JP2015123937A - 冬用タイヤ - Google Patents

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Abstract

【課題】優れた氷上性能を発揮する冬用タイヤを提供する。
【解決手段】スタッドピン又はスタッドピン用の孔８が設けられた冬用タイヤ１である。トレッド部２には、ブロック２０が区分されている。ブロック２０は、略三角形状の踏面を有する三角ブロック３０を含んでいる。三角ブロック３０の踏面は、最も小さい内角を有する第１頂部３１と、この第１頂部３１に対向する第１縁４１とを含んでいる。スタッドピン又は孔８の中心９が、三角ブロック３０の第１縁４１側に設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、優れた氷上性能を有する冬用タイヤに関する。
下記特許文献１には、トレッド部に、スタッドピンが配されたブロックを有する冬用タイヤが提案されている。このような冬用タイヤは、氷上走行時、スタッドピンを氷路面に突き刺し、優れた氷上性能を発揮する。
スタッドピンの抜けを防止するために、トレッド部のブロックは、比較的高い硬度のゴムで形成されている。スタッドピン用の孔を有するブロックは、走行時の変形を抑制するために、一般に略矩形状の踏面を有している。しかも、スタッドピンが前記孔に圧入されたブロックは、前記孔周辺の剛性が高められる。
このような冬用タイヤのブロックは、走行時の変形が小さく、ブロックの端縁のエッジが十分に路面に接地できないため、エッジ効果が低下するおそれがあった。このため、氷上走行時、タイヤが滑り始めたときの摩擦力の低下が急激となり、氷上での操縦安定性が低下するという問題があった。
特開２０１０−１４９５９９号公報
本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、優れた氷上性能を発揮する冬用タイヤを提供することを主たる目的としている。
本発明は、トレッド部に、スタッドピン又はスタッドピン用の孔が設けられた冬用タイヤであって、前記トレッド部には、複数個のブロックが区分され、前記ブロックは、略三角形状の踏面を有する三角ブロックを含み、前記三角ブロックの前記踏面は、最も小さい内角を有する第１頂部と、この第１頂部に対向する第１縁とを含み、前記スタッドピン又は前記孔の中心が、前記三角ブロックの前記第１縁側に設けられていることを特徴としている。
本発明の冬用タイヤは、前記三角ブロックの前記踏面は、前記第１縁から前記第１縁と直角方向に測定された前記第１頂部までの長さを２等分しかつ前記第１縁に沿ってのびる仮想中間線と前記第１縁との間の本体部と、前記仮想中間線と前記第１頂部との間の先細部とを有し、前記スタッドピン又は前記孔の中心が、前記本体部に設けられているのが望ましい。
本発明の冬用タイヤは、前記三角ブロックは、タイヤ赤道上に設けられているのが望ましい。
本発明の冬用タイヤは、前記第１頂部の前記内角は２０〜４０°であるのが望ましい。
本発明の冬用タイヤは、前記トレッド部には、前記第１縁に隣接する溝を具え、前記溝には、溝底が隆起したタイバーが設けられているのが望ましい。
本発明の冬用タイヤは、前記先細部には、サイプが設けられているのが望ましい。
本発明の冬用タイヤは、前記三角ブロックの前記踏面は、最も大きい内角を有する第２頂部を含み、前記第２頂部の前記内角は、鈍角であるのが望ましい。
本発明の冬用タイヤは、トレッド部に、スタッドピン又はスタッドピン用の孔が設けられている。スタッドピンは、氷路面を引っ掻き又は突き刺さることにより、優れた氷上性能を発揮する。
