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JP6186250B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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    • B60C11/03Tread patterns
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Description

本発明は、トレッド面に溝により区分されたブロックが形成された空気入りタイヤに関する。
一般に、空気入りタイヤは、未加硫タイヤを金型内で加硫成形することにより製造されている。かかる加硫成形の際、加硫後に金型から空気入りタイヤを離型しやすくするため、未加硫タイヤの表面に離型剤を塗布している。そのため、新品時のタイヤの表面には離型剤が付着しており、トレッド面の充填剤が露出し難く、空気入りタイヤ本来の性能を発揮できないという問題がある。このような新品時のタイヤ性能を向上させる手段として、陸部のトレッド表面にサイプよりも浅い浅溝を設け、エッジ量を多くするという手法がある。
例えば、下記特許文献1には、陸部のトレッド表面にタイヤ幅方向に延在する断面三角形状の細リブをタイヤ周方向に鋸刃状に配列し、該断面三角形状の細リブの先端をタイヤ回転方向側に向けた空気入りタイヤが記載されている。これにより、細リブの先端エッジによる引掻き効果によって、スノー路面でのトラクションを高め、新品時のトラクション性を改善している。
また、下記特許文献2には、陸部に踏面の中央部から端部側へ向かってタイヤ径内側方向に傾斜する傾斜面が形成され、前記傾斜面を含む前記陸部の踏面に、サイプよりも浅い複数の浅溝が形成された空気入りタイヤが記載されている。特許文献2の空気入りでは、浅溝によりエッジ効果及び吸水効果を発揮して新品時のタイヤ性能を向上させている。
しかしながら、特許文献1及び2の空気入りタイヤは、スノー路面における新品時の走行性能を向上する目的で開発されたものであり、摩擦係数の高いドライ路面における走行性能については考慮されておらず、ドライ路面での走行性能が悪化する可能性がある。
特開2007−22242号公報 特開2006−151224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、スノー路面とドライ路面での走行性能を両立した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することができる。即ち、本発明の空気入りタイヤは、トレッド面に溝により区分されたブロックが形成された空気入りタイヤにおいて、ブロック表面には、タイヤ幅方向に沿って延びる複数の細リブがタイヤ周方向に配列されており、前記細リブを通るタイヤ幅方向断面に現れる踏面がタイヤ幅方向の中央部で両端部よりも突出するように前記細リブを形成しているものである。
かかる空気入りタイヤでは、ブロック表面にタイヤ幅方向に沿って延びる複数の細リブが配列されていることで、新品時のエッジ効果を得ることができるため、スノー路面での走行性能を向上できる。さらに、本発明では、細リブを通るタイヤ幅方向断面に現れるブロックの踏面がタイヤ幅方向の中央部で両端部よりも突出するように細リブを形成している。通常、ドライ路面における転動時のブロックでは、タイヤ幅方向の両端部の接地圧が中央部に比べて高くなり易く、接地圧が不均一となるため走行性能は低下する。本発明のように踏面をタイヤ幅方向の中央部で両端部よりも突出させることで、タイヤ幅方向の中央部での接地圧が高まってブロックの接地圧が均一化されるため、ドライ路面での走行性能を向上できる。その結果、本発明の空気入りタイヤによれば、スノー路面とドライ路面での走行性能を両立できる。なお、本発明に係る踏面は、細リブがブロックのタイヤ幅方向の全幅に亘って形成されている場合には細リブのリブ表面で構成され、細リブがブロックのタイヤ幅方向の一部にのみ形成されている場合には細リブのリブ表面とブロック表面とで構成される。
