JP5270304B2

JP5270304B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP5270304B2
Application number: JP2008283190A
Authority: JP
Inventors: 稔之大橋
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2008-11-04
Filing date: 2008-11-04
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2028-11-04
Also published as: JP2010111155A

Description

トレッド面に、周方向に延びる主溝と、主溝に交差して延びる横溝と、それらにより区画されたブロックまたはリブと、が設けられた空気入りタイヤであって、ＷＥＴ制動性能を向上しつつ、転がり抵抗を低減した空気入りタイヤに関する。

従来より、空気入りタイヤの転がり抵抗を低減するために、トレッド部に配されるゴム（トレッドゴム）として、損失正接（損失正接＝損失弾性率／貯蔵弾性率、以下、単に「ｔａｎδ」とする）の低いゴムが使用されている。しかし、ｔａｎδの低いゴムを使用することで転がり抵抗の低減は達成されるものの、トレッドゴムがたわみ易くなるため、トレッドゴムの接地面積が低下し、空気入りタイヤのＷＥＴ制動性能（濡れた路面での制動性能）が悪化する傾向があった。したがって、ＷＥＴ制動性能を考慮すると、トレッドゴムのｔａｎδをある程度高く保持しつつ、トレッドパターンを工夫することにより、空気入りタイヤの転がり抵抗を低減する手法が要求される。

ここで、本発明者らがトレッドパターンの各部位におけるタイヤ走行時の歪と転がり抵抗との関係につき鋭意検討したところ、トレッドに設けられたブロックの角部、特に角部の溝底部分にて歪が最も大きく、この角部の溝底部分での歪を低減することで、空気入りタイヤの転がり抵抗を低減できることを見出した。

下記特許文献１では、トレッド面に、周方向に延びる主溝と、横溝とにより区画された多角形のブロックを多数配置した空気入りタイヤにおいて、主溝と横溝との溝交差部分の溝底を底上げすることにより、各ブロックの角部の剛性を向上した空気入りタイヤが開示されている。かかる特許文献では、各ブロックの角部の剛性を向上することで、ブロック全体の剛性を平均化することができ、その結果、ドライ路面を走行する際に発生する偏摩耗を抑制することができる点が記載されている。しかし、かかる空気入りタイヤでは、溝交差部分の溝底全体を底上げすることにより、該部分での溝体積が減少し、排水性能が低下するため、特にＷＥＴ制動性能が悪化する傾向があった。

また、下記特許文献２では、トレッド面に、周方向に延びる主溝と、横溝とにより区画されたブロックを有する空気入りタイヤにおいて、少なくとも一つの主溝に補強部を配設することにより、主溝部の剛性を高めた空気入りタイヤが記載されている。しかし、かかる空気入りタイヤでは、主溝底中心部の剛性は向上するものの、ブロックの角部の剛性が十分に向上するわけではなく、ブロックの角部の歪低減効果に関して、さらなる改良の余地があった。加えて、主溝中心線を越え対向するブロック側の溝底で終端する補強部を主溝に配設することにより、主溝の溝体積が減少し、主溝の排水性能が低下する傾向があった。このため、かかる空気入りタイヤでは、ＷＥＴ制動性能の点で、さらなる改良の余地があった。
特許第３１１６２４３号公報特許第３６７２０２６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、ＷＥＴ制動性能を向上しつつ、転がり抵抗を低減した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、周方向に延びる主溝と、前記主溝に交差して延びる横溝と、それらにより区画されたブロックまたはリブと、が設けられた空気入りタイヤにおいて、前記主溝と前記横溝との交差点に位置する前記ブロックまたはリブの角部の少なくとも一つに補強部が周設され、前記補強部は前記主溝と前記横溝との溝壁より始端して溝底で終端することを特徴とする。

