JP5345721B2

JP5345721B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP5345721B2
Application number: JP2012093046A
Authority: JP
Inventors: 敏彦高橋
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2012-04-16
Filing date: 2012-04-16
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2032-04-16
Also published as: CN103373181A; CN103373181B; JP2013220716A; DE102013205958B4; DE102013205958A1

Description

本発明は、耐ハイドロプレーニング性能、制動性能及び耐摩耗性能に優れた空気入りタイヤに関するものである。

従来、耐摩耗性を考慮したタイヤとして、リブの表面側のコーナー部であるリブ端部のうち、路面に接地する部分における接地長の長い方のリブ端部のトリミング量を、接地長が短いリブ端部のトリミング量よりも大きくなるように構成したものが公知である（例えば、特許文献１参照）。

前記タイヤでは、接地部分とリブ端部との間に径差が生じ、周方向の剪断力と滑りが急激に大きくなることに起因する早期摩耗が発生することを防止するため、トリミング量を調整し、接地長差をなくすようにしている。

また、トレッド部に溝によって区分されたブロック又はリブの接地圧分布を均一化するためのタイヤとして、ブロック又はリブの端縁部に曲面状の面取りを形成した構成のものが公知である（例えば、特許文献２参照）。

ところで、空気入りタイヤに要求される性能には、耐摩耗性能のほかに、耐ハイドロプレーニング性能、制動性能といった安全性が挙げられる。
しかしながら、前記従来のいずれのタイヤであっても、耐ハイドロプレーニング性能や制動性能については考慮されていない。

特開２００１−２８７５１０号公報特開２００２−８７０２２号公報

本発明は、ラテラルサイプ密度とリブの角部の面取り寸法又はＲ寸法を考慮することにより、所望の耐ハイドロプレーニング性能、制動性能及び耐摩耗性能を同時に実現可能なタイヤを提供することを課題とする。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、
トレッド面に周方向に延びる複数の主溝を設けることにより得られた少なくとも１つのリブに複数のサイプを形成してなる空気入りタイヤであって、
前記各サイプは、接地時に閉じ、
前記リブは、角部が面取り形状又はＲ形状とされ、
前記リブに形成されるサイプのラテラルサイプ密度ＬＳＤと、前記リブに形成される面取り形状又はＲ形状の面取り寸法又はＲ寸法Ｌとは、次式を満足するようにしたものである。

ここに、ラテラルサイプ密度とは、接地面内に於ける各サイプのタイヤ幅方向の寸法（ラテラル方向の投影寸法）の総和を、リブの全接地面積で除算した値を意味する。

前記構成により、ラテラルサイプ密度を高めて接地長を確保することにより耐ハイドロプレーニング性能を向上させる場合には、面取り寸法又はＲ寸法を小さく抑えることにより制動性能及び耐摩耗性能の悪化を抑えることが可能となる。特に、接地時にサイプが閉じるため、開いたままで前後方向に隙間が形成されて耐ハイドロプレーニング性能を悪化させることがない。
また逆に、ラテラルサイプ密度が小さく、制動性能及び耐摩耗性能は高いが、耐ハイドロプレーニング性能が望めない場合には、面取り寸法又はＲ寸法を大きくして接地圧を高めることにより、所望の耐ハイドロプレーニング性能を確保することが可能となる。

前記サイプは、ラテラル方向の投影寸法をＳＬＬとし、サーカム方向の投影寸法をＳＣＬとした場合、次式を満足するのが好ましい。

この構成により、接地時のサイプの働きにより、接地長を確実に増大させることができ、耐ハイドロプレーニング性能を高めることが可能となる。

前記サイプの溝幅は、１．２ｍｍ以下、好ましくは１．０ｍｍ以下であるのがよい。

この構成により、接地した部分で、サイプを確実に閉じた状態とすることができる。したがって、サイプに隙間が生じて排水性能が悪化し、耐ハイドロプレーニング性能が低下するといった不具合を発生させることがない。

前記リブは、１本でもよいが、複数本設けるようにしてもよい。

本発明によれば、リブに形成する面取り形状又はＲ形状の面取り寸法又はＲ寸法とラテラルサイプ密度の関係に着目することにより、優れた耐ハイドロプレーニング性能、制動性能及び耐摩耗性能を同時に実現することができる。

本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド面の一部を示す斜視図である。図１のリブの断面図である。（ａ）は図１のリブに形成したサイプの断面図、（ｂ）はその接地時の断面図である。（ａ）及び（ｂ）は本発明の実施例及び比較例に係るタイヤの接地面の２つのパターンを示す概略平面図である。（ａ）及び（ｂ）は本発明の実施例及び比較例に係るタイヤの接地面の２つのパターンを示す概略平面図、（ｃ）は図４（ａ）、図５（ａ）、（ｂ）のイン側リブの概略平面図である。他の実施形態に係るタイヤの接地面の概略平面図である。

