JP5131520B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、例えば乗用車、トラック、バス等の雪氷路走行用として用いられる空気入りタイヤに関するものである。

従来、スタッドタイヤまたはスパイクタイヤと称される雪氷路走行用の空気入りタイヤとしては、タイヤ外周面に滑り止め用のスタッドピンを埋設したものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

ところで、一般の車両のアライメント（車輪の車両に対する取付角度）は、旋回時の操縦安定性を確保するために、サスペンションのバンプ（縮み）時には、フロント側がトーアウト・ネガティブキャンバー、リア側がトーイン・ネガティブキャンバーに変化するように設定されており、リバウンド（伸び）時には、フロント側がトーイン・ポジティブキャンバーに、リア側がトーアウト・ポジティブキャンバーに変化するように設定されている。

このため、制動時の前輪では、バンプによりトーアウト・ネガティブキャンバーに変化し、タイヤ幅方向内側の接地圧が高く、タイヤ幅方向外側の接地圧が低くなる。また、制動時の後輪では、リバウンドによりトーアウト・ポジティブキャンバーに変化し、タイヤ幅方向外側の接地圧が高く、タイヤ幅方向内側の接地圧が低くなる。
特開２００３−２６７００４号公報

しかしながら、従来のスタッドタイヤでは、タイヤ外周面のタイヤ幅方向内側と外側では、ほぼ同数のスタッドピンが配置されているため、前述のように制動時にタイヤ幅方向の接地圧にアンバランスが生ずると、接地圧の高い方のスタッドピンでは十分な制動力が得られず、接地圧の低い方のスタッドピンは制動力の発生に十分に寄与しなくなり、タイヤ全体のスタッドピンによる制動性能を十分に発揮することができないという問題点があった。

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、車両のアライメントの設定により、制動時に前輪側のタイヤ幅方向内側の接地圧と後輪側のタイヤ幅方向外側の接地圧がそれぞれ高くなる場合でも、スタッドピンによる制動性能を十分に発揮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。

本発明は前記目的を達成するために、タイヤ外周面にスタッドピンが埋設されるとともに、車両に対する装着方向が特定される空気入りタイヤにおいて、前記スタッドピンをタイヤ外周面のタイヤ幅方向中央から幅方向一方の半分と他方の半分とで数が異なるように設け、タイヤ外周面のタイヤ幅方向一方の半分と他方の半分のうち、スタッドピンの数が多い方のスタッドピンの数からスタッドピンの数が少ない方のスタッドピンの数を減じた値をスタッドピンの総数で除した値をαとすると、０＜α≦０．１５となるようにスタッドピンを配置し、車両の前輪として装着されるときは車両の幅方向内側のスタッドピンの数が車両の幅方向外側のスタッドピンの数よりも多くなる向きで装着され、車両の後輪として装着されるときは車両の幅方向外側のスタッドピンの数が車両の幅方向内側のスタッドピンの数よりも多くなる向きで装着されるようにしている。

これにより、車両のアライメントの設定により、制動時の前輪ではトーアウト・ネガティブキャンバーに変化し、タイヤ幅方向内側の接地圧が高く、タイヤ幅方向外側の接地圧が低くなるが、前輪のタイヤは車両の幅方向内側のスタッドピンの数が車両の幅方向外側のスタッドピンの数よりも多くなる向きで装着されているため、接地圧の高いタイヤ幅方向内側において十分な制動力が得られる。一方、制動時の後輪ではトーイン・ポジティブキャンバーに変化し、タイヤ幅方向外側の接地圧が高く、タイヤ幅方向内側の接地圧が低くなるが、後輪のタイヤは車両の幅方向外側のスタッドピンの数が車両の幅方向内側のスタッドピンの数よりも多くなる向きで装着されているため、接地圧の高いタイヤ幅方向外側において十分な制動力が得られる。この場合、タイヤ外周面のタイヤ幅方向一方の半分と他方の半分のうち、スタッドピンの数が多い方のスタッドピンの数からスタッドピンの数が少ない方のスタッドピンの数を減じた値をスタッドピンの総数で除した値をαとすると、０＜α≦０．１５となるようにすることにより、タイヤ幅方向両側で制動力の差が大きくなりすぎることによるモーメントの発生を抑制することができる。

