JP4872004B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、乾燥路面と氷雪路面の両方で優れた操縦安定性を発揮することができる空気入りタイヤに関する。

従来、春から秋にかけての暖かな時季には、サマータイヤと呼ばれる夏用タイヤが使用され、冬の寒い時季には、特に氷雪路面を走行する場面で、スタッドレスタイヤに代表される冬用タイヤが使用されることが多い。スタッドレスタイヤは、踏面にサイプと呼ばれる切り込みを形成しており、このサイプによるエッジ効果や除水効果によって、摩擦係数が低い氷雪路面での操縦安定性（以下、スノー操安性と呼ぶ。）が高められる。

ところで、昨今では、暖冬の影響もあってか降雪が減少しており、またタイヤの履き替えが面倒であることから、１年を通して使用できる所謂オールシーズンタイヤに対する需要が高まりつつある。オールシーズンタイヤでは、乾燥路面での操縦安定性（以下、ドライ操安性と呼ぶ。）に加えて、冬道でのスノー操安性が要求されるが、これらの両立は一般に困難であった。即ち、サマータイヤでは、サイプを削減して陸部の剛性を高めることでドライ操安性を向上するのに対し、スタッドレスタイヤでは、サイプを多めに設定してエッジ効果を高めることでスノー操安性を向上しており、サイプ密度や陸部の剛性に関して、両性能は背反する関係にあった。

下記特許文献１〜３では、氷雪路面での走行に使用される空気入りタイヤにおいて、非対称パターンを有した接地面を車両装着内側と車両装着外側の二つの領域に分けて考え、その二つの領域間における溝面積の関係を種々に設定している。しかしながら、本発明者が研究を重ねたところ、ドライ操安性とスノー操安性との両立を良好に実現するには、接地面を二つの領域として捉える手法では十分でなく、また溝面積の設定だけでは改善効果が小さいうえ、溝面積については溝方向に応じた設定が必要であることが分かった。

特開平１１−３４２７０６号公報 特開２００６−２９７９９１号公報 特開２００７−１６１１２３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、乾燥路面と氷雪路面の両方で優れた操縦安定性を発揮することができ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できる。本発明の第１の態様によれば、接地面をタイヤ幅方向に三等分したときに中央に位置するセンター領域と、車両装着内側に位置するイン側領域と、車両装着外側に位置するアウト側領域の各々に、タイヤ周方向に沿って主溝が延設された空気入りタイヤにおいて、前記アウト側領域には、一端が閉鎖して他端が接地端に至る横溝により複数のブロックに区画され、タイヤ周方向に延びる短寸の細溝が形成されているブロック状陸部と、前記ブロック状陸部のタイヤ幅方向内側に位置し、タイヤ周方向に延びる細溝によって複数の細リブに区画されているリブ状陸部とが設けられ、サイプのタイヤ幅方向長さを実面積で除して得られるラテラルサイプ密度が、接地面全域よりセンター領域で大きく、横溝の溝面積を実面積で除して得られるラテラル溝密度が、接地面全域よりイン側領域で大きく、周方向溝の溝面積を実面積で除して得られるサーカム溝密度が、接地面全域よりアウト側領域で大きいことを特徴とする空気入りタイヤが提供される。

この空気入りタイヤでは、接地面を三つの領域に分けて捉えており、乾燥路面と氷雪路面における各領域の挙動や機能に着目して、上記の如きブロック状陸部とリブ状陸部をアウト側領域に設けるとともに、特定の領域に対してラテラルサイプ密度、ラテラル溝密度又はサーカム溝密度を設定している。このような構成に基づき、具体的には下記の作用効果を奏して、乾燥路面と氷雪路面の両方で優れた操縦安定性を発揮することができる。

一般に、乾燥路面での旋回走行では、接地長が長くなるアウト側領域において、ドライ操安性に対する寄与が高くなる傾向にある。この空気入りタイヤでは、リブ構造を有するリブ状陸部を設けているため、アウト側領域で陸部の剛性を確保しやすく、それによってドライ操安性を向上できる。そのうえ、旋回時の負荷が特に高い接地端の近傍には、所謂リブ・ブロック構造のブロック状陸部を設けているため、陸部の剛性を適切に確保して、優れたドライ操安性を発揮することができる。

