JP2017056892A

JP2017056892A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2017056892A
Application number: JP2015185203A
Authority: JP
Inventors: 稔彦本田; Toshihiko Honda
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2015-09-18
Filing date: 2015-09-18
Publication date: 2017-03-23
Anticipated expiration: 2035-09-18
Also published as: JP6593058B2

Abstract

【課題】雪柱せん断力を増大させ、雪上性能を効果的に改善することを可能にした空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】トレッド部１と一対のサイドウォール部２と一対のビード部３とを備えた空気入りタイヤにおいて、トレッド部１に、中心線Ｇがずれた状態で集合する３本の小溝４３と、これら小溝４３により分断された３個のブロック４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃからなるブロック群とを有し、小溝４３が集合する部位に小溝４３の中心線Ｇにより囲まれた三角形部分４３Ｘが形成される。
【選択図】図４

Description

本発明は、氷雪路用の空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、雪柱せん断力を増大させ、雪上性能を効果的に改善することを可能にした空気入りタイヤに関する。

スタッドレスタイヤに代表される氷雪路用の空気入りタイヤにおいて、トレッド部にはタイヤ周方向に延在する複数本の周方向溝とタイヤ幅方向に延在する複数本のラグ溝とが形成され、これら周方向溝及びラグ溝により複数のブロックが区画されている。また、各ブロックには複数本のサイプが形成され、これらサイプのエッジ効果により氷上性能及び雪上性能が高められている（例えば、特許文献１〜３参照）。

このように構成される氷雪路用の空気入りタイヤは、雪を踏み固めた際に溝内に形成される雪柱のせん断力に基づいて雪上走行時の駆動力や制動力を発生させている。そのため、雪上性能を改善するにあたって、雪上走行時に生じる雪柱せん断力を増大させることが有効である。一般に、トレッド部における溝深さや溝幅や溝面積を大きくすることにより、雪柱せん断力が増大することになる。

しかしながら、雪上性能以外のタイヤ性能に鑑みて、溝深さや溝幅や溝面積には自ずと制約があるので、これら要因に基づいて雪上性能を改善することには限界がある。

特開２０１４−９４６０１号公報特開２０１４−１０８６５３号公報特開２０１４−１７２４８４号公報

本発明の目的は、雪柱せん断力を増大させ、雪上性能を効果的に改善することを可能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ための本発明の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備えた空気入りタイヤにおいて、
前記トレッド部に、中心線がずれた状態で集合する３本の小溝と、これら小溝により分断された３個のブロックからなるブロック群とを有し、前記小溝が集合する部位に前記小溝の中心線により囲まれた三角形部分が形成されていることを特徴とするものである。

本発明では、トレッド部に、中心線がずれた状態で集合する３本の小溝と、これら小溝により分断された３個のブロックからなるブロック群とを設け、小溝が集合する部位に小溝の中心線により囲まれた三角形部分を形成しているので、雪上走行時にブロック群に対して負荷が掛かると、そのブロック群を構成する各ブロックが小溝側に倒れ込むように僅かに変形し、三角形部分において雪柱に対して圧縮力が作用する。これにより、小溝内に形成される雪柱のせん断力が大きくなるので、その雪柱せん断力に基づいて雪上走行時の駆動力や制動力を増大させ、雪上性能を効果的に改善することができる。

ブロック群を構成するブロックを分断する３本の小溝のうち、少なくとも１本の小溝の溝幅は三角形部分に向かって徐々に広くなっていることが好ましい。この場合、接地時にブロック群を構成する各ブロックが変形する際に小溝内の雪が三角形部分に向かって誘導され、雪柱せん断力を更に高めることが可能になる。

ブロック群を構成するブロックを分断する３本の小溝のうち、少なくとも１本の小溝の溝深さは三角形部分に向かって徐々に深くなっていることが好ましい。この場合、接地時にブロック群を構成する各ブロックが変形する際に小溝内の雪が三角形部分に向かって誘導され、雪柱せん断力を更に高めることが可能になる。

ブロック群を構成するブロックを分断する３本の小溝のうち、少なくとも１本の小溝の溝壁傾斜角度は三角形部分に向かって徐々に大きくなっていることが好ましい。この場合、接地時にブロック群を構成する各ブロックが変形する際に小溝内の雪が三角形部分に向かって誘導され、雪柱せん断力を更に高めることが可能になる。

