JP4510906B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、スタッドレスタイヤとして好適であり、偏摩耗の発生を抑制しつつ氷上性能と雪上性能とをバランス良く向上させた空気入りタイヤに関する。

氷雪路を走行するスタッドレスタイヤでは、従来、トレッド部を、周方向にのびる縦主溝により中央の陸部と、その外側の中間の陸部と、さらにその外側の外の陸部とに区分するとともに、各陸部をブロック列とした所謂５本のブロック列からなるトレッドパターンが広く採用されている（例えば特許文献１、２参照）。その理由としては、ブロック列が６本以上の場合、ブロックサイズが過小となってパターン剛性が不足傾向となり、ドライ路面での操縦安定性の確保が難しくなるという問題が生じ、逆に４本以下の場合、雪柱せん断力が不足して雪上性能の確保が難しくなるという問題が生じるからである。

そしてこのような５本ブロック列のトレッドパターンにおいて、各ブロックに設けるサイピングの形状や形成数、トレッドパターンのランド比、溝深さ等を適正化することで、氷雪上性能の向上が図られている。

特開２００５−２８０３６７号公報 特開２００６−２９８０５７号公報

しかし近年の車両の高速化、高性能化にともない、氷雪上性能のさらなる向上が望まれている。

このような状況に鑑み、本発明者が研究した結果、タイヤが接地する際、タイヤ赤道上をのびる中央の陸部における周方向の接地長さは、他の陸部における接地長さよりも大となる。従って、限られたトレッド接地巾において、前記中央の陸部の巾を増すことにより、他の陸部の巾を増す場合に比べて接地面積を増大することができ、氷上でのグリップ性を高めうるなど氷上性能の向上に有利となることが判明した。しかし前記中央の陸部の巾の増加にともなって外の陸部の巾が減じる場合には、外の陸部の剛性が低下するため、雪上での剛性感の低下を招く。従って、氷上性能と雪上性能とをバランス良く向上させるためには、中間の陸部の巾を減じつつ、中央の陸部および外の陸部の巾をそれぞれ増加させることが重要であることを究明し得た。しかしこのとき、中間の陸部の巾が過度に減じた場合には、この中間の陸部に所謂パンチング摩耗（偏摩耗が発生し、接地性を早期に低下させるという新たな問題が発生する。

そこで本発明は、中央の陸部と中間の陸部と外の陸部との巾を特定することを基本として、中間の陸部での偏摩耗の発生を抑制しつつ氷上性能と雪上性能とをバランス良く向上しうる空気入りタイヤを提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、トレッド部に、タイヤ赤道の両側をタイヤ周方向にのびる内の縦主溝と、その外側に配される外の縦主溝とからなりかつ溝巾ＨＧが４ｍｍ以上の４本の縦主溝を設けることにより、前記内の縦主溝間に中央の陸部、内の縦主溝と外の縦主溝との間に中間の陸部、及び外の縦主溝とトレッド接地縁との間に外の陸部を具えた空気入りタイヤであって、
前記中央の陸部と中間の陸部と外の陸部は、各陸部を横切る横溝によって区画されるブロックが周方向に並ぶブロック列からなり、しかも各ブロックにサイピングが配されるとともに、
前記中央の陸部のタイヤ軸方向の陸部巾Ｗｃは、トレッド接地巾ＴＷの１０〜１５％、前記中間の陸部のタイヤ軸方向の陸部巾Ｗｍは、トレッド接地巾ＴＷの１５〜２２％、かつ前記外の陸部のタイヤ軸方向の陸部巾Ｗｓは、トレッド接地巾ＴＷの１５〜２２％とし、
しかも、前記中間の陸部に、タイヤ周方向にのびかつ溝巾Ｈｇが２〜６ｍｍの縦細溝を設けることにより、前記中間の陸部を、該縦細溝よりもタイヤ軸方向内側となる中間の内陸部分と、タイヤ軸方向外側となる中間の外陸部分とに区分したことを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記中間の内陸部分のタイヤ軸方向の陸部巾をＷｍｉ、前記中間の外陸部分のタイヤ軸方向の陸部巾をＷｍｏとしたとき、前記陸部巾Ｗｍｏ、Ｗｍｉ、Ｗｓ、Ｗｃは以下の関係を充足することを特徴としている。
Ｗｓ＞Ｗｃ＞Ｗｍｏ＞Ｗｍｉ

