JP5553745B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、トレッド面に、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の主溝により区画された複数の陸部を設けてある空気入りタイヤに関する。

トレッド面に設けられる複数の陸部のうち、タイヤ幅方向の最外側に位置する陸部（ショルダー陸部）では、コーナリング走行時に負荷が大きくなる傾向にあるため、乾燥路面での操縦安定性能に及ぼす影響が大きい。このような現象は、車重が重く且つ重心が高いミニバンやワンボックス車に装着したタイヤにおいて特に顕著であり、有効な対策を講ずることが望まれる。

ところで、ショルダー陸部を複数のブロックで構成した場合（例えば、下記特許文献１）、或いは、ラグ溝を設定してショルダー陸部をブロック状に形成した場合（例えば、下記特許文献２〜５）には、ショルダー陸部におけるタイヤ前後方向の剛性が低下することから、操縦安定性能の悪化を引き起こすとともに、ヒールアンドトウ摩耗と呼ばれる偏摩耗が発生しやすくなる。

その一方で、ショルダー陸部をタイヤ周方向に連続して延びるリブで構成した場合には、剛性を確保できるものの、ショルダー陸部と路面との間に介在する水の排出路が不足するために、排水性能が低下するという問題があった。このように、単にショルダー陸部をリブで構成するだけでは、偏摩耗性能や排水性能を確保しながら、操縦安定性能を高めることが困難であった。

特開２００７−０７６５３２号公報 特開２００８−１０５４６０号公報 特開２００８−２７３４５１号公報 特開２００９−０６７１８０号公報 特開２００９−２９２２５２号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、偏摩耗性能や排水性能を確保しながら、優れた操縦安定性能を発揮しうる空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。即ち、本発明に係る空気入りタイヤは、トレッド面に、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の主溝により区画された複数の陸部が設けられ、タイヤ幅方向の最外側に位置する陸部の少なくとも片方が、タイヤ周方向に連続して延びるショルダーリブで構成されている空気入りタイヤにおいて、前記ショルダーリブの壁面はタイヤ周方向に連続して延び、１ｍｍを超える溝幅を有して前記主溝に開口する横溝が前記ショルダーリブに形成されておらず、前記ショルダーリブには、タイヤ周方向に沿って延びて両端部を前記ショルダーリブ内で終端させた細溝と、前記細溝の両端部からタイヤ幅方向外側に延びる切り込み状のサイプとが、タイヤ周方向に間隔を置いて複数形成され、１本の前記細溝に対し、その細溝の両端部から延びる一対の前記サイプのみが形成され、前記ショルダーリブに面した前記主溝の溝底には、前記ショルダーリブの壁面からタイヤ幅方向内側へ高さを漸減させた補強ブロックが、前記細溝に対してタイヤ幅方向にオーバーラップする位置に設けられているものである。

この空気入りタイヤでは、タイヤ幅方向の最外側に位置する陸部（ショルダー陸部）をショルダーリブで構成しているため、ヒールアンドトウ摩耗の発生を防いで偏摩耗性能を確保できる。それでいて、上記の如き細溝とサイプをショルダーリブに複数形成していることにより、排水性能の低下を抑制できる。しかも、タイヤ幅方向に延びる成分を切り込み状のサイプにしていることで、タイヤ前後方向の剛性低下が抑えられ、細溝の両端部を閉塞させていることで、タイヤ幅方向の大幅な剛性低下を回避できる。

更に、本発明では、細溝とオーバーラップする位置に上記の如き補強ブロックを設けていることにより、コーナリング走行時に、細溝と主溝とで挟まれた部分がタイヤ幅方向に過度に倒れ込むことを防止できる。そのうえ、補強ブロックがショルダーリブの壁面からタイヤ幅方向内側へ高さを漸減させていることで、排水性能の低下を抑制できる。かかる構成に加え、ブロックよりも本来的に剛性が高いリブを採用していることにより、ショルダー陸部の剛性を確保して、優れた操縦安定性能を発揮することができる。

本発明では、前記細溝がタイヤ周方向に対して傾斜して延びているものが好ましい。かかる構成によれば、コーナリング走行時に、細溝と主溝とで挟まれた部分がタイヤ幅方向に一様に倒れ込むことを抑制して、操縦安定性能を有効に向上できる。

