JP5749970B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、操縦安定性能の低下を抑制しつつノイズ性能を向上させた空気入りタイヤに関する。

トレッド部に、タイヤ周方向にのびる主溝と、該主溝と交差する向きにのびる横溝とで区分された複数のブロックがタイヤ周方向に並ぶブロックパターンの空気入りタイヤが知られている。

しかしながら、上述のブロックパターンを有する空気入りタイヤでは、接地時に路面から大きな衝撃を受けてブロックが振動するため、ノイズ性能に難があった。また、図５に示されるように、トラクションＴ等のタイヤ周方向の大きな力により、ブロックｂのタイヤ周方向の端部ｂ１が路面ｒから浮き上がり、ひいては、接地面積ｓが減少して操縦安定性能等に難があった。

特開２０００−１５８９１５号公報

本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、ブロックの軸方向壁面に半径方向リブを、また周方向壁面に周方向リブを夫々形成するとともに、これらの角度等を規定することを基本として、操縦安定性能の低下を抑制しつつノイズ性能を向上させた空気入りタイヤを提供することを主たる目的としている。

本発明のうち請求項１記載の発明は、トレッド部に、タイヤ周方向に連続してのびる主溝と、該主溝と交差する向きにのびる複数本の横溝とが設けられることにより、前記主溝と前記横溝とで区分されたブロックがタイヤ周方向に並ぶブロック列が形成された空気入りタイヤであって、前記横溝は、タイヤ周方向に対する角度が８０度以上であり、前記ブロックは、前記横溝に面する軸方向壁面と、前記主溝に面する周方向壁面とを有し、前記軸方向壁面には、ブロック踏面の法線方向に対して３０度以下の角度で溝深さ方向にのびる半径方向リブが前記横溝の長さ方向に複数本隔設される一方、前記周方向壁面には、ブロック踏面に対して１０度以下の角度で前記主溝の長さ方向にのびる周方向リブが溝深さ方向に複数本隔設され、前記半径方向リブは、前記ブロックのタイヤ軸方向の両側部に設けられた外側半径方向リブと、これらの外側半径方向リブの間に設けられた中間半径方向リブとを含み、該中間半径方向リブの突出幅は、前記外側半径方向リブの突出幅よりも大きいことを特徴とする。

また請求項２記載の発明は、前記中間半径方向リブの突出幅は、前記外側半径方向リブの突出幅の１５０％〜２００％である請求項１記載の空気入りタイヤである。

また請求項３記載の発明は、前記周方向リブは、前記主溝の溝底から該主溝の溝深さの１０％離間した位置よりもタイヤ半径方向外側の踏面側領域に設けられる請求項１又は２記載の空気入りタイヤである。また請求項４記載の発明は、前記周方向リブは、前記主溝の溝底からトレッド踏面側に向かって、突出幅が漸増する請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤである。また請求項５記載の発明は、前記周方向リブは、そのタイヤ周方向の両端が、前記周方向壁面のタイヤ周方向の両端に接することなく終端する請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤである。

本発明の空気入りタイヤでは、タイヤ周方向に連続してのびる主溝と、該主溝と交差する向きにのびる複数本の横溝とが設けられることにより、前記主溝と前記横溝とで区分されたブロックがタイヤ周方向に並ぶブロック列が形成される。そして、横溝は、タイヤ周方向に対する角度が８０度以上で形成される。このようなブロックは、横剛性が大きくなるとともに、タイヤ軸方向のエッジ効果を大きく発揮する。従って、本発明の空気入りタイヤは、操縦安定性能やトラクションが向上する。

また、前記ブロックは、横溝に面する軸方向壁面と、主溝に面する周方向壁面とを有し、前記軸方向壁面には、ブロック踏面の法線方向に対して３０度以下の角度で溝深さ方向にのびる半径方向リブが前記横溝の長さ方向に複数本隔設される。このような半径方向リブは、横溝内を通過する空気の振動を攪乱して小さくするため、ノイズ性能を向上させる。

