(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、前記トレッド部の表面にタイヤ周方向に沿って延びる複数本の主溝と該主溝によって区画された複数列の陸部とを有する空気入りタイヤにおいて、
前記主溝のうちタイヤ幅方向最外側に位置する最外主溝のタイヤ幅方向外側に区画されたショルダー陸部に、タイヤ幅方向に沿って延在するラグ溝がタイヤ周方向に間隔をおいて形成され、該ラグ溝のタイヤ幅方向内側端は前記ショルダー陸部内で終端し、各ラグ溝のタイヤ幅方向内側端と前記最外主溝との間に前記最外主溝および前記ラグ溝から離間してトレッド踏面に開口してタイヤ径方向に穿たれた少なくとも1つの縦穴を備え、前記最外主溝と前記ラグ溝との間に前記縦穴を横切ってタイヤ幅方向に沿って延在して一端が前記最外主溝に連通して他端が前記ラグ溝に連通するサイプが形成され、該サイプの底部または深さ方向の中途部に前記サイプよりも広幅で前記サイプに沿って延在する空洞部を備えることを特徴とする空気入りタイヤ。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【0015】
図1に示すように、本発明の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部1と、このトレッド部1の両側に配置された一対のサイドウォール部2と、サイドウォール部2のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部3とを備えている。尚、
図1において、符号CLはタイヤ赤道を示し、符号Eは接地端を示す。
【0016】
左右一対のビード部3間にはカーカス層4が装架されている。このカーカス層4は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部3に配置されたビードコア5の廻りに車両内側から外側に折り返されている。また、ビードコア5の外周上にはビードフィラー6が配置され、このビードフィラー6がカーカス層4の本体部と折り返し部とにより包み込まれている。一方、トレッド部1におけるカーカス層4の外周側には複数層(
図1では2層)のベルト層7が埋設されている。各ベルト層7は、タイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。これらベルト層7において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば10°〜40°の範囲に設定されている。更に、ベルト層7の外周側にはベルト補強層8(ベルト層7の幅方向両端部をそれぞれ覆う一対のベルト補強層8)が設けられている。ベルト補強層8は、タイヤ周方向に配向する有機繊維コードを含む。ベルト補強層8において、有機繊維コードはタイヤ周方向に対する角度が例えば0°〜5°に設定されている。
【0017】
本発明は、このような一般的な空気入りタイヤに適用されるが、その断面構造は上述の基本構造に限定されるものではない。
【0018】
図1,2に示すように、トレッド部1の外表面には、タイヤ周方向に延びる複数本(
図1,2では3本)の主溝10が設けられている。主溝10は、本発明の空気入りタイヤのトレッド部1に形成される溝のなかで最も溝幅および溝深さが大きい溝であり、溝幅が例えば6.0mm〜15.0mm、溝深さが例えば5.0mm〜15.0mmに設定される。そして、これら複数本の主溝10により複数列(
図1,2では4列)の陸部20が区画されている。これら主溝10および陸部20のうち、タイヤ幅方向最外側に位置する主溝10を最外主溝11とし、この最外主溝11のタイヤ幅方向外側に区画された陸部20をショルダー陸部21としたとき、ショルダー陸部21には、後述のようにラグ溝30、縦穴40、サイプ50(具体的には、最外主溝11とラグ溝30と縦穴40とを連結するサイプ51)が必ず設けられる。尚、本発明において、「細溝」とは主溝や後述のラグ溝に比べて溝幅が小さく、且つ、後述のサイプに比べて溝幅が大きい溝であり、「サイプ」とは溝幅が1.5mm以下の微細な溝である。また、本発明における「陸部」とは、主溝(または後述のラグ溝)によって区画されたものを指しており、細溝やサイプによって陸部がタイヤ周方向またはタイヤ幅方向に分断されていても、その陸部は実質的に連続した1つの陸部として見做すものとする。
【0019】
