JP5083972B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、トレッド面にブロックを設け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。

従来、冬用タイヤとして有用なスタッドレスタイヤでは、トレッド面に設けたブロックにサイプと呼ばれる切り込みを形成しており、このサイプによるエッジ効果や除水効果によって、摩擦係数が低い凍結路面での走行性能を高めている。

ところが、最近の研究により、凍結路面ではブロックの接地圧が特異な不均一分布を示しており、サイプによるエッジ効果よりも寧ろ、ブロックの接地圧を均一化することの方が、凍結路面での制動性能（以下、アイス制動性能と呼ぶ。）に対する寄与としては大きいことが分かってきた。

下記特許文献１，２には、ブロックの壁面に矩形状の開口を有するえぐり部を設けた空気入りタイヤが記載されている。しかし、これらのタイヤは、ノイズ性能の向上などを目的としており、上述したようなアイス制動性能について考慮したものではない。即ち、アイス制動性能を向上するには、凍結路面での制動時におけるブロックの接地圧を均一化することが大変重要となってくるが、上記のタイヤはそれを開示するものではない。
特開２０００−１６０２６号公報 米国特許第６６０４５６４号明細書

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、凍結路面での制動時におけるブロックの接地圧を均一化してアイス制動性能を向上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を重ねたところ、図７に示すように、凍結路面上でＲ方向に回転するブロック５０に制動力が負荷されると、壁面５１の周辺領域にて接地圧が高くなり、しかも壁面５１の中央部から遠ざかるにつれて接地圧が低減することを見出した。そして、このことが接地圧を不均一にする主な原因であり、これを改善することでアイス制動性能を向上できることが判明した。本発明は、かかる凍結路面での接地圧分布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できるものである。

即ち、本発明は、トレッド面に、タイヤ周方向に延びる周方向溝と、タイヤ周方向に交差して延びる横溝と、前記周方向溝によってタイヤ幅方向に区分されるとともに、前記横溝によってタイヤ周方向に区分されるブロックとを設けた空気入りタイヤにおいて、前記横溝に対向するブロック壁面に窪みが形成され、前記窪みは、前記ブロックの幅方向の中央部が高さ方向に凸となる形状の開口と、前記ブロックの幅方向の中央部が奥行き方向に凸となる形状の内壁とを有し、前記周方向溝に対向するブロック壁面に窪みが形成され、前記窪みは、前記ブロックのタイヤ周方向の中央部が高さ方向に凸となる形状の開口と、前記ブロックのタイヤ周方向の中央部が奥行き方向に凸となる形状の内壁とを有するものである。

本発明に係る空気入りタイヤは、上記の如き形状の窪みが横溝に対向するブロック壁面に形成されているため、凍結路面での制動時に接地圧が高くなりがちな領域が撓み易く、しかも、その領域から遠ざかるにつれて撓み易さが低減するようになっている。これにより、凍結路面での制動時におけるブロックの接地圧を均一化して、アイス制動性能を向上することができる。

本発明では、前記窪みの最大高さが前記ブロック壁面の高さに対して５０〜７０％であり、前記窪みの最大幅が前記ブロック壁面の幅に対して５０〜７０％であることが好ましい。これにより、ブロックに対して窪みを適切なサイズで形成して、ブロックの接地圧を効果的に均一化することができる。

本発明では、前記ブロックの撓みに抗する一対の補強リブを、前記窪みの内部に中央部を挟んで形成することができる。かかる構成によれば、窪みの中央部にて撓み易さを維持しながらも、その中央部を挟む両サイドではブロックが撓み過ぎることを防ぐことができるため、ブロックの接地圧をより良好に均一化することができる。

以下、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平面図である。図２は、そのトレッド面に設けられたブロックを示す要部斜視図である。

図１に示すトレッド面には、タイヤ周方向ＰＤに延びる周方向溝２と、タイヤ幅方向ＷＤに延びる横溝３とが設けられている。本発明における横溝は、タイヤ周方向に交差して延びていればよく、本実施形態の横溝３のようにタイヤ周方向ＰＤに直交するものに限らず、タイヤ周方向ＰＤに対して傾斜して延びるものも含む。

トレッド面の陸部は、周方向溝２と横溝３によって、センターリブ５とブロック１０とに区分されている。センターリブ５はタイヤ赤道線ＣＬに沿って延設されており、その両側に矩形状のブロック１０が配設されている。ブロック１０は、周方向溝２によってタイヤ幅方向ＷＤに区分されると共に、横溝３によってタイヤ周方向ＰＤに区分されている。

このタイヤは、冬用タイヤとして有用なスタッドレスタイヤであり、ブロック１０の表面にサイプを形成することは、エッジ効果を高めてアイス制動性能を向上するうえで好ましい形態である。また、トレッドには比較的軟らかなゴムが使用され、そのゴム硬度（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）は、例えば４５〜５５°である。

図３は、図２に示したブロックの三面図であり、平面図の下側に横溝３に対向するブロック壁面１０ａを、同じく左側に周方向溝２に対向するブロック壁面１０ｂを示している。横溝３に対向するブロック壁面１０ａには、図２，３に示すような窪み１が形成されている。また、本実施形態では、周方向溝２に対向するブロック壁面１０ｂにも窪み４が形成されている。