上記三角形部分はトレッド部におけるタイヤ周方向の同一線上の１５〜９０箇所に配置されることが好ましい。これにより、トレッド部の接地領域に三角形部分が存在するようになるので、良好な雪上性能を確保することができる。

本発明において、氷雪路用の空気入りタイヤとしての要求特性を満足するために、トレッド部を構成するトレッドゴムのＪＩＳ硬度は４０〜６０の範囲にあり、トレッド部に形成された各ブロックには複数本のサイプを有することが好ましい。

また、氷雪路用の空気入りタイヤとしての要求特性を満足するために、下記式（１）で示されるスノートラクションインデックスＳＴＩが１８０以上であることが好ましい。
ＳＴＩ＝−６．８＋２２０２ρｇ＋６７２ρｓ＋７．６Ｄｇ・・・（１）
但し、ρｇ：溝密度（ｍｍ／ｍｍ²）＝溝のタイヤ幅方向の延長成分の総長さ（ｍｍ）
／接地領域の総面積（ｍｍ²）
ρｓ：サイプ密度（ｍｍ／ｍｍ²）＝サイプのタイヤ幅方向の延長成分の総長さ
（ｍｍ）／接地領域の総面積（ｍｍ²）
Ｄｇ：平均溝深さ（ｍｍ）

本発明において、ＪＩＳ硬度は、ＪＩＳＫ−６２５３に準拠して、Ａタイプのデュロメータを用いて温度２０℃の条件にて測定されるデュロメータ硬さである。また、トレッド部の接地領域は、タイヤを正規リムにリム組みして正規内圧を充填した状態で平面上に垂直に置いて正規荷重を加えたときに測定されるタイヤ軸方向の接地幅に基づいて特定される領域である。「正規リム」とは、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“ＤｅｓｉｇｎＲｉｍ”、或いはＥＴＲＴＯであれば“ＭｅａｓｕｒｉｎｇＲｉｍ”とする。「正規内圧」とは、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“ＴＩＲＥＲＯＡＤＬＩＭＩＴＳＡＴＶＡＲＩＯＵＳＣＯＬＤＩＮＦＬＡＴＩＯＮＰＲＥＳＳＵＲＥＳ”に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば“ＩＮＦＬＡＴＩＯＮＰＲＥＳＳＵＲＥ”であるが、タイヤが乗用車である場合には１８０ｋＰａとする。「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“ＴＩＲＥＲＯＡＤＬＩＭＩＴＳＡＴＶＡＲＩＯＵＳＣＯＬＤＩＮＦＬＡＴＩＯＮＰＲＥＳＳＵＲＥＳ”に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば“ＬＯＡＤＣＡＰＡＣＩＴＹ”であるが、タイヤが乗用車である場合には前記荷重の８８％に相当する荷重とする。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線断面図である。図１の空気入りタイヤのトレッドパターンを示す展開図である。センターリブ及び中間ブロック列を他の寸法線と共に示す平面図である。本発明においてトレッド部に形成されたブロック群を示す平面図である。本発明におけるブロック群を示し、（ａ）は無負荷時の状態を示す平面図であり、（ｂ）は負荷時の状態を示す平面図である。図３のＶ−Ｖ矢視断面図である。図３のVI−VI矢視断面図である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１〜図２は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示し、図３〜図７はその要部を示すものである。

図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部１と、該トレッド部１の両側に配置された一対のサイドウォール部２，２と、これらサイドウォール部２のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部３，３とを備えている。

一対のビード部３，３間にはカーカス層４が装架されている。このカーカス層４は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側へ折り返されている。ビードコア５の外周上には断面三角形状のゴム組成物からなるビードフィラー６が配置されている。

一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層のベルト層７が埋設されている。これらベルト層７はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。ベルト層７において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば１０°〜４０°の範囲に設定されている。ベルト層７の補強コードとしては、スチールコードが好ましく使用される。ベルト層７の外周側には、高速耐久性の向上を目的として、補強コードをタイヤ周方向に対して例えば５°以下の角度で配列してなる少なくとも１層のベルトカバー層８が配置されている。ベルトカバー層８の補強コードとしては、ナイロンやアラミド等の有機繊維コードが好ましく使用される。

