(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対のビード部内に埋設したビードコア相互間にわたりトロイド状に延びる１プライ以上のラジアルカーカスと、該カーカスの外周でトレッド部を強化するベルトとを有し、トレッド部のトレッドゴムに踏面円周に沿って延びる少なくとも２本の直状主溝と、これら主溝相互間にわたり踏面円周に対し９０°未満の傾斜角度で延びる多数本の横方向副溝とにより、ピッチバリエーションの下で踏面円周に沿う長さが異なる多数個のブロックの列を区画形成して成る空気入りラジアルタイヤにおいて、
上記ブロックの鋭角部先端を通りタイヤ赤道面と直交する直状線に対する該ブロックの副溝に沿う端縁の傾斜角度（φ）につき、小ピッチブロックの傾斜角度（φS ）と大ピッチブロックの傾斜角度（φL ）とがφL ＞φS の関係を満たし、
かつ上記両直状主溝に沿う各ブロック壁面の傾斜角度（α）と、踏面円周に沿う各ブロック表面の長さとにつき、より長い表面長さをもつブロックの壁面傾斜角度（αL ）と、より短い表面長さをもつブロックの壁面傾斜角度（αS ）とがαL ＞αS の関係を満たすブロック列を備えることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
上記副溝に沿う各ブロック壁面の傾斜角度（β）と、踏面円周に沿う各ブロック表面長さとにつき、より短い表面長さをもつブロックの壁面傾斜角度（βS ）が、より長い表面長さをもつブロックの壁面傾斜角度（βL ）を上回る関係を満たすブロック列を備える請求項１に記載した空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】
ピッチバリエーションに基づき異なるピッチ長さで区画した各１ピッチ内に存在する溝の全容積に対するブロックの全体積の比の値が踏面全周にわたり一様である請求項１又は２に記載したタイヤ。
【請求項４】
各ブロック表面形状における鋭角端から鈍角端に至る間に、ブロック表面から両主溝の底に向かう壁面傾斜角度が漸減する請求項１、２又は３に記載したタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、空気入りラジアルタイヤ、より詳細には直進走行安定性と操縦安定性との双方の性能を、他の性能を高度に保持した上で顕著に改善した空気入りラジアルタイヤに関し、特に乗用車などの車両の使途に適合する高性能な空気入りラジアルタイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トレッドゴムに形成するトレッドパターンは、特に高性能タイヤに求められる耐ウエットスキッド性及び耐ハイドロプレーニング性を高めるため、踏面円周に沿う少なくとも２本の直状主溝と、それら相互間を横方向副溝にて区画したブロック群とのパターン又は殆ど全てが同様ブロックパターンである場合、いわゆるパターンノイズと呼ばれる騒音のレベルがリブパターン対比高くなり勝ちであり、この騒音レベル改善のため踏面円周に沿うパターン配列ピッチ長さを所定の比率で変化させるピッチバリエーションの採用が必要である。
【０００３】
踏面円周に沿う多数個のブロックの列にピッチバリエーションを施す場合、第一のケースとして、直状主溝に沿うブロック壁面傾斜角度を同じブロック列内にて同一とするか、もしくはパターンデザイン上の問題で１個のブロック内で傾斜角度に変化をもたせることはあっても、この場合ピッチの大小にかかわらず同じ列内の全ブロックに関しては同一の傾斜角度変化としている。
【０００４】
第二のケースとして、ブロックを区画形成するため設ける、タイヤ回転軸心方向（以下軸方向と略す）に対し所定の傾斜角度を付した横方向副溝に沿うブロック壁面傾斜角度については、同じブロック列内にて
（１）加硫成形用金型製造を容易化するため、全てのブロックで同一とする場合、