上記空気入りタイヤでは、主溝と横溝との交差点に位置するブロックまたはリブの角部の少なくとも一つに、主溝と横溝との溝壁より始端して溝底で終端する補強部が周設されているため、ブロックまたはリブの角部の剛性が高まる。これにより、タイヤ走行時において最も歪が大きくなりやすいブロックまたはリブの角部の溝底部分にて、歪を低減することができるため、空気入りタイヤの転がり抵抗を低減することができる。さらに、動きやすいブロックまたはリブの角部が補強部により補強され、タイヤ走行時において、ブロックまたはリブの角部での接地面積が確保されるとともに、主溝および横溝にて補強部が占める割合が小さいため、これらの溝体積を十分に確保できる。その結果、空気入りタイヤのＷＥＴ制動性能を向上することができる。

上記空気入りタイヤにおいて、前記補強部が、段差状に設けられたものであることが好ましい。かかる空気入りタイヤでは段差状に設けられた補強部を備えるため、ブロックまたはリブの角部の剛性をより高めることができる。これにより、ブロックまたはリブの角部の溝底部分にて、歪をより低減することができるため、空気入りタイヤの転がり抵抗を特に低減することができる。さらに、段差状に設けられた補強部により、動きやすいブロックまたはリブの角部が補強され、タイヤ走行時において、ブロックまたはリブの角部での接地面積が十分に確保される。これにより、空気入りタイヤのＷＥＴ制動性能を特に向上することができる。

上記空気入りタイヤにおいて、前記トレッド面の幅方向最外側に位置する主溝よりも内側に位置するセンター領域において、前記補強部の、前記主溝の溝壁に隣接した部分の周方向長さをＬ_１、前記横溝の溝壁に隣接した部分の幅方向長さをＬ_２とした場合、１．３Ｌ_１≦Ｌ_２≦３Ｌ_１であることが好ましい。

一般に、タイヤ走行時において、面内収縮力（タイヤを接地させた際に、接地面内で中心部に向かって作用する力）の影響により、トレッド面のセンター領域では周方向にブロックまたはリブが動きやすい。しかし、上記のとおりＬ_１とＬ_２とを設定することにより、主溝および横溝の溝体積を十分に確保しつつ、トレッド面のセンター領域にて、ブロックまたはリブの角部の剛性を特に高めることができる。その結果、空気入りタイヤの転がり抵抗をさらに低減することができ、加えてＷＥＴ制動性能をより向上することができる。

上記空気入りタイヤにおいて、前記トレッド面の幅方向最外側に位置する主溝よりも外側に位置するショルダー領域において、前記補強部の、前記主溝の溝壁に隣接した部分の周方向長さをＬ_１、前記横溝の溝壁に隣接した部分の幅方向長さをＬ_２とした場合、１．３Ｌ_２≦Ｌ_１≦３Ｌ_２であることが好ましい。

タイヤ走行時において、面内収縮力の影響により、トレッド面のショルダー領域では幅方向にブロックまたはリブが動きやすい。しかし、上記のとおりＬ_１とＬ_２とを設定することにより、主溝および横溝の溝体積を十分に確保しつつ、トレッド面のショルダー領域にて、ブロックまたはリブの角部の剛性を特に高めることができる。その結果、空気入りタイヤの転がり抵抗をさらに低減することができ、加えてＷＥＴ制動性能をより向上することができる。

図１は本発明に係る空気入りタイヤの一実施形態を示すトレッドパターンの概略展開図である。図２は図１の拡大概略平面図である。図３（ａ）および（ｂ）は、図２におけるＩ−Ｉ矢視断面図である。

図において、１はトレッド面、２はこのトレッド面１に設けられたブロックである。ブロック２は周方向に延びる主溝３と、主溝３に交差して延びる横溝４とにより区画されて配置されている。図１および図２中、Ｓはタイヤ周方向、ＴＣはタイヤトレッド面のセンターラインを示す。本実施形態では、主溝３は直線状であるが、例えばジグザグ状や波線状であってもよい。また、横溝４は幅方向に延びている（センターラインＴＣに対して垂直に延びている）が、幅方向に傾斜して延びていてもよい。また、本実施形態では、主溝３と横溝４とにより、矩形状に区画されたブロック２が設けられた例を示すが、ブロックの形状は特に限定されるわけではない。なお、ブロック２には必要に応じてサイプを形成してもよい。

