JP2019038470A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】凍結路面での走行性能が向上した空気入りタイヤを提供する。【解決手段】トレッド部に複数の陸部２０が設けられ、陸部２０に、複数のサイプ３０と、隣り合う２つのサイプ３０の間に配置された少なくとも１つの凹部３２とが設けられた空気入りタイヤにおいて、凹部３２の両側のサイプ３０の間の距離をＷ１、凹部３２と一方のサイプ３０との間の距離をＷ２、凹部３２と他方のサイプ３０との間の距離をＷ３とすると、Ｗ２／Ｗ１及びＷ３／Ｗ１が０．１以上０．３以下であることを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は空気入りタイヤに関する。

特許文献１〜３に記載されているように、トレッド部にサイプが形成された空気入りタイヤが知られている。このような空気入りタイヤではサイプによるエッジ効果が発揮されるため、凍結路面での走行性能が優れている。

また、特許文献１〜３に記載されているように、トレッド部にサイプが形成された空気入りタイヤにおいて、さらに凹部が形成されたものが知られている。この凹部は、内部に水を取り込むことによってトレッド部の接地面と路面との間に水膜を発生しにくくするために設けられている。水膜が発生しにくくなれば凍結路面での走行性能が優れたものとなる。

特開２００９−２７４７２６号公報 特表２０１２−５１０９１７号公報 特開２０１６−１０７７２７号公報

ところで、凍結路面での走行性能をさらに向上させることが望まれているが、トレッド部にサイプ及び凹部が形成されているという特徴を変更することは望ましくない。

そこで本発明は、サイプ及び凹部が形成されているというトレッド部の構造を維持しつつ、凍結路面での走行性能がさらに向上した空気入りタイヤを提供することを課題とする。

実施形態の空気入りタイヤは、トレッド部に複数の陸部が設けられ、前記陸部に、複数のサイプと、隣り合う２つの前記サイプの間に配置された少なくとも１つの凹部とが設けられた空気入りタイヤにおいて、前記凹部の両側の前記サイプの間の距離をＷ１、前記凹部と一方の前記サイプとの間の距離をＷ２、前記凹部と他方の前記サイプとの間の距離をＷ３とすると、Ｗ２／Ｗ１及びＷ３／Ｗ１が０．１以上０．３以下であることを特徴とする。

実施形態では、Ｗ２／Ｗ１及びＷ３／Ｗ１がそれぞれ０．１以上０．３以下であることにより、サイプ及び凹部によるエッジ効果が向上するため、凍結路面での走行性能がさらに向上する。

実施形態の空気入りタイヤのトレッドパターン。 センターブロック２０を接地面に垂直な方向から見た図。 サイプの形状の変更例を示す図。（ａ）はタイヤ幅方向Ｙに延びる直線状のサイプ３０ａ、（ｂ）は１つの曲線状のサイプ３０ｂ、（ｃ）は波形状の部分と直線状の部分とからなるサイプ３０ｃ、（ｄ）は一方の端部がセンターブロック２０内で閉塞しているサイプ３０ｄを、それぞれ接地面に垂直な方向から見た図。 図２のＡ−Ａ線での断面図。 比較例及び実施例の空気入りタイヤのセンターブロック２０を接地面に垂直な方向から見た図。（ａ）は比較例１の空気入りタイヤのセンターブロック２０、（ｂ）は実施例１の空気入りタイヤのセンターブロック２０、（ｃ）は実施例２の空気入りタイヤのセンターブロック２０、（ｄ）は実施例３の空気入りタイヤのセンターブロック２０、（ｅ）は実施例３の空気入りタイヤのセンターブロック２０を示す図。

実施形態の空気入りタイヤについて図面に基づき説明する。なお以下の説明における空気入りタイヤの特徴は、特に記載が無い場合は、正規リムに装着され正規内圧が充填された空気入りタイヤの無負荷状態での特徴である。ここで、正規リムとは、ＪＡＴＭＡ規格における「標準リム」、ＴＲＡ規格における「Design Rim」、又はＥＴＲＴＯ規格における「Measuring Rim」のことである。また、正規内圧とは、ＪＡＴＭＡ規格における「最高空気圧」、ＴＲＡ規格における「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、又はＥＴＲＴＯ規格における「INFLATION PRESSURE」のことである。ただし空気入りタイヤが乗用車用である場合は、正規内圧は１８０ｋＰａである。

