JP6605459B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
本発明の空気入りタイヤは、トレッド踏面に、トレッド端に最も近いトレッド周方向に延びる最外側周方向主溝とトレッド端とにより区画される幅方向最外側陸部を有し、前記幅方向最外側陸部は、トレッド幅方向外側に延びる側方サイプをトレッド周方向に間隔を空けて複数本有し、前記幅方向最外側陸部は、トレッド周方向に延びる内側周方向サイプと、該内側周方向サイプよりトレッド幅方向外側に位置し、トレッド周方向に延びる外側周方向サイプとを有し、前記最外側周方向主溝の溝深さをh1、前記内側周方向サイプのサイプ深さをh2、前記外側周方向サイプのサイプ深さをh3とするとき、
h1>h3>h2
を満たすことを特徴とするものである。
また、「溝深さ」、「サイプの深さ」とは、平均深さをいうものとする。
なお、図2は、後述する第二の一端開口サイプ15及び中間サイプ16の本数以外は、図1と同様のトレッドパターンを有するタイヤの部分斜視図である。
ここでいう、「トレッド端TE」とは、タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、上記最大負荷能力に対応する荷重(最大負荷荷重)を負荷した際の接地面のトレッド幅方向の最外位置をいうものとする。
ここで、周方向主溝2aの溝幅は、例えば、7〜10mmとすることができ、周方向主溝2bの溝幅は、例えば、5〜8mmとすることができ、周方向主溝2cの溝幅は、例えば、2〜5mmとすることができる。
また、周方向主溝2aの溝深さは、例えば、6〜8mmとすることができ、周方向主溝2bの溝深さは、例えば、6〜8mmとすることができ、周方向主溝2cの溝深さは、例えば、6〜8mmとすることができる。
なお、「溝幅」、「溝深さ」については、タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷状態とした際の溝のトレッド踏面への開口幅、及び溝の平均深さをそれぞれ意味するものであり、以下、他の溝やサイプについても同様である。
さらに、図1〜3に示すように、本実施形態のタイヤは、陸部3dにおいて、内側周方向サイプ5のトレッド幅方向外側にて、第一の側方サイプ4のうち、トレッド端TEよりトレッド幅方向外側の領域でラグ溝4Aに接続する2本の第一の側方サイプ4間に、トレッド周方向に延びる1本の外側周方向サイプ6をそれぞれ有している。
以下、本実施形態の作用効果について説明する。以下の作用効果の説明は、陸部3dが車両装着内側となるようにタイヤを車両に装着した際の作用効果についての説明である。
そして、h1>h3>h2を満たすことにより、以下のような作用効果が得られる。すなわち、周方向主溝2cは、排水性の観点からある程度の深さを有することが好ましい。この前提の下で内側周方向サイプ5のサイプ深さを深くし過ぎると、周方向主溝2cと内側周方向サイプ5との間の陸部の剛性が低下しすぎて操縦安定性が低下する。このため、内側周方向サイプ5のサイプ深さは、周方向主溝2cの溝深さより浅くして操縦安定性を確保する。一方で、外側周方向サイプ6のサイプ深さまで浅くすると、摩耗時に周方向サイプが早期になくなってしまうため、摩耗時の雪上性能が一気に低下してしまう。そこで、外側周方向サイプ6のサイプ深さh3は、内側周方向サイプ5のサイプ深さh2より深さする。ここで、内側周方向サイプ5のサイプ深さh2が浅く設定されているため、外側周方向サイプ6のサイプ深さh3をh2より深くしても、周方向サイプ5、6間の陸部の剛性が低下し過ぎることもない。一方で、周方向サイプ5、6は、周方向主溝2cと比較して、排水性への寄与が少なく、また、陸部の剛性を下げすぎない観点から、周方向サイプ5、6のサイプ深さh2、h3は、いずれも、周方向主溝2cの溝深さh1より浅くする。
このように、本実施形態のタイヤによれば、操縦安定性及び雪上性能を向上させることができる。
このためブロックの剛性を過度に低下させることなく、操縦安定性や騒音性能を確保することができる。このため、外側周方向サイプ6は、トレッド幅方向外側の領域でラグ溝4Aに接続する第一の側方サイプ4と1.5mm以上離間させることが好ましい。
なお、図1に示す実施形態では、内圧を250kPa以上とした際に、タイヤの断面幅SWが165(mm)未満である場合は、タイヤの断面幅SWと外径ODとの比SW/ODは、0.26以下であり、タイヤの断面幅SWが165(mm)以上である場合は、タイヤの断面幅SWおよび外径ODは、関係式、OD≧2.135×SW+282.3、を満たす狭幅タイヤであるため、底上げ部7を設けても、ウェット性能を十分に確保することができる。
