JP2016068721A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】スッタドピンをスタッドピン穴に打ち込んだとき、スタッドピンの抜けを抑制し、氷雪上性能を従来レベル以上に向上するようにした空気入りタイヤを提供する。【解決手段】トレッド１にタイヤ周方向に延びる溝６およびタイヤ幅方向に延びる溝７で区切られた複数のブッロク２を有し、ブッロク２に複数のサイプ４およびスタッドピン穴３を配置した空気入りタイヤであって、スタッドピン穴３の周辺領域Ａ内に存在するサイプ４の少なくとも一部が底上げされていることを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、スタッドピンを打ち込み可能にした空気入りタイヤに関する。

北欧やロシア等の厳冬地域では、冬季タイヤとして主に空気入りスタッドタイヤ（スパイクタイヤ）が使用されている。このスパイクタイヤは、トレッドの複数のブロックにスタッドピン穴を配置し、このスタッドピン穴にスタッドピンを打ち込むことにより構成される。このトッレドに埋め込まれたスタッドピンが、氷雪路面を引っ掻くことにより、制動性や駆動性などの走行性能（氷雪上性能）を優れたものにする。

しかし、長期の使用や乾燥路面の走行等の過酷な条件での使用によりスタッドピンが抜け落ちることがある。スタッドピンが脱落すると、氷雪上性能が低下すると共に、抜け落ちたスタッドピンが道路周辺の環境を悪化させること等が問題になる。

またスパイクタイヤのトレッドのブロックには、氷雪上性能をより高くするため複数のサイプが形成されている。特許文献１は、スタッドピン穴の周囲にサイプが存在しない領域を形成すると共に、スタッドピン穴の近くにスタッドピン周囲スリットを形成することにより、スタッドピンの抜けを改良することを提案している。

しかし、近年スタッドタイヤの性能に対する要求がより高いものになり、スタッドピンの抜け落ちを一層抑制すると共に、氷雪上性能を従来レベル以上に高くすることが求められている。

特許第５０９８３８３号公報

本発明の目的は、スッタドピンをスタッドピン穴に打ち込んだとき、スタッドピンの抜けを抑制し、氷雪上性能を従来レベル以上に向上するようにした空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成する本発明の空気入りタイヤは、トレッドにタイヤ周方向およびタイヤ幅方向に延びる溝で区切られた複数のブッロクを有し、該ブッロクに複数のサイプおよびスタッドピン穴を配置した空気入りタイヤであって、前記スタッドピン穴の周辺領域内に存在するサイプの少なくとも一部が底上げされていることを特徴とする。

本発明の空気入りタイヤによれば、スタッドピン穴の周辺領域内のサイプを底上げするようにしたので、スタッドピン穴の底部周辺の剛性を高くすることにより、打ち込んだスタッドピンに外力がかかったときの動きを制限しピン抜けを抑制することができる。また同時にスタッドピンの倒れ込みを抑制するので氷雪上性能を従来レベル以上に向上することができる。

前記周辺領域は、前記スタッドピン穴の中心より直径１２ｍｍの範囲にあるとよく、この周辺領域内で底上げされているサイプの長さの合計が、前記周辺領域内に存在するサイプの全長の６０％以上にすることにより、ピン抜けをいっそう抑制することができる。

前記サイプの底上げ部の最大高さｈは、前記ブロックの表面から前記スタッドピン穴の底までの距離Ｌに対し、０．３Ｌ以上０．８Ｌ以下にするとよく耐ピン抜け性能と氷雪上性能をより高いバランスで両立することができる。

本発明の空気入りタイヤの実施形態の一例からなるトレッドのブロックを模式的に示した説明図である。 本発明の空気入りタイヤに打ち込むスタッドピンの一例を示す側面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の空気入りタイヤの実施形態の一例を構成するスタッドピン穴を含む領域を拡大して示す説明図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ破線における断面図、（ｃ）は（ａ）のＹ−Ｙ破線における断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の空気入りタイヤの別の実施形態の一例を構成するスタッドピン穴の図３（ｂ）に相当する断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の空気入りタイヤの更に別の実施形態の一例を構成するスタッドピン穴の図３（ｂ）に相当する断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の空気入りタイヤの更に別の実施形態の一例を構成するスタッドピン穴の図３（ｃ）に相当する断面図である。 （ａ）（ｂ）は、従来の空気入りタイヤを構成するスタッドピン穴を含む領域を拡大して示す説明図であり、（ａ）は上面図、（ｂ）は（ａ）のＺ−Ｚ破線における断面図である。