本発明によれば、車両のアライメントの設定により、制動時に前輪側のタイヤ幅方向内側の接地圧と後輪側のタイヤ幅方向外側の接地圧がそれぞれ高くなる場合でも、前輪及び後輪共に接地圧の高い方に多くのスタッドピンを配置することができ、スタッドピンによる制動性能を十分に発揮することができる。この場合、タイヤ幅方向両側で制動力の差が大きくなりすぎることによるモーメントの発生を抑制することができるので、タイヤ全体の制動力を低下させることなく制動性能の向上を図ることができる。

図１乃至図４は本発明の一実施形態を示すもので、図１は空気入りタイヤの部分平面図、図２は空気入りタイヤの車両への装着形態を示す概略図、図３は試験結果を示す図、図４はピン数の設定例を示す図である。

この空気入りタイヤは、タイヤ外周面側に形成されるトレッド部１を有し、タイヤ外周面には、タイヤ周方向に延びる複数の縦溝２と、タイヤ幅方向に延びる複数の横溝３と、縦溝２及び横溝３によって区画されるブロック４と、ブロック４に埋設されたスタッドピン５とが設けられている。

スタッドピン５は、タイヤ外周面のタイヤ幅方向中央の中心線ＣＬから幅方向一方の半分をなす第１の領域Ａと幅方向他方の半分をなす第２の領域Ｂとで数が異なるように設けられ、第１の領域Ａのスタッドピン５の数は第２の領域Ｂのスタッドピン５の数よりも多くなっている。この場合、スタッドピン５は、第１の領域Ａのスタッドピン５の数から第２の領域Ｂのスタッドピン５の数を減じた値をスタッドピン５の総数で除した値をαとすると、０＜α≦０．１５となるように配置されている。

本実施形態の空気入りタイヤを車両１０に装着する場合、図２に示すように車両１０の前輪として装着されるタイヤは、第１の領域Ａが車両１０の幅方向内側、第２の領域Ａが車両１０の幅方向外側になる向きで装着される。また、車両１０の後輪として装着されるタイヤは、第１の領域Ａが車両１０の幅方向外側、第２の領域Ａが車両１０の幅方向内側になる向きで装着される。

これにより、車両１０の制動時には、タイヤが発生する制動力によって車両１０の重心まわりにモーメントが発生するため、フロントの荷重が増大し、リアの荷重が減少する。これにより、フロント及びリアの荷重変動に対応してサスペンションの伸び縮みが発生し、フロントはバンプ（縮み）側、リアはリバウンド（伸び）側となる。その際、車両１０のアライメントの設定により、制動時の前輪では、バンプによりトーアウト・ネガティブキャンバーに変化し、タイヤ幅方向内側の接地圧が高く、タイヤ幅方向外側の接地圧が低くなるが、前輪のタイヤはスタッドピン５の数が多い第１の領域Ａが車両１０の幅方向内側になるように装着されているため、接地圧の高いタイヤ幅方向内側において十分な制動力が得られる。一方、制動時の後輪では、リバウンドによりトーイン・ポジティブキャンバーに変化し、タイヤ幅方向外側の接地圧が高く、タイヤ幅方向内側の接地圧が低くなるが、後輪のタイヤはスタッドピン５の数が多い第１の領域Ａが車両１０の幅方向外側になるように装着されているため、接地圧の高いタイヤ幅方向外側において十分な制動力が得られる。

ここで、本発明の実施例１〜４、比較例及び従来例について、制動性能の試験を行ったところ、図３に示す結果が得られた。実施例１〜４及び比較例には、スタッドピンの数がタイヤ幅方向の左右で異なるものを用い、前輪側にはスタッドピンの数の多い方（第１の領域Ａ）がタイヤ幅方向内側になるように、後輪側にはスタッドピンの数の多い方（第１の領域Ａ）がタイヤ幅方向外側になるように前後車輪を互いに逆向きに装着した。この場合、スタッドピンの数の多い方（第１の領域Ａ）のピン数からスタッドピンの数の少ない方（第２の領域Ｂ）のピン数を減じた値をスタッドピンの総数で除した値をαとした。また、実施例１、２、４及び比較例には、溝面積比がタイヤ幅方向の左右で同一、即ち第１の領域Ａと第２の領域Ｂで同一のものを用い、実施例３には溝面積比がスタッドピンの数の多い方（第１の領域Ａ）がスタッドピンの数の少ない方（第２の領域Ｂ）よりも小さいものを用いた。溝面積比はタイヤ外周面の面積における溝の占める割合であり、溝面積比が小さいほどタイヤ外周面の接地面積は大きくなる。尚、従来例には、スタッドピンの数がタイヤ幅方向の左右で同数で、溝面積比も左右で同じものを用いた。

