JP2014151811A - 空気入りタイヤ - Google Patents

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Abstract

【課題】氷上制動性能と耐ピン抜け性能とをバランス良く改善した、空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】ショルダー領域におけるスタッドピンの打ち込み本数が、センター領域におけるスタッドピンの打ち込み本数の1.5倍から2.5倍であり、かつ、ショルダー領域におけるスタッドピンの突出量が、センター領域におけるスタッドピンの突出量の1.2倍から2.0倍である。
【選択図】図1

Description

本発明は、トレッド表面にスタッドピンが埋設された空気入りタイヤに関する。
従来、トレッド表面にスタッドピンが埋設された空気入りタイヤが知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1には、スタッドピンの打ち込み用の穴の数、ひいてはスタッドピンの打ち込み本数を制御することで、氷上制動性能等が改善されることが開示されている。
特開2012−183954号公報
しかしながら、スタッドピンの打ち込み本数の制御だけで、氷上制動性能と耐ピン抜け性能とがバランス良く改善されるか否かについては不明である。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、氷上制動性能と耐ピン抜け性能とをバランス良く改善した空気入りタイヤを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明に係る空気入りタイヤにおいては、タイヤ周方向に対して傾斜する複数本の傾斜溝によって陸部が区画形成され、上記陸部の少なくともいずれかにサイプが設けられ、上記陸部の少なくともいずれかにスタッドピンが埋設されている。ここで、タイヤ赤道面を中心としたタイヤ接地幅の50%の領域をセンター領域とするとともに、上記センター領域のタイヤ幅方向両外側の領域であって接地端までの各領域をショルダー領域とする。このような前提の下で、上記ショルダー領域における上記スタッドピンの打ち込み本数は、上記センター領域における上記スタッドピンの打ち込み本数の1.5倍から2.5倍である。また、上記ショルダー領域における上記スタッドピンの平均突出量は、上記センター領域における上記スタッドピンの平均突出量の1.2倍から2.0倍である。
本発明に係る空気入りタイヤでは、センター領域に対するショルダー領域での、スタッドピンの打ち込み本数と、スタッドピンの平均突出量とを、所定の範囲としている。その結果、氷上制動性能と耐ピン抜け性能とをバランス良く改善することができる。
図1は、本発明の実施の形態に係る空気入りタイヤのトレッド部の一例を示す平面展開図である。 図2は、本発明の実施の形態に係る空気入りタイヤにおけるスタッドピンの埋設状態の一例を示す、図1のA−A´線断面図である。
以下に、本発明に係る空気入りタイヤの実施の形態(以下に示す、基本形態及び付加的形態1から3)を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、これらの実施の形態は、本発明を限定するものではない。また、上記実施の形態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。さらに、上記実施の形態に含まれる各種形態は、当業者が自明の範囲内で任意に組み合わせることができる。
[基本形態]
以下に、本発明に係る空気入りタイヤについて、その基本形態を説明する。以下の説明において、タイヤ径方向とは、空気入りタイヤの回転軸と直交する方向をいい、タイヤ径方向内側とはタイヤ径方向において回転軸に向かう側、タイヤ径方向外側とはタイヤ径方向において回転軸から離れる側をいう。また、タイヤ周方向とは、上記回転軸を中心軸とする周り方向をいう。さらに、タイヤ幅方向とは、上記回転軸と平行な方向をいい、タイヤ幅方向内側とはタイヤ幅方向においてタイヤ赤道面CLに向かう側、タイヤ幅方向外側とはタイヤ幅方向においてタイヤ赤道面CLから離れる側をいう。なお、タイヤ赤道面CLとは、空気入りタイヤの回転軸に直交するとともに、空気入りタイヤのタイヤ幅の中心を通る平面である。
