JP5001991B2

JP5001991B2 - 空気入りタイヤ

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Publication number: JP5001991B2
Application number: JP2009241708A
Authority: JP
Inventors: 伸明南
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2009-10-20
Filing date: 2009-10-20
Publication date: 2012-08-15
Anticipated expiration: 2029-10-20
Also published as: JP2011088489A; CN102039787A; KR20110043462A; CN102039787B

Description

本発明は、氷路と乾燥路面での操縦安定性や、耐偏摩耗性能などを高い次元で両立しうる空気入りタイヤに関する。

スタッドレスタイヤを含む冬期の使用に適したタイヤは、トレッド部に多数のブロックが区分されたブロックパターンを具えている。また、前記ブロックには、氷路面において十分な駆動力を得るために、該ブロックを横切る向きにのびるサイピングがタイヤ周方向に隔設されている。

従来、サイピングに関して、種々の提案がなされている。例えば下記特許文献１では、氷路での走行性能を高めるために、いわゆるミウラ折りの三次元曲面を利用したサイピングが記載されている。このようなサイピングは、ブロックにせん断力が作用したときでもサイピング面が互いにしっかりと噛み合い、大きな開きが抑制される。従って、氷路でのエッジ効果を高め、かつ、耐摩耗性の向上という作用が期待できる。

特開２００５−１９３８６７号公報

ところで、この種のサイピングは、通常、タイヤ加硫金型の成形面に形成されたナイフブレードにより、その反転模様として加硫成形される。一方、氷路での駆動力を高めるには接地面積を増加させることが有効であり、そのためには、サイピングの幅、即ちナイフブレードの厚さは極力小さいことが望まれる。

しかしながら、ナイフブレードの厚さを小さくすると、加硫中にタイヤ側から受ける力によってナイフブレードが変形し、加硫不良が生じるおそれがある。また、ナイフブレードの耐久性や剛性を考慮し、ナイフブレードの厚さを小さくすると、そのタイヤ半径方向の高さを十分に大きくできず、ひいてはサイピングの深さを小さくせざるを得ない。このようなサイピングでは、摩耗により著しく氷上性能が低下するとともに、乾燥路を走行したときに、ブロックが柔軟に変形できず、偏摩耗が発生しやすいという傾向があった。

本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、ブロックに形成されたサイピングに、浅狭サイピングと、該浅狭サイピングよりも幅及び深さが大きい深厚サイピングとを含ませ、かつこれらをタイヤ周方向に交互に形成すること等を基本として、氷路と乾燥路面での操縦安定性や、耐偏摩耗性能などを高い次元で両立しうる空気入りタイヤを提供することを主たる目的としている。

本発明のうち請求項１記載の発明は、トレッド部に、タイヤ周方向にのびる縦溝と、該縦溝と交わる向きにのびる横溝とで区分された複数のブロックが設けられた空気入りタイヤであって、前記ブロックには、該ブロックをタイヤ軸方向に横切る向きにのびる複数本のサイピングがタイヤ周方向に隔設され、前記サイピングは、幅が０．１mm以上０．３mm未満かつ深さが前記横溝の最大深さの０．５０〜０．６０倍の浅狭サイピングと、幅が０．３mm以上１．０mm以下かつ深さが前記浅狭サイピングよりも大きく、かつ一端が前記ブロックの一側面に開口するとともに、他端が前記ブロックの他方の側面に開口することなく終端する深厚サイピングとを含み、前記浅狭サイピングと前記深厚サイピングとは、タイヤ周方向に交互に形成され、しかも前記浅狭サイピングは、両端がブロックの両側面に開口することを特徴とする。

また、請求項２記載の発明は、前記深厚サイピングは、一端が前記ブロックの一側面に開口し、かつ、他端が前記ブロックの他方の側面に開口することなく終端する第１の深厚サイピングと、一端が前記ブロックの他方の側面に開口し、かつ、他端が前記ブロックの一側面に開口することなく終端する第２の深厚サイピングとが同一ブロック内で交互に形成される請求項１記載の空気入りタイヤである。

また、請求項３記載の発明は、前記深厚サイピングのタイヤ軸方向の長さは、前記ブロックの幅の６０〜９０％である請求項１又は２記載の空気入りタイヤである。

また、請求項４記載の発明は、前記深厚サイピングは、前記サイピングの中でタイヤ周方向の両側でかつ最外側に形成されている請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤである。

