JP4736645B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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Description

本発明は、スタッドレスタイヤとして好適な空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、トレッド部に区画された陸部の接地面に細溝を形成することで、新品時からの氷上性能を確保すると共に、その細溝を早期に摩滅させることで、トレッドゴム本来の特性を早期に発揮するようにした空気入りタイヤに関する。
スタッドレスタイヤに代表される氷雪路用空気入りタイヤは、慣らし走行を実施していない新品の状態では離型材等の影響で本来のゴムグリップが発揮されないため、慣らし走行が完了したタイヤに比べて氷上性能が劣る傾向がある。一方、タイヤ市場においては、新品時からの氷上性能の確保が求められている。そこで、トレッド部に区画された陸部の接地面に表面加工を施すことで、初期の氷上性能を確保するようにしている。
このような氷上性能の改善手法の具体例として、トレッド部に区画された陸部の接地面に多数の細溝を特定の方向に形成することで、新品時からの氷上性能を確保すると共に、その細溝を早期に摩滅させることで、トレッドゴム本来の特性を早期に発揮させることが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、トレッド部が摩耗するとき接地面全体が均一に摩耗する訳ではなく、特にピッチバリエーションを採用したタイヤではブロック剛性の違いから不均一に摩耗を生じることがあり、その結果として、ヒールアンドトウ摩耗等の偏摩耗を生じ易いという問題がある。
特開2004−34903号公報
本発明の目的は、トレッド部に区画された陸部の接地面に細溝を形成することで、新品時からの氷上性能を確保すると共に、その細溝を早期に摩滅させることで、トレッドゴム本来の特性を早期に発揮させるにあたって、ヒールアンドトウ摩耗の発生を防止することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。
上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、トレッド部にタイヤ周方向に配列された複数の陸部を区画し、これら陸部のタイヤ周方向のピッチにバリエーションを与えた空気入りタイヤにおいて、前記陸部の接地面に複数本の細溝を形成し、前記細溝の深さを0.1mm〜0.8mmとし、前記細溝の幅を0.1mm〜0.8mmとし、前記細溝の間隔を0.5mm〜2.0mmとし、ピッチが大きい陸部に比べてピッチが小さい陸部ほど前記細溝の深さを小さくしたことを特徴とするものである。
また、上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、トレッド部にタイヤ周方向に配列された複数の陸部を区画し、これら陸部のタイヤ周方向のピッチにバリエーションを与えた空気入りタイヤにおいて、前記陸部の接地面に複数本の細溝を形成し、前記細溝の深さを0.1mm〜0.8mmとし、前記細溝の幅を0.1mm〜0.8mmとし、前記細溝の間隔を0.5mm〜2.0mmとし、ピッチが大きい陸部に比べてピッチが小さい陸部ほど前記細溝の間隔を大きくしたことを特徴とするものである。
更に、上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、トレッド部にタイヤ周方向に配列された複数の陸部を区画し、これら陸部のタイヤ周方向のピッチにバリエーションを与えた空気入りタイヤにおいて、前記陸部の接地面に複数本の細溝を形成し、前記細溝の深さを0.1mm〜0.8mmとし、前記細溝の幅を0.1mm〜0.8mmとし、前記細溝の間隔を0.5mm〜2.0mmとし、ピッチが大きい陸部に比べてピッチが小さい陸部ほど前記細溝のタイヤ周方向に対する傾斜角度を小さくしたことを特徴とするものである。