0.7≦L/W1≦1.4、且つ、0.7≦L/W1≦1.4
を満たすことが好ましい。
比L/W1及び比L/W2を1に近づけることにより、サイプにより区画される陸部の捩れ剛性が高まり、旋回時の雪上性能をさらに向上させることができるからである。
これらの側方横溝8及び第二の側方サイプ9により直進方向に対するエッジ成分を確保して直進時の雪上性能を向上させつつも、全てを側方横溝8とせず、側方横溝8と第二の側方サイプ9との組み合わせとすることにより、陸部3aの剛性が過度に低下しないようにして、操縦安定性や騒音性能を確保することができる。
また、第二の側方サイプ9のサイプ幅は、例えば0.5〜1.5mmとすることができ、また、サイプ深さは、6〜8mmとすることができる。また、第二の側方サイプ9の両端部を結んだ直線がトレッド幅方向に対してなす角度を、第二の側方サイプ9のトレッド幅方向に対する傾斜角度とするとき、第二の側方サイプ9の傾斜角度は、40°以下であることが好ましい。40°以下とすることにより、上述した直進時の雪上性能を有効に得ることができるからである。
この側方周方向サイプ10により、特に操縦安定性への影響の大きい車両装着外側陸部において、横力方向に対するエッジ成分を確保することができ、旋回時の雪上性能をさらに向上させることができる。
なお、側方周方向サイプ10のサイプ幅は、例えば0.5〜1.5mm、サイプ深さは、例えば6〜8mmとすることができる。
なお、図1に示す実施形態では、内圧を250kPa以上とした際に、タイヤの断面幅SWが165(mm)未満である場合は、タイヤの断面幅SWと外径ODとの比SW/ODは、0.26以下であり、タイヤの断面幅SWが165(mm)以上である場合は、タイヤの断面幅SWおよび外径ODは、関係式、OD≧2.135×SW+282.3、を満たす狭幅タイヤであるため、底上げ部11を設けても、ウェット性能を十分に確保することができる。
ここで、一端開口横溝13の溝幅(最大幅)は、例えば3〜5mmとすることができ、また、溝深さは、6〜8mmとすることができる。
また、第一の一端開口サイプ14のサイプ幅は、例えば0.5〜1.5mmとすることができ、また、サイプ深さは、2〜4mmとすることができる。
さらに、「一端開口横溝」、「一端開口サイプ」とは、一端が周方向主溝に開口し、他端が周方向主溝や横溝に開口しないことを意味するが、該他端が周方向細溝やサイプに連通するものは含むものとする。
まず、本実施形態のタイヤにおいて、周方向主溝2a付近は、剛性が低下するため、コーナリング時に路面からの入力の影響を大きく受けることとなる。具体的には、車両装着外側での圧縮応力と車両装着内側での引張応力とにより、トレッドゴムが変形し、ベルトが変形して、接地面が浮き上がるバックリング現象が発生するおそれがある。これに対し、本実施形態のタイヤでは、上述の一端開口横溝13を設けているため、車両装着外側においては、圧縮応力により一端開口横溝13が閉じる構造となるため、トレッドゴムやベルトの変形を抑制することができる。さらに、一端開口横溝13がリブ状陸部3b内で終端するため、車両装着内側での引張応力に対する剛性が高くなり、これによりトレッドやベルトの変形が抑制される。従って、本実施形態によれば、まずバックリングの発生を抑制することができる。
さらに、周方向サイプ12と一端開口横溝13とが連通することにより、陸部3bにブロックの角部が形成されることとなるため、直進方向及び横力方向に対するエッジ効果が増大して、直進時の雪上性能及び旋回時の雪上性能を向上させることができる。
さらにまた、上記の第一の一端開口サイプ14を設けているため、直進方向に対するエッジ成分をさらに増大させて、直進時の雪上性能を向上させることができる。ここで、第一の一端開口サイプ14は、周方向サイプ12とは連通しないため、リブ状陸部3bの剛性が過度に低下することがなく、操縦安定性及び騒音性能も確保することができる。
従って、操縦安定性、騒音性能、及び雪上性能をより一層両立させることができる。
ここで、第二の一端開口サイプ15のサイプ幅は、例えば0.5〜1.5mmとすることができ、また、サイプ深さは、6〜8mmとすることができる。
