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JP7502599B2 - タイヤ - Google Patents
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Description

本発明は、ドライ操安性及びウェット操安性をバランス良く改善したタイヤに関する。
ドライ操縦安定性能(以下、「ドライ操安性」と称する場合がある)を向上させるためには、陸部剛性を確保する観点から、トレッド表面において溝面積を低減させることが一般的である。これに対し、ウェット操縦安定性能(以下、「ウェット操安性」と称する場合がある)を向上させるためには、排水性を確保する観点から、トレッド表面において溝面積を増加させることが一般的である。従って、ドライ操安性の向上及びウェット操安性の向上は、二律背反の関係にある。
この二律背反の関係にある2つの性能の一方を向上させるにあたって他方への影響を軽減し、結果的にドライ操安性及びウェット操安性双方の改善を図った技術が提案されている。
例えば、特許文献1には、トレッド部に、タイヤ周方向に延長するストレート主溝よりもタイヤ幅方向外側に凸状に湾曲した弧状の傾斜溝が形成された空気入りタイヤが開示されている。特許文献1に記載の空気入りタイヤでは、ショルダー域のパターンを、陸部がタイヤ周方向に連続する非ブロックパターンとすることで、ショルダー域の陸部の剛性を増大させ、ひいては操縦安定性を向上させることができる。このような構造の下、特許文献1に記載の空気入りタイヤでは、傾斜溝のタイヤ周方向に対する角度をタイヤ幅方向外側に向けて小さくし、且つトレッド部の傾斜溝間に補助傾斜溝を設けて、ショルダー陸部をタイヤ幅方向とタイヤ周方向とにジグザグ状に連続させることにより、排水性能が維持される。即ち、特許文献1の構成によれば、排水性能を維持しつつ、操縦安定性を向上させることが可能である。
また、特許文献2には、トレッド部に、タイヤ周方向に連続して延びる一対のクラウン主溝よりもタイヤ幅方向外側に所定の間隔で配置された第1横溝と、第1横溝間に配置された第2横溝と、第1横溝間に配置され且つ第2横溝よりもタイヤ幅方向外側に配置された第3横溝と、を有する空気入りタイヤが示されている。特許文献2に記載の空気入りタイヤでは、その図1から判るように、第3横溝を形成することによってパターンの溝面積を増加させることにより、優れたウェット操安性が実現される。このような構造の下、特許文献2に記載の空気入りタイヤでは、第3横溝のタイヤ幅方向内端が第2横溝のタイヤ幅方向外端よりもタイヤ幅方向外側に位置していることにより、第1横溝間のショルダー領域の陸部の剛性が大きく確保されるため、操縦安定性能が高く維持される。従って、特許文献2に記載の空気入りタイヤでは、ウェット操安性が向上されつつドライ操安性が高く維持される。
特許第4145346号公報 特開2018-76036号公報
ところで、特許文献1に記載されたタイヤでは、傾斜溝のタイヤ周方向に対する角度がタイヤ幅方向外側に延在するほど小さい。そのため、傾斜溝のタイヤ幅方向の外端から排出された水が補助傾斜溝を介してトレッド接地端の外側へとスムーズに排出されないおそれがある。従って、特許文献1に記載の技術においてはその排水性能ひいてはウェット操安性は必ずしも良好とはいえず、さらに改良の余地がある。
また、特許文献2に記載されたタイヤでは、ショルダー側に配置された第3横溝のタイヤ幅方向の長さが第2横溝のタイヤ幅方向の長さよりも小さい。そのため、トレッド部のショルダー側の部分においてウェット路面上の水膜を除去する除水効果が十分ではなく、タイヤのショルダー部分がウェット路面に十分に接地することができないおそれがある。従って、特許文献2に記載の技術においても排水性能ひいてはウェット操安性は必ずしも良好とはいえず、さらに改良の余地がある。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的はドライ操安性とウェット操安性とをバランス良く改善したタイヤを提供することにある。