本発明においては、主溝３と横溝４との交差点に位置するブロック２の角部の少なくとも一つに補強部５が周設される。補強部５が周設されることにより、ブロック２の角部のブロック剛性が高まる。これにより、タイヤ走行時において最も歪が大きくなりやすいブロック２の角部の溝底部分にて、歪を低減することができるため、空気入りタイヤの転がり抵抗を低減することができる。さらに、動きやすいブロック２の角部が補強部５により補強され、タイヤ走行時において、ブロック２の角部での接地面積が確保されるとともに、主溝３および横溝４にて補強部５が占める割合が小さいため、これらの溝体積を十分に確保できる。その結果、空気入りタイヤのＷＥＴ制動性能を向上することができる。

図２に示すとおり、本実施形態では、主溝３と横溝４との交差点に位置するブロック２の角部の全てに、テーパー状に設けられた補強部５が周設されている。この場合、ブロック２の角部の全てにおいてブロック剛性を高めることができ、空気入りタイヤの転がり抵抗の低減効果と、ＷＥＴ制動性能の向上効果とをより高めることができる。また、補強部５は、主溝３と横溝４との溝壁より始端して溝底で終端している。主溝３および横溝４の溝体積を確保して、空気入りタイヤのＷＥＴ制動性能を向上するためには、補強部５は、主溝３の溝中心３Ｃおよび横溝４の溝中心４Ｃを超えない位置で終端することが好ましい。

ここで、図３（ａ）に示すとおり、主溝３の溝深さをＤ、補強部５の、主溝３の溝底からの高さをｄ_１とした場合、０．１Ｄ≦ｄ_１≦０．４Ｄであることが好ましい。ｄ_１が０．１Ｄ未満であると、補強部５の補強効果が不十分となる場合があり、ｄ_１が０．４Ｄを超えると、補強部５の補強効果は向上するが、主溝３の溝体積が減少し、排水性能が低下することで空気入りタイヤのＷＥＴ制動性能が悪化する場合がある。また、図示を省略するが、横溝４の溝深さをＤ’、補強部５の、横溝４の溝底からの高さをｄ_１’とした場合、上記と同様の理由により０．１Ｄ’≦ｄ_１’≦０．４Ｄ’であることが好ましい。主溝３の溝深さは、具体的には７．５ｍｍ〜８．５ｍｍのものが例示され、横溝４の溝深さは、具体的には６．５ｍｍ〜７．５ｍｍのものが例示される。なお、図３（ａ）に示すとおり、補強部５と主溝３（および横溝４）の溝壁との境界部分、ならびに補強部５と主溝３（および横溝４）の溝底との境界部分でのクラック発生を防止するためには、これらの境界部分を表面が凹状となるような円弧状に形成することが好ましい。

主溝３の溝幅をＷ、補強部５の、主溝３の溝壁からの幅方向長さをＷ_１とした場合、０．１Ｗ≦Ｗ_１≦０．３Ｗであると、補強部５の補強効果を高めつつ、主溝３の溝体積が確保され、空気入りタイヤのＷＥＴ制動性能が向上するため好ましい。また、図示を省略するが、上記と同様の理由により、横溝４の溝幅をＷ’、補強部５の、横溝４の溝壁からの周方向長さをＷ_１’とした場合、０．１Ｗ≦Ｗ_１’≦０．３Ｗであることが好ましい。

本発明の空気入りタイヤは、上記の如きトレッド面を備える以外は、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、製法等がいずれも本発明に採用できる。