このように、本発明のタイヤにあっては、一端開口横溝5間に、一方の周方向主溝2aからトレッド幅方向に、周方向サイプ12に連通する位置まで延びて、リブ状陸3b部内にて終端する、1本以上の第二の一端開口サイプ15を有することが好ましい。
また、第一の一端開口サイプ14のトレッド周方向のピッチ間隔は、10〜15mmとすることが好ましい。10mm以上とすることにより、陸部の剛性を確保して、操縦安定性や騒音性能を確保することができ、一方で、15mm以下とすることにより、上述した直進時の雪上性能の向上効果をより一層有効に得ることができるからである。
さらに、第二の一端開口サイプ15のトレッド周方向のピッチ間隔は、10〜15mmとすることが好ましい。10mm以上とすることにより、陸部の剛性を確保して、操縦安定性や騒音性能を確保することができ、一方で、15mm以下とすることにより、上述した直進時の雪上性能の向上効果をより一層有効に得ることができるからである。
また、図1に示すように、第一の一端開口サイプ14と第二の一端開口サイプ15とは、トレッド周方向に位相差を設けて配置することが好ましい。パターンノイズの発生を抑制することができ、また、陸部の剛性バランスを均一化することができるからである。
一般的に空気入りタイヤでは、タイヤ赤道面CLにおいて接地長が最も長くなるため、この位置に第一の一端開口サイプ14が配置されていることにより、直進時の雪上性能を効果的に高めることができるからである。また、この場合、一端開口横溝13が、タイヤ装着時外側に位置することとなるため、上述したようにバックリング抑制効果を得やすくなる。
また、第一の一端開口サイプ14の両端部を結んだ直線がトレッド幅方向に対してなす角度を、第一の一端開口サイプ14のトレッド幅方向に対する傾斜角度とするとき、第一の一端開口サイプ14の傾斜角度は、35°以下であることが好ましい。35°以下とすることにより、上述した直進時の雪上性能を有効に得ることができるからである。
さらに、第二の一端開口サイプ15の両端部を結んだ直線がトレッド幅方向に対してなす角度を、第二の一端開口サイプ15のトレッド幅方向に対する傾斜角度とするとき、第一の一端開口サイプ15の傾斜角度は、40°以下であることが好ましい。40°以下とすることにより、上述した直進時の雪上性能を有効に得ることができるからである。
一端開口横溝13が車両装着外側半部に位置するように、タイヤを車両に装着した際には、陸部3cは、車両装着内側となるが、乗り心地性に大きく影響する車両装着内側の陸部3cにリブ状陸部が形成されるため、乗り心地性を効果的に向上させることができる。また、中間サイプ16により、直進方向に対するエッジ成分を確保して、直進時の雪上性能をさらに向上させることができる。
さらに、中間サイプ16の両端部を結んだ直線がトレッド幅方向に対してなす角度を、中間サイプ16のトレッド幅方向に対する傾斜角度とするとき、中間サイプ16の傾斜角度は、15°以上であることが好ましい。進行方向のみならず、進行方向と横力方向との両方のエッジ成分を確保することができるため、直進時及び旋回時の雪上性能を総合的に向上させることができるからである。
さらにまた、中間サイプ16のトレッド幅方向の延在長さは、陸部3cのトレッド幅方向の幅の40〜80%とすることが好ましい。40%以上とすることにより、エッジ成分を十分に確保して直進時の雪上性能をより一層向上させることができ、一方で、80%以下とすることにより、十分な幅のリブ状陸部を形成して、乗り心地性を向上させることができるからである。
高弾性ゴムとは、具体的には30℃における動的貯蔵弾性率E’が、6.0〜12.0MPaであることが好ましい。この範囲を満たすことにより、狭幅大径サイズの乗用車用空気入りラジアルタイヤにおいてウェット性能をさらに向上させることができる。さらにトレッドゴムの60℃における損失正接tanδが、0.05〜0.15であることが好ましい。この範囲を満たすことにより、転がり抵抗をさらに低減することができる。
傾斜角度を35°以上とすることにより、タイヤ幅方向に対する剛性を高め、特にコーナリング時の操縦安定性能を向上させることができるからである。また、層間ゴムのせん断変形を減少させて、転がり抵抗性能を向上させることができるからである。
傾斜ベルト層のベルトコードの傾斜角度θ1、θ2が35°以上の場合には、周方向ベルトは、タイヤ赤道面CLを含む中央領域Cの単位幅あたりのタイヤ周方向剛性が、その他の領域の単位幅あたりのタイヤ周方向剛性より高いことが好ましい。
