JP6792994B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、トレッド面の陸部の表面に浅溝が形成された空気入りタイヤに関する。

冬用タイヤやオールシーズンタイヤでは、アイス路面での走行性能を高める目的で、トレッド面に高摩擦係数のゴムが採用されるが、その効果を十分に発揮するためには数百キロ程度の慣らし走行が必要となる。そこで、慣らし走行をしていない初期状態から性能を発揮できるように、トレッド面の陸部の表面に浅溝を形成する、いわゆるファーストエッジ加工を施すことが知られている。夏用タイヤであっても、ウェット路面での走行性能の向上などを目的として、ファーストエッジ加工が施される場合がある。

ファーストエッジ加工としては、特許文献１に開示されるように浅溝を直線状に形成した形態や、特許文献２に開示されるように浅溝を格子状に形成した形態が知られている。しかし、このような浅溝の形成は陸部の表面部分の剛性を低下させることから、制動時や旋回時に陸部の表面部分が局所的に倒れ込みやすくなり、その結果、接地性が悪化して、浅溝によるエッジ効果が十分に発揮されない場合がある。したがって、陸部の表面部分の倒れ込みを抑制することにより、性能的に改良できる見込みがあった。

特許文献３には、トレッド面において楕円形状の切り込みを同心状に形成した構成が記載されているが、このような楕円形状を有する複数の切り込みを密に配置することは困難である。また、特許文献４には、ファーストエッジ加工として、多角形状の浅溝を同心状に形成した構造が記載されているものの、かかる構造が各ブロックに単独で形成されているに過ぎないため、特許文献１，２の形態に比べて浅溝の形成密度が低く、浅溝によるエッジ効果を発揮するうえで改善の余地があった。

特開２００４−３４９０３号公報 特開２０００−２５４２１号公報 特表平６−５０１２２３号公報 特開２００７−２１６８１６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、浅溝が形成された陸部の表面部分の倒れ込みを抑制することができる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することができる。即ち、本発明の空気入りタイヤは、トレッド面の陸部の表面に、閉ループを構成する複数の多角形状浅溝が形成されており、１つの前記陸部に対して形成された複数の前記多角形状浅溝が、それぞれ互いに独立した内部領域を有するものである。かかる構成によれば、陸部の表面部分の剛性低下を抑えて、制動時や旋回時における陸部の表面部分の倒れ込みを抑制できる。その結果、接地性の悪化を軽減し、浅溝によるエッジ効果が適切に発揮され、アイス路面やウェット路面（濡れた路面）での走行性能を向上できる。

前記多角形状浅溝が、三角形状、四角形状、五角形状または六角形状をなすものが好ましい。また、前記多角形状浅溝の溝幅が、その多角形状浅溝の深さと同じかそれよりも大きいものが好ましい。

前記多角形状浅溝が、複数の閉ループを入れ子状に配置した構造を有するものでもよい。その場合、回転方向が指定されており、複数の閉ループを入れ子状に配置した構造を有する前記多角形状浅溝において、内側の閉ループが外側の閉ループに対して踏み込み側に偏心した構成であると、制動時における陸部の表面部分の倒れ込みを抑制する効果が高められる。

本発明に係る空気入りタイヤが備えるトレッド面の一例を示す平面図 ブロックの平面図 ２つの多角形状浅溝を抽出して示す平面図 多角形状浅溝の内部領域を説明する平面図 本発明の別実施形態におけるブロックの平面図 本発明の別実施形態におけるブロックの平面図 本発明の別実施形態におけるブロックの平面図 本発明の別実施形態におけるリブの平面図 本発明の別実施形態におけるブロックの平面図 本発明の別実施形態におけるブロックの平面図 比較例１のテストタイヤに設けられたブロックの平面図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。

本実施形態では、図１に示すようなトレッド面Ｔｒを備えた空気入りタイヤを示す。このトレッド面Ｔｒには、複数のブロック１０により構成された陸部と、主溝２及び横溝３により構成された溝部とが設けられている。ブロック１０は、タイヤ周方向ＣＤに延びる主溝２と、その主溝２と交差する方向に延びる横溝３とによって区分されている。

各ブロック１０の表面には、切り込み状のサイプ４が形成されている。図１では、右上のブロック１０にのみサイプ４を描いており、その他のブロック１０ではサイプ４の記載を省略している。サイプ４は、主として摩擦係数が低いアイス路面での走行性能を高めるのに役立てられる。本実施形態では、ブロック１０の端に両端を開口させた波状のサイプ４が形成されているが、サイプの形態はこれに限定されない。

