路面で優れた制動性能を発揮する空気入りタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による回転方向無指定タイヤのトレッドパターン展開図である。
【図２】この発明による回転方向指定タイヤのトレッドパターン展開図である。
【図３】図１及び図２のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図４】図１及び図２のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線に沿う別の断面図である。
【図５】図１及び図２のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線に沿うさらに別の断面図である。
【図６】図１及び図２のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線に沿う比較例の断面図である。
【図７】図１及び図２のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線に沿う他の比較例の断面図である。
【図８】図１及び図２のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線に沿う従来例の断面図である。
【符号の説明】
１トレッドゴム
１ｔ踏面
２周方向溝
３横方向溝
４ブロック
５浅溝
Ｄ横方向溝深さ
ｄ浅溝配置深さ

Claims

一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、トレッド部とを有し、トレッド部は、そのトレッドゴムに、周方向に延びる複数本の周方向溝と、これら周方向溝を横断して延びる多数本の横方向溝とを有し、これら周方向溝と横方向溝とにより区画形成する多数個のブロックを備える空気入りタイヤにおいて、
各ブロックは、横方向溝に面する少なくとも一方の壁面に１本以上の浅溝を備え、該浅溝はトレッド部踏面寄りに位置して成り、浅溝の少なくとも１本が踏面に開口部を有するとともに、各ブロックの前記浅溝は、該ブロックを形成する少なくとも１本の周方向溝に開口部を有し、該浅溝は、３ｍｍ以下の溝深さを有することを特徴とする空気入りタイヤ。
空気入りタイヤは回転方向指定に成り、
この回転方向指定に従うタイヤの接地回転にて、各ブロックの蹴出し側壁面が、上記浅溝を備える請求項１に記載したタイヤ。
各ブロックの浅溝は、０．２〜４．０ｍｍの範囲内の溝幅を有する請求項又は２に記載したタイヤ。
各ブロックの浅溝は、踏面から該ブロックを形成する横方向溝の溝深さの０．５倍位置までの壁面領域内に存在する請求項１〜３のいずれか一項に記載したタイヤ。
各ブロックの浅溝は、踏面に対し傾斜配置に成る請求項１〜４のいずれか一項に記載したタイヤ。
各ブロックの浅溝は、踏面の開口部から２方向に末広がり状に周方向溝に向かい延びる配置に成る請求項１〜５のいずれか一項に記載したタイヤ。
各ブロックの浅溝は、踏面の開口部にて折れ曲がり、折れ曲がり位置から２方向に末広がり状に周方向溝に向かい延びる形状を有する請求項１〜６のいずれか一項に記載したタイヤ。
各ブロックの浅溝は、ブロックを形成する横方向溝の踏面縁に平行な複数本の横浅溝と、これら横浅溝と直行し、踏面に開口する多数本の縦浅溝との格子状配列形態を有する請求項１〜４のいずれか一項に記載したタイヤ。