JP5489661B2

JP5489661B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP5489661B2
Application number: JP2009257464A
Authority: JP
Inventors: 直也越智
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2009-11-10
Filing date: 2009-11-10
Publication date: 2014-05-14
Anticipated expiration: 2029-11-10
Also published as: JP2011102083A

Description

この発明は、トレッド部に周方向溝及び横溝によって複数のブロック陸部を区画形成してなる空気入りタイヤに関し、特に、従来にはない新規な手法により、雪上性能を向上させつつも、ドライ路面における操縦安定性及び静音性能の向上を図った空気入りタイヤに関するものである。

雪上性能を向上させる手法は、従来より種々提案されており、中には実用化されているものもあるが、その代表的なものの一つに、トレッド部に縦溝及び横溝を設けてブロック陸部を区画形成した空気入りタイヤがある（特許文献１参照）。かかるタイヤは、トレッド部のネガティブ率が大きく、タイヤ負荷転動時に溝内に雪を掴み込みつつ、回転することから雪中剪断力が大きくなり、雪上性能が向上している。

特開平０６−３２０９１７号公報特開２００７−０１５５１０号公報

しかし、このようなブロックパターンを採用した空気入りタイヤでは、ネガティブ率が増大することに比例して、ブロック陸部の剛性が低下し、タイヤ負荷転動時にブロック陸部が過剰に倒れ込み変形することから、そのことに起因して操縦安定性が低下するという問題があった。また、かかる空気入りタイヤにあっては、ブロック陸部が多数設けられており、タイヤ負荷転動時に、ブロック陸部の周方向端部が路面に周期的に接地した際にパターンノイズが発生することから、静音性が充分に確保されないという問題があった。

それゆえこの発明は、ブロックパターンを有するタイヤにおいて、雪上性能を向上させつつも、ドライ路面における操縦安定性及び静音性を向上させた空気入りタイヤを提供することをその目的とする。

前記課題を解決するため、この発明は、トレッド部に、タイヤ周方向に延びる複数本の周方向溝と、隣接する２本の周方向溝を連通する複数本の横溝を配設することによって、多数個のブロック陸部からなる複数のブロック陸部列を区画形成したタイヤであって、かかる周方向溝を挟んで隣接するブロック陸部列間でそれらを構成するブロック陸部がタイヤ周方向に互いにずらして配設されており、タイヤ幅方向に隣接しているブロック陸部間の溝部の延在方向がタイヤ幅方向及びタイヤ周方向に対し傾斜しており、タイヤ周方向に隣接するブロック陸部間距離よりも、タイヤ幅方向に隣接するブロック陸部間距離が短く、ブロック陸部のタイヤ幅方向断面の長さが、ブロック陸部のタイヤ周方向両端部からブロック陸部の中央部にかけて増大してなり、かつ、タイヤ周方向に隣接するブロック陸部間の溝部のタイヤ周方向長さは、溝部のタイヤ幅方向両端部から溝部の中央部にかけて増大してなる空気入りタイヤであることを特徴とするものである。

また、タイヤ周方向に隣接するブロック陸部間の溝部を楕円形とすることが好ましい。

更に、タイヤ赤道面側におけるタイヤ周方向に隣接するブロック陸部間の溝部の最大タイヤ周方向長さに比して、ショルダー側におけるタイヤ周方向に隣接するブロック陸部間の溝部の最大タイヤ周方向長さが大きいことが好ましい。

更にまた、ブロック陸部列のタイヤ幅方向長さをＷ（ｍｍ）、ブロック陸部列内のブロック陸部の基準ピッチ長さをＰＬ（ｍｍ）、ブロック陸部列のタイヤ幅方向長さＷと基準ピッチ長さＰＬとで区画される基準区域内に存在するブロック陸部の個数をａ（個）、基準区域内のネガティブ率をＮ（％）としたとき、Ｓ＝ａ／{ＰＬ×Ｗ×（１−Ｎ／１００）}で与えられるブロック陸部列の単位実接地面積当たりのブロック個数密度Ｓ（個／ｍｍ^２）は、０．００３〜０．０４の範囲内であることが好ましい。ここで、「ブロック陸部の基準ピッチ長さ」とは、ブロック陸部列のブロック陸部によって形成されたタイヤ周方向の繰返しパターンの最小単位又は複数単位の長さを指すものである。また、「ブロック個数密度」とは、基準区域内の実接地面積（基準区域内に在る全ブロック陸部の総表面積）あたりに何個のブロック陸部が存在するかを密度として表したものである。

