JP5443923B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、ウェット性能と耐摩耗性能の両立を可能にするトレッドパターンを有する空気入りタイヤ、特には小型トラック用の空気入りタイヤに関するものである。

従来、濡れた路面での駆動性および制動性であるウェット性能の向上を図るために、陸部には複数のサイプが設けられていた。しかし、より一層のウェット性能の向上を図るために長く深いサイプを陸部に設けると、陸部のサイプ際の部分において、ヒールアンドトウ摩耗等の偏摩耗が発生するおそれがあった。
そこで、ウェット性能と耐摩耗性能の両立を目指した従来技術として、例えば特許文献１には、一端が周方向溝に繋がるサイプが、周方向溝と直行する方向に沿って延びる形で陸部に設けられ、このサイプが存在する部分周辺のトレッド表面が、周方向溝に向かって垂れ下がる形で形成される、すなわち、周方向溝の溝壁が面取りされている空気入りタイヤが提案されている。

特開2004−58946号公報

しかし、上述した従来の空気入りタイヤにおいて、本発明者が鋭意検討を重ねた結果、サイプの形成された部分の陸部において、タイヤへの様々な入力に対する剛性が低下していることを発見し、更なる改善が可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明の目的は、ウェット性能と耐摩耗性能の両立を高いレベルで可能にするトレッドパターンを有する空気入りタイヤを提供することにある。

本発明の要旨は、以下のとおりである。
（１）トレッドに、タイヤ赤道面に沿って直線状に延びる複数の周方向溝によって、リブ状の陸部が区画形成され、前記陸部に接する両側の周方向溝につき、一端が前記周方向溝に開口し他端が前記陸部内で終端するサイプが形成され、前記サイプが前記周方向溝に連通し、かつタイヤ赤道面に対して傾斜して延びる傾斜部と、前記傾斜部に接続し、かつタイヤ赤道面ＣＬに沿って延びる直線部とを具え、前記サイプのタイヤ幅方向の長さが、前記陸部のタイヤ幅方向の長さに対して１／３±６／１００の範囲内であることを特徴とする空気入りタイヤ。

（２）前記傾斜部が、前記周方向溝からタイヤ幅方向に延びるラグ溝を介して、前記周方向溝に連通していることを特徴とする上記（１）に記載の空気入りタイヤ。

（３）トレッド踏面から前記傾斜部のサイプ底に向かって、前記傾斜部のサイプ壁を切り取った面取り部が形成されていることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の空気入りタイヤ。
（４）前記傾斜部の深さが前記直線部の深さより浅いことを特徴とする上記（１）〜（３）の何れかに記載の空気入りタイヤ。

（ａ）は本発明の第１実施例に係る空気入りタイヤのトレッドの平面図であり、（ｂ）はトレッドの一部拡大平面図である。 （ａ）（ｂ）はサイプの傾斜角度を説明するための図である。 本発明の第２実施例に係る空気入りタイヤのトレッドの平面図である。 （ａ）は本発明の第３実施例に係る空気入りタイヤのトレッドの平面図であり、（ｂ）は面取り部の斜視図である。 （ａ）（ｂ）は本発明の第１実施例に係る空気入りタイヤに設けたサイプの一例を示す斜視図である。 従来例タイヤのトレッドの平面図である。 比較例タイヤのトレッドの平面図である。

以下、図面を参照して、本発明を具体的に説明する。
図１（ａ）は本発明の第１実施例に係る空気入りタイヤ（以下、タイヤと称する）のトレッドの平面図である。トレッド１には、タイヤ赤道面ＣＬに沿って延びる複数の周方向溝、図示例では３本の周方向溝２ａ、２ｂ、２ｃが形成され、この周方向溝２ａ、２ｂ、２ｃによって、２つの中央陸部３ａ、３ｂが区画形成されている。また、タイヤ幅方向外側の周方向溝２ａ、２ｃの外側にショルダー陸部４ａ、４ｂが形成されている。中央陸部３ａ、３ｂには、一端が周方向溝２ａ、２ｂ、２ｃのいずれかに開口し他端が中央陸部３ａ、３ｂ内で終端するサイプ１０が形成されている。
また、図１（ａ）に示すトレッドの一部拡大平面図である図１（ｂ）に示すように、このサイプ１０は、周方向溝２ａ、２ｂ、２ｃのいずれかに連通し、かつタイヤ赤道面ＣＬに対して傾斜して延びる傾斜部１０Ａと、この傾斜部１０Ａに接続し、かつタイヤ赤道面ＣＬに沿って延びる直線部１０Ｂとを具える。