トレッド部には、複数個のブロックが区分されている。ブロックは、略三角形状の踏面を有する三角ブロックを含んでいる。三角ブロックの踏面は、最も小さい内角を有する第１頂部と、この第１頂部に対向する第１縁とを含んでいる。しかも、スタッドピン又は前記孔の中心が、前記三角ブロックの前記第１縁側に設けられている。
スタッドピンが前記孔に圧入されることにより、三角ブロックの第１縁付近の剛性が高められる。従って、氷上走行時、スタッドピン及び三角ブロックがしっかりと路面に突き刺さり、氷上性能が向上する。一方、スタッドピンから遠くに位置する第１頂部付近は柔軟性を有し、路面に追従することにより、第１頂部付近の端縁が優れたエッジ効果を発揮する。従って、エッジ効果及びスパイク効果の両方がバランス良く得られる。これにより、例えば、氷上走行時、タイヤが滑り始めたときの摩擦力の低下が緩やかになり、氷上での操縦安定性が向上する。
以上のように、本発明の冬用タイヤは、優れた氷上性能を発揮することができる。
本実施形態の空気入りタイヤのトレッド部の展開図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 図１の三角ブロックの拡大図である。 図３の第１頂部のＢ−Ｂ断面図である。 図３の第１縁に隣接する溝のＣ−Ｃ断面図である。 サイプの断面を示す拡大斜視図である。
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１には、本実施形態の冬用タイヤ（以下、単に「タイヤ」ということがある。）１のトレッド部２が示されている。タイヤ１は、トレッド部２にスタッドピンが配されて使用される。図１において、スタッドピンは、省略されている。本実施形態のタイヤ１は、例えば、乗用車用の冬用タイヤとして好適に使用される。
図１に示されるように、本実施形態のタイヤ１は、そのトレッド部２に、回転方向Ｒが指定された方向性パターンを具えている。回転方向Ｒは、例えば、サイドウォール部に、文字又は記号で表示される。
方向性パターンとして、トレッド部２には、傾斜主溝１０と縦溝１５とが、それぞれ、複数本設けられている。
傾斜主溝１０は、例えば、トレッド端Ｔｅからタイヤ赤道Ｃ側に向かって斜めにのび、タイヤ赤道Ｃを越えて終端している。本実施形態の傾斜主溝１０は、例えば、円弧状にのびている。
トレッド端Ｔｅは、正規状態のタイヤ１に正規荷重が負荷されキャンバー角０°で平面に接地したときの最もタイヤ軸方向外側の接地位置である。正規状態とは、タイヤが正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填され、しかも、無負荷の状態である。本明細書において、特に断りがない場合、タイヤ各部の寸法等は、正規状態で測定された値である。
前記「正規リム」は、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば "標準リム" 、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、ＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim" である。
前記「正規内圧」は、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば "最高空気圧" 、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" である。
前記「正規荷重」は、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば "最大負荷能力" 、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "LOAD CAPACITY" である。