図１は、本発明の空気入りタイヤの実施形態を例示する説明図であり、スタッドピンを打ち込む前のトレッドの一部を模式的に示した上面図である。図１において、空気入りタイヤのトレッド１に、タイヤ周方向に延びる溝６およびタイヤ幅方向に延びる溝７で区切られた複数のブッロク２が配置されている。タイヤ周方向に延びる溝６は、ほぼタイヤ周方向に延在していればよく、周方向に傾斜してもよい。また直線状でも屈曲またはジグザグ状でもよい。タイヤ幅方向に延びる溝７も、ほぼタイヤ幅方向に延在すればよく任意に傾斜してもよい。また直線状でも屈曲またはジグザグ状でもよい。

ブロック２には、複数のサイプ４およびスタッドピン穴３が配置されている。サイプ４は、好ましくはタイヤ幅方向に延在し、直線状、波状またはジグザグ状に形成することができる。スタッドピン穴３は、複数のブロック２のすべてまたは一部に配置することができ、１つのブロック２に２つ以上のスタッドピン穴３を配置してもよい。またスタッドピン穴３の近くにはサイプ４を延在しないようにするとよい。スタッドピン穴３とサイプ４との距離は、それぞれの大きさおよびブッロク２上の位置により適宜決めることができる。

加硫された空気入りタイヤに形成されたスタッドピン穴３に、図２に例示するようなスタッドピン１０を打ち込むことにより、氷雪上性能を優れたものにすることができる。図２は、ダブルフランジタイプのスタッドピン１０を例示するものであり、円柱状の胴部１１、踏面側フランジ部１２、底側フランジ部１３およびチップ部１４により構成されている。踏面側フランジ部１２は胴部１１よりも径が大きくなるように、胴部１１の踏面側（タイヤ径方向外側）に形成されている。チップ部１４は踏面側フランジ部１２からピン軸方向に突き出すように、他の構成部材よりも硬質な材料で成形されている。底側フランジ部１３は、胴部１１よりも径が大きくなるように、胴部１１の底側（タイヤ径方向内側）に形成されている。なお、スタッドピン１０の形状は、この例に限定されるものではなく、シングルフランジタイプのスタッドピンを使用することもできる。またスタッドピン１０は、円柱状、角柱状のいずれでもよい。

図３（ａ）〜（ｃ）は、本発明の空気入りタイヤの実施形態の一例を示すスタッドピン穴を含む領域を記載する説明図であり、図３（ａ）はスタッドピン穴３を上から見た上面図である。なお図３（ａ）においてサイプ４は理解を容易にするため直線状に記載した。また図１と同じ符号の説明を省略する（以下の図面についても同様にする）。図３（ｂ）は、スタッドピン穴３を横断しサイプ４に沿って切断した、図３（ａ）のＸ−Ｘ破線における断面図である。また図３（ｃ）は、スタッドピン穴３の周辺領域Ａを通るサイプ４に沿って切断した、図３（ａ）のＹ−Ｙ破線における断面図である。

図３（ａ）において、スタッドピン穴３の周囲の周辺領域Ａ内に、４本のサイプ４が存在する。２本のサイプは、スタッドピン穴３の周辺領域Ａ内にその端部を有し、スタッドピン穴３の放射方向外側に向けて延在する。また他の２本のサイプは、スタッドピン穴３から離れて周辺領域Ａを貫通して連続して延在する。これら４本のサイプは周辺領域Ａ内で少なくとも一部が底上げされていることが必要である。

図３（ｂ）は、スタッドピン穴３の中心および２本のサイプ４のほぼ中心線に沿った断面図である。スタッドピン穴３は、その底側にスタッドピン１０の底側フランジ部１３に対応するように拡大部が設けられている。図示の例の拡大部は、円錐台の形状をしているが、拡大部の形状はこれに限定されるものではない。また底側に拡大部がなくてもよい。

図３（ｂ）において、サイプ４のスタッドピン穴３に向いた端部には、その頂部を角取りするように、底上げ部５が形成されている。底上げ部５を形成することにより、スタッドピン穴３の底側の拡大部の周りの剛性を高くすることができる。これによりスタッドピン穴３に打ち込んだスタッドピン１０を締め付ける力が強くなり、制駆動時やコーナリング時、スタッドピン１０に外力がかかったときに、スタッドピン１０の動きを制限しピン抜けを抑制することができる。また同時にスタッドピン１０がブロック２内で倒れ込むのを抑制するので氷雪上性能を従来レベル以上に向上することができる。