本発明の空気入りタイヤにおいて、前記細リブは、前記ブロック表面からのリブ高さがタイヤ幅方向の両端部から中央部へ向かって増大していることが好ましい。また、本発明の空気入りタイヤにおいて、前記細リブは、前記ブロック表面のうちタイヤ幅方向の中央部のみに配列されていることが好ましい。かかる構成によれば、細リブのエッジ効果によりスノー路面での走行性能を向上できるとともに、踏面がタイヤ幅方向の中央部で両端部よりも突出するため、ブロックの接地圧が均一化され、ドライ路面での走行性能を向上できる。
本発明の空気入りタイヤにおいて、前記複数の細リブは、前記ブロック表面からの各リブ高さがタイヤ周方向の一方側から他方側へ向かって順に高くなるように配列されていることが好ましい。例えば、制動時のブロックでは、タイヤ回転方向の後方である蹴り出し側の接地圧が、タイヤ回転方向の前方である踏み込み側の接地圧よりも高くなるが、細リブの各リブ高さを蹴り出し側から踏み込み側へ向かって順に高くなるように設定することで、制動時に接地圧がタイヤ周方向に均一化されるため、ドライ路面での走行性能を向上しつつ、細リブによるエッジ効果を高めてスノー路面での走行性能を向上できる。一方、駆動時のブロックでは、タイヤ回転方向の前方である踏み込み側の接地圧が、タイヤ回転方向の後方である蹴り出し側の接地圧よりも高くなるが、細リブの各リブ高さを踏み込み側から蹴り出し側へ向かって順に高くなるように設定することで、駆動時に接地圧がタイヤ周方向に均一化されるため、ドライ路面での走行性能を向上しつつ、細リブによるエッジ効果を高めてスノー路面での走行性能を向上できる。
本発明の空気入りタイヤにおいて、前記細リブのタイヤ周方向におけるリブ幅は、タイヤ幅方向の両端部から中央部へ向かって漸増していることが好ましい。かかる構成によれば、タイヤ幅方向の中央部での接地圧がより高まってブロックの接地圧がさらに均一化されるため、ドライ路面での走行性能を効果的に向上できる。
本発明に係る空気入りタイヤのトレッド面の一例を示す展開図 ブロックを拡大して示す斜視図 図2のブロックのA−A断面図 図2のブロックのB−B断面図 第1の実施形態に係るブロックの接地圧の分布図 第2の実施形態に係るブロックの斜視図 第2の実施形態に係るブロックの接地圧の分布図 第2の実施形態に係るブロックの斜視図 第2の実施形態に係るブロックの接地圧の分布図 第3の実施形態に係るブロックの斜視図 第4の実施形態に係るブロックの斜視図 第5の実施形態に係るブロックの平面図 他の実施形態に係るブロックの斜視図 他の実施形態に係るブロックの斜視図 比較例1に係るブロックの斜視図 比較例1に係るブロックの接地圧の分布図
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明に係る空気入りタイヤのトレッド面の一例を示す展開図である。この空気入りタイヤは、複数のブロック1を有するトレッドパターンを備える。ブロック1は、タイヤ周方向CDに延びる主溝2とタイヤ幅方向WDに延びる横溝3によって区分されており、タイヤ赤道線CLに関して対称的に5列のブロック1が配列されている。
[第1の実施形態]
図2は、ブロック1を拡大して示す斜視図である。ブロック1の表面1aには、タイヤ幅方向WDに沿って延びる複数の細リブ10がタイヤ周方向CDに配列されている。細リブ10は、ブロック表面1aから突出してタイヤ幅方向WDに沿って延びる突条である。本実施形態では、複数の細リブ10は、すべて同じ形状となっている。ブロック表面1aにタイヤ幅方向WDに沿って延びる複数の細リブ10が配列されていることで、新品時のエッジ効果を得ることができる。細リブ10をタイヤ周方向CDに切断した断面は、四角形状となっている。ここで、四角形とは、長方形、正方形、台形等を含むものであり、細リブ10の上端が路面に対して面接触可能な形状とする。
図3Aは図2のブロック1のA−A断面図であり、図3Bは図2のブロック1のB−B断面図である。ここで、A−A断面は、細リブ10を通るタイヤ幅方向断面である。一方、B−B断面は、細リブ10を通らないタイヤ幅方向断面である。図3Aに示すように、細リブ10を通るタイヤ幅方向断面(A−A断面)に現れる踏面11がタイヤ幅方向WDの中央部で両端部よりも突出するように細リブ10を形成している。本実施形態では、細リブ10がブロック1のタイヤ幅方向WDの全幅に亘って形成されているため、踏面11は細リブ10のリブ表面10aのみで構成されている。