本発明では、最外主溝11のタイヤ幅方向内側の構造は特に限定されない。例えば、図示の例では、タイヤ赤道CL上の主溝10(以下、センター主溝12という)の両側にそれぞれ最外主溝11とセンター主溝12とで区画された陸部20(以下、センター陸部22という)が設けられている。そして、各センター陸部22には、タイヤ幅方向に対して一方向に傾斜して延在して一端が最外主溝11に連通し他端がセンター陸部22内で終端する傾斜溝60がタイヤ周方向に間隔をおいて設けられている。また、この傾斜溝60と逆方向に傾斜して延在して一端が傾斜溝60に連通して他端がセンター陸部22内で終端するセンターサイプ52が設けられている。
【0020】
ラグ溝30は、ショルダー陸部21においてタイヤ幅方向に沿って延在する溝であり、タイヤ周方向に間隔をおいて複数本が設けられる。ラグ溝30のタイヤ幅方向内側端は最外主溝11には連通せずにショルダー陸部21内で終端し、ラグ溝30のタイヤ幅方向外側端は接地端Eを越えてタイヤ幅方向外側に延長している。
【0021】
縦穴40は、トレッド踏面に開口してタイヤ径方向に穿たれた穴であり、各ラグ溝30のタイヤ幅方向内側端と最外主溝11との間に設けられる。縦穴40は、最外主溝11およびラグ溝30とは交差または接することなく、これら最外主溝11およびラグ溝30から離間している。縦穴40は、各ラグ溝30の延長位置にそれぞれ少なくとも1つずつ配置される。このようにして設けられた複数の縦穴40は、タイヤ周方向に間隔をおいて全周に亘って配列されることになる。
【0022】
サイプ51は、最外主溝11とラグ溝30との間に設けられて、縦穴40を横切ってタイヤ幅方向に沿って延在するサイプである。このサイプ51は、一端が最外主溝11に連通して他端がラグ溝30のタイヤ幅方向内側端に連通している。サイプ51は、各ラグ溝30に対して1本ずつ設けられている。サイプ51は、サイプ幅が溝底まで一定である一般的なサイプではなく、
図3(a)および
図3(b)に示すように、サイプ51の他の部分よりも広幅でサイプ50に沿って延在する空洞部Hを備えている。空洞部Hは、サイプ51の深さ方向の任意の位置に設けることができ、
図3(a)ではサイプ51の底部に空洞部Hが設けられ、
図3(b)ではサイプ51の深さ方向の中途部に空洞部Hが設けられている。
【0023】
上述のようにサイプ51と縦穴40とは交差しているので、サイプ51に設けられた空洞部Hも縦穴40と交差または連結することになる。即ち、
図3(a)ではサイプ51の底部まで延在する縦穴40がサイプ51の底部に設けられた空洞部Hの中途部に連結して縦穴40と空洞部Hとが丁字状に接続し、
図3(b)ではサイプ51の底部まで延在する縦穴40とサイプ51の深さ方向の中途部に設けられた空洞部Hとが交差して縦穴40と空洞部Hとが十字状に接続している。
【0024】
尚、図示の例では、サイプ51の他に、ラグ溝30や縦穴40と連結しないショルダーサイプ53が設けられているが、このショルダーサイプ53は本発明において必ずしも設ける必要のない任意の要素である。尚、図示の例のショルダーサイプ53は、タイヤ周方向に隣り合うラグ溝30の間に1本ずつ設けられて、それぞれがタイヤ幅方向に沿って延在し、一端が細溝40に連通し、他端が接地端Eを越えてタイヤ幅方向外側に延長している。
【0025】
このように、本発明の空気入りタイヤのショルダー陸部21では、ラグ溝30がショルダー陸部21内で終端して最外主溝11に対して非連通であることでショルダー陸部21の剛性を確保することができ、ドライ性能を良好に維持することができる。その一方で、最外主溝11とラグ溝30との間に、これら溝と非連通の縦穴40が設けられているので、陸部剛性を維持したまま、ラグ溝30が最外主溝11に対して連通した場合と同程度の溝面積を確保することができる。尚、縦穴40は溝のようにタイヤ周方向またはタイヤ幅方向に長さを持った要素ではないが、縦孔40内に水を取り込むことができるため、ウェット性能を向上する要素として充分に機能するものである。このとき、縦穴40を横切って最外主溝11とラグ溝30とを連結するサイプ51が設けられているので、最外主溝11や縦穴40やラグ溝30内の水がこれらの間を流動可能になり排水性能を向上することができる。特に、最外主溝11と縦穴40とラグ溝30とを連結するサイプ51として、空洞部Hを備えた排水性に優れたものを採用しているので、ラグ溝30が最外主溝11まで達している場合と同程度の排水性能を得ることができる。これらの共働により、優れたドライ性能を維持しながら、ウェット性能を効果的に高めることができる。
【0026】