サイプ１０のタイヤ幅方向の長さＷは、中央陸部３ａのタイヤ幅方向の長さＷ_３ａに対して１／３±６／１００である。すなわち、周方向溝２ａに開口するサイプ１０と、周方向溝２ｂに開口するサイプ１０とは、中央陸部３ａを約３等分する位置に形成されている。
サイプ１０の長さＷが長さＷ_３ａに対して１／３−６／１００未満の場合、直線部１０Ｂが中央陸部３ａ、３ｂの陸部端に近づくこととなり、エッジ付近の剛性が低下してエッジウェアが生じやすくなる。
一方、サイプ１０の長さＷが長さＷ_３ａに対して１／３＋６／１００超の場合、例えば、周方向溝２ａに開口するサイプ１０の直線部１０Ｂと、周方向溝２ｂに開口するサイプ１０の直線部１０Ｂがともに中央陸部３ａの中央部に近づくこととなり、この部分の剛性が低下して、偏摩耗が生じやすくなる。

上述したとおり、従来のリブパターンのタイヤにおいてウェット性能の向上を図るために、周方向溝と直交する方向に沿って延びる形でサイプが設けられていた。しかし、このサイプによってリブ状の陸部がブロック状に分断され、タイヤへの様々な入力に対する剛性が低下してしまい、耐摩耗性能を悪化させる要因となっていた。また、ウェット路面での制動時にはブレーキングフォース入り側でのエッジの捲れ上がりが発生し、摩擦係数μの低下、すなわち制動性の悪化を招いていた。
そこで、本発明では、サイプ１０の周方向溝２ａ、２ｂ、２ｃに開口する部分１０Ａを、周方向溝２ａ、２ｂ、２ｃと直行する方向ではなく、周方向溝２ａ、２ｂ、２ｃに対して傾斜する向きに延びる形で形成し、この部分の陸部の剛性の低下を抑制している。また、サイプ１０の周方向溝２ａ、２ｂ、２ｃに開口する傾斜部１０Ａに接続し、ブレーキングフォース入り側のブロックの捲れ上がりが発生しにくいような周方向に延びる直線部１０Ｂを設けることにより、十分な排水性を確保し、さらに水切り性も向上することができる。

ところで、上述した従来の問題は、転がり抵抗低減のためにヒステリシスロスの低いトップゴム（トレッド表層を形成するゴム）を用いた場合、特に顕著に現れていた。ヒステリシスロスの低いトップゴムを使用した場合、トレッドゴムと路面との間の摩擦係数μが小さくなることにより、路面とのすべりが大きくなり、その結果、ウェット路面での制動性能の低下およびタイヤ赤道面ＣＬとリブ状陸部の端部との径差に起因した周方向のせん断力と滑りが発生することによる偏摩耗の発生が起こりやすいことがわかっている。それゆえ、トップゴムのｔａｎδが、６０°Ｃ測定時において０．２以下である空気入りタイヤにおいて本発明のトレッドパターンを採用することが好適である。なお、トップゴムのｔａｎδが０．２を超える場合、タイヤの転がり抵抗を低減の効果が十分に得られないと考えられる。

なお、図２に示すように、傾斜部１０Ａは、タイヤ赤道面ＣＬに対して３０°〜４５°の角度θ_１で傾斜することが好ましく、直線部１０Ｂはタイヤ赤道面ＣＬに対して５°以内の角度θ_２で傾斜することが好ましい。
図２（ａ）に示すように、直線部１０Ｂがタイヤ赤道面ＣＬに対して中央陸部３ａの中央に向かって角度θ_２で傾斜する場合、サイプ１０のタイヤ幅方向の長さＷは、周方向溝２ａの溝壁から直線部１０Ｂの終端部１０Ｂ_Ｅまでの長さをさすものとする。
一方、図２（ｂ）に示すように、直線部１０Ｂがタイヤ赤道面ＣＬに対して周方向溝２ａに向かって角度θ_２で傾斜する場合、サイプ１０のタイヤ幅方向の長さＷは、周方向溝２ａの溝壁から傾斜部１０Ａと直線部１０Ｂとの屈曲点１０ＡＢ_Ｋまでの長さをさすものとする。