本発明では、ピッチバリエーションを採用した空気入りタイヤにおいて、陸部の接地面に複数本の細溝を形成することで、新品時からの氷上性能を確保すると共に、その細溝を早期に摩滅させることで、トレッドゴム本来の特性を早期に発揮させるが、ピッチバリエーションを採用した空気入りタイヤでは、大ピッチの陸部の方が小ピッチの陸部よりも摩耗し難い場合があるため、摩耗が不均一に進むことになる。そこで、不均一な摩耗を緩和するために、上記細溝を形成するにあたって、以下の構成を採用するのである。
即ち、ピッチが大きい陸部に比べてピッチが小さい陸部ほど細溝の深さを小さくすることにより、ピッチバリエーションを採用した空気入りタイヤにおける不均一な摩耗を緩和し、偏摩耗の発生を防止することができる。この場合、陸部のピッチを大きい方から順にP1・・・Pn(n:任意の整数)とし、i番目とj番目に大きいピッチをそれぞれPi,Pj(1≦i<j≦n)とし、ピッチPi,Pjの陸部における前記細溝の深さをそれぞれPdi,Pdjとしたとき、
(Pdi/Pdj)=α×(Pi/Pj)
α=0.7〜2.0
の関係を満足することが好ましい。
また、ピッチが大きい陸部に比べてピッチが小さい陸部ほど細溝の間隔を大きくすることにより、ピッチバリエーションを採用した空気入りタイヤにおける不均一な摩耗を緩和し、偏摩耗の発生を防止することができる。この場合、陸部のピッチを大きい方から順にP1・・・Pn(n:任意の整数)とし、i番目とj番目に大きいピッチをそれぞれPi,Pj(1≦i<j≦n)とし、ピッチPi,Pjの陸部における前記細溝の間隔をそれぞれPpi,Ppjとしたとき、
(Ppj/Ppi)=β×(Pi/Pj)
β=0.7〜2.0
の関係を満足することが好ましい。
更に、ピッチが大きい陸部に比べてピッチが小さい陸部ほど細溝のタイヤ周方向に対する傾斜角度を小さくすることにより、ピッチバリエーションを採用した空気入りタイヤにおける不均一な摩耗を緩和し、偏摩耗の発生を防止することができる。この場合、陸部のピッチを大きい方から順にP1・・・Pn(n:任意の整数)とし、i番目とj番目に大きいピッチをそれぞれPi,Pj(1≦i<j≦n)とし、ピッチPi,Pjの陸部における前記細溝の最大傾斜角度をそれぞれPai,Pajとしたとき、
(Pai/Paj)=γ×(Pi/Pj)
γ=0.7〜1.3
の関係を満足することが好ましい。
本発明において、細溝の存在により新品時からの氷上性能を確保すると共に、細溝の摩滅によりトレッドゴム本来の特性を早期に発揮させるために、細溝の深さは0.1mm〜0.8mmとし、細溝の幅は0.1mm〜0.8mmとし、細溝の間隔は0.5mm〜2.0mmとし、細溝のタイヤ周方向に対する傾斜角度は30°〜60°とすることが好ましい。
本発明において、スタッドレスタイヤに代表される氷雪路用空気入りタイヤを構成する場合、各陸部にタイヤ幅方向に延びる複数本のサイプを設けることが好ましい。本発明は、氷雪路用空気入りタイヤに適用した場合に顕著な作用効果が得られるが、オールシーズン用の空気入りタイヤにも適用することが可能である。
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤのトレッドパターンを示すものである。図1において、CLはタイヤ赤道である。
図1に示すように、トレッド部1には、タイヤ周方向に延びる複数本の縦溝2と、タイヤ幅方向に延びる複数本の横溝3とが形成され、これら縦溝2及び横溝3によりタイヤ周方向に配列された複数の陸部4が区画されている。陸部4は、図示のように完全に分割されたブロックであっても良く、或いは、タイヤ周方向に連なるリブをブロック状に区画したものであっても良い。ここでは、5列のブロック列が形成されている。これら陸部4には複数種類のピッチ(P1,P2,P3)が設定されている。
