JP2012051483A - Pneumatic tire - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、タイヤのトレッド踏面に、溝により複数のブロックを区画し、特に氷上性能を向上させた空気入りタイヤに関するものである。 The present invention relates to a pneumatic tire in which a plurality of blocks are defined by grooves on a tread surface of a tire, and in particular, performance on ice is improved.
氷上性能を向上させるために、例えば特許文献1には、タイヤのトレッド踏面に、周方向溝および幅方向溝により複数のブロックを区画し、このブロックを幅方向サイプにより複数のブロック片に区画し、このブロック片の幅方向サイプに接する両端のブロック高さを最も高く、中央部のブロック高さを最も低くした空気入りタイヤが開示されている。 In order to improve the performance on ice, for example, in Patent Document 1, a plurality of blocks are defined on a tread surface of a tire by a circumferential groove and a width direction groove, and the block is divided into a plurality of block pieces by a width direction sipe. A pneumatic tire is disclosed in which the block height at both ends contacting the sipe in the width direction of the block piece is the highest and the block height at the center is the lowest.
しかしながら、上述した空気入りタイヤでは、サイプによるエッジ効果を高めることはできるが、荷重負荷時の接地面積の増加には着目していないため、接地面積をさらに増加させる余地があった。
そこで、本発明の目的は、荷重負荷時の接地面積を増加させ、氷上性能を向上させた空気入りタイヤを提供することにある。
However, in the above-described pneumatic tire, the edge effect due to sipe can be enhanced, but there is room for further increasing the ground contact area because attention is not paid to an increase in the ground contact area when a load is applied.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a pneumatic tire in which the contact area at the time of load is increased and the performance on ice is improved.
本発明の要旨は、以下のとおりである。
(1)トレッド踏面に、複数の溝により複数のブロックを区画してなる空気入りタイヤにおいて、
前記複数のブロックには、タイヤ赤道面を横切る向きに延びる複数のサイプが形成され、前記複数のサイプによって区画されたブロック片の表面に椀状の凹部が形成されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
The gist of the present invention is as follows.
(1) In a pneumatic tire in which a plurality of blocks are partitioned by a plurality of grooves on the tread surface,
A plurality of sipes extending in a direction crossing the tire equatorial plane are formed in the plurality of blocks, and a bowl-shaped recess is formed on the surface of a block piece defined by the plurality of sipes. Enter tire.
(2)前記凹部は、トレッド幅方向およびトレッド周方向のそれぞれに単一の曲率により形成されている表面を有することを特徴とする上記(1)に記載の空気入りタイヤ。 (2) The pneumatic tire according to (1), wherein the recess has a surface formed by a single curvature in each of the tread width direction and the tread circumferential direction.
(3)トレッドショルダー部のブロックに形成された凹部の深さは、トレッドセンター部のブロックに形成された凹部の深さより深いことを特徴とする上記(1)または(2)に記載の空気入りタイヤ。 (3) The pneumatic described in (1) or (2) above, wherein the depth of the concave portion formed in the block of the tread shoulder portion is deeper than the depth of the concave portion formed in the block of the tread center portion. tire.
(4)前記凹部の深さは、前記溝の深さの10%以内であることを特徴とする上記(1)〜(3)のいずれかに記載の空気入りタイヤ。 (4) The pneumatic tire according to any one of (1) to (3), wherein the depth of the recess is within 10% of the depth of the groove.
(5)トレッド踏面に、複数の溝により五角形以上の多角形の平面形状をした複数の多角形ブロックを区画してなる空気入りタイヤにおいて、
前記トレッド踏面に、前記多角形ブロックがトレッド周方向に間隔を置いて並べられた多角形ブロック列を2列以上設けるとともに、
トレッド幅方向で隣り合う多角形ブロック列に属する多角形ブロックを、一方の多角形ブロック列に属する多角形ブロックのトレッド周方向位置が、他方の多角形ブロック列に属する、トレッド周方向で隣り合う多角形ブロック同士の間に位置されるとともに、一方の多角形ブロック列に属する多角形ブロックと他方の多角形ブロック列に属する多角形ブロックとがトレッド周方向視およびトレッド幅方向視の双方において部分的に重なるよう千鳥状に配列することにより、多角形ブロックが密集配置されたブロック群を形成した、
ことを特徴とする上記(1)〜(4)に記載した空気入りタイヤ。
(5) In a pneumatic tire formed by dividing a plurality of polygonal blocks having a polygonal planar shape of a pentagon or more by a plurality of grooves on a tread surface,
On the tread surface, two or more polygon block rows in which the polygon blocks are arranged at intervals in the tread circumferential direction are provided.