傾斜主溝１０は、例えば、第１傾斜主溝１１と第２傾斜主溝１２とを含んでいる。第１傾斜主溝１１は、一方のトレッド端Ｔｅ１からタイヤ赤道Ｃに向かってのび、隣り合う第２傾斜主溝１２に連通して終端している。第２傾斜主溝１２は、他方のトレッド端Ｔｅ２からタイヤ赤道Ｃに向かってのび、隣り合う第１傾斜主溝１１に連通して終端している。
縦溝１５は、例えば、タイヤ周方向で隣り合う傾斜主溝１０と同じ向きに傾斜してタイヤ周方向にのびている。縦溝１５は、タイヤ周方向で隣り合う傾斜主溝１０、１０の間を連通している。
縦溝１５は、例えば、タイヤ周方向の両側に配された内側第１縦溝１６及び内側第２縦溝１７を含んでいる。内側第１縦溝１６は、タイヤ赤道Ｃと一方のトレッド端Ｔｅ１との間の第１陸部６Ａに配されている。外側第１縦溝１６は、タイヤ赤道Ｃと他方のトレッド端Ｔｅ２との間の第２陸部６Ｂに配されている。
傾斜主溝１０の溝幅Ｗ１及び縦溝１５の溝幅Ｗ２は、それぞれ、トレッド接地幅ＴＷの３．０〜８．５％が望ましい。これにより、雪上走行時、溝内で効果的に雪が押し固められ、大きな雪柱せん断力が得られる。トレッド接地幅ＴＷは、前記正規状態のタイヤ１の一方側のトレッド端Ｔｅ１と、他方側のトレッド端Ｔｅ２との間のタイヤ軸方向の距離である。
図２には、図１のＡ−Ａ断面図が示されている。図２に示されるように、傾斜主溝１０の溝深さｄ１及び縦溝１５の溝深さｄ２は、例えば、３．０〜１０．０mmが望ましい。
図１に示されるように、上記各溝によって、トレッド部２には、複数個のブロック２０が区分されている。ブロック２０は、略三角形状の踏面を有する三角ブロック３０を含んでいる。本明細書において、略三角形状とは、各縁が直線以外（曲線等）の場合を含み、かつ、頂部が丸みを帯びている場合も含むものとする。
本実施形態の三角ブロック３０は、例えば、第１三角ブロック３０Ａと第２三角ブロック３０Ｂとを含んでいる。
第１三角ブロック３０Ａは、第１傾斜主溝１１、第２傾斜主溝１２、及び、内側第１縦溝１６で区分されている。第２三角ブロック３０Ｂは、第１傾斜主溝１１、第２傾斜主溝１２、及び、内側第２縦溝１７で区分されている。第１三角ブロック３０Ａと第２三角ブロック３０Ｂとは、タイヤ周方向に交互に配されている。
図３には、三角ブロック３０の拡大図が示されている。図３に示されるように、各三角ブロック３０の踏面３９は、第１頂部３１、第２頂部３２及び第３頂部３３を含んでいる。
第１頂部３１は、最も小さい内角θ１を有する。第１頂部３１の内角θ１は、例えば、６０°以下の鋭角である。第２頂部３２は、最も大きい内角θ２を有する。第３頂部３３は、第１頂部３１の内角θ１よりも大きくかつ第２頂部３２の内角θ２よりも小さい内角θ３を有する。本実施形態の三角ブロック３０の踏面３９は、各辺の長さが異なる不等辺三角形である。
三角ブロック３０の踏面３９は、第１縁４１、第２縁４２及び第３縁４３を含んでいる。
第１縁４１は、第１頂部３１に対向している。第２縁４２は、第２頂部３２に対向している。第３縁４３は、第３頂部３３に対向している。
三角ブロック３０の踏面３９は、本体部３５と先細部３６とに区分される。
本体部３５は、仮想中間線３８と第１縁４１との間の部分である。先細部３６は、仮想中間線３８と第１頂部３１との間の部分である。仮想中間線３８は、第１縁４１から第１縁４１と直角方向に測定された第１頂部３１までの長さＬｈを２等分しかつ第１縁４１に沿ってのびる仮想の線である。
三角ブロック３０には、スタッドピン用の孔８が設けられている。前記孔８の中心９は、三角ブロック３０の第１縁４１側に設けられている。本実施形態では、好ましい態様として、孔８の中心９が、本体部３５に設けられている。
