JP2005153812A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 雪上加速性、雪上制動性、及び雪上操縦安定性の全てを向上させた空気入りタイヤを提供することを課題とする。
【解決手段】 空気入りタイヤのトレッド部は、センター側領域１５に形成されたブロック２２Ｃと、ショルダー側領域１７に形成されたブロック２２Ｓと、を多数有する。ブロック２２Ｃ、２２Ｓは、それぞれ、ラグ溝２６と略平行な横サイプ３４Ｃ、３４Ｓと、周方向溝２８と略平行な縦サイプ３６Ｃ、３６Ｓと、をそれぞれ有する。センター側領域１５に形成されたブロック２２Ｃでは、横サイプ３４Ｃの深さが縦サイプ３６Ｃの深さよりも深い。一方、ショルダー側領域１７に形成されたブロック２２Ｓでは、縦サイプ３６Ｓの深さが横サイプ３４Ｓの深さよりも深い。そして、横サイプ３４Ｃのほうが横サイプ３４Ｓよりもサイプ深さが深く、縦サイプ３６Ｓのほうが縦サイプ３６Ｃよりもサイプ深さが深い。
【選択図】 図２

Description

本発明は、雪道を走行する自動車に用いるのに最適な空気入りタイヤに関し、更に詳細には、特に雪上性能を向上させた空気入りタイヤに関するものである。

冬用の空気入りタイヤでは、雪上性能及び氷上性能の両性能が要求される（例えば特許文献１、２参照）。雪上性能としては、雪道における発進時の加速性（雪上トラクション性）、雪上制動性（雪上ブレーキ性）、及び、雪上操縦安定性が要求される。

ところで、この冬用の空気入りタイヤで雪道を走行しても、タイヤが雪道をグリップしきれずに雪面上をスリップするという難点が指摘されていた。このため、トレッドパターンに設けるサイプについて工夫することが従来から検討されてきている。

しかし、雪上加速性及び雪上制動性を向上させるにはサイプ方向をタイヤ幅方向とする必要があり、雪上操縦安定性を確保するためにはサイプ方向をタイヤ幅方向と直交するタイヤ周方向（タイヤ進行方向）に向ける必要がある。このため、雪上加速性及び雪上制動性を確保しようとして横方向（タイヤ幅方向）のサイプの本数を増加させても雪上操縦安定性を確保することはできず、サイプの方向が一方向である場合、雪上加速性及び雪上制動性をある程度犠牲にして雪上操縦安定性を得なければならないという問題があった。

なお、この対策として、特許文献１や特許文献２に開示されたようにサイプ１１４の方向を複数方向とすること（図８参照）も考えられるが、上記問題を充分解決するには至っていない。
特開平８−２３０４１７号公報 特開平８−１６９２１２号公報

本発明は、上記事実を考慮して、雪上加速性、雪上制動性、及び雪上操縦安定性の全てを向上させた空気入りタイヤを提供することを課題とする。

ここで、本発明者は、ラグ溝で雪をせん断させる際に生じる雪柱せん断力について着目した。この雪柱せん断力は、ブロック（陸部）とラグ溝とによって歯車としてタイヤを回転させるメカニズムにおいて、タイヤに生じる前後力を発生させている。

雪上でのトラクション力（加速力）及びブレーキ力（制動力）は、図６、図７に示すように、タイヤ前面の走行抵抗となる圧縮抵抗、ブロック８２の表面摩擦力、タイヤのラグ溝９０による雪柱せん断力、及び、ブロックエッジ８２Ｅやサイプエッジ８４Ｅのエッジ効果、によって発生する。

本発明者は、雪道を走行する場合、図６に示したように、タイヤのトレッドパターン部のラグ溝９０で雪は押し固められ、タイヤが転動するのに伴なって、押し固めた雪柱９６をラグ溝９０の溝壁９０Ｗがせん断し、これによって加速が生じることに着目した。更に、タイヤの表面摩擦力と、ブロックエッジ８２Ｅやサイプエッジ８４Ｅが雪に入り込むことにより雪を掘り起こす効果（エッジ効果）と、によっても加速が得られることにも着目した。