本発明に係るタイヤは、少なくとも2本の周方向主溝を備えるとともに、上記周方向主溝のタイヤ幅方向両外側に複数の傾斜溝が形成され、タイヤ平面視で、タイヤ幅方向最外側の上記周方向主溝の少なくともいずれかについて、タイヤ幅方向内縁及び外縁の少なくともいずれかが波状プロファイルを呈し、上記波状プロファイルのうち溝側に凸となる部分からタイヤ幅方向外側に延在するとともに、深さが上記周方向主溝の溝深さよりも小さい第1の分岐溝が形成されている、ことを特徴とする。
本発明に係るタイヤでは、周方向主溝及びその近傍領域について改良を加えている。従って、本発明に係るタイヤによれば、ドライ操縦安定性能及びウェット操安性をバランス良く改善することが可能となる。
図1は、本実施形態のタイヤのトレッド表面の一例を示す平面図である。 図2は、図1に示す周方向主溝と第1の分岐溝を示す平面図及びタイヤ子午断面図である。
以下、本発明に係るタイヤの実施形態(以下に示す、基本形態及び付加的形態1~6)を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、これらの実施の形態は、本発明を限定するものではない。また、上記実施の形態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。さらに、上記実施の形態に含まれる各種形態は、当業者が自明の範囲内で任意に組み合わせることができる。
<基本形態>
以下に、本発明に係るタイヤについて、その基本形態を説明する。以下の説明において、タイヤ径方向とは、タイヤの回転軸と直交する方向をいい、タイヤ径方向内側とはタイヤ径方向において回転軸に向かう側、タイヤ径方向外側とはタイヤ径方向において回転軸から離れる側をいう。また、タイヤ周方向とは、上記回転軸を中心軸とする周り方向をいう。さらに、タイヤ幅方向とは、上記回転軸と平行な方向をいい、タイヤ幅方向内側とはタイヤ幅方向においてタイヤ赤道面(タイヤ赤道線)に向かう側、タイヤ幅方向外側とはタイヤ幅方向においてタイヤ赤道面から離れる側をいう。なお、タイヤ赤道面CLとは、タイヤの回転軸に直交するとともに、タイヤのタイヤ幅の中心を通る平面である。
図1は、本実施形態のタイヤのトレッド表面の一例を示す平面図である。図1において、符号Eは、接地端線(連続する接地端をタイヤ周方向に連ねた線)を示す。
図1に示されるタイヤ10のトレッド部Tはゴム材(トレッドゴム)から構成される。図1に示されるように、タイヤ径方向最外部に位置するトレッド部Tの表面(トレッド表面12)は、車両走行時に路面と接触する。また、図1に示されるように、トレッド表面12には、所定模様のトレッドパターンが刻まれている。図1に示されるトレッドパターンは、タイヤ赤道面CLのタイヤ幅方向両側間で非対称なパターンであり、基本形態の一例である。
図1に示すように、タイヤ10のトレッド部Tのトレッド表面12には、少なくとも2本の周方向主溝14(同図では2本の周方向主溝14)と、傾斜溝16と、第1の分岐溝18と、第2の分岐溝20とが設けられている。また、図1に示すように、タイヤ10のトレッド部Tのトレッド表面12には、これらの溝14、16、18、20により、センター陸部X、ショルダー陸部Yが区画形成されている。なお、センター陸部X及びショルダー陸部Yは、周方向に連なる陸部(リブ)である。
各周方向主溝14は、タイヤ周方向に延在している。なお、基本形態では、各周方向主溝14は、そのタイヤ幅方向内縁がタイヤ周方向に直線状に延びているが、これに限定されず、例えばタイヤ周方向に波状に延びるように形成されてもよい。図1に示す例では、各周方向主溝14のタイヤ幅方向内側部分には面取り部14aが形成されている。
