(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも周方向に連なる連続溝によって区分される陸部をトレッド面に有する空気入りタイヤにおいて、
前記連続溝に対向する陸部の壁面のうち、タイヤ赤道線側の壁面に踏面側を膨出させて陸部の踏面を拡大してある膨出部を備え、
前記膨出部が、対向する溝部の溝深さの踏面側より１／４〜３／４の深さ位置より踏面側を膨出させたものであり、
前記膨出部の溝方向に垂直な断面形状が略三角形であり、その断面形状における踏面と壁面とに対応する辺のなす角度θが９０〜４５°であることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
タイヤ接地端から接地幅の５〜４０％の範囲の何れかの領域に前記膨出部を配置してある請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも周方向に連なる連続溝によって区分される陸部をトレッド面に有する空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りタイヤのハイドロプレーニング性能は、一般的に溝容積が大きいほど良好であり、タイヤが摩耗するに従ってその性能が低下することが知られている。一方、トレッドパターンにおける陸部（ブロック、リブ等）は、踏面に垂直な断面が台形であるのが一般的であり、陸部の側壁面は略平面状になっている。従って、摩耗の中期〜末期の溝容積を確保しようとすると、通常のトレッド陸部の形状では初期（摩耗の無い）の段階から溝容積が大きくなってしまう。
【０００３】
しかし、初期の溝容積を大きくすると、トレッド陸部の体積が小さくなり、陸部剛性が低下するため、例えば旋回走行時に生じる横力に対して十分なグリップ力を得るのが困難となり、操縦安定性が低下するなどの問題が生じ易くなる。
【０００４】
そこで、ハイドロプレーニング性能を維持しつつ、同じ陸部体積で少しでも横力に対するグリップ力等が向上するように、周方向溝に面する陸部の側壁を従来とは異なる角度で傾斜させる技術が提案されている（例えば特開昭６０−１９３７０４号公報）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、略平面状の陸部側壁を有する陸部では、ハイドロプレーニング性能を維持しつつ、前記グリップ力を向上させるのに限界があった。例えば、図７に示すように、周方向溝に面する壁面が平面状である断面台形の陸部３０を有するタイヤでは、横力（方向はＡ１）が生じた際に、陸部踏面のＡ１方向側（以下「横力方向側」という）の端辺３１に近い部分に接地圧が集中し、陸部踏面全体の摩擦力が低下することが判明した。
【０００６】
一方、特開平１１−９１３１８号公報には、制動性能等を改善すべく、ブロックの側壁面のうちのタイヤ周方向に沿う側壁面の少なくとも一方は、ブロック端に立てたタイヤ半径方向垂線よりもブロック内方に凹んでいる空気入りタイヤが開示されている。そして、この公報には、図８に示すように、ブロック４０の側壁面４１の踏面側を膨出させて陸部の踏面を拡大した膨出部４２を備えた実施形態も示されている。しかし、この実施形態では、両側の側壁面４１に膨出部４２が存在するため、溝容積を維持しつつグリップ力を効果的に向上させるのが困難であり、また仮に、片側のみに膨出部を設けた場合には、横力に対するグリップ力が横力の方向によって異なるという問題が生じる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、特に摩耗中期から末期でのハイドロプレーニング性能を維持しつつ、横力に対するグリップ力を効果的に向上させることができる空気入りタイヤを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、タイヤの摩耗が進行すれば、トレッド陸部の高さが低くなり、陸部の剛性が高くなるため操縦安定性等が向上する一方、ハイドロプレーニング性能は摩耗初期には溝容積が大きいため問題とならず、溝容積が減少する摩耗中期以降に問題となることに着目すると共に、連続溝に対向する陸部の壁面のうち、タイヤ赤道線側の壁面に踏面側を膨出させて陸部の踏面を拡大してある膨出部を備えることで、横力が生じた際に接地圧が高まるトレッド領域において、陸部踏面の接地圧が均一化できることなどを見出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
