JP5009050B2

JP5009050B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP5009050B2
Application number: JP2007136857A
Authority: JP
Inventors: 弘幸古谷
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2007-05-23
Filing date: 2007-05-23
Publication date: 2012-08-22
Anticipated expiration: 2027-05-23
Also published as: JP2008290532A

Description

本発明は、トレッド面の陸部にディンプルを設けた空気入りタイヤに関する。

従来、下記特許文献１〜３に開示されているように、アイス路面での走行性能（以下、アイス性能と称する。）を高める目的で、トレッド面の陸部に小孔状のディンプルを設けた空気入りタイヤが知られている。かかるタイヤによれば、車両走行時に陸部表面に存在する擬似水膜をディンプルで吸水して除去することにより、アイス路面上で優れたエッジ効果を発現して制動力や旋回力を高めることができる。

しかしながら、本発明者が研究を重ねたところ、従来のタイヤではアイス性能に未だ改善の余地があることが判明した。すなわち、ディンプルが設けられた陸部は、剛性が低下するために倒れ込みが大きくなる傾向にあり、それ故にディンプルが閉塞し易く、除水効果及びエッジ効果が有効に発現されない場合があることが分かった。かかる傾向は、陸部高さが比較的高いタイヤ新品時において特に顕著となる。一方、トレッド面が摩耗して陸部高さが下がった状態では、陸部の剛性が高くなり過ぎるために倒れ込み難くなり、エッジ効果が十分に得られない場合があることが分かった。

なお、下記特許文献４には、陸部としてのブロックの中央部表面に、横断面積が深さ方向に大きくある小穴を形成したタイヤが開示されている。但し、この小穴は、ブロックに垂直荷重が負荷された際にブロック端に移動するゴム量を吸収することで、重荷重用空気入りタイヤにおける耐偏摩耗性を向上するものであり、上記問題に関しての解決手段を開示するものではない。つまり、アイス性能を確保するには、陸部の倒れ込み対策と共にディンプルの開口を確保することが大変重要となってくるが、上記の構造はそれらを示唆するものではない。
特開２００６−１６８４９８号公報特開平１０−２７２９０５号公報特開平９−１２３７１３号公報特開平８−１１８９１８号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、タイヤ新品時や摩耗後の状態において優れたアイス性能を発揮することができる空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち、本発明に係る空気入りタイヤは、トレッド面の陸部にディンプルを設けた空気入りタイヤにおいて、前記ディンプルの内壁面に前記ディンプルが閉塞するのを抑制する凸部が設けられているとともに、前記ディンプルの内径が深さ方向に向かって大きくなるように形成され、前記凸部が前記ディンプルの深さ方向に沿って棒状に延在し、前記凸部が前記ディンプルの深さ方向に向かって突出量を小さくするものである。

本発明に係る空気入りタイヤでは、陸部に設けたディンプルの内壁面に凸部が設けられていることにより、陸部が大きく倒れ込んだ場合にもディンプルの閉塞を抑制して開口を確保することができる。そのため、陸部の倒れ込みが大きいタイヤ新品時においてもディンプルによる除水効果及びエッジ効果を有効に発現して、優れたアイス性能を発揮することができる。また、本発明では、ディンプルの内径が深さ方向に向かって大きくなることから、摩耗後の状態において陸部の剛性が高くなり過ぎることを抑制でき、それによって陸部を適度に倒れ込ませてエッジ効果を適切に発現して、優れたアイス性能を発揮することができる。なお、かかるディンプルの形状により、特にタイヤ新品時においては陸部が倒れ込み易くなるものの、ディンプルの閉塞は上述のように凸部によって抑制される。

上記において、少なくとも一対の前記凸部が互いに対向するように配置されていることが好ましい。かかる構成によれば、凸部同士が互いに当接することでディンプルの閉塞を抑制できるため、凸部の突出量を過度に大きくする必要がない。そのため、凸部の剛性を適度に確保でき、ディンプルの閉塞を適切に抑制することができる。

本発明では、前記凸部が前記ディンプルの深さ方向に沿って棒状に延在する。かかる構成によれば、ディンプルの閉塞を抑制する効果を、摩耗の進行に対して連続的に且つ安定して発現することができる。また、凸部の剛性及びディンプルの成形性の観点からも好ましいものとなる。

