JP5653251B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤ、特には、ブロック群を設けた空気入りタイヤの排水性を向上させた技術を提案するものである。

従来の空気入りタイヤでは、例えば特許文献１に記載のように、トレッド踏面部に、周方向溝や傾斜溝をもってブロックを区画形成するとともに、形成されたブロック内にサイプを形成して、エッジ効果を向上させることによって、ウェット路面、氷上路面等に対する駆動、制動及び旋回性能を高めることが広く一般に行われている。

しかるに、このようなタイヤは一般に、エッジ効果は向上するものの、サイプによって区画されたサブブロックの剛性が低くなり過ぎて、接地時にサブブロックの倒れ込みが生じ接地性が悪化してしまうことから、近年の車両性能の向上に見合った十分な氷上性能や、トレッド踏面内の接地面積が低下して所望のウェット制動性能を得ることが困難であった。

また、上述したような従来の空気入りタイヤでは、氷上性能を大きな接地面積の確保によって向上させることを目的に、一つ一つのブロックを比較的大きく形成することが多く、特に、ブロックの中央域で水膜が効率良く除去されず、これもまた氷上性能の向上を阻害する要因となるおそれがあった。

特開２００１−１９１７３９号公報

そこで、本発明は、特に、細溝と太溝により区画したブロック群を設けた空気入りタイヤにおいて、ブロックの倒れ込みを抑制させるとともに、排水性を向上させた空気入りタイヤを提供することにある。

この発明の空気入りタイヤは、トレッド踏面に複数本の周方向主溝を配設し、相互に隣り合う二本の周方向主溝間および各周方向主溝とトレッド側縁との間のそれぞれに陸部を区画してなるものであって、前記陸部のうち、トレッドセンターに位置する陸部内に、トレッド周方向に連続する前記周方向主溝より溝幅が狭い周方向副溝をトレッドセンター付近に一本配置し、全ての前記陸部内に、少なくとも直線状に延在する細溝と太溝とにより区画した、五角形以上の角数の、相互に独立した複数個の多角形ブロックを少なくとも一部に設け、前記細溝は、タイヤ転動時の接地面内で対向溝壁が相互に接触し、前記周方向副溝は、タイヤ転動時の接地面内で対向溝壁が相互に接触せず、複数個の多角形ブロックからなるブロック群の基準ピッチ長さをＰ（ｍｍ）、ブロック群の幅をＷ（ｍｍ）としたとき、前記基準ピッチ長さＰと幅Ｗとで区画される、ブロック群の基準区域内に存在するブロックの個数をａ（個）、基準区域内のネガティブ率をＮ（％）とし、

で与えられる、ブロック群の単位実接地面積当たりのブロック個数密度Ｓを０．００３〜０．０４個／ｍｍ２の範囲内とし、前記陸部に設けられた前記複数の多角形ブロックを区画する、トレッド周方向に相互に隣り合う複数の前記細溝が、トレッド周方向に連続し、トレッド踏面では、前記周方向主溝、前記一本の周方向副溝および前記トレッド周方向に相互に隣り合う複数の細溝のみがトレッド周方向に連続することを特徴とするものである。

ここで、「周方向主溝」は直線状の形態のみならず、ジグザグ形状、波線形状、湾曲形状、クランク状等の主溝の形態で延在させることもできる。
「ブロックの基準ピッチ長さ」とは、ブロック群を構成する一つのブロック列におけるブロックの繰り返し模様の最小単位を指すものとし、例えば一つのブロックとそのブロックを区画する溝によってパターンの繰り返し模様が規定されている場合は、ブロック一個分のトレッド周方向長さと、このブロックのトレッド周方向に隣接する溝一本分のトレッド周方向長さとを加算したものをブロックの基準ピッチ長さとする。
なお、「ブロック群の基準区域内のブロックの個数ａ」は、ブロックが基準区域の内外に跨って存在し、一個として数えることができない場合は、ブロックの表面積に対する、基準区域内に残ったブロックの残存面積の比率を用いて数え、例えば、基準区域の内外に跨り、基準区域内にその半分しか存在しないブロックの場合は、１／２個と数えるものとする。