図３は本発明の第２実施例に係るタイヤのトレッドの平面図である。
周方向溝２ａ、２ｂ、２ｃには、切り欠き状のラグ溝５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄが設けられ、このラグ溝５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを介してサイプ１０が形成されている。
このラグ溝５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄはサイプ１０よりも溝幅が広いので排水性を高めることができる。また、ラグ溝５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄの溝深さを周方向溝２ａ、２ｂ、２ｃの溝深さより浅くすることにより、中央陸部３ａ、３ｂの剛性を高く保ち、ヒールアンドトゥ摩耗の発生を抑えることができる。
なお、ラグ溝の形状はこの実施例に限定されることはなく、適宜変更可能である。

図４（ａ）は本発明の第３実施例に係るタイヤのトレッドの平面図である。
周方向溝２ａ、２ｂ、２ｃには、ラグ溝５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄが設けられ、このラグ溝５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄを介してサイプ１０が形成されている。また、ラグ溝５ｂ、５ｃに接続して面取り部６ａ、６ｂが形成されている。図４（ｂ）に、この面取り部６ｂの斜視図を示すように、面取り部６ｂの一辺６ｂ_１は、トレッド踏面の高さに位置する。この一辺６ｂ_１からラグ溝５ｃに向かってトレッド踏面が削り取られ、ラグ溝５ｃの溝壁５ｃ_１に対して、すなわち、サイプ１０の傾斜部１０Ａのサイプ壁に対して面取りが施されている。また、溝壁５ｃ_１はサイプ１０の傾斜部１０Ａのサイプ壁に接続されている。
このように面取り部６ｂを形成することにより、この部分の接地圧を低下することとなるため、接地圧が集中することが回避され、その結果、ヒールアンドトゥ摩耗等の偏摩耗が発生することが抑制される。また、接地圧の集中によってサイプ１０が塞がれるという問題を防ぐため、排水性を低下させることがない。
なお、この第３実施例においてはサイプ１０につきラグ溝５ｂ、５ｃおよび面取り部６ａ、６ｂが形成されているが、ラグ溝を設けず、面取り部のみを設けることもできる。

図５は、本発明の第１実施例に係るタイヤに設けたサイプの一例を示す斜視図である。
図５（ａ）は、サイプ１０の傾斜部１０Ａの深さｄ_Ａが一定であり、直線部１０Ｂの深さｄ_Ｂより浅い。
図５（ｂ）は、サイプ１０の傾斜部１０Ａの深さｄ_Ａが、周方向溝２ａ側が浅く、直線部１０Ｂに向かって深くなり、屈曲点１０ＡＢ_Ｋにおける深さが直線部１０Ｂの深さｄ_Ｂと同じになっている。
このように、サイプ１０の傾斜部１０Ａの深さｄ_Ａが直線部１０Ｂの深さｄ_Ｂより浅いことが好適であり、また、ｄ_Ａ／ｄ_Ｂが０．３以上であることがヒールアンドトゥ偏摩耗の改良のために好適である。直線部１０Ｂの深さｄ_Ｂを深くすることにより、排水性能を向上し、傾斜部１０Ａの深さｄ_Ａを浅くすることによりこの部分の剛性低下を最小限に抑制できるためである。