又請求項３の発明では、前記中央の陸部に設ける横溝の横溝深さをＤｃ、前記外の陸部に設ける横溝の横溝深さをＤｓ、前記中間の陸部に設ける横溝のうちの前記内陸部分に配される内横溝部分の横溝深さをＤｍｉ、前記中間の陸部に設ける横溝のうちの前記外陸部分に配される外横溝部分の横溝深さをＤｍｏとしたとき、各横溝深さＤｃ、Ｄｓ、Ｄｍｉ、Ｄｍｏは以下の関係を充足することを特徴としている。
Ｄｓ≧Ｄｍｏ＞Ｄｃ≧Ｄｍｉ

又請求項４の発明では、前記中央の陸部に配する横溝は、タイヤ赤道を横切る中央溝部と、この中央溝部の両側に連なる外側溝部とからなり、かつ外側溝部の溝巾は、中央溝部の溝巾よりも大としたことを特徴としている。

又請求項５の発明では、前記外側溝部は、前記内の縦主溝に向かって溝巾が増加することを特徴としている。

又請求項６の発明では、前記中央の陸部に配する横溝は、タイヤ赤道を横切る中央溝部と、この中央溝部の両側に連なる外側溝部とからなり、かつ外側溝部の溝深さは、中央溝部の溝深さよりも大としたことを特徴としている。

なお前記トレッド接地縁とは、正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した状態のタイヤに正規荷重を負荷した時に接地しうる領域のタイヤ軸方向最外端縁を意味し、又このトレッド接地縁間の距離をトレッド接地巾ＴＷと呼ぶ。

又前記「正規リム」とは、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" 、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"を意味する。前記「正規内圧」とは、前記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"を意味するが、乗用車用タイヤの場合には１８０ｋＰａとする。前記「正規荷重」とは、前記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であれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "LOAD CAPACITY"である。

本発明は叙上の如く、中央の陸部の陸部巾、中間の陸部の陸部巾、および外の陸部の陸部巾を、それぞれ所定範囲に特定しているため、中間の陸部での偏摩耗の発生を抑制しつつ氷上性能と雪上性能とをバランス良く向上しうる。又前記中間の陸部に縦細溝を設け、この中間の陸部の横剛性を減じているため、直進から旋回への過渡特性、及びレーンチェンジ時のつながり感を向上させることができる。

以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。図１には本発明の空気入りタイヤが乗用車用のスタッドレスタイヤである場合のトレッドパターンが例示されている。

図１に示すように、前記空気入りタイヤ１は、トレッド部２に、タイヤ赤道Ｃの両側をタイヤ周方向にのびる内の縦主溝３ｉと、その外側に配される外の縦主溝３ｏとからなる４本の縦主溝３を設けている。これにより前記トレッド部２に、前記内の縦主溝３ｉ、３ｉ間の中央の陸部４ｃ、前記内の縦主溝３ｉと外の縦主溝３ｏとの間の中間の陸部４ｍ、及び前記外の縦主溝３ｏとトレッド接地縁Ｔｅとの間の外の陸部４ｓを形成している。

前記縦主溝３は、溝巾ＨＧを４ｍｍ以上とした幅広溝である。この縦主溝３では、耐偏摩耗性の観点から、溝壁面とトレッド面とが交わるエッジ部が周方向に直線状にのびることが好ましく、さらには排水性や雪柱せん断力の観点から、溝断面形状を一定として周方向に直線状にのびる直線溝であるのが好ましい。又縦主溝３の溝深さＤＧ（図２に示す）は、特に規制されないが、乗用車用のスタッドレスタイヤの場合、８．０〜１０．０ｍｍの範囲が一般に採用される。