この発明によれば、ブロックパターンの適正化を図ることにより、雪上性能を向上させつつも、ドライ路面における操縦安定性及び静音性を向上させた空気入りタイヤを提供することが可能である。

この発明に従う一実施形態（実施例１のタイヤ）のタイヤのトレッドパターンを示した部分展開図である。（ａ）〜（ｄ）は、この発明に従う他の実施形態のタイヤにおける周方向に隣接するブロック陸部間の溝部の形状を示した図である。この発明に従う他の実施形態（実施例２のタイヤ）のタイヤのトレッドパターンを示した部分展開図である。従来の空気入りタイヤ（従来例のタイヤ）のトレッドパターンを示した部分展開図である。比較のための空気入りタイヤ（比較例のタイヤ）のトレッドパターンを示した部分展開図である。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。ここに図１は、この発明に従う一実施形態の空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」という）のトレッドパターンを示した部分展開図である。

この実施形態のタイヤは、図示を省略するが、タイヤの踏面を形成するトレッド部、かかるトレッド部の幅方向外側にショルダー部を介して連なる一対のサイドウォール部、及びこれらのサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置される一対のビード部を備え、タイヤ内部に一対のビード部間でトロイド状に延びるカーカスと、このカーカスのクラウン域のタイヤ径方向外側に配置されたベルト層とを備える慣例に従ったタイヤ構造を有するタイヤである。

図１に示すように、このタイヤ１は、トレッド部２に、タイヤ周方向に延びる複数本の周方向溝３と、隣接する２本の周方向溝３を連通する複数本の横溝４を配設することによって、多数個のブロック陸部５からなる複数のブロック陸部列６を区画形成したものである。隣接するブロック陸部列６は、隣接するブロック陸部５がタイヤ周方向にずれるように配設されており、タイヤ幅方向に隣接しているブロック陸部間の溝部７の延在方向がタイヤ幅方向及びタイヤ周方向に対し傾斜しており、タイヤ周方向に隣接するブロック陸部間距離Ａよりも、タイヤ幅方向に隣接するブロック陸部間距離Ｂが短く、ブロック陸部５のタイヤ幅方向長さが、ブロック陸部５のタイヤ周方向両端部８からブロック陸部５の中央部９にかけて増大している。
上記構成を採用することにより、タイヤ幅方向に隣接するブロック陸部同士が相互に支え合い、かかる支え合いの効果によりブロック陸部の剛性が向上することから、ドライ路面における操縦安定性が向上することとなる。また、タイヤ幅方向に隣接するブロック陸部５同士を接近させた分だけ、タイヤ周方向に隣接するブロック陸部間の溝部１０の容積を大きく確保することが可能となる。溝容積が大きくなると、１個の溝部１０当りが掴み得る雪の量が増え、雪中剪断力が大きくなることから、容積を大きく確保した溝部１０により、雪上性能が向上することとなる。

また、この発明のタイヤ１は、タイヤ周方向に隣接するブロック陸部間の溝部１０のタイヤ周方向長さＣが、かかる溝部１０のタイヤ幅方向両端部１１から該溝部１０の幅方向中央部１２にかけて増大している。かかる構成を採用することにより、タイヤ負荷転動時に、ブロック陸部５のタイヤ周方向端部８が路面に対し徐々に接地することなり、パターンノイズの発生を抑制することができるので、静音性が向上することとなる。また、雪中剪断力が大きくなることから、雪上性能が向上することとなる。更に、タイヤ幅方向に隣接するブロック陸部間の側壁の辺長さを大きく確保することができるから、タイヤ幅方向へのブロック陸部同士の支え合いの効果が増大し、ブロック陸部５の剛性が向上し、特にドライ路面における操縦安定性が向上することとなる。更にまた、副次的な効果であるが、エッジ成分が増加することから、排水性能が向上し、ウェット路面における操縦安定性が向上することとなる。

なお、タイヤ周方向に隣接しているブロック陸部間の溝部１０の形状は、図１に示すように、パターンノイズを効果的に抑制する観点から、ブロック陸部５と路面との接地時にブロック陸部のタイヤ周方向端部８が徐々に接地し、かつ、雪上性能を向上させる観点から、溝容積を大きく確保し得る形状である、楕円形とすることが好ましい。或いは、図２（ａ）に示すように、略直方体状としたり、図２（ｂ）に示すように、八角形状としたり、図２（ｃ）に示すように、六角形状としたり、図２（ｄ）に示すように、ブロック陸部列６をタイヤ周方向に対して傾斜させた構成等を採用することも可能である。