一方、氷雪路面での旋回走行では、アウト側領域で横方向のエッジ効果を高めることが重要であり、この空気入りタイヤでは、アウト側領域のサーカム溝密度を相対的に大きくして、スノー操安性の向上を図っている。しかも、アウト側領域では上記のように陸部の剛性を確保する必要があるため、リブ状陸部をリブ構造とし、ブロック状陸部をリブ・ブロック構造としながら、それぞれに細溝を設けることでサーカム溝密度を大きくしている。尚、サーカム溝密度の算出に用いる周方向溝には、主溝だけでなく、ブロック状陸部やリブ状陸部に形成された細溝も含まれる。

また、氷雪路面では、一般に、キャンバー角を設定している場合であっても、アウト側領域やイン側領域に比べてセンター領域の接地圧が高くなる傾向にある。この空気入りタイヤでは、そのように接地圧が高くなりがちなセンター領域のラテラルサイプ密度を相対的に大きくし、それによって前後方向のエッジ効果を高めているため、氷雪路面での制動性能やトラクション性能を向上して、優れたスノー操安性を発揮できる。加えて、イン側領域ではラテラル溝密度が相対的に大きいことから、雪柱剪断効果やエッジ効果を十分に発揮して、氷雪路面での制動性能やトラクション性能を向上できる。

前記第１の態様に基づく本発明の第２の態様によれば、ラテラルサイプ密度がセンター領域よりもイン側領域で小さいものが提供される。昨今ではキャンバー角を設定している車両が多く、乾燥路面での通常走行では、接地長が長くなるイン側領域において、ドライ操安性に対する寄与が高くなる傾向にある。上記第２の態様によれば、ラテラルサイプ密度がセンター領域よりもイン側領域で小さいことから、イン側領域で陸部の剛性を確保しやすく、乾燥路面での制動性能やトラクション性能を高めて、ドライ操安性を向上できる。

前記第１又は第２の態様に基づく本発明の第３の態様によれば、イン側領域の接地端に近い陸部をサイプレス構造としたものが提供される。かかる構成によれば、イン側領域において特に負荷が高くなりがちな陸部の剛性を適切に確保し、乾燥路面での制動性能やトラクション性能を効果的に高めて、ドライ操安性を更に向上することができる。

前記第１〜３のいずれかの態様に基づく本発明の第４の態様によれば、前記リブ状陸部を二本の細リブで構成して、そのタイヤ幅方向外側の細リブをサイプレス構造としたものが提供される。かかる構成によれば、リブ状陸部を構成する細リブのうち、旋回時に負荷が高くなりがちな細リブの剛性を適切に確保して、旋回時におけるドライ操安性を効果的に向上できる。

前記第１〜４のいずれかの態様に基づく本発明の第５の態様によれば、センター領域とイン側領域に設けられた陸部が、横溝によりタイヤ周方向に分断された複数のブロックからなるブロック列で構成されているものが提供される。かかる構成によれば、氷雪路面で接地圧が高くなりがちなセンター領域にて雪柱剪断効果や前後方向のエッジ効果を十分に発揮し、氷雪路面での制動性能やトラクション性能を高めて、スノー操安性を向上できる。また、イン側領域のラテラル溝密度を大きく設定しやすくなるため、スノー操安性の向上に有益である。

前記第１〜５のいずれかの態様に基づく本発明の第６の態様によれば、センター領域にタイヤ赤道を通る陸部が設けられているものが提供される。このようなタイヤ赤道を通る陸部は、氷雪路面における接地圧の上昇が顕著であることから、センター領域のラテラルサイプ密度を大きくした本発明の上記構成が特に有用となる。

本発明に係る空気入りタイヤが有するトレッドパターンの一例を示す展開図 本発明の別実施形態に係るトレッドパターンを示す展開図 本発明の別実施形態に係るトレッドパターンを示す展開図 比較例１のトレッドパターンを示す展開図

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。本実施形態では、空気入りタイヤのトレッド１０に、図１に示すような左右非対称のトレッドパターンが形成されている例を示す。この空気入りタイヤは、装着方向指定型のタイヤであり、車両に装着する際には、図１の右側を車両の外側に向けるように指定されている。