このとき、ラグ溝30がショルダー陸部21を分断していると、ショルダー陸部21の剛性が低下してドライ性能を維持することができない。縦穴40が形成されないと、サイプ51がラグ溝30と最外主溝11とを連結していても、溝面積が不足してウェット性能を改善することができない。サイプ51が形成されなかったり、サイプ51が最外主溝11またはラグ溝30に非連通であったり、サイプ51が縦穴40と交差しないと、最外主溝11と縦穴40とラグ溝30との間の水の流動性が不足してウェット性能を改善することができない。サイプ51の代わりにサイプよりも溝幅が大きい溝が形成されると、陸部剛性が不足してウェット性能とドライ性能とを両立することができない。サイプ51が空洞部Hを備えていないと、充分な排水性能が得られずウェット性能を改善することができない。
【0027】
縦穴40は、前述のように、各ラグ溝30のタイヤ幅方向内側端と最外主溝11との間に少なくとも1つが設けられる。即ち、縦穴40は少なくとも
図2に示すようにラグ溝30と一対一の関係で設けられる。これに対して、例えば
図4に示すように追加の縦穴41を設けて、各ラグ溝30のタイヤ幅方向内側端と最外主溝11との間に2つ以上の縦穴40,41が設けられるようにしてもよい。この場合、追加の縦穴41を含むすべての縦穴40,41はタイヤ周方向に間隔をおいて配列される。このとき、サイプ51はラグ溝30の延長位置に存在する縦穴40は横切るが、追加の縦穴41とは交差または連結していない。つまり、縦穴40はサイプ51を介して最外主溝11やラグ溝30と接続されるが、追加の縦穴41は最外主溝11やラグ溝30とは接続されない。その代わりに、図示のように縦穴40と追加の縦穴41とを接続する補助サイプ54を設けることができる。
【0028】
図4の態様では、追加の縦穴41が設けられているので、それにより溝面積を増やすことができウェット性能を更に高めることができる。一方で、追加の縦穴41は補助サイプ54のみで縦穴40に接続されているため縦穴41を設けることによる陸部剛性への影響は最低限に抑えることができる。このとき、最外主溝11とラグ溝30と縦穴40,41はサイプ51や補助サイプ54によって直接又は間接的に接続されているので、これらの間で水が流動可能であり良好な排水性能を得ることができる。
【0029】
本発明では、少なくともサイプ51が空洞部Hを備えたサイプであればよいが、補助サイプ54についても空洞部Hを備えたサイプとすることが好ましい。これにより、周方向に並んだ縦穴40,41間での水の流動性を高めることができ、ウェット性能を向上するには有利になる。尚、図示の例に任意で設けられたショルダーサイプ53にまで空洞部Hを設けると、陸部剛性が大幅に低下することになるので、空洞部Hを設けるサイプはサイプ51(必ず設ける)と補助サイプ54(任意で設けてもよい)に留めることが好ましい。
【0030】
空洞部Hはサイプ50の深さ方向の任意の位置(即ち、底部または深さ方向の中途部)に設けることができるが、サイプ50の底部に近い位置に空洞部Hを設けるほど摩耗末期まで空洞部Hが残存して、摩耗末期まで優れた排水性能を発揮することが可能になる。このことから、空洞部Hは、トレッド表面から各サイプ50の深さの例えば50%以上離間した位置に設けることが好ましい。
【0031】
縦穴40の開口形状は特に限定されず、図示の円形状の他、楕円形状、多角形状など任意の形状を採用することができる。また、縦穴40のトレッド踏面における最大幅W
R(図示の円形状の縦穴40の場合は径)が、接地端Eにおけるラグ溝30の溝幅W
Lに対して、0.3×W
L≦W
R≦2.0×W
Lの関係を満たすように設定することが好ましい。このように縦穴40の大きさを設定することで、陸部剛性を維持しながら排水性能を確保することができ、ドライ性能とウェット性能とを両立するには有利になる。縦穴40の最大幅W
Rが溝幅W
Lの0.3倍よりも小さいと、縦穴40による排水性能を充分に確保することができない。縦穴40の最大幅W
Rが溝幅W
Lの2.0倍よりも大きいと、陸部剛性が低下してドライ性能を維持することが難しくなる。
【0032】
また、縦穴40のトレッド踏面における最大幅W
Rは、最外主溝11とラグ溝30のタイヤ幅方向内側端との間のタイヤ幅方向の距離Lの20%以上80%以下であることが好ましい。このように縦穴40を最外主溝11とラグ溝30のタイヤ幅方向内側端との間の領域に対して適度な大きさに設定することで、陸部剛性を維持しながら排水性能を確保することができ、ドライ性能とウェット性能とを両立するには有利になる。縦穴40の最大幅W
