JPWO2013088717A1 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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Abstract

トレッド踏面に、タイヤ周方向に沿って延びる少なくとも1本の周方向主溝と、該周方向主溝に一端が開口し、平面視にて該一端から他端に向けてタイヤ周方向に対して傾斜して延びる複数の傾斜溝とによって区画された複数の陸部を備える空気入りタイヤにおいて、陸部は、周方向主溝に面して該周方向主溝の溝側壁の一部を形成する側壁面に傾斜壁面部を有し、傾斜壁面部の傾斜は、タイヤ周方向における一端から他端に向かって徐々に大きくなる空気入りタイヤである。

Description

この発明は、ウエット性能と耐摩耗性能の両立を可能とするトレッドパターンを有する空気入りタイヤに関するものである。
空気入りタイヤには、ドライ路面のみならずウエット路面での安定した走行を実現するために、トレッド踏面にタイヤ進行方向、すなわちタイヤ周方向に沿って延びる周方向主溝が複数本形成されるのが通常であり(例えば特許文献1参照。)、かかる周方向主溝を介してタイヤ接地面に侵入した水を接地面外に排出することができる。
ところで、ウエット性能を向上させるためには溝面積比率(ネガティブ率)を高くすることが有用であるが、周方向主溝の溝幅を広げて溝面積比率を高くした場合、周方向主溝に隣接する陸部において剛性が低下し、横力等に対する陸部側縁部での負担が大きくなり、偏摩耗が増大するという問題がある。そのため、周方向主溝の溝側壁を、陸部表面に対する法線に対して、溝幅が溝開口に向かうに連れて増大する向きに傾斜させることにより、周方向主溝の溝容積を増大させつつ、周方向主溝に隣接する陸部の剛性低下を抑制し、ウエット性能と耐偏摩耗性能との両立を図ることも行われている(例えば特許文献2参照。)。
特開2010−006161号公報 特開平6−001116号公報
しかしながら、周方向主溝に面する陸部の側壁面が単一の角度で傾きかつ同一の断面形状で延在する上記従来技術の空気入りタイヤでは、傾斜させた側壁面が曲げの起点となって横力等の入力時に応力が集中しやすく、偏摩耗を十分に抑制できず、またウエット性能についても更なる向上が求められているのが現状であった。
それゆえ、この発明は、従来技術に比べて、ウエット性能と耐偏摩耗性能とをより高次元で両立させることのできる空気入りタイヤを提供することを目的とする。
この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、この発明の空気入りタイヤは、トレッド踏面に、タイヤ周方向に沿って延びる少なくとも1本の周方向主溝と、該周方向主溝に一端が開口し、平面視にて該一端から他端に向けてタイヤ周方向に対して傾斜して延びる複数の傾斜溝とによって区画された複数の陸部を備える空気入りタイヤにおいて、前記陸部は、前記周方向主溝に面して該周方向主溝の溝側壁の一部を形成する側壁面に傾斜壁面部を有し、前記傾斜壁面部の傾斜は、タイヤ周方向における一端から他端に向かって徐々に大きくなることを特徴とするものである。
かかる構成を有する空気入りタイヤにあっては、陸部の、周方向主溝に面する側壁面に傾斜壁面部を設けるとともに、該傾斜壁面部の傾斜をタイヤ周方向で一端から他端に向かって徐々に大きくしたので、従来技術のように周方向主溝に面する陸部の側壁面が単一の角度で傾きかつ同一の断面形状で延在する場合と比べて、陸部のゴムボリュームの減少を抑制しつつも溝容積の増大させることができ、ウエット性能と耐偏摩耗性能を高次元で両立させることができる。また、傾斜壁面部の傾斜をタイヤ周方向で一端から他端に向かって徐々に大きくしたことにより、傾斜壁面部にねじれ面が形成され、陸部に横力等が加わった際に傾斜壁面部に加わる応力が分散されて陸部が曲げ変形し難くなるので、この点も陸部に生じる偏摩耗を抑制する上で重要である。