図5は、ベルト構造の一例を概略的に示しており、傾斜ベルト層51、52のタイヤ径方向外側に周方向ベルト層53、54が積層されており、中央領域Cにおいて、周方向ベルト層53、54が互いにタイヤ径方向に重なっている。
例えば、図5に示すように、当該中央領域Cにおける周方向ベルト層の層数をその他の領域より多くすることにより、中央領域Cの単位幅あたりのタイヤ周方向剛性を、その他の領域の単位幅あたりのタイヤ周方向剛性より高くすることができる。
傾斜ベルト層のベルトコードがタイヤ周方向に対して35°以上で傾斜するタイヤの多くは、400Hz〜2kHzの高周波域において、断面方向の1次、2次および3次等の振動モードにて、トレッド踏面が一律に大きく振動する形状となるため、大きな放射音が生じる。そこで、トレッドのタイヤ幅方向中央領域のタイヤ周方向剛性を局所的に増加させると、トレッドのタイヤ幅方向中央領域がタイヤ周方向に広がり難くなり、トレッド踏面のタイヤ周方向への広がりが抑制される結果、放射音を減少させることができる。
さらに、上述のごとく、タイヤ赤道面CLを含む中央領域のタイヤ周方向の剛性を高めたタイヤでは、トレッドはトレッド踏面の少なくともタイヤ赤道面CLを含む領域に、タイヤ周方向に連続する陸部を有することが好ましい。タイヤ赤道面CL上又はその付近に周方向主溝を配置すると、当該領域におけるトレッドの剛性が低下して、該周方向主溝を区画する陸部における接地長が極端に短くなる場合がある。そこで、タイヤ赤道面CLを含む一定領域にわたって、タイヤ周方向に連続する陸部(リブ状陸部)を配置することが、コーナリングパワーを低減させることなく騒音性能を改善する観点から好ましい。
本発明にあっては、図6に示す例のように、傾斜ベルト層のベルトコードの傾斜角度が35°以上の場合には、傾斜ベルト層は、タイヤ幅方向の幅の異なる2層の傾斜ベルト層を少なくとも含み、最広幅の傾斜ベルト層をなすコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度θ1と、最狭幅の傾斜ベルト層をなすコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度θ2とが、35°≦θ1≦85°、10°≦θ2≦30°、及び、θ1>θ2を満たすことが好ましい。
タイヤ周方向に対して35°以上で傾斜するベルトコードを有する傾斜ベルト層を備えたタイヤの多くは、400Hz〜2kHzの高周波域において、断面方向の1次、2次および3次等の振動モードにて、トレッド踏面が一律に大きく振動する形状となるため、大きな放射音が生じる。そこで、トレッドのタイヤ幅方向中央領域のタイヤ周方向剛性を局所的に増加させると、トレッドのタイヤ幅方向中央領域がタイヤ周方向に広がり難くなり、トレッド面のタイヤ周方向への広がりが抑制される結果、放射音を減少させることができる。
上記関係式(1)を満たすような、狭幅大径サイズの乗用車用ラジアルタイヤにおいては、周方向ベルト層は高剛性であることが好ましく、より具体的にはタイヤ周方向に延びるコードのゴム引き層からなり、コードのヤング率をY(GPa)、打ち込み数をn(本/50mm)とし、周方向ベルト層をm層として、X=Y×n×mと定義するとき、1500≧X≧750であることが好ましい。上記関係式(1)及び/又は(2)を満たすような、狭幅大径サイズの乗用車用ラジアルタイヤにおいては、路面からの旋回時における入力に対しタイヤ周方向において局所的な変形を起こし、接地面は略三角形状、すなわち、タイヤ幅方向の位置によって周方向の接地長が大きく変化する形状となりやすい。これに対し、高剛性の周方向ベルト層とすることにより、タイヤのリング剛性が向上して、タイヤ周方向の変形が抑制されることとなるため、ゴムの非圧縮性により、タイヤ幅方向の変形も抑制され、接地形状が変化しにくくなる。さらには、リング剛性が向上することにより偏心変形が促進され、転がり抵抗も同時に向上する。この転がり抵抗の向上効果は、上記関係式(1)を満たすような、狭幅大径サイズの乗用車用空気入りラジアルタイヤにおいて、特に向上効果の幅が大きくなる。
なお、ゲージTsはゴム、補強部材、インナーライナーなどすべての部材の厚みの合計となる。また、ビードコアがカーカスによって複数の小ビードコアに分割されている構造の場合には、全小ビードコアのうち幅方向最内側端部と最外側端部の距離をTbとする。