本実施形態では、細リブ10は、ブロック表面1aからの各リブ高さhがタイヤ幅方向WDの両端部から中央部へ向かって増大している。これにより、リブ表面10aで構成される踏面11がタイヤ幅方向WDの中央部で両端部よりも突出するようになっている。踏面11をタイヤ幅方向WDの中央部で両端部よりも突出させることで、タイヤ幅方向WDの中央部での接地圧が高まってブロック1の接地圧が均一化されるため、ドライ路面での走行性能を向上できる(詳しくは後述する。)。
これに対し、踏面11がタイヤ幅方向WDの中央部と両端部で同じ高さとしたブロック1を図14に示す。このとき、ドライ路面における転動時、制動時、及び駆動時のブロック1の接地圧の分布は、図15に示すようになる。図15は、図14のブロック1を上方から見たときの接地圧の分布を示しており、「高」と示した領域の接地圧が、「低」と示した領域の接地圧よりも高いことを示している。転動時のブロック1では、図15(a)に示すように、ブロック1の外縁部の接地圧が中央部での接地圧よりも高くなっている。このように、ドライ路面における転動時のブロックでは、タイヤ幅方向WDの両端部の接地圧が中央部に比べて高くなり易い。また、制動時のブロック1では、図15(b)に示すように、タイヤ回転方向Rの後方である蹴り出し側1cの接地圧が、タイヤ回転方向Rの前方である踏み込み側1bの接地圧よりも高くなる。一方、駆動時のブロック1では、図15(c)に示すように、タイヤ回転方向Rの前方である踏み込み側1bの接地圧が、タイヤ回転方向Rの後方である蹴り出し側1cの接地圧よりも高くなる。
本発明のブロック1の表面1aには、上記のように、タイヤ幅方向WDに沿って延びる複数の細リブ10がタイヤ周方向CDに配列されており、細リブ10を通るタイヤ幅方向断面に現れる踏面11がタイヤ幅方向WDの中央部で両端部よりも突出するように細リブ10を形成している。本発明の空気入りタイヤの作用効果について、図4を用いて詳しく説明する。
図4(a)は転動時におけるブロック1の接地圧の分布、図4(b)は制動時におけるブロック1の接地圧の分布、図4(c)は駆動時におけるブロック1の接地圧の分布を示している。転動時において、踏面11をタイヤ幅方向WDの中央部で両端部よりも突出させることで、タイヤ幅方向WDの中央部での接地圧が高まってブロック1全体の接地圧が均一化されるため、ドライ路面での走行性能を向上できる。なお、制動時及び駆動時においては、タイヤ幅方向WDの中央部での接地圧が高まっても、ブロック1全体の接地圧の分布は図15(b)及び図15(c)の場合とほとんど変化がない。これは、図15(b)及び図15(c)のように、踏面11が平坦な場合であってもタイヤ幅方向WDの中央部での接地圧が両端部よりも高いためである。
細リブ10のリブ高さhは、0.15〜1mmであることが好ましい。リブ高さhが0.15mmよりも低い場合、十分なエッジ効果が得られない。リブ高さhが1mmよりも高い場合、リブ剛性が不十分で倒れ込みによりエッジ効果が低下する。また、細リブ10のタイヤ周方向CDにおけるリブ幅wは、0.3〜3.0mmであることが好ましい。リブ幅wが0.3mmよりも狭い場合、リブ高さhに対して幅が小さく上記同様に倒れ込みが発生してエッジ効果が低下する。リブ幅wが3.0mmよりも広い場合、ブロック上に十分な数のエッジを設けることが困難となる。また、隣り合う細リブ10の間隔pは、0.2〜3.0mmであることが好ましく、リブ幅wの60〜110%であることが好ましい。間隔pが0.2mmよりも狭い場合、細リブ同士の密着が顕著となりエッジ効果が得られない。間隔pが3.0mmよりも広い場合、上記リブ幅wと同様に十分な数のエッジを設けることが困難となる。また、ブロック表面1aにサイプ(不図示)を形成する場合、サイプの溝深さは例えば2〜7mmであり、主溝2の深さの50%程度である。
本実施形態では、図2に示すようにブロック表面1aに細リブ10を8本設けているが、細リブ10の本数は特に限定されず、上記のリブ幅wや間隔p等を考慮しつつ適宜設定可能である。
本発明の空気入りタイヤは、ブロック表面に上記の如き細リブを形成したこと以外は、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、構造などが何れも本発明に採用できる。
[第2の実施形態]
本発明の空気入りタイヤにおいて、複数の細リブ10が、ブロック表面1aからの各リブ高さhがタイヤ周方向CDの一方側から他方側へ向かって順に高くなるように配列されていることが好ましい。