接地面１１は、一対の接地端Ｅを両端とする領域である。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地する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。

二本の破線ＢＬは、接地面１１をタイヤ幅方向に三等分する仮想線である。この三つの領域のうち、中央に位置する領域をセンター領域１、その車両装着内側に位置する領域をイン側領域２、その車両装着外側に位置する領域をアウト側領域３としており、それらの領域の各々に、タイヤ周方向に沿って主溝が延設されている。本実施形態では、四本の主溝２１〜２４と、それにより分断された五つの陸部３１〜３５とを設けている。

アウト側領域３には、主溝２４によって分断されたブロック状陸部３５とリブ状陸部３４が設けられている。ブロック状陸部３５は、一端が閉鎖して他端が接地端Ｅに至る横溝４３により複数のブロック３５ａに区画され、そのブロック３５ａ同士が部分的に連結された所謂リブ・ブロック構造を有する。また、ブロック状陸部３５には、タイヤ周方向に延びる短寸の細溝５２が形成されている。細溝５２は、タイヤ周方向に間隔を設けて直列状に並べられている。

リブ状陸部３４は、ブロック状陸部３５のタイヤ幅方向内側に位置し、タイヤ周方向に連続して延びる細溝５１によって複数の（本実施形態では二本の）細リブ３４ａ，３４ｂに区画されている。細溝５１と細溝５２は、主溝よりも浅く形成されており、その深さは例えば主溝の深さの５０〜７０％である。また、細溝５１，５２の溝幅は、例えば、２．５〜４ｍｍであり、主溝の溝幅の２０〜４０％である。本実施形態では、破線ＢＬが細リブ３４ａ上に位置するものの、細リブ３４ｂと細溝５１はアウト側領域３内に収まっている。

センター領域１には、タイヤ赤道ＣＬからずれた位置に二本の主溝２２，２３が設けられ、それらの間にタイヤ赤道ＣＬを通る陸部３３が設けられている。陸部３３は、タイヤ周方向と交差する方向に延びた横溝４２によってタイヤ周方向に分断され、複数のブロック３３からなるブロック列として構成されている。

イン側領域２には、主溝２１によって分断された陸部３１と陸部３２が設けられている。この陸部３１，３２は、タイヤ周方向と交差する方向に延びた横溝４１によってタイヤ周方向に分断されており、複数のブロック３１ａ，３２ａからなるブロック列として構成されている。横溝４１は、横溝４２や横溝４３よりも溝幅を大きくして形成されている。

陸部３２，陸部３３及び細リブ３４ａには、それぞれタイヤ幅方向に沿ってサイプ６が形成されている。サイプ６の深さは、例えば主溝の深さの３０〜８０％であり、サイプ６の幅は、例えば０．３〜０．８ｍｍである。本実施形態では、横溝４１〜４３とサイプ６がタイヤ幅方向と平行に延びているが、これらがタイヤ幅方向に対して傾斜していても構わない。

周方向溝（本実施形態では、主溝２１〜２４と細溝５１，５２が該当する。）の溝面積を実面積で除して得られるサーカム溝密度は、接地面１１全域よりアウト側領域３で大きく、それによって氷雪路面での旋回時に横方向のエッジ効果が高められる。これには、細溝５１と細溝５２を設けたことが大きく寄与している。アウト側領域３では、旋回時のドライ操安性に対する寄与が高いことから、このようにサーカム溝密度を大きくしながらも、リブ状陸部３４をリブ構造とし、ブロック状陸部３５をリブ・ブロック構造とすることで、陸部の剛性を適切に確保できるようにしている。

また、サイプのタイヤ幅方向長さを実面積で除して得られるラテラルサイプ密度が、接地面１１全域よりセンター領域１で大きく、それによって氷雪路面では前後方向のエッジ効果が高められる。ここで、サイプのタイヤ幅方向長さは、サイプをタイヤ幅方向に計測した長さであり、実面積は、溝面積と陸部面積とを足した面積である。更に、横溝の溝面積を実面積で除して得られるラテラル溝密度が、接地面１１全域よりイン側領域２で大きく、雪柱剪断効果やエッジ効果を十分に発揮して、氷雪路面での制動性能やトラクション性能を向上できる。以上の結果、このタイヤでは、乾燥路面と氷雪路面の両方で優れた操縦安定性を発揮することができる。