本発明では、前記補強ブロックが、前記ショルダーリブの壁面からタイヤ幅方向内側へ高さを漸減させる傾斜面と、その傾斜面の先端と前記主溝の内面とを滑らかに連ねる湾曲面とを有するものが好ましい。かかる構成によれば、補強ブロックによる排水性能の低下を抑制しながら、補強ブロックと主溝の内面との稜線における応力集中を緩和して、その稜線を基点としたクラック（溝底割れ）の発生を防止することができる。

本発明では、前記細溝のタイヤ幅方向外側の縁部が断面円弧状に形成されているものが好ましい。かかる構成によれば、両端部を閉鎖させている細溝からタイヤ幅方向への排水を促して、排水性能を向上することができる。

本発明では、前記ショルダーリブのタイヤ幅方向内側に隣接した陸部に、前記ショルダーリブに面した前記主溝に開口する横溝が設けられ、前記補強ブロックが、前記ショルダーリブの壁面からタイヤ幅方向内側に主溝中央を超えて延在するとともに、前記横溝の開口近くの壁面に対向するものが好ましい。かかる構成によれば、補強ブロックによって、ショルダーリブを補強するだけでなく、ショルダーリブに隣接した陸部でのヒールアンドトウ摩耗の発生を抑えて、偏摩耗性能を向上できる。

本発明に係る空気入りタイヤのトレッド面の一例を示す展開図 図１のトレッド面の一部を示す拡大図 図１のＡ−Ａ断面図 図１のＢ−Ｂ断面図

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１に示した空気入りタイヤのトレッド面Ｔｒには、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の（本実施形態では四本の）主溝１ａ〜１ｄと、それらにより区画された複数の（本実施形態では五つの）陸部が設けられている。このうち、タイヤ幅方向の最外側に位置する陸部（ショルダー陸部）は、タイヤ周方向に連続して延びるショルダーリブ２で構成されている。

本実施形態では、ショルダーリブ２のタイヤ幅方向内側に隣接してメディエイト陸部３が設けられ、そのショルダーリブ２に面した主溝１ａ，１ｄに開口する横溝５が設定されている。また、タイヤ赤道Ｃを通るようにしてセンター陸部４が設けられており、これもリブで構成されている。本発明では、ショルダー陸部の少なくとも片方をリブで構成している限り、それ以外の陸部の構造については特に限定されない。

接地端Ｅは、正規リムにリム組みし、正規内圧を充填した状態でタイヤを平坦な路面に垂直に置き、正規荷重を加えたときの路面に接触する接地面のタイヤ軸方向の最外位置を指す。正規リムは、原則としてＪＩＳＤ４２０２等に定められている標準リムとし、正規荷重及び正規内圧は、ＪＩＳＤ４２０２（自動車タイヤの諸元）等に規定されている最大荷重（乗用車用タイヤの場合は設計常用荷重）及びこれに見合った空気圧とする。

図１，２に示すように、ショルダーリブ２の壁面はタイヤ周方向に連続して延びており、１ｍｍを超える溝幅を有して主溝１ａ，１ｄに開口する横溝がショルダーリブ２には形成されていない。但し、１ｍｍ以下（好ましくは０．８ｍｍ以下）の厚みを有して主溝に開口するサイプをショルダーリブ２に形成することは考えられ、その場合のサイプは、接地端Ｅや他の溝に接続されることなく終端することが好ましい。かかる構造に基づき、ショルダーリブ２ではヒールアンドトウ摩耗の発生を効果的に防止できる。

ショルダーリブ２には、タイヤ周方向に沿って延びて両端部を閉塞させた細溝６と、その細溝６の両端部からタイヤ幅方向外側に延びる切り込み状のサイプ７とが、タイヤ周方向に間隔を置いて複数形成され、リブ構造による排水性能の低下を抑制できるようになっている。しかも、タイヤ幅方向に延びる成分を切り込み状のサイプ７にしていることにより、タイヤ前後方向の剛性低下が抑えられ、細溝６の両端部を閉塞させていることにより、タイヤ幅方向の大幅な剛性低下を回避できる。

細溝６の溝幅Ｗ６は、サイプ７の厚みＴ７よりも大きく、好ましくは２〜５ｍｍ、より好ましくは３〜４ｍｍである。溝幅Ｗ６が２ｍｍ以上であることにより、排水性能を有効に確保できるとともに、溝幅Ｗ６が５ｍｍ以下であることにより、ショルダーリブ２のタイヤ幅方向の大幅な剛性低下を回避できる。