スタッドピンが孔８に圧入されることにより、三角ブロック３０の本体部３５の剛性が高められる。従って、氷上走行時、スタッドピン及び三角ブロック３０がしっかりと路面に突き刺さり、氷上性能が向上する。一方、スタッドピンから遠くに位置する第１頂部３１付近は柔軟性を有し、路面に追従することにより、先細部３６の端縁が優れたエッジ効果を発揮する。従って、エッジ効果及びスパイク効果の両方がバランス良く得られる。これにより、例えば、氷上走行時、タイヤが滑り始めたときの摩擦力の低下が緩やかになり、氷上での操縦安定性が向上する。
上述の効果をさらに発揮するために、本実施形態の三角ブロック３０は、タイヤ赤道Ｃ上に設けられているのが望ましい。これにより、三角ブロック３０に大きな接地圧が作用し、優れた氷上性能が発揮される。
第１頂部３１は、例えば、タイヤ１の回転方向Ｒとは逆方向に凸となっているのが望ましい。これにより、三角ブロック３０の本体部３５が先細部３６よりも先に接地するため、先細部３６の損傷が効果的に抑制される。
第１頂部３１の内角θ１は、好ましくは２０°以上、より好ましくは２５°以上であり、好ましくは４０°以下、より好ましくは３５°以下である。このような第１頂部３１は、先細部３６の損傷を抑制しつつ、優れたエッジ効果を発揮する。
図４には、図３の第１頂部３１のＢ−Ｂ断面図が示されている。図４に示されるように、第１頂部３１には、例えば、踏面３９とブロック壁面４４とで形成される角部４５を斜めに切除した面取部４７が設けられるのが望ましい。このような面取部４７は、先細部の損傷を効果的に抑制する。
図３に示されるように、第２頂部３２は、例えば、タイヤ軸方向外側に向かって凸となっているのが望ましい。これにより、三角ブロック３０のタイヤ軸方向の剛性が高められ、ひいては氷上での旋回性能が向上する。
第２頂部３２の内角θ２は、例えば、鈍角であるのが望ましい。第２頂部３２の内角θ２は、好ましくは１０５°以上、より好ましくは１１０°以上であり、好ましくは１２０°以下、より好ましくは１１５°以下である。これにより、三角ブロック３０のタイヤ軸方向の剛性がバランス良く高められる。
第３頂部３３は、例えば、タイヤの回転方向Ｒに凸となっているのが望ましい。これにより、本体部３５が先細部３６よりも先に接地する。このため、本体部３５及びスタッドピンがしっかりと路面に突き刺さり、優れた氷上性能が発揮される。
第３頂部３３の内角θ３は、好ましくは４０°以上、より好ましくは４５°以上であり、好ましくは６０°以下、より好ましくは５５°以下である。このような第３頂部３３は、本体部３５の損傷を抑制しつつ、路面に効果的に突き刺さり、氷上性能を向上させる。
第１縁４１は、例えば、直線状にのびている。第１縁４１の長さＬ１は、第１縁４１から第１頂部３１までの前記長さＬｈの好ましくは０．４５倍以上、より好ましくは０．５０倍以上であり、好ましくは０．６５倍以下、より好ましくは０．６０倍以下である。このような第１縁４１は、本体部３５の剛性を維持しつつ、優れたエッジ効果を発揮する。
図５には、図３の第１縁４１に隣接する溝５１のＣ−Ｃ断面図が示されている。図５に示されるように、第１縁４１に隣接する溝５１には、溝底が隆起したタイバー５４が設けられているのが望ましい。このようなタイバー５４は、タイヤ周方向で隣り合う三角ブロック間の剛性を高め、氷上での操縦安定性能を向上させる。踏面３９からタイバー５４の外面５４ｓまでのタイバー深さｄ３は、傾斜主溝１０の溝深さｄ１の好ましくは０．４倍以上、より好ましくは０．４５倍以上であり、好ましくは０．６倍以下、より好ましくは０．５５倍以下であるのが望ましい。
図３に示されるように、第２縁４２は、例えば、タイヤ周方向に直線状又は緩やかな円弧状にのびている。第２縁４２の長さＬ２は、好ましくは第１縁４１の長さＬ１の２．２倍以上、より好ましくは２．３倍以上であり、好ましくは２．５倍以下、より好ましくは２．４倍以下である。このような第２縁４２は、タイヤ軸方向に対して優れたエッジ効果を発揮する。