［他の実施形態］
以下、本発明の他の実施の形態について説明する。

（１）前述の実施形態では、主溝３と横溝４との交差点に位置するブロック２の角部の少なくとも一つに、テーパー状に設けられた補強部５が周設された例を示したが、図３（ｂ）に示すとおり、補強部５が段差状に設けられたものであってもよい。本実施形態では、特に縦断面視で柱状に補強部５が設けられている。このように、補強部５が段差状に設けられたものであると、ブロック２の角部のブロック剛性をより高めることができるため好ましい。これにより、ブロック２の角部の溝底部分にて、歪をより低減することができるため、空気入りタイヤの転がり抵抗を特に低減することができる。さらに、段差状に設けられた補強部５により、動きやすいブロック２の角部が補強され、タイヤ走行時において、ブロック２の角部での接地面積が十分に確保される。これにより、空気入りタイヤのＷＥＴ制動性能を特に向上することができる。なお、図３（ｂ）に示すとおり、段差状の補強部５と主溝３（および横溝４）の溝壁との境界部分、および補強部５と主溝３（および横溝４）の溝底との境界部分でのクラック発生を防止するためには、これらの境界部分を表面が凹状となるような円弧状に形成することが好ましい。

ここで、図３（ｂ）に示すとおり、主溝３の溝深さをＤ、段差状補強部５の、主溝３の溝底からの高さをｄ_２とした場合、０．２Ｄ≦ｄ_２≦０．８Ｄであることが好ましい。ｄ_２が０．２Ｄ未満であると、補強部５の補強効果が不十分となる場合があり、ｄ_２が０．８Ｄを超えると、補強部５の補強効果は向上するが、主溝３の溝体積が減少し、排水性能が低下することで空気入りタイヤのＷＥＴ制動性能が悪化する場合がある。また、図示を省略するが、横溝４の溝深さをＤ’、補強部５の、横溝溝底からの高さをｄ_２’とした場合、上記と同様の理由により０．２Ｄ’≦ｄ_２’≦０．８Ｄ’であることが好ましい。

主溝３の溝幅をＷ、補強部５の、主溝３の溝壁からの幅方向長さをＷ_２とした場合、０．１Ｗ≦Ｗ_２≦０．３Ｗであると、主溝３の溝体積が確保され、空気入りタイヤのＷＥＴ制動性能が向上するため好ましい。また、図示を省略するが、上記と同様の理由により、横溝４の溝幅をＷ’、補強部５の、横溝４の溝壁からの周方向長さをＷ_２’とした場合、０．１Ｗ≦Ｗ_２’≦０．３Ｗであることが好ましい。

（２）前述の実施形態では、補強部５の、主溝３の溝壁に隣接した部分の周方向長さと、横溝４の溝壁に隣接した部分の幅方向長さとを略同等に設定したものを示したが、図１に示すトレッド面１の幅方向最外側に位置する主溝３よりも内側に位置するセンター領域において、および図４（ａ）に示すとおり、補強部５の、主溝３の溝壁に隣接した部分の周方向長さをＬ_１、横溝４の溝壁に隣接した部分の幅方向長さをＬ_２とした場合、１．３Ｌ_１≦Ｌ_２≦３Ｌ_１であることが好ましい。この場合、主溝３および横溝４の溝体積を十分に確保しつつ、トレッド面１のセンター領域にて、ブロックの角部２の剛性を特に高めることができる。その結果、空気入りタイヤの転がり抵抗をさらに低減することができ、加えてＷＥＴ制動性能をより向上することができる。

（３）また、図１に示すトレッド面１の幅方向最外側に位置する主溝３よりも外側に位置するショルダー領域において、図４（ｂ）に示すとおり、補強部５の、主溝３の溝壁に隣接した部分の周方向長さをＬ_１、横溝４の溝壁に隣接した部分の幅方向長さをＬ_２とした場合、１．３Ｌ_２≦Ｌ_１≦３Ｌ_２であることが好ましい。この場合、主溝３および横溝４の溝体積を十分に確保しつつ、トレッド面１のショルダー領域にて、ブロックの角部のブロック剛性を特に高めることができる。その結果、空気入りタイヤの転がり抵抗をさらに低減することができ、加えてＷＥＴ制動性能をより向上することができる。