例えば、ブロック1が形成された空気入りタイヤにおいて、タイヤ回転方向Rを図5に示す向きとした場合、すなわち、図5に示すように、細リブ10の各リブ高さhを蹴り出し側1cから踏み込み側1bへ向かって順に高くなるように設定した場合について説明する。
図6(a)は転動時におけるブロック1の接地圧の分布、図6(b)は制動時におけるブロック1の接地圧の分布を示している。タイヤ回転方向Rが図5に示す向きの場合、踏み込み側1bの接地圧が蹴り出し側1cに比べて高まり、図6(b)に示すように制動時に接地圧がタイヤ周方向CDに均一化されるため、ドライ路面での走行性能を向上しつつ、細リブ10による特に制動時のエッジ効果を高めてスノー路面での走行性能を向上できる。なお、図6(a)の転動時には、踏み込み側1bの接地圧が蹴り出し側1cの接地圧よりも高くなるが、負荷される水平力が小さいため影響が少ない。(転動時に必要な摩擦係数は小さいため問題ない。)
次いで、ブロック1が形成された空気入りタイヤにおいて、タイヤ回転方向Rを図7に示す向きとした場合、すなわち、図7に示すように、細リブ10の各リブ高さhを踏み込み側1bから蹴り出し側1cへ向かって順に高くなるように設定した場合について説明する。
図8(a)は転動時におけるブロック1の接地圧の分布、図8(b)は駆動時におけるブロック1の接地圧の分布を示している。タイヤ回転方向Rが図7に示す向きの場合、蹴り出し側1cの接地圧が踏み込み側1bに比べて高まり、図8(b)に示すように駆動時に接地圧がタイヤ周方向CDに均一化されるため、ドライ路面での走行性能を向上しつつ、細リブ10による特に駆動時のエッジ効果を高めてスノー路面での走行性能を向上できる。なお、図8(a)の転動時には、蹴り出し側1cの接地圧が踏み込み側1bの接地圧よりも高くなるが、負荷される水平力が小さいため影響が少ない。(転動時に必要な摩擦係数は小さいため問題ない。)
[第3の実施形態]
本発明の空気入りタイヤにおいて、図9に示すように、細リブ10は、ブロック表面1aのうちタイヤ幅方向WDの中央部のみに配列されていることが好ましい。この例では、細リブ10のリブ高さhはタイヤ幅方向WDに一定であり、さらにタイヤ周方向CDに配列された複数の細リブ10のリブ高さhは全て等しくなっている。この実施形態では、細リブ10を通るタイヤ幅方向断面に現れる踏面11は、細リブ10のリブ表面10aとブロック表面1aとで構成されている。これにより、リブ表面10aとブロック表面1aとで構成される踏面11が、タイヤ幅方向WDの中央部で両端部よりも突出するようになっている。このときの接地圧の分布は、第1の実施形態に係るブロックと略同様となり、スノー路面とドライ路面での走行性能を両立できる。
[第4の実施形態]
上記の第3の実施形態に係るブロックにおいて、図10に示すように、複数の細リブ10が、ブロック表面1aからの各リブ高さhがタイヤ周方向CDの一方側CD1から他方側CD2へ向かって順に高くなるように配列されていることがより好ましい。このときの接地圧の分布は、第2の実施形態に係るブロックと略同様となり、スノー路面とドライ路面での走行性能を両立できる。
[第5の実施形態]
本発明の空気入りタイヤにおいて、細リブ10のタイヤ周方向CDにおけるリブ幅wは、タイヤ幅方向WDの両端部から中央部へ向かって漸増していることが好ましい。図11は、この実施形態に係るブロック1の平面図である。このように、リブ幅wをタイヤ幅方向WDの両端部から中央部へ向かって漸増させることにより、タイヤ幅方向WDの中央部での接地圧がより高まってブロック1の接地圧がさらに均一化されるため、ドライ路面での走行性能を効果的に向上できる。
[他の実施形態]
(1)本発明の空気入りタイヤが有するトレッドパターンは、ブロックを有するものであれば特に限定されず、リブが混在するものでも構わない。細リブが形成されるブロックの形状は、前述の実施形態で示したような略正方形に制限されず、長方形や平行四辺形、六角形など他の形状も採用可能である。
(2)上記の第1実施形態では、細リブ10は、ブロック表面1aからの各リブ高さhがタイヤ幅方向WDの両端部から中央部へ向かって徐々に増大しているが、細リブ10は、図12に示すように、各リブ高さhがタイヤ幅方向WDの両端部から中央部へ向かって階段状に増大してもよい。
(3)上記の第1実施形態では、細リブ10がブロック1のタイヤ幅方向WDの全幅に亘って形成されているが、図13に示すように、細リブ10はブロック1のタイヤ幅方向WDの中央部のみに形成されていてもよい。
