JP6824832B2 - タイヤ - Google Patents
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Description
(1)タイヤのトレッド踏面に、タイヤ周方向に沿って延びる複数の周方向溝及びトレッド端にて区画される、複数の陸部を有するタイヤであって、
複数の前記周方向溝のみで区画される中間陸部のうち最も車両装着外側の第1中間陸部は、タイヤ幅方向に延びるサイプを有し、
前記サイプは、前記第1中間陸部の車両装着外側に隣接する前記周方向溝に連通し、前記第1中間陸部内で終端する第1サイプと、前記第1中間陸部の車両装着内側に隣接する前記周方向溝に連通し、前記第1中間陸部内で終端する第2サイプとを含み、
前記第1サイプと前記第2サイプとは、タイヤ周方向に交互に存在し、
前記第1サイプのサイプ幅は、前記第2サイプのサイプ幅よりも大きいことを特徴とする、タイヤ。
かかる構成のタイヤによれば、圧縮剛性を下げながらせん断剛性を維持することで、高速走行時の旋回性能を向上させることができる。
(3)前記第1サイプ及び前記第2サイプは、それらの延在方向に垂直な断面において、屈曲部を有する。
(4)前記第1サイプのトレッド踏面側の開口端とトレッド踏面との間に、前記第1サイプより拡幅された第1面取り部が設けられており、前記第1面取り部のトレッド踏面における幅は、車両装着外側において車両装着内側よりも大きい。
(5)前記第2サイプのトレッド踏面側の開口端とトレッド踏面との間に、前記第2サイプより拡幅された第2面取り部が設けられており、前記第2面取り部のトレッド踏面における延在方向終端部は、トレッド踏面視で円弧からなる。
(6)前記第1中間陸部は、タイヤ幅方向断面における外輪郭がタイヤ径方向外側に向かって凸となる凸形状に形成されており、
前記外輪郭は、前記第1中間陸部のタイヤ幅方向中央に位置する第1円弧と、前記第1円弧よりも曲率半径が小さく前記第1中間陸部のタイヤ幅方向両端に位置する第2円弧とを少なくとも含み、
前記第1中間陸部における前記第1円弧に対応するタイヤ周方向領域は、前記第1サイプと前記第2サイプとが存在しないタイヤ周方向に連続する領域を有する。
なお、上記(6)にいう、「前記第1サイプと前記第2サイプとが存在しないタイヤ周方向に連続する領域」の「第1サイプ」及び「第2サイプ」は、それらとトレッド踏面との間に、第1面取り部(上記(4)参照)又は第2面取り部(上記(5)参照)が設けられている場合には、当該第1面取り部又は第2面取り部も含めたものを指すものとする。
また、本明細書において、「基準状態」とは、タイヤをリムに組み付け、所定の内圧を充填し、無負荷とした状態を指す。
上記の「リム」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではJATMA(日本自動車タイヤ協会)のJATMA YEAR BOOK、欧州ではETRTO (The European Tyre and Rim Technical Organisation)のSTANDARDS MANUAL、米国ではTRA (The Tire and Rim Association, Inc.)のYEAR BOOK等に記載されている又は将来的に記載される、適用サイズにおける標準リム(ETRTOのSTANDARDS MANUALではMeasuring Rim、TRAのYEAR BOOKではDesign Rim)を指す(すなわち、上記の「リム」には、現行サイズに加えて将来的に上記産業規格に含まれ得るサイズも含む。「将来的に記載されるサイズ」の例としては、ETRTOのSTANDARDS MANUAL 2013年度版において「FUTURE DEVELOPMENTS」として記載されているサイズを挙げることができる。)が、上記産業規格に記載のないサイズの場合は、タイヤのビード幅に対応した幅のリムをいうものとする。