以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。

図１は、本実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド面１の一部を示す。この空気入りタイヤは、周方向に延びる主溝２を幅方向に複数列で設けることにより、周方向に延びるリブ３を形成したものである。

図２に示すように、リブ３の両角部３ａは、Ｒ形状に形成されている。また、図１及び図３（ａ）に示すように、リブ３には複数のサイプ４が形成されている。各サイプ４は、トレッド面１（リブ３）が路面に接地していない状態では、一定の隙間（溝幅）を有する溝状である。ここでは、サイプ４の隙間（溝幅）を、１．２ｍｍ以下、好ましくは、１．０ｍｍ以下としている。これにより、図３（ｂ）に示すように、トレッド面１（リブ３）が路面に接触（接地）することにより、確実にサイプ４を隙間のない閉じた状態とすることができる。

ラテラルサイプ密度ＬＳＤと、リブ３の角部３ａに形成するＲ形状のＲ寸法Ｌとは、次式を満足するように設計されている。なお、ラテラルサイプ密度とは、路面に接触したリブ３の接地面内に位置する各サイプ４のタイヤ幅方向長さの総和を、リブ３の接地面積で除算したものである。

例えば、次表に、ラテラルサイプ密度と、その場合に取り得る面取りＲ（Ｒ寸法）との関係を示す。

このように、ラテラルサイプ密度が増大するに従って、リブ３の角部３ａに形成するＲ形状のＲ寸法を設定可能な範囲が徐々に小さくなるようにしている。したがって、ラテラルサイプ密度の増大により前後方向の剛性が低下して制動性能が悪化することを防止することができる。また、ラテラルサイプ密度を抑制する場合には、Ｒ形状のＲ寸法を大きく取って接地面積を抑えて接地圧を高めることにより耐ハイドロプレーニング性能を確保することができる。つまり、耐ハイドロプレーニング性能の向上と、制動性能及び耐摩耗性能の確保とを両立することができる。

前記構成の空気入りタイヤによれば、走行時、サイプ３によって接地部分で接地長さが増大する。これにより、路面上の水膜の排除に有効な寸法を長くすることができ、耐ハイドロプレーニング性能を高めることが可能となる。またこのとき、接地部分ではサイプ３は閉じた状態となる。したがって、サイプ３で隙間が生じて耐ハイドロプレーニング性能を悪化させる心配もない。さらに、サイプ３のラテラルサイプ密度に応じて角部３ａのＲ寸法を変更しているので、前後方向の剛性が低下して制動性能が悪化したり、あるいは、耐摩耗性能が低下したりするといった不具合の発生を防止することができる。

実施例１〜３、比較例１〜６のテストタイヤについて性能評価実験を行った。

各リブ３に形成するサイプ４のパターンは、図４（ａ），（ｂ）、図５（ａ），（ｂ）の接地面で示す４パターンとした。各タイヤには、トレッド面１に、３列でリブ３が形成されているものを使用した（アウト側リブ６、センターリブ７及びイン側リブ８）。なお、両側はショルダー部９，１０である。

図４（ａ）に示すパターンでは、アウト側リブ６とイン側リブ８に、両側の各ショルダー９，１０との間の主溝側から複数のサイプ４をそれぞれ形成した。サイプ４は、第１サイプ１１と、その約２倍の長さの第２サイプ１２とで構成し、平面視で同じ方向に若干湾曲しながら傾斜させ、周方向に交互に配置した。また、センターリブ７には、両側の主溝側からそれぞれ第３サイプ１３をそれぞれ形成した。第３サイプ１３も、平面視で、第１サイプ１１及び第２サイプ１２と同じ方向に傾斜させた。
図４（ｂ）に示すパターンでは、サイプ４は形成しなかった。
図５（ａ）に示すパターンでは、イン側リブ８に形成するサイプ４のパターンは図４（ａ）に示すもの（第１サイプ１１及び第２サイプ１２を有するもの）と同じとしたが、センターリブ７及びアウト側リブ６では次のようにした。すなわち、センターリブ７では、センターリブ７の中心線を越えて延びる第４サイプ１４と、中心線の手前まで延びる第５サイプ１５を周方向に交互に配置した。アウト側リブ６では、センターリブ７との間の主溝２の溝壁から第６サイプ１６を形成した。第６サイプ１６は、接地面で１つだけとした。
図５（ｂ）に示すパターンでは、イン側リブ８に形成するサイプ４のパターンは図４（ａ）及び図５（ａ）に示すもの（第１サイプ１１及び第２サイプ１２を有するもの）と同じとしたが、センターリブ７及びアウト側リブ６にサイプ４を形成しなかった。