上記陸部4の接地面には複数本の細溝5が形成されている。細溝5は図示のように周上の全ての陸部4に形成しても良いが、少なくとも一部の陸部4に形成することが可能である。例えば、最も小さいピッチを有する陸部4には細溝5による表面加工を施さないようにしても良い。また、細溝5は図示のように各陸部4の接地面の全域に形成しても良いが、その接地面の少なくとも一部に形成することが可能である。
図2は図1の空気入りラジアルタイヤにおける陸部を抽出して示す平面図、図3は図2のX−X矢視断面図である。これら図2及び図3において、細溝5の深さPdは0.1mm〜0.8mmの範囲に設定され、細溝5の幅Pwは0.1mm〜0.8mmの範囲に設定され、細溝5の間隔(ピッチ)Ppは0.5mm〜2.0mmの範囲に設定され、細溝5のタイヤ周方向Rに対する傾斜角度Paは30°〜60°の範囲に設定されている。通常、タイヤ新品時にはキャップトレッドゴム表面に離型材等の不純物が付着しているため、タイヤ本来の氷上性能が得られないが、陸部4の接地面に上記寸法を有する細溝5を形成した場合、細溝5の存在により新品時からの氷上性能を確保すると共に、細溝5の摩滅によりトレッドゴム本来の特性を早期に発揮させることが可能になる。
上記空気入りラジアルタイヤは、ピッチバリエーションを採用しているため、大ピッチの陸部4の方が小ピッチの陸部4よりも摩耗し難い傾向がある。そこで、大ピッチの陸部4よりも摩耗し易い小ピッチの陸部4における細溝5の深さPdを相対的に小さくすることにより、ピッチバリエーションを採用した空気入りタイヤにおけるトレッド部1の摩耗状態を均一にし、ヒールアンドトウ摩耗の発生を防止するようにしている。
ここで、陸部4のピッチを大きい方から順にP1・・・Pn(n:任意の整数)とし、i番目とj番目に大きいピッチをそれぞれPi,Pj(1≦i<j≦n)とし、ピッチPi,Pjの陸部における細溝5の深さをそれぞれPdi,Pdjとしたとき、以下の関係を満たすようにする。
(Pdi/Pdj)=α×(Pi/Pj)
α=0.7〜2.0
上記関係を満足することにより、ヒールアンドトウ摩耗の発生をより確実に防止することができる。変数αが0.7より小さいと、大ピッチPiの陸部4と小ピッチPjの陸部4との間の剛性差を緩和することができず、ヒールアンドトウ摩耗の抑制効果が小さくなる。逆に、変数αが2.0より大きいと、大ピッチPiの陸部4と小ピッチPjの陸部4との間の剛性差を緩和するための必要量を超えて表面加工が施されることになり、大ピッチPiの陸部4の方が摩耗が早くなるため、ヒールアンドトウ摩耗の抑制効果が小さくなる。
図4は本発明の他の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤのトレッドパターンを示すものである。本実施形態において、図1と同一物には同一符号を付してその部分の詳細な説明は省略する。
図4においては、大ピッチの陸部4よりも摩耗し易い小ピッチの陸部4における細溝5の間隔Pp(図2参照)を相対的に大きくすることにより、ピッチバリエーションを採用した空気入りタイヤにおけるトレッド部1の摩耗状態を均一にし、ヒールアンドトウ摩耗の発生を防止するようにしている。
ここで、陸部4のピッチを大きい方から順にP1・・・Pn(n:任意の整数)とし、i番目とj番目に大きいピッチをそれぞれPi,Pj(1≦i<j≦n)とし、ピッチPi,Pjの陸部における細溝5の間隔をそれぞれPpi,Ppjとしたとき、以下の関係を満たすようにする。
(Ppj/Ppi)=β×(Pi/Pj)
β=0.7〜2.0