図２に拡大して示すように、ブロック１０の表面には複数の多角形状浅溝１が形成されている。図２及びこれ以降の図面では、サイプ４の記載を省略している。この実施形態では、形状とサイズが同じ多角形状浅溝１を一様に配列しており、図３には、そのうちの２つを抽出して描いている。多角形状浅溝１は、閉ループを構成し、ブロック１０の端や他の多角形状浅溝１と接したり交わったりしていない。図２のように、ブロック１０の端に接する浅溝も存在するが、それらは閉ループを構成する多角形状浅溝には該当しない。

また、１つのブロック１０に対して形成された複数の多角形状浅溝１は、それぞれ互いに独立した内部領域を有する。この内部領域は、多角形状浅溝１の外縁によって取り囲まれた領域を指す。各々の多角形状浅溝１の内部領域に薄いグレーの着色を施すと、図４の通りである。このように、複数の多角形状浅溝１の内部領域は相互に離れており、これらは独立している。

本実施形態では、特に図２，４で見られるように、多角形状浅溝１同士の間に介在する領域が網目状に拡がって全体的に行き渡っていることから、ブロック１０の表面部分の剛性低下を抑えて、制動時や旋回時におけるブロック１０の表面部分の倒れ込みを抑制できる。その結果、接地性の悪化を軽減し、浅溝によるエッジ効果が適切に発揮され、アイス路面やウェット路面での走行性能を向上できる。これに対し、図１１に示した格子状の浅溝９が形成されたブロック９０では、表面部分が細かく分割されているために剛性が低下し、制動時や旋回時にブロック９０の表面部分が局所的に倒れ込みやすい。

また、本実施形態では、浅溝１が多角形状をなすことにより、エッジ効果を多方面に対して発揮できるとともに、円形状（楕円形状を含む）をなす場合に比べて優れたエッジ効果を発揮することができる。しかも、円形状をなす場合に比べて浅溝を密に配置しやすいことから、１つのブロック１０に対して形成された複数の多角形状浅溝１が、それぞれ互いに独立した内部領域を有する構成と相俟って、浅溝の形成密度を容易に高めることができる。

多角形状浅溝１は、溝部（主溝２及び横溝３）よりも浅く形成され、慣らし走行をしていない初期状態、特には新品時の状態におけるアイス路面やウェット路面での走行性能に寄与する。多角形状浅溝１の深さｄは、例えば、溝部における最も深い溝深さ（即ち、主溝２の深さ）の１〜３０％に設定され、より実用的には１．０〜６．０％に設定される。

ブロック１０の表面にサイプ４が形成された本実施形態では、多角形状浅溝１の深さｄがサイプ４の深さよりも小さく設定される。サイプ４の深さは、例えば６．０〜９．０ｍｍに設定され、多角形状浅溝１の深さｄは、それよりも小さく、例えば４．５ｍｍ以下、好ましくは１．５ｍｍ以下に設定される。また、エッジ効果を適切に発揮するうえで、多角形状浅溝１の深さｄは、好ましくは０．１ｍｍ以上、より好ましくは０．２ｍｍ以上に設定される。

多角形状浅溝１の溝幅ｗ（図３参照）は、例えば多角形状浅溝１の深さｄの５０〜３００％、好ましくは１００〜３００％に設定される。ブロック１０の表面部分の倒れ込みを抑制するうえで、溝幅ｗは、その多角形状浅溝１の深さｄと同じかそれよりも大きいことが好ましい。溝幅ｗは、例えば４．５ｍｍ以下、好ましくは１．５ｍｍ以下に設定される。また、エッジ効果を適切に発揮するうえで、溝幅ｗは、好ましくは０．１ｍｍ以上、より好ましくは０．３ｍｍ以上に設定される。

既述のように、このタイヤでは、１つのブロック１０に対して複数の多角形状浅溝１が形成される。１つの陸部に対して形成される多角形状浅溝の個数は、特に限定されるものではないが、好ましくは３個以上であり、より好ましくは６個以上であり、更に好ましくは１２個以上である。

１つの陸部に対して複数の多角形状浅溝１を形成する観点から、多角形状浅溝１の長さＬ１（図３参照）は、ブロック１０の長さＬ１０（図２参照）の５０％以下が好ましく、２５％以下がより好ましい。長さＬ１，Ｌ１０は、それぞれタイヤ周方向ＣＤに沿って測定される。同様の観点から、多角形状浅溝１の幅Ｗ１は、ブロック１０の幅Ｗ１０の５０％以下が好ましく、２５％以下がより好ましい。幅Ｗ１，Ｗ１０は、それぞれタイヤ幅方向に沿って測定される。本実施形態では、長さＬ１が幅Ｗ１よりも大きいため、制動時におけるブロック１０の表面部分の倒れ込みを抑制する効果が高められる。