即ち、本発明の空気入りタイヤは、少なくとも周方向に連なる連続溝によって区分される陸部をトレッド面に有する空気入りタイヤにおいて、前記連続溝に対向する陸部の壁面のうち、タイヤ赤道線側の壁面に踏面側を膨出させて陸部の踏面を拡大してある膨出部を備え、前記膨出部が、対向する溝部の溝深さの踏面側より１／４〜３／４の深さ位置より踏面側を膨出させたものであり、前記膨出部の溝方向に垂直な断面形状が略三角形であり、その断面形状における踏面と壁面とに対応する辺のなす角度θが９０〜４５°であることを特徴とする。
【００１２】
更に、タイヤ接地端から接地幅の５〜４０％の範囲の何れかの領域に前記膨出部を配置してあることが好ましい。
【００１３】
［作用効果］
本発明によると、陸部壁面の踏面側のみを膨出させているため、摩耗中期以降のハイドロプレーニング性能を低下させることがなく、また、膨出により摩耗初期での溝容積が低下しても十分な溝容積を有するため摩耗初期のハイドロプレーニング性能は十分確保できる。また、陸部壁面の踏面側を膨出させて踏面を拡大してあるため、陸部の剛性が高まると共に接地面積が増え、グリップ性能が向上する。一般に摩擦係数は接地圧が低い程高いため、同じ接地面積であれば局部的に接地圧の高い部分がない方が摩擦力が高いが、本発明では、陸部の壁面に膨出部を設けているため、図５に示すように、横力発生時に陸部踏面の横力方向側の端辺に近い部分の局部的に接地圧の高い部分が均一化されて分散され、横力発生時に陸部踏面全体の摩擦力を向上させることができる。その際、図６に示すように、横力発生時にはタイヤ赤道線を境とした横力方向側で接地圧が高まるため、本発明のように連続溝に対向する陸部の壁面のうち、タイヤ赤道線側の壁面に膨出部を設けて、タイヤ赤道線を境にして膨出部が逆向きになるように配置するのがグリップ力の向上に対し特に効果的となる。その結果、特に摩耗中期から末期でのハイドロプレーニング性能を維持しつつ、横力に対するグリップ力を効果的に向上させることができる空気入りタイヤを提供することができる。
【００１４】
前記膨出部が、対向する溝部の溝深さの踏面側より１／４〜３／４の深さ位置より踏面側を膨出させたものである場合、摩耗中期以降のハイドロプレーニング性能を十分維持しながら、グリップ性能をより高めることができる。
【００１５】
前記膨出部の溝方向に垂直な断面形状が略三角形であり、その断面形状における踏面と壁面とに対応する辺のなす角度θが９０〜４５°である場合、膨出部によるグリップ性能の向上効果をより確実に発揮できる。
【００１６】
タイヤ接地端から接地幅の５〜４０％の範囲の何れかの領域に前記膨出部を配置してある場合、当該領域は横力発生時に接地圧がセンター部に比べて高くなることが判っており、このため上記の如き作用効果を有する膨出部をその領域に配置することにより、より効果的にグリップ性能を向上させることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
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は本発明の空気入りタイヤの一例のトレッドパターンの概略展開図を示すものである。
【００１８】
本発明の空気入りタイヤは、少なくとも周方向に連なる連続溝によって区分される陸部をトレッド面に有する。本実施形態では図１に示すように、タイヤ赤道ＥＱ付近に設けられたジグザグ状溝４と、その両側に設けられた周方向溝２，３の合計３本の連続溝を有する例を示す。
【００１９】
本実施形態では、更に、周方向溝２，３に連通する短い傾斜溝６，７と、両側のショルダー部に設けられた傾斜溝５とによって区分される陸部Ｌ１〜Ｌ４を有する。陸部Ｌ１〜Ｌ４には複数のサイプ又は細溝が設けられている。
【００２０】
本発明の空気入りタイヤは、例えば上記のようなトレッドパターンにおいて、図２に示すように、連続溝である周方向溝２に対向する陸部Ｌ１，Ｌ３の壁面のうち、タイヤ赤道線ＥＱ側の壁面Ｓ２に踏面側を膨出させて陸部の踏面Ｓ４を拡大してある膨出部２０を備える。なお、図２は図１において周方向溝２に垂直な方向（即ちタイヤ幅方向Ｗ）であるＩ−Ｉ矢視断面を示している。
