JP5156309B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、タイヤのトレッド踏面に多数のサイプを有し、特に氷上ブレーキ性能を向上した空気入りタイヤに関するものである。

従来、冬用の空気入りタイヤでは、氷上における発進時の加速性、制動性を改良するため、タイヤトレッドパターンのブロックやリブ（以下、ブロックと総称する）にトレッド幅方向に延びるサイプを付加することがなされてきた。

特に、氷上ブレーキ性能を向上させる従来技術として、特許文献１には、トレッド踏面にトレッド周方向に延びる複数の周方向主溝と、これらの周方向主溝と交わる多数の副溝によってブロックを区画し、このブロックがそれぞれ複数のサイプを有する空気入りタイヤにおいて、サイプは、少なくとも深さ方向の何れかの位置において、サイプ長手方向と直交方向に振幅を有し、サイプ深さ方向位置の１箇所または複数箇所で振幅が大小大または小大小に変化していることを特徴とする空気入りタイヤが記載されている。
この空気入りタイヤでは、サイプは、深さ方向に振幅が変化しているので、深さ方向に真っ直ぐ延びるサイプに比較して、サイプに分断されたブロック片相互の接触面積が大きくなる。また、サイプの振幅が変化しているので、ブロック片壁面が傾斜したことになり、ブロック片が圧縮変形を受けるだけでも対向する壁面同士が容易に接触する。このため、ブロック変形時のブロック片相互の接触力が更に強くなり、サイプ本数を増加した際にも制動駆動時におけるブロックの倒れ込みを抑制することができ、ブロックの倒れこみによる接地面積の減少を抑制できる。

特開２０００−６６１９号公報

タイヤの氷上摩擦特性の向上を考えた場合、ブロックの接地面積および、ブロックのエッジ部が路面を引っ掻く力（以下、エッジ効果という）をともに増加させることが必要となる。しかし、上述した空気入りタイヤでは、ブロックの倒れこみの抑制により接地面積減少を抑制することができる一方で、サイプにより分断したブロック片ごとのエッジ圧は減少してしまうこととなる。このため、サイプ付加による効果が十分に得られず、氷上性能について改善する余地があった。

そこで、本発明の目的は、上述した問題点を解消して、接地面積の増加とエッジ圧の増加とを両立し、特に、氷上ブレーキ性能をさらに向上した空気入りタイヤを提供することにある。

本発明の要旨は、以下のとおりである。
（１）タイヤのトレッド踏面に、トレッド周方向に延びる複数の周方向主溝と、トレッド幅方向に延びる複数の幅方向副溝とにより複数のブロックを区画し、該ブロックにトレッド幅方向に延びる複数のサイプを設けた空気入りタイヤであって、
前記ブロックは、前記サイプにより複数のブロック片に分断され、かつ、ブロック片の前記トレッド周方向の幅が、前記タイヤの径方向内側から外側に向かって漸増した後漸減する第１ブロック片と、ブロック片の前記トレッド周方向の幅が、前記タイヤの径方向内側から外側に向かって漸減した後漸増する第２ブロック片とが隣り合わせに配置されてなる組を少なくとも１組有する、
ことを特徴とする空気入りタイヤ。

ここで、トレッド踏面とは、タイヤを適用リムに装着するとともに、それに最高空気圧を充填して平板上に垂直に置き、そこへ最大負荷能力に相当する質量を負荷したときに平板と接触することになるトレッドゴムの表面領域をいうものとする。

（２）前記第１ブロック片と前記第２ブロック片との、サイプを挟んで向かい合う側壁の曲率が等しい前記（１）に記載の空気入りタイヤ。

（３）前記第１ブロック片表面の前記トレッド周方向の幅Ａの、前記第２ブロック片表面の前記トレッド周方向の幅Ｂに対する比Ａ／Ｂが、０．１２〜０．２２の範囲にある前記（１）又は（２）に記載の空気入りタイヤ。

本発明によれば、ブロック片のトレッド周方向の幅が、トレッド表面に向かって漸減する第１ブロック片と、トレッド表面に向かって漸増する第２ブロック片とを隣り合わせに配置してなる組を少なくとも１組有するブロック構造とし、第１ブロック片および第２ブロック片にて役割分担して、接地面積の増加とエッジ圧の増加とを両立し、特に氷上でのブレーキ性能を向上することができる。