（２）ピッチの大小に基づき、大ピッチの傾斜角度を小ピッチの傾斜角度より大きくする場合の両者がある。
【０００５】
さらにウエット路面走行時の良好な排水性を確保するため、横方向副溝を軸方向に対し同じブロック列内で同じ向きに傾斜させるのが一般であり、そのとき第三のケースとして、横方向副溝の軸方向に対する傾斜角度につき大ピッチブロックの傾斜角度を小ピッチブロックの傾斜角度に比しより大きくする場合と、ピッチの大小に関わりなく全て同一とする場合との両者が知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した第一のケース及び第二のケースに、第三のケースのうち大小ピッチのブロックの横方向副溝の傾斜角度に差を付すケースを組合せたタイヤでは、大小ブロックの軸方向剛性をそれぞれのピッチ長さで除した値、すなわち大小ブロックそれぞれの踏面円周に沿う単位長さ当り軸方向剛性は、ブロックの鋭角部分の影響により、鋭角度合いが大きい大ピッチブロックがより小さく、鋭角度合いが小さい小ピッチブロックがより大きくなる。
【０００７】
このことからピッチバリエーション化した多数個のブロック列を有するパターンは、負荷転動するタイヤ接地面内のトレッドゴム部分の軸方向に、より大きな剛性領域とより小さな剛性領域とが併存することになる。何故ならピッチバリエーションの効果をより高めるには、同じピッチのブロックを或る個数だけ纏めて配列するのが有効であり、或る個数の大ピッチブロック群領域と或る個数の小ピッチブロック群領域とに分かれるからである。従ってトレッド部は踏面円周に沿って大小の軸方向ブロック剛性領域を有し、一様な剛性領域をもつブロック列が得られていなかった。
【０００８】
この円周に沿う大小ブロック剛性領域の存在はタイヤ１回転毎にコーナリングフォース発生量の変動、換言すればコーナリングパワーの変動をもたらす。この変動は車両の低速〜中速走行ではさほど問題にならないが、高速直進走行では車両の左右へのふらつき、すなわち直進走行安定性と、比較的高速での旋回時における操縦安定性とを劣化させる問題を引き起こす。特に最近急速に増加している高性能車両に装着される高性能ラジアルタイヤの場合、これら両性能を高度に発揮することが求められているのでこの問題は深刻である。
【０００９】
また第一のケース及び第二のケースに、第三のケースのうち後者の大小ピッチに関わりなく全てのブロックの副溝傾斜角度を同一とするケースを組合わせたタイヤでは、負荷転動の際、副溝の路面との接地が同時となるリスクが生じ、衝撃音などによるタイヤノイズの発生をまねくことになる。このため横方向に延びる溝については傾斜角度を変化させて周方向に配置するのが一般的な手法である。
【００１０】
従ってこの出願の請求項１〜４に記載した発明は、多数個のブロックの列を低騒音化に寄与するピッチバリエーションの下で形成するトレッドパターンを備えるタイヤを前提として必要な低騒音性を保持し、さらに振動乗心地性など他の性能を優れたレベルに保持した上で、直進走行安定性及び操縦安定性双方の性能を向上させた空気入りラジアルタイヤの提供を目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この出願の請求項１に記載した発明は、一対のビード部内に埋設したビードコア相互間にわたりトロイド状に延びる１プライ以上のラジアルカーカスと、該カーカスの外周でトレッド部を強化するベルトとを有し、トレッド部のトレッドゴムに踏面円周に沿って延びる少なくとも２本の直状主溝と、これら主溝相互間にわたり踏面円周に対し９０°未満の傾斜角度で延びる多数本の横方向副溝とにより、ピッチバリエーションの下で踏面円周に沿う長さが異なる多数個のブロックの列を区画形成して成る空気入りラジアルタイヤにおいて、