上記関係を満足することにより、ヒールアンドトウ摩耗の発生をより確実に防止することができる。変数βが0.7より小さいと、大ピッチPiの陸部4と小ピッチPjの陸部4との間の剛性差を緩和することができず、ヒールアンドトウ摩耗の抑制効果が小さくなる。逆に、変数βが2.0より大きいと、大ピッチPiの陸部4と小ピッチPjの陸部4との間の剛性差を緩和するための必要量を超えて表面加工が施されることになり、大ピッチPiの陸部4の方が摩耗が早くなるため、ヒールアンドトウ摩耗の抑制効果が小さくなる。
図5は本発明の更に他の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤのトレッドパターンを示すものである。本実施形態において、図1と同一物には同一符号を付してその部分の詳細な説明は省略する。
図5においては、大ピッチの陸部4よりも摩耗し易い小ピッチの陸部4における細溝5のタイヤ周方向に対する傾斜角度Pa(図2参照)を相対的に小さくすることにより、ピッチバリエーションを採用した空気入りタイヤにおけるトレッド部1の摩耗状態を均一にし、偏摩耗の発生を防止するようにしている。
ここで、陸部4のピッチを大きい方から順にP1・・・Pn(n:任意の整数)とし、i番目とj番目に大きいピッチをそれぞれPi,Pj(1≦i<j≦n)とし、ピッチPi,Pjの陸部における細溝5の最大傾斜角度をそれぞれPai,Pajとしたとき、以下の関係を満たすようにする。
(Pai/Paj)=γ×(Pi/Pj)
γ=0.7〜1.3
上記関係を満足することにより、ヒールアンドトウ摩耗の発生をより確実に防止することができる。変数γが0.7より小さいと、大ピッチPiの陸部4と小ピッチPjの陸部4との間の剛性差を緩和することができず、ヒールアンドトウ摩耗の抑制効果が小さくなる。逆に、変数γが1.3より大きいと、大ピッチPiの陸部4と小ピッチPjの陸部4との間の剛性差を緩和するための必要量を超えて表面加工が施されることになり、大ピッチPiの陸部4の方が摩耗が早くなるため、ヒールアンドトウ摩耗の抑制効果が小さくなる。
上述した各実施形態では、細溝5をトレッド部1の全域に配置しているが、これら細溝5をトレッド部1の特定の領域に選択的に配置することも可能である。例えば、空気入りタイヤを操舵輪のようにトレッド部1のショルダー領域において摩耗し易い条件で使用する場合、細溝5をタイヤ赤道CLからトレッド接地幅の40%の位置よりもタイヤ幅方向内側の中央領域に区画された陸部4にのみ形成すると良い。一方、空気入りタイヤを駆動輪のようにトレッド部の中央領域において摩耗し易い条件で使用する場合、細溝5をタイヤ赤道CLからトレッド接地幅の40%の位置よりもタイヤ幅方向外側の周辺領域に区画された陸部4にのみ形成すると良い。いずれの場合も、偏摩耗の抑制に寄与する。例えば、後輪駆動車において、前者の空気入りタイヤを前輪に装着し、後者の空気入りタイヤを後輪に装着することが望ましい。
なお、ここで言うトレッド接地幅は、JATMAイヤーブック(2005年度版)に規定される静的負荷半径の測定方法に準拠して、タイヤを標準リムに装着した状態で測定されるタイヤ軸方向の接地幅である。
タイヤサイズ295/45R20でブロックパターンを有する空気入りタイヤにおいて、3種類のピッチP1〜P3を含むピッチバリエーションを採用すると共に、ブロックからなる陸部の接地面の加工条件だけを異ならせた従来例1〜2及び実施例1〜3のタイヤをそれぞれ製作した。
従来例1は、陸部の接地面を平滑面としたものである。従来例2は、陸部の接地面に複数本の細溝を形成し、深さPd1〜Pd3、間隔Pp1〜Pp3、傾斜角度Pa1〜Pa3をそれぞれ一定にしたものである。一方、実施例1〜3は、陸部の接地面に複数本の細溝を形成し、間隔Pp1〜Pp3、傾斜角度Pa1〜Pa3をそれぞれ一定にし、深さPd1〜Pd3だけを変化させたものである。なお、α,β,γはそれぞれi=1,j=3の場合の値である(以下同様)。