Polygonal blocks belonging to polygon block rows adjacent in the tread width direction are adjacent in the tread circumferential direction where the tread circumferential position of the polygon block belonging to one polygon block row belongs to the other polygon block row. A polygon block located between the polygon blocks and belonging to one polygon block row and a polygon block belonging to the other polygon block row are both in the tread circumferential view and the tread width view. By arranging in a zigzag pattern so as to overlap each other, a block group in which polygonal blocks are densely arranged is formed.
The pneumatic tire described in (1) to (4) above, wherein
本発明により、荷重負荷時の接地面積を増加させ、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できる。 According to the present invention, it is possible to provide a pneumatic tire in which the contact area at the time of load is increased and the performance on ice is improved.
以下に、図面を参照しながら本発明の空気入りタイヤを詳細に説明する。
なお、タイヤの内部補強構造等は一般的なラジアルタイヤのそれと同様であるので図示
を省略する。
Hereinafter, the pneumatic tire of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
In addition, since the internal reinforcement structure of a tire is the same as that of a general radial tire, illustration is abbreviate | omitted.
図1(a)は、本発明の空気入りタイヤの一実施例に係るトレッドパターンの展開図である。図示のトレッドパターンは、トレッド踏面1に、複数の溝、図示例では、トレッド周方向に直線状に延びる2本の周方向溝2と、トレッド幅方向に直線状に延びる複数の幅方向溝3とにより、複数のブロック4が区画されている。各ブロック4には、タイヤ赤道面CLに直交する方向に延び、かつ、周方向溝2を連通するような複数の、図示例では5本のサイプ5が形成されている。これらのサイプ5によって、ブロック4は6個のブロック片4aに区画されている。ブロック片4aの表面には、椀状の凹部6が形成されている。凹部6は平面視で略楕円形である。
なお、上述した例では、サイプ5は隣り合う周方向溝2を連通させていたが、サイプ5はブロック内で終端してもよい。また、サイプ5はタイヤ赤道面CLを横切る向き、すなわち、タイヤ赤道面CLに平行な向き以外に延びればよく、タイヤ赤道面CLに対して傾斜して延びてもよいが、エッジ効果を最大限に発揮するためにはトレッド幅方向に延びていることが好ましい。
FIG. 1A is a development view of a tread pattern according to an embodiment of the pneumatic tire of the present invention. The illustrated tread pattern includes a plurality of grooves on the tread tread surface 1, in the illustrated example, two circumferential grooves 2 that extend linearly in the tread circumferential direction, and a plurality of
In the above-described example, the
図1(b)に、図1(a)のV−V断面図を示し、図1(c)に、図1(a)のW−W断面図を示す。凹部6の表面は、図1(b)に示すように、トレッド周方向に、トレッド踏面1よりタイヤ径方向外側に中心を有する1つの円弧(曲率Rv)からなり、図1(c)に示すように、トレッド幅方向に、トレッド踏面1よりタイヤ径方向外側に中心を有する1つの円弧(曲率Rv)からなる。すなわち、凹部6は、最深点Xを通り、トレッド周方向およびトレッド幅方向のそれぞれに単一の曲率により形成されている表面を有する。
1B shows a VV cross-sectional view of FIG. 1A, and FIG. 1C shows a WW cross-sectional view of FIG. 1A. As shown in FIG. 1 (b), the surface of the
以下、本発明の作用を説明する。
図2(a)〜(d)はブロック片4aが接地直後の状態から、タイヤの回転に伴って、タイヤ回転軸の直下に至り、接地域内から抜け出すまでの状態を順に示したものである。
まず、図2(a)に示す、ブロック片4aが接地直後のほぼ無荷重の状態から、ブロック片4aが接地域内に入り始め、ブロック片4aに荷重が加わり始めると、図2(b)に示すように、ブロック片4aの表面部分は、凹部6が拡張する向きに変形し、凹部6と氷路面20との間の凹部内空間が狭くなり、この凹部6内に存在する空気が外側に放出される。
次に、図2(c)に示すように、ブロック片4aがタイヤ回転軸の直下に完全に入り、さらに荷重が加わると、最終的に凹部6の全表面が氷路面20に接地する結果、ブロック片4aの表面を超える径で広がるため、接地面積が増加する。この状態から、図2(d)に示すように、タイヤがさらに回転して、ブロック片4aに荷重がかからなくなると、凹部6はもとの形状に復元しようとするが、その際凹部6内が減圧下におかれ、この減圧による吸着効果(吸盤効果)により、ブロック片4aは氷路面20に対する吸着力を得る。この吸着力により、除荷状態になってもなお路面20との接触が維持される。その結果、凹部6の表面による接地面積の増大に加えて、吸着効果により、ブロック片4aのすべりや浮き上がりは抑制され、氷上ブレーキ性能が向上する。
特に、タイヤがブレーキング状態にあるときは、接地面の後半のブロックが除荷されていく過程において最も滑りやすくなるが、上述したとおり、本発明はこのときの浮き上がり変形を抑制、接地面積を大幅に確保することが可能となり、氷上ブレーキ性能を向上させることができる。また、氷路面20に存在していた水膜は、ブロック片4a間のサイプ5に入り込むことも、氷上ブレーキ性能の向上に寄与する。
Hereinafter, the operation of the present invention will be described.