ブロック１０の表面部分の剛性低下を抑える観点から、ピッチＰ（図３参照）は、好ましくは０．３ｍｍ以上に設定され、より好ましくは０．６ｍｍ以上に設定される。また、浅溝の形成密度を高める観点から、ピッチＰは、好ましくは５．０ｍｍ以下に設定され、より好ましくは２．５ｍｍ以下に設定される。ピッチＰは、多角形状浅溝１の外縁と、それに隣接する多角形状浅溝１の外縁との最小距離として測定される。

陸部（本実施形態ではブロック１０）の表面の面積をＳ１とし、その陸部の表面に形成された多角形状浅溝１の内部領域の総面積をＳ２とするとき、その面積比率Ｓ２／Ｓ１は、浅溝によるエッジ効果を確保するうえで、好ましくは３０％以上に設定され、より好ましくは４０％以上に設定され、更に好ましくは５０％以上に設定される。図４において、面積Ｓ１は、長さＬ１０に幅Ｗ１０を乗ずることにより算出され、面積Ｓ２は、薄いグレーの着色が施された領域の面積を合計することにより算出される。

多角形状浅溝１は、タイヤ周方向ＣＤに対する傾斜角度θ（図３参照）が１０〜７０度となる辺を少なくとも１つ含むことが好ましく、かかる辺を複数含むことがより好ましい。これにより、タイヤ周方向ＣＤとタイヤ幅方向に対するエッジ成分が確保され、制動性能や旋回性能の両方をバランス良く向上できる。また、例えば、制動性能を効果的に高めるべく傾斜角度θを６１〜８９度に設定したり、旋回性能を効果的に高めるべく傾斜角度θを１０〜４１度に設定したりすることも考えられる。

本実施形態では、ブロック１０の表面に浅溝が均一に形成された例を示したが、これに限られない。例えば、図５に示した実施形態では、ブロック２０の周縁部に多角形状浅溝１が形成されているものの、そのブロック２０の中心部には浅溝が形成されておらず、全体として浅溝が不均一に形成されている。摩擦係数が低いアイス路面では、ブロックの周縁部よりも中心部において接地圧が高くなる傾向にあるため、図５の構成によれば、ブロック２０全体における接地圧の均一化を促して、接地性を改善することができる。

図２や図５の実施形態では、形状とサイズが同じ複数の多角形状浅溝１を形成した例を示したが、１つの陸部に対して、他とはサイズの異なる多角形状浅溝を形成することも可能である。例えば、図６に示した実施形態では、ブロック３０の表面に、前述した多角形状浅溝１とともに、それよりも長さと幅が大きい多角形状浅溝５が形成されている。

図６の例では、多角形状浅溝５が、複数の閉ループを入れ子状に配置した構造を有する。この多角形状浅溝５は、二つの閉ループを入れ子状に配置した二重構造を有するが、三重構造や四重構造でも構わない。入れ子状に配置される複数の閉ループ、即ち内側の閉ループ５ａと外側の閉ループ５ｂとは互いに間隔を設けて重層的に設けられている。図６では、閉ループ５ａ，５ｂの中心位置を異ならせているが、これらを一致させても構わない。

本実施形態では、回転方向が指定されている例を示し、その回転方向を矢印ＲＤで表している。回転方向ＲＤの前方側（図６の下側）はブロック３０の踏み込み側となり、回転方向ＲＤの後方側（図６の上側）はブロック３０の蹴り出し側となる。図６に示すように、複数の閉ループ５ａ，５ｂを入れ子状に配置した構造を有する多角形状浅溝５において、内側の閉ループ５ａが外側の閉ループ５ｂに対して踏み込み側に偏心している。これにより、多角形状浅溝５の内部領域では、踏み込み側でエッジ効果を高めながらも蹴り出し側の剛性が確保され、制動時におけるブロック３０の表面部分の倒れ込みを抑制する効果が高められる。回転方向の指定は、例えば、タイヤのサイドウォール部の外表面に、回転方向を示す表示（例えば、矢印）を付すことにより行われる。

図７は、回転方向が指定されており、ブロック４０の表面に、閉ループを構成する複数の多角形状浅溝１が形成されている例を示す。この実施形態では、タイヤ周方向ＣＤにおける多角形状浅溝１同士の間隔が、ブロック４０の蹴り出し側の領域に比べて踏み込み側の領域で大きくなっている。かかる構成によれば、踏み込み側でエッジ効果を高めながらも蹴り出し側の剛性が確保され、制動時におけるブロック４０の表面部分の倒れ込みを抑制する効果が高められる。

多角形状浅溝が形成される陸部は、ブロックに限られず、リブでもよい。図８は、タイヤ周方向に沿って延びるリブ５０の表面に、閉ループを構成する複数の多角形状浅溝１が形成されている例を示す。この実施形態では、接地性が悪化しがちなリブ５０の両端部に沿って多角形状浅溝１が配列されている。