上記ブロックの鋭角部先端を通りタイヤ赤道面と直交する直状線に対する該ブロックの副溝に沿う端縁の傾斜角度φにつき、小ピッチブロックの傾斜角度φSと大ピッチブロックの傾斜角度φL とがφL ＞φS の関係を満たし、かつ上記両直状主溝に沿う各ブロック壁面の傾斜角度αと、踏面円周に沿う各ブロック表面の長さとにつき、より長い表面長さをもつブロックの壁面傾斜角度αL と、より短い表面長さをもつブロックの壁面傾斜角度αS とがαL ＞αS の関係を満たすブロック列を備えることを特徴とする空気入りラジアルタイヤである。
【００１２】
また前記目的を達成するため、この出願の請求項２に記載した発明は、請求項１に記載した発明において、上記副溝に沿う各ブロック壁面の傾斜角度βと、踏面円周に沿う各ブロック表面長さとにつき、より短い表面長さをもつブロックの壁面傾斜角度βS が、より長い表面長さをもつブロックの壁面傾斜角度βL を上回る関係を満たすブロック列を備えることを特徴とする空気入りラジアルタイヤである。
【００１３】
なお請求項１、２に共通してピッチバリエーションは２種類以上、望ましくは３種類以上のピッチ長さのランダム配列とする。
【００１４】
また請求項１、２のそれぞれに記載した発明を実施するに当り、好適には、請求項３に記載した発明のように、ピッチバリエーションに基づき異なるピッチ長さで区画した各１ピッチ内に存在する溝の全容積に対するブロックの全体積の比の値を踏面全周にわたり一様とする。ここに各１ピッチ内に存在する溝の全容積とは、或る１個のブロックを区画形成する２本の主溝及び２本の副溝それぞれの溝幅を２分する四つの面と踏面及びその延長面との五つの面で囲まれる空間内に存在する溝容積であり、ブロックの全体積とは上記五つの面と２本の主溝の溝底を滑らかに連ねる想定面（通常は曲面）とが形成する立体中に占めるブロック体積である。またここで言う一様な比の値とは、１ピッチ内に存在する溝の全容積に対するブロックの全体積の比の値の最大値と最小値との差が０．１以下に収まる比の値であることを指す。
【００１５】
請求項１〜３に記載した発明に共通して、請求項４に記載した発明のように、各ブロック表面形状における鋭角端から鈍角端に至る間に、ブロック表面から両主溝の底に向かう壁面傾斜角度を漸減させるのが、各ブロックの軸方向剛性を高め、直進走行安定性及び操縦安定性双方の向上に大きく貢献する。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の一形態例を図１〜図５に基づき説明する。
図１は、踏面の右半の部分展開図であり、
図２は、図１に示すII−II線に沿う断面図であり、
図３は、図１に示すIII −III 線に沿う断面図であり、
図４は、図１に示す矢印IVの向きから見たブロックの斜視図であり、
図５は、図１に示すブロックの直状主溝側壁面を説明するための部分展開図である。
【００１７】
図示は省略したが、この発明による空気入りラジアルタイヤ（以下タイヤと略記する）は、慣例に従い一対のビード部内に埋設したビードコア相互間にわたりトロイド状に延びる１プライ以上のラジアルカーカスと、このラジアルカーカスの外周でトレッド部を強化するベルトとを有する。
【００１８】
図１はトレッド部の外側部分を構成するトレッドゴム（図示省略）の踏面１の右半の一部展開図であり、図１において、トレッドゴムは踏面１上のタイヤ赤道面Ｅ（一点鎖線であらわす）と平行な踏面１の円周に沿って延びる少なくとも２本（図示例は２本）の直状主溝（以下主溝と略す）２、３と、これら主溝２、３相互間にわたって延び、それぞれの主溝２、３に開口する多数本の横方向副溝（以下副溝と略す）４とを備える。
【００１９】
これら主溝２、３と副溝４とにより、図１に示すように踏面１の円周に沿って多数個のブロック５の列を区画形成する。これらブロック５は２種類以上、望ましくは３種類以上のピッチのランダム配列になるピッチバリエーションの下で区画形成するものとし、図１では便宜上２種のピッチＰS 、ＰL を示す。またこの場合のピッチＰS 、ＰL は踏面１で見てタイヤ赤道面Ｅ寄りの主溝２の幅２分線ＡＬ上にて定める。図示例ではピッチＰL ＞ピッチＰS であり、ブロック５の踏面１円周に沿う長さもピッチＰL 内の長さがピッチＰS 内の長さを上回る。