図1は、本発明の実施の形態に係る空気入りタイヤのトレッド部の一例を示す平面展開図である。同図に示すトレッド部は、ゴム材(トレッドゴム)からなり、空気入りタイヤのタイヤ径方向の最も外側で露出し、その表面が空気入りタイヤの輪郭となる。このトレッド部の表面は、空気入りタイヤを装着する車両(図示せず)が走行した際に路面と接触する面であるトレッド表面10として形成されている。
トレッド表面10には、タイヤ周方向とタイヤ幅方向との双方に対して傾斜する複数本の傾斜溝12が設けられている。傾斜溝12としては、各種タイプを採用することができ、例えば、図1に示すような、溝の延在方向において幅が変化するとともに、延在途中でいくつもに分岐するものが挙げられる。
また、図1には示さないが、トレッド表面10には、任意選択的に、タイヤ周方向に延在する複数本の周方向溝を含ませることができる。周方向溝についても、各種タイプを採用することができ、例えば、溝の延在方向において幅が変化しないものが挙げられる。
同様に、図1には示さないが、トレッド表面10には、任意選択的に、タイヤ幅方向に延在する複数本の幅方向溝を含ませることができる。幅方向溝についても、各種タイプを採用することができ、例えば、延在方向において幅が変化するものが挙げられる。
なお、複数本の傾斜溝12は、全体として、図1に示さない周方向溝を介してタイヤ周方向に連なる形状とすることができることは勿論、周方向溝を介さずにタイヤ周方向に連なるジグザグ形状とすることもできる。このように複数本の傾斜溝12が全体としてジグザグ形状をなす場合であって、特に、各傾斜溝12のタイヤ周方向とのなす角が小さい場合は、このジグザグ形状の傾斜溝群は、タイヤ周方向に連続する周方向溝とみなすことができる。従って、本実施の形態においては、タイヤ周方向に連続する周方向溝を積極的に除外することは想定されていない。
加えて、トレッド表面10には、陸部の少なくともいずれか、図1に示すところでは、全ての陸部20にサイプ22が設けられている。サイプ22は、タイヤ幅方向に直線状に延在するものであってもよいし、タイヤ周方向に振幅を有してタイヤ幅方向に延在するジグザグ状、正弦波状、三角波状及び矩形波状等であってもよい。また、サイプ22は1つの陸部20内でタイヤ幅方向に断続的に延在するものであってもよい。
このように、本実施の形態に係る空気入りタイヤのトレッド表面10には、傾斜溝12が形成されているとともに、周方向溝と幅方向溝とを任意選択的に形成することができる。そして、これらの溝によって区画形成された陸部20の少なくともいずれかにサイプ22が形成されることにより、トレッド表面10には、所定のトレッドパターンが形成されている。
上記トレッドパターンを有するトレッド表面10には、陸部20の少なくともいずれか、例えば、図1に示す箇所に、スタッドピン24が埋設されている。スタッドピン24は、タイヤ幅方向の所定の位置において、タイヤ周方向に一定のピッチで埋設されている。
以上のような前提の下、本実施の形態においては、図1に示すように、タイヤ赤道面CLを中心としたタイヤ接地幅の50%の領域をセンター領域TCとするとともに、センター領域TCのタイヤ幅方向両外側の領域であって接地端Eまでの各領域をショルダー領域TSとする。
そして、本実施の形態においては、図1に示すように、ショルダー領域TSにおけるスタッドピン24の打ち込み本数(ショルダー本数)が、センター領域TCにおけるスタッドピン24の打ち込み本数(センター本数)の1.5倍から2.5倍となっている。