ちなみに、後述する正規荷重とは、ＪＡＴＭＡ規格における「最大負荷能力」、ＴＲＡ規格における「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、又はＥＴＲＴＯ規格における「LOAD CAPACITY」のことである。ただし空気入りタイヤが乗用車用である場合は、正規荷重は、内圧１８０ｋＰａの対応荷重の８５％である。

実施形態の空気入りタイヤは、トレッド部の構造を除き一般的なラジアルタイヤと同様の構造を有する。実施形態の空気入りタイヤの大まかな構造を例示すると、次の通りである。

まず、タイヤ幅方向両側にビード部が設けられている。ビード部は、円形に巻かれた鋼線からなるビードコアと、ビードコアの径方向外側に設けられたゴム製のビードフィラーとからなる。タイヤ幅方向両側のビード部にはカーカスプライが架け渡されている。カーカスプライはタイヤ周方向に直交する方向に並べられた多数のプライコードがゴムで被覆されたシート状の部材である。カーカスプライは、タイヤ幅方向両側のビード部の間で空気入りタイヤの骨格形状を形成するとともに、ビード部の周りでタイヤ幅方向内側から外側に折り返されることによりビード部を包んでいる。カーカスプライの内側には空気の透過性の低いゴムからなるシート状のインナーライナーが貼り付けられている。

カーカスプライのタイヤ径方向外側には１枚又は複数枚のベルトが設けられ、ベルトのタイヤ径方向外側にはベルト補強層が設けられている。ベルトはスチール製の多数のコードがゴムで被覆されて出来た部材である。ベルト補強層は有機繊維製の多数のコードがゴムで被覆されて出来た部材である。ベルト補強層のタイヤ径方向外側には接地面を有するトレッド部が設けられている。また、カーカスプライのタイヤ幅方向両側にはサイドウォールが設けられている。これらの部材の他にも、タイヤの機能上の必要に応じて、ベルト下パッドやチェーハー等の部材が設けられている。

次にトレッド部について説明する。トレッド部には複数の陸部及び複数の溝からなるトレッドパターンが形成されている。１つの陸部は、正規リムに装着され正規内圧が充填された空気入りタイヤに正規荷重が負荷されたときに、１つの連続する接地面を形成する。

陸部を有するトレッドパターンは、限定されないが、例えば図１に示すようなトレッドパターンである。図１のトレッドパターンでは、タイヤ周方向（図面において矢印Ｘで示す方向）に延びる４本の主溝１０と、タイヤ幅方向（図面において矢印Ｙで示す方向）に延びる多数の横溝１２とが設けられている。そして、主溝１０及び横溝１２によって分割された多数の陸部が形成されている。

図１の実施形態における陸部として、タイヤ中心線ＣＬに近い２本の主溝１０に挟まれた複数のセンターブロック２０と、タイヤ幅方向Ｙの両側においてタイヤ接地端Ｅに近い主溝１０とタイヤ接地端Ｅとに挟まれた複数のショルダーブロック２２と、センターブロック２０とショルダーブロック２２との間の複数のメディエイトブロック２４とが形成されている。いずれのブロックもタイヤ周方向Ｘに並んでブロック列を形成している。

なお、主溝は、図１の主溝１０のようにタイヤ周方向Ｘに直線状に延びるものでなくても良く、例えば屈曲しながらタイヤ周方向Ｘに延びるジグザグ状のものや、湾曲しながらタイヤ周方向Ｘに延びる波形状のものや、タイヤ周方向Ｘに対して斜めに延びるものであっても良い。また、陸部は、タイヤ周方向Ｘに延びる主溝によって分割され横溝によって分割されない、タイヤ周方向Ｘに延びるリブであっても良い。