【００２０】
まず図１に示すようにブロック５の鋭角部先端を通りタイヤ赤道面Ｅと直交する直状線Ｘに対する、ブロック５の、副溝４に沿うの端縁の傾斜角度φをピッチ長さの大小に合わせて変えるものとし、小ピッチＰS 内ブロックの傾斜角度φS と大ピッチＰL 内ブロックの傾斜角度φL とは、常にφL ＞φS の関係を満たすものとする。ここに常にφL ＞φS の関係を満たすとは、３種類以上のピッチを有する場合も或る種のピッチとそれと異なる或る種のピッチ相互間で必ず大小関係が存在するので、これら異なるピッチ相互間で必ずφL ＞φS の関係が成立しなければならない、という意味である。
【００２１】
次にこのII−II線に沿う断面を示す図２と図１と合わせ参照して、両主溝２、３が形成する多数個の各ブロック５の壁面２ｗ、３ｗの、踏面１の幅方向（タイヤ赤道面Ｅに直交する方向、以下同じ）における傾斜角度αをピッチ長さの大小に合わせて変えるものとし、ピッチＰL 内のブロック５の傾斜角度αL と、ピッチＰS 内のブロック５の傾斜角度αS とは、常にαL ＞αS の関係を満たすことが必要である。なお図１に示すII−II線はタイヤ赤道面Ｅと直交する向きに延びる直状線である。
【００２２】
ここにピッチ長さの大小はブロック５の踏面１円周に沿う表面長さの長短と対応し（以下同じ）、また常にαL ＞αS の関係を満たすとは、前記した常にφL ＞φS の関係を満たすと述べた場合と同じである。そこで上述したところを換言すれば、より長い表面長さをもつブロック５の傾斜角度αL が、より短い表面長さをもつブロック５の傾斜角度αS を上回るということである。ここの傾斜角度α（αL 、αS ）は、図２に示すようにブロック５の端縁を通る踏面１のタイヤ法線ＨＬに対する壁面２Ｗ、３Ｗの傾斜角度であり、以下同じである。
【００２３】
ここで常にφL ＞φS の関係を満たすことと、常にαL ＞αS の関係を満たすこととは同時に成立させることが必要である。なぜならφL ＞φS の場合に、大ピッチブロック５にもたらされるより小さな踏面１の円周に沿う単位長さ当りの軸方向剛性を、αL ＞αS とすることにより増強させることができる一方、大ピッチブロック５対比より大きな軸方向剛性をもつ小ブロック５のこの剛性を相対的に低減させることができ、大小ピッチのブロック５の軸方向剛性を一様化することが可能となるからである。これにより車両の直進走行安定性と操縦安定性との双方の性能向上が達成可能となる。
【００２４】
例えば傾斜角度φ＝３０°でピッチが１．００の平行四辺形ブロックを基本ブロックとし、ブロック幅を一定として踏面円周に沿って対向する鋭角部をピッチが１．２２２になるまで引き延ばした大ピッチブロック（図１のＰL に位置するブロックに似た形状）と、同様にピッチを逆に０．７７８倍に縮めた小ピッチブロック（図１のＰS に位置するブロックに似た形状）との大小２種類のブロックにつき、小ピッチの傾斜角度αS ＝０°一定として、大ピッチの壁面２ｗ、３ｗの傾斜角度αL を種々に設定しＦＥＭにより踏面円周に沿う（以下周方向という）単位長さ当りブロックの、（大ピッチブロック軸方向剛性）／（小ピッチブロック軸方向剛性）であらわす軸方向剛性比の値を求めた。その結果を線図として図６に示す。
【００２５】
この机上実験によれば、傾斜角度αS ＝０°一定の場合、大ピッチブロックの傾斜角度αL は１０°を少し超えたところが最適の軸方向剛性比１．０となることがわかる。一般に大ピッチＰL の傾斜角度φL と小ピッチＰS の傾斜角度φS との差が大きくなればなるほど、大ピッチブロックの傾斜角度αL を小ピッチの傾斜角度αS より大きくする必要が生じる。しかし概ね（αL −αS ）＝Δαは、（φL ／５）〜（φL ／２）の範囲内にあるのが望ましい。
