JP5237698B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、トレッド面に、少なくとも３本の周方向溝と、その周方向溝によって区分されたリブ又はブロック列と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、氷雪路面での走行性能を向上するべく、トレッド面に設けたリブ又はブロック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、トレッド面の中央部に設けたリブの壁面をジグザグ面で形成したタイヤが記載されている。また、下記特許文献２，３には、トレッド面の全域にてブロックの壁面をジグザグ面で形成したタイヤが記載されている。

かかるタイヤでは、ジグザグ面によって前後方向のエッジ成分が形成されることから、エッジ効果を高めて氷雪路面での制動性能を向上することができる。しかしながら、本発明者らが鋭意研究を重ねたところ、これらの従来タイヤでは、制動性能を向上できるものの、耐偏摩耗性能については低下する傾向にあり、旋回性能については更に改良できる見込みがあることが判明した。

即ち、本発明者らは、摩擦係数が低い氷雪路面では面内収縮力（タイヤの接地面内で中心部に向かって作用する力）が大きく、トレッド面の中でもタイヤ幅方向外側になるにつれて面内収縮力が大きくなることに着目し、タイヤの摩擦円理論がローカルな領域でも成立するとの考えから、トレッド面内のタイヤ幅方向外側の領域では前後方向の摩擦力が相対的に小さく、それ故に制動力への寄与が小さくなるとの知見を得た。また、そのような領域では、面内収縮力の影響によって、剛性が低下したジグザグ面において偏摩耗が発生し易いことが分かった。
特開平１１−２４５６３１号公報 特開２００４−１３６８１９号公報 特開２００５−１４６４４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、氷雪路面での制動性能と旋回性能を確保しつつ、優れた耐偏摩耗性能を発揮できる空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち、本発明に係る空気入りタイヤは、トレッド面に、４本の周方向溝と、その周方向溝によってタイヤ赤道近傍となるセンター部、その両側となるメディエイト部、及び、その両側となるショルダー部に区分されたリブ又はブロック列とが設けられた空気入りタイヤにおいて、前記センター部と前記メディエイト部の前記リブ又はブロック列の前記周方向溝に面する壁面の各々がジグザグ面で形成されており、その壁面の配置がタイヤ幅方向外側になるにつれてジグザグ面の振幅が小さくなっていて、前記ショルダー部のリブ又はブロック列の前記周方向溝に面する壁面が平坦面で形成され、前記センター部のリブ又はブロック列の両側の壁面におけるジグザグ面の振幅が３ｍｍ以上であり、前記メディエイト部のリブ又はブロック列のタイヤ赤道側の壁面におけるジグザグ面の振幅が２ｍｍ以上且つ５ｍｍ以下であり、前記メディエイト部のリブ又はブロック列の接地端側の壁面におけるジグザグ面の振幅が０ｍｍを超え且つ３ｍｍ以下であり、前記ジグザグ面の突出部がタイヤ幅方向に延びる辺を含んでいて、前記ジグザグ面のピッチは互いに同等であり、タイヤ幅方向に並んだ壁面同士の間で前記ジグザグ面の振幅の差が０．５ｍｍ以上であるものである。

本発明の空気入りタイヤでは、壁面の配置がタイヤ幅方向外側になるにつれてジグザグ面の振幅が小さくなっていることから、制動力への寄与が大きいタイヤ幅方向内側の領域では前後方向のエッジ成分が大きく、制動時にエッジ効果を大きく発揮できる。一方、制動力への寄与が小さい領域では、リブ又はブロック列の壁面の剛性を確保しながら、横方向のエッジ効果が高められる。その結果、氷雪路面での制動性能と旋回性能を確保しつつ、優れた耐偏摩耗性能を発揮できる。

上記のように、本発明に係る空気入りタイヤでは、タイヤ幅方向最外側の前記周方向溝よりも外側に配設されたリブ又はブロック列では、前記周方向溝に面する壁面が平坦面で形成されている。かかる構成によれば、タイヤ幅方向最外側の周方向溝よりも外側に配設されたリブ又はブロック列において、壁面の剛性を良好に確保しながら、横方向のエッジ効果を高めることができる。そのため、氷雪路面での制動性能と旋回性能を効果的に確保しつつ、より優れた耐偏摩耗性能を発揮できる。

