| 【発明の名称】 |
空気入りタイヤ |
| 【発明者】 |
【氏名】瀬田 英介
【住所又は居所】東京都小平市小川東町３−１−１ 株式会社ブリヂストン技術センター内
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| 【要約】 |
【課題】ブロック高さを適正化する形状を定義することにより接地圧の不均一を解消し、乾燥路面での操縦安定性能、及び氷上性能を向上させる。
【解決手段】ブロック１８のタイヤ幅方向において、端部から中央部へ向けて高さが一旦漸増し、その後、中央部へ向けて高さが漸減する形状とすることにより、踏面高さが一定の従来ブロック対比でタイヤ幅方向の接地端側及びタイヤ幅方向の中央部側の接地圧を下げることができ、接地圧をタイヤ幅方向に均一化でき乾燥路面での高い操縦安定性能が得られる。ブロック１８のタイヤ周方向において、端部から中央部へ向けて高さが漸減する形状とすることにより、従来ブロック対比でタイヤ周方向の中央部側の接地圧を下げることができ、接地圧をタイヤ周方向に均一化でき、高い氷上性能が得られる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 実質的にタイヤ周方向に沿って延びる周方向溝と、前記周方向溝に対して交差する横溝とによって区画されたブロックをトレッドに複数備えた空気入りタイヤであって、前記ブロックの踏面には、タイヤ幅方向に沿った断面で見たときには、端部から中央部へ向けて高さが一旦漸増し、その後、中央部へ向けて高さが漸減し、タイヤ周方向に沿った断面で見たときには、端部から中央部へ向けて高さが漸減するように、隆起部及び陥没部の少なくとも一方が設けられている、ことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】 タイヤ周方向のどの部分のタイヤ幅方向断面においても、端部から中央部へ向けて高さが一旦漸増し、その後、中央部へ向けて高さが漸減し、タイヤ幅方向のどの部分のタイヤ周方向断面においても、端部から中央部へ向けて高さが漸減するように、隆起部及び陥没部の少なくとも一方が設けられている、ことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】 前記ブロックのタイヤ幅方向断面での踏面の最も高い部分と最も低い部分との高低差、及びタイヤ周方向断面での踏面の最も高い部分と最も低い部分との高低差が、各々０．１〜２．５mmの範囲内にあることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はトレッドにブロックを備えた空気入りタイヤに係り、特に操縦安定性能及び氷上性能に優れた空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、空気入りタイヤにおいては、図７に示すように、ブロック１００の高さは一定になっているのが通常であった。
【０００３】このような高さが一定とされたブロック１００が、図８に示すように、乾燥した路面１０２に接地すると、ブロック１００と乾燥した路面１０２との間に摩擦力が発生するため、ブロック１００が樽型に膨らむ変形をするため、ブロック１００の接地端に曲げが働き、接地端が接地方向に押される。
【０００４】また、トレッドの主材料であるゴムは非圧縮性であるため、高さが一定のブロック１００は中央付近の圧縮剛性が大きい（ブロック側部付近は、外側へ膨らむことができるため圧縮剛性は低い。）。
【０００５】したがって、高さが一定とされたブロック１００が乾燥した路面１０２に接地すると、図８のグラフに示すように、接地圧は、接地端（ブロック端）で特に大となると共にブロック中央部で大となり、接地端とブロック中央部との間で相対的に小となる不均一が生じる。
【０００６】このため、高さが一定とされたブロック１００では、特に操縦安定性で重要となる微小舵角域（スリップ角が小のとき）や大舵角域（スリップ角が大のとき）において、踏面全体が路面に横力を伝えることが困難になる問題があった。
【０００７】また、このような高さが一定とされたブロック１００が、図９に示すように氷路面１０４に接地すると、ブロック１００と氷路面１０４との間には摩擦力が殆ど存在しないため、ブロック１００は踏面側が広がる台形型に変形をし、ブロック１００の接地端には乾燥した路面１０２の場合のような曲げは働かない。
【０００８】また、トレッドの主材料であるゴムは非圧縮性であるため、高さが一定のブロック１００は中央付近の圧縮剛性が大きい（ブロック側部付近は、外側へ膨らむことができるため圧縮剛性は低い。）。
【０００９】したがって、高さが一定とされたブロック１００が氷路面１０４に接地すると、図９のグラフに示すように、接地圧はブロック中央部で特に大きくなる。
【００１０】接地圧に不均一が生じると接地圧が均一なときに比べて接地面積が小さくなるため、高さが一定とされたブロック１００では、特に氷上性能で重要となる駆動時や制動時において、踏面全体が路面に駆動力、制動力を伝えることが困難になる問題があった。