センター領域１において氷雪路面での前後方向のエッジ効果を十分に高めるために、接地面１１全域のラテラルサイプ密度ＬＳＤに対する、センター領域１のラテラルサイプ密度ＬＳＤ１の比ＬＳＤ１／ＬＳＤは、１．２以上であることが好ましい。また、この比ＬＳＤ１／ＬＳＤは、１．２〜１．９が好ましく、１．５〜１．８がより好ましい。これが１．９を超えると、センター領域１の陸部の剛性が低くなり過ぎ、ドライ操安性の向上効果が小さくなる傾向にある。

イン側領域２において氷雪路面での雪柱剪断効果などを十分に高めるために、接地面１１全域のラテラル溝密度ＬＧＤに対する、イン側領域２のラテラル溝密度ＬＧＤ２の比ＬＧＤ２／ＬＧＤは、１．１以上であることが好ましい。また、この比ＬＧＤ２／ＬＧＤは１．１〜１．５が好ましく、１．２〜１．４がより好ましい。これが１．５を超えると、イン側領域２のブロック３１ａ，３２ａの長さを確保し難くなり、他領域に設けられる陸部との寸法バランスが崩れる恐れがある。雪柱剪断効果は、溝内に押し込められて形成された雪柱の剪断応力を利用してトラクションを得る効果である。

アウト側領域３において氷雪路面での横方向のエッジ効果を十分に高めるために、接地面１１全域のサーカム溝密度ＣＧＤに対する、アウト側領域３のサーカム溝密度ＣＧＤ３の比ＣＧＤ３／ＣＧＤは、１．２以上であることが好ましい。また、この比ＣＧＤ３／ＣＧＤは１．２〜２が好ましく、１．３〜１．９がより好ましい。これが２を超えると、アウト側領域３において陸部面積を確保し難くなり、特に旋回時におけるドライ操安性の向上効果が小さくなる傾向にある。

ラテラルサイプ密度は、センター領域１よりもイン側領域２で小さいことが好ましい。これにより、乾燥路面での通常走行時に接地長が長くなるイン側領域２にて、陸部の剛性を確保し、制動性能やトラクション性能を高めてドライ操安性の向上に寄与できる。かかる改善効果が十分に得られるように、センター領域１のラテラルサイプ密度ＬＳＤ１に対する、イン側領域２のラテラルサイプ密度ＬＳＤ２の比ＬＳＤ２／ＬＳＤ１は、０．７以下であることが好ましい。また、この比ＬＳＤ２／ＬＳＤ１は０．４〜０．７であることが好ましい。

本実施形態では、イン側領域２の接地端Ｅに近い陸部３１を、実質的にサイプを形成していないサイプレス構造としている。これにより、イン側領域２において負荷が高くなりがちな陸部３１の剛性を適切に確保し、乾燥路面での制動性能やトラクション性能を効果的に高めて、ドライ操安性を更に向上できる。また、この場合には、センター領域１よりもイン側領域２でラテラルサイプ密度を小さくしやすいため、上述した点において有益である。

本実施形態では、リブ状陸部３４を構成する二本の細リブ３４ａ，３４ｂのうち、タイヤ幅方向外側に位置した細リブ３４ｂがサイプレス構造となっており、更にはブロック状陸部３５にもサイプレス構造を採用している。このため、旋回時に負荷が高くなりがちなアウト側領域３の陸部については、特に剛性を十分に確保できるようにして、ドライ操安性の効果的な向上を図っている。

ブロック状陸部３５の剛性を適切に確保する観点から、細溝５２はブロック３５ａよりも短いことが好ましく、その長さＬ１は、例えばブロック３５ａの長さＬ２の３０〜５０％に設定される。細溝５２は、横溝４３の延長方向からずれて形成されることが好ましく、それによってブロック状陸部３５に低剛性の部分が形成されることを回避できる。