なお、この発明の空気入りタイヤにあっては、前記傾斜壁面部の、最も傾斜が大きくなる前記他端を、前記傾斜溝の前記一端に連設してなることが好ましく、このようにすれば、周方向主溝を流れる水をスムーズに傾斜溝に排出することができ、より一層ウエット性能を向上させることができる。また、全く傾斜させない1つの陸部とした場合は、陸部の剛性が高くなり、摩耗性能は大幅に向上するが、ウエット性能は大幅に低下する。さらに、傾斜部分をなくして、周方向溝の一部とした場合、周方向主溝を流れる水は、傾斜溝に大幅にスムーズに流れ込むが、陸部の剛性が大幅に低下して、摩耗性能が大幅に低下してしまう。
さらに、この発明の空気入りタイヤにあっては、前記陸部の前記側壁面は、前記周方向主溝の溝底壁から立ち上がって前記傾斜壁面部のタイヤ径方向内縁に繋がる下側垂壁面部と、前記傾斜壁面部のタイヤ径方向外縁から立ち上がって前記陸部の踏面に繋がる上側垂壁面部とを有することが好ましく、このようにすれば、陸部の側壁面を全て傾斜壁面部で構成する場合に比べて、陸部のゴムボリュームを確保することができるとともに、陸部の側壁面に等高線に沿って隅部及び角部を形成することができ、これらの隅部及び角部は陸部に横力等が加わった際の補強効果を発現することができるので、陸部に生じる偏摩耗をより一層抑制することができる。
しかも、この発明の空気入りタイヤにあっては、前記トレッド踏面に、前記傾斜溝の前記他端が開口する周方向主溝をさらに備え、前記陸部は、前記傾斜溝の前記他端が開口する該周方向主溝に面して該周方向主溝の溝側壁の一部を形成する側壁面に傾斜壁面部を有し、前記傾斜壁面部の傾斜は、タイヤ周方向における一端から他端に向かって徐々に大きくなることが好ましく、このようにすれば、より確実にウエット性能と耐偏摩耗性能とを両立させることができる。
また、この発明の空気入りタイヤにあっては、前記傾斜壁面部における最小傾斜部分の傾斜角度を、0〜45°とすることが好ましく、このようにすれば、より確実にウエット性能と耐偏摩耗性能とを両立させることができる。
さらに、この発明の空気入りタイヤにあっては、前記傾斜壁部における最大傾斜部分の傾斜角度を、20〜60°とすることが好ましく、このようにすれば、より確実にウエット性能と耐偏摩耗性能とを両立させることができる。
このように、この発明によれば、従来技術に比べて、ウエット性能と耐偏摩耗性能とをより高次元で両立させることのできる空気入りタイヤを提供することができる。
この発明にしたがう第1の実施形態の空気入りタイヤにおけるトレッドパターンの展開図である。 図1のトレッドパターンの要部を拡大して示す平面図である。 図1のトレッドパターンの要部を示す斜視図である。 (a)は図2中のA−A線に沿う断面図であり、(b)は図2中のB−B線に沿う断面図であり、(c)は図2中のC−C線に沿う断面図である。 図1のトレッドパターンの中間陸部の傾斜壁面部において、傾斜の様子を等高線を用いて説明した平面図である。 この発明にしたがう第2の実施形態の空気入りタイヤにおけるトレッドパターンの展開図である。 この発明と比較するための空気入りタイヤ(比較例1のタイヤ)におけるトレッドパターンの展開図である。 (a)は、この発明と比較するための空気入りタイヤ(比較例2のタイヤ)におけるトレッドパターンの展開図であり、(b)は、中間陸部の傾斜壁面部において、傾斜の様子を等高線を用いて説明した平面図である。