傾斜溝16は、タイヤ幅方向最外側の周方向主溝(図1では周方向主溝14)のタイヤ幅方向外側に位置し、タイヤ幅方向外側に向かってタイヤ幅方向に対して傾斜して延在し、ショルダー陸部Y内で終端している。基本形態では、傾斜溝16は、タイヤ周方向に関して一定の間隔で設けられている。しかし、これに限定されず、傾斜溝16は、タイヤ周方向に関して不均一な間隔で設けられてもよい。
以下、規定リムに組み込んで規定内圧の5%の内圧を充填した無負荷状態における空気入りタイヤの各溝の寸法を例示する。即ち、例えば、サイズ225/45R17のタイヤについては、周方向主溝14の溝幅は、10mm~20mmであり、その深さは、6.0mm~8.0mmであり、それらの間隔は、20mm~40mmである。傾斜溝16の溝幅は、6.5mm~7.5mmであり、その溝深さ(最大値)は、4.3mm~7.0mmである。本明細書において、溝幅とは、溝の延在方向に垂直な方向における最大寸法であり、溝深さとは、溝がないとした場合における(タイヤ子午断面視での)タイヤプロファイルから溝底までタイヤ径方向に測定した際の最大寸法である。
ここで、規定リムとは、JATMAに規定される「適用リム」、TRAに規定される「Design Rim」、又はETRTOに規定される「Measuring Rim」をいう。また、規定内圧とは、JATMAに規定される「最高空気圧」、TRAに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、又はETRTOに規定される「INFLATION PRESSURES」をいう。
このような前提の下、基本形態に係るタイヤ10では、タイヤ平面視で、周方向主溝のうちタイヤ幅方向最外側の周方向主溝14の少なくともいずれか(図1に示す例ではいずれも)について、タイヤ幅方向内縁及び外縁の少なくともいずれか(図1に示す例では外縁のみ)が波状プロファイルPwを呈する。
また、基本形態に係るタイヤ10では、波状プロファイルPwのうち溝側に凸となる部分からタイヤ幅方向外側に延在するとともに、深さが周方向主溝14の溝深さよりも小さい第1の分岐溝18が形成されている。ここで、溝側に凸となる部分とは、波状プロファイルPwのタイヤ幅方向最内側位置と最外側位置とのタイヤ幅方向中点を基準とし、当該中点よりもタイヤ幅方向の溝側に位置する部分を意味する。
ここで、例えば、サイズ225/45R17のタイヤについては、第1の分岐溝18の溝幅は、14mm~16mmであり、その溝深さは、0.5mm~1.5mmである。
(作用等)
基本形態に係るタイヤ10では、所定の周方向主溝14の、タイヤ幅方向内縁及び外縁の少なくともいずれかを、波状プロファイルPwとしている。このように、周方向主溝14のタイヤ幅方向内縁及び外縁の少なくともいずれかのプロファイルを、タイヤ幅方向に振幅する波状とすることで、周方向主溝14に出入りする水の移動を活発にすることができる。これにより、ウェット路面走行時に、水がタイヤ周方向に移動するとともに、タイヤ赤道面CL付近からタイヤ幅方向外側に向かって、センター陸部X、周方向主溝14、ショルダー陸部Y、傾斜溝16へと効率的に移動することとなる。その結果、図1に示すタイヤ10によれば、排水性能を高めることができる(作用効果1)。
次に、そもそも、波状プロファイルPwのうち溝側に凸となる部分は周方向主溝14の溝幅が狭いため、そのタイヤ周方向位置での近傍陸部の剛性が高い一方、陸部側に凸となる部分は周方向主溝14の溝幅が広いため、そのタイヤ周方向位置での近傍陸部の剛性は低い。そこで、基本形態に係るタイヤ10では、近傍陸部の剛性が高い部分、即ち波状プロファイルPwのうち溝側に凸となる部分、からタイヤ幅方向外側に延在するとともに、深さが周方向主溝14の溝深さよりも小さい第1の分岐溝18を形成している。このように、図1に示すタイヤ10によれば、近傍陸部の剛性の高い部分に、新たに第1の分岐溝18を形成するに際して第1の分岐溝18を浅溝化することで、近傍陸部の剛性を十分に確保しつつ、さらに排水性を高めることができる(作用効果2)。
