JP2013199161A

JP2013199161A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2013199161A
Application number: JP2012067524A
Authority: JP
Inventors: Jiro Taniguchi; 二朗谷口
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2012-03-23
Filing date: 2012-03-23
Publication date: 2013-10-03
Anticipated expiration: 2032-03-23
Also published as: JP5995476B2

Abstract

【課題】十分なエッジ効果及び除水効果を発揮してアイス性能を向上することができる空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】トレッド面のブロック１に凹部１０が形成された空気入りタイヤにおいて、凹部１０の内側に、上端１１ａがブロック表面に達する柱状突起１１が複数配列されており、平面視で柱状突起１１の総面積Ｓ３は凹部１０の面積Ｓ２の０．２〜０．８倍である。また、柱状突起１１の上端１１ａはブロック表面１ａよりも突出している。
【選択図】図２

Description

本発明は、トレッド面のブロックに凹部が形成された空気入りタイヤに関し、特にスタッドレスタイヤとして有用である。

従来、スタッドレスタイヤでは、ブロックにサイプと呼ばれる切り込みを形成しており、このサイプによるエッジ効果、除水効果などによって、摩擦係数が低いアイス路面での走行性能（以下、「アイス性能」と称する。）を高めている。

しかし、サイプを設けたブロックに荷重が負荷された場合、ブロックに形成したサイプの溝幅が狭くなり、このため、サイプによるエッジ効果や除水効果が低減し、アイス性能が低下する。

そのため、下記特許文献１には、サイプで区分された陸部に、サイプに沿って小孔を複数設けた空気入りタイヤが記載されている。この空気入りタイヤによれば、荷重負荷時にゴムの変形が小孔に逃げ易くなるため、サイプの溝幅が狭くなるのを回避することができ、その結果、サイプによるエッジ効果や除水効果を維持することができ、アイス性能を向上させることができる。

また、下記特許文献２には、多数の粒状体の周りを保護体によって取り囲んだ構造のブロックが記載されている。この構成によれば、保護体が車両荷重を主体的に受け止め、同時に、粒状体が倒れ込まないように周りから支えて保護することができる。これにより、荷重負荷時に粒状体が倒れ込むのを防止して、エッジ効果を維持することができる。

しかしながら、特許文献１の空気入りタイヤにおいて、除水効果を発揮するのはサイプ部分にほぼ限定されるため、除水効果が十分とは言えなかった。また、特許文献２では、多数の粒状体間は、僅かに離れるか接触する位置関係にあり、路面から圧縮を受けた場合、粒状体は圧縮されて膨らみ、周りの粒状体と固く圧着された状態となる。このように、荷重負荷時には粒状体間の隙間がほとんどなくなるため、除水効果が十分得られず、さらに粒状体によるエッジ効果も少ない。

特開２００７−２２２７７号公報実開昭６２−１８５６０２号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、十分なエッジ効果及び除水効果を発揮してアイス性能を向上することができる空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち、本発明に係る空気入りタイヤは、トレッド面のブロックに凹部が形成された空気入りタイヤにおいて、前記凹部の内側に、上端がブロック表面に達する柱状突起が複数配列されており、平面視で前記柱状突起の総面積は前記凹部の面積の０．２〜０．８倍であることを特徴とする。

かかる構成によれば、凹部の内側に、上端がブロック表面に達する柱状突起が複数配列されており、これらの柱状突起間には隙間を設けているため、複数の柱状突起により十分なエッジ効果を発揮できる。また、荷重負荷時には柱状突起が撓んで倒れ込もうとするが、柱状突起は互いに点接触しながら支え合うため、柱状突起間の隙間は適切に保持され、十分な除水効果を発揮できる。その結果、本発明によれば、十分なエッジ効果及び除水効果を発揮してアイス性能を向上することができる。

本発明の空気入りタイヤでは、前記柱状突起の上端が前記ブロック表面よりも突出していることが好ましい。かかる構成によれば、柱状突起の上端がアイス路面に確実に接触するので、タイヤ新品時からエッジ効果を十分に発揮することができる。