また、図３に示すように、タイヤ周方向に隣接するブロック陸部間の溝部１０の最大タイヤ周方向長さＣ_maxは、タイヤ赤道面ＣＬ側に比して、ショルダー側にて大きいことが好ましい。なぜなら、かかる構成を採用し、タイヤ赤道面ＣＬ側のトレッド域にて、タイヤ周方向に隣接するブロック陸部間の溝部１０のタイヤ周方向長さを小さくして、ブロック陸部５の剛性を高くすることにより、一般路における走行性能を確保しつつも、ショルダー側のトレッド域にて、タイヤ周方向に隣接するブロック陸部間の溝部１０のタイヤ周方向長さを大きくすることにより、雪上性能及び静音性を更に向上させることが可能となるからである。

ところで、ブロック陸部５の総エッジ長さ（各ブロック陸部５の周縁の長さを全て合計した長さ）を増大させるには、ブロック個々の大きさを小さくしてより多くのブロック陸部を形成する必要があるが、その適正な範囲は以下の通りである。
すなわち、ブロック陸部列６の全幅すなわちタイヤ幅方向長さＷ（ｍｍ）、かかるブロック陸部列６内のブロック陸部の基準ピッチ長さをＰＬ（ｍｍ）、かかるブロック陸部列６のタイヤ幅方向長さＷと基準ピッチ長さＰＬとで区画される基準区域Ｚ（図中斜線で示す区域）内に存在するブロック陸部の個数をａ（個）、かかる基準区域Ｚ内のネガティブ率をＮ（％）としたとき、

として表される、ブロック陸部列６の単位実接地面積当りのブロック個数密度Ｓは、０．００３（個／ｍｍ^２）以上０．０４（個／ｍｍ^２）以下である。ここで、ブロック陸部列６のタイヤ幅方向長さＷは、タイヤ幅方向の一側縁及び他側縁間のタイヤ幅方向距離を指し、一側縁又は他側縁がトレッド接地端ＴＷを越える場合には、一側縁又は他側縁とトレッド接地端ＴＷとの相互間のタイヤ幅方向距離を指すものとする。ブロック個数密度Ｓは、ブロック陸部列６の実接地面積（溝分を除いた面積）の単位面積当りに何個のブロック陸部５が存在するかということを密度として表現したものである。ちなみに、例えば通常のスタッドレスタイヤの場合には、この密度Ｓは概ね０．００２以下となる。なお、基準区域Ｚ内のブロック陸部５の個数ａをカウントするに際して、ブロック陸部５が基準区域Ｚの内外に跨って存在し、１個として数えることができない場合は、基準区域Ｚを跨るブロック陸部５の表面積に対する、基準区域内に残った同ブロック陸部５の残存面積の比率を用いて数えることとする。例えば、基準区域Ｚの内外に跨り、基準区域Ｚ内にその半分しか存在しないブロック陸部５の場合は、１／２個と数えることができる。

ブロック陸部列６におけるブロック個数密度Ｓが０．００３（個／ｍｍ^２）未満の場合は、サイプの形成なしには、総エッジ長さの増大を図ることは難しく、一方、ブロック個数密度Ｓが０．０４（個／ｍｍ^２）を超えるとブロック陸部５の大きさが小さくなり過ぎて所要のブロック剛性の実現が難しくなる。また、ブロック陸部列６におけるブロック個数密度Ｓを、０．００３５〜０．０３個／ｍｍ^２の範囲内とすれば、ブロック剛性の確保と総エッジ長さの増大との両立をより高い次元で達成することができる。

なお、ブロック陸部列６におけるネガティブ率Ｎは５％〜５０％とすることが好ましい。ブロック陸部列６におけるネガティブ率Ｎが５％未満の場合は、溝面積が小さ過ぎ排水性が不十分となる他、ブロック陸部個々の大きさが大きくなり過ぎて本発明が狙いとするところのエッジ長さの増大を図り難くなり、一方、５０％を超えると接地面積が小さくなり過ぎて、操縦安定性が低下するおそれがあるからである。

