JP4589926B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
本発明は、空気入りタイヤにかかり、特に、サイプを備えたブロックをトレッドに有する空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【0002】
図8(A)に示すように、タイヤ軸方向に延びるサイプ100を有するブロックパターンのタイヤ102(例えば、特許文献1、2)は、一般的にブロック104が摩耗するに従い、サイプ前後で摩耗する度合いが異なり、図8(B)に示すように、周方向の段差(所謂ヒール・アンド・トゥ摩耗)が発生し、特に主溝に開口する部分でその度合いが大きいことが知られている。
【特許文献1】
特開2002−321509号公報
【特許文献2】
特開平9−164815号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
主溝開口部分のヒール・アンド・トゥ摩耗を抑制するためには、図9(A)に示すようにブロック104にサイプ100を形成した場合、図9(B)に示すように開口部分のサイプ100の深さを中央部分の深さより浅くすることが良く知られているが、摩耗すると開口部分のサイプ100が消滅し(図9(C)参照。)、ウエット性能、及び雪上性能が低下し、偏摩耗とウエット及び雪上性能とを両立することが困難であった。
【0004】
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、偏摩耗とウエット及び雪上性能とを両立することのできる空気入りタイヤを提供することが目的である。
【課題を解決するための手段】
【0005】
請求項1に記載の発明は、トレッドにブロックを有する空気入りタイヤであって、前記トレッドは、少なくとも1本以上のサイプを有し、前記サイプは、サイプ長手方向、及び深さ方向に振幅を持って延びており、かつ、前記ブロックを、踏面に表れる前記サイプに対して直角かつ深さ方向に断面にして見たときのサイプ振幅、及び前記サイプの壁面を平面視したときの前記サイプの深さ方向に延びる稜線の振幅の少なくとも一方がサイプ長手方向で異なることで下記に示す前記サイプの剛性指数Fがサイプ長手方向で異なっている、ことを特徴とする空気入りタイヤ。
【0006】
剛性指数F=(1+φ1)×(1+φ2)×(1+φ3)
φ1:ブロック踏面におけるサイプ振幅(mm)
φ2:ブロックをサイプ壁面に対して直角で、かつ深さ方向に断面にして見たときのサイプ振幅(mm)
φ3:前記サイプの壁面を平面視したときの、前記サイプの深さ方向に延びる稜線の振幅。
【0007】
次に、請求項1に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
【0008】
サイプ長手方向、及び深さ方向に振幅を有する3次元サイプをブロックに設け、それらの振幅量をサイプ長手方向、及びサイプ深さ方向で異なるように設定することで、サイプ深さを一定に保ったままサイプ近傍の剛性をサイプ長手方向に分布を持たせることが可能となり、例えば、サイプ前後の摩耗をサイプ長手方向に沿って均一化することが出来る。
【0009】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の空気入りタイヤにおいて、前記サイプは、少なくとも一端がブロック端に開口しており、ブロック端に開口している部分の前記サイプの剛性指数Fが、ブロック中央部分での前記サイプの剛性指数よりも高く設定されている、ことを特徴としている。
【0010】
次に、請求項2に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
【0011】
サイプがブロック端に開口すると、ブロック端付近の剛性がブロック中央対比で低下する。したがって、サイプの剛性指数Fを、ブロック中央部分よりブロック端側で高く設定し、ブロック端付近の剛性低下を抑えるようにする。
【0012】
これにより、開口部分のブロックが変形し難くなり、開口部分のヒール・アンド・トゥ摩耗を抑制することが可能となる。
【0013】
請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の空気入りタイヤにおいて、タイヤ赤道面を境にして一方側に配置される前記ブロックのサイプパターンと、他方側に配置される前記ブロックのサイプパターンとが、タイヤ赤道面を挟んで左右対称であり、前記ブロック内においては、トレッド中央側からトレッド端側へ向けて前記サイプの前記剛性指数Fが漸増している、ことを特徴としている。
【0014】
次に、請求項3に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
【0015】
車両がコーナリングする際、車両装着時外側のタイヤに大きな横力が入力する。
【0016】