【００２６】
次に図３において、III − III線はタイヤ赤道面Ｅと平行に延びる直状線であり、ブロック５の副溝４における両壁面４ｗの傾斜角度βと踏面１円周に沿うブロック表面長さとについて、大ピッチＰL 内のより長い表面長さをもつブロック５の傾斜角度βL と、小ピッチＰS 内のより短い表面長さをもつブロック５の傾斜角度βS とはβS ＞βL の関係を満たすものとする。
【００２７】
踏面幅方向単位長さ当りのブロック５の周方向剛性は、より長い周方向長さをもつ大ピッチブロックが、より短い周方向長さをもつ小ピッチブロックを上回るので、上記のようにβS ＞βL の関係を満たすブロック５の列とすることによりブロック５の列の周方向剛性の一様化、均一化を達成することができる。これにより先に述べたφL ＞φS とαL ＞αS とを同時に満たすブロック５の列の場合と同じく、車両の直進走行安定性と操縦安定性との双方の性能向上が達成可能となる。
【００２８】
φL ＞φS とαL ＞αS との関係を同時に満たすブロック５の列の形成と、βS ＞βL の関係を満たすブロック５の列の形成とは、互いに独立で上記の二つの性能向上達成が可能である一方、φL ＞φS 、αL ＞αS 、βS ＞βL それぞれの関係を同時に満たすブロック５の列の形成も可能であり、この場合は軸方向及び周方向双方の剛性分布を一様することができ、これにより直進走行安定性及び操縦安定性の双方の性能をそれぞれ単独の関係を満たす場合に比しより一層高度に向上させることができる。なお図２、図３でブロック５の壁面２ｗ、３ｗ、４ｗと溝底を小さな面取りｒで結ぶ。
【００２９】
図４の斜視図に、図１、２に示す主溝２、３の溝幅２分線ＡＬ、ＢＬと主溝２、３の溝底幅中央２ｂ、３ｂとを含む平面Ａ、Ｂと、図１、３に示す副溝４の溝幅２分線ＣＬと溝底幅中央とを含む面Ｃ（平面と曲面との双方があるが、図では平面を例示した）と、図２、３に示す溝２、３、４の溝底を滑らかに連ねる曲面Ｄと、一個のブロック５とをそれぞれ示す。平面Ａと面Ｃとはピッチを定める点Ｐn-1 、Ｐn 、Ｐn+1 、Ｐn+2 を含む。
【００３０】
ここに好適には、ピッチを定める点Ｐn-1 、Ｐn 、Ｐn+1 、Ｐn+2 の互いに隣り合う点、図４に示す例でいえば点Ｐn と点Ｐn+1 とを含む二つの面Ｃと、平面Ａ、Ｂ及び曲面Ｄとで囲まれる１ピッチ内全容積中に存在する溝２、３、４に対するブロック５の全体積の比の値は、踏面１全周にわたり一様とする。ここに一様とは上記比の値の最大値と最小値との差が０．１以下であることを意味する。
【００３１】
このようにすれば、各ピッチ相互間で溝深さとスキッドベースゲージとの和であるトレッドゴムゲージのピッチ間変動を最小限にすることができ、このことはゲージ変動に由来するＲＦＶ（ラジアルフォースバリエーション）の悪化を阻止し、ひいてはＲＦＶに基づく高速走行時の直進走行安定性の劣化を阻止し、先に述べたφL ＞φS とαL ＞αS との関係を満たす効果、βS ＞βL の関係を満たす効果及びφL ＞φS とαL ＞αS とβS ＞βL との関係を満たす効果を補充する。
【００３２】
図５に示すところは、各ブロック５の主溝２、３側縁５Ｅから溝底縁２Ｅ、３Ｅに至る壁面２ｗ、３ｗの傾斜角度αをブロック５の鈍角端から鋭角端Ｚに至る間に漸増させた例であり、壁面２ｗ、３ｗと溝底の面取りｒを除いた部分とが交わる線２Ｅ、３Ｅを二点鎖線であらわした。このようにすればブロック５の踏面幅方向剛性が向上する結果、特に操縦安定性向上に寄与する。
【００３３】
【実施例】
乗用車用ラジアルタイヤでサイズが２４５／４０ＺＲ１８であり、ラジアルカーカスは１６５０Ｄ／３レーヨンコードの２プライからなり、ベルトは２層のスチールコード交差層と１層のキャッププライとそと両端を覆う１層のレイヤからなる。
【００３４】