同様に図３（ｃ）に示すように、スタッドピン穴３の周辺領域Ａにおいて、スタッドピン穴３から離れ連続的に延在するサイプ４についても、一部が底上げされる。図３（ｃ）の例では周辺領域Ａの範囲でサイプ４の底が台形状に底上げされた底上げ部５が形成されている。周辺領域Ａの範囲で底上げ部を形成することにより、スタッドピン穴３の底側の拡大部周りの剛性を高くすることができる。

図３（ｂ）では、サイプ４の底上げ部の形状を、その頂部（エッジ部）を角取りするようにしている。すなわちサイプ４の端部の底側において、エッジ部を三角形状に取り除くことにより底上げ部５を形成している。底上げ部５の大きさは特に制限されるものではないが、サイプ４の端部において通常行われる面取りや傾斜辺（逃げ面）とは異なり、スタッドピン穴３の底部周りの剛性が高くなるだけの大きさであればよい。通常サイプは、加硫金型の内面のサイプ位置に薄肉のブレードを差し込んで空気入りタイヤを加硫することにより形成される。このブレードは、空気入りタイヤの成形加工時におけるサイプの損傷や作業性を考慮して、そのエッジ部に通常、曲率半径２ｍｍ以下の面取りや、その端部の辺に逃げ角１２°以下の傾斜辺が施されている。本発明における底上げ部５は、これら面取りや傾斜辺により通常形成される隅部とは異なり、より大きな凹部であるものとする。

底上げ部５は、スタッドピン穴３の周辺領域Ａの内側に存在するサイプ４の全てに形成してもよいし、周辺領域Ａの内側のサイプ４の一部に形成してもよい。好ましくは周辺領域Ａ内で底上げされているサイプ４の長さの合計が、周辺領域Ａ内に存在するサイプ４の全長の６０％以上、より好ましくは８０％以上、さらに好ましくは８５％以上であるとよい。周辺領域Ａ内の底上げ部５の長さの合計をこのような範囲にすることにより、ピン抜けをいっそう抑制することができる。ここで周辺領域Ａはスタッドピン穴３の中心から直径１２ｍｍの範囲とし、サイプ４の長さはサイプの長手方向の長さとする。また底上げ部５は、サイプ４の底辺からの立ち上がりから、サイプ４の端部の辺または他の底辺からの立ち上がりまでの距離とする。なお底上げ部５は、周辺領域Ａの外側に延在してもよい。

また底上げ部５の最大高さｈは、ブロック２の表面からスタッドピン穴３の底までの距離Ｌに対し、好ましくは０．３Ｌ以上０．８Ｌ以下、より好ましくは０．４Ｌ以上０．７５Ｌ以下、さらに好ましくは０．５Ｌ以上０．７Ｌ以下であるとよい。底上げ部５の高さｈが、０．３Ｌ未満であるとスタッドピン１０の保持力を十分に高くすることができず、スタッドピン１０の抜け落ちを抑止する効果が必ずしも十分ではない。また底上げ部５の高さｈが、０．８Ｌを超えるとサイプ４の容量が確保できず氷雪上性能が低下する虞がある。

サイプ４における端部の底上げ部の形状は、図３（ｂ）の例に限定されるものではなく、例えば図４（ａ）〜（ｃ）および図５（ａ）〜（ｃ）に例示した形状を挙げることができる。図４（ａ）はサイプ４のエッジ部を円弧状に底上げした例である。図４（ｂ）はサイプ４のエッジ部を矩形状に底上げした例である。また図４（ｃ）はサイプ４のエッジ部を階段状に底上げした例である。さらに図５（ａ）はサイプ４のエッジ部を円弧状に底上げし、かつ底上げ部５を周辺領域Ａの外側に延在させ、その最大高さｈをより大きくした例である。図５（ｂ）はサイプ４のエッジ部を円弧状に底上げし、底上げ部５を周辺領域Ａの一部に形成するようにして最大高さｈを小さくした例である。また図５（ｃ）はサイプ４の深さをより大きくすると共にエッジ部を円弧状に底上げし、かつ底上げ部５を周辺領域Ａの外側に延在させて最大高さｈをさらに大きくした例である。なお図３（ｂ）、図４（ａ）〜（ｃ）および図５（ａ）〜（ｃ）において、Ｘ−Ｘ破線上の周辺領域Ａの長さは１２ｍｍであるものとする。

