JP4499808B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、トレッドのショルダー部で発生するワイピングを抑制して、アイス性能が向上された空気入りタイヤに関する。

一般に空気入りタイヤでは、トレッドにブロックが形成されることが多い。例えば、特許文献１、２に開示された空気入りタイヤが知られている。特許文献１のタイヤでは、偏摩耗を抑制するためブロック側壁の傾斜を変化させている。特許文献２のタイヤでは、ノイズ低減と耐ハイドロプレーニング性能を抑制するためブロック側壁の一部の傾斜を変化させている。

特開２００６−１３７２３０号公報 特開２００６−１８８２１４号公報

図１に示すように、空気入りタイヤが接地した状態ではトレッドの各部には接地面１００の中心に向かう力（図で矢印で示している）が働く。この力は面内収縮力と呼ばれ、タイヤ周方向に延びる直線状の主溝が刻まれ、該主溝の幅が広い場合、該主溝が閉じる方向に滑りが発生しやすい。特に路面とタイヤとの摩擦係数が小さい氷雪路等では、面内収縮力により該主溝が閉じる現象が発生する（この現象はワイピング現象と呼ばれる）。

ワイピング現象により接地圧分布が不均一になるため、タイヤとの摩擦係数が小さい路面ほど、制動性能が低下するなどの性能劣化が発生しやすくなる。なお、トレッドよりタイヤ半径方向内側に配置されたベルト層のベルトコードとタイヤ周方向とのなす角度は２０度前後であるため、タイヤ周方向に延びる溝においてワイピング現象が発生しやすい。

特許文献１、２に記載のタイヤでは、ワイピングによる制動性能の低下を抑制することができなかった。したがって、本発明の目的は、トレッドのショルダー部で発生するワイピングを抑制して、アイス性能を向上することにある。

本願発明の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延びる主溝と、接地端からタイヤ幅方向内側に延びる横溝とにより、トレッドのショルダー部にブロックの列が形成され、回転方向が指定された空気入りタイヤにおいて、
前記ブロックの踏み込み側の側壁には一体化して成型された三角柱形状の第１突出部を備え、タイヤ幅方向と前記第１突出部の側面とが開き角度θ１をなして幅方向外側に開き、
前記ブロックの蹴り出し側の側壁には一体化して成型された三角柱形状の第２突出部を備え、タイヤ幅方向と前記第２突出部の側面とが開き角度θ２をなして幅方向内側に開き、
前記ブロックの幅方向内側の側壁には、一体化して成型された三角柱形状の第３突出部を備え、タイヤ周方向と前記第３突出部の側面とが開き角度θ３をなして踏み込み側に開いて、前記第１突出部の高さＤ１、前記第２突出部の高さＤ２、前記第３突出部の高さＤ３は前記ブロックの高さＤの１２〜６０％であることを特徴とする。

接地端側を除く、ショルダー部のブロックの各側壁に三角柱形状の第１〜第３突出部をそれぞれ設け、各側壁と各突出部の側面が所定の向きに開くように設けることにより、ワイピングによりブロック働く摩擦力の向きをタイヤ周方向に近づけることができ、その結果、制動時に発生する前後方向の摩擦力を増大することができ、制動性能が向上する。

以下、図面を用いて、本発明に係る空気入りタイヤの実施の形態を説明する。図２ａは本発明に係る空気入りタイヤのブロックを上から見た図であり、図２ｂはブロックを図２ａのＡ方向から見た斜視図である。ブロック３は、トレッドのショルダー部に形成されたブロックであり、タイヤ周方向に延びる主溝１と、接地端Ｅからタイヤ幅方向に延びる横溝２とにより形成されている。なお、Ｒはタイヤ回転方向であり、タイヤＷはタイヤ幅方向（図２ａで右側が幅方向外側になる）である。また、もう一方のショルダー部（図示しない）にもブロックが形成され、以下に示す構成を有し、２つのショルダー部に挟まれた領域には、ブロック及び／又はリブが形成されている。

ブロック３の踏み込み側の側壁１１、蹴り出し側の側壁１２、幅方向内側の側壁１３には、それぞれ、三角柱形状の第１突出部２１が、第２突出部２２、第３突出部２３がブロック３と一体化して成型されている。なお、踏み込み側とは、ブロック３の周方向両端のうち、先に接地する側であり、蹴り出し側とは、踏み込み側とは周方向に対向する側である。

踏み込み側の側壁１１の第１突出部２１は、１つの側面２１ａがタイヤ幅方向Ｗと角度（開き角度）θ１をなして幅方向外側に開くように設けられている。逆に、蹴り出し側の側壁１２の第２突出部２２は、１つの側面２２ａがタイヤ幅方向Ｗと角度（開き角度）θ２をなして幅方向内側に開くように設けられている。そして、幅方向内側の側壁１３の第３突出部２３は、１つの側面２３ａがタイヤ周方向Ｒと角度（開き角度）θ３をなして踏み込み側に開くように設けられている。また、各突出部２１、２２、２３の高さＤ１〜Ｄ３は、ブロック３の高さＤより低くなっている。

図２ａにおいて、各突出部２１、２２、２３の作用効果を説明する。制動時にブロック３には蹴り出し側から踏み込み側に向かう力（図で下向き）が働く。ブロック３主溝１により形成されているので、ブロック３の蹴り出し側で幅方向内側の隅部（図で左上の隅部）は、蹴り出し側で幅方向外側の隅部（図で右上の隅部）より剛性が低く、ブロック３には、反時計回りに回るねじれの力が働く。