次に、前記中央の陸部４ｃと中間の陸部４ｍと外の陸部４ｓは、それぞれ、各陸部を横切る横溝５によって区画されるブロック６が周方向に並ぶブロック列をなし、しかも各ブロック６には複数のサイピング７が形成されている。具体的には、前記中央の陸部４ｃは、中央の横溝５ｃによって区画される中央のブロック６ｃからなるブロック列Ｂｃとして形成される。又前記中間の陸部４ｍは、中間の横溝５ｍによって区画される中間のブロック６ｍからなるブロック列Ｂｍとして形成されている。又前記外の陸部４ｓは、外の横溝５ｓによって区画される外のブロック６ｓからなるブロック列Ｂｓとして形成されている。なお本例では、各陸部４ｃ、４ｍ、４ｓとも横溝５の形成数（ピッチ数）は、同数としている。

そして本発明では、前記中央の陸部４ｃのタイヤ軸方向の陸部巾Ｗｃは、トレッド接地巾ＴＷの１０〜１５％、好ましくは１１〜１３％に設定される。又前記中間の陸部４ｍのタイヤ軸方向の陸部巾Ｗｍは、トレッド接地巾ＴＷの１５〜２２％、好ましく１８〜２１％に設定される。又前記外の陸部４ｓのタイヤ軸方向の陸部巾Ｗｓは、トレッド接地巾ＴＷの１５〜２２％、好ましくは１６〜１８％に設定されている。

ここで、タイヤの接地面形状において、タイヤ赤道Ｃ上をのびる中央の陸部４ｃにおける周方向の接地長さは、他の陸部４ｍ、４ｓにおける接地長さよりも大となる。従って、限られたトレッド接地巾ＴＷにおいて、前記中央の陸部４ｃの陸部巾Ｗｃを増すことにより、他の陸部４ｍ、４ｓの陸部巾Ｗｍ、Ｗｓを増す場合に比べて接地面積を増大することがでる。その結果、氷上でのグリップ性を高めることができ、ひいては氷上性能の向上を図ることができる。しかしこのとき、外の陸部４ｓの陸部巾Ｗｓの犠牲のもとで、前記陸部巾Ｗｃを増加させた場合には、外の陸部４ｓの剛性が低下するため、雪上での剛性感の低下を招くという問題がある。従って、氷上性能と雪上性能とをバランス良く向上させるためには、中間の陸部４ｍの陸部巾Ｗｍを減じつつ、前記中央の陸部４ｃおよび外の陸部４ｓの陸部巾Ｗｃ、Ｗｍをそれぞれ増加させることが重要である。しかし、中間の陸部４ｍの陸部巾Ｗｍを過度に減少させた場合には、この中間の陸部４ｍに所謂パンチング摩耗（偏摩耗）が発生し、接地性を早期に低下させるという新たな問題が発生する。

従って本発明では、中間の陸部４ｍの陸部巾Ｗｍを１５〜２２％の範囲と従来よりも低く設定しつつ、中央の陸部４ｃの陸部巾Ｗｃを１０〜１５％の範囲、かつ外の陸部４ｓの陸部巾Ｗｓを１５〜２２％の範囲と、従来よりも高く設定している。これにより、接地面積の増大と、外の陸部４ｓの剛性アップとを同時に図ることができ、氷上性能と雪上性能とをバランス良く向上できる。又中間の陸部４ｍの陸部巾Ｗｍを最低限確保でき、パンチング摩耗（偏摩耗）の抑制も可能とする。