また、上記の「所定の内圧」とは、上記JATMA YEAR BOOK 等に記載されている、適用サイズ・プライレーティングにおける単輪の最大負荷能力に対応する空気圧(最高空気圧)を指し、上記産業規格に記載のないサイズの場合は、タイヤを装着する車両ごとに規定される最大負荷能力に対応する空気圧(最高空気圧)をいうものとする。なお、ここでいう空気は、窒素ガス等の不活性ガスその他に置換することもできる。
さらに、上記の「最大負荷荷重」とは、上記最大負荷能力に対応する荷重をいうものとする。
本明細書において、「車両装着内側」とは、車両への装着方向が指定されたタイヤにおいて、車両へ装着した際にタイヤ幅方向において車両側となる側を指し、「車両装着外側」とは、タイヤ幅方向において車両装着内側に対し反対となる側を指す。
本明細書において、「サイプのタイヤ周方向に対する角度」は、トレッド踏面視において、当該サイプとタイヤ周方向に沿って延びる仮想線とがなす、鋭角側の角度を指す。
また、本明細書において、サイプ等の各要素の寸法等は、特に断りのない限り、基準状態で(各要素のトレッド踏面視での寸法等は、基準状態におけるトレッド踏面の展開図上で)測定されるものとする。
なお、図示は省略するが、本発明は、例えば、一対のビード部からそれぞれタイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部と、両サイドウォール部間に跨るトレッド部と、が連なり、一方のビード部からトレッド部を通り他方のビード部にわたって延びる、有機繊維コード或いはスチールコードのプライからなるカーカスと、このカーカスとトレッドゴム間に配置したスチールコード層からなるベルトと、を備える、通常のタイヤ構造を備える空気入りタイヤに適用することができる。
本実施形態のタイヤは、トレッド踏面1に、タイヤ周方向に沿って(即ち、タイヤ周方向に対して0°の角度で)延びる複数(本実施形態では、4本)の周方向溝2a〜2d及びトレッド端TEにて区画される、複数(本実施形態では、5本)の陸部3a〜3dを有している。より具体的に、図1に示すように、本実施形態のタイヤは、トレッド踏面1が、図示例では互いに幅が等しい、4本の周方向溝2a、2b、2c、2dと、トレッド端TEとによって、5本の陸部、即ち、車両装着外側(図1では、紙面左側)から順に、第1 ショルダ陸部3a、第1中間陸部3b、第2中間陸部3c、第3中間陸部3d及び第2ショルダ陸部3eに、区画されている。ここで、図示例では、第1中間陸部3b、第2中間陸部3c及び第3中間陸部3dの幅は互いに等しくされている。
図示例のタイヤでは、4本の周方向溝を境として5本の陸部が形成されているが、周方向溝は2本若しくは3本又は5本以上(例えば、5本)であってもよい。但し、トレッド踏面における陸部の剛性バランス等の観点から、周方向溝は3〜5本(陸部が4〜6本)が好ましく、本例のように4本(陸部が5本)であることが、特に好ましい。
なお、本実施形態のタイヤは、所期する性能を発揮するための車両への装着方向が定まっている、車両への装着方向が指定されたタイヤである。
また、本実施形態のタイヤは、乗用車用の空気入りラジアルタイヤであるが、本発明は、乗用車用以外の、例えば、トラック・バス用のタイヤに適用することも可能である。
第1サイプSo及び第2サイプSiは、タイヤ周方向に交互に(千鳥状に)存在している。即ち、第1中間陸部3b内において、車両装着外側に位置する1つの第1サイプSoに対し、車両装着内側でタイヤ周方向一方側に離隔した位置に、隣接する第2サイプSiが配置され、当該第2サイプSiに対し、車両装着外側でタイヤ周方向一方側に離隔した位置に、隣接する他の第1サイプSoが配置される、という配列が、タイヤ周方向に連続して形成されている。
第1サイプSoのサイプ幅wo(図3参照)は、第2サイプSiのサイプ幅wi(図3参照)よりも大きくされている(wo>wi)。