なお、上述したタイヤ内部構造は空気入りタイヤにおける代表的な例を示すものであるが、これに限定されるものではない。

図２に示すように、トレッド部１には、タイヤ赤道ＣＬの両側でタイヤ周方向に沿ってジグザグ状に延在する一対の周方向主溝１１と、各周方向主溝１１のタイヤ幅方向外側でタイヤ周方向に沿ってジグザグ状に延在する一対の周方向主溝１２が形成されている。これにより、トレッド部１において、一対の周方向主溝１１，１１の相互間にはセンターリブ３０が区画され、周方向主溝１１と周方向主溝１２との間には中間ブロック列４０が区画され、周方向主溝１２のタイヤ幅方向外側にはショルダーブロック列５０が区画されている。なお、Ｅは接地端である。

センターリブ３０には、一端が周方向主溝１１に開口する一方で他端がセンターリブ３０内で終端した複数本の閉止溝３１と、タイヤ幅方向に延びる複数本のサイプ３４が形成されている。

中間ブロック列４０には、タイヤ幅方向に延びる複数本のラグ溝４１と、タイヤ周方向に隣り合う一対のラグ溝４１，４１の相互間において５つのブロック４２Ａ，４２Ｂ．４２Ｃ，４２Ｄ，４２Ｅを区分する複数本の小溝４３が形成されている（図３参照）。ブロック４２Ａ〜４２Ｅの各々には、タイヤ幅方向に延びる複数本のサイプ４４が形成されている。

ショルダーブロック列５０には、タイヤ幅方向に延びる複数本のラグ溝５１が形成され、これらラグ溝５１により複数のブロック５２が区分されている。ブロック５２の各々には、タイヤ幅方向に延びる複数本のサイプ５４が形成されている。なお、サイプ３４，４４，５４は直線状に延在するものであっても良く、或いは、ジグザグ状に延在するものであっても良い。

上記空気入りタイヤにおいて、図４に示すように、トレッド部１の中間ブロック列４０には、３つのブロック４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃからなるブロック群が形成されており、これらブロック４２Ａ〜４２Ｃを分断する３本の小溝４３は中心線Ｇがずれた状態で集合している。つまり、ブロック４２Ａ〜４２Ｃを分断する３本の小溝４３は互いに異なる３方向に延長し、その中心線Ｇを一致させない状態で集合している。そして、小溝４３が集合する部位には小溝４３の中心線Ｇにより囲まれた三角形部分４３Ｘが形成されている。

上述した空気入りタイヤでは、トレッド部１に、中心線Ｇがずれた状態で集合する３本の小溝４３と、これら小溝４３により分断された３個のブロック４２Ａ〜４２Ｃからなるブロック群とを設け、小溝４３が集合する部位に小溝４３の中心線Ｇにより囲まれた三角形部分４３Ｘを形成しているので、雪上走行時にブロック４２Ａ〜４２Ｃからなるブロック群に対して負荷が掛かると、そのブロック群を構成する各ブロック４２Ａ〜４２Ｃが小溝４３側に倒れ込むように僅かに変形し、三角形部分４３Ｘにおいて雪柱に対して圧縮力が作用する。つまり、図５（ａ）に示すように、無負荷時においては小溝４３（斜線部）が大きく開いた状態にあるが、図５（ｂ）に示すように、負荷時には小溝４３が狭まった状態となり、小溝４３内に入り込んだ雪が圧縮され、三角形部分４３Ｘにおいて雪柱に対して大きな圧縮力が作用する。これにより、小溝３２内に形成される雪柱のせん断力が大きくなるので、その雪柱せん断力に基づいて雪上走行時の駆動力や制動力を増大させ、雪上性能を効果的に改善することができる。

上述のような効果を得るために、三角形部分４３Ｘの面積を適正化することが望ましい。例えば、三角形部分４３Ｘの面積をＡ１とし、ブロック４２Ａ〜４２Ｃの踏面での面積（サイプ面積を含む）の総和をＡ２としたとき、比Ａ１／Ａ２は０．０１≦Ａ１／Ａ２≦０．１０の関係を満足すると良い。この比Ａ１／Ａ２が０．０１よりも小さいと雪上性能の改善効果が低下し、逆に０．１０よりも大きいとブロック４２Ａ〜４２Ｃの接地面積が相対的に少なくなるため、他のタイヤ性能が低下する恐れがある。

