JP2009274669A - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】空気入りタイヤには、複数のトレッドブロック列がタイヤ周方向に配置されている。この複数のトレッドブロックを、周方向主溝のショルダー側に設けられるショルダーブロックと、タイヤ赤道線が通過するセンターブロックと、ショルダーブロックと周方向主溝との間に設けられる中間ブロックとに分けたとき、前記中間ブロックをタイヤ幅方向に分割するタイヤ周方向に延びる第1の溝の、タイヤ周方向に対する傾斜角度が5〜30度であり、前記センターブロックと前記中間ブロックを区切る周方向に延びる第2の溝の、タイヤ周方向に対する傾斜角度が30〜60度であり、前記周方向主溝からタイヤ幅方向に延びて、前記第2の溝に連通する第3の溝の、タイヤ幅方向に対する傾斜角度が0〜30度であり、前記第1の溝、前記第2の溝、および前記第3の溝は、直線状の溝で構成される。
【選択図】図2
Description
このようなステッドレスタイヤにおいて、氷上性能を向上させるためには、氷とタイヤトレッド部の接触面積を大きくするために、タイヤトレッド部の接地面積に対する溝面積の比率を表す溝面積比を小さくすることが必要である。しかし、この溝面積比を小さくすると、溝自体が少なくなるため、溝による雪中せん弾力が少なくり、雪上性能が低下するといった二律背反の問題が生じる。
下記特許文献2には、氷上性能を確保しながらウェット制動性と雪上トラクション性を改善することが可能なタイヤを提供している。
さらに、前記第3の溝は、前記タイヤ赤道線を挟んで一方の側の前記周方向主溝から延び、タイヤ赤道線を通過して他方の側の前記第2の溝に連通する溝を含むことが好ましい。
前記第3の溝は、前記タイヤ赤道線を挟んで一方の側の前記周方向主溝から延び、前記第2の溝を横切り、前記タイヤ赤道線を通過することなく、前記センターブロックの領域で溝幅が漸減して閉塞する溝を含むことが好ましい。
その際、前記赤道線を通る位置における前記溝比率が10%以下であることが好ましい。さらに、前記タイヤ幅方向の前記周方向主溝からショルダー側の領域において、前記溝比率が10%以下であることが好ましい。
上記空気入りタイヤにおいて、溝比率を、周方向主溝間のタイヤ幅方向の各位置において10〜70%の範囲とし、かつ、この溝比率の最大値と最小値の差を50%以下とするパターンを設けることにより、氷上制動性能及び氷上駆動性能を向上させることができる。特に、赤道線を通る位置における溝比率を10%以下とすることにより、氷上駆動性能を向上させることができる。タイヤ幅方向の周方向主溝からショルダー側の領域において、溝比率が10%以下である部分を設けることで、氷上制動性能を向上させることができる。
タイヤ10は、トレッド部に、複数のトレッドブロック列がタイヤ周方向に配列したトレッドパターンが設けられている。タイヤ10のトレッドパターンにおけるスノートラクションインデックス(STI)が180以上であり、路面と接触するトレッドゴムのJISA硬度が45〜55(0℃)である。スノートラクションインデックス (STI) とは、SAE Paper8203345に記載されているトレッド部表面の溝およびサイプの長さのタイヤ幅方向成分と溝深さにより算出される雪上性能レベルを示す指数である。具体的には、STI=−6.8+2202ρg +672ρs +7.6Dgで規定される数値であり、ρgは、(タイヤ幅方向に投影した全溝長さ) / (接地幅×タイヤ周長) (1/mm)を、ρs は、(タイヤ幅方向に投影した全サイプ長さ) / (接地幅×タイヤ周長) (1/mm)を、Dgは平均溝深さ (mm)を表す。
接地幅は、JATMAにて定められる標準リムに装着し、内圧200kPa及びJATMAにて定められる最大負荷能力の85%に相当する荷重を与えて水平面に接地させたときの接地面のタイヤ幅方向の最大幅をいう。以降においても、接地幅は上記内容で定義されたものをいう。
タイヤ周方向とは、トレッド部がタイヤ回転軸を中心に回転するときの回転方向をいい、タイヤ幅方向とは、タイヤ回転軸と平行な方向をいう。