このねじれの力に対して、各突出部２１、２２、２３はブロック３の剛性が高められ、ブロック３の接地圧分布が均一化され、その結果、制動性能が向上する。したがって、踏み込み側の第１突出部が幅方向外側に開く形状など、図２に図示した形状とは逆の向きに開いた形状とすると、ねじれの力に対してブロック３の剛性を高める効果が低いため、制動性能はさほど向上しない。また、突出部を三角柱形状ではなく四角柱形状とした場合、同じ効果を得るためには突出部を大きくする必要があり、主溝１や横溝２の溝容積が大きく減少し排水性能が損なわれる。

なお、もう一方のショルダー部のブロック（図示しない）には、時計回りに回るねじれの力が働くため、図２ａに図示した突出部２１〜２３とは左右対称な形状の突出部を設ける。また、氷雪性能を向上させるため、突出部ではない、接地端側の側壁を除く各側壁１１〜１３には、切り欠きを設けてもよい。

本発明のタイヤのブロックに働く摩擦力を摩擦円により模式的に示すと、図３ａのようになる。これに対し、突出部を備えないブロックに働く摩擦力を摩擦円は図３ｂのようになる。図において、２００は摩擦円であり、Ｆは摩擦力、Ｆｘ、Ｆｙはそれぞれ摩擦力Ｆをタイヤ幅方向Ｗ、タイヤ周方向（前後方向）に分解した力である。本発明のブロックでは、前後方向の摩擦力Ｆｙが大きくなっているので、制動性能が向上する。

第１、２突出部２１、２２の側壁２１ａ、２２ａの開き角度θ１、θ２は２〜８度が好ましく、第３突出部２３の側壁２３ａの開き角度θ３は２〜１０度が好ましい。開き角度θ１、θ２、θ３が小さいと本発明の効果が小さく、逆に開き角度θ１、θ２、θ３が大きいと主溝１や横溝２の容積が小さくなり排水性能が損なわれる。また、突出部２１、２２、２３が、ブロック３が主溝１や横溝２を挟んで対向する陸部（ブロックやリブ）に接触しないように開き角度θ１、θ２、θ３を決定することがより好ましい。

第１〜第３突出部２１、２２、２３の高さＤ１〜Ｄ３は、ブロック３の高さＤの１２〜６０％％が好ましく、Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３が等しくなくてもこの範囲にあればよい。Ｄ１などが高さＤの１２％未満であると、ブロック３の剛性を高める効果が低く制動性能がさほど向上しない。Ｄ１などが高さＤの６０％を超えると、主溝１や横溝２の溝容積が小さくなりすぎて排水性能が低下する。

突出部２１、２２の他の側面２１ｂ、２２ｂはタイヤ幅方向Ｗに対して任意の角度で設けることができ、突出部２３の他の側面２３ｂはタイヤ周方向に対して任意の角度で設けることができる。

氷雪路での性能を高めるため、ブロック３にはサイプを適宜設けてもよく、更なるエッジ効果を得るために、ブロック３の側壁１１〜１３には切り欠きを設けてもよい。

本発明に係る実施例タイヤと比較例タイヤを製作して、それぞれのタイヤをセダン型前輪駆動乗用車に装着して評価した。トレッドパターンは図４に示すパターンであり、上述したように各ブロックの側壁にはジグザグ形状の切り欠きを刻んでいる。タイヤサイズは１９５／６５Ｒ１５であった。

実施例１、比較例２は、ショルダー部のブロックが図２に示した突出部を備えたタイヤであり、比較例１はショルダー部のブロックが図２に示した突出部を備えないタイヤであった。各突出部の寸法は表１に示したとおりであった。なお、図４では、各突出部は図示しない。

表１において、アイス制動性能は、アイス路面での４０ｋｍ／ｈからの制動距離（ＡＢＳ使用）を示す。耐ハイドロプレーニング性能は、片側の前輪、後輪のみを水深８ｍｍに湿潤路に浸水した状態で走行したとき、ハイドロプレーニングが常時発生する速度を示す。いずれの数値も比較例１を１００とした数値で表し、数字が大きいほど性能が良いことを示す。

表１によれば、実施例タイヤは、排水性能を損なうことなくアイス路面での制動性能を向上できた。

接地した状態で本発明に係る空気入りタイヤの主溝の側壁を示す図である。 図２ａは本発明に係る空気入りタイヤのブロックを上から見た図であり、図２ｂはブロックを図２ａのＡ方向から見た斜視図である。 図３ａは本発明に係る空気入りタイヤのブロックの摩擦円を示し、図３ｂは従来の空気入りタイヤのブロックの摩擦円を示す。 実施例・比較例に係るトレッドパターンを示す図である。

符号の説明

１ 主溝
２ 横溝
３ ブロック
２１〜２３ 突出部

Claims (2)

1. タイヤ周方向に延びる主溝と、接地端からタイヤ幅方向内側に延びる横溝とにより、トレッドのショルダー部にブロックの列が形成され、回転方向が指定された空気入りタイヤにおいて、
   前記ブロックの踏み込み側の側壁には一体化して成型された三角柱形状の第１突出部を備え、タイヤ幅方向と前記第１突出部の側面とが開き角度θ１をなして幅方向外側に開き、
   前記ブロックの蹴り出し側の側壁には一体化して成型された三角柱形状の第２突出部を備え、タイヤ幅方向と前記第２突出部の側面とが開き角度θ２をなして幅方向内側に開き、
   前記ブロックの幅方向内側の側壁には、一体化して成型された三角柱形状の第３突出部を備え、タイヤ周方向と前記第３突出部の側面とが開き角度θ３をなして踏み込み側に開いていて、
   前記第１突出部の高さＤ１、前記第２突出部の高さＤ２、前記第３突出部の高さＤ３は前記ブロックの高さＤの１２〜６０％であることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記開き角度θ１、θ２は２〜８度であり、前記開き角度θ３は２〜１０度である請求項１に記載の空気入りタイヤ。
   

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