これら試験タイヤについて、以下の測定方法により、ヒールアンドトウ摩耗による偏摩耗量を測定した。即ち、試験タイヤをリムサイズ20×10Jのホイールに嵌合して空気圧240kPaとして排気量4700ccのAWD車に装着し、2kmにテストコースを25周走行した後、ヒールアンドトウ摩耗による偏摩耗量を周上の16箇所で測定し、その平均値を求めた。その測定結果を表1に示す。
Figure 0004736645
この表1から判るように、実施例1〜3のタイヤは、細溝を全く設けない場合(従来例1)及び細溝を均等に設けた場合(従来例2)に比べて、ヒールアンドトウ摩耗による偏摩耗量が大幅に低減していた。
次に、タイヤサイズ295/45R20でブロックパターンを有する空気入りタイヤにおいて、3種類のピッチP1〜P3を含むピッチバリエーションを採用すると共に、ブロックからなる陸部の接地面の加工条件だけを異ならせた実施例4〜6のタイヤをそれぞれ製作した。これら実施例4〜6は、陸部の接地面に複数本の細溝を形成し、深さPd1〜Pd3、傾斜角度Pa1〜Pa3をそれぞれ一定にし、間隔Pp1〜Pp3だけを変化させたものである。
これら試験タイヤについて、上記と同じの測定方法により、ヒールアンドトウ摩耗による偏摩耗量を測定した。その測定結果を表2に示す。
Figure 0004736645
この表2から判るように、実施例4〜6のタイヤは、細溝を全く設けない場合(従来例1)及び細溝を均等に設けた場合(従来例2)に比べて、ヒールアンドトウ摩耗による偏摩耗量が大幅に低減していた。
次に、タイヤサイズ295/45R20でブロックパターンを有する空気入りタイヤにおいて、3種類のピッチP1〜P3を含むピッチバリエーションを採用すると共に、ブロックからなる陸部の接地面の加工条件だけを異ならせた実施例7〜9及び従来例3〜4のタイヤをそれぞれ製作した。これら実施例7〜9は、陸部の接地面に複数本の細溝を形成し、深さPd1〜Pd3、間隔Pp1〜Pp3をそれぞれ一定にし、傾斜角度Pa1〜Pa3だけを変化させたものである。従来例3は、実施例9と対比されるものであって、陸部の接地面を平滑面としたものである。従来例4は、実施例9と対比されるものであって、陸部の接地面に複数本の細溝を形成し、深さPd1〜Pd3、間隔Pp1〜Pp3、傾斜角度Pa1〜Pa3をそれぞれ一定にしたものである。
これら試験タイヤについて、上記と同じの測定方法により、ヒールアンドトウ摩耗による偏摩耗量を測定した。その測定結果を表3に示す。
Figure 0004736645
この表3から判るように、実施例7〜8のタイヤは、細溝を全く設けない場合(従来例1)及び細溝を均等に設けた場合(従来例2)に比べて、ヒールアンドトウ摩耗による偏摩耗量が大幅に低減していた。また、実施例9のタイヤは、細溝を全く設けない場合(従来例3)及び細溝を均等に設けた場合(従来例4)に比べて、ヒールアンドトウ摩耗による偏摩耗量が大幅に低減していた。
本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤのトレッドパターンを示す展開図である。 図1の空気入りラジアルタイヤにおける陸部を抽出して示す平面図である。 図2のX−X矢視断面図である。 本発明の他の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤのトレッドパターン展開図である。 本発明の更に他の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤのトレッドパターン展開図である。
符号の説明
1 トレッド部
2 縦溝
3 横溝
4 陸部
5 細溝
CL タイヤ赤道
P1〜P3 陸部のピッチ
Pd 細溝の深さ
Pw 細溝の幅
Pp 細溝の間隔
Pa 細溝の傾斜角度

Claims (10)