以上に示すように、基本形態のタイヤでは、タイヤ幅方向内縁及び/又は外縁のプロファイルを波状とすること、及び比較的溝深さの小さい第1の分岐溝を周方向主溝から延在させることにより、上記作用効果1及び作用効果2が相まって、ドライ操安性及びウェット性能をバランス良く改善することができる。
なお、以上に示す、基本形態に係るタイヤ10は、図示しないが、従来のタイヤと同様の子午断面形状を有する。ここで、タイヤの子午断面形状とは、タイヤ赤道面CLと垂直な平面上に現れるタイヤの断面形状をいう。基本形態に係るタイヤ10は、タイヤ子午断面視で、タイヤ径方向内側から外側に向かって、ビード部、サイドウォール部、ショルダー部及びトレッド部を有する。そして、上記タイヤは、例えば、タイヤ子午断面視で、トレッド部から両側のビード部まで延在して一対のビードコアの周りで巻回されたカーカス層と、カーカス層のタイヤ径方向外側に順次形成された、ベルト層及びベルト補強層とを備える。
また、以上に示す基本形態に係るタイヤは、通常の各製造工程、即ち、タイヤ材料の混合工程、タイヤ材料の加工工程、グリーンタイヤの成型工程、加硫工程及び加硫後の検査工程等を経て得られるものである。基本形態のタイヤを製造する場合には、加硫用金型の内壁に、例えば、図1に示すトレッドパターンに対応する凸部及び凹部を形成し、この金型を用いて加硫を行う。
なお、以上に示した本基本形態のタイヤは、特に空気入りタイヤとすることが好適であるが、空気入りタイヤ以外であっても図1に示すトレッドパターンを有するタイヤであれば、本発明の範囲に含まれるものである。
<付加的形態>
次に、本発明に係るタイヤの上記基本形態に対して、任意選択的に実施可能な、付加的形態1から6を説明する。
(付加的形態1)
基本形態においては、図1に示す第1の分岐溝18のタイヤ幅方向外端は陸部内で終端すること(付加的形態1)が好ましい。第1の分岐溝18のタイヤ幅方向外端を陸部内で終端させることで、ショルダー陸部Yの剛性をさらに高めることができ、ひいてはドライ操安性及びウェット性能をいずれもさらに改善することができる。
(付加的形態2)
図2は、図1に示す周方向主溝と第1の分岐溝を示す平面図(上図)及びタイヤ子午断面図(下図)である。なお、図2における下図は、上図のA-A´線断面である。基本形態又は基本形態に付加的形態1を加えた形態においては、第1の分岐溝18の深さが、周方向主溝14の深さの5%以上60%以下であること(付加的形態2)が好ましい。
周方向主溝14の深さDcに対する第1の分岐溝18の深さDb1の割合(以下、「割合[(Db1/Dc)×100]」と称する場合がある。)を5%以上とすることで、第1の分岐溝18の溝容積を過度に小さくすることなく、排水性能をさらに高めて、特にウェット性能をさらに高めることができる。これに対し、割合[(Db1/Dc)×100]を60%以下とすることで、第1の分岐溝18の近傍陸部の剛性を過度に小さくすることなく、近傍陸部の剛性をさらに高めて、ドライ操安性及びウェット性能をいずれもさらに改善することができる。
なお、割合[(Db1/Dc)×100]を7%以上50%以下とした場合には、上記効果がそれぞれさらに高いレベルで奏されるためより好ましく、10%以上40%以下とした場合には、上記効果がそれぞれ極めて高いレベルで奏されるため極めて好ましい。
(付加的形態3)
基本形態又は基本形態に付加的形態1、2の少なくともいずれかを加えた形態においては、図1に示す波状プロファイルPwが周方向主溝14のタイヤ幅方向外縁に存在すること(付加的形態3)が好ましい。
波状プロファイルPwを周方向主溝14のタイヤ幅方向外縁に存在させることで、特に波状プロファイルPwに隣接するショルダー陸部Yの剛性を調整することができる。これにより、ショルダー陸部Yに対し、センター陸部Xの剛性が低く、車両走行時にセンター陸部Xのタイヤ摩耗が激しい場合に、ショルダー陸部Yの剛性を適度に設定する(具体的には下げる)ことができ、特にドライ操安性をさらに改善することができる。なお、このようなショルダー陸部Yの剛性の調整によって、センター陸部Xとショルダー陸部Yとの摩耗のバランスを高めることもできる。