以降の説明で挙げるトレッドパターンの各寸法は、225/65R17のタイヤを中心として、トレッド幅175〜315mmのタイヤに有効に用いることができる寸法例である。
図2(a)に示されるトレッドパターン12は、周方向主溝14a,14bと、第1の傾斜溝16a,16bと、第2の傾斜溝18a,18bと、第3の傾斜溝20a〜dと、を有する。トレッドパターン12は、これらの溝により区切られた複数のブロックを有する。なお、周方向主溝14a,14bと、第1の傾斜溝16a,16bと、第2の傾斜溝18a,18bと、第3の傾斜溝20a〜dは、いずれも直線状の溝が組み合わされて構成された溝である。
第1の傾斜溝16a,16bは、タイヤ周方向に対する傾斜角度が5〜30度に設けられ、第3の傾斜溝20a,20bの中間部の位置を起点とし、タイヤ周方向に隣接する第3の傾斜溝20a,20bを終点とする。このため、第1の傾斜溝16a,16bは、タイヤ周方向で隣り合う第3の傾斜溝20a,20bの間に設けられる第3の傾斜溝20c、20dを横切る。第1の傾斜溝16a,16bは、例えば、溝幅は2.0〜6.0mm、溝深さは4〜12.5mmであることが好ましい。なお、第1の傾斜溝16a,16bは、中心線CLを中心として、線対称の配置となるように、第1の傾斜溝16a,16bの傾斜角度が設定されている。第1の傾斜溝16a,16bの溝中心位置は、中心線CLから接地幅の17.5〜27.5%離れた範囲に設定されることが好ましい。
第3の傾斜溝20a,20bは、第2の傾斜溝18a,18bを横切った後、溝幅が漸減しながら、第2の傾斜溝18b,18aに連通する。
この溝は、タイヤ幅方向に対する傾斜角度が0〜30度に設けられ、例えば、溝幅は、溝幅が漸減する屈曲部分以外のところで4〜9mm、溝深さは8〜12.5mmであることが好ましい。
また、第3の傾斜溝20a〜20dは、周方向主溝14a,14bを横切ってショルダー側に延び、ショルダーブロックを形成するとともに、ショルダー側の領域で溝深さが漸減する。
なお、タイヤ10のトレッド表面には、各ブロックに設けられる波状のサイプよりも幅が細く、深さも極めて浅い微小溝群がタイヤ周方向に対して42〜60度傾斜して設けられていることが、タイヤ初期状態における氷上性能、雪上性能を向上させる点で好ましい。
特に、第1の傾斜溝16a,16bと、第2の傾斜溝18a,18bとが連通することで、雪上における排雪性能、排水性能も向上する。
さらに、センターブロックが第2傾斜溝18a,18bと第3の傾斜溝20a、20bによって形成されることにより、排雪性能、排水性能がに向上する。
溝比率が上記範囲にあるタイヤは、氷上路面に対するトレッド部の摩擦による水膜の発生の偏りを減らすことができるので、氷上性能が向上する。これにより、雪上の操縦安定性能と、雪上駆動性能と、氷上性能とが、バランスよく両立する。
図中、14a,14bは、周方向主溝14a,14bの位置を示す。タイヤ10の溝比率の分布は、14aと14bとの間において、最小値略18%、最大値略50%の範囲で分布しており、最大値と最小値との差が略32%となっている。
このようなタイヤ10が氷上性能と雪上性能において高次元で両立することを、以下のタイヤを作製して車両による評価を行うことにより、確かめた。
タイヤサイズは、225/65R17 101Qである。作製したタイヤは、図4(a)〜(c)、図5に示す4つのパターンと、図2(a)に示すタイヤ10のパターンである。
図4(a)に示すパターンは、第1の傾斜溝16a,16bに対応する第1の溝の傾斜角度、第2の傾斜溝18a,18bに対応する第2の溝の傾斜角度、及び、第3の傾斜溝20a〜dに対応する第3の溝の傾斜角度が、それぞれ、本発明の範囲に含まれるパターンであり、発明品に該当する。
図4(b)に示すパターンは、図4(a)に示すパターンにおいて、第1の傾斜溝16a,16bに対応する第1の溝と、第2の傾斜溝18a,18bに対応する第2の溝とが連通するように、第1の溝を改良したパターンであり、発明品に該当する。