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、その要部拡大図である。

このトレッド面には、タイヤ周方向に沿って延びる４本の周方向溝１ａ〜１ｄと、それらによって区分された５本のブロック列２ａ〜２ｅとが設けられている。各ブロック列２ａ〜２ｅは、横溝３によってタイヤ周方向に区分された複数のブロックにより構成されている。ブロックの各々の表面には、氷雪路面での制動性能を高めるべく、タイヤ幅方向に沿ってサイプ４が形成されている。

本実施形態のトレッド面は、４本の周方向溝１ａ〜１ｄによって、タイヤ赤道Ｃ近傍となるセンター部Ｃｅと、その両側となるメディエイト部Ｍｅと、その両側となるショルダー部Ｓｈとに区分されている。ブロック列２ｃはセンター部Ｃｅに、ブロック列２ｂ，２ｄはメディエイト部Ｍｅに、ブロック列２ａ，２ｅはショルダー部Ｓｈにそれぞれ配設されている。

この空気入りタイヤでは、ブロック列２ａ〜２ｅの周方向溝に面する壁面の各々がジグザグ面で形成されている。但し、ショルダー部Ｓｈに配設されたブロック列、すなわちタイヤ幅方向最外側となる周方向溝１ａ，１ｄよりも外側に配設されたブロック列２ａ，２ｅでは、その周方向溝１ａ，１ｄに面する壁面が平坦面で形成されている。そして、トレッド面の全域において、壁面の配置がタイヤ幅方向外側になるにつれてジグザグ面の振幅が小さくなっている。

つまり、ジグザグ面の振幅は、ブロック列２ｃの両側の壁面２１，２１において最大であり、ブロック列２ｂ，２ｄのタイヤ赤道Ｃ側の壁面２２，２２、同じく接地端Ｅ側の壁面２３，２３、ブロック列２ａ，２ｅのタイヤ赤道Ｃ側の壁面２４，２４の順に、段階的に小さくなっている。なお、本実施形態では、上記の如く壁面２４における振幅はゼロである。また、壁面２１〜２３を形成するジグザグ面のピッチｐは互いに略同等である。

図２において、ハッチングを施した矢印は、各ブロック列２ａ〜２ｅに作用する面内収縮力の向きと大きさを表している。このように、タイヤを接地した際には、タイヤの接地面内で中心部（タイヤ赤道Ｃ側）に向かって作用する力が働き、その大きさはショルダー部Ｓｈで最も大きく、メディエイトＭｅ、センター部Ｃｅの順に段階的に小さくなる。

図２において、黒く塗り潰した矢印は、制動時に作用する摩擦力の向きを図２上向きとした場合の、各ブロック列２ａ〜２ｅに作用する摩擦力の限界値の向きと大きさを表している。この摩擦力は面内収縮力と相互に関係し合っており、面内収縮力が上記の如き大小関係にあることから、この摩擦力はショルダー部Ｓｈで最も小さく、メディエイトＭｅ、センター部Ｃｅの順に段階的に大きくなり、制動力への寄与はこれに準じたものとなる。

この空気入りタイヤでは、上述したようなジグザグ面の振幅の変化に伴い、前後方向のエッジ成分が壁面２１、壁面２２、壁面２３、壁面２４の順に段階的に小さくなっている。そのため、制動力への寄与が大きいセンター部Ｃｅでは制動時にエッジ効果を大きく発揮でき、該エッジ効果はメディエイト部Ｍｅ、ショルダー部Ｓｈの順に段階的に小さくなる。また、制動力への寄与が小さいショルダーブロックＳｈでは、ブロック列の壁面の剛性を確保しながらも、横方向のエッジ効果が高められる傾向にあり、この傾向はメディエイト部Ｍｅ、センター部Ｃｅの順に段階的に小さくなる。