また、請求項５記載の発明は、前記横溝は、タイヤ軸方向に対して０゜よりも大かつ４５゜以下の角度θ１で傾くとともに、前記深厚サイピングは、タイヤ軸方向に対して、前記横溝と同一方向に傾き、かつ、その角度θ２が、前記横溝の前記角度θ１の±３゜であり、前記浅狭サイピングは、タイヤ軸方向に対して、前記横溝と同一方向に傾き、かつ、その角度θ３が、前記深厚サイピングの前記角度θ２よりも小である請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤである。

また、請求項６記載の発明は、前記浅狭サイピングは、直線状にのびるとともに、前記深厚サイピングは、ジグザグ部を含む請求項１乃至５のいずれかに記載の空気入りタイヤである。

本発明の空気入りタイヤのブロックには、タイヤ軸方向に横切る向きにのびるサイピングがタイヤ周方向に隔設される。該サイピングは、幅が０．１mm以上０．３mm未満かつ深さが前記横溝の最大深さの０．５〜０．６倍の浅狭サイピングと、幅が０．３mm以上１．０mm以下かつ深さが前記浅狭サイピングよりも大きい深厚サイピングとを含む。このため、接地面積を確保しつつエッジ効果を発揮させる浅狭サイピングと、ブロックを撓ますことにより実接地面積を向上させる深厚サイピングとがバランス良く配置され、氷路と乾燥路における操縦安定性が向上する。しかも前記浅狭サイピングは、両端がブロックの両側面に開口するため、さらにエッジ長さを大きく確保して氷路での操縦安定性を向上させる。

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。本実施形態のブロックを示す斜視図である。本実施形態のブロックを示す部分拡大図である。比較例２乃至４及び実施例１を示すトレッド部の展開図である。比較例を示すトレッド部の展開図である。

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は、本実施形態の空気入りタイヤ（全体図示せず）のトレッド部２の展開図が示される。この実施形態では、乗用車用のスタッドレスタイヤが例示され、そのトレッド部２には、タイヤ周方向にのびる複数本の縦溝３と、この縦溝３と交わる向きにのびる横溝４とが設けられる。これによりトレッド部２には、ブロック５がタイヤ周方向に並ぶ複数のブロック列６（この例では７列）が区画される。

本実施形態の縦溝３は、ほぼ直線状にのびる。このような縦溝３は、優れた排水性能を発揮し、かつ制動時の車両のふらつきや片流れなどの不安定な挙動を抑制することができる。但し、縦溝３は、このような形状に限定されるものでは無く、ジグザグ状又は波状など種々の形状で構成されてもよい。

また、縦溝３の溝幅Ｗｏは特に限定されないが、排水ないし排雪性能を向上するために、好ましくはトレッド幅ＴＷの１．５％以上、より好ましくは３．５％以上が望ましい。また、乾燥路面や氷路面での操縦安定性を確保するため、縦溝３の溝幅Ｗｏは、トレッド幅ＴＷの好ましくは８．０％以下、さらに好ましくは５．０％以下が望ましい。

前記トレッド幅ＴＷは、トレッド部２の接地端Ｔｅ、Ｔｅ間のタイヤ軸方向の距離として定められる。また、接地端Ｔｅは、タイヤを正規にリム組みしかつ正規内圧を充填した正規状態のタイヤに正規荷重を負荷しかつキャンバー角０度で平面に接地させた状態でトレッド部の最もタイヤ軸方向外側の接地端部として定める。

また、「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 "Design Rim" 、ＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"とする。また、「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 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" とするが、タイヤが乗用車用の場合には、一律に１８０ｋＰａとする。さらに「正規荷重」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"とするが、タイヤが乗用車用である場合には前記各荷重の８８％に相当とする荷重とする。

図３に示されるように、前記横溝４は、直線状にのびるとともに、タイヤ軸方向に対して０゜よりも大かつ４５゜以下の角度θ１で傾斜するのが望ましい。該角度θ１が、タイヤ軸方向に対して４５゜を超えると、直進走行時、氷路でのトラクション性能が低下する傾向にある。このような観点より、横溝４の角度θ１は、好ましくは３５°以下、より好ましくは２５°以下が望ましい。

前記横溝４の溝幅Ｗ１は、排水ないし排雪性能の確保と接地面積を維持する観点から、好ましくはトレッド幅ＴＷの１．５％以上、より好ましくは２．５％以上が望ましく、また好ましくは５．５％以下、より好ましくは４．５％以下が望ましい。

