JP5497486B2

JP5497486B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP5497486B2
Application number: JP2010048016A
Authority: JP
Inventors: 淳一郎和田; 直人岡崎
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2010-03-04
Filing date: 2010-03-04
Publication date: 2014-05-21
Anticipated expiration: 2030-03-04
Also published as: JP2011183833A

Description

この発明は、トレッド部に、溝によって区画されたブロックを多数備える空気入りタイヤに関し、より詳細には、ウエット性能とドライ性能との両立を図った空気入りタイヤに関するものである。

主として舗装路面を走行する車両には、ドライ路面では勿論、水膜で覆われたウエット路面のような低μ路でも優れた走行性能を発揮する空気入りタイヤの使用が求められるが、低μ路においては、リブパターンに比べてブロック系のパターンの方が性能に優れることが知られている。

一般に、低μ路での制動や駆動性能を高めるには、例えば特許文献１に開示されるように、ブロックを大きくしてブロックによる路面への接触面積を大きくするとともに、ブロック内に複数本のサイプを刻んでパターンエッジを多く形成することが良いとされている。

特開２００２−１９２９１４号公報

しかしながら、このように複数本のサイプをブロックに形成すると、その分ブロック剛性が低下し、ドライ路面での性能が低下するという不具合がある。このため、ブロックパターンを採用しつつもウエット路面での性能（以下、「ウエット性能」と称する。）とドライ路面での性能（以下、「ドライ性能」と称する。）とを両立させることは困難であった。

それゆえこの発明は、上述した問題点を解決し、ブロック配列の適正化によってウエット性能とドライ性能とを両立させることが可能な空気入りタイヤを提供することを目的とする。

この発明は上記課題を解決するためになされたものであり、この発明の空気入りタイヤは、トレッド部に、溝によって区画され踏面形状が五角形以上の多角形であるブロックを複数備える空気入りタイヤであって、上記トレッド部に、上記ブロックがタイヤ周方向に間隔を置いて並べられたブロック列を二列以上設けるとともに、タイヤ幅方向で隣合う上記ブロック列に属する上記ブロックを、一方の上記ブロック列に属する上記ブロックのタイヤ周方向位置が、他方の上記ブロック列に属する、タイヤ周方向で隣合う上記ブロック同士の間に位置されるとともに、上記一方のブロック列に属する上記ブロックと上記他方のブロック列に属する上記ブロックとがタイヤ周方向視およびタイヤ幅方向視の双方において部分的に重なるよう千鳥状に配列することにより、上記ブロックが密集配置されたブロック群を形成し、上記ブロック群内の単位実接地面積当たりの上記ブロックの個数であるブロック個数密度を、０．００３〜０．０４（個／ｍｍ^２）の範囲内とし、上記ブロック群に属する上記ブロックにおいて、該ブロックの幅方向長さを該ブロックの周方向長さに対して１．２倍以上４．０倍以下とし、上記ブロックを区画する溝の、タイヤ周方向に隣合う上記ブロック間に挟まれた溝部分の溝壁の少なくとも一方を、該溝部分の溝底に垂直な面に対して、該溝部分の溝幅がトレッド踏面に向かうに連れて漸増する方向に、５度以上１０度以下の範囲で傾斜させ、前記ブロックを区画する溝の、タイヤ周方向に隣合う前記ブロック間に挟まれた溝部分の溝幅を、前記ブロックを区画する溝の、千鳥関係にある前記ブロック間に挟まれた溝部分の溝幅よりも大としたことを特徴とするものである。なお、ここでいう「単位接地面積」は、空気入りタイヤをＪＡＴＭＡＹＥＡＲＢＯＯＫに規定されている標準リムに装着し、ＪＡＴＭＡＹＥＡＲＢＯＯＫでの適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力（内圧−負荷能力対応表の太字荷重）に対応する空気圧（最大空気圧）の１００％の内圧を充填し、最大負荷能力を負荷したときのものである。使用地又は製造地において、ＴＲＡ規格、ＥＴＲＴＯ規格が適用される場合は各々の規格に従う。