平面視における多角形状浅溝の形状は、前掲したような菱形状（四角形状の一種）に限られず、他の多角形状も採用できる。但し、１つの陸部に複数の多角形状浅溝が形成される構成において、多角形状浅溝が七角形以上であると、その浅溝の形状が円形に近付いて多角形状の利点が得られにくくなる。それ故、多角形状浅溝は、三角形状、四角形状、五角形状または六角形状をなすものが好ましい。１つの陸部に対して形成される多角形状浅溝の形状は一種に限られず、複数種の多角形状が混在しても構わない。

図９は、ブロック６０の表面に、閉ループを構成する複数の多角形状浅溝６が形成され、その多角形状浅溝６の各々が五角形状をなす例を示す。この実施形態では、回転方向が指定されており、多角形状浅溝６が含む五辺のうち、タイヤ幅方向に延びる一辺を踏み込み側に向け、タイヤ幅方向に対して傾斜するＶ字状の二辺を蹴り出し側に向けている。このように、タイヤ幅方向に対する辺の傾斜角度を蹴り出し側よりも踏み込み側で小さくすることにより、制動時における浅溝６のエッジ効果を高めることができる。

多角形状浅溝が形成される陸部の形状は、前掲したような矩形に限られず、平行四辺形や六角形など他の形状でも構わない。図１０は、三角形状をなすブロック７０の表面に、閉ループを構成する複数の多角形状浅溝７が形成され、その多角形状浅溝７の各々が三角形状をなす例を示す。この実施形態では、接地性が悪化しがちなブロック７０の隅部に多角形状浅溝７が配置されている。

本発明の空気入りタイヤは、陸部の表面に上記の如き多角形状浅溝が形成されること以外は、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、構造などが何れも本発明に採用できる。

本発明に係る空気入りタイヤは、冬用タイヤやオールシーズンタイヤとして有用であるが、夏用タイヤにも適用することができる。

本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例について説明する。タイヤの各性能評価は、次のようにして行った。

（１）アイス制動性能
車両（１５００ｃｃクラスの４ＷＤミドルセダン車）にテストタイヤを装着して空気圧２２０ｋＰａとし、アイス路面を走行して速度４０ｋｍ／ｈで制動力をかけてＡＢＳを作動させた際の制動距離を測定し、その逆数を算出した。比較例１の結果を１００として指数で示し、数値が大きいほどアイス制動性能に優れていることを示す。

（２）アイス旋回性能
車両（２４９１ｃｃクラスの４ＷＤ旋回計測車両）にテストタイヤを装着して空気圧２２０ｋＰａとし、アイス路面を走行して速度２０ｋｍ／ｈ一定で直進走行を行い、コーナー進入付近でロックするまでステアリングを切ってコーナリングフォースを計測した。比較例１の結果を１００として指数で示し、数値が大きいほどアイス旋回性能に優れていることを示す。

（３）ウェット制動性能
車両（同上）にテストタイヤを装着して空気圧２２０ｋＰａとし、ウェット路面を走行して速度１００ｋｍ／ｈで制動力をかけてＡＢＳを作動させた際の制動距離を測定し、その逆数を算出した。比較例１の結果を１００として指数で示し、数値が大きいほどウェット制動性能に優れていることを示す。

タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤにおいて、ブロックの表面に形成される浅溝の形態を種々に異ならせて比較例１及び実施例１〜３とした。各テストタイヤにおいて、浅溝の幅や深さ、サイプの構造などは共通であり、いずれにおいても慣らし走行を実施していない新品時の状態で評価した。評価結果を表１に示す。

表１のように、実施例１〜３では、比較例１に比べて各走行性能が改善されている。特に、実施例３では、制動性能に関して実施例１，２よりも大きな改善効果が得られている。

１ 多角形状浅溝
２ 主溝
３ 横溝
４ サイプ
５ 多角形状浅溝
５ａ 内側の閉ループ
５ｂ 外側の閉ループ
６ 多角形状浅溝
７ 多角形状浅溝
１０ ブロック（陸部の一例）
２０ ブロック
３０ ブロック
４０ ブロック
５０ リブ（陸部の一例）
６０ ブロック
７０ ブロック

Claims (3)

1. トレッド面の陸部の表面に、閉ループを構成する複数の多角形状浅溝が形成されており、１つの前記陸部に対して形成された複数の前記多角形状浅溝が、それぞれ互いに独立した内部領域を有し、
   前記多角形状浅溝が、複数の閉ループを入れ子状に配置した構造を有し、
   回転方向が指定されており、
   複数の閉ループを入れ子状に配置した構造を有する前記多角形状浅溝において、内側の閉ループが外側の閉ループに対して踏み込み側に偏心している、空気入りタイヤ。
2. 前記多角形状浅溝が、三角形状、四角形状、五角形状または六角形状をなす請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記多角形状浅溝の溝幅が、その多角形状浅溝の深さと同じかそれよりも大きい請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。

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