その結果、この空気入りタイヤでは、氷雪路面での制動性能と旋回性能を確保しつつ、優れた耐偏摩耗性能を発揮することができる。特に本実施形態では、ショルダー部Ｓｈに配設されたブロック列２ａ，２ｅにおいて、壁面２４，２４を平坦面で形成していることから、その壁面２４の剛性を良好に確保できると共に、ショルダー部Ｓｈでの横方向のエッジ効果を高めることができる。そのため、氷雪路面での制動性能と旋回性能を効果的に確保しつつ、より優れた耐偏摩耗性能を発揮できる。

壁面２１〜２４におけるジグザグ面の振幅をそれぞれＨ２１〜Ｈ２４とした場合、センター部ＣｅにおいてはＨ２１≧３ｍｍであり、これによって制動力への寄与が大きい領域にてエッジ効果を良好に確保できる。また、ショルダー部Ｓｈにおいては０ｍｍ≦Ｈ２４≦１．５ｍｍであり、これによってショルダー部Ｓｈにおける壁面の剛性を良好に確保できる。メディエイト部Ｍｅにおいては２ｍｍ≦Ｈ２２≦５ｍｍ、０ｍｍ＜Ｈ２３≦３ｍｍを満たす。

タイヤ幅方向に並んだ壁面同士の間、具体的には壁面２１と壁面２２、壁面２２と壁面２３、壁面２３と壁面２４の間では、そのジグザグ面の振幅の差として０．５ｍｍ以上が確保されている。これにより、壁面ごとにジグザグ面の振幅を段階的に且つ確実に異ならせて、上述した作用効果を適切に奏することができる。

壁面２１〜２４におけるジグザグ面の突出部の角度をそれぞれθ２１〜θ２４とする場合、センター部Ｃｅにおいては４５°＜θ２１＜８０°であることが好ましく、これによって制動力への寄与が大きい領域にてエッジ効果を良好に確保できる。また、ショルダー部Ｓｈにおいては８０°≦θ２４≦１８０°であることが好ましく、これによってショルダー部Ｓｈにおける壁面の剛性を良好に確保できる。この場合、メディエイト部Ｍｅにおいては５５°＜θ２２＜８５°、７０°＜θ２３＜１６０°を満たすものが例示される。

本実施形態では、ショルダー部Ｓｈに配設されたブロック列２ａ，２ｅの壁面２４，２４を平坦面で形成しており、上記の突出部の角度θ２４が１８０°であるが、壁面２４をジグザグ面で形成した場合においては１８０°以外の値を採り、かかる場合においても、ジグザグ面の振幅は、壁面の配置がタイヤ幅方向外側になるにつれて小さくなるように設定される。

タイヤ幅方向に並んだ壁面同士の間、具体的には壁面２１と壁面２２、壁面２２と壁面２３、壁面２３と壁面２４の間では、そのジグザグ面の突出部の角度の差として５°以上が確保されていることが好ましい。これにより、壁面ごとにジグザグ面の突出部の角度を段階的に異ならせて、上述した作用効果を適切に奏することができる。

図１，２に示した実施形態では、ジグザグ面の突出部がタイヤ幅方向に延びる辺を含んでいる。タイヤ幅方向に対して傾斜した辺を山型に突き合わせてなる突出部を備えたジグザグ面を適用した場合においても、ジグザグ面の振幅及び突出部における角度は上述した関係にあることが好ましい。

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。

本発明に係る空気入りタイヤのトレッドパターンは、上述した実施形態で示したものに限られない。したがって、例えば、周方向溝によって区分されたブロック列の代わりに、タイヤ周方向に沿って連続的に延びるリブを採用し、その壁面をジグザグ面により形成することも可能である。

周方向溝の本数が３本である場合には中央の周方向溝を挟んで両側に位置するセンター部と、その両側となるショルダー部とに、それぞれ２本のリブ又はブロック列が配設される。かかる場合においても、リブ又はブロック列の壁面の各々がジグザグ面で形成され、そのジグザグ面の振幅は上記の如く設定される。

