JP4732379B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、トレッド面に、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、氷雪路面におけるハンドリング性能（スノーハンドリング性能）等の向上を目的として、陸部の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いる。例えば、下記特許文献１には、タイヤ赤道の近傍に設けた周方向リブの壁面をジグザグ面で形成したタイヤが開示されている。

しかしながら、かかる空気入りタイヤでは、陸部の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）におけるハンドリング性能（ドライハンドリング性能）が悪化するという問題がある。下記特許文献１記載の空気入りタイヤは、スノーハンドリング性能を向上するものではあるが、それと共にドライハンドリング性能を確保する手段については何ら示唆するものではない。
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、優れたスノーハンドリング性能とドライハンドリング性能とを両立した空気入りタイヤを提供することにある。

本発明に係る空気入りタイヤは、トレッド面に、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、前記陸部の前記溝部に面する壁面のうち、車両装着時内側に対面する内側壁面がジグザグ面で形成されているとともに、車両装着時外側に対面する外側壁面が平坦面で形成されており、前記ジグザグ面の凹み幅が１．０〜５．０ｍｍであるものである。

本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねたところ、ドライ路面のような摩擦係数が高い路面では、旋回時における車両外側への荷重変化が大きく、陸部の車両装着時外側に対面する外側壁面の近傍部分に高負荷が作用する傾向があるのに対し、氷雪路面のような摩擦係数が低い路面では、旋回時における車両外側への荷重変化が小さく、上記のような傾向が小さいことに着目し、上記の如き本発明を想到した。

つまり、本発明に係る空気入りタイヤによれば、陸部の車両装着時内側に対面する内側壁面がジグザグ面で形成されていることにより、氷雪路面に対するエッジ効果を高めて、優れたスノーハンドリング性能を発揮することができる。しかも、陸部の車両装着時外側に対面する外側壁面が平坦面で形成されていることにより、ドライ路面での旋回時に高負荷が作用する部分の剛性を確保して、優れたドライハンドリング性能を発揮でき、その結果、スノーハンドリング性能とドライハンドリング性能とを良好に両立することができる。

本発明では、前記ジグザグ面の凹み幅が１．０〜５．０ｍｍである。かかる構成によれば、ドライハンドリング性能を過度に低下させることなく、またジグザグ面によるエッジ効果を適切に確保して、上述した本発明の作用効果を適切に奏することができる。

上記において、前記外側壁面の断面角度を前記内側壁面の断面角度よりも大きくしたものが好ましい。これによりドライ路面での旋回時に高負荷が作用する部分の剛性を効果的に確保できるため、外側壁面を平坦面で形成したことによる上記作用効果と相俟って、より優れたドライハンドリング性能を発揮することができる。なお、ここでいう壁面の断面角度とは、溝幅方向での断面におけるトレッド面の法線に対する壁面の角度である。

上記において、前記外側壁面のエッジ部をテーパ面又は円弧面で形成したものが好ましい。これによりドライ路面での旋回時に高負荷が作用する部分の剛性を効果的に確保できるため、外側壁面を平坦面で形成したことによる上記作用効果と相俟って、より優れたドライハンドリング性能を発揮することができる。

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。図２は、そのトレッド面に設けられた周方向リブの斜視図である。

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。ＣＬはタイヤ赤道、Ｅは接地端、矢印Ｒはタイヤ回転方向を示している。このトレッド面には、溝部として、タイヤ周方向に連続して直線状に延びる主溝４〜７と、それらに交差して延びる傾斜溝８、９とが設けられている。また、その溝部によって区分される陸部として、タイヤ周方向に連続して直線状に延びる周方向リブ１と、そのタイヤ幅方向両側にて配列されたブロック２、３とが設けられている。

本実施形態では、周方向リブ１及びブロック２、３の主溝４〜７に面する壁面のうち、車両装着時内側に対面する内側壁面１ａ〜３ａがジグザグ面で形成されており、車両装着時外側に対面する外側壁面１ｂ〜３ｂが平坦面で形成されている。つまり、図１に示すようなタイヤ周方向に延びる壁面のうち、主溝４〜７に図１右側から面する壁面１ａ〜３ａがジグザグ面で形成され、図１左側から面する壁面１ｂ〜３ｂが平坦面で形成されている。

これにより、氷雪路面では内側壁面１ａ〜３ａのジグザグ面によるエッジ効果を奏して、優れたスノーハンドリング性能を発揮することができる。しかも、外側壁面１ｂ〜３ｂが平坦面で形成されていることから、ドライ路面での旋回時に高負荷が作用する部分の剛性を確保でき、優れたドライハンドリング性能をも発揮することができる。かかる作用効果を良好に奏する観点から、本発明では、タイヤ周方向に延びる主溝に面する全ての壁面に対して、上記ジグザグ面及び平坦面の割当てが適用されていることが好ましい。