【００２１】
また、図２と同様に、連続溝である周方向溝３に対向する陸部Ｌ２，Ｌ４の壁面のうち、タイヤ赤道線ＥＱ側の壁面（陸部Ｌ２の壁面）には、踏面側を膨出させて陸部Ｌ２の踏面を拡大してある膨出部２０を備える（図示省略）。つまり、本発明では、タイヤ赤道線ＥＱを境にして膨出部２０が逆向き（何れも外向き）になるように配設されている。
【００２２】
この膨出部２０は、対向する溝部２の溝深さの踏面側より１／４〜３／４の深さ位置より踏面側を膨出させるものであり、溝深さの１／３〜１／２の深さ位置より踏面側を膨出させることがより好ましい。３／４の深さ位置より深い位置であると、摩耗中期以降のハイドロプレーニング性能を維持しにくくなり、また、１／４の深さ位置より浅い位置であると、膨出部２０によるグリップ性能の改善効果が小さくなる傾向がある。
【００２３】
本実施形態における膨出部２０は、対向方向に垂直な断面形状が略三角形であって、断面形状における踏面Ｓ４と壁面Ｓ３とに対応する辺のなす角度θが９０〜４５°であり、８０〜６０°がより好ましい。角度θが９０°を超えると膨出部２０によるグリップ性能の改善効果が小さくなり、角度θが４５°未満になると膨出部２０の剛性が低くなり、また脱型性が悪くなる傾向がある。なお、膨出部２０の断面形状が略三角形ではない場合、上記断面における踏面Ｓ４に対応する辺に平行な線と、膨出部２０の膨出開始位置付近の壁面Ｓ３に対応する辺とのなす角度θ’（断面形状が三角形の場合はθ＝θ’）は９０〜４５°が好ましい。
【００２４】
一方、上記断面における陸部Ｌ１の壁面Ｓ１，Ｓ２の溝底に対する角度α，βは８５〜８０°が好ましい。
【００２５】
図１に示すトレッドパターンにおいては、タイヤ接地端から接地幅の５〜４０％の範囲の何れかの領域に膨出部２０を配置してあることが好ましく、接地幅の５〜２０％の範囲がより好ましい。この領域は、特に横力発生時のタイヤのグリップ性能に影響し易いからである。
【００２６】
本発明の空気入りタイヤは、以上のようなトレッド面１を有するものであるが、他の部分は従来のタイヤと同様であり、トレッド面１の形成も従来タイヤの成型方法に準じて行うことができる。
【００２７】
［他の実施形態］
以下、本発明の他の実施の形態について説明する。
【００２８】
（１）本発明は図１に示すトレッドパターンに限らず、少なくとも周方向に連なる連続溝によって区分される陸部を有するトレッドパターンであれば何れのタイヤにも適用できる。周方向に連なる連続溝としては、直線状の周方向溝やジグザグ状溝に限らず、例えば円弧状もしくは曲線状の溝部を順次連続させたものや、波状溝などでもよい。なお、横溝や傾斜溝の有無又は形状も任意であり、サイプや細溝等の有無なども何れでもよい。
【００２９】
（２）前述の実施形態では、図２に示す形状の膨出部２０を形成する例を示したが、図３（ａ）〜（ｄ）に示すような形状の膨出部２０を形成してもよい。但し、図３（ｂ）に示す膨出部２０は断面形状が略台形であるため、本発明には含まれない。
【００３０】
図３（ａ）に示す膨出部２０は溝方向に垂直な断面形状が円弧状である。この断面形状において、踏面に平行な線と壁面の膨出開始位置における接線とのなす角度θ1 は９０〜４５°が好ましい。また、壁面の膨出開始位置から壁面と踏面との交点に引いた直線と、踏面に平行な線とのなす角度θ2 は９０〜４５°が好ましい。
【００３１】
図３（ｂ）に示す膨出部２０は溝方向に垂直な断面形状が略台形である。この断面形状においても、踏面に平行な線と膨出開始位置付近の壁面とのなす角度θ1 は９０〜４５°が好ましい。また、壁面の膨出開始位置から壁面と踏面との交点に引いた直線と、踏面に平行な線とのなす角度θ2 は９０〜４５°が好ましい。
【００３２】
図３（ｃ）に示す膨出部２０は、角度αが９０°の回転後着側壁面Ｓ２に形成されたものである。また、図３（ｄ）に示す膨出部２０は、その壁面が踏面Ｓ４に対して垂直な平面Ｓ６と鋭角の平面Ｓ７とで形成されるものである。
【００３３】