なお前記陸部巾Ｗｃ、Ｗｓが上記範囲を下回る場合には、氷上性能および雪上性能の向上が達成できない。又前記陸部巾Ｗｍが上記範囲を下回る場合には、中間の陸部４ｍにおけるパンチング摩耗を抑制できなくなる。又前記陸部巾Ｗｃ、Ｗｓが上記範囲を上回る場合には、陸部巾Ｗｍを上記範囲内に設定するのが難しくなり、パンチング摩耗の発生傾向を招く。又前記陸部巾Ｗｍが上記範囲を上回る場合には、陸部巾Ｗｃ、Ｗｓを上記範囲内に設定するのが難しくなり、氷上性能および雪上性能の向上が見込めなくなる。なお前記縦主溝３の溝巾ＨＧの上限は、前記陸部巾Ｗｃ、Ｗｍ、Ｗｓの上記範囲の規制によって制限される。

次に、前記タイヤ１では、前記中間の陸部４ｍに、タイヤ周方向にのびかつ溝巾Ｈｇが２〜６ｍｍの縦細溝９を設け、これにより、前記中間の陸部４ｍを、該縦細溝９よりもタイヤ軸方向内側となる中間の内陸部分４ｍｉと、タイヤ軸方向外側となる中間の外陸部分４ｍｏとに区分している。

このような縦細溝９を設けることにより、中間の陸部４ｍの周方向剛性を確保したまま、即ちパンチング摩耗を抑制しながら、横剛性を減じることができる。本発明者の研究の結果、トレッドパターンの横剛性の分布を図４の如くＷ字状とした場合、即ち、中央の陸部４ｃおよび外の陸部４ｃの横剛性が大、かつ中間の陸部４ｍの横剛性が小でその差を大きくした分布をなす場合には、氷路面、雪路面、ドライ路面において、直進から旋回への過渡特性、及びレーンチェンジ時のつながり感を向上させることができることを究明し得た。そのために本発明では、前記中間の陸部４ｍに縦細溝９を設けて横剛性を減じ、Ｗ字状の横剛性分布を達成している。

このとき、前記中間の内陸部分４ｍｉのタイヤ軸方向の陸部巾をＷｍｉ、前記中間の外陸部分４ｍｏのタイヤ軸方向の陸部巾をＷｍｏとしたとき、各陸部巾Ｗｍｏ、Ｗｍｉ、Ｗｓ、Ｗｃが以下の関係（１）を充足することが好ましい。このような関係（１）を満たすことにより、前記図４の如く、横剛性の分布をＷ字状により近づけることができ、直進から旋回への過渡特性、及びレーンチェンジ時のつながり感を一層向上させることができる。
Ｗｓ＞Ｗｃ＞Ｗｍｏ＞Ｗｍｉ −−−−（１）

又タイヤ１では、雪路面を走行する際のグリップ性（所謂雪上グリップ性）に対し、タイヤ赤道側よりも接地端側の方が寄与は高くなる。従って、図２に示すように、前記中央の横溝５ｃの横溝深さをＤｃ、前記外の横溝５ｓの横溝深さをＤｓ、前記中間の横溝５ｍのうちの前記内陸部分４ｍｉに配される内横溝部分５ｍｉの横溝深さをＤｍｉ、前記中間の横溝５ｍのうちの前記外陸部分４ｍｏに配される外横溝部分５ｍｏの横溝深さをＤｍｏとしたとき、各横溝深さＤｃ、Ｄｓ、Ｄｍｉ、Ｄｍｏが以下の関係（２）を充足することが好ましい。なお中央の横溝５ｃの横溝深さＤｃが、本例の如く不均一な場合には、溝底を平坦に均したときの平均溝深さを前記横溝深さＤｃとして取り扱う。
Ｄｓ≧Ｄｍｏ＞Ｄｃ≧Ｄｍｉ −−−−（２）

前記関係（２）の如く、雪上グリップ性への寄与が高い外の陸部４ｓ及び中間の外陸部分４ｍｏでは、横溝深さＤｓ、Ｄｍｏを大としているため、溝内での雪柱の形成を容易とするとともに、雪柱のボリュームが大となるなど大きな雪柱せん断力を得ることができる。そのため、雪上グリップ性を効果的に高めうる。又中央の陸部４ｃでは横溝深さＤｃが小となるため、中央の陸部４ｃの剛性が高まり、雪上にてハンドル操作したときの手応え感を高めることができる。又中間の内陸部分４ｍｉにおける横溝深さＤｍｉを最も浅く形成している。これにより、内陸部分４ｍｉを巾狭としたことによる剛性の過度の低下が抑えられ、偏摩耗の発生を抑制しうる。