一方、スタッドピン穴３から離れて間隔をあけ、周辺領域Ａを連続的に延在するサイプ４の底上げ部の形状は、図３（ｃ）の例に限定されるものではなく、例えば図６（ａ）〜（ｃ）に例示する形状を挙げることができる。図６（ａ）はサイプ４の周辺領域Ａ内の底辺を、長方形の上側のエッジを丸くした形状に底上げした例である。図６（ｂ）はサイプ４の周辺領域Ａ内の底辺を、長方形状に底上げした例である。また図６（ｃ）はサイプ４の周辺領域Ａ内の底辺を、階段状に底上げした例である。

なお本発明において、ブロック２の表面からスタッドピン穴３の底までの距離Ｌ、およびサイプ４の深さは、通常スタッドタイヤに適用される範囲で適宜、決めることができる。

以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。

トレッドのブロックにスタッドピン穴およびサイプを有し、スタッドピン穴の周辺領域内に存在するサイプにおける底上げ部の形態を、表１のように異ならせた７種類の空気入りタイヤ（タイヤサイズが２０５／５５Ｒ１６；従来例、実施例１〜６）を加硫成形した。従来例の空気入りタイヤは、図７（ａ）（ｂ）に示すように、スタッドピン穴３の周辺領域内のサイプ４が、底上げ部を有していない。実施例１〜６の空気入りタイヤは、図３（ａ）（ｂ）（ｃ）に示す形態の底上げ部を有することを共通にし、それぞれの底上げ部の大きさを表１に記載したように異ならせたものである。表中、「底上げ部配置率」は、周辺領域内で底上げされているサイプの長さの合計が周辺領域内に存在するサイプの全長に対する百分率、「底上げの最大高さｈ」はブロックの表面からスタッドピン穴の底までの距離Ｌに対する比を表す。

得られた空気入りタイヤのスタッドピン穴にスタッドピンを打ち込んでスタッドタイヤを製造した。得られたスタッドタイヤを２０００ｃｃクラスのＦＦ車両に装着し、以下の方法により耐ピン抜け性および氷上制動性を評価した。

耐ピン抜け性
各空気入りタイヤを装着した車両を、アスファルト路面およびコンクリート路面を含む乾燥路面を１０，０００ｋｍ走行させた。走行後に空気入りタイヤのトレッドから抜け落ちたスタッドピンの数を数えた。得られた結果は、抜け落ちたスタッドピンの数の逆数を算出し、従来例の値を１００とする指数として表１の「耐ピン抜け性」の欄に示した。この指数が大きいほど、抜け落ちたスタッドピンの数が少なく、耐ピン抜け性が優れることを意味する。

氷上制動性
各空気入りタイヤを装着した車両を、氷盤路を走行させ初速３０ｋｍ／時から制動をかけ完全停止するまでの制動距離を測定した。得られた結果は、制動距離の逆数を算出し、従来例の値を１００とする指数として表１の「氷上制動性」の欄に示した。この指数が大きいほど、制動距離が短く氷上制動性が優れることを意味する。

実施例１〜６の空気入りタイヤは、スタッドピンの抜け落ちを抑制すると共に、氷雪上性能を従来レベル以上に向上することが確認された。

１ トレッド
２ ブロック
３ スタッドピン穴
４ サイプ
５ 底上げ部
６ タイヤ周方向の溝
７ タイヤ幅方向の溝
１０ スタッドピン
Ａ スタッドピン穴の周辺領域
Ｌ トレッド表面からスタッドピン穴の底までの距離
ｈ 底上げ部の最大高さ

Claims (3)

1. トレッドにタイヤ周方向およびタイヤ幅方向に延びる溝で区切られた複数のブッロクを有し、該ブッロクに複数のサイプおよびスタッドピン穴を配置した空気入りタイヤであって、前記スタッドピン穴の周辺領域内に存在するサイプの少なくとも一部が底上げされていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記周辺領域が前記スタッドピン穴の中心より直径１２ｍｍの範囲にあり、この周辺領域内で底上げされているサイプの長さの合計が、前記周辺領域内に存在するサイプの全長の６０％以上であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ブロックの表面から前記スタッドピン穴の底までの距離Ｌに対し、前記サイプの底上げ部の最大高さｈが、０．３Ｌ以上０．８Ｌ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。

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