また、図２に示されるように、前記縦溝３及び横溝４の溝深さＤ０及びＤ１は、特に限定されるものではないが、溝深さが大きすぎると、ブロック５の剛性が低化する傾向にあり、逆に溝深さが小さすぎると、排水ないし排雪性能が悪化する傾向にある。本実施形態のような乗用車用タイヤの場合、縦溝３及び横溝４の溝深さＤ０及びＤ１は、いずれも６．０〜１０．０mmが好適である。

図１に示されるように、各ブロック５には、該ブロック５をタイヤ軸方向に横切る向きにのびる複数本のサイピング７（本実施形態では、５又は３本）がタイヤ周方向に隔設される。サイピング７は、溝幅が小さい切り込み状をなす。走行時の外力（せん断力等）の作用により、この切り込みは閉じることができる。このため、排水性能に関与する閉じることができない前記縦溝３、横溝４などとは明瞭に区別される。

本実施形態のサイピング７は、図２及び図３に示されるように、幅Ｗ３が０．１mm以上０．３mm未満かつ深さＤ３が前記横溝４の最大深さＤ１の０．５〜０．６倍の浅狭サイピング１０と、幅Ｗ２が０．３mm以上１．０mm以下かつ深さＤ２が前記浅狭サイピング１０よりも大きい深厚サイピング１１とから構成される。

浅狭サイピング１０の幅Ｗ３が０．１mm未満になると、タイヤ加硫金型の成形面に形成されるナイフブレード（図示せず）が加硫中のタイヤから受ける力によって変形するため、加硫不良が生じるおそれがある。逆に幅Ｗ３が０．３mmを超えると、接地面積が減少し氷路及び乾燥路での操縦安定性が悪化するおそれがある。また、浅狭サイピング１０の深さＤ３が横溝４の最大深さＤ１の０．５倍未満であると、エッジ効果が発揮されず、氷路での操縦安定性が悪化するおそれがあるとともに、摩耗により著しく氷路性能が低下する。逆に深さＤ３が最大深さＤ１の０．６倍を超えると、加硫中のタイヤから受ける力によって前記ナイフブレードが変形するため、加硫不良が生じるおそれがある。即ち、上記の数値範囲に限定することで、幅の狭い前記浅狭サイピング１０は、接地面積の減少を抑制し、乾燥路及び特に氷路での操縦安定性を維持する。また、ナイフブレードが加硫中のタイヤから受ける力に耐えることができるため、加硫不良を低減できる。

また、深厚サイピング１１の幅Ｗ２が０．３mm未満になると、ブロック５を柔軟に変形できず、偏摩耗が発生し易いおそれがある。逆に幅Ｗ３が１．０mmを超えると、接地面積が減少し氷路及び乾燥路での操縦安定性が悪化するおそれがある。即ち、深さが大きい深厚サイピング１１は、ブロック５を柔軟に変形させ、ブロック踏面の接地圧の均一化を図ることができる。これにより、偏摩耗の発生を抑制する。なお、前記深厚サイピング１１の深さＤ２が、大きすぎると、ブロック剛性が過度に低下して操縦安定性が悪化するおそれがある。このような観点より、深厚サイピング１１の深さＤ２は、横溝４の最大深さＤ１の０．７０〜０．９０倍が望ましい。

さらに、浅狭サイピング１０と深厚サイピング１１とは、タイヤ周方向に交互に形成される。このため、ブロック剛性の均一化が図れ、偏摩耗の発生を抑制しつつ、サイピング７のエッジ効果と実接地面積との増加により、乾燥路及び氷路での操縦安定性をバランス良く向上することができる。

また、図１及び２に示されるように、前記浅狭サイピング１０は、両端１０ｅ、１０ｅが前記ブロック５の両側面５Ａ、５Ｂに開口する。これにより、エッジ効果が増大し氷路でのトラクション性能を向上させる。また、浅狭サイピング１０は、直線状にのびるため、浅狭サイピング１０をジグザグ状のサイピングとする場合に比して、生産性が向上する。

また、図２に示されるように、前記深厚サイピング１１は、一端１２が前記ブロック５の側面５Ａ又は５Ｂの一方に開口し、かつ、他端１３が前記ブロックの側面５Ａ又は５Ｂの他方で開口することなく終端する。