【００１１】これに対し、従来の検討では、上記接地特性改良のためにトレッドパターンの改良なども行われてきたが、排水性の面やその他諸性能とのバランスから、限界があるのが現状である。
【００１２】特開昭６２−２７９１０５号のように、ブロックの中央部分をタイヤ周方向または幅方向断面において凸状態とするような発明もなされてきたが、このような手法のみでは諸性能との両立を考えた踏面形状は得にくく、また、形状決定には試行錯誤を伴い、困難を伴うのが通常である。
【００１３】また、特開平２０００−７１７１９号のように、ブロック端縁及びブロックの中央部に向けて高さが漸減する周辺隆起部をブロック端縁の近傍に形成することで接地圧の均一化を図る発明もなされてきたが、この手法のみでは、乾燥した路面の性能は上がるものの、氷路面での性能と両立化することは困難であった。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事実を考慮し、トレッドに存在するブロックのブロック高さを適正化する形状を定義することにより接地圧の不均一を解消し、操縦安定性能、及び氷上性能を向上させた空気入りタイヤを提供することが目的である。
【００１５】
【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明は、実質的にタイヤ周方向に沿って延びる周方向溝と、前記周方向溝に対して交差する横溝とによって区画されたブロックをトレッドに複数備えた空気入りタイヤであって、前記ブロックの踏面には、タイヤ幅方向に沿った断面で見たときには、端部から中央部へ向けて高さが一旦漸増し、その後、中央部へ向けて高さが漸減し、タイヤ周方向に沿った断面で見たときには、端部から中央部へ向けて高さが漸減するように、隆起部及び陥没部の少なくとも一方が設けられている、ことを特徴としている。
【００１６】次に、請求項１に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
【００１７】従来の高さが一定のブロックが乾燥した路面に接地した場合のブロック幅方向の接地圧分布は、接地端で特に大となると共にブロック中央部で大となり、接地端とブロック中央部との間で相対的に小となるが（図８参照）、タイヤ幅方向に沿った断面で見たときに、端部から中央部へ向けて高さが一旦漸増し、その後、中央部へ向けて高さが漸減するブロックは、ブロック端縁及びブロック中央部側のブロック高さが低くなるので、踏面高さが一定のブロック対比でタイヤ幅方向の接地端側及びタイヤ幅方向の中央部側の接地圧を下げることができ、接地圧をタイヤ幅方向に均一化することができる（図５参照）。
【００１８】操縦安定性能は、微小舵角域や大舵角域において、ブロックの踏面全体が路面に対して横力を伝えることが重要であるが、請求項１に記載の空気入りタイヤでは、乾燥路面でのブロックのタイヤ幅方向の接地圧の不均一が抑えられているので、乾燥路面での横力入力時のブロックの接地性が良く、このため、乾燥路面では高い操縦安定性能が得られる。
【００１９】次に、従来の高さが一定のブロックが氷路面に接地した場合のブロック周方向の接地圧分布は、ブロック中央部で大となり、接地端で相対的に小となるが（図９参照）、タイヤ周方向に沿った断面で見たときに、端部から中央部へ向けて高さが漸減しているブロックは、氷路面でのブロックのタイヤ周方向の中央部側の接地圧を下げることができ、氷路面での接地圧をタイヤ周方向に均一化することができる（図６参照）。
【００２０】氷上性能は、駆動時や制動時において、踏面全体が氷路面に駆動力、制動力を伝えることが重要であるが、請求項１に記載の空気入りタイヤでは、氷路面でのブロックのタイヤ周方向の接地圧の不均一が抑えられているので、氷路面での駆動、制動時のブロックの接地性が良く、このため、高い氷上性能が得られる。
【００２１】なお、周方向溝は、タイヤ周方向に対して平行であっても良く、タイヤ周方向に対してある程度傾斜していても良い。
【００２２】また、横溝は、少なくとも周方向溝に対して交差していれば良く、タイヤ幅方向に対して平行であっても良く、タイヤ幅方向に対してある程度傾斜していても良い。
【００２３】また、接地圧が不均一に分布するために起こる局所的な摩耗を生じさせないために、踏面の高さは滑らかに変化していることが好ましく、ブロックを高さ方向に断面にしたときに、踏面輪郭線が滑らかな曲線で構成されていることが好ましい。
【００２４】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空気入りタイヤにおいて、タイヤ周方向のどの部分のタイヤ幅方向断面においても、端部から中央部へ向けて高さが一旦漸増し、その後、中央部へ向けて高さが漸減し、タイヤ幅方向のどの部分のタイヤ周方向断面においても、端部から中央部へ向けて高さが漸減するように、隆起部及び陥没部の少なくとも一方が設けられている、ことを特徴としている。
