JP5314343B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤ、特に乗用車用の空気入りタイヤに関する。

従来の空気入りタイヤでは、エッジ効果で制動性能を確保するために、周方向に延びる周方向溝と略幅方向に延びるラグ溝とをトレッドに形成して複数のブロックを区画するような形態を採用している（例えば、特許文献１参照。）。
特開平０９―３２８００３号公報

しかしながら、前述のように溝を配置した空気入りタイヤは、乾燥路において、路面との摩擦によってブロックのラグ溝側のエッジ部分がめくれ上がり、十分な制動性能を確保できないという問題があった。また、摩擦係数の小さいウエット路面等においては、ブロックのラグ溝側のエッジが効果的に働いてある程度の制動性能を確保することができるが、市場では、ウエット路における制動性能についても更なる改良が求められている。またさらに、市場では、タイヤの転がり抵抗を低減すること、及びタイヤの耐摩耗性を確保することも求められている。

以上のことから本発明は、乾燥路及びウエット路において十分な制動性能を確保しつつ、転がり抵抗を低減し、耐摩耗性能を確保する空気入りタイヤを提供することを目的としている。

請求項１に記載の空気入りタイヤは、トレッドに形成され、タイヤ周方向に延びる複数の周方向溝と、前記トレッドに形成され、前記周方向溝との間にタイヤ周方向に沿って連続して延びるリブを区画し、前記周方向溝よりも幅が狭く、前記トレッドが接地して圧縮変形した際に溝壁同士が接触する細溝と、前記トレッドに形成され、前記細溝から前記細溝と交差する方向に延び、前記リブに隣接するブロックを区画する複数のラグ溝と、前記ブロックの表面に形成され、前記ラグ溝側の一方の壁面から他方の壁面に向かってタイヤ周方向に延び前記ブロック内で終端する第１サイプと、前記ブロックの表面に形成され、前記ラグ溝側の他方の壁面から一方の壁面に向かってタイヤ周方向に延び、前記一方の壁面と他方の壁面との中間部分で前記細溝側の壁面に向かって曲がり前記細溝側の壁面に開口し、平面視で前記第１サイプと交差しない第２サイプと、を有する。

請求項１に記載の空気入りタイヤによれば、乾燥路においては、タイヤ周方向の入力時、例えば、制動時に、路面との摩擦によってブロックのラグ溝側のエッジ部分がめくれ上がろうとする場合があるが、トレッドが接地した時には、トレッドが圧縮変形して細溝の溝壁同士が接触する、つまり、ブロックの壁面とリブの壁面が接触するので、リブがブロックの変形を抑えるように働き、ブロックのラグ溝側のエッジ部分のめくれ上がりが抑えられる。これにより、乾燥路において十分な制動性能が発揮される。

ウエット路においては、制動時に、ブロックのラグ溝側のエッジが効果的に働いて制動性能を発揮する。また、ブロックの表面のタイヤ周方向に延びる第１サイプと第２サイプによって排水性が高められるため、十分な制動性能を発揮できるようになる。特に、第２サイプは細溝にも開口しているため、効果的に排水性を高めることができる。
また、第１サイプと第２サイプは平面視で互いに交差しない、つまり第１サイプと第２サイプによってブロックがタイヤ周方向に沿って分断されないため、ブロックのタイヤ幅方向の剛性低下が抑制されてブロックの耐摩耗性の低下が抑制される。これにより、耐摩耗性を確保しつつ、排水性能を高めることができる。

さらに、トレッドに対してタイヤ幅方向の入力がある場合、ブロックがタイヤ幅方向に変形しようとするが、ブロックに隣接したリブがブロックのタイヤ幅方向の変形を抑えるため、ブロックを構成するゴムの内部摩擦に起因する発熱が低減され、タイヤの転がり抵抗を下げることが可能となる。これにより、車両の低燃費化に貢献できるようになる。