サイプ７の厚みＴ７は、好ましくは０．５〜１．０ｍｍ、より好ましくは０．６〜０．８ｍｍである。厚みＴ７が０．５ｍｍ以上であることにより、排水性能を有効に確保できるとともに、厚みＴ７が１．０ｍｍ以下であることにより、ショルダーリブ２のタイヤ前後方向の大幅な剛性低下を回避できる。細溝６の溝幅Ｗ６及びサイプ７の厚みＴ７は、それぞれトレッド面Ｔｒ上にて測定される。

細溝６の両端部から延びた一対のサイプ７は互いに平行に配置されており、その間隔Ｇは、例えば１０〜２５ｍｍである。この間隔Ｇが１０ｍｍ以上であることにより、細溝６の長さを確保して排水性能の向上に資するとともに、間隔Ｇが２５ｍｍ以下であることにより、細溝６と主溝１ａとで挟まれた部分がタイヤ幅方向に過度に倒れ込むことを防いで、操縦安定性能の向上に資することができる。

細溝６の両端部からタイヤ幅方向外側にサイプ７を延出させることで、リブ構造による排水性能の低下を抑えられる。これら一対のサイプ７の間に、タイヤ幅方向に延びる別のサイプを追加しても構わないが、その追加したサイプは、排水性能に対する寄与が小さいうえ、ショルダーリブ２の剛性低下を招来することから、本実施形態のようにサイプ７を一対で形成することが好ましい。また、排水性能を確保する観点から、ショルダーリブ２の一本あたり５〜８本の細溝６が接地面内に現れることが好ましい。

本実施形態では、細溝６がタイヤ周方向に対して傾斜して延びているため、操縦安定性能を良好に向上できる。これに対し、細溝６がタイヤ周方向に平行に延びていると、細溝６と主溝１ａとで挟まれた部分の厚みが一律となり、コーナリング走行時に当該部分がタイヤ幅方向に一様に倒れ込みやすくなって、接地性（接地の均一性）が低下する傾向にある。細溝６の幅中央を基準としたタイヤ周方向に対する傾斜角度θは、好ましくは３〜２０°、より好ましくは５〜１５°に設定される。

本実施形態では、主溝１ａから細溝６までのタイヤ幅方向の距離Ｗがタイヤ周方向にて変化している。この距離Ｗは、それが最短となる箇所で３ｍｍ以上であることが好ましい。それにより、細溝６と主溝１ａとで挟まれた部分の厚みを確保して接地性の低下を抑え、操縦安定性能の向上に資することができる。また、距離Ｗは、それが最長となる箇所において１０ｍｍ以下であることが好ましく、それによって細溝６を的確に接地面内に配置して排水性能の向上に資することができる。

本実施形態では、図３に示すように、細溝６のタイヤ幅方向外側の縁部を断面円弧状に形成しており、両端部を閉鎖させた細溝６における排水効率を少しでも高めるようにしている。細溝６の中央線に直交する断面において、その細溝６の縁部の曲率半径Ｒ１は、例えば１〜３ｍｍに設定される。また、細溝６の深さＤ６は、主溝１ａの深さＤ１（図４参照）の例えば３０〜５０％に設定され、図３では図示しないサイプ７の深さも、それに準じたものとなる。

このトレッド面Ｔｒでは、細溝６によるショルダーリブ２のタイヤ幅方向の剛性低下を補うため、主溝１ａ，１ｄの溝底に補強ブロック８を設けている。補強ブロック８は、排水の障壁となり得ることから、図４のようにショルダーリブ２の壁面からタイヤ幅方向内側へ高さを漸減させている。また、ショルダーリブ２を適切に補強できるように、細溝６に対してタイヤ幅方向にオーバーラップする位置に設けられる。補強ブロック８は、その少なくとも一部が細溝６とオーバーラップしていればよい。

補強ブロック８の高さは、ショルダーリブ２の壁面にて最大となる。ショルダーリブ２の上面から壁面における補強ブロック８までの深さＤ８は、主溝１ａの深さＤ１の５０〜９０％が好ましく、６０〜８０％がより好ましい。これが５０％以上であることで、補強ブロック８が高くなり過ぎずに排水性能の低下を抑えられる。また、これが９０％以下であることで、ショルダーリブ２を補強ブロック８によって適切に補強することができる。