ジグザグ面で形成された内側壁面１ａは、図２に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、ジグザグ面の谷底部にて端部を開口させたサイプ１０が形成されているため、加速・制動時に陸部が倒れ込み易くなり、サイプ１０によるエッジ効果と併せてジグザグ面によるエッジ効果が良好に発揮される。このジグザグの周期Ｌは、ジグザグ面によるエッジ効果と陸部剛性を適度に確保する観点から３〜８ｍｍであることが好ましく、より好ましくは４〜５ｍｍである。

ジグザグ面の凹み幅Ｗは、１．０〜５．０ｍｍであり、１．０〜２．０ｍｍであることがより好ましい。この凹み幅Ｗが１．０未満であると、ジグザグ面によるエッジ効果が小さくなる傾向にあり、５．０ｍｍを超えると、陸部剛性が下がるためハンドリング性能が低下する傾向にある。なお、凹み幅Ｗは、ジグザグ面の山頂部（最も張り出した部分）と谷底部（最も引っ込んだ部分）との溝幅方向の距離として定義される。

本実施形態では、内側壁面１ａのジグザグ形状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によるエッジ効果を持続することができる。かかる観点から、本発明では、ジグザグ面が、トレッド面から主溝深さの５０％以上の深さ位置にまで延在していることが好ましく、７０％以上の深さ位置にまで延在していることがより好ましい。

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制限されないが、本実施形態では、ジグザグ面が、タイヤ周方向に対する角度が略９０°となる第１部分１１と、タイヤ周方向に対して傾斜した第２部分１２とを交互に繰り返すことで構成されている。ジグザグ面によるエッジ効果は、主として第１部分１１により奏され、スノーハンドリング性能を良好に向上しうる。第２部分１２は、タイヤ回転方向Ｒの反対方向に向かって主溝５側に傾斜しており、ウェット路面走行時の主溝５内の水流を妨げないように設けられている。

このジグザグ面は、ジグザグ形状がない通常の壁面に対して凸形状ではなく凹形状となるように設定されている。そのため、陸部壁面をジグザグ面で形成することによりトレッド面の実シースルーボイドを低減することがなく、上述したジグザグ面の形状とも協働して排水性を高め、耐ハイドロプレーニング性能を確保することができる。

図３は、図１のＡ−Ａ矢視断面図であり、主溝５、６の溝幅方向での断面を示している。このように、本実施形態では、外側壁面１ｂ、２ｂの断面角度θｂを内側壁面１ａ、２ａの断面角度θａよりも大きくしている。これにより、ドライ路面での旋回時に高負荷が作用する部分の剛性を効果的に確保できるため、外側壁面１ｂ、２ｂを平坦面で形成したことによる効果と相俟って、より優れたドライハンドリング性能を発揮することができる。なお、かかる作用効果に溝容積などを加味して考慮すると、断面角度θａが０〜５°、断面角度θｂが１０〜２０°であることが好ましい。

本発明では、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、外側壁面１ｂのエッジ部をテーパ面１３又は円弧面１４で形成することが好ましい。これにより、ドライ路面での旋回時に高負荷が作用する部分の剛性を効果的に確保でき、外側壁面１ｂを平坦面で形成したことによる上記作用効果と相俟って、より優れたドライハンドリング性能を発揮することができる。

本発明では、既述のように、タイヤ周方向に延びる主溝に面する全ての壁面に対して、上記ジグザグ面及び平坦面の割当てが適用されていることが好ましいが、更に、それら全ての壁面に対して、上記断面角度の大小関係が満たされていることがより好ましく、そのうえ全ての外側壁面のエッジ部がテーパ面又は円弧面で形成されていることが好ましい。

以上、図２〜４を参照しながら、周方向リブ１の壁面１ａ、１ｂを例にとって説明したが、ブロック２の壁面２ａ、２ｂ及びブロック３の壁面３ａ、３ｂにおいても同様であり、ジグザグ面の周期、凹み幅、深さ及び形状などについては、上記と同様に構成することができる。なお、本発明では、ジグザグ面で形成された内側壁面１ａ〜３ａの凹み幅や形状などが、互いに同等でも異なっていても構わない。

本発明は、スタッドレスタイヤ（冬用タイヤ）として有用である。冬用タイヤでは、ＪＩＳＫ６２５３のデュロメータ硬さ試験（タイプＡ）に準じて測定したゴム硬度が４５〜６５°程度、特に国内では４５〜５５°程度の比較的軟質のトレッドゴムが採用され、ドライハンドリング性能が低下し易い傾向にあるが、本発明によれば、上記のように優れたスノーハンドリング性能とドライハンドリング性能とを両立することができる。