高速旋回時にタイヤのトレッド踏面に荷重が加わると、特に旋回外側のタイヤにおける車両装着外側の陸部には、大きな荷重がかかる。このとき、当該陸部の圧縮剛性が過大であると、当該陸部のトレッド踏面と路面との間で滑りが発生して操縦安定性を損なう。この点に関し、当該陸部にサイプを設けることで圧縮剛性を下げて、滑りの発生を抑制することはできるが、単にサイプを設けただけでは、サイプを設けることで陸部のせん断剛性が低下して、やはり旋回性能が低下してしまう問題がある。
一方、前述の通り、本実施形態のタイヤでは、第1中間陸部3bが、隣接する周方向溝に連通し当該陸部内で終端する第1サイプSo及び第2サイプSiを有し、第1サイプSo及び第2サイプSiが、タイヤ周方向に交互に存在し、かつ、第1サイプSoのサイプ幅woが第2サイプSiのサイプ幅wiよりも大きくされている。このように構成することで、本実施形態によれば、高速旋回時に大きな荷重がかかる第1中間陸部3bの車両装着外側においては、第1中間陸部3bの陸部分がサイプ幅の大きい第1サイプSo内に膨出できるようにして、第1中間陸部3bの圧縮剛性を下げて滑りの発生を抑制することができる。一方、第1中間陸部3bの車両装着内側においては、当該陸部にタイヤ周方向における極端な剛性段差が生じるのを避けるため、第2サイプSiを第1サイプSoに対して千鳥状に配置しているが、そのため、荷重により第1中間陸部3bの陸部分が第2サイプSiを拡げる方向に変形する。しかし、本実施形態では、第2サイプSiのサイプ幅wiが第1サイプSoのサイプ幅woより小さくされているので、第2サイプSiの拡幅変形による第1中間陸部3bの車両装着内側におけるせん断剛性の低下を抑制することができる。以上により、本実施形態のタイヤによれば、高速旋回時に大きな荷重のかかる第1中間陸部の圧縮剛性を下げながらせん断剛性を維持することができ、ひいては、高速走行時の旋回性能を向上させることができる。
なお、上記の第1サイプSo及び第2サイプSiのいずれか少なくとも一方を、これらより幅の広い、タイヤ幅方向に延びる溝に替えた構成では、せん断変形に対して溝壁同士が接触しない(支え合わない)ため、せん断剛性が低下して、高速旋回性能を損なうこととなる。
さらに、上記の第1サイプSo及び第2サイプSiのいずれか少なくとも一方を、延在方向の両端が隣接する周方向溝に連通する構成、又は、延在方向の両端が陸部内で終端する構成に替えた場合には、せん断剛性が低下し、又は、圧縮剛性が高まって、やはり高速旋回性能を損なうことになる。
第1サイプSoの上記角度を第2サイプSiの上記角度よりも大きくすることで、陸部がより大きく変形する第1中間陸部3bの車両装着外側において、陸部の圧縮変形を容易にして圧縮剛性をより下げることができるとともに、第1サイプSoと第2サイプSiのタイヤ周方向に対する角度を異ならせることで、第1中間陸部3bのタイヤ幅方向のせん断剛性をより高めることができ、従って、高速走行時の旋回性能をさらに向上させることができる。
本実施形態のように、第1サイプSoのタイヤ周方向に対する角度は、第2サイプSiのタイヤ周方向に対する角度よりも大きいことが好ましいが、第1サイプSoの当該角度が第2サイプSiの当該角度と同一であってもよく、第1サイプSoの当該角度が第2サイプSiの当該角度より小さくてもよい。
なお、図3は、図2のA−A線に沿う断面図であり、第1サイプSo(及び、後述する第1面取り部To)の断面形状を示すが、説明の都合上、本例の第1サイプSoと同様の構成の第2サイプSiの例における、サイプ幅wi及び後述する第2面取り部Tiについて明示するために、図3にかっこ書きの符号「(Si)」、「(wi)」及び「(Ti)」を挿入してある。但し、前述の通り、第1サイプSoのサイプ幅woと第2サイプSiのサイプ幅wiとが、等しいわけではない(wo>wi)。また、図3では、トレッド踏面1の記載は省略している。