（４）前述の実施形態では、トレッド面１に周方向に延びる主溝３と、主溝３に交差して延びる横溝４とにより区画されたブロック２が設けられたものを示したが、図５に示すとおり、２本の主溝３により区画されたリブ６がトレッド面１に設けられたものであってもよい。この場合、補強部５は、主溝３と、一方の主溝３に開端し他方の主溝３に対しては閉端する横溝４との交差点に位置するリブの角部の少なくとも一つに周設される。

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）転がり抵抗
テストタイヤ（タイヤサイズ：１９５／６５Ｒ１５）を使用し、ドラム走行試験にて測定した転がり抵抗を指数評価した。比較例１の転がり抵抗を１００として指数化し、指数が小さいほど転がり抵抗が低減されていることを示す。尚、走行条件は、ドラム径＝１．７ｍ、キャンバー角＝０°、空気圧＝２１０ｋＰａ、速度＝８０ｋｍ／ｈ、荷重＝４３００Ｎとした。

（２）ＷＥＴ制動性能
テストタイヤ（タイヤサイズ：１９５／６５Ｒ１５）をリム（１５＊６−ＪＪ）に組み付けた後、内圧２１０ｋＰａを充填し、実車（国産４ドアセダン）に装着して、２名乗車の荷重条件で濡れた路面（ＷＥＴ路面）を走行し、速度１００ｋｍ／ｈで走行した後にブレーキをかけて制動距離を測定した。制動性能は、比較例１の制動距離の逆数を１００として指数化し、指数が大きいほどＷＥＴ制動性能が良好であることを示す。

比較例１
図１に示すトレッド面１を備えた空気入りタイヤにおいて、主溝３の溝幅を８ｍｍ、その溝深さを８ｍｍ、横溝４の溝幅を５ｍｍ、その溝深さを７ｍｍとし、主溝３と横溝４との交差点に位置するブロック２の角部において補強部を設けていない空気入りタイヤを製造した。かかるタイヤを用いて、上記の各性能評価を行った結果を表１に示す。

比較例２
図１に示すトレッド面１を備えた空気入りタイヤにおいて、主溝３と横溝４との交差点部分全体に、溝深さが４ｍｍの底上げ部を設けた以外は、比較例１と同じ構成である空気入りタイヤを製造した。かかるタイヤを用いて、上記の各性能評価を行った結果を表１に示す。

比較例３
図１に示すトレッド面１を備えた空気入りタイヤにおいて、主溝３と横溝４との交差点に位置するブロック２の角部の全てにおいて、主溝３の溝壁のみより始端して、主溝３中心線を越え対向するブロック側の溝底で終端する補強部を設けた以外は、比較例１と同じ構成である空気入りタイヤを製造した。かかるタイヤを用いて、上記の各性能評価を行った結果を表１に示す。

実施例１
図１に示すトレッド面１を備えた空気入りタイヤにおいて、主溝３と横溝４との交差点に位置するブロック２の角部の全てにおいて、図３（ａ）に示すテーパー状の補強部５を周設し、補強部５の、主溝３の溝壁からの幅方向長さを１．５ｍｍ、主溝３の溝底からの高さを３ｍｍ、横溝４の溝壁からの周方向長さを１．５ｍｍ、横溝４の溝底からの高さを３ｍｍに設定した以外は、比較例１と同じ構成である空気入りタイヤを製造した。かかるタイヤを用いて、上記の各性能評価を行った結果を表１に示す。

実施例２
図１に示すトレッド面１を備えた空気入りタイヤにおいて、主溝３と横溝４との交差点に位置するブロック２の角部の全てにおいて、図３（ｂ）に示す段差状の補強部５を周設し、補強部５の、主溝３の溝壁からの幅方向長さを１ｍｍ、主溝３の溝底からの高さを５ｍｍ、横溝４の溝壁からの周方向長さを１ｍｍ、横溝４の溝底からの高さを５ｍｍに設定した以外は、比較例１と同じ構成である空気入りタイヤを製造した。かかるタイヤを用いて、上記の各性能評価を行った結果を表１に示す。