実施例１では、サイプ４を図４（ａ）で示すパターンで形成し、アウト側リブ６及びイン側リブ８で、ラテラルサイプ密度を０．０４２ｍ／ｍ^２、面取りＲ（Ｒ寸法）を１．０ｍｍとし、センターリブ７で、ラテラルサイプ密度を０．０１０ｍ／ｍ^２、Ｒ寸法を１．８ｍｍとした。
比較例１では、実施例１とはＲ寸法のみを相違させた。すなわち、Ｒ寸法を全てのリブ３で１．８ｍｍとした。
比較例２では、実施例１とはＲ寸法のみを相違させた。すなわち、Ｒ寸法を全てのリブ３で１．０ｍｍとした。
比較例３では、サイプ４を形成しない図４（ｂ）で示すパターンとし、Ｒ寸法を全てのリブ３で１．０ｍｍとした。
比較例４では、比較例３とはＲ寸法のみを相違させた。すなわち、Ｒ寸法を全てのリブ３で２．８ｍｍとした。
実施例２では、サイプ４を図５（ａ）で示すパターンで形成し、イン側リブ８のラテラルサイプ密度及びＲ寸法は実施例１と同じとし、センターリブ７で、ラテラルサイプ密度を０．０１７ｍ／ｍ^２、Ｒ寸法を１．５ｍｍとし、アウト側リブ６で、ラテラルサイプ密度を０．０１０ｍ／ｍ^２、Ｒ寸法を１．８ｍｍとした。
比較例５では、実施例２とはＲ寸法のみを相違させた。すなわち、Ｒ寸法を全てのリブ３で１．８ｍｍとした。
比較例６では、実施例２とはＲ寸法のみを相違させた。すなわち、Ｒ寸法を全てのリブ３で１．０ｍｍとした。
実施例３では、サイプ４を図５（ｂ）で示すパターンで形成し、イン側リブ８のラテラルサイプ密度及びＲ寸法は実施例１と同じとし、センターリブ７及びアウト側リブ６のＲ寸法を２．８ｍｍとした。

性能評価実験では、実施例１〜３、比較例１〜６のテストタイヤ（タイヤサイズ：２２５／４５Ｒ１７、リム：１７×７．５ＪＪ、空気圧：を２２０ｋＰａ）を使用した。そして、前記各テストタイヤを排気量２５００ｃｃの乗用車に装着し、耐ハイドロプレーニング性能、制動性能、及び、耐摩耗性能についてテストを行った。

耐ハイドロプレーニング性能については、水深８ｍｍの路面を走行し、ハイドロプレーニングが発生した速度を指数で表した。ここでは、比較例２のテストタイヤでハイドロプレーニングが発生した速度を指数１００としている。指数が１００よりも大きければ大きい程、耐ハイドロプレーニング性能が優れていることを示している。

制動性能については、助走区間で時速１００ｋｍまで加速し、初速度調整区間で試験速度を１００ｋ／ｈに維持し、制動開始点を通過すると同時にブレーキペダルを強く踏み込み、停止するまでその状態を維持し、その停止距離を指数で表した。ここでは、比較例２のテストタイヤの停止距離を指数１００とし、他のテストタイヤの停止距離を逆指数表示としている（比較例２のテストタイヤに比べて停止距離が短ければ短い程、より大きな値を使用し、逆に長ければ長い程、より小さな値を使用している。）。指数が１００よりも大きければ大きい程、制動性能が優れていることを示している。

耐摩耗性能については、一般道を１２０００ｋｍ走行し、リア側のテストタイヤについて、各リブ３の摩耗量の平均値の逆数を指数で表した。ここでは、比較例２のテストタイヤの摩耗量の平均値の逆数を指数１００としている。指数が１００よりも大きければ大きい程、耐摩耗性能が優れていることを示している。

性能評価実験の結果を表２に示す。

表２から明らかなように、サイプ４を形成したもの（実施例１〜３、比較例１，５，６）、Ｒ寸法を大きくしたもの（比較例１，４，５）で、耐ハイドロプレーニング性能の向上が見られた。但し、サイプ４を形成し、かつ、Ｒ寸法を大きくしたもの（比較例１）や、単にＲ寸法を大きくしたもの（比較例４，５，６）では、制動性能及び耐摩耗性能での悪化が見られた。一方、ラテラルサイプ密度に応じてＲ寸法を決定した実施例１〜３では、このような制動性能及び耐摩耗性能の悪化は見られなかった。つまり、実施例１〜３で、耐ハイドロプレーニング性能を向上させつつ、所望の制動性能及び耐摩耗性能を維持することができた。