とりわけ、一端１２Ａが前記ブロック５の一側面５Ａに開口し、かつ、他端１３Ａが前記ブロックの他方の側面５Ｂに開口することなく終端する第１の深厚サイピング１１Ａと、一端１２Ｂが前記ブロック５の他方の側面５Ｂに開口し、かつ、他端１３Ｂが前記ブロックの一側面５Ａに開口することなく終端する第２の深厚サイピング１１Ｂとが浅狭サイピング１０を介して同一ブロック内で交互に形成されることが望ましい。これにより、深厚サイピング１１によるブロック５の側面５Ａ又は５Ｂの開口部１１ｃが、ブロック５の一側面５Ａと他方の側面５Ｂとに分散して配設されるため、ブロック剛性の均一化が図られ、さらに効果的に偏摩耗の発生を抑制しうる。

また、前記深厚サイピング１１のタイヤ軸方向の長さＬ３は、大きすぎるとブロック剛性を過度に低下させる傾向がある。逆に小さすぎると、ブロック５を柔軟に撓ませることができず、偏摩耗を十分に抑制できない傾向がある。このような観点より、深厚サイピング１１のタイヤ軸方向の長さＬ３は、前記ブロック５の幅Ｌ１の好ましくは６０％以上、より好ましくは７０％以上が望ましく、また好ましくは９０％以下、より好ましくは８０％以下が望ましい。

また、図３に示されるように、深厚サイピング１１は、直線状にのびる直線部１４と、該直線部１４に連なり他端１３までジグザグ状にのびるジグザグ部１５とを有する形状であることが望ましい。ジグザグ部１５を設けることにより、エッジ効果がさらに増大するため、氷路でのトラクション性能はもとより、旋回時でもサイプの大きな変形を抑制し操縦安定性を向上させる。

また、深厚サイピング１１は、前記サイピング７の中でタイヤ周方向の両側でかつ最外側に形成されるのが望ましい。これにより、タイヤの駆動、制動時に大きなせん断力が作用するタイヤ周方向両側のブロック端を十分に撓ませることができ、大きなトラクション効果を発揮することができる。

また、深厚サイピング１１は、タイヤ軸方向に対して、前記横溝４と同一方向に傾き、かつ、そのタイヤ軸方向に対する角度θ２が、前記横溝４の角度θ１の±３゜、即ち横溝４と実質的に平行であることが望ましい。これにより、深厚サイピング１１と横溝４とで挟まれるブロック端片１６のタイヤ周方向の剛性が幅方向で均一化し、該ブロック端片１６を起点とする偏摩耗等を効果的に抑制し得る。タイヤ軸方向に対する角度とは、サイピング又は溝が直線状の場合は、ブロック平面におけるサイピング又は溝の中心線とタイヤ軸方向との角度をいう。なお、ジグザグ部を有する本実施形態の深厚サイピング１１の場合は、ジグザグ部の振幅の中心を結んで形成される直線１７のタイヤ軸方向に対する角度とする。

また、前記浅狭サイピング１０は、タイヤ軸方向に対して、横溝４と同一方向に傾き、かつ、そのタイヤ軸方向に対する角度θ３が、前記深厚サイピング１１の角度θ２よりも小であることが望ましい。また、望ましくは、前記角度θ３は、タイヤ軸方向と平行となることが好ましい。これにより、偏摩耗の発生を抑制しつつ、トラクション性能を向上させることができる。

また、サイピング７のタイヤ周方向の隔設ピッチＤは、特に限定されないが、小さすぎるとブロック５の剛性が低下してゴム欠け等が生じやすくなり、逆に大きすぎても氷路面の走行性能を低下させる傾向がある。このような観点より、前記隔設ピッチＤは好ましくは２．０mm以上、より好ましくは３．０mm以上が望ましく、１０．０mm以下、より好ましくは５．０mm以下が望ましい。

また、特に限定はされないが、一般的なスタッドレスタイヤの機能として、前記トレッド部２は、６７〜７５％のランド比を有し、かつ少なくとも路面と接地するトレッドゴムが室温（２３℃）におけるＪＩＳデュロメータＡ硬さで４２〜５０度のゴム組成物で構成されるのが望ましい。