より具体的に、垂直部Vは、第1サイプSoのトレッド踏面1側の開口端からサイプ底側に向かって、トレッド踏面1の法線方向(図3で示すZ方向)に沿って直線状に形成されている、第1垂直部V1のみからなっている。また、振幅部Kは、第1垂直部V1のサイプ底側に順に連なり、トレッド踏面1の法線方向に対して傾斜して形成されている、第1傾斜部K1、第2傾斜部K2、第3傾斜部K3及び第4傾斜部K4からなっている。
第1傾斜部K1は、第1垂直部V1から、第1屈曲部Q1を介して、トレッド踏面1の法線方向に対して一方側に傾斜する部分(図3では、紙面右下側に向かって傾斜する部分)として形成されている。
続いて、第2傾斜部K2は、第1傾斜部K1から、第2屈曲部Q2を介して、トレッド踏面1の法線方向に対して前記一方側とは反対の他方側に傾斜する部分(図3では、紙面左下側に向かって傾斜する部分)として形成されている。
続いて、第3傾斜部K3は、第2傾斜部K2から、第3屈曲部Q3を介して、トレッド踏面1の法線方向に対して前記一方側に傾斜する部分(図3では、紙面右下側に向かって傾斜する部分)として形成されている。
さらに、第4傾斜部K4は、第3傾斜部K3から、第4屈曲部Q4を介して、トレッド踏面1の法線方向に対して前記他方側に傾斜する部分(図3では、紙面左下側に向かって傾斜する部分)として形成されている。
本例では、第2屈曲部Q2と第3屈曲部Q3とのトレッド踏面1の法線方向の距離は、同じく、第3屈曲部Q3と第4屈曲部Q4とのトレッド踏面1の法線方向の距離と等しくされている。
また、本例では、屈曲部Q1〜Q4は、それぞれ湾曲して形成されているが、いずれか少なくとも一つが角張って形成されていてもよい。
さらに、第1サイプSoは、上記のような屈曲部を有さず、サイプ開口からサイプ底に至るまで、トレッド踏面1の法線方向に沿って又は当該法線方向に対して傾斜して、直線状に形成されていてもよい。
但し、第1サイプSoの断面形状と第2サイプSiの断面形状とが、異なっていてもよい。
但し、第1面取り部Toが設けられずに第1サイプSoがトレッド踏面1に直接開口していてもよく、また、第1面取り部Toのトレッド踏面1における幅が、車両装着外側において車両装着内側よりも大きくされていなくてもよい。
また、本例では、第1面取り部Toのトレッド踏面1における延在方向終端部Toeが、トレッド踏面視で角張っているが(図1、2参照)、当該延在方向終端部Toeが、トレッド踏面視で円弧(より具体的には、円弧の一部)からなっていてもよい。
但し、第2面取り部Tiが設けられずに第2サイプSiがトレッド踏面1に直接開口していてもよく、また、第2面取り部Tiのトレッド踏面1における延在方向終端部Tieが、トレッド踏面視で角張っていてもよい。
また、本例では、第2面取り部Tiのトレッド踏面1における幅(タイヤ周方向幅)が、車両装着内側から車両装着外側に向かってほぼ一定であるが(図1、2参照)、当該幅は、一定でなくてもよい。
図4に示すように、本実施形態では、第1中間陸部3bは、タイヤ幅方向断面における外輪郭がタイヤ径方向外側に向かって凸となる凸形状に形成されている。また、前記外輪郭は、第1中間陸部3bのタイヤ幅方向中央に位置する第1円弧A1(図4では、簡略化のため直線状に示している)と、第1円弧A1よりも曲率半径が小さく第1中間陸部3bのタイヤ幅方向両端に位置する第2円弧A2(図4では、簡略化のため直線状に示している)とを含んで(本例では、第1円弧A1と第2円弧A2のみからなって)いる。さらに、第1中間陸部3bにおける第1円弧A1に対応するタイヤ周方向領域RA1(図4参照)は、第1サイプSoと第2サイプSiとが存在しないタイヤ周方向に連続する領域Rを有している(図2参照)。