本発明では、前記凸部が前記ディンプルの深さ方向に向かって突出量を小さくする。かかる構成によれば、摩耗の進行に伴って凸部の突出量が少なくなるため、摩耗後に陸部の剛性が高くなり過ぎることを適切に抑制でき、エッジ効果を高めてアイス性能をより向上することができる。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る空気入りタイヤのトレッド面の一例を示す展開図である。図２は、そのトレッド面に設けたブロックを拡大して示す平面図であり、図３は、そのＡ−Ａ矢視断面図である。このトレッド面には、タイヤ周方向に連続して延びる４本の主溝８と、その主溝８に交差して延びる横溝９とが設けられており、それらによって陸部が複数のブロック１に区分されている。

各ブロック１の表面には複数のディンプル２が設けられており、本実施形態では、１つのブロック１に対して、平面視円形をなす１６個のディンプル２が４行４列にて配列された例を示す。ディンプル２の深さｄ１としては、主溝８の深さｄ２に対して１０〜９０％、好ましくは１０〜５０％であるものが例示される。なお、ディンプル２のサイズや個数は、アイス路面上でエッジ効果が適度に発現されるように除水効果を奏するものであれば特に制限されない。

ディンプル２の内壁面には、ディンプル２が閉塞するのを抑制する凸部３が設けられている。本発明では、少なくとも一対の凸部が互いに対向して配置されていることが好ましく、本実施形態ではタイヤ周方向とタイヤ幅方向とで対向する二対の凸部３が設けられている。ディンプル２が設けられたブロック１は、剛性が低下するために制動時や旋回時に大きく倒れ込み易いが、その場合には、凸部３同士が互いに当接して支え合うことでディンプル２の閉塞を抑制するため、ディンプル２による除水効果及びエッジ効果を適切に発現して、優れたアイス性能を発揮することができる。

タイヤ新品時においては、ブロック１の高さやディンプル２の深さが未だ減少しておらず、それ故にブロック１の倒れ込みが大きくなる傾向にある。しかしながら、本発明によれば、そのようなブロック１の倒れ込みが大きいタイヤ新品時においても、上述したディンプル２による除水効果及びエッジ効果を有効に発現して、優れたアイス性能を発揮することができる。

凸部３は、本実施形態のようにディンプル２の深さ方向に沿って棒状に延在することが好ましく、それによってディンプル２の閉塞を抑制する効果を、トレッド面の摩耗の進行に対して連続的に且つ安定して発現することができる。かかる場合、凸部３は、ディンプル２の開口端２ａから深さ方向に延びていることが好ましく、それによりタイヤ新品時においてディンプル２の開口を確実に確保することができる。

ディンプル２の閉塞は、凸部３が設けられた方向に沿って抑制される。したがって、例えばタイヤ周方向に沿って設けられた凸部３によれば、ディンプル２のタイヤ前後方向における閉塞を抑制することができ、それによってアイス制動性能を高めることができる。なお、本発明では、タイヤ周方向又はタイヤ幅方向に対して傾斜する方向に沿って凸部を設けてもよく、１つのディンプルに対して単一の凸部を設けてもよい。

ディンプル２は、図３に示すように内径が深さ方向に向かって大きくなるように形成されている。これにより、摩耗後の状態においてブロック１の剛性が高くなり過ぎることを抑制し、ブロック１を適度に倒れ込ませることでエッジ効果を適切に発現して、優れたアイス性能を発揮することができる。タイヤ新品時においては、ディンプル２をこのような形状にすることでブロック１が倒れ込み易くなるものの、ディンプル２の閉塞は上述のように凸部３により抑制される。

ディンプル２は、本実施形態のように内径を深さ方向に漸増させるものが好ましい。ディンプル２の底面２ｂにおける内径Ｄ１は、タイヤ新品時の開口端２ａにおける内径Ｄ２に対する比Ｄ１／Ｄ２が１．１以上、好ましくは２．０以上となるように設定されており、したがってディンプル２の底面積（Ｄ１^２π／４）は開口端面積（Ｄ２^２π／４）よりも大となる。内径Ｄ２としては、０．５〜３．０ｍｍであるものが例示される。