以下に、本発明の空気入りタイヤの実施形態を、図面を参照して詳しく説明する。
なお、タイヤの内部補強構造等は一般的なラジアルタイヤのそれと同様であるので図示を省略する。

図１は、本発明の空気入りタイヤの実施形態を示すトレッドパターンの展開図である。
図示のトレッドパターンは、タイヤのトレッド踏面１に、タイヤの赤道ＣＬと平行なトレッド周方向に延びる複数の周方向主溝３と、トレッド幅方向に延びる複数の幅方向副溝４とにより複数のブロック２０を区画する。このブロック２０には、トレッド幅方向に延びる複数のサイプ２１を設けている。サイプ２１は、隣り合う周方向主溝３同士を接続するように、ブロック２０を貫通し、複数、図示例で７個のブロック片に分断する。ここで、各ブロック２０におけるブロック片は、第１ブロック片（以下、「タル型ブロック片」という）２２Ｔと第２ブロック片（以下、「ラッパ型ブロック片」という）の組を少なくとも１組は有することが肝要である。なお、この図の例では、ブロック２０は、赤道ＣＬを挟んでトレッド幅方向に２つずつ配置しているが、ブロック２０の配置数はこの図の例に限定されるものではない。

次に、図２を参照して、タル型ブロック片２２Ｔとラッパ型ブロック片２２Ｒとについて説明する。図２は、赤道ＣＬと平行な面で切断したブロック２０の一例を示す断面図である。
タル型ブロック片２２Ｔは、トレッド周方向の幅が、タイヤの径方向内側から外側に向かって、サイプ２１の深さ中心付近までは一定であり、ここからブロック片表面２３に向かって漸減している。一方、ラッパ型ブロック片２２Ｒは、トレッド周方向の幅が、タイヤの径方向内側から外側に向かって、サイプ２１の深さ中心付近までは一定であり、ここからブロック片表面２３に向かって漸増している。

次に、図３を参照して、タル型ブロック片２２Ｔとラッパ型ブロック片２２Ｒの他の例について説明する。図３は、タイヤの赤道ＣＬと平行な面で切断したブロック２０の他の例を示す断面図である。
タル型ブロック片２２Ｔは、トレッド周方向の幅が、サイプ２１の深さの深い部分から浅い部分に向かって、すなわち、タイヤの径方向内側から外側に向かって漸増した後漸減している。一方、ラッパ型ブロック片２２Ｒは、タイヤの径方向内側から外側に向かって漸減した後漸増している。図３の例では、タイヤ周方向の断面図において、タル型ブロック片２２Ｔは、トレッド周方向の幅がサイプ２１の深さ中心部分で最大の、いわゆるタル形状であり、断面図で見るサイプ２１の溝壁はなだらかな弧を描き、曲率中心は溝壁に対してタル型ブロック片２２Ｔの方向に存在する。一方、ラッパ型ブロック片２２Ｒは、トレッド周方向の幅がサイプ２１の深さ中心部分で最小の、いわゆるラッパ形状であり、断面図で見るサイプ２１の溝壁はなだらかな弧を描き、曲率中心は溝壁に対してラッパ型ブロック片２２Ｒの逆方向に存在する。
また、隣り合うタル型ブロック片２２Ｔとラッパ型ブロック片２２Ｒとの間の、サイプ２１を挟んで向かい合う溝壁の曲率が等しく、サイプ２１の溝幅がタイヤの径方向内側から外側まで一定である。

次に、図４を参照して、タル型ブロック片２２Ｔとラッパ型ブロック片２２Ｒの作用効果について説明する。
一般的に、エッジ圧を高めるためにはブロックの倒れこみを発生させることが有効である反面、接地面積を増やすためには倒れこみの発生を抑制しなくてはならない。従来の空気入りタイヤでは、ブロックの倒れこみを抑制することにより、接地面積減少を抑制することはできたが、エッジ圧が減少してしまうのは上述の通りであり、この背反性が問題であった。

