(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部に、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の縦溝と該縦溝に交わる複数本の横溝とにより複数のブロックが区画されたブロックパターンを備えた空気入りタイヤにおいて、
少なくとも一部のブロックに、タイヤ幅方向に対する傾斜角度が０°を含む−１０°以上１０°以下の範囲内にある幅方向エッジを設け、
下記式（１）から算出される幅方向エッジの接地面内密度Ｌを、２．８９×１０−４≦Ｌ≦６．０１×１０−４の範囲内とし、
前記幅方向エッジを有するブロックの周方向長さに対する該ブロックの幅方向長さの比であるブロック縦横比を０．４以上３．５以下の範囲内とし、
前記ブロックが配置されている領域のタイヤ幅方向の一端から他端までの距離をＷ（ｍｍ）とし、前記ブロックが配置されている領域における基準ピッチ長をＰＬ（ｍｍ）とし、前記Ｗと前記ＰＬとで区画される基準区域内に存在する前記ブロックの個数をａ（個）とし、前記基準区域内のネガティブ率をＮ（％）としたとき、下記式（２）により算出されるブロック個数密度Ｄが０．００３〜０．０４（個／ｍｍ２）の範囲内にあり、
前記ブロックはサイプを有さないことを特徴とする空気入りタイヤ。
Ｌ＝（Ｅｔ／Ｓ）×（１／Ｅ）・・・（１）
Ｄ＝ａ／{ＰＬ×Ｗ×（１−Ｎ／１００）}・・・（２）
ただし、Ｌは幅方向エッジの接地面内密度（１／ｍｍ２）であり、Ｅｔは接地面内にある幅方向エッジ長さの総和（ｍｍ）であり、Ｓはトレッド部の接地面積（ｍｍ２）であり、Ｅは一ピッチ当たりの幅方向エッジ長さの総和（ｍｍ）である。
【請求項２】
前記幅方向エッジを、前記ブロックの幅方向中央位置から該幅方向中央位置の両側にそれぞれブロックの幅方向長さの２５％以上の領域に形成してなる、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記ブロックは、トレッド踏面での形状が八角形である、請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トレッド部に、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の縦溝と該縦溝に交わる複数本の横溝とにより複数のブロックが区画されたブロックパターンを備えた空気入りタイヤに関し、特に、ブロック踏面への水膜浸入を抑制することによりウェット性能の向上した空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
湿潤路面走行時におけるブロック踏面への水膜浸入は、湿潤路面での摩擦係数（以下、「ＷＥＴμ」と称する。）を著しく低下させる要因となるため、従来、ブロック踏面への水膜浸入を解消すべく、トレッド面にタイヤ周方向に延びる複数の主溝と該主溝に開口する多数の細溝とで区画されたブロックの踏面にタイヤ周方向の前後で段差を設けるとともに、段差の低い側における上記細溝の壁面を凹状の屈曲面に形成し、該屈曲面に対向する反対側の壁面との間に拡幅空間を設ける技術が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−５１４５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、タイヤ周方向の前後におけるブロック踏面に段差を設けることで初期性能は維持できるものの、摩耗により段差が消滅すると細溝が通常のサイプとしての機能しか果たさなくなるため長期的なＷＥＴμの向上を望むことができない。
【０００５】
それゆえこの発明は、従来にはない新規な手法によりブロック踏面への水膜浸入を防止して、長期に亘って良好なウェット性能を発揮する空気入りタイヤを提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、この発明の空気入りタイヤは、トレッド部に、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の縦溝と該縦溝に交わる複数本の横溝とにより複数のブロックが区画されたブロックパターンを備えた空気入りタイヤにおいて、少なくとも一部のブロックに、タイヤ幅方向に対する傾斜角度が０°を含む−１０°以上１０°以下の範囲内にある幅方向エッジを設け、下記式（１）から算出される幅方向エッジの接地面内密度Ｌを、２．８９×１０−４≦Ｌ≦６．０１×１０−４の範囲内とし、前記幅方向エッジを有するブロックの周方向長さに対する該ブロックの幅方向長さの比であるブロック縦横比を０．４以上３．５以下の範囲内とし、