上記空気入りタイヤにおいて、ブロック４２Ａ〜４２Ｃを分断する３本の小溝４３のうち、少なくとも１本の小溝４３の溝幅は三角形部分４３Ｘに向かって徐々に広くなっていることが好ましい。この場合、接地時にブロック群を構成する各ブロック４２Ａ〜４２Ｃが変形する際に小溝４３内の雪が三角形部分４３Ｘに向かって誘導され、雪柱せん断力を更に高めることが可能になる。このような構成はブロック４２Ａ〜４２Ｃを分断する全ての小溝４３に適用するのが良い。

特に、図６及び図７において、各小溝４３の溝幅の最小値Ｗ１と最大値Ｗ２との比Ｗ２／Ｗ１は１．２≦Ｗ２／Ｗ１≦２．０の関係を満足すると良い。この比Ｗ２／Ｗ１が１．２よりも小さいと小溝４３内の雪を三角形部分４３Ｘに向かって誘導する効果が低下し、逆に２．０よりも大きいと集合部分での圧縮効果が低下する。また、小溝４３の溝幅の最小値Ｗ１は１．０ｍｍ〜３．５ｍｍの範囲に設定することが望ましい。

また、上記空気入りタイヤにおいて、ブロック４２Ａ〜４２Ｃを分断する３本の小溝４３のうち、少なくとも１本の小溝４３の溝深さは三角形部分４３Ｘに向かって徐々に深くなっていることが好ましい。この場合、接地時にブロック群を構成する各ブロック４２Ａ〜４２Ｃが変形する際に小溝４３内の雪が三角形部分４３Ｘに向かって誘導され、雪柱せん断力を更に高めることが可能になる。このような構成はブロック４２Ａ〜４２Ｃを分断する全ての小溝４３に適用するのが良い。

特に、図６及び図７において、各小溝４３の溝深さの最小値Ｄ１と最大値Ｄ２との比Ｄ２／Ｄ１は１．２≦Ｄ２／Ｄ１≦２．０の関係を満足すると良い。この比Ｄ２／Ｄ１が１．２よりも小さいと小溝４３内の雪を三角形部分４３Ｘに向かって誘導する効果が低下し、逆に２．０よりも大きいと溝体積の減少により排水性等のタイヤ性能が低下する恐れがある。また、小溝４３の溝深さの最小値Ｄ１は５．０ｍｍ〜１０．０ｍｍの範囲に設定することが望ましい。

更に、上記空気入りタイヤにおいて、ブロック４２Ａ〜４２Ｃを分断する３本の小溝４３のうち、少なくとも１本の小溝４３の溝壁傾斜角度は三角形部分４３Ｘに向かって徐々に大きくなっていることが好ましい。ここで言う溝壁傾斜角度とは、トレッド部１の踏面の法線方向に対する小溝４３の壁面の傾斜角度である。この場合、接地時にブロック群を構成する各ブロック４２Ａ〜４２Ｃが変形する際に三角形部分４３Ｘから離れた部位ほど変形量が大きくなることで小溝４３内の雪が三角形部分に向かって誘導され、雪柱せん断力を更に高めることが可能になる。このような構成はブロック４２Ａ〜４２Ｃを分断する全ての小溝４３に適用するのが良い。

特に、図６及び図７において、各小溝４３の溝壁傾斜角度の最小値θ１と最大値θ２とは０°≦θ１＜θ２≦５°の関係を満足すると良い。小溝４３の溝壁傾斜角度の最小値θ１が０°よりも小さいと、即ち、小溝４３の壁面がオーバーハング形状であると接地時に小溝４３内に雪を十分に取り込むことができず、また、小溝４３の溝壁傾斜角度の最大値θ２が５°よりも大きいとブロック４２Ａ〜４２Ｃの剛性が高くなり過ぎて氷上性能等のタイヤ性能が低下する恐れがある。

上記空気入りタイヤにおいて、三角形部分４３Ｘはトレッド部１におけるタイヤ周方向の同一線上の１５〜９０箇所、より好ましくは、２０〜４０箇所に点在するように配置される。これにより、トレッド部１の接地領域に三角形部分４３Ｘが確実に存在するようになるので、良好な雪上性能を確保することができる。三角形部分４３Ｘのタイヤ周上の設置数が少な過ぎると接地位置によっては三角形部分４３Ｘが接地面内に存在しなくなる恐れがあり、逆に多過ぎるとタイヤ周長に対してブロックが相対的に小さくなり、他のタイヤ性能が低下する恐れがある。