補強ブロック８は、ショルダーリブ２の壁面からタイヤ幅方向内側へ高さを漸減させる傾斜面８ａと、その傾斜面８ａの先端と主溝１ａの内面とを滑らかに連ねる湾曲面８ｂとを有する。これにより、補強ブロック８による排水性能の低下を抑制しながらも、その補強ブロック８と主溝１ａの内面との稜線を基点としたクラック（溝底割れ）の発生を防止することができる。湾曲面８ｂの曲率半径Ｒ２は、例えば１．５〜２．５ｍｍに設定される。

一般に、主溝の溝壁と溝底とは円弧状面で接続され、それらの稜線への応力集中を予防するようにしているが、高さが漸減する補強ブロックを溝底に設けると、その補強ブロックの先端と主溝の内面との稜線が角張って応力集中を起こす恐れがある。そこで、本実施形態では、補強ブロック８の上面を傾斜面８ａで構成しつつ、その先端に湾曲面８ｂを設けて応力集中の緩和を図っている。かかる湾曲面８ｂは、陸部３側の溝壁と溝底とを接続する円弧状面に連ねることが好適である。

補強ブロック８の長さＬ８は、例えば３〜１５ｍｍに設定される。これが３ｍｍ以上であることにより、補強ブロック８による補強効果の実効性を高めることができる。また、これが１５ｍｍ以下であることにより、補強ブロック８による排水性能の低下を抑えられる。

補強ブロック８は、ショルダーリブ２の壁面からタイヤ幅方向内側に主溝中央を超えて延在するため、ショルダーリブ２だけでなく、メディエイト陸部３に対しても補強効果を奏する。そして、本実施形態では、補強ブロック８が横溝５の開口近くの壁面に対向することから、メディエイト陸部３におけるヒールアンドトウ摩耗の発生をも抑えて、偏摩耗性能を向上できる。

メディエイト陸部３でのヒールアンドトウ摩耗の発生を抑える観点から、補強ブロック８は、横溝５から０．３Ｘの範囲内となる陸部３の壁面に対向することが好ましく、横溝５から１０ｍｍの範囲内となる陸部３の壁面に対向することが好ましい。Ｘは、横溝５間における陸部３の壁面の長さである。補強効果を確保しつつ排水性能の低下を抑える観点から、補強ブロック８の長さＬ８は、長さＸの５〜３０％であることが好ましく、５〜２５％であることがより好ましい。

本実施形態では、ショルダーリブ２に細溝６とサイプ７を形成し、そのショルダーリブ２を補強ブロック８で補強する構造を、タイヤ幅方向の両側に設けてある例を示すが、これをタイヤ幅方向の片側のみにしても構わない。その場合には、当該構造を車両装着時の車両外側に配することが、操縦安定性能を高めるうえで好ましい。車両に対するタイヤの装着方向の特定は、例えばタイヤのサイドウォール部に車両内側或いは車両外側となる旨の表示を付すことにより行われる。

本実施形態の空気入りタイヤの内部構造は、一般的なラジアルタイヤと同様に構成できるため、内部構造についての説明は省略する。本発明の空気入りタイヤは、トレッド面に上記の如き構成を設けること以外は、通常の空気入りタイヤと同等であり、従来公知の材料、形状、構造、製法などが、何れも本発明に採用することができる。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示すため、偏摩耗性能、排水性能、操縦安定性能を評価したので説明する。これらの性能評価は下記（１）〜（３）のようにして行い、評価に供したタイヤのサイズは２１５／６０Ｒ１６、車両は２４００ｃｃ国産ミニバンである。

（１）偏摩耗性能（耐ヒールアンドトウ摩耗性能）
舗装道路を９６００ｋｍ走行した後、ショルダー陸部に設けた横溝（但し、実施例１においてはサイプ）の前後の高さを測定し、その段差摩耗量（高低差の最大値）の逆数を測定した。比較例１の結果を１００とする指数で評価し、数値が大きいほど偏摩耗性能に優れていることを示す。

（２）排水性能
水深８ｍｍの湿潤路を徐々に速度を増して走行し、ハイドロプレーニング現象が発生し始めるときの速度を測定した。比較例１の結果を１００とする指数で評価し、数値が大きいほど排水性能に優れていることを示す。