なお、本実施形態では、第1サイプSo及び第2サイプSiとトレッド踏面1との間に、それぞれ、第1面取り部To、第2面取り部Tiが設けられているので、前述の通り、上記「第1サイプSoと第2サイプSiとが存在しないタイヤ周方向に連続する領域R」の「第1サイプSo」及び「第2サイプSi」は、第1面取り部To及び第2面取り部Tiを含めたものを指す。即ち、領域Rは、第1サイプSo、第1面取り部To、第2サイプSi及び第2面取り部Tiが存在しない、タイヤ周方向に連続する領域である(図2参照)。また、「領域RA1が領域Rを有する」とは、一致も含め、領域RA1が領域Rの全体を内包する(RA1⊇R)ことを意味する。
このような構成により、第1中間陸部3bの領域Rの接地圧を第1中間陸部3bの他の領域よりも高くして、第1中間陸部3bの他の領域の接地圧を下げることができる。これにより、第1中間陸部3bの他の領域の圧縮変形の余地を大きくして圧縮剛性を下げることで滑りの発生を抑制し、ひいては、高速走行時の旋回性能をより向上させることができる。
なお、本実施形態では、領域RA1が領域Rの全体を完全に含んでおり(RA1⊃R)、領域RA1のタイヤ幅方向長さWra1は領域Rのタイヤ幅方向長さWrより大きい(Wra1>Wr)が、領域RA1が領域Rと一致し(RA1=R)、領域RA1のタイヤ幅方向長さWra1が領域Rのタイヤ幅方向長さWrと等しく(Wra1=Wr)てもよい。さらに効果的かつ局所的に領域Rの接地圧を高くするという観点からは、領域RA1が領域Rと一致している(RA1=R、Wra1=Wr)ことが特に好ましい。
なお、図4では、図面上便宜のため直線状に描かれた第1円弧A1と第2円弧A2とが、角張った境界部分を介して連続しているが、本実施形態では、実際には、第1円弧A1と第2円弧A2とが、滑らかに連続している。第1円弧A1と第2円弧A2とは、滑らかに連続していることが好ましい。
第2中間陸部3cは、タイヤ幅方向に延びる浅溝Lcを有している。浅溝Lcは、第2中間陸部3cの車両装着内側に隣接する周方向溝2cに連通し、第2中間陸部3c内で終端している。浅溝Lcの深さは、周方向溝2a〜2d並びに第1サイプSo及び第2サイプSiよりも小さくされている。このような浅溝Lcを第2中間陸部3cに設けることにより、第2中間陸部3cにおいても、圧縮剛性を下げるともにせん断剛性の低下を抑制することで、高速走行時の旋回性能をより向上させることができる。
また、第2中間陸部3c内で終端する浅溝Lcの終端部は、トレッド踏面視で円弧からなっている(図1参照)。このような構成により、当該終端部への応力の集中を防いで、クラックの発生を抑制することができる。
第3中間陸部3dは、上記の通り、タイヤ幅方向に延びる浅溝Ldを有している。浅溝Ldは、第3中間陸部3dに隣接する両周方向溝2c及び2dに連通している。浅溝Ldの深さは、周方向溝2a〜2d並びに第1サイプSo及び第2サイプSiよりも小さくされている。このような浅溝Ldを第3中間陸部3dに設けることにより、第3中間陸部3dにおいても、圧縮剛性を下げるともにせん断剛性の低下を抑制することで、高速走行時の旋回性能をより向上させることができるとともに、トレッド踏面1における車両装着内側の接地性を改善して、タイヤの乗り心地性能を向上させることができる。
図1に示すトレッドパターンに基本的に従う、サイズ205/55R16のタイヤを、表1に示す各諸元の下でそれぞれ試作した。
なお、全ての供試タイヤで、周方向溝2a及び周方向溝2dの深さは7.2mm、周方向溝2b及び周方向溝2cの深さは7.5mm、浅溝Lc及び浅溝Ldの深さは0.5mm、第1サイプSo、第2サイプSi及びサイプSmの深さは5.6mmとしている。
また、全ての供試タイヤで、第1サイプSoのサイプ幅を0.4mm、第2サイプSi及びサイプSmのサイプ幅を0.3mmとしている。
また、第1面取り部To及び第2面取り部Tiの幅(タイヤ周方向幅)を、それぞれ最大3.5mmとしている。
