JP6416024B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。

スタッドレスタイヤやオールシーズンタイヤ等のように氷雪上性能やマッド性能が求められるタイヤにおいては、トレッド部にサイプと呼ばれる切り込みが複数設けられている。そのため、この種のタイヤはブロック剛性が低く、例えばコーナリング時にトレッド部のショルダー領域に特に大きな負荷がかかり、乾燥路面での操縦安定性が損なわれる。

これに対し、特許文献１〜３に記載されているように、トレッド部のショルダー陸部に剛性を高める三次元サイプを設けるとともに、ショルダー陸部よりもタイヤ幅方向中央側の陸部に二次元サイプを設けた空気入りタイヤがある。このような空気入りタイヤでは、氷雪上性能等のトラクション性能に主として寄与する中央側の陸部の剛性を下げ、乾燥路面での操縦安定性に主として寄与するショルダー陸部の剛性を高めることにより、トラクション性能と操縦安定性を両立することができる。

ＷＯ２００６／０２２１２０ 特開２００５−２０５９８８号公報 特開２０１３−１０３６２１号公報

上記のように、ショルダー陸部に三次元サイプを設けることは知られていたものの、従来は、ショルダー陸部全体に三次元サイプが設けられていた。そのため、乗り心地性と操縦安定性とのバランスが必ずしも十分ではなかった。

そこで、本発明は、乗り心地性と操縦安定性とのバランスを向上することができる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明の実施形態に係る空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延びるショルダー主溝と、前記ショルダー主溝よりもタイヤ赤道側の中央側陸部と、前記ショルダー主溝よりも接地端側のショルダー陸部と、をトレッド部に備える空気入りタイヤである。前記中央側陸部と前記ショルダー陸部にはそれぞれ複数のサイプが設けられている。前記中央側陸部に設けられたサイプは二次元サイプである。前記ショルダー陸部は、タイヤ幅方向においてタイヤ赤道側の内側領域と接地端側の外側領域とを有し、前記内側領域に設けられたサイプは二次元サイプであり、前記外側領域に設けられたサイプは三次元サイプである。

本実施形態によれば、ショルダー陸部のなかでもコーナリング時に大きな負荷がかかる接地端側の外側領域において、その剛性を効果的に高めることができる。そのため、乗り心地性と操縦安定性のバランスを向上することができる。

第１実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドパターンを示す図。 図１の要部拡大図。 二次元サイプの（ａ）平面図、（ｂ）内壁面、及び（ｃ）Ｘ−Ｘ線断面図。 三次元サイプの（ａ）平面図、（ｂ）内壁面、及び（ｃ）Ｙ−Ｙ線断面図。 第２実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドパターンを示す図。 図５の要部拡大図。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。

［第１実施形態］
実施形態に係る空気入りタイヤは、図示を省略したが、左右一対のビード部及びサイドウォール部と、左右のサイドウォール部の径方向外方端部同士を連結するように両サイドウォール部間に設けられたトレッド部１０とを備えて構成されており、トレッドパターン以外については一般的なタイヤ構造を採用することができる。

図１に示すように、トレッド部１０の表面には、タイヤ周方向Ａに延びる複数本の主溝１２が設けられている。この例では４本の主溝１２により、タイヤ幅方向中央部のセンター陸部１４と、タイヤ幅方向両端部のショルダー陸部１８，１８と、センター陸部１４とショルダー陸部１８の間のメディエート陸部１６，１６との、５本の陸部が区画形成されている。なお、図１において、符号ＣＬはタイヤ赤道を示し、符号ＣＥは接地端を示す。

ここで、複数本の主溝のうち、接地端に最も近い両側２本の主溝をショルダー主溝という。主溝は少なくとも２本設けられ、２本の場合はそれらがショルダー主溝である。この例では、４本の主溝１２のうち、接地端ＣＥに近い両側２本の主溝がショルダー主溝１２Ａであり、タイヤ赤道ＣＬに近い２本の主溝がセンター主溝１２Ｂである。また、少なくとも２本の主溝が設けられることから、それにより区画されるタイヤ周方向Ａに延びる陸部は３本以上であり、この例では、上記のように５本の陸部が形成されている。そのうち、ショルダー主溝１２Ａよりも接地端ＣＥ側（即ち、タイヤ幅方向外側）の陸部（接地端に最も近い陸部）がショルダー陸部１８である。また、ショルダー主溝１２Ａよりもタイヤ赤道ＣＬ側（即ち、タイヤ幅方向中央側）の陸部であるセンター陸部１４とメディエート陸部１６をまとめて中央側陸部１５という。