サイズ１９５／８０Ｒ１５ １０７／１０５Ｌの従来例タイヤ、発明例タイヤおよび比較例タイヤを、表１に示す仕様の下に試作し、各試作タイヤを乗用車に装着して、制動試験、旋回試験およびヒールアンドトウ段差測定を行ったので以下に説明する。
従来例タイヤは、図６に示すトレッドパターンを有し、ラグ溝１５を介してサイプ２０は、中央陸部１３ａ、１３ｂに形成されている。サイプ２０はタイヤ赤道面ＣＬに対して傾斜する傾斜部２０ａ、２０ｂ、２０ｃからなる。また、サイプ２０の深さはサイプ全体で均一である。
発明例タイヤ１は、図４（ａ）に示すトレッドパターンを有し、サイプ１０の傾斜部１０Ａの深さが直線部１０Ｂの深さより浅い。
発明例タイヤ２は、図３に示すトレッドパターンを有し、サイプ１０の傾斜部１０Ａの深さが直線部１０Ｂの深さより浅い。
発明例タイヤ３は、図４（ａ）に示すトレッドパターンを有し、サイプ１０の傾斜部１０Ａの深さと直線部１０Ｂの深さとが等しい。
発明例タイヤ４は、図１（ａ）に示すトレッドパターンを有し、サイプ１０の傾斜部１０Ａの深さと直線部１０Ｂの深さとが等しい。
発明例タイヤ５は、図１（ａ）に示すトレッドパターンを有し、サイプ１０の傾斜部１０Ａの深さが直線部１０Ｂの深さより浅い。
発明例タイヤ６は、図３に示すトレッドパターンを有し、サイプ１０の傾斜部１０Ａの深さと直線部１０Ｂの深さとが等しい。
比較例タイヤは、図７に示すトレッドパターンを有し、サイプ３０の傾斜部３０Ａは、図４に示すトレッドパターンのサイプ１０の傾斜部１０Ａと比較して長い。それゆえ、サイプ３０は中央陸部３ａ、３ｂを略２等分している。また、サイプ３０の深さはサイプ全体で均一である。

制動試験は、各試作タイヤに正規内圧を付与し、荷重（１名＋２００ｋｇ）の条件下で、水深２．０ｍｍの路面上において行った。初速度８０ｋｍ／ｈからフルブレーキをかけて静止状態になるまでの制動距離を５回計測し、その平均値を、従来例タイヤの平均制動距離を１００として指数化した。数値が大きいほど性能が良好であることを示している。

旋回試験は、各試作タイヤに正規内圧を付与し、荷重（１名＋２００ｋｇ）の条件下で、水深２．０ｍｍの路面上において行った。半径３２ｍで旋回させ、５回の旋回時間の平均値を、従来例タイヤの平均旋回時間を１００として指数化した。数値が大きいほど性能が良好であることを示している。

ヒールアンドトゥ段差は、各試作タイヤに正規内圧を付与し、荷重（１名＋２００ｋｇ）の条件下で、１０，０００ｋｍ、平均速度６０ｋｍ／ｈの実車走行させた後、サイプを隔てた踏面の段差（各図においてＨＴで示した線上での踏み込み側と蹴り出し側の段差の平均値）を測定した。数値が小さいほど性能が良好であることを示している。

表１より、発明例タイヤは、制動性能、旋回性能およびヒールアンドトゥ段差において、従来例タイヤと同等もしくは向上していることが分かる。
以上の通りウェット性能と耐摩耗性能の両立を高いレベルで達成するトレッドパターンを提供可能であることが分かる。

１ トレッド
２ 周方向溝
３ 中央陸部
４ ショルダー陸部
５ ラグ溝
６ 面取り部
１０ サイプ
１０Ａ 傾斜部
１０Ｂ 直線部

Claims (4)

1. トレッドに、タイヤ赤道面に沿って直線状に延びる複数の周方向溝によって、リブ状の陸部が区画形成され、前記陸部に接する両側の周方向溝につき、一端が前記周方向溝に開口し他端が前記陸部内で終端するサイプが形成され、前記サイプが前記周方向溝に連通し、かつタイヤ赤道面に対して傾斜して延びる傾斜部と、前記傾斜部に接続し、かつタイヤ赤道面ＣＬに沿って延びる直線部とを具え、
   前記サイプのタイヤ幅方向の長さが、前記陸部のタイヤ幅方向の長さに対して１／３±６／１００の範囲内であることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記傾斜部が、前記周方向溝からタイヤ幅方向に延びるラグ溝を介して、前記周方向溝に連通していることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. トレッド踏面から前記傾斜部のサイプ底に向かって、前記傾斜部のサイプ壁を切り取った面取り部が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記傾斜部の深さが前記直線部の深さより浅いことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の空気入りタイヤ。

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