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。ここで、この発明にしたがう実施形態の空気入りタイヤは、図示を省略するが慣例によるタイヤ構造を備えており、例えば、一対のビード部と、該ビード部のタイヤ径方向に延びる一対のサイドウォール部と、これらのサイドウォール部間を跨るトレッド部とに区分したとき、タイヤ内部に、これらビード部、サイドウォール部及びトレッド部に亘ってトロイド状に延びるとともに、その端部がそれぞれ各ビード部に埋設したビードコアに係止されたカーカスと、カーカスのタイヤ径方向外側に配置されたベルトとを備えることができる。なお、タイヤ構造としてはこれに限定されず、ベルトのタイヤ径方向外側にキャップ層やレイヤー層等の補強層を配置してもよく、カーカスを構成するプライとしてはラジアルプライ、バイアスプライのいずれでも良い。そして、この空気入りタイヤは、トレッド部の踏面(以下、「トレッド踏面」という。)1に以下に示すトレッドパターンを有するものである。
図1に示すように、この空気入りタイヤは、トレッド踏面1に、タイヤ周方向に沿って延びる少なくとも1本、ここでは4本の周方向主溝3,4,5,6を有している。なお、説明の便宜上、タイヤ赤道面Eに近い2本の周方向主溝3,4をそれぞれ「中央周方向主溝」とし、タイヤ赤道面Eから遠い2本の周方向主溝5,6をそれぞれ「側方周方向主溝」として以下説明する。また、2本の側方周方向主溝5,6で挟まれたトレッド踏面領域を中央領域Cとするとともに該側方周方向主溝5,6よりもタイヤ幅方向外側の領域をそれぞれ側方領域Sとする。したがって、中央周方向主溝3,4は、トレッド踏面1の中央領域C内に位置している。
ここで「接地幅」とは、空気入りタイヤを、正規リムに組み付け、正規内圧を充填し、正規荷重を加えて平坦な面に押し付けたときのトレッド踏面1の接地幅を指すものとする。そして、正規リムとは、JATMAに規定される「標準リム」、TRAに規定される「Design Rim」、あるいはETRTOに規定される「Measuring Rim」をいう。また、正規内圧とは、JATMAに規定される「最高空気圧」、TRAに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、あるいはETRTOに規定される「INFLATION PRESSURES」をいう。また、正規荷重とは、JATMAに規定される「最大負荷能力」、TRAに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、あるいはETRTOに規定される「LOAD CAPACITY」をいう。
また、この空気入りタイヤは、トレッド踏面1に、一端が中央周方向主溝3,4に開口し、平面視にて他端に向けてタイヤ周方向に対して傾斜して延び該他端が側方周方向主溝5,6に開口する複数の傾斜溝(以下、「中間傾斜溝」という。)8を有している。したがって、トレッド踏面1には、中央周方向主溝3,4と側方周方向主溝5,6と中間傾斜溝8とによって踏面形状が略平行四辺形(略菱形)をなすブロック状の陸部(以下、「中間陸部」という。)10が形成されている。また、中間傾斜溝8は、ここでは傾斜方向に凸となるよう若干湾曲して延在するが、直線状に延在するものでもよい。また、中間陸部10には、タイヤ周方向に隣り合う中間傾斜溝8相互間を繋ぐとともに該中間陸部10を2つの分割陸部10a,10bに分割する細溝12が形成にされているが、細溝12は設けなくてもよい。
また、この空気入りタイヤは、トレッド踏面1に、側方周方向主溝5,6とトレッド端TEとに開口しタイヤ周方向に傾斜した方向に延びる複数の側方傾斜溝14と、側方傾斜溝14と側方周方向主溝5,6とによってタイヤ周方向に間隔をおいて形成された複数の側方ブロック16とを備えている。
また、この空気入りタイヤは、トレッド踏面1に、2本の中央周方向主溝3,4の間に区画形成された中央陸部18を備えており、該中央陸部18はさらに、タイヤ周方向に沿って延びるとともに中央周方向主溝3,4及び側方周方向主溝5,6よりも溝幅の狭い2本の副溝20,21と、該2本の副溝20,21にそれぞれ開口しタイヤ周方向に傾斜した方向に延びる複数の中央傾斜溝23とによって区画された複数の中央ブロック25、及び中央周方向主溝3,4と副溝20,21とによって区画されたリブ状陸部26,27からなる。