Rが距離Lの20%よりも小さいと、縦穴40による排水性能を充分に確保することができない。縦穴40の最大幅W
Rが距離Lの80%よりも大きいと、縦穴40が最外主溝11やラグ溝30と実質的に接してしまい、陸部剛性が低下してドライ性能を維持することが難しくなる。
【0033】
縦穴40の深さD
Rはラグ溝30の深さD
Lと同程度に設定することが好ましい。具体的には、ラグ溝30の最大溝深さD
Lと縦穴40の深さD
Rとが0.8×D
L≦D
R≦1.0×D
Lの関係を満たすことが好ましい。尚、「ラグ溝の最大溝深さD
L」とは、
図5に示すように、子午線断面において、トレッド表面におけるラグ溝30のタイヤ幅方向内側端点をA1とし、この点A1を通りトレッド表面に垂直な仮想線とラグ溝30の溝底の延長線との交点をA2としたときの、点A1から点A2までの距離である。このように溝深さを設定することで、優れたドライ性能を維持しながら、実質的にラグ溝30が最外主溝11と連通した場合と同等のウェット性能を確保するには有利になる。このとき、縦穴40の深さD
Rがラグ溝30の最大溝深さD
Lの0.8倍よりも小さいと、縦穴40の容積が減少するため、ウェット性能を向上する効果が限定的になる。縦穴40の深さD
Rがラグ溝30の最大溝深さD
Lの1.0倍よりも大きいと、陸部剛性が低下してドライ性能を充分に維持することが難しくなる。
【0034】
更に、縦穴40とサイプ51とが同等の深さを有することが好ましい。具体的には、サイプ51の深さD
Sが縦穴40の深さD
Rに対して0.9×D
R≦D
S≦1.0×D
Rの関係を満たすことが好ましい。これにより、縦穴40とサイプ50との深さ関係が最適化されて、陸部剛性を維持しながら排水性能を確保することができ、ドライ性能とウェット性能とを両立するには有利になる。このとき、サイプ51の深さD
Sが縦穴40の深さD
Rの0.9倍よりも小さいと、サイプ51による排水性能が充分に見込めず、ウェット性能を向上する効果が限定的になる。サイプ51の深さD
Sが縦穴40の深さD
Rの1.0倍よりも大きいと、サイプ幅が小さくても陸部剛性に影響がありドライ性能を充分に維持することが難しくなる。尚、
図3(a)に示すように、空洞部Hがサイプ51の底部に設けられた場合には、サイプ51の開口部(トレッド表面)から空洞部Hの底部までをサイプ51の深さD
Sとする。
【0035】
空洞部Hの断面形状は特に限定されず、図示の円形状の他、楕円形状、多角形状など任意の形状を採用することができる。また、空洞部の最大断面幅W
Aを、空洞部を備えたサイプのサイプ幅W
Sに対して2.0×W
S≦W
A≦4.0×W
Sの関係を満たすように設定することが好ましい。このように空洞部Hの大きさを設定することで、陸部剛性を維持しながら排水性能を確保することができ、ドライ性能とウェット性能とを両立するには有利になる。空洞部Hの最大断面幅W
Aがサイプ幅W
Sの2.0倍よりも小さいと、空洞部Hによる排水性能を充分に確保することができない。空洞部Hの最大断面幅W
Aがサイプ幅W
Sの4.0倍よりも大きいと、陸部剛性が低下してドライ性能を維持することが難しくなる。
【0036】
縦穴40と空洞部Hとは延在方向は異なるものの、いずれもトレッド部1に穿たれた穴であるので、これらの大小関係を設定することはドライ性能とウェット性能とを両立するうえで有効である。即ち、縦穴40のトレッド踏面における最大幅W
Rと空洞部Hの最大断面幅W
Aとが1.0×W
A≦W
R≦3.0×W
Aの関係を満たすことが好ましい。このように縦穴40の大きさを空洞部Hと同等または空洞部Hに対して適度に大きくすることで、陸部剛性を維持しながら排水性能を確保することができ、ドライ性能とウェット性能とを両立するには有利になる。縦穴40の最大幅W
Rが空洞部Hの最大断面幅W
Aの1.0倍よりも小さいと、縦穴40による排水性能を充分に確保することができない。縦穴40の最大幅W
Rが空洞部Hの最大断面幅W
Aの3.0倍よりも大きいと、陸部剛性が低下してドライ性能を維持することが難しくなる。
【実施例】
【0037】
タイヤサイズが155/65R14 75Sであり、
図1に例示する基本構造を有し、
図2または
図4のトレッドパターンを基調とし、ラグ溝の形状、縦穴の有無、サイプの有無、サイプと溝との関係、サイプと縦穴との関係、空洞部の有無、追加の縦穴の有無、補助サイプの有無、縦穴のトレッド踏面における最大幅W
Rと接地端におけるラグ溝の溝幅W
Lとの比W
R/W
L、サイプの深さD
Sと縦穴の深さD
Rとの比D
S/D
R、空洞部の最大断面幅W