かかる空気入りタイヤにあっては、トレッド部にブロックが密集配置されたブロック群を形成し、ブロック群内の単位実接地面積当たりのブロックの個数であるブロック個数密度を、０．００３〜０．０４個／ｍｍ^２の範囲内としたことにより、ブロックの支え合いにより適度なブロック剛性が確保されブロックの接地性が向上するとともに、パターンエッジが増大し、優れたウエット性能が得られる。

また、ドライ路面およびウエット路面のいずれにおいても操縦安定性に支配的となるのはブロックのタイヤ幅方向のせん断剛性であるところ、ここではブロック群に属するブロックにおいて、ブロックの幅方向長さをブロックの周方向長さに対して１．２倍以上４．０倍以下としたことにより、各ブロックのタイヤ幅方向のせん断剛性を増大することができ、優れた操縦安定性を得ることができる。また、ブロックの幅方向長さを上記範囲内とすることで、例えばブロックに隣接してタイヤ周方向に延びる比較的太幅の周方向溝を設けた場合においても、ブロック自体の横方向への剛性が大きいことから、操縦安定性に対する影響が小さくなる。

また、ブロックを区画する溝の、タイヤ周方向に隣合うブロック間に挟まれた溝部分の溝壁の少なくとも一方を、該溝部分の溝底に垂直な面に対して、該溝部分の溝幅がトレッド踏面に向かうに連れて漸増する方向に、５度以上１０度以下の範囲で傾斜させたことにより、ブロックのタイヤ周方向のせん断剛性を高めることができて、良好なトラクション性能を得ることができる。これは、特に、ブロックの幅方向長さを周方向長さに対して４．０倍近くに設定した場合に有利となる。

したがって、この発明の空気入りタイヤによれば、ブロック配列を適正化することにより、ウエット性能とドライ性能との両立を図ることができる。

また、この発明の空気入りタイヤにあっては、上記ブロックの踏面形状を八角形とすることが好ましい。

この発明によれば、ウエット性能とドライ性能とを両立させることが可能な空気入りタイヤを提供することが可能となる。

（ａ）はこの発明にしたがう実施の形態の空気入りタイヤ（実施例１、２のタイヤ）のトレッドパターンの展開図であり、（ｂ）は図１（ａ）中のＡ−Ａ線、Ｂ−Ｂ線に沿う断面図、（ｃ）は図１（ａ）中のＣ−Ｃ線に沿う断面図、（ｄ）は図１（ａ）中のＤ−Ｄ線に沿う断面図である。（ａ）はこの発明の比較例としての空気入りタイヤ（比較例１のタイヤ）のトレッドパターンの展開図であり、（ｂ）は図２（ａ）中のＥ−Ｅ線、Ｆ−Ｆ線に沿う断面図、（ｃ）は図２（ａ）中のＧ−Ｇ線に沿う断面図、（ｄ）は図２（ａ）中のＨ−Ｈ線に沿う断面図である。従来技術にしたがう空気入りタイヤ（従来例１のタイヤ）のトレッドパターンの展開図である。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づき説明する。図１は、この発明による空気入りタイヤのトレッドパターンの展開図である。図中、Ｅはタイヤ赤道面を示し、ＴＥはトレッド接地端を示している。

空気入りタイヤは、図示を省略したが、慣例に従い一対のビード部および一対のサイドウォール部と、トレッド部とを有し、これら各部を、各ビード部に埋設したビードコア相互間に亘り補強するカーカスを有する。カーカスはラジアルプライ、バイアスプライのいずれでも良い。ラジアルプライの場合は、カーカス外周でトレッド部を補強するベルトを備える。

図１において、トレッド部１には、溝３によって区画されたブロック４が多数設けられている。ブロック４は、その踏面形状が八角形であるが、これに限らず五角形や六角形などの多角形や円形としても良く、八角形とすることが好ましい。八角形とすることで、タイヤ幅方向に延びるエッジを確実に配置できるとともに、後述のようにブロック４を千鳥状にかつ密に配置しやすくなる。なお、必要に応じて、トレッド部１に、タイヤ周方向に延びる一本または複数本の周方向溝を設けても良い。