そして、このトレッドパターンの特徴を図2〜図5に示すように、中間陸部10は、中央周方向主溝3,4に面して該中央周方向主溝3,4の溝側壁の一部を形成する側壁面28に傾斜壁面部29を有しており、該傾斜壁面部29の傾斜(陸部踏面の法線に対する傾斜)θは、タイヤ周方向における一端29aから他端29bに向かうに連れて徐々に大きくなるよう構成されている。言い換えれば、平面視において、傾斜壁面部29の等高線P又は等高線の延長線は、図5に仮想線で示すように、傾斜壁面部29の一端29a側で相互に交差する。
また、この実施形態では、傾斜壁面部29の、最も傾斜が大きくなる他端29bは、中間傾斜溝8の、中央周方向主溝3,4に開口する上記一端8aに連設されており、すなわち、中間傾斜溝8は、傾斜側面部29の他端29bの近傍から延びて側方周方向主溝5,6に開口する。したがって、中央周方向主溝3,4と中間傾斜溝8とは、傾斜側面部29の他端29b及び中間傾斜溝8の一端8aを介して相互に連通する。
さらに、この実施形態では、図3に示すように、中間陸部10の、中央周方向主溝3,4に面する側壁面29は、中央周方向主溝3,4の溝底壁から立ち上がって傾斜壁面部29のタイヤ径方向内縁に繋がる下側垂壁面部31と、傾斜壁面部29のタイヤ径方向外縁から立ち上がって中間陸部10の踏面に繋がる上側垂壁面33とを有しており、該側壁面29には、傾斜壁面部29と上側垂壁面部33の境界及び傾斜壁面部29と下側垂壁面部31との境界に、等高線に沿って延びる隅部33と角部37とが形成されている。
また、この実施形態では、図1に示すように、中間陸部10の、側方周方向主溝5,6に面する側壁面38にも、上記の傾斜壁面部29と同様の構成になる傾斜壁面部39を設けている。側方周方向主溝5,6側の傾斜壁面部39は、タイヤ幅方向にみて、中央周方向主溝3,4側の傾斜壁面部29の他端29bに略対応する位置を一端39aとし、該一端39aから他端39bに向かうに連れて傾斜が徐々に大きくなるよう構成されている。すなわち、中間陸部10の、中央周方向主溝3,4に面する側壁面28に形成された傾斜壁面部29の終点位置(他端29b)と、中間陸部10の、側方周方向主溝5,6に面する側壁面38に形成された傾斜壁面部39の始点位置(一端39a)とは、タイヤ幅方向にみて略一致する。また、中間陸部10の、側方周方向主溝5,6側の側壁面38は、側壁面29と同様に、中央周方向主溝3,4の溝底壁から立ち上がって傾斜壁面部のタイヤ径方向内縁に繋がる下側垂壁面部と、傾斜壁面部のタイヤ径方向外縁から立ち上がって中間陸部の踏面に繋がる上側垂壁面部とを有しており、該側壁面38には、それぞれ等高線に沿って延びる隅部と角部とが形成されている(図示省略)。
かかる構成を有する空気入りタイヤにあっては、中間陸部10の、中央周方向主溝3,4に面する側壁面28に傾斜壁面部29を設けるとともに、該傾斜壁面部29の傾斜をタイヤ周方向で一端29aから他端29bに向かって徐々に大きくして、傾斜壁面部29にねじれ面を形成したので、中間陸部10に横力等が加わった際に傾斜壁面部29に加わる応力を分散させることができ、その結果、中間陸部10が曲げ変形し難くなり中間陸部10に生じる偏摩耗を抑制することができる。また同時に、従来技術のように周方向主溝に面する陸部の側壁面が単一の角度で傾きかつ同一の断面形状で延在する場合と比べて、中間陸部10のゴムボリュームを確保しつつも溝容積の増大させることができるので、ウエット性能を向上させることができる。
また、上記実施形態の空気入りタイヤによれば、中間陸部10の傾斜壁面部29を、一端29aから他端29bに向かうに連れて徐々に傾斜が大きし、かつ、傾斜壁面部29の、最も傾斜が大きくなる他端29aを、中間傾斜溝8の一端8aに連設したことから、中央周方向主溝3,4を流れる水をスムーズに中間傾斜溝8に排出することができ、より一層ウエット性能を向上させることができる。