本発明の空気入りタイヤでは、前記柱状突起は円柱状であることが好ましい。柱状突起を円柱状とすることで、柱状突起によるエッジ効果を全方位的に発揮することができる。また、柱状突起が互いに支え合う際にも、円柱状の柱状突起どうしは点接触となりやすく、柱状突起間の隙間を保持して除水効果を適切に発揮できる。

本発明の空気入りタイヤでは、前記凹部は前記ブロックの中央部に形成されることが好ましい。摩擦係数が低いアイス路面では、ブロックの中央部の接地圧が、その周辺に比べて高くなる傾向がある。本発明によれば、凹部によりブロックの剛性が低下するため、ブロックの各部位にて接地圧が均一化され、ブロック全体の接地性が向上する。その結果、柱状突起によるエッジ効果及び除水効果と相俟って、空気入りタイヤのアイス性能が向上する。

本発明に係る空気入りタイヤのトレッド面の一例を示す展開図図１のトレッド面に設けられたブロックの拡大図図２のブロックのＡ−Ａ断面図本発明の別実施形態に係るブロックの平面図比較例１におけるブロックの平面図比較例２におけるブロックの平面図

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、本発明に係る空気入りタイヤのトレッド面の一例を示す展開図である。図２は、図１のトレッド面に設けられたブロック１の拡大図である。図３は、図２のブロック１のＡ−Ａ断面図である。

この空気入りタイヤは、図１に示すように、トレッド面のブロック１に凹部１０が形成されたトレッドパターンを有する。本実施形態では、各ブロック１が、タイヤ周方向に延びる主溝２と、それに交差して延びる横溝３とにより区分され、タイヤ赤道Ｃに関して対称的に五列で配列されている例を示す。

図２に拡大して示すように、凹部１０はブロック１の中央部に形成されている。摩擦係数が低いアイス路面では、ブロック１の中央部の接地圧がその周辺に比べて高くなる傾向があるが、凹部１０を形成することでブロック１の剛性が低下して、ブロック１の各部位にて接地圧が均一化される。

また、本実施形態のブロック１には、タイヤ幅方向に延びる波形サイプ１２が複数形成されている。波形サイプ１２は、凹部１０の周囲に形成されており、ブロック縁部では開口しているが、凹部１０の周囲ではブロック内部で終端している。ただし、ブロック１に形成するサイプとしては、波形形状に限定されず、また、両端部の位置も本実施形態に限定されない。

凹部１０の形状は、平面視で四角形をしている。凹部１０の形状は、深さ方向に一定であり、凹部１０の全体形状は直方体となっている。凹部１０の深さＤは１．０〜３．０ｍｍが好ましく、１．５〜２．０ｍｍがより好ましい。

凹部１０の内側には、上端１１ａがブロック表面１ａに達する柱状突起１１が複数配列されている。柱状突起１１は、凹部１０の底面からブロック表面１ａへ向かって設けられている。複数の柱状突起１１は、間隔をおいて配列され、好ましくは図２に示すように千鳥状に配列される。複数の柱状突起１１を千鳥状に配列することで、柱状突起１１が互いに支え合い、柱状突起１１の倒れ込みを有効に防止できる。なお、上記のように凹部１０によりブロックの剛性は下がるが、柱状突起１１が互いに点接触しながら支え合うため、ブロックの剛性が下がり過ぎることはない。

柱状突起１１の側面どうしの間隔は、０．２〜２．０ｍｍが好ましく、０．２５〜０．５ｍｍがより好ましい。柱状突起１１の側面どうしの間隔が０．２ｍｍより小さいと除水効果が得られにくく、２．０ｍｍより大きいと柱状突起１１が倒れ込みやすくなる。

柱状突起１１の上端１１ａは、少なくともブロック表面１ａに達していればよいが、ブロック表面１ａを越えて、ブロック表面１ａよりも突出していてもよい。本実施形態では、柱状突起１１の上端１１ａは、図３に示すようにブロック表面１ａよりも突出している。柱状突起１１の高さＨは、凹部１０の深さＤより０〜１．５ｍｍ大きく、好ましくは０．３〜０．８ｍｍ大きい。柱状突起１１の高さＨが凹部１０の深さＤより小さいと、柱状突起１１によるエッジ効果及び除水効果が得られにくく、柱状突起１１の高さＨが凹部１０の深さより１．５ｍｍ以上大きいと柱状突起１１が倒れ込みやすくなる。