第２縁４２には、例えば、三角ブロック３０の踏面３９の図心側に凹となる凹部４６が配されているのが望ましい。本実施形態の凹部４６は、例えば、第２縁４２の中央付近に設けられている。このような凹部４６は、先細部３６を撓み易くし、さらに優れたエッジ効果を発揮するのに役立つ。
第３縁４３は、例えば、タイヤ赤道Ｃを跨り、タイヤ周方向に対して斜めにのびている。第３縁４３は、例えば、直線状又は緩やかな円弧状である。第３縁４３の長さＬ３は、第１縁４１の長さＬ１の好ましくは１．８倍以上、より好ましくは１．９倍以上であり、好ましくは２．１倍以下、より好ましくは２．０倍以下である。このような第３縁４３は、タイヤ周方向及びタイヤ軸方向にバランス良くエッジ効果を発揮する。
先細部３６には、ジグザグ状のサイプ４８が複数本設けられているのが望ましい。隣り合うサイプ４８、４８の間隔ｔ１は、例えば、３．５〜４．８mmが望ましい。このようなサイプ４８は、先細部３６のエッジ効果をさらに高める。
図６には、図３のサイプ４８の断面を示す拡大斜視図が示されている。図６に示されるように、サイプ４８は、所謂ミウラ折り構造で形成されているのが望ましい。ミウラ折り構造のサイプ４８は、ジグザグ状の開口部４８ｅを有し、かつ、サイプの深さ方向では、ジグザグ形状を維持しつつサイプの長さ方向の一方側、他方側に変位する構造を有する。このようなサイプ４８は、向き合う壁面４８ｗの凹凸が互いに噛み合うことにより、ブロックの剛性を高め、操縦安定性を向上させる。
図３に示されるように、サイプ４８は、本体部３５に設けられても良い。本実施形態では、前記孔８と第３頂部３３との間に、サイプ４８が複数本設けられている。
前記孔８の周辺には、サイプ４８が配されていない環状のピン固定領域４９が配されているのが望ましい。ピン固定領域４９は、孔８の中心９からの半径ｒ１が例えば５〜１０ｍｍの範囲に配されているのが望ましい。このようなピン固定領域４９は、孔８のスタッドピンを保持する能力（以下、「ピン保持性能」という。）を効果的に高める。
図２に示されるように、ピン固定領域４９は、踏面よりも０．５〜２．０mmの高さｔ２で隆起しているのが望ましい。このようなピン固定領域４９は、孔８周辺の亀裂の発生を効果的に抑制する。
図１に示されるように、本実施形態の冬用タイヤとして、トレッド部２のランド比Ｌｒは、好ましくは５５％以上、より好ましくは６０％以上であり、好ましくは７５％以下、より好ましくは７０％以下である。これにより、トレッド部２の剛性が維持されつつ、優れた雪柱せん断力が得られる。本明細書において、「ランド比」とは、トレッド端Ｔｅ、Ｔｅ間において、各溝及びサイプを全て埋めた仮想接地面の全面積Ｓａに対する、実際の合計接地面積Ｓｂの比Ｓｂ／Ｓａである。
図２に示されるように、トレッドゴム２Ｇは、例えば、外面に現れたキャップゴム層４と、キャップゴム層４の内側に配されたベースゴム層５とを有する２層構造であるのが望ましい。キャップゴム層４は、例えば、ベースゴム層５よりも小さいＪＩＳＡ硬さのゴムで形成されているのが望ましい。このようなトレッドゴム２Ｇは、トレッド部２の剛性を維持して操縦安定性を高めつつ、各ブロックのエッジ効果を高める。本明細書において、ＪＩＳＡ硬さとは、ＪＩＳ−Ｋ６２５３に基づく２３℃の環境下で測定されたデュロメータータイプＡによる硬さを意味する。
キャップゴム層４のゴムのＪＩＳＡ硬さＨｃは、好ましくは４６°以上、より好ましく５０°以上であり、好ましくは５８°以下、より好ましくは５４°である。このようなキャップゴム層４は、トレッド部２の偏摩耗を抑制しつつ、エッジ効果をさらに高める。
ベースゴム層５のゴムのＪＩＳＡ硬さＨｂは、好ましくは５８°以上、より好ましくは６２°以上であり、好ましくは６８°以下、より好ましくは６４°以下である。このようなベースゴム層５は、キャップゴム層４の剥離を抑制しつつ、トレッド部２の剛性を高める。