図4(c)に示すパターンは、図4(b)に示すパターンにおいて、第3の傾斜溝20a,20bに対応する第3の溝が中心線CL(赤道線)を跨いで反対側に位置する第2の傾斜溝18b,18aに対応する第2の溝に連通するように、第3の溝を改良したパターンであり、発明品に該当する。
図5に示すパターンは、従来例のタイヤのパターンを示し、上述の特許文献2に記載されるタイヤのパターンである。このパターンは、4本の周方向主溝と、湾曲したラグ溝によって、溝が構成され、第1の傾斜溝16a,16bに対応する第1の溝、第2の傾斜溝18a,18bに対応する第2の溝、及び、第3の傾斜溝20a〜dに対応する第3の溝が存在せず、本発明品に該当しない。
・周方向主溝14a,14b:
溝深さ: 10.5mm
溝幅: 10.0mm
側壁のタイヤ幅方向へのずれ量: 2.0mm
溝中心位置: 中心線CLから接地幅の35%
・第1の傾斜溝16a,16b
溝深さ: 8.9mm
溝幅: 4.0mm
タイヤ周方向に対する傾斜角度: 10度
溝長さ: 60〜76mm
溝中心位置: 中心線CLから接地幅の20〜21.5%
・第2の傾斜溝18a,18b
溝深さ: 10.5mm
溝幅: 6mm
タイヤ周方向に対する傾斜角度傾斜角度: 30度
溝中心位置: 中心線CLから接地幅の10〜15%
・第3の傾斜溝20a,20b
溝深さ: 10.5mm
溝幅: 8mm
タイヤ幅方向に対する傾斜角度: 20度
溝長さ: 63mm
・第3の傾斜溝20c,20d
溝深さ: 10.5mm
溝幅: 7mm
タイヤ幅方向に対する傾斜角度: 20度
溝長さ: 50mm
・サイプ
幅: 0.4mm
・スノートラクションインデックス(STI): 200
・トレッドゴムのJISA硬度(0℃): 50
図4(a)に示す溝比率の分布では、2つの周方向主溝の間に位置する領域Rにおいて、最大値が略75%、最小値が略8%である。
図4(b)に示す溝比率の分布では、2つの周方向主溝の間に位置する領域Rにおいて、最大値が略70%、最小値が略8%である。
図4(c)に示す溝比率の分布では、2つの周方向主溝の間に位置する領域Rにおいて、最大値が略75%、最小値が略15%である。
図5に示す溝比率の分布では、2つの周方向主溝の間に位置する領域Rにおいて、最大値が略100%、最小値が略18%である。
以上より、図4(a)〜(c)、図5に示すパターンは、いずれも上述した、溝比率が10〜70%の範囲にあり、かつ、溝比率の最大値と最小値の差が50%以下である、という好ましい条件を満足しないパターンである。一方、図2(a)に示すパターンは、この条件を満足するパターンである。
雪上操縦安定性能は、テストコースの雪上路面上を車両走行することにより評価した。評価は、ドライバによる官能評価により行い、図5のパターンを基準として指数化した。指数は、値が高いほど性能が優れていることを示す。
氷上性能は、テストコース内の氷上路面を速度40km/時で走行し、この状態で制動を開始し、停止するまでの制動距離により評価した。このとき、図5のパターンを基準として指数化した。指数は、値が高いほど性能が優れていることを示す。
雪上駆動性能として、シャーベット状雪路を含む雪路テストコースにおいて、車両のエンジンを全開にし、スタートから時速35kmに達するまでの時間を測定した。図5のパターンを基準としてその結果を指数値で示す。指数は、値が高いほど、測定対象の時間が短く、雪上駆動性能が優れていることを示す。指数で105以上は、顕著な効果がある。
評価結果を下記表1に示す。
次に、図6(a)〜(d)に示すパターン及び図5に示すパターンを作製し、氷上性能、特に氷上駆動性能及び制動性能について調べた。図6(a)〜(d)及び図5に示すパターンにおいて、タイヤ接地幅の範囲内のパターンの溝面積比は同一である。
図6(a)〜(d)には、図4(a)〜(c)、図5と同様に、各パターンの図と、溝比率の分布が示されている。
図6(a)に示すパターンは、図2(a)に示すパターンに対して、第3の溝の溝幅が、領域Sで広くなっている。領域Sにおける最大の溝幅は、7mmから9mmに広げている。
図6(b)に示すパターンは、中心線CLが通過するセンター位置において、溝比率が10%以下となる部分があり、周囲の溝比率に比べて極端に低くなっている。