柱状突起１１は、円柱状をしている。このとき、上端１１ａは円形をしており、柱状突起１１によるエッジ効果を全方位的に発揮することができる。上端１１ａの円の半径は、０．５〜２．０ｍｍが好ましく、０．５〜１．０ｍｍがより好ましい。上端１１ａの円の半径が０．５ｍｍより小さいとエッジ効果が弱くなり、２．０ｍｍより大きいと柱状突起１１どうしの間隔が狭くなり除水効果が得られにくくなる傾向がある。

トレッド踏面部を平面とした場合の平面視でブロック１の面積をＳ１とし、凹部１０の面積をＳ２とし、柱状突起１１の総面積をＳ３とする。ここで、ブロック１の面積Ｓ１とは、凹部１０、柱状突起１１、波形サイプ１２も含めた面積であって、本実施形態ではブロック１の外縁の四角形の面積である。同様に、凹部１０の面積Ｓ２は、柱状突起１１も含めた面積であって、本実施形態では凹部１０の外縁の四角形の面積である。柱状突起１１の総面積Ｓ３とは、全ての柱状突起１１の面積を合計した面積である。ブロック１の面積Ｓ１は例えば６００〜１８００ｍｍ^２、凹部１０の面積Ｓ２は例えば１００〜３００ｍｍ^２、柱状突起１１の総面積Ｓ３は例えば４５〜１３０ｍｍ^２である。

凹部１０の面積Ｓ２はブロック１の面積Ｓ１の０．１〜０．４倍が好ましく、０．２〜０．３倍がより好ましい。凹部１０の面積Ｓ２がブロック１の面積Ｓ１の０．１倍よりも小さいと、凹部１０の内側に柱状突起１１を設けてもエッジ効果及び除水効果が得られにくく、０．４倍よりも大きいと、ブロック１の剛性が低下し過ぎて、耐偏摩耗性能やドライ性能が悪化するおそれがある。

柱状突起１１の総面積Ｓ３は、凹部１０の面積Ｓ２の０．２〜０．８倍が好ましく、０．４〜０．５倍がより好ましい。柱状突起１１の総面積Ｓ３が凹部１０の面積Ｓ２の０．２倍よりも小さいと、柱状突起１１によるエッジ効果が得られにくく、さらに柱状突起１１が倒れ込むという不具合も生じやすい。一方、柱状突起１１の総面積Ｓ３が凹部１０の面積Ｓ２の０．８倍よりも大きいと、柱状突起どうしの間隔が狭くなり除水効果が得られにくくなる。

本発明の空気入りタイヤは、トレッド面のブロックに上記の如き凹部、柱状突起、及び波形サイプを形成したこと以外は、通常の空気入りタイヤと同等であり、従来公知の材料、形状、構造、製法などが何れも本発明に採用できる。なお、トレッド面のブロックとしては、溝で完全に包囲されたものに限られず、タイヤ周方向に隣接するブロック同士が一部で連結されているなど、実質的にブロックとして形成されているものであれば、本発明を適用可能である。

［他の実施形態］
（１）本発明の空気入りタイヤが有するトレッドパターンは、上述したものに限定されず、種々のパターンを採用可能である。また、ブロックの形状は四角形に限定されず、その他の多角形や円形などでも構わない。特にブロックが円形の場合には、ブロック縁部によるエッジ成分が全方位的に設定されることから、柱状突起によるエッジ効果と相俟ってアイス性能を全方位的に向上できる。