以上、図示例に基づき説明したが、この発明は上述の実施形態に限定されるものでなく、特許請求の範囲の記載範囲内で適宜変更することが可能である。

次に、タイヤ周方向及びタイヤ幅方向に隣接するブロック陸部間の距離が一定である従来例のタイヤ、タイヤ周方向に隣接するブロック陸部間距離よりも、タイヤ幅方向に隣接するブロック陸部間距離を短くした、比較のための比較例のタイヤ、並びに、この発明に従い、タイヤ周方向に隣接するブロック陸部間距離よりも、タイヤ幅方向に隣接するブロック陸部間距離を短くし、かつ、タイヤ周方向に隣接するブロック陸部間の溝部のタイヤ周方向長さを、溝部のタイヤ幅方向両端部から溝部の中央部にかけて増大させた、実施例１及び２のタイヤをそれぞれ試作し、各種の性能評価に供したので、以下説明する。なお、これらのタイヤはいずれもタイヤサイズが２０５／５５Ｒ１６の乗用車用ラジアルタイヤであり、ブロック陸部のタイヤ周方向長さは１１．５ｍｍ、ブロック陸部のタイヤ幅方向長さは１５．３ｍｍ、ブロック陸部の深さは６．５ｍｍ、基準ピッチ長（Ｐ）は１５．５ｍｍ、ブロック陸部列の幅（Ｗ）は１９０．０ｍｍ、タイヤ周方向に隣接するブロック陸部間の溝部の深さは８．１ｍｍ、ブロック陸部列数は１５列、ブロック個数は１５個である。

従来例のタイヤは、図４に示すトレッドパターンをトレッド部に有する。トレッド部のネガティブ率は４１％であり、タイヤ周方向に隣接するブロック陸部間距離は４．０ｍｍであり、タイヤ幅方向に隣接するブロック陸部間距離は４．０ｍｍであり、ブロック陸部の配置密度（Ｓ）は０．００６９１個／ｍｍ^２である。

比較例のタイヤは、図５に示すトレッドパターンをトレッド部に有する。トレッド部のネガティブ率は１８％であり、タイヤ周方向に隣接するブロック陸部間距離は４．０ｍｍであり、タイヤ幅方向に隣接するブロック陸部間距離は０．５ｍｍであり、ブロック陸部の配置密度（Ｓ）は０．００６２１個／ｍｍ^２である。

実施例１のタイヤは、図１に示すトレッドパターンをトレッド部に有する。トレッド部のネガティブ率は１８．５％であり、タイヤ周方向に隣接するブロック陸部間距離は４．０ｍｍであり、タイヤ幅方向に隣接するブロック陸部間距離は０．５ｍｍであり、ブロック陸部の配置密度（Ｓ）は０．００６２５個／ｍｍ^２であり、タイヤ周方向に隣接するブロック陸部間の溝部の最大タイヤ周方向長さは４．０ｍｍであり、タイヤ周方向に隣接するブロック陸部間の溝部の最小タイヤ周方向長さは１．５ｍｍである。

実施例２のタイヤは、図３に示すトレッドパターンをトレッド部に有する。トレッド部のネガティブ率は１８．３１％であり、タイヤ周方向に隣接するブロック陸部間距離は４．０ｍｍであり、タイヤ幅方向に隣接するブロック陸部間距離は０．５ｍｍであり、ブロック陸部の配置密度（Ｓ）は０．００６２３個／ｍｍ^２であり、トレッド部の中央１４列分のブロック陸部列におけるタイヤ周方向に隣接するブロック陸部間の溝部の最大タイヤ周方向長さは４．０ｍｍであり、タイヤ周方向に隣接するブロック陸部間の溝部の最小タイヤ周方向長さは１．５ｍｍであり、トレッド部の両ショルダー側の合計８列分のブロック陸部列におけるタイヤ周方向に隣接するブロック陸部間の溝部の最大タイヤ周方向長さは４．５ｍｍであり、タイヤ周方向に隣接するブロック陸部間の溝部の最小タイヤ周方向長さは０．５ｍｍである。

なお、上述の各種タイヤをサイズ６．５Ｊ×１６のリムに組み付けて、内部に２２０ｋＰａ（相対圧）の空気圧を適用した後、車両に装着し、以下に示す各種評価に供した。

静音性は、プロのドライバーが上記車両をテスト用のサーキットコースにて、種々の条件で走行させ、フィーリングにより評価した。評価は、比較例のタイヤの結果を基準値１００として、その他のタイヤについて相対値を算出し、比較することにより行った。なお、数値が大きいほど、静音性に優れることを示す。また、その測定結果を表１に示す。