1つのタイヤに一定本数のスタッドピン24を、トレッド表面からの突出量を同一にして埋設する場合には、センター領域TCよりもショルダー領域TSに多く埋設した際に、氷へのひっかき効果に起因する氷上制動性能の改善効果が顕著に現れる。このため、上記のように、ショルダー本数をセンター本数の1.5倍以上とすることで、特に氷上制動性能に影響を及ぼし易いショルダー領域TSにおいて氷へのひっかき効果を十分に確保し、タイヤ全体として、氷上制動性能を効率的に改善することができる。
また、タイヤ転動時に、スタッドピン24は、ショルダー領域TSよりもセンター領域TCにおいて抜け易い。このため、上記のように、ショルダー本数をセンター本数の1.5倍以上とすることで、特に耐ピン抜け性能に影響を及ぼし易いセンター領域TCにおいてスタッドピンの本数を低減してピン抜けを抑制し、タイヤ全体として、耐ピン抜け性能を効率的に改善することができる。
これに対し、1つのタイヤに一定本数のスタッドピン24を、トレッド表面からの突出量を同一にして埋設する場合であって、センター領域TCに対してショルダー領域TSにスタッドピン24を過度に埋設した場合には、センター領域TCにおけるスタッドピン24の本数低減により、氷へのひっかき効果に起因する氷上制動性能が十分に得られない。このため、上記のように、ショルダー本数をセンター本数の2.5倍以下とすることで、ショルダー領域TSで氷へのひっかき効果を得つつ、センター領域TCにおいてもこの効果を十分に得て、タイヤ全体として効率的に氷上制動性能を改善することができる。
次に、本実施の形態のトレッド表面においては、ショルダー領域TSにおけるスタッドピン24の平均突出量(ショルダー平均突出量)が、センター領域TCにおけるスタッドピン24の平均突出量(センター平均突出量)の1.2倍から2.0倍となっている。ここで、スタッドピン24の突出量とは、スタッドピンの埋設位置において、スタッドピン24が埋設される穴が形成されていない状態でのトレッド表面から測定した、スタッドピンのタイヤ径方向最大寸法をいう。また、平均突出量とは、各領域(センター領域TC及びショルダー領域TS)のそれぞれにおける、スタッドピン24の突出量の平均値をいう。
図2は、本発明の実施の形態に係る空気入りタイヤにおけるスタッドピンの埋設状態の一例を示す、図1のA−A´線断面図である。図2に示す例では、ショルダー領域TSに形成されたスタッドピン24の平均突出量と、センター領域TCに形成されたスタッドピン24の平均突出量との比(ショルダー領域TS/センター領域TC)が、1.2から2.0までの範囲となっている。
センター領域TCとショルダー領域TSとの双方に、同じ平均突出量で、かつ、その他の条件(例えば、打ち込み本数)を同じとして、スタッドピン24を埋設した場合には、センター領域TSよりもショルダー領域TSにおいて、氷へのひっかき効果に起因する氷上制動性能の改善効果が顕著に現れる。また、平均突出量が多いほどスタッドピン24が氷に深く食い込むため、上記ひっかき効果は大きい。このため、上記のように、ショルダー平均突出量をセンター平均突出量の1.2倍以上とすることで、特に氷上制動性能に影響を及ぼし易いショルダー領域TSにおいて氷へのひっかき効果を十分に確保し、タイヤ全体として、氷上制動性能を効率的に改善することができる。
また、タイヤ転動時に、スタッドピン24は、ショルダー領域TSよりもセンター領域TCにおいて抜け易い。このため、上記のように、ショルダー平均突出量をセンター平均突出量の1.2倍以上とすることで、特に耐ピン抜け性能に影響を及ぼし易いセンター領域TCにおいてスタッドピンの平均突出量を低減してピン抜けを抑制し、タイヤ全体として、耐ピン抜け性能を効率的に改善することができる。
これに対し、センター領域TCと比較してショルダー領域TSでのスタッドピン24の平均突出量を過度に大きくした場合には、ショルダー領域TSにおいてスタッドピン24が抜け易くなり、耐ピン抜け性能が改善されない。また、ショルダー領域TSでスタッドピン24が抜けると、ショルダー領域TSでの氷へのひっかき効果低減に起因して氷上制動性能が改善されない。このため、上記のように、ショルダー平均突出量をセンター平均突出量の2.0倍以下とすることで、タイヤ全体として、耐ピン抜け性能と氷上制動性能とを効率的に改善することができる。