なお前記横溝深さＤｓは、前記縦主溝３の溝深さＤＧの０．８〜１．０倍の範囲であり、本例では、Ｄｓ＝ＤＧの場合が例示されている。又前記縦細溝９の溝深さＤｇは、前記横溝深さＤｍｉ以下であることが、偏摩耗抑制の観点から好ましい。

次に、前記中央の横溝５ｃは、図３に示すように、タイヤ赤道Ｃを横切る中央溝部１０と、この中央溝部１０の両側に連なる外側溝部１１、１１とから形成される。本例では、前記外側溝部１１の溝巾Ｗ１１は、前記中央溝部１０の溝巾Ｗ１０よりも大である。特に本例では、前記中央溝部１０は、その全長に亘って溝巾一定であり、又外側溝部１１では、溝巾Ｗ１１が前記内の縦主溝３ｉに向かって漸増している。このように外側溝部１１を形成することにより、前記内の縦主溝３ｉ内での雪柱の形成が容易となるとともに、雪柱強度が増すなど大きな雪柱せん断力を得ることができる。その結果、雪上にてハンドル操作したときの手応え感を高めることができる。

さらに本例では、前記図２に示すように、外側溝部１１の溝深さＤ１１を、中央溝部１０の溝深さＤ１０よりも大としている。このように溝深さＤ１１が大であることにより、前記内の縦主溝３ｉ内での雪柱の形成が一層容易となり、かつより大きな雪柱せん断力を得ることができる。なお前記中央溝部１０と外側溝部１１とを同巾（Ｗ１０＝Ｗ１１）とした場合にも、外側溝部１１の溝深さＤ１１を中央溝部１０の溝深さＤ１０よりも大としたならば、ある程度雪柱の形成が易となり、かつ大きな雪柱せん断力を得ることができるため、手応え感の向上に役立つ。前記溝深さＤ１１、Ｄ１０の差（Ｄ１１−Ｄ１０）は１．０ｍｍ以上が好ましい。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

図１の基本パターンを有し、かつ表１の仕様に基づきタイヤサイズが１９５／６５Ｒ１５の乗用車用のスタッドレスタイヤを試作し、氷上性能、雪上性能、耐偏摩耗性についてテストするとともに、その結果を表１に記載した。表１以外の仕様は、実質的に同仕様である。なお縦主溝の溝巾ＨＧは５．９ｍｍ、縦細溝の溝巾Ｈｇは２．８ｍｍである。図５に比較例１のパターン形状を略次している。

（１）氷上性能：
下記の条件にて全輪に供試タイヤを装着した車両を使用し、氷路タイヤテストコースを走行した時の操縦安定性（ハンドル操作時の手応え感、接地感、剛性感など）を、ドライバーによる官能により、比較例１を１００とする指数で評価した。指数の大なほど良好である。
リムサイズ：１５×６ＪＪ
内圧：２００ｋＰａ
車両：乗用車（２０００ccのＦＲ車）

（２）雪上性能：
上記テスト車両を用い、雪路タイヤテストコースを走行した時の操縦安定性（ハンドル操作時の手応え感、接地感、剛性感など）を、ドライバーによる官能により、比較例１を１００とする指数で評価した。指数の大なほど良好である。

（３）耐摩耗性能：
上記テスト車両を用い、ドライアスファルト路面を８０００ｋｍ走行し、中間陸部の摩耗状態を、他の陸部の摩耗状態と比較し、比較例１を１００とする指数で評価した。指数の大なほど良好である。

