JP5171179B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤ、中でも冬用タイヤとして供する、ブロックにサイプを多用したトレッドパターンを有し、特に雪上性能に優れる空気入りタイヤに関するものである。

氷上性能並びに雪上性能を両立した冬用タイヤとしては、トレッドの周方向に配置された複数本の周方向溝と、トレッドの幅方向に延びる複数本の幅方向溝とによって区画した、複数の陸部に、トレッドの幅方向に延びる複数本のサイプを形成するのが通例である（例えば、特許文献１）。
特開２００１−１９１７４０号公報

この冬用タイヤにおいて、さらに排水性能の向上を所期して、トレッドの中央周線付近に比較的に幅広のセンター周方向溝を設けることが、特許文献２に記載されている。
特開２００５−２９７６９５号公報

かようにトレッドの中央域に幅広のセンター周方向溝を設けると、排水性能が向上する一方で、ブロック或いはサイプによって分断されたブロック片によるエッジ効果が減少し、雪上でのトラクション性やブレーキ性が阻害されることになる。
さらに、昨今は、単に氷雪上性能だけでなく、排水性能の１つである耐ハイドロプレーニング性のほか、シャーベット状の雪道での走行性であるスラッシュスノー性能を高めることが求められる中、上記した従来のパターンではその要請に十分に答えることができなかった。

そこで、本発明は、従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、雪上および氷上での性能に加えて、耐ハイドロプレーニング性およびスラッシュスノー性能にも優れた空気入りタイヤを提供することを目的とする。

発明者らは、単に氷、雪上性能だけでなく、耐ハイドロプレーニング性およびスラッシュスノー性能にも優れるトレッドパターンについて鋭意究明したところ、広幅の周方向主溝を導入した上で該周方向主溝の溝底にエッジ成分を付加することが有効であるとの知見を得て、本発明を完成するに到った。

すなわち、本発明の要旨構成は次のとおりである。
１．タイヤのトレッド踏面を、該トレッドの周線に沿って延びる複数本の周方向溝と、該トレッドの幅方向に延びる複数本の幅方向溝とによって、複数の陸部に区画した空気入りタイヤにおいて、
前記周方向溝の少なくとも１本は、トレッド踏面幅の５％以上の開口幅を有する周方向主溝であり、該周方向主溝は、底部に第２の溝を有し、該第２の溝は、トレッドの周線に対する傾斜方向が異なる少なくとも２つの要素をトレッドの周方向へ交互に配置した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２の溝の深さは、該溝深さおよび周方向主溝の深さとを合計した総溝深さの５〜４０％である前記１に記載の空気入りタイヤ。

３．前記周方向主溝の溝底面積に対する前記第２の溝の開口面積の割合が、トレッド踏面に対する前記第２の溝を除く全ての溝の割合の±15％以内である前記１または２に記載の空気入りタイヤ。

４．前記第２の溝は、トレッドの周線に対する傾斜角度が１５〜７０°である前記１、２または３に記載の空気入りタイヤ。

５．前記周方向主溝の溝底に前記第２の溝にて区画された陸部を有し、該陸部に少なくとも１本のサイプを配置した前記１ないし４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

６．前記周方向主溝の両側に位置する陸部の少なくとも一方は、接地域内にあって閉じる細溝を有するリブである前記１ないし５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

本発明によれば、雪上および氷上での性能に加えて、耐ハイドロプレーニング性およびスラッシュスノー性能にも優れた空気入りタイヤを提供することができる。特に、本発明のタイヤでは、周方向主溝の広幅溝底に第２の溝を設けることによって、該溝底にエッジ成分が付加されているため、周方向主溝が担う排水性や雪上での耐横滑り性を良好に維持したまま、スラッシュスノー性能を向上することができる。

以下、本発明のタイヤについて、図面を参照して詳しく説明する。
すなわち、図１に、トレッド踏面の展開図を示す。なお、タイヤの骨格などの一般的な構造については通例に従うところから、図示を省略する。
図１に示すトレッドパターンは、タイヤのトレッド踏面を、該トレッドの周方向に延びる複数本の周方向溝、すなわち図示例において、１本の広幅の周方向主溝１と３本の狭幅の周方向副溝２、３および４とトレッド端Ｅとによって、５列の陸部５〜９に区画してなる。

陸部５、６および９は、トレッドの幅方向に延びる幅方向溝１０、１１および１２によって、それぞれ複数のブロックに分断されたブロック列であり、周方向主溝１の両側の陸部７および８はリブである。また、陸部６の各ブロックおよび陸部７および８は、周方向副溝３または４から各陸部内に向かって延びる幅方向副溝１３、１４および１５を有する。これら幅方向副溝１３、１４および１５は、トレッド周方向に同じピッチで配置されている。