また、前記周方向壁面には、ブロック踏面に対して１０度以下の角度で前記主溝の長さ方向にのびる周方向リブが溝深さ方向に複数本隔設されてなる。このような周方向リブは、前記半径方向リブと協同してブロックを補強して剛性を高めるため、トラクション等による曲げ変形に対抗して、ブロックの浮き上がりを抑制する。従って、本発明の空気入りタイヤは、接地面積を確保して、さらに操縦安定性能が向上する。

（ａ）は、本発明の一実施形態の空気入りタイヤのトレッド部の展開図、（ｂ）は、（ａ）本実施形態のリブの長手方向に対して直角方向に切断した断面図である。 本実施形態のブロックの斜視図である。 （ａ）乃至（ｃ）は、リブの他の実施例を示す図である。 （ａ）は、本発明の他の実施形態のブロックの斜視図、（ｂ）は、本発明のさらに他の実施形態のブロックの斜視図である。 走行時のブロックの浮き上がりを説明する側面図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１（ａ）に示されるように、本実施形態の空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」ということがある。）は、例えば乗用車用タイヤとして好適に利用され、そのトレッド部２には、タイヤ周方向に連続してのびる主溝３と、該主溝３と交差する向きにのびる複数本の横溝４とが設けられる。本実施形態において、前記主溝３は、タイヤ赤道Ｃの両側をタイヤ周方向に連続してのびる１対のセンター主溝３Ａからなる。また、本実施形態の横溝４は、前記センター主溝３、３間を継ぐ複数本のセンター横溝４Ａと、前記センター主溝３と接地端Ｔｅとの間を継ぐ複数本のショルダー横溝４Ｂとからなる。

これにより、トレッド部２には、２本のセンター主溝３Ａ及びセンター横溝４Ａにより区分される複数個のセンターブロック５Ａがタイヤ周方向に並ぶセンターブロック列５Ａ１と、センター主溝３Ａ及びショルダー横溝４Ｂにより区分される複数個のショルダーブロック５Ｂがタイヤ周方向に並ぶショルダーブロック列５Ｂ１が配される。なお、本発明のトレッド部２は、このような態様に限定されるものではなく、例えば、センターブロック列と、そのタイヤ軸方向両側にリブが配される態様や、タイヤ赤道上のリブと、そのタイヤ軸方向両側にショルダーブロック列が配される態様のもの等、種々の態様を採用し得る。

ここで、前記「接地端」Ｔｅは、正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した無負荷である正規状態のタイヤ１に、正規荷重を負荷してキャンバー角０度で平面に接地させたときの最もタイヤ軸方向外側の接地位置として定められる。そして、この接地端Ｔｅ、Ｔｅ間のタイヤ軸方向の距離が接地幅ＴＷとして定められる。また、タイヤの各部の寸法等は、特に断りがない場合、前記正規状態での値とする。

また前記「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば "標準リム" 、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、ＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim" とする。

また、前記「正規内圧」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば "最高空気圧" 、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" とするが、タイヤが乗用車用である場合には１８０ｋＰａとする。

さらに「正規荷重」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば "最大負荷能力" 、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "LOAD CAPACITY" であるが、タイヤが乗用車用の場合には前記荷重の８８％に相当する荷重とする。

前記主溝３は、タイヤ周方向に沿った直線状をなす。このような主溝３は、制動時の車両のふらつきや片流れなどの不安定な挙動を抑制するため、優れた直進安定性を発揮できる。なお、主溝３は、このような態様に限定されるものではなく、例えば波状やジグザグ状等種々の形状に変えることができる。

また、前記横溝４は、タイヤ周方向に対する角度α１が８０度以上で形成される必要がある。このような横溝４が形成されるブロック５は、横剛性が大きくなるとともに、タイヤ軸方向のエッジ効果を大きく発揮する。従って、本発明のタイヤは、トラクションが高められ操縦安定性能が向上する。

前記角度α１が８０度未満になると、ブロック５は、旋回時の大きな横力に対抗できず、操縦安定性能が悪化する。このため、前記角度α１は、より好ましくは８５度以上が望ましい。本実施形態の横溝４は、前記角度α１が９０度に形成されている。