(付加的形態4)
基本形態又は基本形態に付加的形態1~3の少なくともいずれかを加えた形態においては、図1に示す傾斜溝16のタイヤ幅方向内端は陸部内で終端し、タイヤ幅方向外端は接地端のタイヤ幅方向内側で終端すること(付加的形態4)が好ましい。傾斜溝16のタイヤ幅方向両端を陸部内(タイヤ幅方向外端については接地端に達しない範囲)で終端させ、傾斜溝16をショルダー陸部Y内で独立させることで、ショルダー陸部Yの剛性をさらに高めることができ、ひいてはドライ操安性及びウェット性能をいずれもさらに改善することができる。
なお、傾斜溝16の溝深さは、周方向周溝14の溝深さの80%以上100%以下とすることがさらに好ましい。周方向主溝14の深さDcに対する傾斜溝16の深さDgの割合(以下、「割合[(Dg/Dc)×100]」と称する場合がある。)を80%以上とすることで、傾斜溝16の溝容積を過度に小さくすることなく、排水性能をさらに高めて、特にウェット性能をさらに高めることができる。これに対し、割合[(Dg/Dc)×100]を100%以下とすることで、傾斜溝16の近傍陸部の剛性を過度に小さくすることなく、近傍陸部の剛性をさらに高めて、ドライ操安性及びウェット性能をいずれもさらに改善することができる。
なお、割合[(Dg/Dc)×100]を83%以上97%以下とした場合には、上記効果がそれぞれさらに高いレベルで奏されるためより好ましく、85%以上95%以下とした場合には、上記効果がそれぞれ極めて高いレベルで奏されるため極めて好ましい。
(付加的形態5)
基本形態又は基本形態に付加的形態1~4の少なくともいずれかを加えた形態においては、図1に示す傾斜溝16からタイヤ周方向に分岐するとともに、ショルダー陸部Y内で終端する第2の分岐溝20が、1本の傾斜溝16に対して少なくとも2本形成されていること(付加的形態5)が好ましい。
ここで、例えば、サイズ225/45R17のタイヤについては、第2の分岐溝20の溝幅は、13.5mm~15.5mmであり、その溝深さは、4.3mm~7.0mmである。
また、本形態において、タイヤ周方向とは、タイヤ周方向に対して0°以上30°以下の角度範囲を意味し、さらに、第2の分岐溝20がタイヤ周方向に対してなす角は、傾斜溝16がタイヤ周方向に対してなす角と同じ側の角を意味する。
第2の分岐溝20を傾斜溝16からタイヤ周方向に分岐させることで、第2の分岐溝20により区画形成された陸部が、タイヤ幅方向のエッジ成分を殆ど含まず、これにより車両走行時に当該陸部が変形することを高いレベルで抑制することができる。これにより、ドライ操安性及びウェット性能をいずれもさらに改善することができる。
また、第2の分岐溝20をショルダー陸部Y内で終端させることで、ショルダー陸部Yの剛性をさらに高めて、ドライ操安性及びウェット性能をいずれもさらに改善することができる。
さらに、このような第2の分岐溝20を、1本の傾斜溝16に対して少なくとも2本形成することで、排水性能を高め、ひいてはウェット性能をさらに改善することができる。
(付加的形態6)
基本形態又は基本形態に付加的形態1~5の少なくともいずれかを加えた形態においては、図1とは異なりタイヤ赤道面について対称であるトレッドパターンを有するとともに、回転方向が指定され、第2の分岐溝20の延在方向がタイヤ周方向に対して10°以上30°以下であること(付加的形態5)が好ましい。
ここで、第2の分岐溝20がタイヤ周方向に対してなす角は、傾斜溝16がタイヤ周方向に対してなす角と同じ側の角を意味する。
本形態は、上述した少なくともいずれかの技術を、トレッドパターンがタイヤ赤道面について対称であって、かつ、回転方向が指定されたタイヤに適用することができることを確認的に示したものである。