2 (a) to 2 (d) sequentially show the state from the state immediately after the
First, when the
Next, as shown in FIG. 2 (c), when the
In particular, when the tire is in a braking state, it is most slippery in the process of unloading the latter half of the ground contact surface, but as described above, the present invention suppresses the lifting deformation at this time and reduces the ground contact area. As a result, it is possible to greatly ensure the braking performance on ice. Further, the water film existing on the
なお、特許文献1に示した空気入りタイヤの場合、ブロック片の中央が窪んでいることにより、トレッド周方向に対して接地面積を増加させることはできるものの、ブロック幅方向に対して接地面積を増加させることはなく、さらに、上述した吸着効果を得ることもできない。
一方、本発明では、荷重負荷時の接地面積をトレッド周方向およびトレッド幅方向の両方向に増加させ、さらに、上述した吸着効果により、氷上性能をさらに向上させることが可能となった。
In the case of the pneumatic tire shown in Patent Document 1, although the ground contact area can be increased in the tread circumferential direction by reducing the center of the block piece, the ground contact area in the block width direction can be increased. It does not increase, and furthermore, the above-described adsorption effect cannot be obtained.
On the other hand, in the present invention, it is possible to increase the ground contact area at the time of load application in both the tread circumferential direction and the tread width direction, and to further improve the performance on ice due to the above-described adsorption effect.
椀状の凹部6は、上述した、トレッド幅方向およびトレッド周方向のそれぞれに単一の曲率により形成される表面を有する場合の他、図3(a)に示すように、異なる曲率R1、R2により形成された表面を有することもできる。また、図3(b)に示すように、凹部6の表面は、その曲率が徐々に変化する楕円形とすることもできる。また、図3(c)に示すように、凹部6の表面は、いわゆる、バスタブ曲線を描いてもよい。また、図3(d)に示すように、凹部6の表面は、変曲点を有するような曲線を描いてもよい。
なお、凹部6の形状は、トレッド周方向およびトレッド幅方向に異なる曲線とすることもできる。例えば、トレッド周方向には単一の曲率Rにより形成され、トレッド幅方向にはバスタブ曲線を描く凹部6とすることもできる。
The bowl-
In addition, the shape of the recessed
図4(a)(b)は、本発明の空気入りタイヤの一実施例に係るトレッドパターンの展開図である。
図4(a)では、サイプ5がトレッド周方向に振幅を有するジグザグ状である。ジグザグ状のサイプ5により、ブロック片4aのエッジ効果を高めることができる。なお、サイプの深さ方向にも振幅を有する、いわゆる3Dサイプとすることもできる。
図4(b)では、凹部6の縁がサイプ5および/またはブロック端4Eに接している。この構成により、ブロック片4aの縁部の厚さが減少するので、ブロック片4aが荷重を受けて、凹部6の表面を接地させる際に、ブロック片4aの縁部分の抵抗が小さく、接地面積を増大させることができる。
4A and 4B are development views of a tread pattern according to an embodiment of the pneumatic tire of the present invention.