トレッドパターンは図１に示すブロック列をタイヤ赤道面Ｅの両側にそれぞれ２列、合計４列設けたものであり、副溝４の傾斜方向はタイヤ赤道面Ｅを挟んで矢筈状（ハの字状）とした。基本ピッチにおけるブロックの副溝４の傾斜角度φは３０°とし、この基本ピッチを１．０００としてそれより小さなピッチは０．８８９、０．７７８とし、１．０００より大きなピッチは１．１１１、１．２２２とし、合せて５種のピッチ配分を所定の法則に従いピッチバリエーションとした。
【００３５】
より小さなピッチ０．８８９、０．７７８のブロックは、基本ピッチのブロック幅を一定に保持した状態で基本ピッチブロックの菱形で対向する鋭角端Ｚを互いに近づけるようにブロック長さを縮めた形状とし、より大きなピッチの１．１１１、１．２２２のブロックも同様に基本ピッチブロックの菱形で対向する鋭角端Ｚを互いに遠ざけるようにブロック長さを伸長した形状とした。
【００３６】
ブロック５の最大ピッチ長さの最小ピッチ長さに対する比の値（ピッチ比最大値）、ピッチ長さの種類数（ピッチ種類数）、ピッチ配列法、主溝２、３及び副溝４の溝深さ、ブロック５の副溝４に沿う端縁傾斜角度φ、ブロック５の壁面傾斜角度α、βなどの諸元を実施例１及び従来例の２例につき表１に示す。ただし表１では、端縁傾斜角度φ及び壁面傾斜角度α、βは表内で各ピッチ毎に左端に最大ピッチの角度φ、α、βを、右端に最小ピッチの角度φ、α、βを、これらの間にピッチの大きい順から角度φ、α、βをそれぞれ記載した。なお表１の項目中、上記括弧を付した項目は括弧内の表記とした。
【００３７】
【表１】
0004559549.tif 000002
【００３８】
タイヤを８Ｊ−１８に組付けた後、２．０kgf/cm2 の内圧を充てんして供試タイヤとし、これら供試タイヤを排気量５０００ccの車両の４輪に装着し、直進走行安定性、操縦安定性全般、振動乗り心地性全般及びパターンノイズを試験項目として実車走行テストを実施した。評価はテストドライバ５名によるフィーリング試験の評点を平均し、平均評点は従来例を１００とする指数にてあらわし、値は大なる程良いとした。評価結果を表１のパターン諸元の下の欄に合せ示す。
【００３９】
表１に示した結果から、実施例１は従来例対比、振動乗り心地性全般、パターンノイズなど他の性能を保持していること、そして直進走行安定性及び操縦安定性全般の性能が大幅に向上し、なかでも操縦安定性全般の改善効果が顕著であることがわかる。
【００４０】
【発明の効果】
この出願の請求項１〜４のそれぞれに記載した発明によれば、振動乗り心地性やパターンノイズなど他の性能を保持した上で、直進走行安定性及び操縦安定性を顕著に向上させた空気入りラジアルタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による踏面パターンの一例の一部展開図である。
【図２】図１に示すII−II線に沿う断面図である。
【図３】図１に示すIII − III線に沿う断面図である。
【図４】図１に示す矢印IVの向きに見たブロック斜視図である。
【図５】図１に示すブロック壁面の他の例の一部展開図である。
【図６】軸方向ブロック剛性比と大ピッチ壁面角度との関係をあらわす線図である。
【符号の説明】
１  踏面
２、３  主溝
４  副溝
５  ブロック
Ｅ  タイヤ赤道面
ＰS   小ピッチ
ＰL   大ピッチ
φS   小ピッチブロックの副溝に沿う端縁傾斜角度
φL   大ピッチブロックの副溝に沿う端縁傾斜角度
α  ブロックの主溝に沿う壁面傾斜角度
β  ブロックの副溝に沿う壁面傾斜角度
【図１】
0004559549.tif 000003
【図２】
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【図３】
0004559549.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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