接地端ＣＥは、タイヤを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地するトレッド部の接地面におけるタイヤ幅方向の最外位置である。正規リムは、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"となる。正規内圧は、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"であるが、タイヤが乗用車用である場合には１８０ｋＰａとする。また、正規荷重は、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であれば上記の表に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば"LOAD CAPACITY"であるが、タイヤが乗用車用である場合には前記荷重の８８％に相当する荷重とする。なお、以下、特に言及しない場合、タイヤの各部の寸法は、タイヤを正規リムにリム組みし、正規内圧を充填した無負荷状態での値とする。

各陸部１４，１６，１８には、タイヤ周方向Ａに対して交差する方向に延びる横溝２０が、タイヤ周方向Ａに間隔をおいて複数設けられている。そして、上記主溝１２と横溝２０とにより、各陸部１４，１６，１８は、複数のブロック２２をタイヤ周方向Ａに並設してなるブロック列として形成されている。なお、この例では、横溝２０は、タイヤ幅方向Ｂ（タイヤ周方向Ａに直交する方向）に対して斜めに傾斜して延びているが、タイヤ幅方向Ｂに平行に延びるものでもよい。

各陸部１４，１６，１８には、タイヤ周方向Ａに対して交差する方向に延びる複数のサイプ２４，２６がそれぞれ設けられている。サイプ２４，２６は、横溝２０と略平行に設けられており、従って、タイヤ幅方向Ｂに対して斜めに傾斜して延びている。なお、一般にサイプは１．５ｍｍ以下の溝幅を持ち、本実施形態でもそのような溝幅を持つものを採用することができる。

本実施形態において、中央側陸部１５（即ち、センター陸部１４とメディエート陸部１６）に設けられたサイプは二次元サイプ２４である。中央側陸部１５には、サイプとして二次元サイプ２４のみが設けられ、二次元サイプ２４は、各陸部１４，１６において、タイヤ周方向Ａに間隔をおいて複数設けられている。この例では、中央側陸部１５の各ブロック２２には、それぞれタイヤ周方向Ａに間隔をおいて、２本の二次元サイプ２４が設けられており、それらはともにその長さ方向の一端が主溝１２に開口し他端がブロック２２内で終端する片側オープンサイプである。但し、両端がブロック２２内で終端するクローズドサイプや、両端が主溝１２に開口する両側オープンサイプでもよい。

一方、ショルダー陸部１８は、タイヤ幅方向Ｂにおいてタイヤ赤道ＣＬ側の内側領域２８と接地端ＣＥ側の外側領域３０とを有し、内側領域２８に設けられたサイプは二次元サイプ２４であり、外側領域３０に設けられたサイプは三次元サイプ２６である。内側領域２８には、サイプとして二次元サイプ２４のみが設けられ、二次元サイプ２４はタイヤ周方向Ａに間隔をおいて複数設けられている。外側領域３０には、サイプとして三次元サイプ２６のみが設けられ、三次元サイプ２６はタイヤ周方向Ａに間隔をおいて複数設けられている。

この例では、ショルダー陸部１８の各ブロック２２において、内側領域２８では、タイヤ周方向Ａに間隔をおいて２本の二次元サイプ２４が設けられ、それらはともに片側オープンサイプである。また、外側領域３０では、タイヤ周方向Ａに間隔をおいて２本の三次元サイプ２６が設けられ、それらはともに両側クローズドサイプである。但し、これら二次元サイプ２４と三次元サイプ２６をともに両側クローズドサイプとしたり、片側オープンサイプとしたりしてもよい。