なお、請求項１に記載の空気入りタイヤでは、加速時においてもブロックのラグ溝側のエッジ部分のめくれ上がりを抑制することが可能である。

請求項２に記載の空気入りタイヤは、前記ブロックは、前記トレッドの中央部、及び前記中央部のタイヤ幅方向両外側のショルダー部に夫々区画され、前記ショルダー部の前記ブロックのタイヤ周方向に沿った長さが、前記中央部の前記ブロックのタイヤ周方向に沿った長さの２０〜８０％を満たす。

請求項２に記載の空気入りタイヤによれば、ショルダー部のブロックのタイヤ周方向に沿った長さが、中央部のブロックのタイヤ周方向に沿った長さの２０〜８０％を満たす場合、ブロックの表面と路面との摩擦による中央部のブロックのラグ溝側のエッジ部分がめくれ上がろうとする機会が減少するため、制動性能を効果的に発揮することができる。なお、８０％を越える場合は、中央部のブロックのラグ溝側のエッジ部分がめくれ上がろうとする機会が多すぎ、２０％未満の場合は、中央部のブロックのラグ溝側のエッジの数が減るため、十分なエッジ効果が得られない。

以上説明したように本発明の空気入りタイヤは、乾燥路及びウエット路において十分な制動性能を確保しつつ、転がり抵抗を低減し、耐摩耗性能を確保することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。
図１に示すように、第１実施形態の空気入りタイヤ１０のトレッド１２には、タイヤ赤道面ＣＬ上にタイヤ周方向に沿って延びる第１周方向溝１４が形成されている。この第１周方向溝１４のタイヤ幅方向両外側にはタイヤ周方向に沿って延びる第１細溝１８が形成されており、第１周方向溝１４と第１細溝１８との間にタイヤ周方向に沿って連続して延びるセンターリブ１６が夫々区画されている。なお、本実施形態のセンターリブ１６は、溝やサイプが形成されないプレーンリブとなっている。

なお、図中の符号１２Ｅは、トレッド１２の接地端を示している。この接地端１２Ｅは、空気入りタイヤ１０をＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ（２００８年度版、日本自動車タイヤ協会規格）に規定されている標準リムに装着し、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫでの適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力（内圧−負荷能力対応表の太字荷重）に対応する空気圧（最大空気圧）の１００％の内圧を充填し、最大負荷能力を負荷したときのタイヤ幅方向最外の接地部分を指す。使用地又は製造地において、ＴＲＡ規格、ＥＴＲＴＯ規格が適用される場合は各々の規格に従う。また、本実施形態の空気入りタイヤ１０のトレッドパターンは、タイヤ赤道面ＣＬ上の一点を対称点にした点対称形状としているが、本発明はこの構成に限定されない。

第１細溝１８のタイヤ幅方向外側にはタイヤ周方向に沿って延びる第２周方向溝２０が形成され、第１細溝１８と第２周方向溝２０との間にはタイヤ幅方向に対して傾斜し、第１細溝１８と第２周方向溝２０とを連結するセンターラグ溝２２がタイヤ周方向に間隔を開けて複数形成されており、第１細溝１８、第２周方向溝２０及びセンターラグ溝２２によって、複数のセンターブロック２４が区画されている。

なお、第１周方向溝１４、第２周方向溝２０、及びセンターラグ溝２２は、トレッド１２が接地してリブ及びブロックが圧縮変形しても溝が閉じることがないように溝幅が設定されている。また、これらの溝は、ウエット路面走行時の排水性を確保するために、トレッド１２において最も溝深さが深くなるように設定されている（図２参照）。

第１細溝１８は、第１周方向溝１４及び第２周方向溝２０よりも溝幅が狭く、トレッド１２が接地してセンターリブ１６、及びセンターブロック２４が各々圧縮変形した際に、第１細溝１８の溝壁であるセンターリブ１６の壁面１６Ａとセンターブロック２４の壁面２４Ａとが接触するように、その溝幅が設定されている。なお、本実施形態の第１細溝１８は、溝底から踏面側の溝開口部分にわたって略一定の溝幅となっている。第１細溝１８の溝幅は、例えば、１．０ｍｍ以下が好ましい。また、本実施形態では、第１細溝１８の溝深さを第１周方向溝１４及び第２周方向溝２０の溝深さの５０％に設定している。