【００２５】次に、請求項２に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
【００２６】タイヤ周方向のどの部分のタイヤ幅方向断面においても、端部から中央部へ向けて高さが一旦漸増し、その後、中央部へ向けて高さが漸減する踏面形状とすることにより、ブロック全体で接地圧をタイヤ幅方向に均一化することができる。これにより、操縦安定性能を高めることができる。
【００２７】また、タイヤ幅方向のどの部分のタイヤ周方向断面においても、端部から中央部へ向けて高さが漸減する踏面形状とすることにより、ブロック全体で接地圧をタイヤ周方向に均一化することができる。これにより、氷上性能を高めることができる。
【００２８】請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤにおいて、前記ブロックのタイヤ幅方向断面での踏面の最も高い部分と最も低い部分との高低差、及びタイヤ周方向断面での踏面の最も高い部分と最も低い部分との高低差が、各々０．１〜２．５mmの範囲内にあることを特徴としている。
【００２９】次に、請求項３に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
【００３０】タイヤが受ける入力下では、ブロックの変形には限度があるため、上記高低差の寸法が大き過ぎるとブロックの踏面で路面と接地しなくなる部分が生じる。即ち、接地面積が減少する場合がある。
【００３１】したがって、極端な接地面積の減少を生じないようにするために上記高低差の寸法の上限を２．５mmとする。
【００３２】一方、高低差の寸法が０．１mm未満になると、ブロック端縁やブロック中央部の接地圧を下げる効果が低く、接地圧の不均一を抑える効果が不足する。
【００３３】したがって、上記高低差の寸法を０．１〜２．５mmの範囲内とすることが好ましい。
【００３４】なお、上記高低差の寸法を０．３〜１．０mmの範囲内とすることが更に好ましい。
【００３５】
【発明の実施の形態】本発明の空気入りタイヤの一実施形態を図１乃至図６にしたがって説明する。
【００３６】図２に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ１０のトレッド１２には、タイヤ周方向（矢印Ａ方向）に沿って延びる複数本の周方向溝１４及び、タイヤ幅方向（矢印Ｂ方向）に沿って延びる複数本の横溝１６とによって複数のブロック１８が形成されている。
【００３７】なお、この空気入りタイヤ１０の内部構造は、一般の空気入りタイヤと何ら変わらないので内部構造の説明は省略する。
【００３８】図１にはブロック１８が斜視図にて示されており、図３にはブロック１８のタイヤ幅方向断面が示されており、図４にはブロック１８のタイヤ周方向断面が示されている。
【００３９】これら図１、図３及び図４に示すように、ブロック１８の踏面には、タイヤ幅方向の両側のブロック端縁の近傍に隆起部２０が形成されている。
【００４０】この隆起部２０は、タイヤ周方向に連続して形成されており、かつ、その高さは、タイヤ周方向両端部分が最も高く、タイヤ周方向中央部が最も低く設定されており、ブロック高さとしてはタイヤ周方向両端部からタイヤ周方向中央部に向けて滑らかに漸減している。
【００４１】また、隆起部２０と隆起部２０との間にはタイヤ周方向に連続する陥没部２２、隆起部２０のタイヤ幅方向のブロック端側にはタイヤ周方向に連続する陥没部２４が設けられている。
【００４２】これら陥没部２２及び陥没部２２は、タイヤ周方向両端部分が最も高く、タイヤ周方向中央部が最も低く設定されており、ブロック高さとしてはタイヤ周方向両端部からタイヤ周方向中央部に向けて滑らかに漸減している。
【００４３】また、陥没部２２、陥没部２２及び隆起部２０は、互いに滑らかにつながっている。
【００４４】本実施形態のブロック１８においては、タイヤ幅方向に沿った断面で見たときの踏面の輪郭形状は全て図３に示すような端部から中央部へ向けて高さが一旦漸増し、その後、中央部へ向けて高さが漸減する形状であり、タイヤ周方向に沿った断面で見たときの踏面の輪郭形状は全て図４に示すような端部から中央部へ向けて高さが漸減する形状である。
【００４５】図３に示すように、ブロック１８をタイヤ幅方向に沿った断面で見た時の踏面の最も高い部分と最も低い部分との高低差Ｄ１は、０．１〜２．５mmの範囲内が好ましく、０．３〜１．０mmの範囲内が更に好ましい。
【００４６】また、図４に示すように、ブロック１８をタイヤ周方向に沿った断面で見た時の踏面の最も高い部分と最も低い部分との高低差Ｄ２は、０．１〜２．５mmの範囲内が好ましく、０．３〜１．０mmの範囲内が更に好ましい。
（作用）次に、本実施形態の空気入りタイヤ１０の作用を説明する。
【００４７】高さが一定のブロックが乾燥した路面に接地した場合のブロック幅方向の接地圧分布は、接地端で特に大となると共にブロック中央部で大となり、接地端とブロック中央部との間で相対的に小となるが、図３に示すように、ブロック１８をタイヤ幅方向に沿った断面で見たときに、端部から中央部へ向けて高さが一旦漸増し、その後、中央部へ向けて高さが漸減する形状とすることにより、踏面高さが一定のブロック対比でタイヤ幅方向の接地端側及びタイヤ幅方向の中央部側の接地圧を下げることができ、図５に示すように、ブロック１８全体で接地圧をタイヤ幅方向に均一化することができる。