ここで、二次元サイプとは、サイプ長さ方向に垂直な断面視にて、直線形状のサイプ内壁面を有するサイプをいう。例えば、トレッド表面においてサイプ長さ方向に直線状または波状に延びるとともに、サイプ深さ方向において変形せずに延びるサイプである。図３は、二次元サイプ２４の一例を示したものである。この二次元サイプ２４は、図３（ａ）に示すように、平面視において直線状部分２４Ａと波線状部分２４Ｂとを有する。図３（ｂ）に示すように、直線状部分２４Ａの一部に深さを小さくする***部２４Ｃが設けられているものの、サイプ形状は深さ方向において変化しておらず、図３（ｃ）に示すように、サイプ長さ方向に垂直な断面視にて直線形状のサイプ内壁面を有する。

一方、三次元サイプとは、サイプ長さ方向に垂直な断面視にて、サイプ幅方向に屈曲した形状のサイプ内壁面を有するサイプをいう。例えば、トレッド表面においてサイプ長さ方向に波状に延びるとともに、サイプ深さ方向において波状に変形しながら延びるサイプである。三次元サイプは、二次元サイプと比較して、対向するサイプ内壁面の噛合力が強いため、陸部の剛性を高めることができる。

このような三次元サイプの一例として、特開２００２−３２１５０９号公報に記載されたような、横断面が波形状となる凹凸列がサイプ内壁面に設けられ、該波形状がサイプ長さ方向の一方側に変位しながらサイプ深さ方向に延びる第１サイプ部と、波形状がサイプ長さ方向の他方側に変位しながらサイプ深さ方向に延びる第２サイプ部とが、サイプ深さ方向に交互に連設されたサイプが挙げられる。

図４は、その一例を示したものである。この三次元サイプ２６は、図４（ａ）に示すように、平面視において直線状部分２６Ａと波線状部分２６Ｂとを有する。図４（ｂ）に示すように、波線状部分２６Ｂは、波形状がサイプ長さ方向の一方側（図において右側）に変位しながらサイプ深さ方向に延びる第１サイプ部３２と、該第１サイプ部３２の下側に連なり波形状がサイプ長さ方向の他方側（図において左側）に変位しながらサイプ深さ方向に延びる第２サイプ部３４と、該第２サイプ部３４の下側に連なる別の第１サイプ部３２とを有する。そのため、図４（ｃ）に示すように、サイプ長さ方向に垂直な断面視にて、サイプ幅方向に屈曲した形状のサイプ内壁面を有する。

ショルダー陸部１８の内側領域２８は、ショルダー陸部１８の幅方向中央部（より詳細には、当該幅方向中央部に位置する境界３６）よりもタイヤ赤道ＣＬ側の領域であり、外側領域３０は、該幅方向中央部（より詳細には、前記境界３６）よりも接地端ＣＥ側の領域である。ここで、内側領域２８と外側領域３０との境界３６が位置するタイヤ幅方向中央部としては、図２に示すように、ショルダー陸部１８の幅をＷとして、ショルダー陸部１８のタイヤ幅方向内側端１８Ａから上記幅Ｗの４０〜６０％の範囲である。すなわち、上記内側端１８Ａから境界３６までの距離Ｗ１はＷ×０．４〜０．６の範囲内で設定することができる。なお、ショルダー陸部１８の幅Ｗは、上記内側端１８Ａから接地端ＣＥまでの距離である。また、内側端１８Ａは、ショルダー陸部１８のうち、タイヤ赤道ＣＬ側に向かって最も張り出した位置である。

本実施形態のショルダー陸部１８では、その幅方向中央部において、二次元サイプ２４と三次元サイプ２６の間に内側領域２８と外側領域３０とを区分するタイヤ周方向Ａに延びる陸部部分３８が設けられている。すなわち、二次元サイプ２４と三次元サイプ２６との間は、所定幅のゴム部分である陸部部分３８によりタイヤ幅方向Ｂにおいて区切られている。この陸部部分３８の幅方向中央に上記境界３６が位置する。陸部部分３８にはタイヤ周方向Ａに延びる溝が設けられておらず、従って、陸部部分３８は溝のない陸部領域である。陸部部分３８の幅は、サイプ２４，２６の溝幅の２倍以上であることが好ましい。