上記に従ってブロック列およびリブによる陸部を区画することによって、タイヤとして必要な基本性能、つまり操縦安定性能および排水性能を確保できる。また、これら陸部内に多数のサイプＳを配置することによって、氷雪上の走行に必要なエッジ機能を付与することが可能となる。

また、最も広幅の周方向主溝１は、主に排水性を向上するのに寄与する。さらに、スラッシュやシャーベットといった水分率の高い雪が積もった路面においても高い走行性能を発揮させるのにも寄与する。このためには、望ましくはトレッド幅ＴＤの７％以上に設定することが望ましい。なお、上限幅は、接地面積低下による操縦性能や氷上性能の悪化を回避するため、トレッド幅ＴＤの2.5％以下とすればよい。同様に、本数も１本で十分である。

さらに、本発明では、主に排水性に寄与する周方向主溝１に加えて、トレッド踏面内にタイヤとしての上記した基本性能を確保するために複数本、図示例で３本の周方向副溝２、３および４を配置する。なお、周方向副溝の本数はトレッド幅に応じて増減するが、トレッド面内の剛性を最適にするためには２本以上は必要である。なぜなら、副溝が１本のみではトレッドパターンの横方向の剛性が高くなりすぎ、特に氷上でのコーナリング性や、乾燥路での操縦性能が悪化し、同様に、雪路でも横方向のエッジ効果がなくなるため、コーナリング性が悪化する。一方、上限は、本数が増加しすぎた場合は逆に横方向剛性の低下による操縦性能の悪化が懸念されるため、８本以下とすることが好ましい。

ここで、周方向主溝１は、その底部に第２の溝を有することが肝要である。すなわち、図１に示す事例では、第２の溝として、周方向主溝１の底部の幅内においてジグザグ状に変化してトレッド周方向に延びる底溝２０と、さらに周方向主溝１の両溝壁に沿って延びる底溝２１および２２とを有し、これら底溝２０、２１および２２によって周方向主溝１の底部に三角形のブロック（陸部）２３を区画してなる。

このように、周方向主溝１の幅広の底部に第２の溝を設けて細分化した陸部であるブロック２３を形成することによって、周方向主溝１による排水性を犠牲にすることなく、溝底での（ブロック２３の端縁による）エッジ効果を高めることができる。その結果、特に雪上でのトラクション性能並びに制動性能は大きく向上することになる。特に、スラッシュスノー路にあっては、排水性の向上と雪上性能の向上との両方に寄与するところは大きいものがある。
ここで、ブロック２３のエッジ効果をより高めるには、図示のようにサイプを設けることが有利である。サイプは多いほど有効であるが、摩耗後を考慮するとトレッドパターンのサイプ密度を上限とするとよい。

なお、図１に示すように、底溝２０、２１および２２の深さｈは、該溝深さｈおよび周方向主溝１の深さＨとを合計した総溝深さＴＨの５〜４０％であることが好ましい。すなわち、深さｈが総溝深さＴＨの４０％を超えると、周方向主溝１の深さＨが浅くなって溝容積が極端に減少して排水性に悪影響を及ぼすことになる。一方、上記したエッジ効果による雪上でのトラクション性能並びに制動性能の向上が不十分になる、おそれがある。

さらに、周方向主溝１の溝底面積に対する前記底溝（第２の溝）２０、２１および２２の開口面積の割合（以下、溝内ネガティブ比という）が、トレッド踏面に対する前記底溝（第２の溝）を除く全ての溝の割合、いわゆるネガティブ比の±15％以内であることが望ましい。より望ましくは、同等とする。

なぜなら、溝内ネガティブ比がネガティブ比に対して極端に小さくなると、排水性は溝底に第２の溝のない周方向主溝と同等になるが、雪上およびスラッシュスノー上での性能の向上が小さくなるおそれがある。また、摩耗が進んだ際に溝体積の減少割合が高くなる結果、摩耗時の排水性が悪化する可能性がある。
一方、溝内ネガティブ比がネガティブ比に対して極端に大きくなると、周方向主溝１内の排水抵抗が大きくなりすぎて耐ハイドロプレーニング性が悪化する可能性がある。

ちなみに、冬用のスタッドレスタイヤにネガティブ比は３０％前後であることが一般的であるから、溝内ネガティブ比も３０％前後とすることが推奨される。

また、底溝（第２の溝）は、トレッドの周線に対する傾斜角度αが１５〜７０°であることが好ましい。傾斜角度αが大きいほど雪上性能重視となり、小さいほど排水性重視となる。そして、傾斜角度αが１５°未満では雪上性能の向上が小さくなるおそれがあり、７０°を超えると排水性が阻害される可能性がある。