センターブロック２４の表面には、センターラグ溝２２側の一方の壁面２４Ｂから他方の壁面２４Ｃに向かってタイヤ周方向に延びる第１サイプ４０が形成されている。この第１サイプ４０は、一端が壁面２４Ｂのタイヤ幅方向中央部分に開口しており、他端がセンターブロック２４内のタイヤ周方向中央部分に至る前に終端している。

また、センターブロック２４の表面には、センターラグ溝２２側の他方の壁面２４Ｃから一方の壁面２４Ｂに向かってタイヤ周方向に延び、センターブロック２４内のタイヤ周方向中央部分に至る前に第１細溝１８側に向かって曲がる（湾曲する）第２サイプ４２が形成されている。この第２サイプ４２は、一端が壁面２４Ｃのタイヤ幅方向中央部分に開口しており、他端が第１細溝１８側の壁面２４Ａのタイヤ周方向中央部分に開口している。

ここで、センターブロック２４を平面視すると、第１サイプ４０及び第２サイプ４２は、互いに交差しないようにセンターブロック２４に形成されている。つまり、第１サイプ４０及び第２サイプ４２はセンターブロック２４がタイヤ周方向に沿って分断されないように形成されている。また、本実施形態では、第２サイプ４２のタイヤ周方向延在部分と第１サイプ４０とが、同一直線状となるようにセンターブロック２４に形成されている。

第１サイプ４０の深さは、第１細溝１８と同じ、あるいは浅くなるように設定することが好ましく、本実施形態では、第１細溝１８と同じに設定している。また、第２サイプ４２の深さは、センターラグ溝２２と同じあるいは浅くなるように設定することが好ましく、本実施形態では、第１サイプ４０と同じに設定している。
なお、ここで言うサイプとは、接地時に閉じて溝幅が零となるものを意味する。

第２周方向溝２０のタイヤ幅方向外側にはタイヤ周方向に沿って延びる第２細溝２８が形成されており、第２周方向溝２０と第２細溝２８との間にタイヤ周方向に沿って連続して延びるショルダーリブ２６が区画されている。このショルダーリブ２６には、ショルダーリブ２６を横断するように、第１周方向溝１４、及び第２の周方向溝２０よりも浅い第３サイプ３６がタイヤ周方向に間隔をあけて形成されている。

第２細溝２８のタイヤ幅方向外側には、第２細溝２８からタイヤ幅方向外側へ向けて延びるショルダーラグ溝３０がタイヤ周方向に間隔を開けて複数形成されており、第２細溝２８及びショルダーラグ溝３０によって複数のショルダーブロック３２が区画されている。

ショルダーラグ溝３０は、滑らかに湾曲しており、接地端１２Ｅからショルダーブロック３２の第２細溝２８側の壁面３２Ａまでのタイヤ幅方向に沿った長さをＷとしたとき、壁面３２Ａからタイヤ幅方向に沿ってタイヤ幅方向外側へ１／３Ｗの点を通りタイヤ周方向に沿って延びる直線ＨＬ（図１では破線）を基準にして、タイヤ幅方向外側部分のラグ溝外側部３０Ａと、タイヤ幅方向内側部分のラグ溝内側部３０Ｂとで構成されている。ラグ溝外側部３０Ａとラグ溝内側部３０Ｂは、タイヤ幅方向に対する平均角度が異なり、ラグ溝外側部３０Ａの平均角度がラグ溝内側部３０Ｂの平均角度よりも小さくなるように設定されている。なお、溝のタイヤ幅方向に対する角度とは、タイヤ幅方向に対する溝の中心を通る中心線の角度を指している。また、図１では、タイヤ幅方向に対してラグ溝外側部３０Ａの平均角度で傾斜した仮想直線を符号Ｌ１で示し、タイヤ幅方向に対してラグ溝内側部３０Ｂの平均角度で傾斜した仮想直線を符号Ｌ２で示している。この仮想直線Ｌ１と仮想直線Ｌ２の角度差θは１０〜７０度の範囲内に設定することが好ましい。