以上のように、本実施の形態に係る空気入りタイヤでは、スタッドピンの打ち込み本数と平均突出量とを、それぞれ、センター領域とショルダー領域との関係において規定している。これにより、氷へのひっかき効果に起因する氷上制動性能と、耐ピン抜け性能とを、タイヤ全体として、効率的にバランス良く改善することができる。
なお、以上に示す本実施形態の空気入りタイヤは、図示しないが、従来の空気入りタイヤと同様の子午断面形状を有する。ここで、空気入りタイヤの子午断面形状とは、タイヤ赤道面CLと垂直な平面上に現れる空気入りタイヤの断面形状をいう。本実施の形態の空気入りタイヤは、タイヤ子午断面視で、タイヤ径方向内側から外側に向かって、ビード部、サイドウォール部及びトレッド部を有する。そして、空気入りタイヤは、例えば、タイヤ子午断面視で、トレッド部から両側のビード部まで延在して一対のビードコアの周りで巻回されたカーカス層と、上記カーカス層のタイヤ径方向外側に順次形成された、ベルト層及びベルト補強層とを備える。
また、本実施の形態の空気入りタイヤは、通常の各製造工程、即ち、タイヤ材料の混合工程、タイヤ材料の加工工程、グリーンタイヤの成型工程、加硫工程及び加硫後の検査工程等を経て得られるものである。本実施の形態の空気入りタイヤを製造する場合には、特に、図1に示すような所定のトレッドパターンを形成できるような金型を用いて加硫を行うとともに、検査工程後に、陸部の所定位置にスタッドピンを埋設する。
[付加的形態]
次に、本発明に係る空気入りタイヤの上記基本形態に対して、任意選択的に実施可能な、付加的形態1から3を説明する。
(付加的形態1)
基本形態においては、ショルダー領域TSにおけるサイプ22の配設密度(ショルダー配設密度)が、センター領域TCにおけるサイプ22の配設密度(センター配設密度)の0.4倍から0.8倍であること(付加的形態1)が好ましい。ここで、サイプ22の配設密度とは、各領域(センター領域TC及びショルダー領域TS)における陸部20の単位面積当たりのサイプ22の合計長さをいう。なお、サイプが直線状でなく、例えば、ジグザグ状である場合におけるサイプの長さは、このジグザグ状のサイプを引き伸ばして直線状とした際に測定される長さをいう。
ショルダー配設密度をセンター配設密度の0.8倍以下とすることで、センター領域TCと比較してショルダー領域TSにおいてサイプ配設密度が確実に低減される。これにより、センター領域TCに対してより多くのスタッドピン24を配設するショルダー領域TSにおいてブロック剛性を高め、特に、ショルダー領域TSにおける耐ピン抜け性能を改善することができる。
これに対し、センター領域TCと比較してショルダー領域TSにおいてサイプ配設密度を過度に低減した結果、ショルダー領域TSにおいて必要なサイプ配設密度を下回ると、ショルダー領域TSにおけるサイプによるエッジ効果が十分得られなくなる。このため、ショルダー配設密度をセンター配設密度の0.4倍以上とすることで、特に、ショルダー領域TSにおいてサイプによるエッジ効果を確保し、氷上制動性能を改善することができる。
(付加的形態2)
基本形態及び基本形態に付加的形態1を加えた形態においては、ショルダー領域TSにおける傾斜溝12の平均深さ(ショルダー平均深さ)が、センター領域TCにおける傾斜溝12の平均深さ(センター平均深さ)よりも、1mmから3mm小さいこと(付加的形態2)が好ましい。ここで、傾斜溝12の深さとは、傾斜溝12がないとした場合におけるトレッド表面10からタイヤ径方向に測定した傾斜溝12の最大寸法をいう。また、平均深さとは、各領域(センター領域TC及びショルダー領域TS)のそれぞれにおける、傾斜溝12の深さの平均値をいう。
ショルダー平均深さをセンター平均深さよりも1mm以上小さくすることで、センター領域TCに対してより多くのスタッドピン24を配設するショルダー領域TSにおいてブロック剛性を高め、特に、ショルダー領域TSにおける耐ピン抜け性能を改善することができる。