各ブロック４は、タイヤ周方向に間隔を置いて並べられており、それによりトレッド部１に複数列、図示例では八列のブロック列５が形成されている。ここに、タイヤ幅方向で隣合うブロック列５に属するブロック４は、一方のブロック列５に属するブロック４のタイヤ周方向位置が、他方のブロック列５に属する、タイヤ周方向で隣合うブロック４同士の間に位置されるとともに、一方のブロック列５に属するブロック４と他方のブロック列５に属するブロック４とがタイヤ周方向視およびタイヤ幅方向視の双方において部分的に重なるよう千鳥状に配列されて、これにより、トレッド部１に、ブロック４が密集配置されてなるブロック群Ｇが形成されている。

ブロック４を区画する溝３は、タイヤ周方向に隣合うブロック３間に挟まれた溝部分（以下、「太溝部分」と称する。）３ａと、千鳥関係にあるブロック３間に挟まれた溝部分（以下、「細溝部分」と称する。）３ｂと、を有する。太溝部分３ａの溝幅は、細溝部分３ｂの溝幅よりも大である。細溝部分３ｂは、タイヤ接地状態、すなわち、空気入りタイヤをＪＡＴＭＡＹＥＡＲＢＯＯＫに規定されている標準リムに装着し、ＪＡＴＭＡＹＥＡＲＢＯＯＫでの適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力（内圧−負荷能力対応表の太字荷重）に対応する空気圧（最大空気圧）の１００％の内圧を充填し、最大負荷能力を負荷した状態にて、接地面内で閉塞する程度の溝幅に設定されている。太溝部分３ａは、上記タイヤ接地状態にて、接地面内で閉塞しない程度の溝幅に設定されている。したがって、細溝部分３ｂは、タイヤ転動時に該細溝部分３ｂに隣接するブロック３の壁面間を接触させてブロック４の剛性を高める機能を有し、一方、太溝部分３ａは、ウエット路面走行時に、路面上の水を吸収および排出する機能を有する。

ブロック群Ｇ内の単位実接地面積当たりのブロック４の個数であるブロック個数密度Ｄは、０．００３〜０．０４個／ｍｍ^２の範囲内にあり、当該ブロック個数密度Ｄは、ブロック群Ｇの幅をＷ（ｍｍ）、ブロック群Ｇ内の任意のブロック列５におけるブロック４の基準ピッチ長さをＰＬ（ｍｍ）、該ブロック群Ｇの幅Ｗと該基準ピッチ長さＰＬとで仮想的に区画される基準区域Ｚ（点線で囲まれた区域）内に存在するブロック４の個数をａ（個）、該基準区域Ｚ内のネガティブ率をＮ（％）としたとき、

から算出することができる。ただし、各ブロック群Ｇの幅Ｗは、ブロック群Ｇをタイヤ幅方向に沿って計測した距離であり、ブロック個数密度Ｄは、各ブロック群Ｇの実接地面積（溝分を除いた面積）の単位面積当りに何個のブロック４が存在するかということを密度として表現したものである。ちなみに、例えば通常のスタッドレスタイヤの場合には、この密度Ｄは概ね０．００２以下となる。なお、基準区域Ｚ内のブロック４の個数ａをカウントするに際して、ブロック４が基準区域Ｚの内外に跨って存在し、一個として数えることができない場合は、基準区域Ｚを跨るブロック４の表面積に対する、基準区域内に残った同ブロック４の残存面積の比率を用いて数えることとする。例えば、基準区域Ｚの内外に跨り、基準区域Ｚ内にその半分しか存在しないブロック４の場合は、１／２個と数えることができる。

各ブロック群Ｇにおけるブロック個数密度Ｄが０．００３個／ｍｍ^２未満の場合は、ブロック４が大きくなる結果、パターンエッジが不足するおそれがあり、一方、ブロック個数密度Ｄが０．０４個／ｍｍ^２を超えるとブロック４が小さくなりすぎ、その結果ブロック剛性が低下して接地性が悪化し、制動性能が低下するおそれがある。また、ブロック個数密度Ｄを、０．００３５〜０．０３個／ｍｍ^２の範囲内とすれば、ブロック剛性の確保とパターンエッジの増大との両立をより高い次元で達成することができる。

また、ブロック群Ｇ内でのネガティブ率Ｎは５％〜５０％とすることが好ましい。ブロック群Ｇ内でのネガティブ率Ｎが５％未満の場合は、溝容積が小さくなりすぎ排水性が不充分となるとなる他、ブロック４が大きくなりすぎてパターンエッジの増大を図ることができず、一方、５０％を超えると接地面積が小さくなりすぎて、ブロック剛性が低下する。