前記ブロックが配置されている領域のタイヤ幅方向の一端から他端までの距離をＷ（ｍｍ）とし、前記ブロックが配置されている領域における基準ピッチ長をＰＬ（ｍｍ）とし、前記Ｗと前記ＰＬとで区画される基準区域内に存在する前記ブロックの個数をａ（個）とし、前記基準区域内のネガティブ率をＮ（％）としたとき、下記式（２）により算出されるブロック個数密度Ｄが０．００３〜０．０４（個／ｍｍ２）の範囲内にあり、
前記ブロックはサイプを有さないことを特徴とするものである。
Ｌ＝（Ｅｔ／Ｓ）×（１／Ｅ）・・・（１）
Ｄ＝ａ／{ＰＬ×Ｗ×（１−Ｎ／１００）}・・・（２）
ただし、Ｌは幅方向エッジの接地面内密度（１／ｍｍ２）であり、Ｅｔは接地面内にある幅方向エッジ長の総和（ｍｍ）であり、Ｓはトレッド部の接地面積（ｍｍ２）であり、Ｅは一ピッチ当たりの幅方向エッジ長の総和（ｍｍ）である。
なお、ここでいう「接地面」とは、空気入りタイヤをＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫに規定されている標準リムに装着し、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫでの適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力（内圧−負荷能力対応表の太字荷重）に対応する空気圧（最大空気圧）の１００％の内圧を充填し、最大負荷能力を負荷したときのものである。使用地又は製造地において、ＴＲＡ規格、ＥＴＲＴＯ規格が適用される場合は各々の規格に従う。
【０００７】
この発明による作用を発明に到った経緯とともに説明する。発明者は、ブロックのエッジによって路面とタイヤとの間に介在する水膜を除去することについて詳細な検討を行ったところ、力（例えばブレーキングフォース）の入側のエッジ近傍の巻き込みが大きくなると（すなわち、エッジ直後の非接地領域が大きくなると）エッジに荷重が集中しエッジの接地圧（以下、「エッジ圧」と称する。）が高くなり、その結果、当該エッジによって水膜が切られて接地面内に水が浸入し難くなるとの知見を得ることができた。以下、このようなエッジによる水膜切りの効果をワイパー効果と称する。しかしながら、かかる知見に基づき発明者が単純にエッジを増やして実験を行ったところ期待通りのＷＥＴμが得られない場合があった。つまり、接地面内のエッジ量を増加させる手法としては、（Ａ）エッジ間のピッチを小さくして周方向におけるエッジの数を増やす手法、（Ｂ）各エッジに傾斜を設けてエッジ長さを増やす手法があるが、上記（Ａ）の場合、エッジ間のピッチを小さくしたことに伴いブロックが相対的に小さくなり、ワイパー効果を発揮させるのに適切なエッジ圧を確保することが困難となる。特に、ブロックの縦横比（ブロックの周方向長さに対する該ブロックの幅方向長さの比）が大きくなると、ブロック自体が曲げ変形を起こし、さらにエッジ圧の低下が助長されてしまう。一方、上記（Ｂ）の場合、エッジの傾斜角度の大きさによっては、力の入側エッジの巻き込みが小さくなりエッジ圧が低下してしまう。そこで発明者は、鋭意検討を重ねた結果、最適エッジ量の規定を行うとともに、ブロックの縦横比およびエッジの角度の適値を規定することで、接地面内でのエッジ数を確保しながら、エッジ圧の低下を抑えてワイパー効果を確実に発揮することができることを新たに見出し、この発明を完成するに到った。
【０００８】
したがって、この発明の空気入りタイヤによれば、幅方向エッジの接地面内密度でエッジ量を確保することでワイパー効果を発揮する領域を増大することができるとともに、幅方向エッジの傾斜角度およびブロックの縦横比を適値とすることでエッジ圧を高めることができるので、ワイパー効果を確実に高めてブロック踏面への水膜浸入を防止することができる。また、ワイパー効果は幅方向エッジを形成する横溝が存在する限り続くので、上記公知技術と比べて長期間に亘って良好なウェット性能がもたらされる。
【０００９】
なお、この発明の空気入りタイヤにあっては、幅方向エッジを、ブロックの幅方向中央位置から該幅方向中央位置の両側にそれぞれブロックの幅方向長さの２５％以上の領域に形成することが好ましい。
【００１０】