図6(c)に示すパターンは、周方向主溝のショルダー側において、溝比率が10%以下となっており、周囲の溝比率に比べて極端に低くなっている部分が設けられている。
図6(d)に示すパターンは、中心線CLが通過するセンター位置において、溝比率が10%以下となっており、周囲の溝比率に比べて極端に低くなっている。さらに、周方向主溝のショルダー側において、溝比率が10%以下となっており、周囲の溝比率に比べて極端に低くなっている部分が設けられている。
氷上駆動性能は、テストコース内の登坂勾配4,6,8%の各氷上登坂路において、停止状態から発進させたときの登坂能力をドライバの官能評価にて評価し、図5のパターンを基準として指数化した。指数は、値が高いほど性能が優れていることを示す。
氷上制動性能は、テストコース内の氷上路面を初速度40km/時で制動を開始し、停止するまでの制動距離により評価し、図5のパターンを基準として指数化した。指数は値が高いほど性能が優れていることを示す。
評価結果を下記表2に示す。
これより、氷上駆動性能を向上させるには、タイヤ幅方向の中心線CL(赤道線)を通るセンター位置における溝比率は10%以下であることが好ましく、氷上制動性能を向上させるには、タイヤ幅方向の周方向主溝からショルダー側の領域において、溝比率が10%以下である部分を有することが好ましい、ことがわかる。
12 トレッドパターン
14a,14b 周方向主溝
16a,16b 第1の傾斜溝
18a,18b 第2の傾斜溝
20a,20b,20c,20d 第3の傾斜溝
Claims (7)
- スノートラクションインデックス(STI)が180以上であり、路面と接触するトレッドゴムのJISA硬度が45〜55(0℃)であり、タイヤ赤道線を挟んで2本の周方向主溝が設けられ、複数のトレッドブロック列がタイヤ周方向に配置された空気入りタイヤにおいて、
前記複数のトレッドブロックを、前記周方向主溝のショルダー側に設けられるショルダーブロックと、前記タイヤ赤道線が通過するセンターブロックと、前記センターブロックと前記周方向主溝との間に設けられる中間ブロックとに分けたとき、
前記中間ブロックをタイヤ幅方向に分割するタイヤ周方向に延びる第1の溝の、タイヤ周方向に対する傾斜角度が5〜30度であり、
前記センターブロックと前記中間ブロックを区切る周方向に延びる第2の溝の、タイヤ周方向に対する傾斜角度が30〜60度であり、
前記周方向主溝からタイヤ幅方向に延びて、前記第2の溝に連通する第3の溝の、タイヤ幅方向に対する傾斜角度が0〜30度であり、
前記第1の溝、前記第2の溝、および前記第3の溝は、直線状の溝で構成されることを特徴とする空気入りタイヤ。 - 前記第1の溝と前記第2の溝が連通している請求項1に記載の空気入りタイヤ。
- 前記第3の溝は、前記タイヤ赤道線を挟んで一方の側の前記周方向主溝から延び、タイヤ赤道線を通過して他方の側の前記第2の溝に連通する溝を含む請求項1または2に記載の空気入りタイヤ。
- 前記第3の溝は、前記タイヤ赤道線を挟んで一方の側の前記周方向主溝から延び、前記第2の溝を横切り、前記タイヤ赤道線を通過することなく、前記センターブロックの領域で溝幅が漸減して閉塞する溝を含む請求項1〜3のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
- 前記周方向主溝間のタイヤ幅方向の各位置を、タイヤ周方向に一周したとき、タイヤ周方向の全周に対する溝部分の長さの比率を溝比率と定めたとき、前記溝比率は、前記周方向主溝間のタイヤ幅方向の各位置において10〜70%の範囲にあり、かつ、前記溝比率の最大値と最小値の差が50%以下である請求項1〜4のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
- 前記赤道線を通る位置における前記溝比率が10%以下である請求項5に記載の空気入りタイヤ。
- 前記タイヤ幅方向の前記周方向主溝からショルダー側の領域において、前記溝比率が10%以下である部分を有する請求項5または6に記載の空気入りタイヤ。
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