  1. トレッド部にタイヤ周方向に配列された複数の陸部を区画し、これら陸部のタイヤ周方向のピッチにバリエーションを与えた空気入りタイヤにおいて、前記陸部の接地面に複数本の細溝を形成し、前記細溝の深さを0.1mm〜0.8mmとし、前記細溝の幅を0.1mm〜0.8mmとし、前記細溝の間隔を0.5mm〜2.0mmとし、ピッチが大きい陸部に比べてピッチが小さい陸部ほど前記細溝の深さを小さくしたことを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. トレッド部にタイヤ周方向に配列された複数の陸部を区画し、これら陸部のタイヤ周方向のピッチにバリエーションを与えた空気入りタイヤにおいて、前記陸部の接地面に複数本の細溝を形成し、前記細溝の深さを0.1mm〜0.8mmとし、前記細溝の幅を0.1mm〜0.8mmとし、前記細溝の間隔を0.5mm〜2.0mmとし、ピッチが大きい陸部に比べてピッチが小さい陸部ほど前記細溝の間隔を大きくしたことを特徴とする空気入りタイヤ。
  3. トレッド部にタイヤ周方向に配列された複数の陸部を区画し、これら陸部のタイヤ周方向のピッチにバリエーションを与えた空気入りタイヤにおいて、前記陸部の接地面に複数本の細溝を形成し、前記細溝の深さを0.1mm〜0.8mmとし、前記細溝の幅を0.1mm〜0.8mmとし、前記細溝の間隔を0.5mm〜2.0mmとし、ピッチが大きい陸部に比べてピッチが小さい陸部ほど前記細溝のタイヤ周方向に対する傾斜角度を小さくしたことを特徴とする空気入りタイヤ。
  4. 前記陸部のピッチを大きい方から順にP1・・・Pn(n:任意の整数)とし、i番目とj番目に大きいピッチをそれぞれPi,Pj(1≦i<j≦n)とし、ピッチPi,Pjの陸部における前記細溝の深さをそれぞれPdi,Pdjとしたとき、
    (Pdi/Pdj)=α×(Pi/Pj)
    α=0.7〜2.0
    の関係を満足する請求項1に記載の空気入りタイヤ。
  5. 前記陸部のピッチを大きい方から順にP1・・・Pn(n:任意の整数)とし、i番目とj番目に大きいピッチをそれぞれPi,Pj(1≦i<j≦n)とし、ピッチPi,Pjの陸部における前記細溝の間隔をそれぞれPpi,Ppjとしたとき、
    (Ppj/Ppi)=β×(Pi/Pj)
    β=0.7〜2.0
    の関係を満足する請求項2に記載の空気入りタイヤ。
  6. 前記陸部のピッチを大きい方から順にP1・・・Pn(n:任意の整数)とし、i番目とj番目に大きいピッチをそれぞれPi,Pj(1≦i<j≦n)とし、ピッチPi,Pjの陸部における前記細溝の最大傾斜角度をそれぞれPai,Pajとしたとき、
    (Pai/Paj)=γ×(Pi/Pj)
    γ=0.7〜1.3
    の関係を満足する請求項3に記載の空気入りタイヤ。
  7. 前記細溝のタイヤ周方向に対する傾斜角度を30°〜60°とした請求項1〜6のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  8. 前記細溝を、タイヤ赤道からトレッド接地幅の40%の位置よりもタイヤ幅方向内側の中央領域に区画された陸部にのみ形成した請求項1〜7のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  9. 前記細溝を、タイヤ赤道からトレッド接地幅の40%の位置よりもタイヤ幅方向外側の周辺領域に区画された陸部にのみ形成した請求項1〜7のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  10. 請求項8に記載の空気入りタイヤを前輪に装着し、請求項9に記載の空気入りタイヤを後輪に装着した自動車。
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