この横力の入力方向は、車両外側から内側方向となるので、サイプにおいても、車両装着時外側、即ち、横力入力側の剛性指数を高め、ブロックの変形を抑えることが好ましい。
【0017】
上記コーナリング時においては、トレッドのうちの車両装着時外側部分に接地領域(荷重)が移動するので、タイヤ赤道面の車両装着時外側のブロックに、車両装着時内側のブロック対比で大きな力が作用する。
【0018】
また、トレッドパターンに方向性が無い場合、ローテーション等により、トレッドのタイヤ赤道面の何れの側が車両の外側に配置されるかは決まらない。
【0019】
したがって、サイプパターンがタイヤ赤道面を挟んで左右対称の場合には、トレッド中央側からトレッド端側へ向けて前記サイプの前記剛性指数Fを漸増させ、横力入力時に大きな力が作用するブロックの変形を抑えることが好ましい。
【0020】
請求項4に記載の発明は、請求項1に記載の空気入りタイヤにおいて、タイヤ赤道面を境にして一方側に配置される前記ブロックのサイプパターンと、他方側に配置される前記ブロックのサイプパターンとが、タイヤ赤道面を挟んで左右非対称であり、前記ブロック内においては、車両装着時内側から車両装着時外側へ向けて前記サイプの前記剛性指数Fが漸増している、ことを特徴としている。
【0021】
次に、請求項4に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
【0022】
請求項3の場合と異なり、タイヤ赤道面を境にして一方側に配置されるブロックのサイプパターンと、他方側に配置されるブロックのサイプパターンとが、タイヤ赤道面を挟んで左右非対称の場合は、タイヤとしては方向のあるパターンとなり、車両装着時にタイヤの向きが指定される。
【0023】
請求項3で説明した通り、車両がコーナリングする際、車両装着時外側のタイヤに大きな横力が入力する。ことのき、車両装着時外側へ接地領域は移動するものの、車両装着時内側のブロックにも車両装着時外側のブロックほどではないが横力は入力する。
【0024】
このため、方向性が指定されている場合、全てのブロックのサイプにおいて、車両装着時外側、即ち、横力入力側の剛性指数を高め、ブロックの変形を抑えることが好ましい。
【0025】
請求項5に記載の発明は、請求項2に記載の空気入りタイヤにおいて、前記サイプ振幅φ1は、前記ブロック中央部分よりも前記ブロック端に開口している部分の方が大きい、ことを特徴としている。
【0026】
次に、請求項5に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
【0027】
一般にサイプがブロック端(主溝)に開口していると、開口付近のブロック剛性が大きく低下するが、サイプ振幅φ1を、ブロック中央部分よりもブロック端に開口している部分の方で大とすることで、開口付近のブロック剛性低下を抑え、ブロック剛性をサイプ長手方向に均一化させることが可能となる。これにより、主溝開口部分のヒール・アンド・トゥ摩耗を抑制することができる。
【0028】
請求項6に記載の発明は、請求項2に記載の空気入りタイヤにおいて、前記サイプ振幅φ2は、前記ブロック中央部分よりも前記ブロック端に開口している部分の方が大きい、ことを特徴としている。
【0029】
次に、請求項6に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
【0030】
サイプ振幅φ2を、ブロック中央部分よりもブロック端に開口している部分の方で大きく設定することにより、開口付近のブロック剛性低下を抑え、ブロック剛性をサイプ長手方向に均一化させることが可能となる。これにより、主溝開口部分のヒール・アンド・トゥ摩耗を抑制することができる。
【0031】
請求項7に記載の発明は、請求項2に記載の空気入りタイヤにおいて、前記サイプ振幅φ3は、前記ブロック中央部分よりも前記ブロック端に開口している部分の方が大きい、ことを特徴としている。
【0032】
次に、請求項7に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
【0033】
サイプ振幅φ3を、ブロック中央部分よりもブロック端に開口している部分の方で大とすることで、開口付近のブロック剛性低下を抑え、ブロック剛性をサイプ長手方向に均一化させることが可能となる。これにより、主溝開口部分のヒール・アンド・トゥ摩耗を抑制することができる。
【0034】
請求項8に記載の発明は、請求項1乃至請求項7の何れか1項に記載の空気入りタイヤにおいて、前記サイプの一端は、前記ブロック中央部分にある、ことを特徴としている。
【0035】
次に、請求項8に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
【0036】
サイプの一端をブロック中央部分に配置することで、サイプを横断させる場合よりもブロック剛性の低下を抑制することができる。
【0037】