「ブロック群の幅Ｗ」とは、ブロックを密集配置してなるブロック群のトレッド幅方向長さを指し、例えばブロック群がトレッド全体に存在する場合は、トレッド接地幅をいうものとする。
ブロック群の「実接地面積」とは、ブロック群の基準区域内にある全ブロックの総表面積をいうものとし、すなわち、基準ピッチ長さＰと幅Ｗとの積で規定される、上記基準区域の面積から個々のブロックを区画している溝の面積を減算した面積をいうものとする。

上記長さ等は、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会） ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ、欧州ではＥＴＲＴＯ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｙｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｏｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎ） ＳＴＡＮＤＡＲＤＳ ＭＡＮＵＡＬ、米国ではＴＲＡ（ＴＨＥ ＴＩＲＥ ａｎｄ ＲＩＭ ＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮ ＩＮＣ．）ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ等に規定されたリムに、タイヤを組み付けて、ＪＡＴＭＡ等の規格にタイヤサイズに応じて規定された、最高空気圧を充填した状態で、測定したものとする。
「細溝」とは、タイヤ転動時の接地面内で対向溝壁が相互に接触する溝をいうものとする。

このようなタイヤにおいてより好ましくは、前記周方向副溝の溝幅を２．０〜３．５ｍｍの範囲とする。
また好ましくは、前記周方向副溝の延在形態をジグザグ状とする。
そしてまた好ましくは、前記周方向副溝をトレッドセンターに配置する。

ところで、前記多角形ブロックをトレッド周方向に千鳥状に配置することが好ましい。

この発明の空気入りタイヤでは、ブロック群の単位実接地面積当たりのブロック個数密度Ｓ（個／ｍｍ^２）を０．００３〜０．０４個／ｍｍ^２の範囲で形成することで、例えば従来のスタッドレスタイヤのｓ＝０．００２個／ｍｍ^２以下の密度と比べ、密度Ｓが増加したことから、ブロック群で十分な溝面積を確保しつつ、それぞれのブロックのトータルエッジ長さ及びエッジ方向（異なる方向に向いたエッジの数）を増大させ、優れたエッジ効果を発揮させることができるとともに、隣接するブロックが互いに支えてブロック一つ一つの接地性を向上させることで接地面積を確保しつつ、高い氷上性能等を発揮させることができる。しかも、それぞれのブロックを小さくすることで、ブロックの中央域からブロック周縁までの距離を小さくすることができるので、ブロックによる水膜の除去効果を向上させることができる。

すなわち、Ｓが０．００３未満の場合には、ブロックの表面積が大きくなり、トレッド踏面の接地性を向上することができないおそれがあり、一方、Ｓが０．０４を超えると、ブロックの一個あたりの表面積が小さくなり、サイプを配設しない場合であっても、所望のブロック剛性の実現が困難である。

また、本発明では周方向主溝を有することで接地面内の水膜除去を効率化し、かつ、陸部内に周方向副溝を設けることで、溝面積を大幅に増加（接地面積を低下）させることなく、陸部内のブロック群での排水を促進させ、効率的に厚い水膜を除去することができる。その結果、ウェット制動性能のみならずハイドロプレーニング性能を飛躍的に向上させることができる。

そして、このようなタイヤによれば、優れた接地性及びエッジ効果の確保と、ブロックによる効率的な水膜の除去とを実現して、氷上性能を向上させるとともに、ウェット制動性能およびハイドロプレーニング性能を向上させることができる。

本発明の空気入りタイヤの一の実施形態を示すトレッドパターンの部分展開図である。 本発明の空気入りタイヤの他の実施形態を示すトレッドパターンの部分展開図である。 従来の空気入りタイヤのトレッドパターンの部分展開図である。 従来の空気入りタイヤのトレッドパターンの部分展開図である。