次に、陸部の構造について、センターブロック２０を例に取って説明する。図２に示すように、センターブロック２０にはタイヤ幅方向Ｙに延びるサイプ３０が設けられている。サイプ３０とは、幅の狭い溝のことであり、より正確には、正規リムに装着され正規内圧が充填された空気入りタイヤが接地し、そこへ正規荷重が負荷されたときに、接地面への開口部が閉じる溝のことである。図２に示すサイプ３０はタイヤ幅方向Ｙに延びているが、サイプの延びる方向はこれに限定されず、例えばタイヤ周方向Ｘや、タイヤ周方向Ｘ及びタイヤ幅方向Ｙに対して斜めの方向であっても良い。サイプ３０は、一般的には接地面に対して垂直な方向に深くなっているが、接地面に垂直な方向に対して若干斜めの方向に深くなっていても良い。サイプ３０の深さは、限定されないが、一般的には主溝１０の深さよりも浅い。１つのセンターブロック２０には複数（図２の場合は４つ）のサイプ３０が設けられている。

図２におけるサイプ３０は接地面に垂直な方向から見て波形状となっている。ただし、サイプの形状はこれに限定されない。波形状のサイプ３０の代わりに、例えば、図３（ａ）に示す直線状のサイプ３０ａ、図３（ｂ）に示す１つの曲線状のサイプ３０ｂ、又は図３（ｃ）に示す波形状の部分と直線状の部分とからなるサイプ３０ｃが設けられていても良い。

また、図２におけるサイプ３０の両端部はセンターブロック２０の幅方向両端部に達し主溝１０に開口している。しかし、図３（ｄ）に示すサイプ３０ｄのように、少なくとも一方の端部がセンターブロック２０内で閉塞し主溝１０に開口していなくても良い。

図２〜図４に示すように、センターブロック２０の隣り合う２つのサイプ３０の間には凹部３２が設けられている。サイプ３０と凹部３２とは接触せず離れている。本実施形態における凹部３２は、接地面に垂直な方向から見て円形である（つまり接地面への開口端３４が円形である）。ただし、凹部の接地面への開口端の形状はこれに限定されず、例えば四角形、五角形、六角形等の多角形であっても良い。凹部３２は、開口端３４の形状を保ったまま接地面に対して垂直な方向に延びていることが好ましい。ただし、凹部３２が開口端３４においてその下の部分（凹部３２の内部）よりも広がっていても良い。また、凹部３２の側壁３８（図４参照）は、接地面に対して垂直であることが好ましいが、接地面に垂直な方向に対して若干傾斜していても良い。凹部３２の深さは例えば０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である。

なお、図２〜図３では、センターブロック２０のタイヤ周方向Ｘの端部とサイプとの間にも凹部３２が設けられている。

本実施形態において、凹部３２の両側のサイプの間の距離をＷ１、凹部３２と一方のサイプとの間の距離をＷ２、凹部３２と他方のサイプとの間の距離をＷ３とすると、Ｗ２／Ｗ１及びＷ３／Ｗ１がそれぞれ０．１以上０．３以下となっている。

ここで、凹部３２の両側のサイプの間の距離Ｗ１とは、サイプが波形状の場合は、図２に示すように、その波形状の振幅における凹部３２に近い方の頂点を結ぶ仮想直線Ｍを定め、凹部３２の中心を通過するとともに凹部３２の両側の仮想直線Ｍを最短距離で結ぶ直線Ｌ１の長さのことである。また、凹部３２の両側のサイプの間の距離Ｗ１とは、サイプが直線状又は１つの曲線状の場合は、図３（ａ）に示すように、凹部３２の中心を通過するとともに凹部３２の両側のサイプを最短距離で結ぶ直線Ｌ２の長さのことである。

また、凹部３２と一方のサイプとの間の距離Ｗ２とは、サイプが波形状の場合は、図２に示すように、上記の直線Ｌ１上での、凹部３２と一方のサイプにおける仮想直線Ｍとの間の距離のことである。また、凹部３２と一方のサイプとの間の距離Ｗ２とは、サイプが直線状又は１つの曲線状の場合は、図３（ａ）に示すように、上記の直線Ｌ２上での、凹部３２と一方のサイプとの間の距離のことである。

また、凹部３２と他方のサイプとの間の距離Ｗ３とは、サイプが波形状の場合は、図２に示すように、上記の直線Ｌ１上での、凹部３２と他方のサイプにおける仮想直線Ｍとの間の距離のことである。また、凹部３２と他方のサイプとの間の距離Ｗ３とは、サイプが直線状又は１つの曲線状の場合は、図３（ａ）に示すように、上記の直線Ｌ２上での、凹部３２と他方のサイプとの間の距離のことである。