（３）本発明では、１つの陸部Ｌ１の全体に膨出部２０を形成してもよいが、図４に示すように、１つの陸部Ｌ１の一部に膨出部２０を形成してもよい。また、膨出部２０の立体形状は、断面が一定形状である必要はなく、また、膨出部２０によって拡大された踏面についても、台形や端部が円弧状に面取りされたもの等でもよい。
【００３４】
（４）前述の実施形態では、図１に示すトレッドパターンに対して、左右の１ヶ所、合計２ヶ所の壁面に膨出部を形成する例を示したが、周方向に連なる連続溝の本数が多い場合など、更に多くの場所に膨出部を形成してもよい。
【００３５】
【実施例】
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。
【００３６】
実施例１〜３
図１のトレッドパターンを有するタイヤサイズ２１５／４５ＺＲ１７のタイヤについて、図２における角度αとβとを８５°とし、膨出部を形成する部分の溝深さを７．６ｍｍとし、陸部Ｌ１及びＬ２の片側（いずれも外側）のみに表１に示す形状の膨出部を形成した実施例、及び形成しない従来例の各タイヤを試作した。これを試験リム１７×７−ＪＪに装着して空気圧を２２０ＫＰａとし、下記の如き操縦安定性、ハイドロプレーニング性能の各性能評価試験を行った。
【００３７】
〔操縦安定性〕
タイヤを実車（国産ＦＲ車、２５００ｃｃクラス、以下同じ）に装着し、１名乗車の荷重条件で、一般路面を所定の速度で走行し、走行中の蛇行性、安定性をドライバーのフィーリングにより１０点満点で評価した（官能試験）。
【００３８】
〔摩耗中期でのハイドロプレーニング性能〕
平均摩耗量が５０％に達したタイヤを実車に装着し、１名乗車の荷重条件にて、水深８ｍｍのウエット路面を直線走行したときのハイドロプレーニングの発生速度で評価した。なお、評価は従来例を１００としたときの指数表示で示し、数値が大きいほど良好な結果を示す。
【００３９】
以上の結果を表１に示す。
【００４０】
【表１】
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表１の結果が示すように、膨出部を設けた実施例１〜３のタイヤでは、摩耗中期のハイドロプレーニング性能を殆ど損なうことなく、操縦安定性を改善することができた。
【００４１】
〔接地圧力のＦＥＭ解析例１〕
実施例２で得られた試作タイヤについて、仮想リム１７×７−ＪＪに装着して空気圧を２２０ＫＰａとし、縦荷重４００ｋｇをかけながら、横加速度０．３Ｇでの旋回状態に相当する横力をかけた状態を仮定条件とし、その際、膨出部を形成した陸部Ｌ１に生じる接地圧力を、ＦＥＭ解析により算出した。
【００４２】
その際の接地圧力と横力方向側端辺（膨出部を形成した陸部端辺）からの距離との関係を、従来例の測定結果と共に図５に示した。その結果、タイヤ陸部に横力が働いた場合に、実施例２で得られた試作タイヤでは、陸部踏面の端辺に近い部分の接地圧が、従来例と比較して分散され、最大接地圧力も低下することが判った。
【００４３】
〔接地圧力のＦＥＭ解析例２〕
ＦＥＭ解析例１と同一条件で、図６に示すトレッドパターンのトレッド面全体に生じる接地圧力をＦＥＭ解析により相対値として算出し、その結果を等圧力線図として図６に示した。この図から、タイヤに横力が働いた場合に、タイヤ赤道線を境とした横力方向（Ａ１）側で接地圧が高まり、特に、タイヤ接地端から接地幅の５〜４０％の範囲で接地圧が大きくなることが判った。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気入りタイヤの一例のトレッドパターンを示す概略展開図
【図２】図１のＩ−Ｉ断面を示す要部断面図
【図３】本発明における膨出部の他の例を示す要部断面図（但し、図３（ｂ）は本発明に含まれない。）
【図４】本発明における膨出部の他の例を示す要部斜視図
【図５】横力によって陸部踏面に生じる接地圧力と横力方向側の陸部端辺からの距離との関係を示すグラフ
【図６】横力によってトレッド面に生じる接地圧力の分布を示す等圧力線図
【図７】従来の空気入りタイヤの陸部の例を示す要部断面図
【図８】従来の空気入りタイヤの陸部の例を示す要部断面図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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