窪み１は、その中央部が高さ方向ＨＤに凸となる形状の開口１１を有する。本実施形態では、開口１１が凸字形をなし、高さ方向ＨＤの途中で幅が階段状に変化している。更に、窪み１は、その中央部が奥行き方向ＤＤに凸となる形状の内壁１２を有する。本実施形態では、図３に示すように内壁１２が平面視にて三角形状をなし、窪み１が奥まるにつれて幅狭となっている。

このように、ブロック壁面１０ａの中央部では、窪み１のボリュームが高さ方向ＨＤにも奥行き方向ＤＤにも大きくなっている。しかも、ブロック壁面１０ａの中央部から両側に遠ざかるにつれて、窪み１のボリュームが低減するようになっている。このため、ブロック壁面１０ａの周辺領域では、中央部での剛性が最も低く、そこから遠ざかるにつれて剛性が高くなる。

かかる構成により、このブロック１０では、凍結路面での制動時に接地圧が高くなりがちな領域が撓み易くなり、しかもその領域から遠ざかるにつれて撓み易さが低減するようになっている。その結果、凍結路面での制動時においてブロック１０の接地圧を均一化でき、延いてはアイス制動性能を向上することができる。

これに対して、窪みを直方体状に形成した場合には、アイス制動性能の向上効果は十分に得られない。その理由は、窪みを形成した範囲でブロックの剛性が一律に低くなるため、凍結路面での制動時におけるブロックの接地圧が適切に改善されず、寧ろ接地圧が不均一化するおそれがあるためである。

本発明では、ブロック１０に対して窪み１を適切なサイズで形成して接地圧を効果的に均一化する観点から、窪み１の最大高さＨＤ１がブロック壁面１０ａの高さＨＢに対して５０〜７０％であることが好ましく、５０〜６０％がより好ましい。同じ観点から、窪み１の最大幅ＷＤ１がブロック壁面１０ａの幅ＷＢに対して５０〜７０％であることが好ましく、５０〜６０％がより好ましい。

更に、ブロック１０に対して窪み１を適切なサイズで形成して接地圧を効果的に均一化する観点から、窪み１の奥行きＬＤは２〜３ｍｍであることが好ましい。奥行きＬＤが２ｍｍ未満であると、窪み１のボリューム不足により撓み易さが十分に得られないおそれがある。また、３ｍｍを超える奥行きＬＤを設定しても効果の改善代は殆ど変わらない。

本実施形態では、開口１１が凸字形に形成されているため、中央部の高さＨＤ１（最大高さＨＤ１）とその外側の高さＨＤ２とが段階的に異なっており、更には、高さ方向ＨＤの内側の幅ＷＤ１（最大幅ＷＤ１）と外側の幅ＷＤ２とが段階的に異なっている。この場合、高さＨＤ２は高さＨＤ１の５０〜６０％であることが好ましい。また、幅ＷＤ２は幅ＷＤ１の５０〜６０％であることが好ましい。本実施形態では、ＨＤ１＝ＨＢ／２、ＨＤ２＝ＨＤ１／２、ＷＤ１＝ＷＢ×７０％、ＷＤ２＝ＷＤ１／２である例を示す。

本実施形態では、タイヤ周方向の前後に位置するブロック壁面１０ａに、それぞれ窪み１を形成した例を示すが、本発明はこれに限られず、少なくとも片方のブロック壁面１０ａに窪み１を形成したものであればよい。回転方向が指定されているタイヤであれば、接地時前方側となるブロック壁面に窪みが形成されることが好ましい。

ところで、本発明者は、例えば図４に示すように、凍結路面上のブロック５０に横力が負荷されると、周方向溝に対向するブロック壁面５２の周辺領域にて接地圧が高くなり、しかも壁面５２の中央部から遠ざかるにつれて接地圧が漸減することも見出した。

そこで、本実施形態では、周方向溝２に対向するブロック壁面１０ｂに、窪み１と同様な窪み４を形成し、ブロック１０の四方の壁面に窪みを形成している。これにより、接地圧が高くなりがちなブロック壁面の剛性を低減して、偏摩耗の発生を抑制することができる。但し、窪み１による接地圧の均一化を阻害しないよう、窪み４の奥行きは窪み１よりも小さいことが好ましく、例えば１．５〜２ｍｍに設定される。

本発明では、上記の如き窪み１を、トレッド面内の全てのブロックに対して形成することができるが、トレッド面内の一部のブロックに対してだけ形成しても構わない。

本発明の空気入りタイヤは、タイヤ成形型に設けられる横溝形成用の骨部に、窪み１を形成するための突起を設ける程度の改変で、その他は従来のタイヤ製造工程と同様にして製造を行うことができる。

本発明の空気入りタイヤは、ブロックに上記の如き窪みを形成する以外は、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、構造などが何れも本発明に採用できる。?