さらに、底溝（第２の溝）は、トレッドの周線に対する傾斜方向が異なる少なくとも２つの要素を前記周線に沿って交互に配置すること、すなわち図１の場合はジグザグ状に延びる溝とすることが好ましい。かように傾斜方向を周方向に交互に変化させることによって、トラクション性、制動性およびハンドリング性をバランス良く向上することができる。逆に、底溝が傾斜方向に関して一方向性を持って配置されると、ハンドリング時に片流れが起きる原因になり直進安定性が損なわれることになる。

ここに、周方向主溝１の底部に設ける第２の溝としては、図１に示した事例に限らず、例えば図２に示す２本のジグザグ溝を交差配置する形態や、図３に示す台形状に折れ曲がる形態など、適宜の変形が可能である。

また、周方向主溝１の両側に位置する陸部７および８の少なくとも一方はリブとして、周方向主溝１付近での剛性を高めて全ての路面でのハンドリング性を確保することができる。さらに、陸部７および８の少なくとも一方は、接地域内にあって閉じる細溝、具体的には開口幅が４mm以下のサイプＳを有するリブであることが、氷上でのトラクション性および制動性を確保するのに有利である。より望ましくは、陸部７および８の両方を、開口幅が４mm以下のサイプＳを有するリブとする。これによって、特に水深の深い水路を走行する際に、周方向主溝１の水流の乱れを少なくでき、排水効率が高まる結果、耐ハイドロプレーニング性が向上する。

図１、図２および図３に示したトレッドパターンを、表１に示す仕様の下に有する乗用車用空気入りラジアルタイヤを、サイズ205×65Ｒ15にて試作した。
また、比較として、図１に示すトレッドパターンにおいて周方向主溝１の底部に第２の溝を持たないタイヤについても、同サイズにて試作した。

これらのタイヤを適用リムに装着し規定の空気圧に調整してから、実車に装着して各種の試験に供した。その試験結果を、表１に併記する。

すなわち、雪上フィーリング試験は、圧雪路面のテストコースにおける制動性、発進性、直進性およびコーナリング性を、ドライバーが総合評価し、従来タイヤの評価結果を100としたときの指数にて表１に示した。

雪上ブレーキ試験は、圧雪路面上を40km／hからフル制動したときの制動距離を計測し、従来タイヤの測定結果を100としたときの指数にて表１に示した。

雪上トラクション試験は、圧雪路面上での発進から50ｍの距離に到達するまでの加速時間を計測し、従来タイヤの測定結果を100としたときの指数にて表１に示した。

スラッシュスノー走行試験は、気温０℃から１℃において含水率80〜90％および深さ５cm以下の多湿雪路を加速走行し、タイヤが接地しなくなる速度を計測し、従来タイヤの測定結果を100としたときの指数にて表１に示した。

ウエット耐ハイドロプレーニング試験は、水深５mmのウエット路を通過時のハイドロプレーニングの発生限界速度をドライバーのフィーリング評価にて求めた。評価結果は、従来タイヤの測定結果を100としたときの指数にて表１に示した。

本発明のトレッドパターンを示す展開図である。 本発明の別のトレッドパターンを示す展開図である。 本発明のさらに別のトレッドパターンを示す展開図である。

符号の説明

１ 周方向主溝
２ 周方向副溝
３ 周方向副溝
４ 周方向副溝
５，６，７，８，９ 陸部
１０，１１，１２ 幅方向溝
１３、１４、１５ 幅方向副溝
２０，２１，２２ 底溝（第２の溝）
２３ ブロック
Ｅ トレッド端

Claims (6)

1. タイヤのトレッド踏面を、該トレッドの周線に沿って延びる複数本の周方向溝と、該トレッドの幅方向に延びる複数本の幅方向溝とによって、複数の陸部に区画した空気入りタイヤにおいて、
   前記周方向溝の少なくとも１本は、トレッド踏面幅の５％以上の開口幅を有する周方向主溝であり、該周方向主溝は、底部に第２の溝を有し、該第２の溝は、トレッドの周線に対する傾斜方向が異なる少なくとも２つの要素をトレッドの周方向へ交互に配置したことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記第２の溝の深さは、該溝深さおよび周方向主溝の深さとを合計した総溝深さの５〜４０％である請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記周方向主溝の溝底面積に対する前記第２の溝の開口面積の割合が、トレッド踏面に対する前記第２の溝を除く全ての溝の割合の±１５％以内である請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記第２の溝は、トレッドの周線に対する傾斜角度が１５〜７０°である請求項１、２または３に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記周方向主溝の溝底に前記第２の溝にて区画された陸部を有し、該陸部に少なくとも１本のサイプを配置した請求項１ないし４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記周方向主溝の両側に位置する陸部の少なくとも一方は、接地域内にあって閉じる細溝を有するリブである請求項１ないし５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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