これに対し、センター平均深さと比較してショルダー平均深さを過度に小さくすると、ショルダー領域TSにおける排水性能が低下するだけでなく、ショルダー領域TSにおいて、トレッド表面10に設けられた溝が雪を踏み固めてできる雪柱を断ち切ろうとする力(雪柱せん断力)が低下し、雪上での制駆動性能が低下する。このため、ショルダー平均深さとセンター平均深さとの差を3mm以下とすることで、特に、ショルダー領域TSにおける十分な溝深さによって排水性能を確保することができるとともに、雪上せん断力を低下させずに雪上での制駆動性能を確保することができる。
(付加的形態3)
基本形態及び基本形態に付加的形態1、2の少なくともいずれかを加えた形態においては、正規内圧の−5%から+5%の内圧を付与した無負荷状態におけるトレッド展開面において、ショルダー領域TSにおける溝面積(ショルダー溝面積)が、センター領域TCにおける溝面積(センター溝面積)の0.4倍から0.8倍であること(付加的形態3)が好ましい。ここで、正規内圧とは、JATMAで規定する「最高空気圧」、TRAで規定する「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に記載の最大値、又はETRTOで規定する「INFLATION PRESSURES」をいう。また、トレッド展開面とは、図1に示すようなトレッド部についての平面をいう。さらに、溝面積とは、トレッド展開面において表現される溝の区画領域についての面積をいう。
上記所定内圧を付与した無負荷状態において、ショルダー溝面積をセンター溝面積の0.8倍以下とすることで、センター領域TCに対してより多くのスタッドピン24を配設するショルダー領域TSにおいてブロック剛性を高め、特に、ショルダー領域TSにおける耐ピン抜け性能を改善することができる。
これに対し、ショルダー溝面積をセンター溝面積に対して過度に小さくすると、ショルダー領域TSにおける排水性能が低下するだけでなく、ショルダー領域TSにおいて、雪柱せん断力が低下し、雪上での制駆動性能が低下する。このため、ショルダー溝面積をセンター溝面積の0.4倍以上とすることで、特に、ショルダー領域TSにおける十分な溝面積によって排水性能を確保することができるとともに、雪上せん断力を低下させずに雪上での制駆動性能を確保することができる。
表1に示す諸条件(ショルダー領域TSにおけるスタッドピンの打ち込み本数(ショルダー打ち込み本数)、センター領域TCにおけるスタッドピンの打ち込み本数(センター打ち込み本数)、センター領域TCを基準としたショルダー領域TSにおけるスタッドピンの打ち込み本数(打ち込み本数比Sh/Ce)、センター領域TCを基準としたショルダー領域TSにおけるスタッドピンの平均突出量(平均突出量比Sh/Ce)、センター領域TCを基準としたショルダー領域TSにおけるサイプの配設密度(サイプ配設密度比Sh/Ce)、センター領域TCを基準としたショルダー領域TSにおける傾斜溝の平均深さ(平均深さの差Sh−Ce)及びセンター領域TCを基準としたショルダー領域TSにおける溝面積(溝面積比Sh/Ce))に従い、従来例及び実施例1から実施例5の空気入りタイヤを作製した。
従来例及び実施例1から実施例5のタイヤ(試験タイヤ)について、タイヤサイズは195/65R15とし、これらの全ての試験タイヤについて、氷上制動性及び耐ピン抜け性能を評価した。これらの結果を表1に併記する。
(氷上制動性能)
各試験タイヤを、15×6Jのリムに空気圧230kPaで組み付けるとともに、排気量2000CCのセダン型車両に装着して、氷盤路において、この車両が時速30kmから静止するまでの距離を測定した。そして、この測定結果に基づいて従来例を基準(100)とした指数評価を行った。この評価は、指数が大きいほど、氷上制動性能が高いことを示す。
(耐ピン抜け性能)