そこで、本発明者が鋭意検討を重ねた結果、この背反性を解消するために、ブロック片毎に機能を分離する手法を見出すに至った。すなわち、ブロックを同等の形状のブロック片に分断するのではなく、異なる機能を持たせたるために、異なる形状の第１および第２のブロック片を少なくとも１組は形成する。具体的には、第１のブロック片を、エッジ圧を高めるために、倒れこみが発生しやすいように、トレッド周方向の幅が、ブロック片表面２３に向かって漸減する形状のタル型ブロック片２２Ｔとする。また、第２のブロック片を、接地面積の減少につながる、倒れこみが発生しないように、トレッド周方向の幅が、ブロック片表面２３に向かって漸増する形状のラッパ型ブロック片２２Ｒとする。

図４に示すように、タイヤが矢印方向に、例えば氷路面１５を転動しているときに制動力がはたらくと、タル型ブロック片２２Ｔとラッパ型ブロック片２２Ｒとには、進行方向と逆向きに倒れこむ力が働く。ここで、タル型ブロック片２２Ｔには、後述するように倒れこみが容易に発生し、図中点線の丸で囲んで示すエッジ部の局所変形が大きくなるため、エッジ部のエッジ圧が向上する。これは、タル型ブロック片とすることとで、荷重負荷時におけるエッジ部が鈍角となり、エッジ部のゴムの膨出方向が、路面に平行ではなく、路面に向かう方向となる結果、路面に対してエッジ端が拘束されやすいためである。一方、ラッパ型ブロック片２２Ｒは、ブロック片表面２３に向かって幅が拡がる形状であることから倒れこみが発生せず、エッジ部が接地面から離れず、荷重下では氷路面２３に対して拡がる変形をする。そのため、ラッパ型ブロック片２２Ｒは無負荷時よりも接地面積が大きくなり、該ブロック片２２Ｒの浮き上がりが抑制される。このように、エッジ圧増加と接地面積増大の機能をブロック片毎に分離させることにより、ブロックとしてみたとき氷上摩擦特性、特に氷上ブレーキ性能を向上させることができる。

サイプ２１の幅が広すぎると、ブロック２０におけるブロック片の割合が少なくなり、ブロック剛性が低下するので好ましくない。それゆえ、隣り合うタル型ブロック片２２Ｔとラッパ型ブロック片２２Ｒとの間の、サイプ２１を挟んで向かい合う溝壁の曲率を等しくしかつ、最適な溝幅とすることが有効である。

また、タル型ブロック片２２Ｔの幅をラッパ型ブロック片２２Ｒの幅より小さくすることで、タル型ブロック片２２Ｔの剛性を低下させ、さらにタル型ブロック片２２Ｔの倒れこみを発生しやすくすることが好適である。さらに、図３および図４に示すように、サイプ２１の溝底部分のタル型ブロック片２２Ｔの幅を短くすることによって、タル型ブロック片２２Ｔの剛性を低下させ、さらにタル型ブロック片２２Ｔの倒れこみを発生しやすくすることが好適である。以下に、タル型ブロック片２２Ｔの幅の、ラッパ型ブロック片２２Ｒの幅に対する比の好適な範囲について説明する。

図３に示す例において、ブロック片表面２３における、タル型ブロック片２２Ｔのトレッド周方向の幅Ａの、ラッパ型ブロック片２２Ｒのトレッド周方向の幅Ｂに対する比Ａ／Ｂが、０．１２〜０．２２の範囲にあることが好適である。
比Ａ／Ｂが０．１２より小さいと、タル型ブロック片２２Ｔの剛性が低くなりすぎ、座屈してしまい、エッジ効果が低くなって、十分な氷上性能が得られないおそれがある。

一方、比Ａ／Ｂが０．２２より大きいと、ラッパ型ブロック片２２Ｒの剛性が低くなりすぎ、倒れこみにより、接地面積が減少して、十分な氷上性能が得られないおそれがある。

さらに、１つのブロック２０の全体にわたって、タル型ブロック片２２Ｔとラッパ型ブロック片２２Ｒとがトレッド周方向に向かって交互に配置されることが好適であり、上述した例ではこのような配置となっているが、１つのブロック２０において、タル型ブロック片２２Ｔとラッパ型ブロック片２２Ｒとが隣り合わせに配置されてなる組が少なくとも１組存在することが必要である。