ここに、ブロック群Ｇに属するブロック４において、該ブロック４の幅方向長さＷ_４は、該ブロック４の周方向長さＬ_４に対して１．２倍以上４．０倍以下にある。「ブロックの幅方向長さ」とは、ブロック４をタイヤ幅方向に沿って測定した直線距離（最大値）であり、「ブロックの周方向長さ」とは、ブロック４をタイヤ周方向に沿って測定した直線距離（最大値）である。

また、図１（ｄ）に示すように、ブロック４を区画する溝３の、太溝部分３ａの溝壁の少なくとも一方、ここでは両溝壁は、太溝部分３ａの溝底に垂直な面ｍに対して、該太溝部分３ａの溝幅がトレッド踏面に向かうに連れて漸増する方向に、５度以上１０度以下の範囲（最大値）で傾斜している。すなわち、５度≦θ≦１０度の関係を満たす。

以下、この発明による効果を説明する。トレッド部１にブロック４が密集配置されたブロック群Ｇを形成し、ブロック群Ｇ内の単位実接地面積当たりのブロック４の個数であるブロック個数密度Ｄを、０．００３〜０．０４個／ｍｍ^２の範囲内とした空気入りタイヤでは、ブロック４の支え合いにより適度なブロック剛性が確保されブロック４の接地性が向上し、またブロック４が小型化されるとともに充分に密に配置される結果、ブロック剛性を確保しつつもパターンエッジ（全ブロック４の総エッジ長さ）を著しく増大させることができる。よって、ウエット性能を顕著に向上させることができる。

また、ドライ路面およびウエット路面のいずれにおいても操縦安定性に支配的となるのはブロック４のタイヤ幅方向のせん断剛性であるところ、ここではブロック群Ｇに属するブロック４において、ブロック４の幅方向長さＷ_４をブロック４の周方向長さＬ_４に対して１．２倍以上４．０倍以下としたことにより、各ブロック４のタイヤ幅方向のせん断剛性を増大することができ、優れた操縦安定性を得ることができる。また、ブロック４の幅方向長さＷ_４を上記範囲内とすることで、例えばブロック４に隣接してタイヤ周方向に延びる比較的太幅の周方向溝（図示省略）を設けた場合においても、ブロック４自体の横方向への剛性が大きいことから、操縦安定性に対する影響が小さくなる。

また、ブロックを区画する溝３の、タイヤ周方向に隣合うブロック４間に挟まれた太溝部分３ａの溝壁の少なくとも一方を、該太溝部分３ａの溝底に垂直な面ｍに対して、該太溝部分３ａの溝幅がトレッド踏面に向かうに連れて漸増する方向に、５度以上１０度以下の範囲で傾斜させたことにより、ブロック４のタイヤ周方向のせん断剛性を高めることができて、良好なトラクション性能を得ることができる。これは、特に、ブロック４の幅方向長さＷ_４を周方向長さＬ_４に対して４．０倍近くに設定した場合に有利となる。

したがって、この空気入りタイヤによれば、ブロック配列を適正化することにより、ウエット性能とドライ性能との両立を図ることができる。

ところで、ブロック群Ｇに属するブロック４において、該ブロック４の幅方向長さＷ_４は、該ブロックの周方向長さＬ_４に対して１．２倍以上４．０倍以下とすることで充分なタイヤ幅方向のせん断剛性が得られるが、当該値が１．２倍未満であると、ブロック４のタイヤ幅方向のせん断剛性が低下し、操縦安定性が充分でなくなるおそれがある。一方、当該値が４．０倍を超えると、上述のブロック個数密度Ｄを固定して考えた場合に、ブロック４のタイヤ周方向のせん断剛性が低下し、トラクション性能や微小舵角での応答性が低下する。ここでブロック個数密度Ｄを固定して考えている理由は、ブロック個数密度Ｄが小さくなると本発明の効果の一つであるブロック４の密集配置によるウエット性能の向上等が損なわれるためであり、またブロック個数密度Ｄを大きくすることはブロック４そのものが小さくなることであり、操縦安定性等を悪化させるおそれがあるからである。