また、この発明の空気入りタイヤにあっては、ブロックは、トレッド踏面での形状が八角形であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、ブロック踏面への水膜浸入を防止して、長期に亘って良好なウェット性能を発揮する空気入りタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明にしたがう実施形態の空気入りタイヤのトレッドパターンを示す部分展開図である。
【図２】（ａ）はトレッド部の接地面において粘着領域とすべり領域を示した側面図であり、（ｂ）は図１の空気入りタイヤを用いた場合の水膜厚さおよびＷＥＴμの変化を示した図である。
【図３】エッジの傾斜角度とエッジ圧の関係を示した図である。
【図４】比較例の空気入りタイヤを用いた場合の水膜厚さおよびＷＥＴμの変化を示した図である。
【図５】比較例の空気入りタイヤを用いた場合の水膜厚さおよびＷＥＴμの変化を示した図である。
【図６】ブロックの縦横比とエッジ圧との関係を示した図である。
【図７】この発明に適用可能な他のブロック踏面形状の一例を表す、トレッド部の拡大図である。
【図８】試験例における評価結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
図１は、この発明にしたがう空気入りタイヤの代表的なトレッドパターンを示し、図中１はトレッド部、２は縦溝、３は横溝、４はブロック、５はブロック列、Ｃはタイヤ赤道面である。この空気入りタイヤは、トレッド部１に、タイヤ周方向に沿って延びる複数本、ここでは６本の縦溝２と、これらの周溝２を横切って延びる多数の横溝３とで形成したブロック４を有する。
【００１６】
横溝３は、タイヤ幅方向に沿って直線状に延びており、それによって全てのブロック４に、横溝３に隣接しかつタイヤ幅方向に対する傾斜角度が０°を含む−１０°以上１０°以下の範囲内にある幅方向エッジ４ｅが形成されている。なお、横溝３を屈曲または湾曲させながらタイヤ幅方向に延在させることにより、一部のブロック４に幅方向エッジ４ｅを形成したり、ブロック４の中の一部分に幅方向エッジ４ｅを形成したりしても良い。幅方向エッジ４ｅは、下記式（１）から算出される幅方向エッジ４ｅの接地面内密度Ｌが、２．８９×１０−４以上６．０１×１０−４以下となるように設けられている。
Ｌ＝（Ｅｔ／Ｓ）×（１／Ｅ）・・・（１）
ただし、Ｌは幅方向エッジの接地面内密度（１／ｍｍ２）であり、Ｅｔは接地面内にある幅方向エッジ長の総和（ｍｍ）であり、Ｓはトレッド部１の接地面積（ｍｍ２）であり、Ｅは一ピッチ当たりの幅方向エッジ長の総和（ｍｍ）である。ここで「一ピッチ」とは、タイヤ周方向に隣り合う横溝間の距離である。幅方向エッジの接地面内密度Ｌは、接地面内にある幅方向エッジ長の総和を接地面積で規格化し一ピッチあたりの幅方向エッジ長で割ることで周方向における幅方向エッジ４ｅの密度を表すものである。
【００１７】
ブロック４は、踏面形状が矩形であり、幅方向エッジ４ｅを有するブロック４の周方向長さＬ４に対する該ブロックの幅方向長さＷ４の比であるブロック縦横比は０．４以上３．５以下の範囲内にある。また、所要のブロック剛性を確保すべく、ブロック４の周方向長さＬ４および幅方向長さＷ４は、ブロック高さ（ブロックを区画する縦溝および横溝のうち溝深さの深い方）の１．５倍以上とすることが好ましい。
【００１８】
かかる実施形態の空気入りタイヤによれば、幅方向エッジ４ｅの接地面内密度Ｌでエッジ量を確保することでワイパー効果を発揮する領域を増大することができるとともに、幅方向エッジ４ｅの傾斜角度およびブロック４の縦横比を適値とすることでエッジ圧を高めることができるので、ワイパー効果を確実に発揮し得てブロック踏面への水膜浸入を防止することができる。すなわち、図２に示すように、すべり領域（接地して次第に摩擦力が増大し、最大静止摩擦力に達した後の領域）において、ワイパー効果により周方向で水膜が段階的に薄くなり、これに伴いＷＥＴμが増大する。また、ワイパー効果は幅方向エッジ４ｅを形成する横溝３が存在する限り続くので、前記公知技術と比べて長期間に亘って良好なウェット性能がもたらされる。
【００１９】
以下に、この発明を完成するまでに至った経緯について作用の説明とともに説明する。
【００２０】
発明者は、ブロック４のエッジ４ｅによって路面とタイヤとの間に介在する水膜を除去することについて詳細な検討を行ったところ、力（例えばブレーキングフォース）の入側のエッジ近傍の巻き込みが大きくなると（すなわち、エッジ直後の非接地領域が大きくなると）エッジに荷重が集中しエッジ圧が高くなり、その結果、当該エッジによって水膜が切られて（ワイピングされて）接地面内に水が浸入し難くなるという知見を得たことについては既に前述した通りである。