（２）図４は、本発明の別実施形態に係るブロック１の平面図であり、ブロック１に複数の凹部１０を形成したものである。この例では、凹部１０が間隔をおいて５つ形成され、各凹部１０の内側には複数の柱状突起１１が配列されている。このように凹部１０を複数に分割して形成することで、ブロック１の面積Ｓ１に対する凹部１０の面積Ｓ２を同程度に保ったまま、各凹部１０の間に陸部を残すことができるため、柱状突起１１によるエッジ効果及び除水効果を十分発揮しつつ、ブロック１の剛性を向上させることができる。なお、凹部１０の形状及び個数等は、適宜設定可能である。

（３）前述の実施形態では、柱状突起１１は円柱状であったが、柱状突起１１は円柱状に限定されず、例えば円錐台状などであってもよい。柱状突起１１を円錐台状とすることで、上端１１ａの面積は小さくなるものの、柱状突起１１間の隙間を大きく設定することができる。

（４）前述の実施形態では、ブロック１の中央部に凹部１０を形成しているが、凹部１０はブロック１の何れかの位置に形成されていればよく、例えばブロック縁部に形成されてもよい。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例について説明する。なお、タイヤの各性能評価は、次のようにして行った。

（１）アイス性能
氷盤試験機にてテストタイヤのアイスμを計測し、指数評価した。Ｘ、Ｙ、Ｚの各方向について計測した。Ｘ方向はタイヤ幅方向、Ｙ方向はタイヤ周方向、Ｚ方向はＸ方向及びＹ方向に対して４５度傾斜する方向である。評価結果は、比較例１を１００としたときの指数で示し、この数値が大きいほどアイス性能に優れていることを示す。

（２）ブロック剛性
ブロックサンプル試験機にて粗面に置いたブロックサンプルに実車相当接地圧を荷重負荷した状態で水平方向に荷重負荷を与え、発生反力と変位量を計測し剛性値を算出した。Ｘ、Ｙ、Ｚの各方向について計測した平均値を指数化した。Ｘ方向はタイヤ幅方向、Ｙ方向はタイヤ周方向、Ｚ方向はＸ方向及びＹ方向に対して４５度傾斜する方向である。評価結果は、比較例１を１００としたときの指数で示し、この数値が大きいほどブロック剛性が高いことを示す。

比較例１
図１に示したトレッドパターンにおいて、図２のブロック１に代えて図５Ａのブロックを設けた空気入りタイヤを比較例１とした。この比較例１では、ブロックに凹部を形成せず、波形サイプのみを形成した。評価結果を表１に示す。

比較例２
図１に示したトレッドパターンにおいて、図２のブロック１に代えて図５Ｂのブロックを設けた空気入りタイヤを比較例２とした。この比較例２では、比較例１と比べ、波形サイプの本数を減らし、代わりに波形サイプで区分された陸部に複数の小孔１３を形成した。評価結果を表１に示す。

実施例１
図１に示したトレッドパターンにおいて、図２のブロック１を設けた空気入りタイヤを実施例１とした。評価結果を表１に示す。

実施例２
図１に示したトレッドパターンにおいて、図２のブロック１に代えて図４のブロックを設けた空気入りタイヤを実施例２とした。評価結果を表１に示す。

実施例１，２は、比較例１，２よりもアイス性能に優れている。また、実施例１，２は、ブロックに凹部を形成しているものの、ブロック剛性は比較例１，２と同程度となっている。実施例２は、実施例１に比べ、アイス性能は同程度であるが、ブロック剛性が高くなっている。なお、比較例２は、小孔を設けることで、荷重負荷時に波形サイプの溝幅が狭くなるのを回避することができるため、波形サイプによるエッジ効果や除水効果を維持することができ、比較例１に比べアイス性能を向上させることができている。

１ブロック
２主溝
３横溝
１０凹部
１１柱状突起
１２波形サイプ

Claims

トレッド面のブロックに凹部が形成された空気入りタイヤにおいて、
前記凹部の内側に、上端がブロック表面に達する柱状突起が複数配列されており、平面視で前記柱状突起の総面積は前記凹部の面積の０．２〜０．８倍であることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記柱状突起の上端が前記ブロック表面よりも突出していることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記柱状突起は円柱状であることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
前記凹部は前記ブロックの中央部に形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。