［他の実施形態］
（１）本発明では、図５に示すように、ブロック１０の撓みに抗する一対の補強リブ６を、窪み１の内部に中央部を挟んで形成することができる。この場合には、窪み１の中央部にて撓み易さを維持しながらも、その中央部を挟む両サイドではブロック１０が撓み過ぎることを防ぐことができるため、ブロック１０の接地圧をより良好に均一化することができる。

（２）前述の実施形態では、横溝に対向するブロック壁面に形成した窪みが凸字形をなす例を示したが、本発明はこれに限られるものではない。但し、他の窪み形状を採用する場合であっても、本発明における窪みは、中央部が高さ方向に凸となる形状の開口と、中央部が奥行き方向に凸となる形状の内壁とを有するものとなる。

窪みの変形例を図６に列挙する。窪み２０は開口２１が三角形状をなす例であり、窪み３０は開口３１が台形状をなす例であり、窪み４０は開口４１が半円形状をなす例である。何れの開口も中央部が高さ方向に凸となっている。また、図示はしないが、窪みの内壁としては、平面視において台形状や半円形状、凸字形状をなすものが挙げられ、これらは何れも中央部が奥行き方向に凸となる形状である。これらの窪みにおいても、その内部に上述した補強リブを設けることが可能である。

（３）前述の実施形態では、ブロックが平面視で矩形状をなす例を示したが、本発明では、ブロックの形状は特に限定されず、例えば長方形や平行四辺形、ひし形、５角形以上の多角形など何れでもよい。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示すため、アイス制動性能を評価したので説明する。当該評価では、凍結路面を速度４０ｋｍ／ｈで走行中に制動力をかけてＡＢＳを作動させたときの制動距離を指標とした。評価結果は、従来品（比較例１）を１００としたときの指数で示し、数値が大きいほど制動距離が短く、アイス制動性能が良好であることを示す。

比較例１，２
図１に示すようなトレッドパターンを備えたサイズ１９５／６５Ｒ１５のタイヤにおいて、ブロック壁面に窪みを形成していないものを比較例１、横溝に対向するブロック壁面に窪みを形成したものを比較例２とした。比較例２における窪みの形状は直方体状とし、その最大高さ、最大幅及び奥行きは、後述する実施例１と同じにした。

実施例１，２
横溝に対向するブロック壁面に、図２，３に示した窪みを形成したこと以外は比較例１と同じであるものを実施例１とした。また、図５に示すような補強リブを窪みに設けたこと以外は実施例１と同じであるものを実施例２とした。各例の評価結果を表１に示す。

表１より、実施例１、２は比較例１，２よりもアイス制動性能に優れていることが分かる。これは、横溝に対向するブロック壁面に、上記の如き形状の窪みを形成したことにより、ブロックの接地圧が均一化したためと考えられる。

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平面図 トレッド面に設けられたブロックを示す要部斜視図 ブロックの三面図 凍結路面上のブロックに横力を負荷したときの接地圧分布を示す概念図 本発明の別実施形態に係るブロックの壁面を示す図 窪みの変形例を示す図 凍結路面上のブロックに制動力を負荷したときの接地圧分布を示す概念図

符号の説明

１ 窪み
３ 横溝
６ 補強リブ
１０ ブロック
１０ａ ブロック壁面
１１ 開口
１２ 内壁
ＨＢ ブロック壁面の高さ
ＨＤ１ 窪みの最大高さ
ＷＢ ブロック壁面の幅
ＷＤ１ 窪みの最大幅

Claims (5)

1. トレッド面に、タイヤ周方向に延びる周方向溝と、タイヤ周方向に交差して延びる横溝と、前記周方向溝によってタイヤ幅方向に区分されるとともに、前記横溝によってタイヤ周方向に区分されるブロックとを設けた空気入りタイヤにおいて、
   前記横溝に対向するブロック壁面に窪みが形成され、前記窪みは、前記ブロックの幅方向の中央部が高さ方向に凸となる形状の開口と、前記ブロックの幅方向の中央部が奥行き方向に凸となる形状の内壁とを有し、
   前記周方向溝に対向するブロック壁面に窪みが形成され、前記窪みは、前記ブロックのタイヤ周方向の中央部が高さ方向に凸となる形状の開口と、前記ブロックのタイヤ周方向の中央部が奥行き方向に凸となる形状の内壁とを有することを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記横溝に対向するブロック壁面に形成された前記窪みの最大高さが前記ブロック壁面の高さに対して５０〜７０％であり、前記横溝に対向するブロック壁面に形成された前記窪みの最大幅が前記ブロック壁面の幅に対して５０〜７０％である請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ブロックの撓みに抗する一対の補強リブが、前記横溝に対向するブロック壁面に形成された前記窪みの内部に、前記ブロックの幅方向の中央部を挟んで形成されている請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記周方向溝に対向するブロック壁面に形成された前記窪みの奥行きが、前記横溝に対向するブロック壁面に形成された前記窪みの奥行きよりも小さい請求項１〜３いずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記横溝に対向するブロック壁面に形成された前記窪みの開口が、前記横溝の溝底にて最大幅を有する凸字形に形成されている請求項１〜４いずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
   

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