第２細溝２８は、第１細溝１８と同様に第１周方向溝１４及び第２周方向溝２０よりも溝幅が狭く、トレッド１２が接地してショルダーリブ２６、及びショルダーブロック３２が各々圧縮変形した際に、第２細溝２８の溝壁であるショルダーリブ２６の壁面２６Ａとショルダーブロック３２の壁面３２Ａとが接触するように、その溝幅が設定されている。なお、本実施形態の第２細溝２８は、溝底から踏面側の溝開口部分にわたって略一定の溝幅となっている。第２細溝２８の溝幅は、例えば、１．０ｍｍ以下が好ましい。また、本実施形態では、第２細溝２８の溝深さを第１周方向溝１４及び第２周方向溝２０の溝深さの５０％に設定している。

また、ショルダーブロック３２のタイヤ周方向に沿った周方向長さＸ２は、センターブロック２４のタイヤ周方向に沿った周方向長さＸ１の２０〜８０％の範囲内に設定することが好ましい。本実施形態では、ショルダーブロック３２の周方向長さＸ２をセンターブロック２４の周方向長さＸ１の５０％に設定している。なお、本実施形態におけるブロックの周方向長さとは、ブロックのラグ溝側の一方の壁面から他方の壁面までの距離をタイヤ周方向に沿って計測した値の平均値を指していている。

なお、本実施形態では、一方の接地端１２Ｅから他方の接地端１２Ｅまでのタイヤ幅方向に沿った距離を接地幅としたとき、タイヤ赤道面ＣＬからタイヤ幅方向外側に向かって接地幅の概ね１／４の位置が溝の中心となるように第２周方向溝２０が形成されている。そして、第２周方向溝２０の中心よりもタイヤ幅方内側をトレッド１２の中央部、中心を含んでタイヤ幅方向外側をトレッド１２のショルダー部としている。

次に、空気入りタイヤ１０の作用を説明する。
空気入りタイヤ１０では、トレッド１２が接地した時にトレッド１２が圧縮変形して第１細溝１８の溝壁同士、つまりセンターリブ１６の壁面１６Ａとセンターブロック２４の壁面２４Ａとが接触し、第２細溝２８の溝壁同士、つまりショルダーリブ２６の壁面２６Ａとショルダーブロック３２の壁面３２Ａとが接触する。これにより、センターリブ１６がセンターブロック２４の変形を抑えるように働き、ショルダーリブ２６がショルダーブロック３２の変形を抑えるように働く。このため、乾燥路におけるタイヤ周方向の入力時、例えば、制動時に、トレッド１２と路面との摩擦によってセンターブロック２４及びショルダーブロック３２のラグ溝側のエッジ部分がめくれ上がろうとしても、センターリブ１６及びショルダーリブ２６が夫々センターブロック２４及びショルダーブロック３２の変形を抑えるように働き、ブロックのラグ溝側のエッジ部分のめくれ上がりが抑えられる。これにより、乾燥路において十分な制動性能を発揮できるようになる。

また、ウエット路においては、制動時に、センターブロック２４のラグ溝側のエッジ、及びショルダーブロック３２のラグ溝側のエッジが効果的に働いて制動性能を発揮する。
さらに、ブロック表面のタイヤ周方向に延びる第１サイプ４０と第２サイプ４２によってウエット路面走行時の排水性が高められるため、十分な制動性能を発揮できるようになる。特に、第２サイプ４２は一端がセンターラグ溝２２に開口し、他端が第１細溝１８に開口しているため、吸引した水をセンターラグ溝２２及び第１細溝１８に排水でき、効果的に排水性を高めることができる。
また、第１サイプ４０と第２サイプ４２は平面視で互いに交差しない、つまり第１サイプ４０と第２サイプ４２によってセンターブロック２４の中央部分がタイヤ周方向に分断されないため、センターブロック２４のタイヤ幅方向の剛性低下が抑制されてセンターブロック２４の耐摩耗性の低下が抑制される。これにより、耐摩耗性を確保しつつ、排水性能を高めることができる。