本試験では、タイヤサイズ２０５／５５Ｒ１６のスタッドタイヤを排気量２０００ｃｃの乗用車に装着し、時速４０ｋｍ／ｈから氷上でＡＢＳ制動を行い、車両が停止するまでの距離の逆数を指数化し、従来例を１００として実施例１〜４及び比較例を評価した。この場合、指数の値が大きいほど優位性があると判定した。試験の結果、実施例１〜４及び比較例は従来例に対し、制動性能に優れている結果が得られた。

このように、本実施形態によれば、スタッドピン５をタイヤ外周面のタイヤ幅方向中央から幅方向一方の半分（第１の領域Ａ）と他方の半分（第２の領域Ｂ）とで数が異なるように設け、車両１０の前輪として装着されるときは車両１０の幅方向内側のスタッドピン５の数が車両１０の幅方向外側のスタッドピン５の数よりも多くなる向きで装着し、車両１０の後輪として装着されるときは車両１０の幅方向外側のスタッドピン５の数が車両１０の幅方向内側のスタッドピン５の数よりも多くなる向きで装着するようにしたので、車両１０のアライメントの設定により、制動時に前輪側のタイヤ幅方向内側の接地圧と後輪側のタイヤ幅方向外側の接地圧がそれぞれ高くなる場合でも、前輪及び後輪共に接地圧の高い方に多くのスタッドピン５を配置することができ、スタッドピン５による制動性能を十分に発揮することができる。

この場合、スタッドピン５の数が多い第１の領域Ａのスタッドピン５の数からスタッドピン５の数が少ない第２の領域Ｂのスタッドピン５の数を減じた値をスタッドピン５の総数で除したを値αとすると、０＜α≦０．１５となるようにしたので、タイヤ幅方向両側で制動力の差が大きくなりすぎることによるモーメントの発生を抑制することができる。即ち、制動力の差によるモーメントが発生すると、制動時にトーインとなる前輪ではトー変化ゼロに近づこうとし、これによりタイヤの接地圧も幅方向均一になろうとするが、このような場合、スタッドピン５の数がタイヤ幅方向内側と外側で異なるようにした構成ではタイヤ全体の制動力が減少する。そこで、αが０＜α≦０．１５となるようにすることにより、タイヤ全体の制動力を低下させることなく制動性能の向上を図ることができる。尚、スタッドピン５の数は、例えば図４に示すようにタイヤサイズごとに設定することができる。

また、スタッドピン５の数が多い第１の領域Ａのスタッドピン５の数をスタッドピン５の数が少ない第２の領域Ｂよりも溝面積比が小さくなるようにしたので、制動時に接地圧が高くなる側に配置される第１の領域Ａの接地面積を大きくすることができ、制動性能をより高めることができる。尚、タイヤ外周面の全体の溝面積比は２５％〜４０％程度、各領域Ａ，Ｂの溝面積比はそれぞれ２０％〜４０％程度が好ましい。

本発明の一実施形態を示す空気入りタイヤの部分平面図 空気入りタイヤの車両への装着形態を示す概略図 試験結果を示す図 ピン数の設定例を示す図

符号の説明

１…トレッド部、５…スタッドピン、１０…車両。

Claims (2)

1. タイヤ外周面にスタッドピンが埋設されるとともに、車両に対する装着方向が特定される空気入りタイヤにおいて、
   前記スタッドピンをタイヤ外周面のタイヤ幅方向中央から幅方向一方の半分と他方の半分とで数が異なるように設け、
   タイヤ外周面のタイヤ幅方向一方の半分と他方の半分のうち、スタッドピンの数が多い方のスタッドピンの数からスタッドピンの数が少ない方のスタッドピンの数を減じた値をスタッドピンの総数で除した値をαとすると、０＜α≦０．１５となるようにスタッドピンを配置し、
   車両の前輪として装着されるときは車両の幅方向内側のスタッドピンの数が車両の幅方向外側のスタッドピンの数よりも多くなる向きで装着され、
   車両の後輪として装着されるときは車両の幅方向外側のスタッドピンの数が車両の幅方向内側のスタッドピンの数よりも多くなる向きで装着される
   ことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記タイヤ外周面のタイヤ幅方向一方の半分と他方の半分のうち、スタッドピンの数が多い方をスタッドピンの数が少ない方よりも溝面積比が小さくなるように形成した
   ことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。

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