このような観点から、第2の分岐溝20の延在方向をタイヤ周方向に対して10°以上30°以下とすることで、周方向主溝から、第2の分岐溝を介して、傾斜溝への水の流れを効率的に生じさせることができ、さらに排水性能を高め、特にウェット性能をさらに改善することができる。なお、第2の分岐溝20の延在方向をタイヤ周方向に対して15°以上25°以下とすることで、上記効果がさらに高いレベルで奏されるためさらに好ましい。
タイヤサイズを225/45R17 91Wとし、発明例1から6に係るタイヤ、並びに従来例のタイヤを作製した。なお、これらのタイヤの細部の諸条件については、以下の表1、表2に示すとおりである。
なお、表1、表2中、周方向主溝、傾斜溝、第1の分岐溝、第2の分岐溝、割合[(Db1/Dc)×100]、については、いずれも、本明細書中で説明した記載に準拠するものである。
このように作製した、発明例1から6に係るタイヤ、並びに従来例のタイヤを、17×7.0Jのアルミニウム製のリムに240kPaで組み付け、各試験タイヤをFR方式の試験車両(排気量:2000cc)に装着し、以下の要領に従い、ドライ操安性及びウェット操安性についての評価を行った。
(ドライ操安性)
各試験タイヤを装着した車両で乾燥路面のテストコースを走行した際の、テストドライバーによる官能性評価を実施した。そして、この算出結果に基づいて従来例を基準(100)とした指数評価を行った。評価結果を表1に併記する。この評価は、指数が大きいほど、ドライ操安性が高いことを示す。
(ウェット操安性)
各試験タイヤを装着した車両で水膜1mmの路面のテストコースを走行した際の、テストドライバーによる官能性評価を実施した。そして、この算出結果に基づいて従来例を基準(100)とした指数評価を行った。評価結果を表1に併記する。この評価は、指数が大きいほど、ウェット操安性が高いことを示す。
Figure 0007502599000001
Figure 0007502599000002
表1及び表2によれば、本発明の技術的範囲に属する(即ち、周方向主溝及びその近傍領域について改良を加えた)発明例1から6のタイヤについては、いずれも、本発明の技術的範囲に属しない、従来例のタイヤに比べて、ドライ操安性及びウェット操安性がバランス良く改善されていることが判る。
10 タイヤ
12 トレッド表面
14 周方向主溝
14a 面取り部
16 傾斜溝
18 第1の分岐溝
20 第2の分岐溝
CL タイヤ赤道面
Pw 波状プロファイル
T トレッド部
X センター陸部
Y ショルダー陸部

Claims (6)

  1. 少なくとも2本の周方向主溝を備えるとともに、前記周方向主溝のタイヤ幅方向両外側に複数の傾斜溝が形成されたタイヤであって、
    タイヤ平面視で、タイヤ幅方向最外側の前記周方向主溝の少なくともいずれかについて、タイヤ幅方向内縁及び外縁の少なくともいずれかが波状プロファイルを呈し、
    前記波状プロファイルのうち溝側に凸となる部分からタイヤ幅方向外側に延在するとともに、深さが前記周方向主溝の溝深さよりも小さい第1の分岐溝が形成されており、
    前記傾斜溝のタイヤ幅方向内端は陸部内で終端し、タイヤ幅方向外端は接地端のタイヤ幅方向内側で終端する、ことを特徴とするタイヤ。
  2. 前記第1の分岐溝のタイヤ幅方向外端は陸部内で終端する、請求項1に記載のタイヤ。
  3. 前記第1の分岐溝の深さは、前記周方向主溝の深さの5%以上60%以下である、請求項1又は2に記載のタイヤ。
  4. 前記波状プロファイルが前記周方向主溝の少なくともタイヤ幅方向外縁に存在する、請求項1~3のいずれか1項に記載のタイヤ。
  5. 前記傾斜溝からタイヤ周方向に分岐するとともに、陸部内で終端する第2の分岐溝が、1本の傾斜溝に対して少なくとも2本形成されている、請求項1~4のいずれか1項に記載のタイヤ。
  6. タイヤ赤道面について対称であるトレッドパターンを有するとともに、回転方向が指定され、前記第2の分岐溝の延在方向がタイヤ周方向に対して10°以上30°以下である、請求項5に記載のタイヤ。
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