凹部３２の開口端３４の大きさや、２つのサイプ３０の間での凹部３２の配置位置は、上記のようにＷ２／Ｗ１及びＷ３／Ｗ１がそれぞれ０．１以上０．３以下となるように設定される。

本実施形態において、隣り合う２つのサイプ３０に挟まれた部分を陸部片３６とする。図３（ｄ）に示すサイプ３０ｄのように少なくとも一方の端部がセンターブロック２０内で閉塞している場合は、その閉塞位置からセンターブロック２０の端部までサイプ３０ｄの延長方向と同方向に延びる延長線Ｎが規定され、サイプ３０ｄと延長線Ｎとからなる仮想線Ｐが規定される。そして、隣り合う２つの仮想線Ｐに挟まれた部分を陸部片３６とする。

１つの陸部片３６に設けられる凹部３２の数は限定されない。しかし、１つの陸部片３６の接地面積に対する、その陸部片３６に設けられた全ての凹部３２の開口面積の合計の割合が、１０％以上４０％以下であることが望ましい。なお陸部片３６の接地面積に凹部３２の開口面積は含まれない。また接地面積とは、正規リムに装着され正規内圧が充填された空気入りタイヤが平面に接地し、そこへ正規荷重が負荷されたときの接地面積のことである。

ここまでセンターブロック２０を例に取って説明したが、サイプ及び凹部に関する以上の特徴を有するブロックはセンターブロック２０に限定されない。センターブロック２０、ショルダーブロック２２、及びメディエイトブロック２４のうち少なくともいずれか１つがサイプ及び凹部に関する以上の特徴を有していれば良い。

つまり、センターブロック２０、ショルダーブロック２２、及びメディエイトブロック２４のうちいずれか１つのみがサイプ及び凹部に関する以上の特徴を有していても良いし、センターブロック２０、ショルダーブロック２２、及びメディエイトブロック２４の全てがサイプ及び凹部に関する以上の特徴を有していても良い。

また、センターブロック２０、ショルダーブロック２２、及びメディエイトブロック２４のうちいずれか２つがサイプ及び凹部に関する以上の特徴を有していても良い。つまり、センターブロック２０及びショルダーブロック２２のみが以上の特徴を有している場合、センターブロック２０及びメディエイトブロック２４のみが以上の特徴を有している場合、ショルダーブロック２２及びメディエイトブロック２４のみが以上の特徴を有している場合があり得る。

本実施形態の空気入りタイヤは一般的なラジアルタイヤと同様の方法で製造することができるが、加硫成型時に上記の凹部３２を形成するための凸部が、加硫成型のための金型の内面に設けられていることが必要である。この凸部は、金型内部の空気を外部に逃がすためのスプリングベントの金型内側の部分が金型内部に突出したものであっても良い。

次に本実施形態の効果について説明する。本実施形態の空気入りタイヤは、サイプ及び凹部３２がそれぞれエッジ効果を発揮するために凍結路面での走行性能に優れている。

さらに、本実施形態の空気入りタイヤでは、上記のようにＷ２／Ｗ１及びＷ３／Ｗ１がそれぞれ０．１以上０．３以下であることにより、サイプ及び凹部３２によるエッジ効果が向上するため、凍結路面での走行性能がさらに向上する。具体的には、Ｗ２／Ｗ１及びＷ３／Ｗ１がそれぞれ０．１以上であることにより、サイプと凹部３２との間のゴムの部分が十分な厚みとなり、その部分が大きな弾性力を発揮できるため、エッジ効果が向上し凍結路面での走行性能がさらに向上する。また、Ｗ２／Ｗ１及びＷ３／Ｗ１がそれぞれ０．３以下であることにより、サイプと凹部３２との間のゴムの部分が厚過ぎずに変形可能となり、その部分が大きな弾性力を発揮できるため、エッジ効果が向上し凍結路面での走行性能がさらに向上する。