以下に、図面を参照しながら本発明の空気入りタイヤを詳細に説明する。
図１は、本発明の空気入りタイヤの一の実施形態を示すトレッドパターンの部分展開図である。
タイヤ内部の補強構造は、一般的なラジアルタイヤまたはバイアスタイヤのそれと同様であるので、図示を省略する。

図中１はトレッド踏面を示し、このトレッド踏面１には、トレッド周方向に延在する複数本の周方向主溝、図では二本の周方向主溝２を配設する。
相互に隣り合う二本の周溝間、図ではタイヤ赤道線付近にセンター陸部３を区画し、そして、主溝２とトレッド側縁との間にそれぞれのショルダー陸部４を区画する。

センター陸部３のトレッドセンター付近には、トレッド周方向にジグザグ状に延在する一本の周方向副溝５と、この周方向副溝５からトレッド幅方向に延在する太溝６と、この太溝６からトレッド周方向に傾斜して延在する細溝７とによって、二列のブロック列を区画し、このブロック列は八角形状の複数の第一センターブロック８で形成する。センター陸部３の周方向主溝に隣接する領域付近には、周方向主溝２からトレッド幅方向に延在する横溝９と、周方向主溝２、太溝６および細溝７とによって、ブロック列を区画し、このブロック列は略八角形状の複数の第二センターブロック１０で形成する。
ここでは、第一センターブロック８をトレッド周方向に千鳥状に配置する。

また、ショルダー陸部４のそれぞれの中央付近には、トレッド幅方向に延在する太溝１１と、この太溝１１からトレッド周方向に傾斜して延在する細溝１２とによって、一列のブロック列を区画し、このブロック列は八角形状の複数の第一ショルダーブロック１３で形成する。周方向主溝２に隣接する領域付近には、周方向主溝２からトレッド幅方向に延在する横溝１４と、周方向主溝２、太溝１１および細溝１２とによって、ブロック列を区画し、このブロック列は略八角形状の複数の第二ショルダーブロック１５で形成する。トレッド側縁付近には、トレッド側縁からトレッド幅方向に延在する横溝１６と、太溝１１および細溝１２とによって、ブロック列を区画し、このブロック列は複数の第三ショルダーブロック１７で形成する。この第三ショルダーブロック１７には、細溝１２からトレッド幅方向に延在し、第三ブロック内で終了する横溝１８を配設する。

そしてこの空気入りタイヤでは、第一センターブロック８と第一ショルダーブロック１３を、五角形以上の角数、図では八角形の、相互に独立した複数個の多角形ブロックを配置して密集させてなるブロック群を形成し、このブロック群における多角形ブロックの基準ピッチ長さをＰ（ｍｍ）、ブロック群の幅をＷ（ｍｍ）としたとき、前記基準ピッチ長さＰと幅Ｗとで区画される、ブロック群の基準区域内に存在するブロックの個数をａ（個）、基準区域内のネガティブ率をＮ（％）とし、

で与えられる、ブロック群の単位実接地面積当たりのブロック個数密度Ｓを０．００３〜０．０４個／ｍｍ^２の範囲、好ましくは０．００３〜０．０３５個／ｍｍ^２の範囲で形成する。

このようなタイヤにあっては、接地面内の水を、主に周方向主溝を介して効率的に排水し、陸部内の水を周方向副溝を介して効率的に排水することができるとともに、ブロック群において十分な溝面積を確保しつつ、ブロックを密集配置することで、それぞれのブロックのトータルエッジ長さ及びエッジ方向（異なる方向に向いたエッジの数）を増大させ、優れたエッジ効果を発揮させることができる。また、ブロックの大きさを小さくしたことから、ブロック一つ一つの接地性を向上させることができるので、氷上路面およびウェット路面等の摩擦係数μの低い路面での制動性と操縦安定性を向上することができる。しかも、それぞれのブロックを小さくすることで、ブロックの中央域からブロック周縁までの距離を小さくして、ブロックによる水膜の除去効果も向上させることができる。