さらに、トレッド１２に対してタイヤ幅方向の入力がある場合、例えば、コーナリング時においては、車両の旋回半径方向外側のショルダーブロック３２の入力が最も大きく、このショルダーブロック３２がタイヤ幅方向内側（タイヤ赤道面側）に変形しようとするが、ショルダーブロック３２のタイヤ幅方向内側に隣接したショルダーリブ２６がこのショルダーブロック３２のタイヤ幅方向内側への変形を抑えるので、ショルダーブロック３２を構成するゴムの内部摩擦に起因する発熱が低減され、転がり抵抗を下げることが可能となる。これにより、車両の低燃費化に貢献できるようになる。

なお、トレッド１２の中央部のセンターブロック２４においても、センターリブ１６がタイヤ幅方向の変形を抑えるので、センターブロック２４の発熱を低減でき、車両の低燃費化に貢献できる。
また、本実施形態の空気入りタイヤ１０では、加速時（又は急加速時）においてもセンターブロック２４のラグ溝側のエッジ部分、及びショルダーブロック３２のラグ溝側のエッジ部分のめくれ上がりを抑制することができる。

そして、ショルダーブロック３２の周方向長さＸ２が、センターブロック２４の周方向長さＸ１の２０〜８０％を満たす場合、センターブロック２４の表面と路面との摩擦によってセンターブロック２４のラグ溝側のエッジ部分がめくれ上がろうとする機会が減少するため、制動性能を効果的に発揮することができる。なお、８０％を越える場合は、センターブロック２４のラグ溝側のエッジ部分がめくれ上がろうとする機会が多すぎ、２０％未満の場合は、センターブロック２４のラグ溝側のエッジの数が減るため、十分なエッジ効果が得られない。また、本実施形態では、ショルダーブロック３２の周方向長さＸ２が、センターブロック２４の周方向長さＸ１の５０％となっているため、センターブロック２４のラグ溝側のエッジ部分がめくれ上がろうとする機会が効果的に減少する。

また、仮想直線Ｌ１と仮想直線Ｌ２との角度差θを１０〜７０度の範囲内に設定することで、ショルダーラグ溝３０の溝底のゴムの流動が抑制され、ショルダーブロック３２に発生し易いヒール＆トー摩耗等の偏摩耗の発生が抑制される。これにより、トレッド１２のショルダー部の耐摩耗性が向上し、空気入りタイヤ１００の長寿命化が達成される。

［その他の実施形態］
第１実施形態では、センターブロック２４に形成された第２サイプ４２のタイヤ周方向延在部分及び第１サイプ４０が同一直線上に形成される構成としているが、本発明はこの構成に限定される必要はなく、第１サイプ４０及び第２サイプ４２がタイヤ幅方向にずれていてもよく、また第１サイプ４０がセンターブロック２４に複数本形成される構成としてもよい。

前述の実施形態では、第１サイプ４０及び第２サイプ４２の深さが同一になる構成としているが、本発明はこの構成に限定される必要はなく、第１サイプ４０及び第２サイプ４２の深さを異ならせてもよい。

前述の実施形態では、センターブロック２４に第１サイプ４０及び第２サイプ４２を形成する構成としたが、本発明はこの構成に限定されず、センターブロック２４の代わりにショルダーブロック３２に第１サイプ４０及び第２サイプ４２を形成してもよく、もちろんセンターブロック２４、及びショルダーブロック３２に夫々第１サイプ４０及び第２サイプ４２を形成してもよい。ショルダーブロック３２に第１サイプ４０及び第２サイプ４２を形成する場合は、第２サイプ４２の他端は第２細溝２８側の壁面に開口するように構成する。

以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されないことは言うまでもない。

（試験例）
本発明の効果を確かめるために、比較例の空気入りタイヤ、及び本発明の適用された実施例の空気入りタイヤを用意し、各供試タイヤについてウエット路面での制動性能試験、ドライ路面（乾燥路面）での制動性能試験を実施すると共に、転がり抵抗値の測定及び耐摩耗性能の評価を行った。
実施例の空気入りタイヤ：上記実施形態で説明したトレッドパターンを有する空気入りタイヤである。
比較例の空気入りタイヤ：図３に示すトレッドパターンを有する空気入りタイヤである。なお、図３において、符号１００はトレッド、符号１０２、１０４は周方向溝、符号１０６、１０８はラグ溝、符号１１０、１１２はブロック、符号１１４はサイプであり、周方向溝１０２、１０４は実施例の周方向溝と略同様の溝深さ、溝幅を有している。