また、本実施形態の空気入りタイヤにおいて、１つの陸部片３６の接地面積に対する、その陸部片３６に設けられた全ての凹部３２の開口面積の合計の割合が、１０％以上４０％以下であれば、凹部３２によるエッジ効果がさらに向上するため凍結路面での走行性能がさらに向上する。具体的には、上記の割合が１０％以上であることにより、サイプと凹部３２との間のゴムの部分が変形可能な厚みとなる上に、凹部３２の開口端３４が大きくなって開口端３４の円周が長くなるため、凹部３２によるエッジ効果がさらに向上して凍結路面での走行性能がさらに向上する。また、上記の割合が４０％以下であることにより、陸部片３６の剛性が確保されるため、凹部３２によるエッジ効果がさらに向上して凍結路面での走行性能がさらに向上する。

以上の実施形態の効果を確認するため、表１及び図５に示す比較例及び実施例の空気入りタイヤのアイス路面での操縦安定性能を評価した。図５（ａ）に示す比較例１の空気入りタイヤは、全てのブロックに凹部３２が設けられていない点で、上記実施形態の空気入りタイヤと異なる。図５（ｂ）〜（ｅ）に示す実施例１〜４の空気入りタイヤは、上記実施形態の空気入りタイヤと同じ特徴を備え、センターブロック２０を含む全てのブロックに凹部３２を備える。実施例１〜４の空気入りタイヤの違いは、陸部片３６の接地面積に対する陸部片３６に設けられた全ての凹部３２の開口面積の合計の割合である。

比較例１及び実施例１〜４において、陸部片３６の接地面積を８４．４ｍｍ^２とした。また、実施例１〜４における１つの凹部３２の開口面積を３．１４ｍｍ^２とし、１つの陸部片３６におけるこの凹部３２の数を、実施例１で２つ、実施例２で３つ、実施例３で４つ、実施例４で５つとした。

アイス路面での操縦安定性能は次のように評価した。まず、ドライバーが各空気入りタイヤを装着した車両に乗り、アイス路面上で、加速、制動、旋回、及びレーンチェンジをする走行を実施した。そしてドライバーが操縦安定性能を官能評価した。評価は、比較例１の結果を１００とし、指数が大きいほど操縦安定性能が優れていることを示す指数で行った。

評価結果は表１の通りであり、上記実施形態と同じ特徴を備える実施例１〜４の空気入りタイヤは、比較例１の空気入りタイヤと比べて、アイス路面での操縦安定性能に優れることが確認できた。また、陸部片３６の接地面積に対する陸部片３６に設けられた全ての凹部３２の開口面積の合計の割合が、アイス路面での操縦安定性能に影響することが確認できた。

以上の実施形態は例示であり、発明の範囲はこれに限定されない。以上の実施形態に対して、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置換、変更を行うことができる。以上の実施形態やその変形は、特許請求の範囲に記載された発明及びその均等の範囲に含まれるものとする。

ＣＬ…タイヤ中心線、Ｅ…タイヤ接地端、Ｌ１…直線、Ｌ２…直線、Ｍ…仮想直線、Ｎ…延長線、Ｐ…仮想線、Ｘ…タイヤ周方向、Ｙ…タイヤ幅方向、１０…主溝、１２…横溝、２０…センターブロック、２２…ショルダーブロック、２４…メディエイトブロック、３０…サイプ、３０ａ…サイプ、３０ｂ…サイプ、３０ｃ…サイプ、３２…凹部、３４…開口端、３６…陸部片、３８…側壁

Claims (3)

1. トレッド部に複数の陸部が設けられ、前記陸部に、複数のサイプと、隣り合う２つの前記サイプの間に配置された少なくとも１つの凹部とが設けられた空気入りタイヤにおいて、
   前記凹部の両側の前記サイプの間の距離をＷ１、前記凹部と一方の前記サイプとの間の距離をＷ２、前記凹部と他方の前記サイプとの間の距離をＷ３とすると、Ｗ２／Ｗ１及びＷ３／Ｗ１が０．１以上０．３以下である、空気入りタイヤ。
2. 前記凹部の深さが０．０５ｍｍ以上０．５ｍｍ以下である、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 隣り合う２つの前記サイプに挟まれた部分である陸部片の接地面積に対する、前記陸部片に設けられた全ての前記凹部の開口面積の合計の割合が、１０％以上４０％以下である、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
   

Images