そこで、本発明者は、鋭意検討の結果、サイプ深さを調整することを考え付き、実験を重ね、本発明を完成するに至った。

請求項１に記載の発明は、縦溝と横溝とによって区画されてなる多数のブロックをトレッド部表面に有する空気入りタイヤであって、前記ブロックは、前記横溝と略平行な横サイプと、前記縦溝と略平行な縦サイプと、をそれぞれ有し、前記トレッド部は、タイヤショルダー部に近いショルダー側領域と、前記ショルダー側領域を除いたトレッド領域であるセンター側領域と、にそれぞれ前記ブロックを少なくとも一つ有し、タイヤ赤道に最も近い前記ブロックの横サイプ深さは、前記タイヤショルダー部に最も近い前記ブロックの横サイプ深さよりも深く、前記タイヤショルダー部に最も近い前記ブロックの縦サイプ深さは、タイヤ赤道に最も近い前記ブロックの縦サイプ深さよりも深いことを特徴とする。

縦溝とは周方向溝（リブ溝とも言われる）のことであり、本明細書ではタイヤ周方向とのなす角度が１５°以内の溝をいう。また、横溝とはラグ溝のことであり、本明細書ではタイヤ幅方向とのなす角度が４５°以内の溝をいう。

また、本明細書で略平行とは実質的に平行であることいい、交差角度（互いのなす角度）が１５°以内のことである。なお、サイプがジグザグ状である場合、サイプの長手方向中心線（直線状）とのなす角度で交差角度を判断する。

横サイプ、縦サイプの本数は、通常、複数本である。

タイヤ赤道に最も近いブロックの横サイプ深さは、タイヤショルダー部に最も近いブロックの横サイプ深さよりも３ｍｍ以上深いことが好ましく、タイヤショルダー部に最も近いブロックの縦サイプ深さは、タイヤ赤道に最も近いブロックの縦サイプ深さよりも２ｍｍ以上深いことが好ましい。

請求項１に記載の発明では、センター側領域では、雪上駆動性能・雪上制動性能を確保するために、通常、ブロックの横サイプの深さが縦サイプの深さよりも深い。また、ショルダー側領域では、雪上操縦安定性を確保するために、通常、ブロックの縦サイプの深さが横サイプの深さよりも深い。

請求項１に記載の空気入りタイヤが雪道を走行する場合、トレッド部のブロックエッジ・サイプエッジが雪に入り込むことで、雪面が掘り起こされ、エッジ効果が発揮される。ここで、入力方向に直交するサイプが多いほど、そしてサイプ深さが深くなるほど、サイプが開き、エッジが雪に入り込むため、エッジ効果が大きくなる。雪上加速及び雪上制動性は、タイヤ幅方向と直交するタイヤ周方向に接地面から入力される力（縦入力）によって決まるため、横サイプが設けられていると効果的であり、雪上操縦安定性は、タイヤ幅方向に接地面から入力される力（横入力）によって決まるため、縦サイプが設けられていると効果的である。

このように、請求項１に記載の発明では、タイヤ赤道に最も近いブロックの横サイプ深さは、タイヤショルダー部に最も近い前記ブロックの横サイプ深さよりも深く、タイヤショルダー部に最も近いブロックの縦サイプ深さは、タイヤ赤道に最も近いブロックの縦サイプ深さよりも深い。これにより、前後入力時（タイヤ幅方向と直交するタイヤ周方向に接地面から力が入力される時）に重要となるセンター側領域のブロックでは雪上加速や制動性を高め、横入力時（タイヤ幅方向に接地面から力が入力される時）に重要となるショルダー側領域のブロックでは雪上操縦安定性を高めることができ、雪上加速性・雪上制動性だけでなく雪上操縦安定性をも充分に向上させることができる。

請求項２に記載の発明は、前記縦溝のうち幅が４ｍｍ以上であってタイヤショルダー部に最も近い最外縦主溝よりもショルダー側を前記ショルダー側領域とし、前記最外縦主溝よりもタイヤ赤道側を前記センター側領域としたことを特徴とする。

これにより、縦溝幅が確保されるので、センター側領域のブロックとショルダー側領域のブロックとが縦溝によって明確に分割され、センター側領域で前後入力が、ショルダー側領域で横入力が、それぞれ大きくなる。特にショルダー側領域のブロックに対する横入力が大きくなるため、ショルダー側領域のブロックに設けられている縦サイプによって得られる効果が高まる。

本発明は上記構成としたので、雪上加速性、雪上制動性、及び雪上操縦安定性の全てを向上させた空気入りタイヤを実現させることができる。

以下、実施形態を挙げ、本発明の実施の形態について説明する。図１に示すように、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ１０は、一対のビード部１１及び一対のサイドウォール部１３と、トロイド状に延びるカーカス１２と、カーカス１２のクラウン部１２Ｃの外側に設けられたベルト１４と、ベルト１４の外側に設けられ、サイドウォール部相互間にわたりトロイド状に連なり溝が配設されたトレッド部１６と、を有する。