以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく種々の態様に変形して実施しうる。

本発明の効果を確認するために、図１のパターンを有しかつ表１の仕様に基づいた１９５／６５Ｒ１５の乗用車用スタッドレスタイヤが試作された。そして、各供試タイヤを排気量２０００ccの４輪駆動乗用車にリム６×１５及び内圧２００ｋＰａで装着し、氷路及び乾燥路での操縦安定性能及び偏摩耗性能がテストされた。なお、表１に示すパラメータ以外はすべて同一である。また、主な共通仕様は次の通りである。

トレッド幅ＴＷ：１７０mm
縦溝の溝幅Ｗｏ：７．５mm
縦溝の溝深さＤｏ：１０．０mm
横溝の溝幅Ｗ１：４．５mm
横溝の溝深さＤ１：８．５mm
横溝のタイヤ軸方向に対する角度θ１：１０°
深厚サイピングの幅Ｗ２：０．３mm
深厚サイピングの深さＤ２：８．０mm
ランド比：６７％（比較例１）
テスト方法は次の通りである。

＜乾燥路・氷路操縦安定性＞
上記テスト車両にて、タイヤテストコースの乾燥路面及び氷路面をそれぞれドライバー１名乗車でテスト走行し、ハンドル応答性、制動性能、駆動性能及びグリップ等に関する特性をドライバーの官能評価により比較例１を１００とする評点で評価された。数値が大きいほど良好である。

＜耐偏摩耗性能＞
上記テスト車両にて、乾燥アスファルト路面を３０００km走行し、タイヤ周上のセンター、ミドル及びショルダーブロックの各々１カ所（計３カ所）についてブロックの一端側と他端側の摩耗量の差を測定し、その平均値を求めた。結果は比較例１を１００とする指数で表示している。数値が大きいほど良好である。

＜加硫不良の有無＞
各試供タイヤを製造し、肉眼により浅狭サイピングの加硫不良の有無を確認した。５か所以上加硫不良が発見されたタイヤは不合格とした。
テストの結果等を表１に示す。

テストの結果、実施例のタイヤは、比較例に比べて乾燥路及び氷路での走行性能を有意に向上していることが確認できる。また偏摩耗性能や加硫不良についても問題がないことが確認できた。

２トレッド部
３縦溝
４横溝
５ブロック
７サイピング
１０浅狭サイピング
１１深厚サイピング

Claims

トレッド部に、タイヤ周方向にのびる縦溝と、該縦溝と交わる向きにのびる横溝とで区分された複数のブロックが設けられた空気入りタイヤであって、
前記ブロックには、該ブロックをタイヤ軸方向に横切る向きにのびる複数本のサイピングがタイヤ周方向に隔設され、
前記サイピングは、幅が０．１mm以上０．３mm未満かつ深さが前記横溝の最大深さの０．５０〜０．６０倍の浅狭サイピングと、
幅が０．３mm以上１．０mm以下かつ深さが前記浅狭サイピングよりも大きく、かつ一端が前記ブロックの一側面に開口するとともに、他端が前記ブロックの他方の側面に開口することなく終端する深厚サイピングとを含み、
前記浅狭サイピングと前記深厚サイピングとは、タイヤ周方向に交互に形成され、
しかも前記浅狭サイピングは、両端がブロックの両側面に開口することを特徴とする空気入りタイヤ。
前記深厚サイピングは、一端が前記ブロックの一側面に開口し、かつ、他端が前記ブロックの他方の側面に開口することなく終端する第１の深厚サイピングと、一端が前記ブロックの他方の側面に開口し、かつ、他端が前記ブロックの一側面に開口することなく終端する第２の深厚サイピングとが同一ブロック内で交互に形成される請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記深厚サイピングのタイヤ軸方向の長さは、前記ブロックの幅の６０〜９０％である請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
前記深厚サイピングは、前記サイピングの中でタイヤ周方向の両側でかつ最外側に形成されている請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
前記横溝は、タイヤ軸方向に対して０゜よりも大かつ４５゜以下の角度θ１で傾くとともに、
前記深厚サイピングは、タイヤ軸方向に対して、前記横溝と同一方向に傾き、かつ、その角度θ２が、前記横溝の前記角度θ１の±３゜であり、
前記浅狭サイピングは、タイヤ軸方向に対して、前記横溝と同一方向に傾き、かつ、その角度θ３が、前記深厚サイピングの前記角度θ２よりも小である請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
前記浅狭サイピングは、直線状にのびるとともに、前記深厚サイピングは、ジグザグ部を含む請求項１乃至５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。