タイヤ新品時において、ディンプル２の開口端面積（Ｄ２^２π／４）に対する凸部３の総接地面積の割合は１０〜５０％であることが好ましい。この割合が１０％未満であると、凸部３によるディンプル２の閉塞を抑制する効果が小さくなる傾向にあり、５０％を超えると、ディンプル２の容積が小さくなって除水効果が小さくなる傾向にある。

本実施形態では、図３に示すように、凸部３がディンプル２の深さ方向に向かって突出量を小さくするようにして設けられている。これにより摩耗の進行に伴って凸部３の突出量が少なくなるため、摩耗後にブロックの剛性が高くなり過ぎることを適切に抑制でき、エッジ効果を高めてアイス性能をより向上することができる。つまり、摩耗後の状態ではブロック１の剛性が高くなって倒れ込み難くなるが、このように凸部３の突出量を減じておくことで、摩耗後の状態においてブロック１が適度に倒れ込むことができる。

ブロック１を構成するゴムの硬度は特に制限されないが、アイス路面に対して適度な粘着効果を発揮する程度に軟質で、且つ、ブロック１が倒れ込んだ際に凸部３が容易に潰れない程度に硬質であることが好ましい。

本発明の空気入りタイヤは、トレッド面の陸部に上記の如きディンプルを設けること以外は、通常の空気入りタイヤと同等であり、従来公知の材料、形状、構造、製法などが何れも本発明に採用することができる。

本発明の空気入りタイヤは、前述の如き作用効果を奏してアイス性能に優れるため、特にスタッドレスタイヤとして有用である。

［別実施形態］
（１）本発明に係る空気入りタイヤは、前述の実施形態で示したトレッドパターンを有するものに限られず、種々のパターン形状を採用することができる。本発明では、トレッドパターンがリブ基調であっても構わないが、上述の如き作用効果を奏することから、倒れ込みの問題が顕著なブロック基調のトレッドパターンにおいて特に有用である。

（２）本発明では、上記の如きディンプル構造を、トレッドパターン内の全ての陸部に対して適用することができるが、トレッドパターン内の一部の陸部に対してだけ適用しても構わない。また、トレッド面の部位に応じてディンプル構造を異ならせてもよく、例えば制動時の寄与が大きいセンター部では凸部をタイヤ周方向に沿って設け、旋回時の寄与が大きいショルダー部では凸部をタイヤ幅方向に沿って設けるようにすれば、制動時及び旋回時の両方でディンプルの閉塞を適切に抑制することができる。

（３）図４は、本発明の別実施形態に係るディンプルの縦断面図である。このディンプル５では、凸部６が開口端５ａから深さ方向に延びるもディンプル５の底面５ｂにまでは達していない。これにより、陸部の剛性が高くなりがちな摩耗後の状態において、陸部を適度に倒れ込ませることができ、エッジ効果を高めてアイス性能を向上することができる。かかる場合、凸部６は、ディンプル５の開口端５ａから深さの８０％以上、好ましくは９０％以上となる位置にまで達している。

（４）前述の実施形態では、ディンプルが平面視円形をなす例を示したが、本発明はこれに限られず、図５ａ〜５ｃに示すような多角形であってもよい。ディンプル１１〜１３は、その平面視形状がそれぞれ四角形、六角形、八角形をなしており、かかる形状であっても、前述の如き作用効果を奏して優れたアイス性能を発揮することができる。しかも、このようなディンプルでは、形状に基づいて閉塞し難い方向と閉塞し易い方向とがあるため、例えば閉塞し易い方向にのみ凸部を設けることで、ディンプルの閉塞を抑制しつつ容積を確保して除水効果を高めることができる。また、隣合うディンプルの間隔が同じであれば、円形よりも容積を増加できるために除水効果が向上する。

（５）前述の実施形態では、凸部が平面視矩形をなす例を示したが、本発明はこれに限られず、図６ａ〜６ｄに示すような形状でも構わない。図６ａは、ディンプル１４に設けられた凸部１５が平面視三角形をなす例である。図６ｂは、ディンプル１６に設けられた凸部１７が先端が丸みを帯びた平面視台形をなす例である。図６ｃは、ディンプル１８に設けられた凸部１９が平面視台形をなす例である。図６ｄは、ディンプル２０に設けられた凸部２１が平面視台形をなして３本設けられた例である。