以上よりなる本実施形態であると、ショルダー陸部１８の中でも接地端ＣＥ側の外側領域３０に三次元サイプ２６を設け、ショルダー陸部１８の内側領域２８と、それよりもタイヤ赤道ＣＬ側の中央側陸部１５には、二次元サイプ２４を設けている。そのため、乗り心地性やトラクション性能に対する寄与の大きい中央側陸部１５を含むできるだけ広い範囲において、二次元サイプ２４により陸部剛性を下げることができ、乗り心地性とトラクション性能の向上を図ることができる。一方、接地端ＣＥ付近の領域は、直進走行時には接地長が短く、そのため乗り心地性やトラクション性能に対する寄与は小さいが、コーナリング時に大きな負荷がかかる。このような大きな負荷がかかる接地端ＣＥ付近の領域に三次元サイプ２６を設けたことにより、当該領域に限定して陸部剛性を上げることができ、操縦安定性の向上を図ることができる。そのため、乗り心地性及びトラクション性能と操縦安定性とのバランスを向上することができる。例えば、全ての陸部で二次元サイプを設けたタイヤと比較して、乗り心地性やトラクション性能の低下を最小限に抑えつつ、操縦安定性を向上することができる。

本実施形態であると、また、内側領域２８と外側領域３０の間に上記陸部部分３８を設けたことにより、二次元サイプ２４と三次元サイプ２６がタイヤ周方向Ａから見て重なり部分を持つことがなくなり、それぞれのサイプ２４，２６が設けられた領域がタイヤ幅方向Ｂにおいて分断されている。そのため、コーナリング時、ショルダー陸部１８に大きな負荷がかかったとき、変形の大きい二次元サイプ２４の影響を、三次元サイプ２６が設けられた外側領域３０に及ぼさないようにすることができる。よって、操縦安定性の向上効果を高めることができる。

［第２実施形態］
図５および図６に基づいて第２実施形態に係る空気入りタイヤについて説明する。第２実施形態では、ショルダー陸部１８に副溝４０を設けた点で第１実施形態とは異なる。

すなわち、第２実施形態のトレッド部１０Ａでは、ショルダー陸部１８の幅方向中央部にタイヤ周方向Ａに延びる副溝４０が設けられ、該副溝４０を境界として、二次元サイプ２４が設けられた内側領域２８と三次元サイプ２６が設けられた外側領域３０とがタイヤ幅方向Ｂにおいて区分されている。

ここで、副溝とは、主溝よりも溝幅の小さい周方向溝のことであり、溝幅の異なる複数の主溝を有する場合、最も溝幅の小さい主溝よりも小さい溝幅を持つ。より詳細にいえば、主溝と副溝は次のように定義することができる。主溝は、横溝よりも溝幅の大きい周方向溝であり、溝幅の異なる複数の横溝を有する場合、最も溝幅の大きい横溝よりも大きい溝幅を持つ。副溝は、横溝の溝幅以下の溝幅（但し、サイプよりも幅広）を持つ周方向溝であり、図示した例では、副溝４０は横溝２０よりも溝幅が小さい。

図６に拡大して示すように、副溝４０は、タイヤ周方向Ａに対してやや傾斜しており、ショルダー陸部１８の各ブロック２２をタイヤ幅方向Ｂにおいて２つに分断している。副溝４０の位置は、ショルダー陸部１８の幅をＷとし、ショルダー陸部１８のタイヤ幅方向内側端１８Ａから副溝４０の溝幅中心までの距離をＷ２として、Ｗ２はＷの４０〜６０％の範囲に設定することができる。

第２実施形態であると、二次元サイプ２４が設けられた内側領域２８と、三次元サイプ２６が設けられた外側領域３０との間を、副溝４０により分断したので、コーナリング時、ショルダー陸部１８に大きな負荷がかかったとき、変形の大きい二次元サイプ２４の影響を、三次元サイプ２６が設けられた外側領域３０に及ぼさないようにすることができる。よって、操縦安定性の向上効果を高めることができる。第２実施形態について、その他の構成及び作用効果については第１実施形態と同様であり、説明は省略する。