実施例３
図１に示すトレッド面１の幅方向最外側に位置する主溝３よりも内側に位置するセンター領域において、主溝３と横溝４との交差点に位置するブロック２の角部の全てに、図３（ｂ）に示す段差状の補強部５を周設し、図４（ａ）に示すとおり、補強部５の、主溝３の溝壁に隣接した部分の周方向長さをＬ_１、横溝４の溝壁に隣接した部分の幅方向長さをＬ_２とした場合、Ｌ_１＝１ｍｍ、Ｌ_２＝２ｍｍ（Ｌ_２＝２Ｌ_１）と設定した以外は、比較例１と同じ構成である空気入りタイヤを製造した。かかるタイヤを用いて、上記の各性能評価を行った結果を表１に示す。

実施例４
図１に示すトレッド面１の幅方向最外側に位置する主溝３よりも外側に位置するショルダー領域において、主溝３と横溝４との交差点に位置するブロック２の角部の全てに、図３（ｂ）に示す段差状の補強部５を周設し、図４（ｂ）に示すとおり、補強部５の、主溝３の溝壁に隣接した部分の周方向長さをＬ_１、横溝４の溝壁に隣接した部分の幅方向長さをＬ_２とした場合、Ｌ_１＝２ｍｍ、Ｌ_２＝１ｍｍ（Ｌ_１＝２Ｌ_２）と設定した以外は、比較例１と同じ構成である空気入りタイヤを製造した。かかるタイヤを用いて、上記の各性能評価を行った結果を表１に示す。

表１の結果から、実施例１〜４の空気入りタイヤでは、比較例１の空気入りタイヤに比べて、ＷＥＴ制動性能を良好に維持しつつ、転がり抵抗が低減されていることがわかる。一方、比較例２の空気入りタイヤでは、主溝３と横溝４との交差点部分全体が底上げされているため、交差点部分での溝体積が減少し、実施例１〜４の空気入りタイヤに比べてＷＥＴ制動性能が悪化することがわかる。また、比較例３の空気入りタイヤでは、実施例１〜４の空気入りタイヤに比べて転がり抵抗が上昇し、かつＷＥＴ制動性能が劣る傾向がある。

本発明に係る空気入りタイヤの一実施形態を示すトレッドパターンの概略展開図図１の拡大概略平面図（ａ）および（ｂ）は、図２におけるＩ−Ｉ矢視断面図本発明に係る空気入りタイヤの別実施形態を示すトレッドパターンの拡大概略平面図本発明に係る空気入りタイヤの別実施形態を示すトレッドパターンの拡大概略平面図

符号の説明

１：トレッド面
２：ブロック
３：主溝
４：横溝
５：補強部
６：リブ

Claims

トレッド面に、周方向に延びる主溝と、前記主溝に交差して延びる横溝と、それらにより区画されたブロックまたはリブと、が設けられた空気入りタイヤにおいて、
前記主溝と前記横溝との交差点に位置する前記ブロックまたはリブの角部の少なくとも一つに補強部が周設され、前記補強部は前記主溝と前記横溝との溝壁より始端して溝底で終端し、
前記トレッド面の幅方向最外側に位置する主溝よりも内側に位置するセンター領域において、前記補強部の、前記主溝の溝壁に隣接した部分の周方向長さをＬ _１、前記横溝の溝壁に隣接した部分の幅方向長さをＬ _２とした場合、１．３Ｌ _１ ≦Ｌ _２ ≦３Ｌ _１であることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記補強部が、段差状に設けられたものである請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記トレッド面の幅方向最外側に位置する主溝よりも外側に位置するショルダー領域において、前記補強部の、前記主溝の溝壁に隣接した部分の周方向長さをＬ_１、前記横溝の溝壁に隣接した部分の幅方向長さをＬ_２とした場合、１．３Ｌ_２≦Ｌ_１≦３Ｌ_２である請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。