さらに、上記実施形態の空気入りタイヤによれば、中間陸部10の側壁面28に、傾斜壁面部29に加えて、中央周方向主溝3,4の溝底壁から立ち上がって傾斜壁面部29のタイヤ径方向内縁に繋がる下側垂壁面部31と、傾斜壁面部29のタイヤ径方向外縁から立ち上がって中間陸部10の踏面に繋がる上側垂壁面部33とを設けたことから、中間陸部10の側壁面28を全て傾斜壁面部29で構成する場合に比べて、中間陸部10のゴムボリュームを確保することができるとともに、中間陸部10の側壁面28に等高線に沿って隅部35及び角部37を形成することができ、これらの隅部35及び角部37は中間陸部10に横力等が加わった際の補強効果を発現することができるので、中間陸部10に生じる偏摩耗をより一層抑制することができる。
また、この実施形態の空気入りタイヤによれば、中間陸部10の、側方周方向主溝5,6に面する側壁面38にも、中央周方向主溝3,4に面する中間陸部10の側壁面28に形成された傾斜壁面部29と同様の傾斜壁面部39を設けたことから、側方周方向主溝5,6においても排水性を向上させることができ、より一層のウエット性能の向上を図ることができる。さらに、この実施形態では、中間陸部10の、中央周方向主溝3,4に面する側壁面28に形成された傾斜壁面部29の終点位置(他端29b)と、中間陸部10の、側方周方向主溝5,6に面する側壁面38に形成された傾斜壁面部39の始点位置(一端39a)とを、タイヤ幅方向にみて略一致させたので、中間陸部10のタイヤ周方向における一端から他端までのタイヤ幅方向に沿う断面積の変化を最小限に留めることができ、その結果、中間陸部10に横力等が加わった際の中間陸部10の変形が一様となるので偏摩耗がより一層抑制される。
ところで、傾斜壁面部29における最小傾斜部分(この例では一端29a)の傾斜角度θの範囲は、0〜45°とすることが好ましい。該傾斜角度θが45°を超えると、溝容積が大きくなり剛性の確保が困難になる虞がある。また、傾斜壁面部29における最大傾斜部分(この例で他端29b)の傾斜角度θの範囲は、20°〜60°とすることが好ましい。該傾斜角度θが20°未満の場合には、溝容積が不足して排水性が十分に得られない虞があり、該傾斜角度θが60°を超えると、溝容積が大きくなり剛性の確保が困難になる虞がある。
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できるものであり、例えば、上記実施形態では、タイヤ赤道面Eに対して点対称のトレッドパターンの例を示したが、かかる発明は、線対称のトレッドパターンや非対称のトレッドパターンにも適用することができる。
次いで、この発明に従う空気入りタイヤ(実施例1〜19のタイヤ)及び比較としての空気入りタイヤ(比較例1,2のタイヤ)を試作し、ウエット性能及び耐偏摩耗性能に関する試験を行ったので、以下説明する。実施例1〜19のタイヤ及び比較例1,2のタイヤはいずれもタイヤサイズが225/65R17あるラジアルタイヤであり、試験は、サイズ7×17のリムに装着し、内圧210kPa(相対圧)を適用して行った。
ここで、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踏面に有し、具体的には、中間陸部の、中央周方向主溝に面する側壁面に傾斜壁面部を有し、該傾斜壁面部がタイヤ周方向で一端から他端に向かって徐々に大きくなるものであり、加えて、中間陸部の、中央周方向主溝に面する側壁面に傾斜壁面部を有し、該傾斜壁面部が、中央周方向主溝側の傾斜壁面部の略他端位置を一端として、該一端から他端に向かって徐々に大きくなるものである。実施例1のタイヤにおける他の諸元は表1に示すとおりである。
さらに、実施例2〜19のタイヤは、図6に示すトレッドパターンをトレッド踏面に有し、具体的には、中間陸部の、中央周方向主溝に面する側壁面にのみ傾斜壁面部を有し、該傾斜壁面部がタイヤ周方向で一端から他端に向かって徐々に大きくなるものである。実施例2〜19のタイヤにおける他の諸元は表1に示すとおりである。