本発明の空気入りタイヤは、トレッド面を上記の如き構成にすること以外は、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。

［別実施形態］
本発明に係る空気入りタイヤのトレッドパターンは、前述の実施形態で示したものに限られず、主溝が屈曲線状に延びるものやＶ字状溝が設けられたものでも構わない。また、冬用タイヤとしての性能を重視する場合には、陸部を全てブロックで構成してもよい。トレッドパターンは、壁面におけるジグザグ面と平坦面との違いを除けば、タイヤ幅方向に対称でも非対称でも構わない。

前述の実施形態では、タイヤ周方向に直線状に延びる溝に面する壁面をジグザグ面で形成した例を示したが、本発明では、車両装着時内側に対面する壁面であれば、タイヤ周方向に対して傾斜した溝や曲線状に延びる溝に面する壁面をジグザグ面で形成しても構わない。湾曲した溝に面する壁面をジグザグ面で形成する場合には、その溝中心線の法線方向を溝幅方向として、上記の凹み幅や断面角度を特定できる。

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）スノーハンドリング性能
タイヤを実車（国産３０００ｃｃクラスのＦＲセダン）に装着し、車両指定の空気圧にて氷雪路面を走行させ、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。なお、評価は１０点満点とし、数値が大きいほどスノーハンドリング性能に優れていることを示す。

（２）ドライハンドリング性能
タイヤを実車（国産３０００ｃｃクラスのＦＲセダン）に装着し、車両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。なお、評価は１０点満点とし、数値が大きいほどドライハンドリング性能に優れていることを示す。

（３）耐ハイドロプレーニング性能
タイヤを実車（国産３０００ｃｃクラスのＦＲセダン）に装着し、車両指定の空気圧にて水深８ｍｍのウェット路面を有する直線コースを走行して、ハイドロプレーニング現象が発生するときの速度を測定した。評価は比較例１を１００としたときの指数で示し、数値が大きいほど速度が大きく耐ハイドロプレーニング性能に優れていることを示す。

比較例１、２
図１に示したトレッド面において、陸部の主溝に面する全ての壁面を平坦面で形成した空気入りタイヤを比較例１とし、陸部の主溝に面する全ての壁面をジグザグ面で形成した空気入りタイヤを比較例２とした。また、壁面の断面角度は一律に１０°とし、比較例２におけるジグザグ面の周期を５ｍｍ、凹み幅を２ｍｍとした。なお、タイヤサイズはいずれも２０５／５５Ｒ１６とした。

実施例１、２
図１に示したトレッド面において、陸部の主溝に面する壁面のうち、内側壁面をジグザグ面で形成し、外側壁面を平坦面で形成した空気入りタイヤを実施例１、２とした。また、壁面の断面角度は、実施例１ではθａ＝θｂ＝１０°とし、実施例２ではθａ＝０°、θｂ＝２０°として、ジグザグ面の周期や凹み幅は比較例２と同じにした。なお、タイヤサイズはいずれも２０５／５５Ｒ１６とした。評価結果を表１に示す。

表１より、比較例１では、ジグザグ面によるエッジ効果が発揮されないため、スノーハンドリング性能が低く、比較例２では、ドライ路面での旋回時に高負荷が作用する部分の剛性が確保されないため、ドライハンドリング性能が低いことが分かる。これらに対して、実施例１、２では、耐ハイドロプレーニング性能を確保した状態で、優れたスノーハンドリング性能とドライハンドリング性能とを発揮していることが分かる。特に実施例２では、外側壁面の断面角度を比較的大きくしたことにより、ドライ路面での旋回時に高負荷が作用する部分の剛性が確保され、実施例１よりも優れたドライハンドリング性能を発揮している。

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 トレッド面に設けられた周方向リブの斜視図 図１のＡ−Ａ断面図 主溝の溝幅方向での断面の変形例を示す図

符号の説明

１ 周方向リブ
１ａ 周方向リブ１の内側壁面
１ｂ 周方向リブ１の外側壁面
２ ブロック
２ａ ブロック２の内側壁面
２ｂ ブロック２の外側壁面
３ ブロック
３ａ ブロック３の内側壁面
３ｂ ブロック３の外側壁面
４〜７ 主溝
Ｗ 凹み幅
θａ 内側壁面の断面角度
θｂ 外側壁面の断面角度

Claims (3)

1. トレッド面に、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、
   前記陸部の前記溝部に面する壁面のうち、車両装着時内側に対面する内側壁面がジグザグ面で形成されているとともに、車両装着時外側に対面する外側壁面が平坦面で形成されており、前記ジグザグ面の凹み幅が１．０〜５．０ｍｍであることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記外側壁面の断面角度を前記内側壁面の断面角度よりも大きくした請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記外側壁面のエッジ部をテーパ面又は円弧面で形成した請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
   

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