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）アイス制動性能及びスノー制動性能
タイヤを実車（３０００ｃｃクラスのＦＲセダン）に装着し、アイス路面（氷上路面）及びスノー路面（積雪路面）を走行させ、速度４０ｋｍ／ｈから制動力をかけてＡＢＳを作動させた際の制動距離を測定した。評価は比較例１を１００としたときの指数で示し、数値が大きいほどアイス制動性能及びスノー制動性能に優れていることを示す。

（２）アイス旋回性能
タイヤを実車（３０００ｃｃクラスのＦＲセダン）に装着し、アイス路面（氷上路面）にて旋回走行させ、ドライバーの官能試験により走行安定性を評価した。評価は比較例１を１００としたときの指数で示し、数値が大きいほどアイス旋回性能に優れていることを示す。

（３）耐偏摩耗性能
タイヤを実車（３０００ｃｃクラスのＦＲセダン）に装着し、ドライ路面を８０００ｋｍ走行させて偏摩耗比を調べた。偏摩耗比としては、ショルダー部及びメディエイト部の各々について、ブロック列の中央部の摩耗量に対する、タイヤ赤道側の壁面における摩耗量の比を測定し、それぞれ偏摩耗比（Ｓｈ）、偏摩耗比（Ｍｅ）とした。評価は比較例１を１００としたときの指数で示し、数値が大きいほど耐偏摩耗性能に優れていることを示す。

比較例１〜４及び実施例
図１に示したようなトレッド面において、周方向溝に面したブロック列の壁面の振幅Ｈ２１〜Ｈ２４を表１の如く設定し、それぞれ比較例１〜４及び実施例とした。但し、振幅が０ｍｍであるものは、壁面が平坦面で形成されたものである。各例において、タイヤサイズは２０５／６５Ｒ１５とした。評価結果を表１に示す。

表１より、実施例では、比較例１〜４に比べて、氷雪路面での制動性能と旋回性能を確保しつつ、優れた耐偏摩耗性能を発揮できていることが分かる。これに対して、比較例１は、耐偏摩耗性能が相対的に劣っており、特にショルダー部における偏摩耗が顕著である。そのうえ、旋回性能についても改善の余地があることが分かる。比較例２では、ジグザグ面によるエッジ効果が発揮されないことから、制動性能が改善されていない。また、比較例３では制動性能が低く、比較例４では偏摩耗性能が低くなっている。

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 図１の要部拡大図

符号の説明

１ａ〜１ｄ 周方向溝
２ａ〜２ｅ ブロック列
３ 横溝
４ サイプ
２１〜２４ 壁面

Claims (1)

1. トレッド面に、４本の周方向溝と、その周方向溝によってタイヤ赤道近傍となるセンター部、その両側となるメディエイト部、及び、その両側となるショルダー部に区分されたリブ又はブロック列とが設けられた空気入りタイヤにおいて、
   前記センター部と前記メディエイト部の前記リブ又はブロック列の前記周方向溝に面する壁面の各々がジグザグ面で形成されており、その壁面の配置がタイヤ幅方向外側になるにつれてジグザグ面の振幅が小さくなっていて、
   前記ショルダー部のリブ又はブロック列の前記周方向溝に面する壁面が平坦面で形成され、
   前記センター部のリブ又はブロック列の両側の壁面におけるジグザグ面の振幅が３ｍｍ以上であり、
   前記メディエイト部のリブ又はブロック列のタイヤ赤道側の壁面におけるジグザグ面の振幅が２ｍｍ以上且つ５ｍｍ以下であり、
   前記メディエイト部のリブ又はブロック列の接地端側の壁面におけるジグザグ面の振幅が０ｍｍを超え且つ３ｍｍ以下であり、
   前記ジグザグ面の突出部がタイヤ幅方向に延びる辺を含んでいて、前記ジグザグ面のピッチは互いに同等であり、タイヤ幅方向に並んだ壁面同士の間で前記ジグザグ面の振幅の差が０．５ｍｍ以上であることを特徴とする空気入りタイヤ。

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