図２に示すように、トレッド部１６は、周方向溝とラグ溝とによって区画されてなる多数のブロック（陸部）２２Ｃ、２２Ｓを有する。このブロック２２Ｃ、２２Ｓは、それぞれ、ラグ溝２６と実質的に平行な横サイプ３４Ｃ、３４Ｓと、周方向溝２８と実質的に平行な縦サイプ３６Ｃ、３６Ｓと、をそれぞれ複数本有する。

本実施形態では、トレッド部１６の表面領域のうち、周方向溝２８のうち幅が４ｍｍ以上であって最もタイヤショルダー部１８（図１参照）に近い最外周方向主溝２８Ｅよりもショルダー側をショルダー側領域１７とし、最外周方向主溝２８Ｅよりもタイヤ赤道ＣＬの側をセンター側領域１５としており、ショルダー側領域１７とセンター側領域１５とで、サイプ深さが異なっている。

すなわち、センター側領域１５のブロック２２Ｃでは、図３に示すように、ブロック２２Ｃの横サイプ３４Ｃの深さが縦サイプ３６Ｃの深さよりも深く、ショルダー側領域１７のブロック２２Ｓでは、図４に示すように、ブロック２２Ｓの縦サイプ３６Ｓの深さが横サイプ３４Ｓの深さよりも深い。そして、横サイプ３４Ｃの深さは横サイプ３４Ｓよりも深く（つまり、ショルダー側領域１７よりもセンター側領域１５のほうが横サイプ深さが深く）、縦サイプ３４Ｓの深さは縦サイプ３４Ｃよりも深い（つまり、センター側領域１５よりもショルダー側領域１７のほうが縦サイプ深さが深い）。

従って、前後入力時（タイヤ幅方向Ｈと直交するタイヤ周方向Ｖに接地面から力が入力される時）に重要となるセンター側領域１５のブロック２２Ｃでは、前後入力がされた際の雪上加速性や雪上制動性を従来に比べて高めることができる。一方、横入力時（タイヤ幅方向Ｈに接地面から力が入力される時）に重要となるショルダー側領域１７のブロック２２Ｓでは、横入力がされた際の雪上操縦安定性を従来に比べて高めることができる。

［実験例］
本発明者は、上記実施形態の空気入りタイヤについて、雪上加速性、雪上制動性、及び雪上操縦安定性が、従来の空気入りタイヤに比べてどの程度向上しているかをテストする実験を行った。

本実験例では、リム及び内圧については、それぞれ、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ（１９９２、日本自動車タイヤ協会規格）にて定めるラジアルプライタイヤのサイズに対応する適用リム及び空気圧―負荷能力対応表に基づいて設定した。以下、本実験例では、上記実施形態の一例であるこの寸法の空気入りタイヤを実施例１として記載する。

本実験例では、実施例１及び従来の何れの空気入りタイヤであっても、タイヤサイズを１９５/６５Ｒ１５、溝深さを９ｍｍ、ネガティブ率を３５％とした。また、何れの空気入りタイヤであっても、横サイプの形状がラグ溝側のブロックエッジと実質平行になるようにし、ブロック1個あたりに３本の横サイプを配設した。

更に、実施例１では、周方向溝側のブロックエッジ２２ＣＶ（図２参照）と実質的に平行である縦サイプを各ブロックに２本又は３本配設している。

そして、図３に示したように、センター側領域１５のブロック２２Ｃでは、ブロック２２Ｃの各横サイプ３４Ｃの深さｄ１が何れも７．５ｍｍ、各縦サイプ３６Ｃの深さｄ２が何れも４．０ｍｍであり、横サイプ３４Ｃのほうが３．５ｍｍ深い。一方、図４に示したように、ショルダー側領域１７のブロック２２Ｓでは、ブロック２２Ｓの各横サイプ３４Ｓの深さｄ１が何れも４．０ｍｍ、各縦サイプ３６Ｓの深さｄ２が何れも７．５ｍｍであり、縦サイプ３６Ｓのほうが３．５ｍｍ深い。すなわち、ショルダー側領域１７よりもセンター側領域１５のほうが横サイプ深さが深く、センター側領域１５よりもショルダー側領域１７のほうが縦サイプ深さが深い。