各試験タイヤを、15×6Jのリムに空気圧230kPaで組み付けるとともに、排気量2000CCのセダン型車両に装着して、スタッドタイヤに関する規制のないロシア国内の一般道路を10000km走行した後、スタッドピンの抜けた本数を確認した。そして、この確認結果に基づいて従来例を基準(100)とした指数評価を行った。この評価は、指数が大きいほど、耐ピン抜け性能が高いことを示す。
Figure 2014151811
表1によれば、本発明の技術的範囲に属する(打ち込み本数比Sh/Ce、平均突出量比Sh/Ceが所定範囲内である)実施例1から実施例5の空気入りタイヤについては、いずれも、本発明の技術的範囲に属しない、従来例の空気入りタイヤに対して、氷上制動性能と耐ピン抜け性能とがバランス良く改善されていることが判る。
本発明は以下の態様を包含する。
(1)タイヤ周方向に対して傾斜する複数本の傾斜溝によって陸部が区画形成され、上記陸部の少なくともいずれかにサイプが設けられ、上記陸部の少なくともいずれかにスタッドピンが埋設されている空気入りタイヤにおいて、タイヤ赤道面を中心としたタイヤ接地幅の50%の領域をセンター領域とするとともに、上記センター領域のタイヤ幅方向両外側の領域であって接地端までの各領域をショルダー領域とした場合に、上記ショルダー領域における上記スタッドピンの打ち込み本数が、上記センター領域における上記スタッドピンの打ち込み本数の1.5倍から2.5倍であり、かつ、上記ショルダー領域における上記スタッドピンの平均突出量が、上記センター領域における上記スタッドピンの平均突出量の1.2倍から2.0倍である空気入りタイヤ。
(2)上記ショルダー領域における上記サイプの配設密度が、上記センター領域における上記サイプの配設密度の0.4倍から0.8倍である、上記(1)に記載の空気入りタイヤ。
(3)上記ショルダー領域における上記傾斜溝の平均深さが、上記センター領域における上記傾斜溝の平均深さよりも、1mmから3mm小さい、上記(1)又は(2)に記載の空気入りタイヤ。
(4)正規内圧の−5%から+5%の内圧を付与した無負荷状態におけるトレッド展開面において、上記ショルダー領域における溝面積が、上記センター領域における溝面積の0.4倍から0.8倍である、上記(1)から(3)のいずれか1つに記載の空気入りタイヤ。
10 トレッド表面
12 傾斜溝
20 陸部
22 サイプ
24 スタッドピン
CL タイヤ赤道面
E 接地端
TC センター領域
TS ショルダー領域

Claims (4)

  1. タイヤ周方向に対して傾斜する複数本の傾斜溝によって陸部が区画形成され、前記陸部の少なくともいずれかにサイプが設けられ、前記陸部の少なくともいずれかにスタッドピンが埋設されている空気入りタイヤにおいて、
    タイヤ赤道面を中心としたタイヤ接地幅の50%の領域をセンター領域とするとともに、前記センター領域のタイヤ幅方向両外側の領域であって接地端までの各領域をショルダー領域とした場合に、
    前記ショルダー領域における前記スタッドピンの打ち込み本数が、前記センター領域における前記スタッドピンの打ち込み本数の1.5倍から2.5倍であり、かつ、
    前記ショルダー領域における前記スタッドピンの平均突出量が、前記センター領域における前記スタッドピンの平均突出量の1.2倍から2.0倍である
    空気入りタイヤ。
  2. 前記ショルダー領域における前記サイプの配設密度が、前記センター領域における前記サイプの配設密度の0.4倍から0.8倍である、請求項1に記載の空気入りタイヤ。
  3. 前記ショルダー領域における前記傾斜溝の平均深さが、前記センター領域における前記傾斜溝の平均深さよりも、1mmから3mm小さい、請求項1又は2に記載の空気入りタイヤ。
  4. 正規内圧の−5%から+5%の内圧を付与した無負荷状態におけるトレッド展開面において、前記ショルダー領域における溝面積が、前記センター領域における溝面積の0.4倍から0.8倍である、請求項1から3のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
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