表1中、「第1・2サイプが交互に存在」とは、第1サイプSoと第2サイプSiとが、タイヤ周方向に交互に存在することを意味し、「第1面取り部の幅が外側で大」とは、第1面取り部Toのトレッド踏面における幅が、車両装着外側において車両装着内側よりも大きいことを意味し、「第2面取り部の端部が円弧」とは、第2面取り部Tiのトレッド踏面における延在方向終端部が、トレッド踏面視で円弧からなることを意味している。また、「○」は、上記の構成を備えていることを意味し、「×」は、上記の構成を備えていないことを意味している。
さらに、表1中、「外側サイプ角度」とは、第1サイプSoのタイヤ周方向に対する角度のことであり、「内側サイプ角度」とは、第2サイプSiのタイヤ周方向に対する角度のことである。また、「屈曲部の個数」とは、第1サイプSo及び第2サイプSiそれぞれの、断面(図3に示す断面)における屈曲部の個数のことであり、「なし」とは、第1サイプSo及び第2サイプSiに、当該屈曲部がないことを意味している。
[旋回性能評価]
上記各供試タイヤについて、ドライ路面上を走行した際の旋回性能を、ドライバーによる官能により評価した。結果を、表1に、比較例1のタイヤの評価結果を100とした場合の相対値で示す。数値が大きい方が、旋回性能に優れていることを示す。
[排水性能評価]
上記各供試タイヤについて、ウェット路面上(水深1mm)を走行した際の走行性能を、ドライバーによる官能により評価した。結果を、表1に、比較例1のタイヤ評価結果を100とした場合の相対値で示す。数値が大きい方が、排水性能に優れていることを示す。
Claims (5)
- タイヤのトレッド踏面に、タイヤ周方向に沿って延びる複数の周方向溝及びトレッド端にて区画される、複数の陸部を有するタイヤであって、
複数の前記周方向溝のみで区画される中間陸部のうち最も車両装着外側の第1中間陸部は、タイヤ幅方向に延びるサイプを有し、
前記サイプは、前記第1中間陸部の車両装着外側に隣接する前記周方向溝に連通し、前記第1中間陸部内で終端する第1サイプと、前記第1中間陸部の車両装着内側に隣接する前記周方向溝に連通し、前記第1中間陸部内で終端する第2サイプとを含み、
前記第1サイプと前記第2サイプとは、タイヤ周方向に交互に存在し、
前記第1サイプのサイプ幅は、前記第2サイプのサイプ幅よりも大きく、
前記第1サイプのタイヤ周方向に対する角度は、前記第2サイプのタイヤ周方向に対する角度よりも大きいことを特徴とする、タイヤ。 - 前記第1サイプ及び前記第2サイプは、それらの延在方向に垂直な断面において、屈曲部を有することを特徴とする、請求項1に記載のタイヤ。
- 前記第1サイプのトレッド踏面側の開口端とトレッド踏面との間に、前記第1サイプより拡幅された第1面取り部が設けられており、前記第1面取り部のトレッド踏面における幅は、車両装着外側において車両装着内側よりも大きいことを特徴とする、請求項1に記載のタイヤ。
- 前記第2サイプのトレッド踏面側の開口端とトレッド踏面との間に、前記第2サイプより拡幅された第2面取り部が設けられており、前記第2面取り部のトレッド踏面における延在方向終端部は、トレッド踏面視で円弧からなることを特徴とする、請求項1に記載のタイヤ。
- 前記第1中間陸部は、タイヤ幅方向断面における外輪郭がタイヤ径方向外側に向かって凸となる凸形状に形成されており、
前記外輪郭は、前記第1中間陸部のタイヤ幅方向中央に位置する第1円弧と、前記第1円弧よりも曲率半径が小さく前記第1中間陸部のタイヤ幅方向両端に位置する第2円弧とを少なくとも含み、
前記第1中間陸部における前記第1円弧に対応するタイヤ周方向領域は、前記第1サイプと前記第2サイプとが存在しないタイヤ周方向に連続する領域を有することを特徴とする、請求項1に記載のタイヤ。
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