図１および図３に示したところに従う空気入りタイヤを発明例タイヤ１〜５とし、図５（ａ）、（ｂ）に示したところに従う空気入りタイヤを従来例タイヤとして試作し、実車走行により氷上ブレーキ性能の評価を行ったので以下に説明する。
上述したように、図１は発明例タイヤ１〜５のトレッドパターンの展開図を示し、図３は発明例タイヤ１〜５の赤道ＣＬと平行な面でブロックを切断した断面図を示す。発明例タイヤ１〜５は、図３に示す、タル型ブロック片２２Ｔの幅Ａと、ラッパ型ブロック片２２Ｒの幅Ｂを変えて製作した。
図５（ａ）は、従来例タイヤのトレッドパターンの展開図を示し、図５（ｂ）は従来例タイヤの赤道ＣＬと平行な面でブロックを切断した断面図を示す。図５（ａ）に示すように、サイプ２１はトレッド幅方向にジグザグ上に延び、隣り合う周方向溝３を接続するようにブロック２０を貫通している。また、図５（ｂ）に示すように、サイプ２１は深さ方向にもジグザグ状に延びている。この構造によりブロック片の倒れこみが抑制されているのは上述したとおりである。

発明例タイヤ１〜５および従来例タイヤは、タイヤサイズがともに１９５／６５Ｒ１５である。これらのタイヤを標準リムに組み付けてタイヤ車輪とし、タイヤ内圧を２００ｋＰａに調整した。上記タイヤを乗用車に装着し、氷路において制動試験を行った。試験は初速度４０ｋｍ／ｈからフルブレーキをかけて静止状態になるまでの制動距離を計測し、初速度と制動距離から平均減速度を算出した。結果は平均減速度の指数で表現し、表１および図６に示す。この指数は、従来例タイヤの平均減速度を１００とした場合の指数で表示し、値が大きいほど良好な結果を表す。

表１および図６により、タル型ブロック片とラッパ型ブロック片とを隣り合わせに配置してなる組を少なくとも１組有する空気入りタイヤとすることにより、接地面積の増加とエッジ圧の増加とを両立し、特に氷上でのブレーキ性能を向上できることがわかる。

また、従来例タイヤと比較して、特に比Ａ／Ｂが０．１４〜０．２１ｍｍのブロック構造を有する発明例タイヤの場合に、氷上ブレーキ性能の向上が著しいことが分かる。

本発明の空気入りタイヤの実施形態を示すトレッドパターンの展開図である。 赤道と平行な面で切断したブロックの一例を示す断面図である。 赤道と平行な面で切断したブロックの他の例を示す断面図である。 本発明の空気入りタイヤの作用効果を説明するための図である。 （ａ）は、従来例タイヤのトレッドパターンの展開図であり、（ｂ）は従来例タイヤのブロックの断面図である。 従来例タイヤに対する発明例タイヤの氷上ブレーキ性能の実験結果を示す図である。

符号の説明

ＣＬ 赤道
１ トレッド踏面
３ 周方向溝
４ 幅方向溝
１５ 氷路面
２０ ブロック
２１ サイプ
２２Ｒ ラッパ型ブロック片
２２Ｔ タル型ブロック片
２３ ブロック片表面

Claims (3)

1. タイヤのトレッド踏面に、トレッド周方向に延びる複数の周方向主溝と、トレッド幅方向に延びる複数の幅方向副溝とにより複数のブロックを区画し、該ブロックにトレッド幅方向に延びる複数のサイプを設けた空気入りタイヤであって、
   前記ブロックは、前記サイプにより複数のブロック片に分断され、かつ、ブロック片の前記トレッド周方向の幅が、前記タイヤの径方向内側から外側に向かって漸増した後漸減する第１ブロック片と、ブロック片の前記トレッド周方向の幅が、前記タイヤの径方向内側から外側に向かって漸減した後漸増する第２ブロック片とが隣り合わせに配置されてなる組を少なくとも１組有する、
   ことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記第１ブロック片と前記第２ブロック片との、サイプを挟んで向かい合う側壁の曲率が等しい請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記第１ブロック片表面の前記トレッド周方向の幅Ａの、前記第２ブロック片表面の前記トレッド周方向の幅Ｂに対する比Ａ／Ｂが、０．１２〜０．２２の範囲にある請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。

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