［その他の実施形態］
上記実施形態では、各陸部１４，１６，１８に横溝２０を設けた場合について説明したが、横溝のない陸部を含んでもよい。また、上記実施形態では、タイヤ赤道ＣＬの両側の陸部において上記サイプ構成を採用したが、片側の陸部のみで上記サイプ構成を採用してもよい。本発明は、乗用車用空気入りタイヤの他、トラックやバスに使用される重荷重用空気入りタイヤ等、種々の空気入りタイヤに適用することができる。

以上、いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

上記実施形態の効果を確認するために、実施例および比較例の空気入りタイヤ（タイヤサイズ：ＬＴ２７５／６５Ｒ１８）について、操縦安定性と乗り心地性とトラクション性能の評価を行った。

実施例１の空気入りタイヤは、上記第１実施形態の特徴を備えたものであり、実施例２の空気入りタイヤは、上記第２実施形態の特徴を備えたものである。比較例１の空気入りタイヤは、中央側陸部１５に二次元サイプ２４を設け、ショルダー陸部１８の全体（内側領域２８及び外側領域３０ともに）に三次元サイプ２６を、それぞれ設けたものであり、その他の構成は実施例１と同じ構成とした。比較例２の空気入りタイヤは、中央側陸部１５に二次元サイプ２４を設け、ショルダー陸部１８の内側領域２８に三次元サイプ２６を、外側領域３０に二次元サイプ２４をそれぞれ設けたものであり、その他の構成は実施例１と同じ構成とした。なお、表１中、「２Ｄサイプ」は二次元サイプを意味し、「３Ｄサイプ」は三次元サイプを意味する。

各評価方法は以下の通りである。空気入りタイヤに空気圧５５０ｋＰａを充填し、１８×８のリムに組み、２ｔクラスの車両に装着して、操縦安定性、乗り心地性、およびトラクション性能について官能評価した。操縦安定性と乗り心地性については乾燥路面にて実施し、トラクション性能については凍結路面にて実施した。それぞれ比較例１の評価を１００として指数化した。指数が大きいほど、良好であることを意味する。

結果は表１に示す通りであり、ショルダー陸部全体のサイプを三次元サイプで構成した比較例１に対し、ショルダー陸部を内側領域と外側領域に分けて外側領域のみを三次元サイプで構成した実施例１，２では、操縦安定性を損なうことなく、乗り心地性とトラクション性能を顕著に改善することができた。

１０，１０Ａ…トレッド部、１２…主溝、１２Ａ…ショルダー主溝、１５…中央側陸部、１８…ショルダー陸部、２４…二次元サイプ、２６…三次元サイプ、２８…内側領域、３０…外側領域、３８…陸部部分、４０…副溝

Claims (3)

1. タイヤ周方向に延びるショルダー主溝と、前記ショルダー主溝よりもタイヤ赤道側の中央側陸部と、前記ショルダー主溝よりも接地端側のショルダー陸部と、をトレッド部に備える空気入りタイヤであって、
   前記中央側陸部と前記ショルダー陸部にはそれぞれ複数のサイプが設けられ、
   前記中央側陸部に設けられたサイプは二次元サイプであり、
   前記ショルダー陸部は、タイヤ幅方向においてタイヤ赤道側の内側領域と接地端側の外側領域とを有し、前記内側領域に設けられたサイプは二次元サイプであり、前記外側領域に設けられたサイプは三次元サイプである、
   空気入りタイヤ。
2. 前記ショルダー陸部の幅方向中央部において、前記二次元サイプと前記三次元サイプの間に前記内側領域と前記外側領域とを区分するタイヤ周方向に延びる陸部部分が設けられた、
   請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ショルダー陸部の幅方向中央部に前記主溝よりも細いタイヤ周方向に延びる副溝が設けられ、前記副溝により前記二次元サイプが設けられた前記内側領域と前記三次元サイプが設けられた前記外側領域とが区分された、
   請求項１記載の空気入りタイヤ。

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