スタッドピン用の孔８の孔底部８ｄは、ベースゴム層５に配されているのが望ましい。これにより、スタッドピンが前記孔８に挿入されたとき、スタッドピンのフランジ部が硬質のゴムで形成されたベースゴム層５に係合する。従って、孔８のピン保持性能が効果的に向上する。
以上、本発明の冬用タイヤについて詳細に説明したが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施しうるのはいうまでもない。
図１の基本パターンを有するサイズ２０５／６０Ｒ１６の乗用車用の冬用タイヤが、表１の仕様に基づき試作された。比較例１として、略矩形状の踏面を有するブロックのみにスタッドピンが設けられた冬用タイヤが試作された。各テストタイヤの氷上でのグリップ性能、氷上での操縦安定性、及び、ピン保持性能がテストされた。各テストタイヤの共通仕様やテスト方法は、以下の通りである。
装着リム：１６×６．５
タイヤ内圧：前輪２４０kPa、後輪２２０kPa
テスト車両：排気量２０００cc、前輪駆動車
タイヤ装着位置：全輪
＜氷上でのグリップ性能＞
各テストタイヤを装着したテスト車両の氷上でのグリップ性能が、運転者の官能により評価された。結果は、比較例１を１００とする評点であり、数値が大きい程、氷上でのグリップ性能が優れていることを示す。
＜氷上での操縦安定性＞
各テストタイヤを装着したテスト車両の氷上での操縦安定性が、運転者の官能により評価された。結果は、比較例１を１００とする評点であり、数値が大きい程、氷上での操縦安定性が優れていることを示す。
＜ピン保持性能＞
テスト車両で一定距離走行後、テストタイヤのスタッドピンの残存数が測定された。結果は、比較例１のスタッドピンの残存数を１００とする指数で示されている。数値が大きい程、ピン保持性能が優れていることを示す。
テスト結果が表１に示される。
Figure 2015123937
Figure 2015123937
表１から明らかなように、実施例の冬用タイヤは、優れた氷上性能を発揮することが確認できた。
２ トレッド部
８ 孔
２０ ブロック
３０ 三角ブロック
３１ 第１頂部
４１ 第１縁

Claims (7)

  1. トレッド部に、スタッドピン又はスタッドピン用の孔が設けられた冬用タイヤであって、
    前記トレッド部には、複数個のブロックが区分され、
    前記ブロックは、略三角形状の踏面を有する三角ブロックを含み、
    前記三角ブロックの前記踏面は、最も小さい内角を有する第１頂部と、この第１頂部に対向する第１縁とを含み、
    前記スタッドピン又は前記孔の中心が、前記三角ブロックの前記第１縁側に設けられていることを特徴とする冬用タイヤ。
  2. 前記三角ブロックの前記踏面は、前記第１縁から前記第１縁と直角方向に測定された前記第１頂部までの長さを２等分しかつ前記第１縁に沿ってのびる仮想中間線と前記第１縁との間の本体部と、前記仮想中間線と前記第１頂部との間の先細部とを有し、
    前記スタッドピン又は前記孔の中心が、前記本体部に設けられている請求項１記載の冬用タイヤ。
  3. 前記三角ブロックは、タイヤ赤道上に設けられている請求項１又は２記載の冬用タイヤ。
  4. 前記第１頂部の前記内角は２０〜４０°である請求項１乃至３のいずれかに記載の冬用タイヤ。
  5. 前記トレッド部には、前記第１縁に隣接する溝を具え、前記溝には、溝底が隆起したタイバーが設けられている請求項１乃至４のいずれかに記載の冬用タイヤ。
  6. 前記先細部には、サイプが設けられている請求項２記載の冬用タイヤ。
  7. 前記三角ブロックの前記踏面は、最も大きい内角を有する第２頂部を含み、
    前記第２頂部の前記内角は、鈍角である請求項１乃至６のいずれかに記載の冬用タイヤ。
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