雪上性能は、テスト用の圧雪路面において速度４０ｋｍ／ｈからフル制動したときの制動距離を計測し、比較例における計測結果を１００として指数化し、その他のタイヤにおける結果と比較することにより評価した。なお、数値が大きいほど、雪上性能に優れることを示す。また、その測定結果を表１に示す。

ドライ路面における操縦安定性は、プロのドライバーが上記車両をテスト用のサーキットコースにて、種々の条件で走行させ、フィーリングにより評価した。評価は、比較例のタイヤの結果を基準値１００として、その他のタイヤについて相対値を算出し、比較することにより行った。なお、数値が大きいほど、操縦安定性に優れることを示す。また、その測定結果を表１に示す。

表１の結果から明らかなように、静音性は、従来例及び比較例のタイヤに比して、実施例１及び実施例２のタイヤにおいて、向上していた。また、雪上性能は、従来例のタイヤに比して比較例のタイヤにおいて低下していたが、実施例１及び２のタイヤは、従来例のタイヤとよりも向上していた。特に、実施例２のタイヤにおいて顕著に向上していた。更に、ドライ路面におけるハンドリング性能は、従来例のタイヤに比して比較例のタイヤにおいて、更には、比較例のタイヤに比して実施例１及び２のタイヤにおいて、向上していた。特に、実施例１のタイヤにおいて顕著に向上していた。

かくしてこの発明によって、雪上性能を向上させることができるとともに、ドライ路面における操縦安定性及び静音性の向上を図ることが可能となった。

１タイヤ
２トレッド部
３周方向溝
４横溝
５ブロック陸部
６ブロック陸部列
７タイヤ幅方向に隣接しているブロック陸部間の溝部
８ブロック陸部のタイヤ周方向両端部
９ブロック陸部のタイヤ周方向中央部
１０タイヤ周方向に隣接しているブロック陸部間の溝部
１１タイヤ周方向に隣接しているブロック陸部間の溝部のタイヤ幅方向両端部
１２タイヤ周方向に隣接しているブロック陸部間の溝部のタイヤ幅方向中央部

Claims

トレッド部に、タイヤ周方向に延びる複数本の周方向溝と、隣接する２本の周方向溝を連通する複数本の横溝を配設することによって、多数個のブロック陸部からなる複数のブロック陸部列を区画形成したタイヤにおいて、
前記周方向溝を挟んで隣接するブロック陸部列間でそれらを構成するブロック陸部がタイヤ周方向に互いにずらして配設されており、タイヤ幅方向に隣接しているブロック陸部間の溝部の延在方向がタイヤ幅方向及びタイヤ周方向に対し傾斜しており、タイヤ周方向に隣接するブロック陸部間距離よりも、タイヤ幅方向に隣接するブロック陸部間距離が短く、前記ブロック陸部のタイヤ幅方向断面の長さが、該ブロック陸部のタイヤ周方向両端部から該ブロック陸部の中央部にかけて増大してなり、かつ、タイヤ周方向に隣接するブロック陸部間の溝部のタイヤ周方向長さは、該溝部のタイヤ幅方向両端部から該溝部の中央部にかけて増大してなることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記タイヤ周方向に隣接するブロック陸部間の溝部は楕円形である、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
タイヤ赤道面側におけるタイヤ周方向に隣接するブロック陸部間の溝部の最大タイヤ周方向長さに比して、ショルダー側におけるタイヤ周方向に隣接するブロック陸部間の溝部の最大タイヤ周方向長さが大きい、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
前記ブロック陸部列のタイヤ幅方向長さをＷ（ｍｍ）、該ブロック陸部列内のブロック陸部の基準ピッチ長さをＰＬ（ｍｍ）、該ブロック陸部列のタイヤ幅方向長さＷと該基準ピッチ長さＰＬとで区画される基準区域内に存在するブロック陸部の個数をａ（個）、該基準区域内のネガティブ率をＮ（％）としたとき、Ｓ＝ａ／{ＰＬ×Ｗ×（１−Ｎ／１００）}で与えられる前記ブロック陸部列の単位実接地面積当たりのブロック個数密度Ｓ（個／ｍｍ^２）は、０．００３〜０．０４の範囲内である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。