In FIG. 4A, the
In FIG.4 (b), the edge of the recessed
また、トレッドショルダー部のブロックに形成された凹部6の深さY(最深点Xを通る深さを意味する、以下同じ)は、トレッドセンター部のブロックに形成された凹部6の深さYより深いことが好適である。荷重をかけたとき、トレッドショルダー部は、トレッドセンター部より接地圧が高い。また、制動時も、トレッドショルダー部は、トレッドセンター部より接地圧が高い。それゆえ、トレッドショルダー部のブロックに形成された凹部6の深さYを深くすることにより、荷重負荷時の接地面積を、トレッドセンター部対比で増加させ、氷上性能を向上させることができる。
なお、トレッドショルダー部とは、トレッド端TEに最も近いブロックのことであり、トレッドセンター部のブロックは、タイヤ赤道面CLに最も近いブロックのことである。
Further, the depth Y of the
The tread shoulder portion is the block closest to the tread end TE, and the tread center portion block is the block closest to the tire equatorial plane CL.
また、凹部6の深さYは、周方向溝2の溝深さおよび幅方向溝3の溝深さの10%以内であることが好適である。なぜなら、深さYが上記範囲超の場合、荷重負荷時に凹部6の最深点Xが接地しないおそれがあるとともに、ブロック4の剛性が低下して偏摩耗が生ずるおそれがあるためである。
Further, the depth Y of the
図5は、本発明の空気入りタイヤの一実施例に係るトレッドパターンの展開図である。
トレッド踏面1には、トレッド周方向に沿って延びる3本の周方向溝2a、2b、2cが設けられている。これらの周方向溝2a、2b間には、溝9によって区画され平面形状が八角形の多角形ブロック10が多数設けられている。多角形ブロック10の平面形状は八角形に限らず五角形以上の多角形とすることができるが、トレッド幅方向に延びるエッジを確実に配置できるとともに、後述のように多角形ブロック10を千鳥状にかつ密に配置しやすくなるので八角形とすることが好ましい。各多角形ブロック10には、トレッド幅方向にジグザグ状に延びる2本のサイプ5が形成されている。これらのサイプ5によって、多角形ブロック10は3個のブロック片10aに区画されている。ブロック片10aの表面には、平面視で略楕円形の凹部6が形成されている。
FIG. 5 is a development view of a tread pattern according to an embodiment of the pneumatic tire of the present invention.
The tread surface 1 is provided with three
各多角形ブロック10は、トレッド周方向に間隔を置いて並べられており、それによりトレッド踏面1に2列の多角形ブロック列11が形成されている。トレッド幅方向で隣り合う多角形ブロック列11に属する多角形ブロック10は、一方の多角形ブロック列11に属する多角形ブロック10のトレッド周方向位置が、他方の多角形ブロック列11に属する、トレッド周方向で隣り合う多角形ブロック10同士の間に位置されるとともに、一方の多角形ブロック列11に属する多角形ブロック10と他方の多角形ブロック列11に属する多角形ブロック10とがトレッド周方向視およびトレッド幅方向視の双方において部分的に重なるよう千鳥状に配列されていて、これにより、トレッド踏面1に、多角形ブロック10が密集配置されてなるブロック群Gが形成されている。
ここに、ブロック群Gにおいて、多角形ブロック10を区画する溝9は、トレッド周方向に隣り合う多角形ブロック10間に挟まれた溝部分9aと、千鳥関係にある多角形ブロック10間に挟まれた溝部分9bと、を有する。
The polygon blocks 10 are arranged at intervals in the tread circumferential direction, whereby two polygon block rows 11 are formed on the tread surface 1. The
Here, in the block group G, the
図5に示すトレッドパターンを有することにより、上述したとおり、凹部6の接地面積増加効果および吸盤効果に加えて、適度なブロック剛性が確保され各多角形ブロック10の接地性が向上し、また各多角形ブロック10が小型化されるとともに充分に密に配置される結果、ブロック剛性を確保しつつもパターンエッジ(全多角形ブロック10の総エッジ長さ)を著しく増大させることができる。よって、氷上性能を顕著に向上させることができる。
By having the tread pattern shown in FIG. 5, as described above, in addition to the effect of increasing the contact area of the
以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれだけに限定されるものではない。
発明例タイヤおよび従来例タイヤのサンプルピースを試作し、FEM計算および氷上ターンテーブル試験により氷上性能を評価した。
サンプルピースとして、図6(a)に示す従来例タイヤのブロックおよび図6(b)に示す発明例タイヤのブロックを用意した。各ブロック4はトレッド幅方向に延びるサイプ5によりブロック片4aに区画されている。従来例タイヤのブロック片4aの表面は平面である。発明例タイヤのブロック片4aの表面には椀状の凹部6が形成されている。
Examples of the present invention will be described below, but the present invention is not limited thereto.