また、比較例1のタイヤは、図7に示すトレッドパターンをトレッド踏面に有し、具体的には、中間陸部の、中央周方向主溝に面する側壁面は、中央周方向主溝の溝底面に対して垂直であり、中間陸部の、側方周方向主溝に面する側壁面は、中央周方向主溝の溝底面に対して垂直である。比較例1のタイヤにおける他の諸元は表1に示すとおりである。
さらに、比較例2のタイヤは、図8に示すトレッドパターンをトレッド踏面に有し、具体的には、中間陸部の、中央周方向主溝に面する側壁面は、傾斜角度が一様になる傾斜壁面部を有し、中間陸部の、側方周方向主溝に面する側壁面は、中央周方向主溝の溝底面に対して垂直である。比較例2のタイヤにおける他の諸元は表1に示すとおりである。
Figure 2013088717
そして、ウエット性能は、水深10mmの湿潤路面を直線走行し、ハイドロプレーニング現象が発生する限界速度を測定し、その測定した限界速度から評価した。その評価結果を表2に示す。表2の評価は、比較例1の結果を100とし実施例1〜19のタイヤ及び比較例2のタイヤについて指数で表したものであり、数値が大きいほどウエット性能が良好であることを示す。
また、耐偏摩耗性能は、ドライ状態の一般路を各種走行モードにて走行し、10000km走行時の、中央周方向主溝に隣接する中間陸部の側縁部での摩耗量(段差量)を測定し、その測定した摩耗量から評価することにより行った。その評価結果を表2に示す。表2中の評価は、比較例2のタイヤの結果を100とし、実施例1〜19のタイヤ及び比較例1のタイヤについて指数で表したものであり、数値が大きいほど耐偏摩耗性に優れることを示す。
Figure 2013088717
かくして、この発明により、従来技術に比べて、ウエット性能と耐偏摩耗性能とをより高次元で両立させることのできる空気入りタイヤを提供することが可能となった。
1 トレッド踏面
3,4 中央周方向主溝(周方向主溝)
5,6 側方周方向主溝(周方向主溝)
8 中間傾斜溝(傾斜溝)
10 中間陸部(陸部)
28 側壁面
29 傾斜壁面部
31 下側垂壁面部
33 上側垂壁面部
35 隅部
37 角部
38 側壁面
39 傾斜壁面部

Claims (4)

  1. トレッド踏面に、タイヤ周方向に沿って延びる少なくとも1本の周方向主溝と、該周方向主溝に一端が開口し、平面視にて該一端から他端に向けてタイヤ周方向に対して傾斜して延びる複数の傾斜溝とによって区画された複数の陸部を備える空気入りタイヤにおいて、
    前記陸部は、前記周方向主溝に面して該周方向主溝の溝側壁の一部を形成する側壁面に傾斜壁面部を有し、
    前記傾斜壁面部の傾斜は、タイヤ周方向における一端から他端に向かって徐々に大きくなることを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 前記傾斜壁面部の、最も傾斜が大きくなる前記他端を、前記傾斜溝の前記一端に連設してなる、請求項1に記載の空気入りタイヤ。
  3. 前記陸部の前記側壁面は、前記周方向主溝の溝底壁から立ち上がって前記傾斜壁面部のタイヤ径方向内縁に繋がる下側垂壁面部と、前記傾斜壁面部のタイヤ径方向外縁から立ち上がって前記陸部の踏面に繋がる上側垂壁面部とを有する、請求項1または2に記載の空気入りタイヤ。
  4. 前記トレッド踏面に、前記傾斜溝の前記他端が開口する周方向主溝をさらに備え、前記陸部は、前記傾斜溝の前記他端が開口する該周方向主溝に面して該周方向主溝の溝側壁の一部を形成する側壁面に傾斜壁面部を有し、
    前記傾斜壁面部の傾斜は、タイヤ周方向における一端から他端に向かって徐々に大きくなる、請求項1〜3の何れか一項に記載の空気入りタイヤ。
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