請求項9に記載の発明は、請求項1乃至請求項7の何れか1項に記載の空気入りタイヤにおいて、前記サイプは、前記ブロックをタイヤ軸方向に横断している、ことを特徴としている。
【0038】
次に、請求項9に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
【0039】
ブロックにおいて、サイプをタイヤ軸方向に横断させることで、高いエッジ効果を得ることができる。
【発明の効果】
【0040】
以上説明したように、請求項1に記載の空気入りタイヤは上記の構成としたので、偏摩耗とウエット及び雪上性能とを両立することができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【0041】
【図1】第1の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドの平面図である。
【図2A】サイプ壁面の斜視図である。
【図2B】サイプの主溝開口側の断面図である。
【図2C】ブロック内終端側の断面図である。
【図2D】ブロックの平面図である。
【図2E】サイプ壁面の正面図である。
【図3】第2の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドの平面図である。
【図4A】第3の実施形態に係る空気入りタイヤのサイプ壁面の斜視図である。
【図4B】サイプの主溝開口側の断面図である。
【図4C】ブロック中央部の断面図である。
【図4D】ブロックの平面図である。
【図5A】比較例1に係る空気入りタイヤのトレッドの平面図である。
【図5B】図5(A)に示すブロックの5B−5B線断面図である。
【図6A】比較例2に係る空気入りタイヤのトレッドの平面図である。
【図6B】図6(A)に示すブロックの6B−6B線断面図である。
【図7A】実施例に係る空気入りタイヤのトレッドの平面図である。
【図7B】図7(A)に示すブロックの7B−7B線断面図である。
【図8A】新品タイヤの側面図である。
【図8B】摩耗後のタイヤの側面図である。
【図9A】従来のブロックの平面図である。
【図9B】図9(A)に示すブロック(新品時)の9B−9B線断面図である。
【図9C】摩耗後のブロックの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0042】
[第1の実施形態]
以下、図面を参照して本発明の第1の実施形態に係る空気入りタイヤ10を詳細に説明する。
【0043】
図1に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ10のトレッド12には、周方向主溝14、及びラグ溝16で区画された複数のブロック18が設けられている。
【0044】
本実施形態では、タイヤ軸方向最外側のブロック18に、タイヤ軸方向(矢印L方向、及び矢印R方向)に延びるサイプ20が形成されている。
【0045】
本実施形態では、サイプ20は、一方の端部がブロック18のタイヤ軸方向外側のブロック端に開口し、他方の端部がブロック18の内部で終端している。
【0046】
これにより、本実施形態の空気入りタイヤ10は、車両装着時に方向性を持たないようなパターンとなっている。
【0047】
図2に示すように、サイプ20は、タイヤ軸方向(矢印L方向、及び矢印R方向)、及び深さ方向(矢印D方向)にジグザグ状に延びており、タイヤ軸方向(サイプ長手方向)、タイヤ周方向(矢印S方向)、及び深さ方向にそれぞれ振幅を有する所謂3次元サイプである。
【0048】
なお、このサイプ20は、深さが一定である。
【0049】
サイプ20は、下記に示す剛性指数Fがサイプ長手方向で異なることを特徴としている。
【0050】
剛性指数F=(1+φ1)×(1+φ2)×(1+φ3)
φ1:ブロック踏面におけるサイプ振幅(mm)。図2(A),(D)参照。
φ2:ブロック18を、踏面に表れるサイプ20に対して直角に、かつ深さ方向に断面にして見たときのサイプ振幅(mm)。図2(B),(C)参照。
φ3:サイプ20の壁面20Aを平面視したときの、サイプ20の深さ方向に延びる稜線22の振幅。図2(E)参照。
【0051】
本実施形態のサイプ20は、図1に示すようにタイヤ軸方向外側のサイプ振幅φ1がタイヤ赤道面CL側のサイプ振幅φ1’よりも大きく、また、図2(B),(C)に示すようにタイヤ軸方向外側のサイプ振幅φ2がタイヤ赤道面CL側のサイプ振幅φ2’よりも大きく設定されている。
【0052】
したがって、サイプ20の剛性指数Fは、ブロック端に開口しているタイヤ軸方向外側がブロック端に開口していないタイヤ赤道面CL側よりも大きくなっている。
(作用)
ブロック18に、3次元形状の壁面20Aを有するサイプ20を設けているので、接地時に縦方向の圧縮力を受けた際に互いの壁面20A同士が強く接し、平面状の壁面を有するサイプに比較してブロック18の倒れ込みを抑える効果は大きい。
【0053】
ブロック圧縮時に壁面20A同士が接する力は、サイプ20の振幅が大きい所ほど大きくなり、接地時における見かけ上のブロック剛性が向上する。