Sample pieces of the inventive example tire and the conventional example tire were made as prototypes, and the on-ice performance was evaluated by FEM calculation and on-ice turntable test.
As sample pieces, a block of a conventional tire shown in FIG. 6A and a block of an inventive tire shown in FIG. 6B were prepared. Each
(FEM計算)
FEM計算により、発明例および従来例に関して、接地面積、平均エッジ圧および予測氷上性能を測定した。結果は、従来例を100として表1に指数表示した。いずれの測定項目も、数値が大きいほど性能が優れていることを示す。
(FEM calculation)
The ground contact area, average edge pressure, and predicted on-ice performance were measured for the inventive example and the conventional example by FEM calculation. The results are shown as an index in Table 1 with the conventional example as 100. In any measurement item, the larger the value, the better the performance.
(氷上ターンテーブル試験)
氷(温度−2℃)を配置したターンテーブルの上で、発明例および従来例のサンプルピースを用いて、氷上摩擦係数を測定した。試験条件としては、荷重3kgf/cm2、速度5km/hとした。結果は、従来例を100として表1に指数表示した。いずれの測定項目も、数値が大きいほど性能が優れていることを示す。
(Turntable test on ice)
The friction coefficient on ice was measured on the turntable on which ice (temperature of −2 ° C.) was placed, using the sample pieces of the invention example and the conventional example. The test conditions were a load of 3 kgf / cm 2 and a speed of 5 km / h. The results are shown as an index in Table 1 with the conventional example as 100. In any measurement item, the larger the value, the better the performance.
表1より、発明例は、従来例対比、氷上性能が向上していることが分かる。
以上の通り、本発明により、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できる。
From Table 1, it can be seen that the inventive example has improved performance on ice compared to the conventional example.
As described above, the present invention can provide a pneumatic tire with improved performance on ice.
1 トレッド踏面
2 周方向溝
3 幅方向溝
4 ブロック
4a ブロック片
5 サイプ
6 凹部
10 多角形ブロック
10a ブロック片
11 多角形ブロック列
G ブロック群G
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Tread surface 2
Claims (5)
前記複数のブロックには、タイヤ赤道面を横切る向きに延びる複数のサイプが形成され、前記複数のサイプによって区画されたブロック片の表面に椀状の凹部が形成されていることを特徴とする空気入りタイヤ。 In a pneumatic tire formed by dividing a plurality of blocks by a plurality of grooves on the tread surface,
A plurality of sipes extending in a direction crossing the tire equatorial plane are formed in the plurality of blocks, and a bowl-shaped recess is formed on the surface of a block piece defined by the plurality of sipes. Enter tire.
前記トレッド踏面に、前記多角形ブロックがトレッド周方向に間隔を置いて並べられた多角形ブロック列を2列以上設けるとともに、
トレッド幅方向で隣り合う多角形ブロック列に属する多角形ブロックを、一方の多角形ブロック列に属する多角形ブロックのトレッド周方向位置が、他方の多角形ブロック列に属する、トレッド周方向で隣り合う多角形ブロック同士の間に位置されるとともに、一方の多角形ブロック列に属する多角形ブロックと他方の多角形ブロック列に属する多角形ブロックとがトレッド周方向視およびトレッド幅方向視の双方において部分的に重なるよう千鳥状に配列することにより、多角形ブロックが密集配置されたブロック群を形成した、
ことを特徴とする請求項1〜4に記載した空気入りタイヤ。 In a pneumatic tire formed by dividing a plurality of polygonal blocks having a polygonal planar shape of a pentagon or more by a plurality of grooves on a tread surface,
On the tread surface, two or more polygon block rows in which the polygon blocks are arranged at intervals in the tread circumferential direction are provided.
Polygonal blocks belonging to polygon block rows adjacent in the tread width direction are adjacent in the tread circumferential direction where the tread circumferential position of the polygon block belonging to one polygon block row belongs to the other polygon block row. A polygon block located between the polygon blocks and belonging to one polygon block row and a polygon block belonging to the other polygon block row are both in the tread circumferential view and the tread width view. By arranging in a zigzag pattern so as to overlap each other, a block group in which polygonal blocks are densely arranged is formed.
The pneumatic tire according to claim 1, wherein:
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