好ましくは、ブロック群のネガティブ率Ｎは５％〜５０％とし、この範囲とすることで、操縦安定性を向上させることができる。
すなわち、ネガティブ率Ｎが５％未満の場合は、溝面積が小さ過ぎ排水性が不十分となる他、ブロック一つ一つの大きさが大きくなり過ぎて所要のエッジ効果の実現が難しくなるおそれがあり、一方、５０％を超えると接地面積が小さくなり過ぎて、操縦安定性が低下する傾向がある。

ここで、周方向主溝２は、例えば、溝幅を５〜２０ｍｍ、溝深さを４〜１１ｍｍの範囲とし、周方向副溝５は、例えば、溝幅を２．０〜３．５ｍｍ、溝深さを１〜１１ｍｍの範囲とする。
それぞれの太溝６，１１および横溝１６，１８は、溝幅を１．２〜１０ｍｍ、溝深さを２〜１１ｍｍの範囲とし、細溝７，１２および横溝９，１４は、例えば、溝幅を０．１〜１．２ｍｍ、溝深さを１〜１０ｍｍ、溝の延在長さを１〜１５ｍｍの範囲とする。
また、ブロック８，１５のトレッド周方向長さを５〜２５ｍｍ、トレッド幅方向長さを５〜２５ｍｍ、表面積を２５〜３３０ｍｍ^２の範囲とし、トレッド幅方向に隣接するブロック間距離を２．５〜１０ｍｍの範囲とすることができる。

このような空気入りタイヤにおいて好ましくは、図では各センターブロック８をトレッド周方向に千鳥状に配置することで、ブロック８の高い密集配置を容易に実現することができ、トレッドの接地性が向上して接地面積が増加することに加え、タイヤ転動時に、より多くのブロック８の形成下で、それぞれのエッジを逐次作用させて高いエッジ圧を発生させて水膜を切ることにより一層優れたエッジ効果を発揮させることができるとともに、流体潤滑効果によるタイヤと路面の摩擦係数低下を抑え、トレッド幅方向に隣接するブロック８の相互間で路面への接地タイミングをずらすことができるので、パターンノイズを低減させることもできる。
また、ブロック８をトレッド周方向に千鳥状に配置するとともに、ブロック個数密度Ｄを高く設定して、ブロック８に高負荷が加わった際に隣り合うブロック同士で支え合うようにすることもでき、これによればブロック８の剛性をさらに高めて耐摩耗性を一層向上させることが可能となる。

図２は、本発明の空気入りタイヤの他の実施形態を示すトレッドパターンの部分展開図である。なお、先の図に示したタイヤと同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
この実施形態では、センター陸部３トレッドセンター付近に、トレッド周方向に直線状に延在する一本の周方向副溝２５を配設する。
この構成によれば、特に、トレッドセンター付近の排水性を向上させることができ、その結果ハイドロプレーニング性能を向上させることができる。

また好ましくは、周方向副溝５，２５の溝幅を２．０〜３．５ｍｍの範囲とすることで、その周方向副溝５付近に位置するブロック剛性を低下することなく、排水性を向上させることができる。

周方向副溝の延在形態は、直線状、ジグザグ形状、波線形状、湾曲形状、クランク状等の主溝の形態とすることができるが、ジグザグ状にすることが好ましく、この構成により、周方向副溝の排水性を低下させることなく、その付近に位置するブロックの強度を確保することができる。

そしてまた好ましくは、周方向副溝５，２５をトレッドセンターに配置することで、その周方向副溝５，２５付近のブロックに偏摩耗を起こすことなく、トレッドセンター付近の圧縮剛性を低下するとともに、トレッドセンターの排水性を向上させることができる。

ところで、周方向主溝２はトレッド踏面に二本配設することが好ましく、トレッド踏面１に設けられるブロック群の密集を妨げることなく、トレッド周方向に連続する溝を配置することができるとともに、周方向主溝２で厚い水腹除去を効率的に行うことができる。