【0054】
一般にサイプがブロック端(主溝)に開口していると、開口付近のブロック剛性が大きく低下するが、本実施形態の空気入りタイヤ10では、サイプ20の溝開口部分での剛性指数Fをブロック内の終端側の剛性指数Fよりも大きく設定しているので、サイプ深さを一定に保ったまま開口付近のブロック剛性低下を抑え、ブロック剛性をサイプ長手方向に均一化させることが可能となる。
【0055】
このため、主溝開口部分のヒール・アンド・トゥ摩耗を抑制することができる。また、サイプ20の深さを一定に保っているので、摩耗した際に開口部分のサイプが消滅してウエット性能、及び雪上性能が低下するという従来技術の問題が生じない。
【0056】
なお、本実施形態の空気入りタイヤ10では、サイプ20のパターンがタイヤ赤道面CLを挟んで左右対称であるため、車両装着時の方向性が無い。
【0057】
車両がコーナリングする際、車両装着時外側の空気入りタイヤ10に大きな横力が入力し、さらにトレッド12においては車両外側に接地領域(荷重)が移動するので、タイヤ赤道面の車両外側のブロックに、車両装着時内側のブロック対比で大きな力が作用する。
【0058】
したがって、タイヤ赤道面CLを挟んで車両外側に配置されるブロック18においては、タイヤ赤道面CL側からトレッド端側へ向けてサイプ20の剛性指数Fを漸増させる必要がある。
【0059】
本実施形態の空気入りタイヤ10では、サイプパターンをタイヤ赤道面CLを挟んで左右対称としているので、空気入りタイヤ10の装着の向きに関わらず、コーナリング時のブロック18の変形を抑えることができる。
【0060】
なお、主溝開口側のサイプ振幅φ3を、ブロック内終端側のサイプ振幅φ3’よりも大きく設定しても良い。
[第2の実施形態]
次に、図3にしたがって、本発明の第2の実施形態に係る空気入りタイヤ10を説明する。なお、第1の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
【0061】
図3に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ10では、サイプ20の主溝開口側が、全て車両外側(矢印OUT方向側。なお矢印IN方向は車両装着時内側方向を表す。)となるように、サイプ20の向き、及び車両への装着方向が指定されている。
(作用)
車両がコーナリングする際、車両外側へ接地領域は移動するものの、車両内側のブロック18にも車両外側のブロック18ほどではないが横力は入力する。
【0062】
このため、方向性が指定されている場合、全てのブロック18のサイプ20において、車両外側、即ち、横力入力側の剛性指数を高め、コーナリング時のブロック18の変形を抑えることが好ましい。
[第3の実施形態]
次に、図4にしたがって、本発明の第2の実施形態に係る空気入りタイヤ10を説明する。なお、前述した実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
【0063】
図4に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ10では、サイプ20がブロック18をタイヤ軸方向(矢印L方向、及び矢印R方向)に横断している。したがって、サイプ20が横断しない場合に比較して高いエッジ効果を得ることができる。
【0064】
このようにサイプ20の両端部がそれぞれ主溝側に開口している場合には、両側の剛性指数Fを中央側の剛性指数Fよりも大きく設定することが好ましい。
【0065】
したがって、本実施形態では、両側のサイプ振幅φ1,φ2を、中央のサイプ振幅φ1,φ2よりも大きく設定している。
【0066】
なお、両側のサイプ振幅φ3を、中央のサイプ振幅φ3’よりも大きく設定しても良い。
(試験例)
本発明の効果を確かめるために比較例に係る空気入りタイヤを2種、本発明の適用された実施例の空気入りタイヤを1種用意し、実車に装着して走行試験を行い、雪上発進性、雪上制動性、ウエット操縦安定性、偏摩耗性について比較を行った。
【0067】
雪上発進性:雪上で車両を発進させ、速度が25km/hに達するまでの時間を測定した。時間が短いほど性能が良いことを意味する。
【0068】
雪上制動性:ブレーキをかけて車両速度が25km/hから停止するまでの距離を測定した。距離が短いほど性能が良いことを意味する。
【0069】
ウエット操縦安定性:ウエット路面を走行したときのテストドライバーによるフィーリング評価。評価は10点満点で、高い数値ほど性能が良いことを意味する。
【0070】
サイプ前後の段差量:乾燥した舗装路面からなるテストコースを平均速度35km/hで8000km走行した後に、サイプ前後(主溝開口付近)の段差量を測定した。段差量が小さいほど性能が良いことを意味する。
【0071】
図5(A)には比較例1のトレッドパターンが、図5(B)には比較例1のブロックのサイプに沿った断面図が示されている。
【0072】