ここで、各供試タイヤは、タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５であり、リム幅６Ｊ−１５のリムに組み付けて国産車セダンに装着し、ドライバーの体重に６００Ｎを加えた荷重条件の下で、車両指定内圧を充填し、試験を行った。

制動試験においては、ＡＢＳ機能を発揮した状態で時速１００ｋｍ／ｈからの減速度を測定した。評価は、比較例の空気入りタイヤを装着した際の減速度を１００とする指数表示とし、指数の数値が大きいほど減速度が大きく、制動性能に優れていることを表している。

転がり抵抗値の測定は、タイヤ単体を上記同様の条件下で回転させた際の転がり抵抗値を試験機で測定した。評価は、比較例の空気入りタイヤの転がり抵抗の逆数を１００とする指数表示とし、指数の数値が大きいほど転がり抵抗が少ないことを表している。

また、耐摩耗性能の評価は、制動試験終了後の各ブロックの摩耗量を測定しその平均値を求めた。評価は、比較例の空気入りタイヤの摩耗量の平均値の逆数を１００とする指数表示とし、指数の数値が大きいほど摩耗が少ない、つまり耐摩耗性に優れることを表している。

試験の結果、本発明の適用された実施例の空気入りタイヤは、比較例の空気入りタイヤに比べて、ドライ路面及びＷＥＴ路面での制動性能が大幅に向上すると共に、転がり抵抗も大幅に低減でき、さらに耐摩耗性を十分に確保していることが分かった。

第１実施形態の空気入りタイヤのトレッドの平面図である。 第１実施形態の空気入りタイヤのトレッドの外輪郭形状をタイヤ回転軸に沿った断面で見た断面図である。 比較例の空気入りタイヤのトレッドの平面図である。

符号の説明

１０ 空気入りタイヤ
１２ トレッド
１４ 第１周方向溝（周方向溝）
１６ センターリブ（リブ）
１６Ａ 壁面
１８ 第１細溝（細溝）
２０ 第２周方向溝（周方向溝）
２２ センターラグ溝
２４ センターブロック
２４Ａ 壁面
２６ ショルダーリブ
２６Ａ 壁面
２８ 第２細溝
３０ ショルダーラグ溝
３２ ショルダーブロック
３２Ａ 壁面
４０ 第１サイプ
４２ 第２サイプ
ＣＬ タイヤ赤道面
Ｘ１ 周方向長さ（中央部のブロックの周方向長さ）
Ｘ２ 周方向長さ（側部のブロックの周方向長さ）

Claims (2)

1. トレッドに形成され、タイヤ周方向に延びる複数の周方向溝と、
   前記トレッドに形成され、前記周方向溝との間にタイヤ周方向に沿って連続して延びるリブを区画し、前記周方向溝よりも幅が狭く、前記トレッドが接地して圧縮変形した際に溝壁同士が接触する細溝と、
   前記トレッドに形成され、前記細溝から前記細溝と交差する方向に延び、前記リブに隣接するブロックを区画する複数のラグ溝と、
   前記ブロックの表面に形成され、前記ラグ溝側の一方の壁面から他方の壁面に向かってタイヤ周方向に延び前記ブロック内で終端する第１サイプと、
   前記ブロックの表面に形成され、前記ラグ溝側の他方の壁面から一方の壁面に向かってタイヤ周方向に延び、前記一方の壁面と他方の壁面との中間部分で前記細溝側の壁面に向かって曲がり前記細溝側の壁面に開口し、平面視で前記第１サイプと交差しない第２サイプと、
   を有する空気入りタイヤ。
2. 前記ブロックは、前記トレッドの中央部、及び前記中央部のタイヤ幅方向両外側のショルダー部に夫々区画され、
   前記ショルダー部の前記ブロックのタイヤ周方向に沿った長さが、前記中央部の前記ブロックのタイヤ周方向に沿った長さの２０〜８０％を満たす請求項１に記載の空気入りタイヤ。

Images