これらの凸部の突出量及び内壁面に連なる根元の幅を同じにした場合、ディンプルの容積はディンプル１４、ディンプル２０、ディンプル１６、ディンプル１８の順で大きく、その順に除水効果が大きい。一方、凸部同士が接触する面積は、ディンプル１８、ディンプル１６、ディンプル２０、ディンプル１４の順で大きく、その順にディンプルの閉塞を抑制する効果が大きい。加えて、ディンプル１６では、凸部１７同士の当接による欠け損傷を抑制できるという利点がある。なお、図例では、ディンプルの開口端面積に対する凸部の接地面積の割合が、ディンプル１４で２９．８％、ディンプル１６で４１．３％、ディンプル１８で４２．７％、ディンプル２０で３２．０％である。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示すため、アイス制動性能を評価したので説明する。アイス制動性能は、タイヤを実車（３０００ｃｃクラスのセダン）に装着してアイス路面を走行させ、速度４０ｋｍ／ｈで制動力をかけてＡＢＳを作動させたときの制動距離を測定することで評価し、タイヤ新品時と摩耗後の状態（主溝深さの８０％まで）とを対象にした。評価結果は比較例１を１００としたときの指数で示し、数値が大きいほど制動距離が短くアイス制動性能に優れていることを示す。

比較例１〜３及び実施例
図１に示したトレッド面のブロックに、内径が一定であるディンプル（図７ａ）を設けたものを比較例１、内径が深さ方向に大きくなるディンプル（図７ｂ）を設けたものを比較例２、内径が一定で凸部が形成されたディンプル（図７ｃ）を設けたものを比較例３、内径が深さ方向に大きくなり凸部が形成されたディンプル（図３）を設けたものを実施例とした。各例では、ディンプルの開口端における内径を３ｍｍ、ディンプルの深さを主溝深さの９０％とし、比較例２及び実施例ではディンプルの底面における内径を５ｍｍとした。また、比較例３では、凸部の突出量を１．２ｍｍ一定とし、実施例では、凸部の突出量を開口端にて１．２ｍｍ且つ底面にて０ｍｍとした。評価結果を表１に示す。

比較例１では、新品時にブロックが大きく倒れ込み、摩耗後にブロックの剛性が高くなることから、新品時及び摩耗後の両方においてアイス制動性能が相対的に低い。また、比較例２では、摩耗後のアイス制動性能が改善されているものの、新品時のブロックの倒れ込みがより大きくなることから、新品時のアイス制動性能が悪化している。一方、比較例３では、新品時のアイス制動性能が改善されているものの、摩耗後のブロックの剛性がより高くなることから、摩耗後のアイス制動性能が悪化している。これらに対して、実施例では、新品時にブロックが倒れ込んだ際には凸部によりディンプルの閉塞を抑制し、摩耗後には、そのディンプル形状によりブロックの剛性が高くなり過ぎることを抑制することで、タイヤ新品時と摩耗後の両方において優れたアイス制動性能を発揮できている。

本発明に係る空気入りタイヤのトレッド面の一例を示す展開図トレッド面に設けたブロックを拡大して示す平面図図２のＡ−Ａ矢視断面図本発明の別実施形態に係るディンプルの縦断面図本発明の別実施形態に係るディンプルの平面図本発明の別実施形態に係るディンプルの平面図本発明の別実施形態に係るディンプルの平面図本発明の別実施形態に係るディンプルの平面図本発明の別実施形態に係るディンプルの平面図本発明の別実施形態に係るディンプルの平面図本発明の別実施形態に係るディンプルの平面図比較例１のディンプル構造を示す縦断面図比較例２のディンプル構造を示す縦断面図比較例３のディンプル構造を示す縦断面図

符号の説明

１ブロック
２ディンプル
２ａ開口端
２ｂ底面
３凸部

Claims

トレッド面の陸部にディンプルを設けた空気入りタイヤにおいて、前記ディンプルの内壁面に前記ディンプルが閉塞するのを抑制する凸部が設けられているとともに、前記ディンプルの内径が深さ方向に向かって大きくなるように形成され、前記凸部が前記ディンプルの深さ方向に沿って棒状に延在し、前記凸部が前記ディンプルの深さ方向に向かって突出量を小さくすることを特徴とする空気入りタイヤ。
少なくとも一対の前記凸部が互いに対向するように配置されている請求項１記載の空気入りタイヤ。