図6(A)には比較例2のトレッドパターンが、図6(B)には比較例2のブロックのサイプに沿った断面図が示されている。
【0073】
また、図7(A)には実施例のトレッドパターンが、図7(B)には実施例のサイプに沿った断面図が示されている。
【0074】
図5(B)に示すように、比較例1のタイヤでは、軸方向の剛性指数F、及び深さを一定としたサイプを用いている。
【0075】
図6(B)に示すように、比較例2のタイヤでは、軸方向の剛性指数Fを一定とするが、周方向主溝への開口部分のサイプ深さを浅くしたサイプを用いている。
【0076】
図7(B)に示すように、実施例のタイヤでは、軸方向の剛性指数Fが異なり、周方向主溝への開口部分の剛性指数Fがブロック内終端部分の剛性指数Fよりも大きく設定されたサイプを用いている。
【0077】
比較例1、比較例2、及び実施例の何れのサイプもタイヤ軸方向、及び深さ方向にジグザグ状に延びているが、以下の表1に記載している通り、サイプ振幅φ1〜3の値が異なっている。
【0078】
即ち、比較例1、及び比較例2では、剛性指数Fがサイプ長手方向に一定であるのに対し、実施例では開口側の剛性指数Fが大きく設定されている。
【0079】
なお、試験タイヤのサイズは、何れも205/60R15 91Vである。
【0080】
【表1】
【0081】
試験の評価は、以下の表2に記載した通りである。
【0082】
【表2】
【0083】
試験の結果から、本発明の適用された実施例のタイヤは、雪上発進性、雪上制動性、及びウエット操縦安定性について、摩耗後も高い性能を有していることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【0084】
偏摩耗とウエット及び雪上性能とを両立したい車両に適用できる。
【符号の説明】
【0085】
10 空気入りタイヤ
12 トレッド
14 周方向主溝
18 ブロック
20 サイプ
20A 壁面
Claims (9)
- トレッドにブロックを有する空気入りタイヤであって、
前記トレッドは、少なくとも1本以上のサイプを有し、
前記サイプは、サイプ長手方向、及び深さ方向に振幅を持って延びており、かつ、前記ブロックを、踏面に表れる前記サイプに対して直角かつ深さ方向に断面にして見たときのサイプ振幅、及び前記サイプの壁面を平面視したときの前記サイプの深さ方向に延びる稜線の振幅の少なくとも一方がサイプ長手方向で異なることで下記に示す前記サイプの剛性指数Fがサイプ長手方向で異なっている、ことを特徴とする空気入りタイヤ。
剛性指数F=(1+φ1)×(1+φ2)×(1+φ3)
φ1:ブロック踏面におけるサイプ振幅(mm)
φ2:ブロックを、踏面に表れるサイプに対して直角に、かつ深さ方向に断面にして見 たときのサイプ振幅(mm)。
φ3:前記サイプの壁面を平面視したときの、前記サイプの深さ方向に延びる稜線の振幅。 - 前記サイプは、少なくとも一端がブロック端に開口しており、
ブロック端に開口している部分の前記サイプの剛性指数Fが、ブロック中央部分での前記サイプの剛性指数よりも高く設定されている、ことを特徴とする請求項1に記載の空気入りタイヤ。 - タイヤ赤道面を境にして一方側に配置される前記ブロックのサイプパターンと、他方側に配置される前記ブロックのサイプパターンとが、タイヤ赤道面を挟んで左右対称であり、
前記ブロック内においては、トレッド中央側からトレッド端側へ向けて前記サイプの前記剛性指数Fが漸増している、ことを特徴とする請求項1に記載の空気入りタイヤ。 - タイヤ赤道面を境にして一方側に配置される前記ブロックのサイプパターンと、他方側に配置される前記ブロックのサイプパターンとが、タイヤ赤道面を挟んで左右非対称であり、
前記ブロック内においては、車両装着時内側から車両装着時外側へ向けて前記サイプの前記剛性指数Fが漸増している、ことを特徴とする請求項1に記載の空気入りタイヤ。 - 前記サイプ振幅φ1は、前記ブロック中央部分よりも前記ブロック端に開口している部分の方が大きい、ことを特徴とする請求項2に記載の空気入りタイヤ。
- 前記サイプ振幅φ2は、前記ブロック中央部分よりも前記ブロック端に開口している部分の方が大きい、ことを特徴とする請求項2に記載の空気入りタイヤ。
- 前記サイプ振幅φ3は、前記ブロック中央部分よりも前記ブロック端に開口している部分の方が大きい、ことを特徴とする請求項2に記載の空気入りタイヤ。
- 前記サイプの一端は、前記ブロック中央部分にある、ことを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れか1項に記載の空気入りタイヤ。
- 前記サイプは、前記ブロックをタイヤ軸方向に横断している、ことを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れか1項に記載の空気入りタイヤ。
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