【００２１】
そこで、発明者は、このようなワイパー効果を考慮した上で、ブロック４の周縁で形成されるエッジの、タイヤ幅方向に対する傾斜角度を−１０°以上１０°以下とすることによって、幅方向エッジ４ｅがワイパー効果を確実に発揮できるようし、また幅方向エッジ４ｅの接地面内密度でエッジ量を確保することによって、ワイパー効果を発揮する領域を増大し、さらに、幅方向エッジ４ｅの傾斜角度およびブロック４の縦横比を適値とすることによって、エッジ圧を高めて、ブロック踏面への水膜浸入を有効に防止することができることを見出し、この発明を完成することに到ったのである。
【００２２】
なお、幅方向エッジ４ｅをタイヤ幅方向に対して０°を含む−１０°以上１０°以下とする理由は、エッジの傾斜角度（横溝の傾斜角度）とエッジ圧（平均値）との関係を図３に示すように、エッジの傾斜角度が１０°を超えると急激にエッジ圧が低下し、エッジによる充分なワイパー効果が発揮されなくなるからである。
【００２３】
また、幅方向エッジ４ｅの接地面内密度Ｌを２．８９×１０−４以上６．０１×１０−４以下とする理由は、幅方向エッジ４ｅの接地面内密度Ｌが２．８９×１０−４未満であると、図４に比較として示すように、周方向に亘ってエッジの数が少なくなるため水膜除去が不充分となり期待するＷＥＴμが得られなくなるからである。一方で、幅方向エッジの接地面内密度Ｌが６．０１×１０−４を超えるとブロック４の大きさが小さくなるのに伴いブロック剛性が低下し、ブロック４の座屈変形などの影響でエッジ圧が不足し、図５に比較として示すように、水膜除去が不充分となり期待するＷＥＴμが得られなくなるからである。
【００２４】
さらに、幅方向エッジ４ｅを有するブロック４の縦横比を０．４以上３．５以下とする理由は、ＦＥＭ解析により求めた縦横比とエッジ圧との関係を図６に示すように、ブロック４の縦横比が０．４〜３．５の範囲外となるとエッジ圧が低下するからである。なお、効果的にワイパー効果を発揮するためには、エッジ圧の最大値を１００としたとき、エッジ圧が９９以上となることが必要である。
【００２５】
なお上記実施形態では、幅方向エッジ４ｅはブロック４の全幅に一致して設けているが、幅方向エッジ４ｅは、ブロック４の幅方向中央位置からその両側にそれぞれブロックの幅方向長さＷ４の２５％以上の領域に設けることが好ましい。このようにブロック４の幅方向中央領域に幅方向エッジ４ｅを設ける理由は、ブレーキングフォース入力時では入側エッジの幅方向端部が幅方向外側に膨出変形し、ブロック４の幅方向中央領域にエッジ圧が集中しやすいからである。
【００２６】
また、上記実施形態では、ブロック４は矩形に形成されているが五角形以上の多角形とすることが好ましく、図７にトレッド部の一部を拡大して示すように八角形とすることが好ましい。これによれば、トレッド部全体の溝容積を確保しつつもブロック４を密集して配置することができるので、後述するブロック４の密集配置による効果を高めることができる。またこのようにブロック４の踏面形状を八角形とすることにより、ブロック４の角部を鈍角化して剛性を確保することができるとともに、タイヤ周方向、タイヤ幅方向およびこれらの両方向に傾斜する方向に対して万遍なくエッジを配置することができ、すなわちトラクション、ブレーキおよびコーナリング時に有効に機能するエッジを効率的に配置することができ、ウェット性能を全体的に向上させることができる。
【００２７】
さらに、この発明では、下記式（２）により算出されるブロック個数密度Ｄを０．００３〜０．０４（個／ｍｍ２）の範囲内とすることが好ましい。
Ｄ＝ａ／{ＰＬ×Ｗ×（１−Ｎ／１００）}・・・（２）
ただし、Ｗ（ｍｍ）はブロックが配置されている領域（ブロック配設領域）のタイヤ幅方向の一端から他端までの距離であり、ＰＬ（ｍｍ）はブロック配設領域における基準ピッチ長（タイヤ周方向に隣接する横溝３、３間の距離）であり、ａ（個）はＷとＰＬとで区画される基準区域Ｚ内に存在するブロック４の個数であり、Ｎ（％）は該基準区域Ｚ内のネガティブ率である。ブロック個数密度Ｄは、トレッド部１の実接地面積（溝分を除いた面積）の単位面積当りに何個のブロックが存在するかということを密度として表現したものである。ちなみに、例えば通常のスタッドレスタイヤの場合には、この密度Ｄは概ね０．００２以下となる。なお、基準区域Ｚ内のブロックの個数ａをカウントするに際して、ブロックが基準区域Ｚの内外に跨って存在し、１個として数えることができない場合は、基準区域Ｚを跨るブロックの表面積に対する、基準区域内に残った同ブロックの残存面積の比率を用いて数えることとする。例えば、基準区域Ｚの内外に跨り、基準区域Ｚ内にその半分しか存在しないブロックの場合は、１／２個と数えることができる。