次に、図に示すような構造を有し、サイズが１９５／６５Ｒ１５のタイヤを試作し、表１に示すように、それぞれの諸元を変化させた実施例タイヤ１，２および、比較例タイヤ１，２とのそれぞれにつき、ウェット路面の制動性能およびハイドロプレーニング性能を測定した。
なお、比較例タイヤは、トレッド部以外の構造については改変を要しないため、実施例タイヤに順ずるものとした。

（ウェット路面の制動性能）
実施例タイヤ１，２および、比較例タイヤ１，２とのそれぞれにつき、サイズ１９５／６５Ｒ１５ ６Ｊのリムに組み付け、内圧２００ｋＰａとして、車両に装着し、水深０．６ｍｍの濡れたアスファルト路面のテストコースを、６０ｋｍ／ｈからフル制動したときの制動距離の計測し評価することによって行った。その評価結果を表２に示す。
なお、表中の指数値は、比較例タイヤ１の値をコントロールとして求めたものであり、指数が大きいほど、ウェット路面の制動性能が優れていることを示す

（ハイドロプレーニング性能）
実施例タイヤ１，２および、比較例タイヤ１，２とのそれぞれにつき、サイズ１９５／６５Ｒ１５ ６Ｊのリムに組み付け、内圧２００ｋＰａとして、水深６ｍｍの濡れたウェット路面の通過時のハイドロプレーニングの発生限界速度をフィーリング評価し、その結果を表２に示す。
なお、表中の指数値は、比較例タイヤ１の値をコントロールとして求めたものであり、指数が大きいほど、ハイドロプレーニング性能が優れていることを示す

表２の結果から、実施例タイヤ１，２は、比較例タイヤ１，２に対して、ウェット路面の制動性能およびハイドロプレーニング性能を向上させることができた。

１ トレッド踏面
２ 周方向主溝
３ センター陸部
４ ショルダー陸部
５，２５ 周方向副溝
６，１１ 太溝
７，１２ 細溝
８ 第一センターブロック
９，１４，１６，１８ 横溝
１０ 第二センターブロック
１３ 第一ショルダーブロック
１５ 第二ショルダーブロック
１７ 第三ショルダーブロック

Claims (5)

1. トレッド踏面に複数本の周方向主溝を配設し、相互に隣り合う二本の周方向主溝間および各周方向主溝とトレッド側縁との間のそれぞれに陸部を区画してなる空気入りタイヤにおいて、
   前記陸部のうち、トレッドセンターに位置する陸部内に、トレッド周方向に連続する前記周方向主溝より溝幅が狭い周方向副溝をトレッドセンター付近に一本配置し、
   全ての前記陸部内に、少なくとも直線状に延在する細溝と太溝とにより区画した、五角形以上の角数の、相互に独立した複数個の多角形ブロックを少なくとも一部に設け、
   前記細溝は、タイヤ転動時の接地面内で対向溝壁が相互に接触し、
   前記周方向副溝は、タイヤ転動時の接地面内で対向溝壁が相互に接触せず、
   複数個の多角形ブロックからなるブロック群の基準ピッチ長さをＰ（ｍｍ）、ブロック群の幅をＷ（ｍｍ）としたとき、前記基準ピッチ長さＰと幅Ｗとで区画される、ブロック群の基準区域内に存在するブロックの個数をａ（個）、基準区域内のネガティブ率をＮ（％）とし、
   

   

   で与えられる、ブロック群の単位実接地面積当たりのブロック個数密度Ｓを０．００３〜０．０４個／ｍｍ²の範囲内とし、
   前記陸部に設けられた前記複数の多角形ブロックを区画する、トレッド周方向に相互に隣り合う複数の前記細溝が、トレッド周方向に連続し、
   トレッド踏面では、前記周方向主溝、前記一本の周方向副溝および前記トレッド周方向に相互に隣り合う複数の細溝のみがトレッド周方向に連続することを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記周方向副溝の溝幅が２．０〜３．５ｍｍの範囲である請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記周方向副溝の延在形態がジグザグ状である請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記周方向副溝がトレッドセンターに配置してなる請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記多角形ブロックをトレッド周方向に千鳥状に配置してなる請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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