Aとその空洞部を備えたサイプのサイプ幅W
Sとの比W
A/W
S、縦穴のトレッド踏面における最大幅W
Rと空洞部の最大断面幅W
Aとの比W
R/W
Aをそれぞれ表1〜3のように設定した従来例1〜2、比較例1〜4、実施例1〜18の24種類の空気入りタイヤを作製した。
【0038】
表1〜3の「ラグ溝の形状」の欄について、ラグ溝がタイヤ幅方向内側に延長して最外主溝に連通している場合を「連通」と示し、ラグ溝が陸部内で終端して最外主溝と連通していない場合を「非連通」と示した。表1〜3の「サイプと溝の関係」の欄について、サイプが最外主溝およびラグ溝の両方に連通している場合を「連通」と示し、サイプが最外主溝またはラグ溝のいずれかまたは両方に連通していない場合を「非連通」と示した。表1〜3の「サイプと縦穴の関係」の欄について、サイプが縦穴を横切っている場合を「交差」と示し、サイプがタイヤ周方向に隣り合う縦穴の間に位置してサイプと縦穴とが交差しない場合を「非交差」と示した。表1〜3の「空洞部の有無」の欄について、空洞部がサイプの底部に設けられたか(「(底)」と表示)、サイプの深さ方向の中途部にも植えられたか(「(中途)」と表示)を併記した。
【0039】
従来例1は、
図2のトレッドパターンを基調とするが、細溝と第一サイプおよび第二サイプが形成されず、ラグ溝および第三サイプが最外主溝に連通したウェット性能に特化したトレッドパターンを有する例である。従来例2は、
図2のトレッドパターンを基調とするが、細溝と第一サイプおよび第二サイプが形成されず、ラグ溝および第三サイプが最外主溝に到達せずに陸部内で終端したドライ性能に特化したトレッドパターンを有する例である。実施例3は、追加の縦穴と補助サイプの両方を備えた例であり、
図4のトレッドパターンを基調とした例である。
【0040】
これら24種類の空気入りタイヤについて、下記の評価方法により、ドライ性能およびウェット性能を評価し、その結果を表1〜3に併せて示した。
【0041】
ドライ性能
各試験タイヤをリムサイズ14×4.5Jのホイールに組み付けて、軽自動車に装着し、ウォームアップ後の空気圧をフロントタイヤで240kPa、リアタイヤで240kPaとし、ドライ路面において初速100km/hから完全に停止するまでの制動距離を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例2の値を100とする指数にて示した。この指数値が大きいほどドライ路面での制動距離が短く、ドライ性能(ドライ路面での走行性能)に優れることを意味する。尚、指数値が「98」以上であれば従来例2と同等の優れたドライ性能を維持している。
【0042】
ウェット性能
各試験タイヤをリムサイズ14×4.5Jのホイールに組み付けて、軽自動車に装着し、ウォームアップ後の空気圧をフロントタイヤで240kPa、リアタイヤで240kPaとし、ウェット路面において初速100km/hから完全に停止するまでの制動距離を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例1の値を100とする指数にて示した。この指数値が大きいほどウェット路面での制動距離が短く、ウェット性能(ウェット路面での走行性能)に優れることを意味する。尚、指数値が「98」以上であれば従来例1と同等の優れたウェット性能を維持している。
【0043】
【表1】
【0044】
【表2】
【0045】
【表3】
【0046】
表1〜3から明らかなように、実施例1〜20はいずれも、ドライ性能に優れた従来例2と同レベルの優れたドライ性能を維持しながら、ウェット性能に優れた従来例1と同レベル以上の優れたウェット性能を発揮し、ウェット性能およびドライ性能を高度にバランスよく両立した。一方、比較例1〜4はいずれも、ラグ溝が最外主溝に対して非連通で、最外主溝とラグ溝との間に縦穴が形成されているものの、比較例1ではサイプが一切設けられておらず、比較例2ではサイプが縦穴を横切らず、比較例3ではサイプが最外主溝やラグ溝に連通せず、比較例4ではサイプが空洞部を備えないため、従来例1に対してウェット性能が悪化した。
【0047】
尚、
図4のトレッドパターンを基調とする実施例3では、
図2のトレッドパターンを基調とする実施例1と比較して、追加の縦穴および補助サイプによる悪影響は見られず、これらによるウェット性能への効果が付加された。表1〜3には示していないが、実施例3のように
図4を基調として、実施例4〜18のように他の項目を変化させた場合、実施例3に対して、実施例1に対する実施例4〜18と同様の結果が得られた。