本実施形態では、氷雪路面で接地圧が高くなりがちなセンター領域１にて、陸部３３がブロック列で構成されているため、雪柱剪断効果や前後方向のエッジ効果を良好に発揮できる。タイヤ赤道ＣＬを通る陸部３３では、氷雪路面における接地圧の上昇が顕著であることから、センター領域１のラテラルサイプ密度を大きくした上記構成が特に有用となる。また、イン側領域２の陸部３１，３２がブロック列で構成されていることから、氷雪路面での制動性能やトラクション性能を高めて、スノー操安性の向上に寄与できる。

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、接地面を上記の如く構成すること以外は、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。

本発明に係る空気入りタイヤのトレッドパターンは、前述の実施形態で示したものに限られず、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の改良変更が可能である。図２は、図１のトレッドパターンにおいて細溝５２を更に短くした例である。図３は、図１のトレッドパターンにおいて短寸の細溝５２を二列で並べた例であり、これによってアウト側領域３のサーカム溝密度を更に大きくできるため、ドライ操安性の向上に有効である。

本発明の構成と効果を具体的に示すため、乾燥路面と氷雪路面とで操縦安定性のフィーリング試験を実施した。テストタイヤとしては、図４に示したサイプ付きブロックのみのトレッドパターンを有する比較例１、図１に示したトレッドパターンにおいて細溝５２を形成していない比較例２、図１のトレッドパターンを有する実施例１、図２のトレッドパターンを有する実施例２、及び、図３のトレッドパターンを有する実施例３を用意し、何れもタイヤサイズを１９５／６５Ｒ１５とした。評価結果は、比較例１を１００として指数で示し、数値が大きいほど操縦安定性（ドライ操安性、スノー操安性）に優れていることを示す。表１に評価結果を示す。

表１に示すように、実施例１〜３は、比較例１よりもドライ操安性とスノー操安性に優れており、また比較例２に比べるとドライ操安性が僅かに劣るものの、スノー操安性については良好に改善できていることが分かる。このように、本発明に係る空気入りタイヤでは、トレッドの接地面を上記のように構成することによって、乾燥路面と氷雪路面の両方で優れた操縦安定性を発揮することができている。

１ センター領域
２ イン側領域
３ アウト側領域
６ サイプ
１０ トレッド
１１ 接地面
２１〜２４ 主溝
３４ リブ状陸部
３４ａ 細リブ
３４ｂ 細リブ
３５ ブロック状陸部
３５ａ ブロック
４１〜４３ 横溝
５１ 細溝
５２ 短寸の細溝
ＣＬ タイヤ赤道

Claims (6)

1. 接地面をタイヤ幅方向に三等分したときに中央に位置するセンター領域と、車両装着内側に位置するイン側領域と、車両装着外側に位置するアウト側領域の各々に、タイヤ周方向に沿って主溝が延設された空気入りタイヤにおいて、
   前記アウト側領域には、一端が閉鎖して他端が接地端に至る横溝により複数のブロックに区画され、タイヤ周方向に延びる短寸の細溝が形成されているブロック状陸部と、前記ブロック状陸部のタイヤ幅方向内側に位置し、タイヤ周方向に延びる細溝によって複数の細リブに区画されているリブ状陸部とが設けられ、
   サイプのタイヤ幅方向長さを実面積で除して得られるラテラルサイプ密度が、接地面全域よりセンター領域で大きく、横溝の溝面積を実面積で除して得られるラテラル溝密度が、接地面全域よりイン側領域で大きく、周方向溝の溝面積を実面積で除して得られるサーカム溝密度が、接地面全域よりアウト側領域で大きいことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. ラテラルサイプ密度がセンター領域よりもイン側領域で小さい請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. イン側領域の接地端に近い陸部をサイプレス構造とした請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記リブ状陸部を二本の細リブで構成して、そのタイヤ幅方向外側の細リブをサイプレス構造とした請求項１〜３いずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. センター領域とイン側領域に設けられた陸部が、横溝によりタイヤ周方向に分断された複数のブロックからなるブロック列で構成されている請求項１〜４いずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
6. センター領域にタイヤ赤道を通る陸部が設けられている請求項１〜５いずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

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