また、本実験例に用いた従来の空気入りタイヤ空気入りタイヤ１００のトレッドパターンを図５に示す。従来の空気入りタイヤ１００では、各ブロックの横サイプ１０４の深さは全て７．５ｍｍで均一とした。

本実験例では、各空気入りタイヤを６Ｊ−１５のリムに内圧２００ｋＰａで組み付け、乗用車に装着して雪道の発進・制動テストを行なった。発進テスト（加速性のテスト）は静止状態からアクセルを全開し、５０ｍ走行するまでの時間（加速タイム）で評価を行った。制動テスト（ブレーキ性のテスト）は時速３０ｋｍ/ｈからフルブレーキをかけたときの制動距離で評価を行なった。雪上操縦安定性のテストについてはテストを行ったドライバーのフィーリングで評価を行った。

評価結果を表１に示す。発進テストの評価は、従来の空気入りタイヤ１００の加速タイムを１００に換算し、相対的な指数で表示を行った。制動テストの評価は、従来の空気入りタイヤ１００の制動距離の逆数を１００に換算し、相対的な指数で表示を行った。雪上操縦安定性のテストの評価は、従来の空気入りタイヤ１００の雪上操縦安定性を１００としてドライバーのフィーリングによる相対的な指数で表示を行った。指数が大きいほど良好であることを示す。

表１から、実施例１の空気入りタイヤのようにサイプ深さを変更することにより、雪上加速性及び雪上制動性を上げることができると共に、雪上操縦安定性を大幅に向上させることができた。

また、本実験例では、横サイプ深さや縦サイプ深さをパラメータとして変更した比較例１〜３の空気入りタイヤについても同じ条件で実験を行った。サイプ深さ及び評価結果を表１に併せて示す。

比較例１〜３では、実施例１ほど顕著ではないが、従来の空気入りタイヤ１００に比べ、雪上加速性、雪上制動性、及び雪上操縦安定性を全て向上させることができた。

以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、上記実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。

第１実施形態に係る空気入りタイヤのタイヤ幅方向断面図である。 第１実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドパターンを示す接地面側から見た下面図である。 第１実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド部に形成されたブロックのサイプ深さを示す模式図である。 第１実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド部に形成されたブロックのサイプ深さを示す模式図である。 実験例で用いた従来の空気入りタイヤのトレッドパターンを示す接地面側から見た下面図である。 ラグ溝によって雪上でトラクション力（加速力）及びブレーキ力（制動力）が発生する原理を説明する模式図である。 サイプエッジ及びブロックエッジによって雪上でトラクション力（加速力）及びブレーキ力（制動力）が発生する原理を説明する模式図である。 特許文献１に開示された従来の空気入りタイヤのトレッドパターンを示す接地面側から見た下面図である。

符号の説明

１０ 空気入りタイヤ
１５ センター側領域
１６ トレッド部
１７ ショルダー側領域
１８ タイヤショルダー部
２２Ｃ、Ｓ ブロック（陸部）
２６ ラグ溝（横溝）
２８ 周方向溝（縦溝）
２８Ｅ 最外周方向主溝（最外縦主溝）
３４Ｃ、Ｓ 横サイプ
３６Ｃ、Ｓ 縦サイプ
９０ ラグ溝（横溝）
１００ 空気入りタイヤ

Claims (2)

1. 縦溝と横溝とによって区画されてなる多数のブロックをトレッド部表面に有する空気入りタイヤであって、
   前記ブロックは、前記横溝と略平行な横サイプと、前記縦溝と略平行な縦サイプと、をそれぞれ有し、
   前記トレッド部は、タイヤショルダー部に近いショルダー側領域と、前記ショルダー側領域を除いたトレッド領域であるセンター側領域と、にそれぞれ前記ブロックを少なくとも一つ有し、
   タイヤ赤道に最も近い前記ブロックの横サイプ深さは、前記タイヤショルダー部に最も近い前記ブロックの横サイプ深さよりも深く、
   前記タイヤショルダー部に最も近い前記ブロックの縦サイプ深さは、タイヤ赤道に最も近い前記ブロックの縦サイプ深さよりも深いことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記縦溝のうち幅が４ｍｍ以上であってタイヤショルダー部に最も近い最外縦主溝よりもショルダー側を前記ショルダー側領域とし、前記最外縦主溝よりもタイヤ赤道側を前記センター側領域としたことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。

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