また、このような主溝３や横溝４の溝幅（溝の長手方向と直角な溝幅で、以下、他の溝についても同様とする。）Ｗ１、Ｗ２及び溝深さＤ１（図２に示す）、Ｄ２（図示せず）については、慣例に従って種々定めることができる。しかしながら、前記溝幅Ｗ１、Ｗ２及び／又は溝深さＤ１、Ｄ２が大きすぎると各ブロック列の剛性が低下するおそれがあり、逆に小さすぎると排水性が低下するおそれがある。このため、主溝３の溝幅Ｗ１は、例えば、接地幅ＴＷの６〜１２％が望ましく、また、横溝４の溝幅Ｗ２は、例えば、接地幅ＴＷの３〜６％が望ましい。また、主溝３の溝深さＤ１は６〜１３mmが望ましく、横溝４の溝深さＤ２は３〜１０mmが望ましい。本実施形態の主溝３と横溝４との溝深さは、等しい。

また、図２に示されるように、前記ブロック５は、横溝４に面する軸方向壁面６と、前記主溝３に面する周方向壁面７と、これらの半径方向外縁に連なり接地面を構成するブロック踏面２Ａとを有する。本実施形態のブロック５は、直線状をなす主溝３と横溝４とによって略直方体状に形成されるため、軸方向壁面６及び周方向壁面７は矩形状をなす。なお、軸方向壁面６及び周方向壁面７は、このような形状に限定されるものではなく、台形状や平行四辺形状等、種々の形状を採用し得る。

そして、本発明では、軸方向壁面６に、横溝４の溝深さ方向にのびる半径方向リブ８が、横溝４の長さ方向に複数本隔設される。このような半径方向リブ８は、横溝４内を通過する空気の振動を攪乱して小さくするため、ノイズ性能を向上させる。また、半径方向リブ８の設けられた軸方向壁面６は、従来の平面で形成された壁面よりもタイヤ周方向の剛性が大きくなるため、トラクション等による曲げ変形に対抗して、ブロック５の接地面の浮き上がりを防止して、操縦安定性能を向上するのに役立つ。

また、半径方向リブ８は、トレッド踏面２Ａの法線ｎ方向に対して３０度以下の角度θ１で形成される必要がある。即ち、前記角度θ１が３０度を超えると、前述の補強効果が低下して、ブロック５の接地面の浮き上がりを防止できない他、ブロック縁が路面をたたく際の衝撃力を分散できず、また、リブによる空気の振動の攪乱効果が小さくなる。このため、前記角度θ１は、より好ましくは２５度以下、さらに好ましくは２０度以下が望ましい。

本実施形態の半径方向リブ８は、軸方向壁面６の全面に形成されているため、上述のノイズ性能と操縦安定性能とを効率良く向上させている。

また、周方向壁面７には、主溝３の長さ方向にのびる周方向リブ９が、溝深さ方向に複数本隔設されている。このような周方向リブ９は、ブロック５のタイヤ周方向の剛性を高めるため、トラクション等による曲げ変形に対抗でき、ブロック５の浮き上がりを抑制するとともに、ブロック５のタイヤ半径方向の剛性を小さくして乗り心地性を高める他、前記曲げ変形に追随して接地面積を確保し得る。従って、本実施形態のタイヤは、操縦安定性能が向上する。

また、周方向リブ９は、トレッド踏面２Ａ（又はこれと平行な平面）に対して１０度以下の角度γ１で形成される必要がある。即ち、前記角度γ１が１０度を超えると、ブロック５のタイヤ周方向の剛性が低下して、ブロック５の浮き上がりを防止できない。このため、前記角度γ１は、より好ましくは７度以下、さらに好ましくは４度以下が望ましい。本実施形態の前記角度γ１は、０度である。