なお、本発明は、前記実施形態に記載された構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

例えば、図６に示すように、リブ３に複数の凹部を形成するようにしてもよい。凹部は、リブ３の側面（主溝２の溝壁）に形成する第１凹部１５や第２凹部１６、あるいは、リブ３のトレッド面１に形成する第３凹部１７とすることができる。

第１凹部１５は、同じくリブ３に形成されるサイプ４と同じ方向に傾斜しているが、路面との接地時に変形により隙間が閉じないような幅寸法に形成されている。第１凹部１５を形成する位置は、各サイプ４の間であってもよいし、サイプ４と重なる位置であってもよい。また、サイプ４が形成されていない溝壁から形成するようにしてもよい。このように、第１凹部１５は、適宜、リブ３の剛性を調整するために設けることができる。

第２凹部１６は、リブ３の幅方向には僅かに窪んだだけであるが、主溝２の溝壁に広い範囲（例えば、接地領域のうち、周方向の約半分）に形成されている。そして、リブ３に第２凹部１６を形成するようにすれば、接地時に接地部分で主溝２から発生するノイズを抑制することができる。すなわち、第２凹部１６が接地部分で主溝２に広がりをもたらし、主溝２内の空気流れによるノイズの発生を軽減することができる。

第３凹部１７は、リブ３の表面（トレッド面１）に形成され、主溝２には連通していない。

なお、前記凹部の占有空間の総容量は、凹部がない場合のリブ３が占める総体積の２０％以下とするのが好ましい。また、前記凹部は周方向に等間隔ではなく、ランダムに設けるのが好ましい。等間隔で設けることにより、接地時に乗員にとって耳障りな周期的なピッチノイズを発生させることになるからである。

また、前記実施形態では、特に言及しなかったが、図４（ｄ）に示すように、サイプ４に関して、ラテラル寸法ＳＬＬ（タイヤの幅方向の寸法）とサーカム寸法ＳＣＬ（タイヤの周方向の寸法）の比（ＳＬＬ／ＳＣＬ）が次式を満足するのが好ましい。

前記数４を満足するサイプ４を有する構成によれば、数４を満足しないサイプ４を形成する場合に比べて、接地長を増大させるように変形させることができる。したがって、耐ハイドロブレーニング性能をより一層高めることが可能となる。

また、前記実施形態では、リブ３を３列で設けるようにしたが、１列や２列、あるいは、４列以上であっても、前記構成を採用することができる。そして、増やしたリブ３にもサイプ４を形成し、前記同様にして、そのラテラルサイプ密度に応じて角部のＲ寸法を決定するようにすれば、より一層、耐ハイドロプレーニング性能を高めつつ、所望の制動性能及び耐摩耗性能を確保することができる。

また、前記実施形態では、リブ３の角部３ａに形成するＲ形状は、全周に亘って均一なものとしたが、同一リブ内でＲ寸法が変化するように構成することも可能であるし、リブ自体の断面形状も均一である必要はない。

このように、リブ３の形態を変更することにより、主溝２の幅寸法を変位させることができる。また、サイプ４を形成する数のバラツキ具合に応じてＲ寸法を変更することも可能である。

また、前記実施形態では、リブ３の角部３ａをＲ形状としたが、面取り形状であっても、前記同様の作用・効果を発揮させることが可能である。この場合、前記（数３）では、Ｒ寸法に代えて面取り寸法を使用すればよい。

１…トレッド面
２…主溝
３…リブ
４…サイプ
５…湾曲面
６…イン側リブ
７…センターリブ
８…アウト側リブ
９…第１サイプ
１０…第２サイプ
１１…第３サイプ
１２…第４サイプ
１３…第５サイプ
１４…第６サイプ
１５…第１凹部
１６…第２凹部
１７…第３凹部

Claims

トレッド面に周方向に延びる複数の主溝を設けることにより得られた少なくとも１つのリブに複数のサイプを形成してなる空気入りタイヤであって、
前記各サイプは、接地時に閉じ、
前記リブは、角部が面取り形状又はＲ形状とされ、
前記リブに形成されるサイプのラテラルサイプ密度ＬＳＤと、前記リブに形成される面取り形状又はＲ形状の面取り寸法又はＲ寸法Ｌとは、次式を満足することを特徴とする空気入りタイヤ。
前記サイプは、ラテラル方向の投影寸法をＳＬＬとし、サーカム方向の投影寸法をＳＣＬとした場合、次式を満足することを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記サイプの溝幅は、１．２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
前記リブは、複数列に設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。