上記関係式(1)を満たす、狭幅大径サイズの乗用車用空気入りラジアルタイヤは特に高内圧使用化において80−100Hzの車内騒音が悪化しやすいという知見が得られている。インナーライナーを厚くすることで振動減衰性を高め、80−100Hzの車内騒音を低減することができる。なお、インナーライナーは転がり抵抗に寄与するロスが、トレッド等の他の部材と比較すると小さいため、転がり抵抗の悪化を最小限にとどめつつ、騒音性能を改善することができる。
具体的な簡素化手法としては少なくとも以下の(i)〜(iii)のいずれか一つの条件を満たすことにより可能となる。
図8は、本発明のタイヤがランフラットタイヤである場合における、本発明の一実施形態にかかるタイヤのタイヤ幅方向断面図である。
(i)図8に示すように、カーカス折り返し部の折り返し端Aが、タイヤ最大幅位置Pよりタイヤ径方向内側に位置する、(ii)タイヤをリムに組み込み、所定の内圧を充填し、無負荷とした、基準状態の際のタイヤ幅方向断面における、サイド補強ゴム81のタイヤ径方向最大長さをH1とし、ビードフィラのタイヤ径方向最外側点とビードコアのタイヤ径方向最外側点とを結んだ線分の長さをH2とするとき、1.8≦H1/H2≦3.5、を満たす(ここで、図8の例のように、ビードフィラのタイヤ径方向最外点とビードコアのタイヤ径方向最外点とを結んだ線分の長さH2が複数存在する場合は、そのうち最大のものを、該長さH2として用いる)、(iii)タイヤをリムに組み込み、所定の内圧を充填し、無負荷とした、基準状態の際のタイヤ幅方向断面における、サイド補強ゴム81のタイヤ径方向最大長さをH1(mm)とするとき、関係式、10(mm)≦(SW/OD)×H1≦20(mm)を満たす。
<操縦安定性>
上記各タイヤについて、ドライ路面上を走行した際の走行性能をドライバーによる官能により評価した。比較例1にかかるタイヤの評価結果を100とした場合の相対値で評価し、数値が大きい方が操縦安定性に優れていることを示す。
<騒音性能>
走行試験用ドラム上で、当該ドラムを100km/hの速度で回転させるとともに、マイク移動式でノイズレベルを測定した。比較例1のノイズレベルを基準としたノイズレベルの差を評価した。数値が低いほど、騒音の低減効果が良好であることを示す。
<雪上性能>
停止状態から30km/hになるまでの時間の逆数をとった。比較例1を100とした相対値で指数評価しており、数値が大きい方が雪上性能に優れていることを示している。
これらの評価結果をタイヤ諸元とともに以下の表1に示している。
2、2a、2b、2c 周方向主溝
3a、3b、3c、3d 陸部
4 第一の側方サイプ
5 内側周方向サイプ
6 外側周方向サイプ
7 底上げ部
8 側方横溝
9 第二の側方サイプ
10 側方周方向サイプ
11 底上げ部
12 周方向サイプ
13 一端開口横溝
14 第一の一端開口サイプ
15 第二の一端開口サイプ
16 中間サイプ
TE トレッド端
Claims (3)
- トレッド踏面に、トレッド端に最も近いトレッド周方向に延びる最外側周方向主溝とトレッド端とにより区画される幅方向最外側陸部を有し、
前記幅方向最外側陸部は、トレッド幅方向外側に延びる側方サイプをトレッド周方向に間隔を空けて複数本有し、
前記幅方向最外側陸部は、トレッド周方向に延びる内側周方向サイプと、該内側周方向サイプよりトレッド幅方向外側に位置し、トレッド周方向に延びる外側周方向サイプとを有し、
前記最外側周方向主溝の溝深さをh1、前記内側周方向サイプのサイプ深さをh2、前記外側周方向サイプのサイプ深さをh3とするとき、
h1>h3>h2
を満たし、
前記内側周方向サイプは、トレッド周方向に連続して延び、前記外側周方向サイプは、前記幅方向最外側陸部内で終端部を有し、
前記側方サイプのトレッド周方向のピッチ間隔をL、前記最外側周方向主溝と前記内側周方向サイプとの間のトレッド幅方向の距離をW1、前記内側周方向サイプと前記外側周方向サイプとのトレッド幅方向の距離をW2とするとき、
0.7≦L/W1≦1.4、且つ、0.7≦L/W2≦1.4
を満たすことを特徴とする、空気入りタイヤ。 - 前記側方サイプは、前記最外側周方向主溝に連通し、
前記側方サイプが前記最外側周方向主溝に連通する位置において、前記最外側周方向主溝の溝底に底上げ部を設けた、請求項1に記載の空気入りタイヤ。 - 前記外側周方向サイプの両端部は、前記トレッド踏面側からサイプ深さ方向に向かって、周方向長さが短くなるように側壁が傾斜した形状である、請求項1又は2に記載の空気入りタイヤ。
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