（３）操縦安定性能
車両指定の空気圧を充填して乾燥路面をコーナリング走行し、ドライバーによる官能試験を行った。比較例１の結果を１００とする指数で評価し、数値が大きいほど操縦安定性能に優れていることを示す。

比較例１
図１に示したトレッド面において、細溝６を具備しないとともに、サイプ７の代わりに溝幅２ｍｍの横溝を設けて、ショルダー陸部を複数のブロックで構成したものを比較例１とした。この横溝は、主溝からタイヤ幅方向外側に延びて接地端に到達し、ショルダー陸部を完全に分断するものである。

比較例２
図１に示したトレッド面において、細溝６の代わりに厚み０．８ｍｍのサイプを設けるとともに、サイプ７の代わりに溝幅２ｍｍの横溝を設けて、ショルダー陸部をブロック状に構成したものを比較例２とした。この横溝は、主溝からタイヤ幅方向外側に延びて接地端に到達することなく終端するものである。

比較例３
図１に示したトレッド面において、主溝１ａ，１ｄの溝底に補強ブロック８を設けていないこと以外は、実施例１と同じ構成であるものを比較例３とした。

実施例１
図１に示したトレッド面において、細溝６の溝幅を３ｍｍとし、サイプ７の厚みを０．８ｍｍとして、ショルダー陸部をリブで構成したものを実施例１とした。

比較例１，２及び実施例１においては、深さＤ１を８ｍｍ、深さＤ８／深さＤ１を６０％、長さＬ８を６．５ｍｍとし、横溝５から０．２６Ｘの範囲内に補強ブロック８を設定した。また、ショルダー陸部におけるボイド比（陸部に対する溝及びサイプの面積比）は、各例において略同等としている。その他、特に説明しないタイヤ構造やゴム配合は共通である。表１に評価結果を示す。

表１に示すように、実施例１では、比較例１〜３よりも偏摩耗性能が良好であるとともに、排水性能の低下が抑えられており、そのうえで優れた操縦安定性能を発揮することができている。

１ａ 主溝
１ｄ 主溝
２ ショルダーリブ
５ 横溝
６ 細溝
７ サイプ
８ 補強ブロック
８ａ 傾斜面
８ｂ 湾曲面

Claims (6)

1. トレッド面に、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の主溝により区画された複数の陸部が設けられ、タイヤ幅方向の最外側に位置する陸部の少なくとも片方が、タイヤ周方向に連続して延びるショルダーリブで構成されている空気入りタイヤにおいて、
   前記ショルダーリブの壁面はタイヤ周方向に連続して延び、１ｍｍを超える溝幅を有して前記主溝に開口する横溝が前記ショルダーリブに形成されておらず、
   前記ショルダーリブには、タイヤ周方向に沿って延びて両端部を前記ショルダーリブ内で終端させた細溝と、前記細溝の両端部からタイヤ幅方向外側に延びる切り込み状のサイプとが、タイヤ周方向に間隔を置いて複数形成され、１本の前記細溝に対し、その細溝の両端部から延びる一対の前記サイプのみが形成され、
   前記ショルダーリブに面した前記主溝の溝底には、前記ショルダーリブの壁面からタイヤ幅方向内側へ高さを漸減させた補強ブロックが、前記細溝に対してタイヤ幅方向にオーバーラップする位置に設けられていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記細溝がタイヤ周方向に対して傾斜して延びている請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記補強ブロックが、前記ショルダーリブの壁面からタイヤ幅方向内側へ高さを漸減させる傾斜面と、その傾斜面の先端と前記主溝の内面とを滑らかに連ねる湾曲面とを有する請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記細溝のタイヤ幅方向外側の縁部が断面円弧状に形成されている請求項１〜３いずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記ショルダーリブのタイヤ幅方向内側に隣接した陸部に、前記ショルダーリブに面した前記主溝に開口する横溝が設けられ、
   前記補強ブロックが、前記ショルダーリブの壁面からタイヤ幅方向内側に主溝中央を超えて延在するとともに、前記横溝から０．３Ｘ（但し、Ｘは横溝間における前記陸部の壁面の長さ）の範囲内となる壁面に対向する請求項１〜４いずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記ショルダーリブの上面から壁面における前記補強ブロックまでの深さが前記主溝の深さの６０％以上である請求項１〜５いずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
   

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