本発明の空気入りタイヤのトレッドパターンを示す展開図である。 縦主溝及び横溝の溝深さを示すトレッド部の部分断面図である。 中央の陸部における横溝を拡大して示す展開図である。 トレッドパターンの横剛性の分布図である。 表１の比較例１におけるトレッドパターンの略図である。

符号の説明

２ トレッド部
３ 縦主溝
３ｉ 内の縦主溝
３ｏ 外の縦主溝
４ｃ 中央の陸部
４ｍ 中間の陸部
４ｍｉ 中間の内陸部分
４ｍｏ 中間の外陸部分
４ｓ 外の陸部
５ｃ、５ｍ、５ｓ 横溝
６ｃ、６ｍ、６ｓ ブロック
７ サイピング
９ 縦細溝
１０ 中央溝部
１１ 外側溝部
Ｃ タイヤ赤道
Ｂｃ、Ｂｍ、Ｂｓ ブロック列

Claims (6)

1. トレッド部に、タイヤ赤道の両側をタイヤ周方向にのびる内の縦主溝と、その外側に配される外の縦主溝とからなりかつ溝巾ＨＧが４ｍｍ以上の４本の縦主溝を設けることにより、前記内の縦主溝間に中央の陸部、内の縦主溝と外の縦主溝との間に中間の陸部、及び外の縦主溝とトレッド接地縁との間に外の陸部を具えた空気入りタイヤであって、
   前記中央の陸部と中間の陸部と外の陸部は、各陸部を横切る横溝によって区画されるブロックが周方向に並ぶブロック列からなり、しかも各ブロックにサイピングが配されるとともに、
   前記中央の陸部のタイヤ軸方向の陸部巾Ｗｃは、トレッド接地巾ＴＷの１０〜１５％、前記中間の陸部のタイヤ軸方向の陸部巾Ｗｍは、トレッド接地巾ＴＷの１５〜２２％、かつ前記外の陸部のタイヤ軸方向の陸部巾Ｗｓは、トレッド接地巾ＴＷの１５〜２２％とし、
   しかも、前記中間の陸部に、タイヤ周方向にのびかつ溝巾Ｈｇが２〜６ｍｍの縦細溝を設けることにより、前記中間の陸部を、該縦細溝よりもタイヤ軸方向内側となる中間の内陸部分と、タイヤ軸方向外側となる中間の外陸部分とに区分したことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記中間の内陸部分のタイヤ軸方向の陸部巾をＷｍｉ、前記中間の外陸部分のタイヤ軸方向の陸部巾をＷｍｏとしたとき、前記陸部巾Ｗｍｏ、Ｗｍｉ、Ｗｓ、Ｗｃは以下の関係を充足することを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
   Ｗｓ＞Ｗｃ＞Ｗｍｏ＞Ｗｍｉ
3. 前記中央の陸部に設ける横溝の横溝深さをＤｃ、前記外の陸部に設ける横溝の横溝深さをＤｓ、前記中間の陸部に設ける横溝のうちの前記内陸部分に配される内横溝部分の横溝深さをＤｍｉ、前記中間の陸部に設ける横溝のうちの前記外陸部分に配される外横溝部分の横溝深さをＤｍｏとしたとき、各横溝深さＤｃ、Ｄｓ、Ｄｍｉ、Ｄｍｏは以下の関係を充足することを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
   Ｄｓ≧Ｄｍｏ＞Ｄｃ≧Ｄｍｉ
4. 前記中央の陸部に配する横溝は、タイヤ赤道を横切る中央溝部と、この中央溝部の両側に連なる外側溝部とからなり、かつ外側溝部の溝巾は、中央溝部の溝巾よりも大としたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記外側溝部は、前記内の縦主溝に向かって溝巾が増加することを特徴とする請求項４記載の空気入りタイヤ。
6. 前記中央の陸部に配する横溝は、タイヤ赤道を横切る中央溝部と、この中央溝部の両側に連なる外側溝部とからなり、かつ外側溝部の溝深さは、中央溝部の溝深さよりも大としたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の空気入りタイヤ。

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