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、タイヤの各性能評価は、次のようにして行った。
(1)スノー制動性能
タイヤを実車(3000ccクラスのFRセダン)に装着してスノー路面を走行させ、速度40km/hで制動力をかけてABSを作動させた際の制動距離の逆数を評価した。比較例1の結果を100として指数で示し、数値が大きいほどスノー路面における制動性能に優れていることを示す。
(2)スノー加速性能
タイヤを上記と同じ実車に装着し、スノー路面上で0km/h(停止状態)から40km/hに達するまでの加速タイムを測定した。比較例1の実測値の逆数を100として指数で示し、数値が大きいほどスノー路面における加速性能(駆動性能)に優れていることを示す。
(3)ドライ性能
タイヤを上記と同じ実車に装着し、乾燥したアスファルト路面のテストコースを走行させ、2名のドライバーにより、直線安定性、レーンチェンジ性、コーナリング性、制動性能のフィーリングテストを実施した。比較例1の結果を100として指数で示し、数値が大きいほどドライ路面における走行性能に優れていることを示す。
図1の如きトレッドパターンを有する空気入りタイヤ(タイヤサイズ:205/65R15)において、ブロック表面に、図14のように細リブを通るタイヤ幅方向断面に現れる踏面がタイヤ幅方向の中央部と両端部で同じ高さとなるように細リブを形成したものを比較例1とし、図2、図5、図9、図10に示す細リブを形成したものをそれぞれ実施例1、実施例2、実施例3、実施例4として、スノー制動性能、スノー加速性能、ドライ性能を評価した。なお、実施例2及び4のスノー加速性能は、図5、図10に示す向きと反対にタイヤ回転方向を設定して評価した。評価結果を表1に示す。
Figure 0006186250
表1に示すように、実施例1〜4では、比較例1に比べてスノー制動性能、スノー加速性能、ドライ性能が改善され、スノー路面とドライ路面での走行性能を両立できた。
1 ブロック
1a ブロック表面
1b 踏み込み側
1c 蹴り出し側
2 主溝
3 横溝
10 細リブ
10a リブ表面
11 踏面
h リブ高さ
w リブ幅
WD タイヤ幅方向
CD タイヤ周方向
R タイヤ回転方向

Claims (4)

  1. トレッド面に溝により区分されたブロックが形成された空気入りタイヤにおいて、
    ブロック表面には、タイヤ幅方向に沿って延びる複数の細リブがタイヤ周方向に配列されており、
    前記細リブを通るタイヤ幅方向断面に現れる踏面がタイヤ幅方向の中央部で両端部よりも突出するように前記細リブを形成しており、
    前記細リブは、前記ブロック表面のうちタイヤ幅方向の中央部のみに配列されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. トレッド面に溝により区分されたブロックが形成された空気入りタイヤにおいて、
    ブロック表面には、タイヤ幅方向に沿って延びる複数の細リブがタイヤ周方向に配列されており、
    前記細リブを通るタイヤ幅方向断面に現れる踏面がタイヤ幅方向の中央部で両端部よりも突出するように前記細リブを形成しており、
    前記複数の細リブは、前記ブロック表面からの各リブ高さがタイヤ周方向の一方側から他方側へ向かって順に高くなるように配列されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
  3. トレッド面に溝により区分されたブロックが形成された空気入りタイヤにおいて、
    ブロック表面には、タイヤ幅方向に沿って延びる複数の細リブがタイヤ周方向に配列されており、
    前記細リブを通るタイヤ幅方向断面に現れる踏面がタイヤ幅方向の中央部で両端部よりも突出するように前記細リブを形成しており、
    前記細リブのタイヤ周方向におけるリブ幅は、タイヤ幅方向の両端部から中央部へ向かって漸増していることを特徴とする空気入りタイヤ。
  4. 前記細リブは、前記ブロック表面からのリブ高さがタイヤ幅方向の両端部から中央部へ向かって増大していることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に空気入りタイヤ。
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