【００４８】これにより、乾燥路面での横力入力時のブロックの接地性が良くなり、乾燥路面での高い操縦安定性能が得られる。
【００４９】さらに、本実施形態のブロック１８では、上記のようにタイヤ幅方向の接地圧の不均一を抑えることができるので、乾燥路面のように摩擦力の働く路面で横力に起因するバックリング減少の発生を抑えて操縦安定性能を向上できる。
【００５０】また、高さが一定のブロックが氷路面に接地した場合のブロック周方向の接地圧分布は、ブロック中央部で大となり、接地端で相対的に小となるが、図４に示すように、ブロック１８をタイヤ周方向に沿った断面で見たときに、端部から中央部へ向けて高さが漸減する形状とすることにより、踏面高さが一定のブロック対比でタイヤ周方向の中央部側の接地圧を下げることができ、図６に示すように、ブロック１８全体で接地圧をタイヤ周方向に均一化することができる。
【００５１】これにより、氷路面での駆動、制動時のブロックの接地性が良くなり、高い氷上性能が得られる。
【００５２】また、タイヤ周方向断面、及びタイヤ幅方向断面において、ブロック１８の踏面の高低差を０．１〜２．５mmの範囲内とすることにより、ブロック１８の接地面積を減少させることなく、タイヤ幅方向及びタイヤ周方向ともに接地圧を均一化することができる。
【００５３】なお、本実施形態では周方向溝１４がタイヤ周方向（矢印Ａ方向）に沿って延び、横溝１６がタイヤ幅方向（矢印Ｂ方向）に沿って延びていたが、本発明のこれに限らず、周方向溝１４がタイヤ周方向に対して傾斜していても良く、横溝１６がタイヤ幅方向に対して傾斜していても良い。
【００５４】また、本実施形態のブロック１８は矩形であったが、本発明はこれに限らず、トレッド１２を平面視したときのブロック１８の形状は、周方向溝１４及び横溝１６の向き、面取り、切り欠き等の追加により菱形、６角形、８角形等の多角形とされたり、略コ字形状を呈していても良く、円形、楕円等であっても良い。
（試験例）本発明の効果を確かめるために、本発明の適用された実施例のタイヤ４種、比較例のタイヤ２種、及び従来のタイヤ１種を用意し、実車走行により操縦安定性能と氷上性能の評価を行った。
【００５５】なお、タイヤサイズは１９５／５０Ｒ１５であり、内圧２００ｋＰａを充填して実車走行を行った。
【００５６】ブロックの寸法は、タイヤ周方向が３０mm、タイヤ幅方向が２０mm、高さが９mm（平均値）である。
【００５７】従来例のタイヤは、高さが一定のブロックを有するタイヤである。
【００５８】実施例及び比較例のタイヤは、前述した実施形態のように、踏面に隆起部及び陥没部を有するタイヤである。
【００５９】なお、図３に示すように、ブロック端から隆起部２０の頂部までの距離Ｌ１は３mmである。
【００６０】評価は以下の表１に示す通りである。なお、評価は、テストドライバーによるフィーリング評価であり、従来のタイヤを１００とする指数表示である。また、数値が大きいほど性能が良いことを示す。
【００６１】
【表１】
試験の結果、実施例１〜実施例４のタイヤは、従来例及び比較例のタイヤに対して乾燥路面での操縦安定性能、及び氷上性能が向上しているのが分かる。
【００６２】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の空気入りタイヤは上記の構成としたので、接地圧の不均一を解消でき、従来よりも乾燥路面での操縦安定性能、及び氷上性能を向上させることができる、という優れた効果を有する。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００５２７８
【氏名又は名称】株式会社ブリヂストン
【住所又は居所】東京都中央区京橋１丁目１０番１号
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| 【出願日】 |
平成１３年１２月２１日（２００１．１２．２１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７９０４９
【弁理士】
【氏名又は名称】中島 淳 （外３名）
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| 【公開番号】 |
特開２００３−１８２３１１（Ｐ２００３−１８２３１１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１５年７月３日（２００３．７．３） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−３８９１０２（Ｐ２００１−３８９１０２） |
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