上記空気入りタイヤにおいて、トレッド部１を構成するトレッドゴムのＪＩＳ硬度は４０〜６０の範囲、より好ましくは、４５〜５５の範囲に設定されている。トレッド部１を構成するトレッドゴムのＪＩＳ硬度を上記のような範囲に設定した場合、トレッド部１が路面に対して柔軟に追従するため氷雪路用として好適である。更に、上記空気入りタイヤにおいて、スノートラクションインデックスＳＴＩは１８０以上、より好ましくは、１８０〜２４０の範囲に設定されている。

タイヤサイズ２２５／６５Ｒ１７１０２Ｑで、トレッド部と一対のサイドウォール部と一対のビード部とを備え、トレッド部を構成するトレッドゴムのＪＩＳ硬度が５１であり、スノートラクションインデックスＳＴＩが２００である空気入りタイヤにおいて、図１〜図７に示すように、トレッド部に、中心線がずれた状態で集合する３本の小溝と、これら小溝により分断された３個のブロックからなるブロック群とを設け、小溝が集合する部位に該小溝の中心線により囲まれた三角形部分を形成した実施例１〜７のタイヤを製作した。

実施例１〜７において、小溝の溝幅の最小値Ｗ１と最大値Ｗ２との比Ｗ２／Ｗ１、小溝の溝壁傾斜角度の最小値θ１と最大値θ２とは小溝の溝深さの最小値Ｄ１と最大値Ｄ２との比Ｄ２／Ｄ１、三角形部分のタイヤ周上の設置数を表１のように設定した。

比較のため、ブロック群を構成する３個のブロックを分断する３本の小溝の中心線を一致させることで、小溝が集合する部位に三角形部分を形成しないようにしたこと以外は実施例１と同様の構造を有する従来例のタイヤを用意した。

これら試験タイヤについて、下記試験方法により、雪上制動性能を評価し、その結果を表１に併せて示した。

雪上制動性能：
試験タイヤをリムサイズ１７×７Ｊのホイールに組み付けて排気量２４００ｃｃの四輪駆動車（ＲＶ）に装着し、ウォームアップ後の空気圧を２２０ｋＰａとし、積雪路面からなるテストコースにおいて速度４０ｋｍ／ｈでの走行状態からＡＢＳ制動を行い、その制動距離を測定した。評価結果は、計測値の逆数を用い、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど雪上制動性能が優れていることを意味する。

この表１から判るように、実施例１〜７のタイヤは、従来例との対比において、雪上制動性能を大幅に改善することができた。

１トレッド部
２サイドウォール部
３ビード部
１１，１２周方向主溝
３０センターリブ
３１閉止溝
３４，４４，５４サイプ
４０，５０ブロック列
４１，５１ラグ溝
４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄ，４２Ｅ，５２ブロック
４３小溝

Claims

タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備えた空気入りタイヤにおいて、
前記トレッド部に、中心線がずれた状態で集合する３本の小溝と、これら小溝により分断された３個のブロックからなるブロック群とを有し、前記小溝が集合する部位に前記小溝の中心線により囲まれた三角形部分が形成されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記３本の小溝のうち、少なくとも１本の小溝の溝幅が前記三角形部分に向かって徐々に広くなっ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３本の小溝のうち、少なくとも１本の小溝の溝深さが前記三角形部分に向かって徐々に深くなってい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３本の小溝のうち、少なくとも１本の小溝の溝壁傾斜角度が前記三角形部分に向かって徐々に大きくなっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
前記トレッド部におけるタイヤ周方向の同一線上の１５〜９０箇所に前記三角形部分が配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
前記トレッド部を構成するトレッドゴムのＪＩＳ硬度が４０〜６０の範囲にあり、前記トレッド部に形成された各ブロックに複数本のサイプを有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
下記式（１）で示されるスノートラクションインデックスＳＴＩが１８０以上であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
ＳＴＩ＝−６．８＋２２０２ρｇ＋６７２ρｓ＋７．６Ｄｇ・・・（１）
但し、ρｇ：溝密度（ｍｍ／ｍｍ²）＝溝のタイヤ幅方向の延長成分の総長さ（ｍｍ）
／接地領域の総面積（ｍｍ²）
ρｓ：サイプ密度（ｍｍ／ｍｍ²）＝サイプのタイヤ幅方向の延長成分の総長さ
（ｍｍ）／接地領域の総面積（ｍｍ²）
Ｄｇ：平均溝深さ（ｍｍ）