このように、本発明のタイヤは、主溝３と横溝４とで区分されたブロック５の軸方向壁面６と周方向壁面７とに夫々配設角度を一定範囲内に規定した複数のリブ８、９を設けることにより、ブロック５のタイヤ周方向の剛性を高めつつ、タイヤ半径方向の剛性を小さくして曲げ変形に追随させて接地面積を確保する。また、リブを利用して空気の振動を攪乱することにより騒音を小さくする。これにより、操縦安定性能の低下が抑制されかつノイズ性能が向上する。

また、周方向リブ９は、本実施形態のように、主溝３の溝底３ｓから該主溝３の溝深さＤ１の１０％離間した位置よりもタイヤ半径方向外側の踏面側領域Ｔに設けられるのが望ましい。即ち、踏面側領域Ｔのタイヤ半径方向の内方端が、前記溝底３ｓよりも前記溝深さＤ１の１０％未満の位置に形成されると、ブロック５のタイヤ半径方向の剛性が低下して、乗り心地性能が悪化するおそれがある。逆に、踏面側領域Ｔのタイヤ半径方向の内方端が、前記溝底３ｓよりも前記溝深さＤ１の７０％以上の位置に形成されると、ブロック５の浮き上がりを抑制する効果が発揮されないおそれがある。

また、図１（ｂ）に示されるように、本実施形態の半径方向リブ８及び周方向リブ９は、該半径方向リブ８及び周方向リブ９の長手方向に対して直角方向の断面視において、正弦波状に形成されている。このようなリブ８、９は、軸方向壁面６及び周方向壁面７に作用する応力集中を抑制するため、該壁面６、７の剛性を確保するのに役立つ。なお、図３（ａ）乃至（ｃ）には、半径方向リブ８の他の実施形態が示される。このように半径方向リブ８は、製造コスト等の観点から、例えば、山形状、三角形状、四角形状で形成されてもよい。同様の観点より、周方向リブ９についても、図３（ａ）乃至（ｃ）に示されるような形状が採用され得る。

また、図１（ｂ）に示されるように、前記リブ８、９は、該リブ８、９の凹側の内端５ｉと凸側の外端５ｅとのタイヤ周方向又は軸方向の距離である突出幅Ｈが０．５mm未満であると、ブロック５の剛性を向上させる効果が発揮されないおそれがあり、逆に前記突出幅Ｈが４．０mmを超えると、排水がスムーズに流れなくなるおそれがある。これにより、前記突出幅Ｈは、好ましくは１．０mm以上、より好ましくは１．５mm以上が望ましく、また好ましくは３．５mm以下、より好ましくは３．０mm以下が望ましい。同様の観点より、前記リブ８、９の配設本数は、好ましくは３本以上、より好ましくは４本以上が望ましく、また好ましくは１３本以下、より好ましくは１１本以下が望ましい。

図４（ａ）には、本発明の他の実施形態が記載されている。この態様では、前記半径方向リブ８は、前記ブロック５のタイヤ軸方向の両側部５ｓに設けられた外側半径方向リブ８ａと、これらの外側半径方向リブ８ａの間に設けられた中間半径方向リブ８ｂとを含む。そして、中間半径方向リブ８ｂの突出幅Ｈ２は、前記外側半径方向リブ８ａの突出幅Ｈ１よりも大きく形成される。このような半径方向リブ８は、外側半径方向リブ８ａがタイヤ周方向の剛性を確保するとともに、中間半径方向リブ８ｂが横溝４内の空気の振動を効果的に攪乱する。従って、実施形態の半径方向リブ８は、操縦安定性能を確保しつつ、ノイズ性能を向上するのに役立つ。

また、中間半径方向リブ８ｂは、ノイズ性能を高め得るのに役立つ一方、その突出幅Ｈ２が過度に大きくなると、ブロック５のタイヤ周方向の剛性を小さくする。このような観点より、前記突出幅Ｈ２は、好ましくは外側半径方向リブ８ａの突出幅Ｈ１の１２０％以上、より好ましくは１５０％以上が望ましく、また好ましくは２５０％以下、より好ましくは２００％以下が望ましい。