また、ブロック４を区画する溝３の、太溝部分３ａの溝壁を５度以上１０度以下の範囲で傾斜させることで、ブロック４のタイヤ周方向のせん断剛性を高めることができて、良好なトラクション性能およびブレーキ性能を得ることができるが、当該値が５度未満であると、ブロック４のタイヤ周方向のせん断剛性を充分高めることができず、一方、当該値が１０度を超えると、各ブロック４の踏面の接地面積が減少しウエット性能が低下するおそれがある。

この発明の効果を確かめるために、この発明の範囲に含まれる空気入りタイヤ（実施例１、２のタイヤ）と、この発明の範囲外である比較としての空気入りタイヤ（比較例１〜３のタイヤ）と、従来技術にしたがう空気入りタイヤ（従来例１のタイヤ）を用意し、それぞれについて、ウエット性能およびドライ性能を評価した。各タイヤは、乗用車用ラジアルプライタイヤで、タイヤサイズが２０５／５５Ｒ１６である。

実施例１、２のタイヤ、比較例１〜３のタイヤおよび従来例１のタイヤの詳細を図面番号も併せて表１に示す。なお、実施例１、２のタイヤ、比較例１〜３のタイヤおよび従来例１のタイヤはいずれも、トレッド全体のネガティブ率が同等であり、従来例１のタイヤでは矩形の各ブロック４にサイプ６が三本形成されている。

表１に示す各タイヤを供試タイヤとして、実車による操縦安定性能の試験を実施した。試験では、リムサイズを６．５×１６とし、内圧を２３０ｋＰａ（相対圧）とし、各供試タイヤを実車に装着し、プロのドライバーによるドライ路面およびウエット路面のテストコース走行により実施した。車両には、前輪駆動のセダンタイプのものを使用した。評価結果を表２に示す。なお、表２中の結果は、操縦安定性能を１０点満点で評価したものであり、点数が高い方が性能が良いことを示している。

表２が示す結果から、実施例１、２のタイヤは従来例１のタイヤおよび比較例１〜３のタイヤ対比で、ウエット性能およびドライ性能が向上していること分かる。

かくしてこの発明の適用により、ブロック配列の適正化によってウエット性能とドライ性能とを両立させることが可能となった。

１トレッド部
３溝
３ａ太溝部分
３ｂ細溝部分
４ブロック
５ブロック列

Claims

トレッド部に、溝によって区画され踏面形状が五角形以上の多角形であるブロックを複数備える空気入りタイヤであって、
前記トレッド部に、前記ブロックがタイヤ周方向に間隔を置いて並べられたブロック列を二列以上設けるとともに、タイヤ幅方向で隣合う前記ブロック列に属する前記ブロックを、一方の前記ブロック列に属する前記ブロックのタイヤ周方向位置が、他方の前記ブロック列に属する、タイヤ周方向で隣合う前記ブロック同士の間に位置されるとともに、前記一方のブロック列に属する前記ブロックと前記他方のブロック列に属する前記ブロックとがタイヤ周方向視およびタイヤ幅方向視の双方において部分的に重なるよう千鳥状に配列することにより、前記ブロックが密集配置されたブロック群を形成し、
前記ブロック群内の単位実接地面積当たりの前記ブロックの個数であるブロック個数密度を、０．００３〜０．０４（個／ｍｍ^２）の範囲内とし、
前記ブロック群に属する前記ブロックにおいて、該ブロックの幅方向長さを該ブロックの周方向長さに対して１．２倍以上４．０倍以下とし、
前記ブロックを区画する溝の、タイヤ周方向に隣合う前記ブロック間に挟まれた溝部分の溝壁の少なくとも一方を、該溝部分の溝底に垂直な面に対して、該溝部分の溝幅がトレッド踏面に向かうに連れて漸増する方向に、５度以上１０度以下の範囲で傾斜させ、
前記ブロックを区画する溝の、タイヤ周方向に隣合う前記ブロック間に挟まれた溝部分の溝幅を、前記ブロックを区画する溝の、千鳥関係にある前記ブロック間に挟まれた溝部分の溝幅よりも大としたことを特徴とする空気入りタイヤ。
前記ブロックの踏面形状を八角形とした、請求項１に記載の空気入りタイヤ。