【００２８】
また、ブロック配設領域におけるネガティブ率Ｎは５％〜５０％とすることが好ましい。ブロック配設領域におけるネガティブ率Ｎが５％未満の場合は、溝容積が小さくなりすぎ排水性が不十分となる他、ブロック４の大きさが大きくなりすぎてブロック密集配置による効果が小さくなるからである。一方、５０％を超えるとブロック踏面の総面積が小さくなりすぎて、操縦安定性が低下するおそれがあるからである。
【００２９】
このようにブロック個数密度Ｄを０．００３〜０．０４（個／ｍｍ２）の範囲内とすることで、ブロックのトータルエッジ長が増大し、ブロックにサイプを形成することによりエッジ長を稼ぐ場合と比べてブロック剛性を確保しつつも高いエッジ効果が得られる。また、ブロックの支え合いによってブロック剛性が高まり、トータルエッジ長を増大させつつも操縦安定性や耐摩耗性を確保することができる。
【００３０】
＜試験例＞
この発明の効果を確かめるために、この発明の範囲に含まれる空気入りタイヤ（実施例１〜７のタイヤ）と、この発明の範囲外である比較としての空気入りタイヤ（比較例１〜３）のタイヤと、評価の基準として幅方向エッジ密度が２．０５×１０−４（１／ｍｍ２）である空気入りタイヤ（基準タイヤ）とを用意し、それぞれについてＷＥＴμを測定し、基準タイヤを１００とする指数にて各タイヤの評価を行った。
【００３１】
実施例１〜７のタイヤ、比較例１〜３のタイヤおよび基準タイヤはいずれもタイヤサイズが１９５／６５Ｒ１５であり、トレッド部にタイヤ周方向に延びる縦溝と縦溝に交差しタイヤ幅方向に延びる横溝とによって、ブロックを区画形成したものである。実施例１および２のタイヤは、ブロックの踏面形状が共に図７に示すような八角形であって、ブロックの大きさが相互に異なるものである。実施例３〜６のタイヤは、ブロックの踏面形状が何れも矩形であって、ブロックの縦横比が相互に異なるものである。実施例７のタイヤは、ブロックの踏面形状が矩形である。比較例１〜３のタイヤは、ブロックの踏面形状が何れも矩形であり、ブロックの大きさが相互に異なるものである。基準タイヤは、ブロックの踏面形状が八角形である。各タイヤの他の諸元を表１に示す。
【００３２】
【表１】
0005519345.tif 000002
【００３３】
ＷＥＴμの評価は、各供試タイヤをサイズ６ＪＪのリムに組み付け内圧を２１０ｋＰａ（相対圧）とし車両（パネルトラック）に装着した状態で、水深０．６ｍｍのアスファルト路面にて、速度６４ｋｍ／ｈからフルロックまでの摩擦係数を測定してピーク値（3回の平均値）を指数化することにより行った。評価結果を表２および図８に示し、表中の評価は、基準タイヤの結果を１００とし、実施例１〜７タイヤおよび比較例１〜３のタイヤについて指数で表したものであり、数値が大きいほどＷＥＴμが良好であることを示す。
【００３４】
【表２】
0005519345.tif 000003
【００３５】
表２および図８に示す評価結果から明らかなように、幅方向エッジの接地面内密度Lを、２．８９×１０−４≦Ｌ≦６．０１×１０−４の範囲内とすることによりWETμが高くなるという結果が得られた。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
かくしてこの発明により、ブロック踏面への水膜浸入を防止して、長期に亘って良好なウェット性能を発揮する空気入りタイヤを提供することが可能となった。
【符号の説明】
【００３７】
１  トレッド部
２  縦溝
３  横溝
４  ブロック
４ｅ  幅方向エッジ
５  ブロック列
【図１】
0005519345.tif 000004
【図２】
0005519345.tif 000005
【図３】
0005519345.tif 000006
【図４】
0005519345.tif 000007
【図５】
0005519345.tif 000008
【図６】
0005519345.tif 000009
【図７】
0005519345.tif 000010
【図８】
0005519345.tif 000011