図４（ｂ）には、本発明のさらに他の実施形態が記載されている。この態様では、周方向リブ９が、溝底３ｓからトレッド踏面２Ａ側に向かって、突出幅Ｈが漸増する。このような周方向リブ９は、トラクション等による曲げ応力が大きく作用するトレッド踏面２Ａ側の剛性を大きくするのに役立つ。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

図１のパターンを有しかつ表１の仕様に基づいた空気入りタイヤ（サイズ：１９５／６５Ｒ１５）が製造され、それらの各性能についてテストがされた。なお、共通仕様は以下の通りである。
接地幅ＴＷ：１４８mm
＜センター主溝＞
溝幅Ｗ１／接地幅ＴＷ：４．０％
溝深さＤ１：８．７mm
＜センター横溝＞
溝幅Ｗ２ａ：５．０mm
溝深さ：８．７mm
＜ショルダー横溝＞
溝幅Ｗ２ｂ：５．０mm
溝深さ：６．０mm

＜操縦安定性能＞
各試供タイヤを、リム（１５×７Ｊ）、内圧（２００ｋＰａ）にて排気量２０００ｃｃの後輪駆動車の全輪に装着してアスファルト路面のテストコースをドライバー１名乗車で走行し、ハンドル応答性、剛性感、トラクション等に関する特性をドライバーの官能評価により評価した。結果は、最高点を１０とする評点で表示している。数値が大きいほど良好である。

＜乗心地性能＞
前記テストコースを走行した後の乗り心地性を、ドライバーの官能評価にて、最高点を１０とする評点で表示した。数値の大きい方が良好である

＜ノイズ性能＞
上記テスト車両にて、ＪＡＳＯ／Ｃ／６０６に規定する実車惰行試験に準拠して、直線状のテストコース（アスファルト路面）を通過速度６０km／ｈで５０ｍの距離を惰行走行させるとともに、コースの中間点において走行中心線から側方に７．５ｍ、かつ路面から１．２ｍの位置に設置した定置マイクロフォンにより通過騒音の最大レベルｄＢ（Ａ）を測定した。結果は、最も良い騒音レベルを１０とした指数で示した。数値が大きいほど良好である。
テストの結果を表１に示す。

２ トレッド部
３ 主溝
４ 横溝
５ ブロック
６ 軸方向壁面
７ 周方向壁面
８ 半径方向リブ
９ 周径方向リブ

Claims (5)

1. トレッド部に、タイヤ周方向に連続してのびる主溝と、該主溝と交差する向きにのびる複数本の横溝とが設けられることにより、前記主溝と前記横溝とで区分されたブロックがタイヤ周方向に並ぶブロック列が形成された空気入りタイヤであって、
   前記横溝は、タイヤ周方向に対する角度が８０度以上であり、
   前記ブロックは、前記横溝に面する軸方向壁面と、前記主溝に面する周方向壁面とを有し、
   前記軸方向壁面には、ブロック踏面の法線方向に対して３０度以下の角度で溝深さ方向にのびる半径方向リブが前記横溝の長さ方向に複数本隔設される一方、
   前記周方向壁面には、ブロック踏面に対して１０度以下の角度で前記主溝の長さ方向にのびる周方向リブが溝深さ方向に複数本隔設され、
   前記半径方向リブは、前記ブロックのタイヤ軸方向の両側部に設けられた外側半径方向リブと、これらの外側半径方向リブの間に設けられた中間半径方向リブとを含み、
   該中間半径方向リブの突出幅は、前記外側半径方向リブの突出幅よりも大きいことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記中間半径方向リブの突出幅は、前記外側半径方向リブの突出幅の１５０％〜２００％である請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記周方向リブは、前記主溝の溝底から該主溝の溝深さの１０％離間した位置よりもタイヤ半径方向外側の踏面側領域に設けられる請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記周方向リブは、前記主溝の溝底からトレッド踏面側に向かって、突出幅が漸増する請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記周方向リブは、そのタイヤ周方向の両端が、前記周方向壁面のタイヤ周方向の両端に接することなく終端する請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
   

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