JP5421135B2

JP5421135B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP5421135B2
Application number: JP2010008445A
Authority: JP
Inventors: 章洋西
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2010-01-18
Filing date: 2010-01-18
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2030-01-18
Also published as: JP2011143896A; US20130020001A1; CN102712222A; CN102712222B; EP2527164A4; EP2527164A1; WO2011087134A1; EP2527164B1; US8985169B2

Description

本発明は、スノータイヤなどに用いられるブロックパターンを有する空気入りタイヤにおける雪上性能の向上に関するものである。

従来、スノータイヤなどのブロックパターンを有する空気入りタイヤでは、正常内圧時であっても、走行時にトレッドのタイヤクラウン部が内側に変形してトレッドの踏面の一部が接地せずに浮き上がる、いわゆるバックリングが生じることで、雪上性能が低下してしまう場合があった。また、バックリングはタイヤの摩耗を促す原因ともなるため、偏摩耗も起こりやすい。
バックリングを抑制するためには、ラグ溝の本数を少なくしてブロック剛性を高める必要があるが、ラグ溝の本数が少なくなると、周方向のエッジ成分が減少するため、雪上性能が低下してしまうといった問題点が生じてしまう。
そこで、ブロック剛性の低いショルダー部に設けられたラグ溝に底上げ部を設けてショルダー部の剛性を高めることで、ラグ溝の本数を減らすことなく雪上性能を確保する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−１０６３１４号公報

しかしながら、ショルダー部に設けられたラグ溝に底上げ部を設けただけでは、トレッドのバックリング変形の抑制と雪上性能の向上とをともに図るには十分とはいえなかった。

本願発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、バックリング変形による偏摩耗の発生を抑制しつつ、雪上性能を向上させることができる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本願発明は、タイヤのトレッド表面にタイヤの周方向に沿って延びる複数本の周方向溝と、この周方向溝に交差する方向に沿って延びる複数本のラグ溝と、前記周方向溝と前記ラグ溝とにより区画された複数のブロックとを備えた空気入りタイヤであって、前記ラグ溝は、底上げ部を備え、前記周方向溝のうち、タイヤ幅方向外側に位置する周方向溝をショルダー溝、前記ショルダー溝よりもタイヤ幅方向中央部に位置する周方向溝を主溝、前記ショルダー溝と前記ラグ溝とにより区画されたブロックをショルダーブロック、前記ショルダー溝と前記主溝と前記ラグ溝とにより区画されたブロックをセンター側ブロックとしたとき、前記底上げ部は、前記ラグ溝の、前記ショルダー溝側に設けられ主溝と当該ラグ溝とが交差する位置よりもタイヤ幅方向外側のみに設けられ、前記底上げ部の、前記ラグ溝の前記センター側ブロックを区画する箇所に設けられた部分をセンター側ブロック側部、前記ラグ溝のショルダーブロックを区画する箇所に設けられた部分をショルダーブロック側部、前記ラグ溝のショルダー溝内に設けられた部分をショルダー溝側部としたときに、前記センター側ブロック側部と前記ショルダーブロック側部とが前記ショルダー溝側部を介して連結されていることを特徴とする。
このように、ショルダー溝とセンター側ブロック側とにも、ラグ溝の底上げ部に連続するように形成された底上げ部を設けて、周方向のエッジ成分を増加させるとともにショルダー溝内での雪柱剪断力を高めるようにしたので、雪上加速性能などの雪上性能を向上させることができる。
また、ラグ溝に、ショルダー溝を横断する連続した底上げ部を設けることで、ラグ溝のセンター側ブロック側の底上げ部とショルダーブロック側の底上げ部とが連結されるので、タイヤ幅方向の剛性を均一化することができる。したがって、ラグ溝の多いトレッドパターンを有するタイヤに生じ易いバックリングによる偏摩耗の発生を抑制しつつ、雪上性能を向上させることができる。

また、本願発明は、前記センター側ブロック側部のタイヤ周方向幅が、当該ラグ溝のタイヤ周方向幅よりも狭いことを特徴とする。
これにより、周方向のエッジ成分が更に増加するので、雪上性能を一層向上させることができる。なお、タイヤ周方向幅の狭い底上げ部は、タイヤ周方向に隣接するブロックのタイヤ正転時における蹴り出し側に設けることが好ましい。

また、本願発明は、前記ショルダーブロック側部の前記ショルダーブロックとの境界にスリットを設けるとともに、前記スリットの幅寸法を、タイヤの接地時に前記ショルダーブロックの壁面と前記スリットの壁面同士が接触する大きさに設定したことを特徴とするものである。
また、本願発明は、前記ショルダーブロック側部にタイヤ周方向に交差する方向に延長するサイプを設けるとともに、前記サイプの幅寸法を、タイヤの接地時に当該サイプの壁面同士が接触する大きさに設定したことを特徴とするものである。
このように、底上げ部にスリットやサイプを設けた構成においても、スリットやサイプの周方向幅を、タイヤの接地時には、ショルダーブロックの壁面とスリットの壁面、もしくは、サイプの壁面同士が接触する大きさに規制すれば、ショルダーブロックを確実に支持することができる。したがって、バックリングの起こり易いショルダーブロックの剛性を更に高めることができ、偏摩耗を抑制して雪上性能を向上させることができる。

また、本願発明は、前記底上げ部の前記ラグ溝の溝底からの高さ寸法を、前記ショルダー溝の深さ寸法の１０％〜２０％としたものである。
これにより、適度な排水性能を確保しつつ、雪上性能を向上させることができる。

また、本願発明は、前記ラグ溝をタイヤ幅方向に対して傾けて形成したものである。
これにより、タイヤをリム組みしJATMA規定の最大荷重、最大空気圧での接地面内において、エッジ成分が常に働くようにできるので、雪上操縦安定性も向上する。

なお、前記発明の概要は、本発明の必要な全ての特徴を列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。

本発明の実施の形態１に係る空気入りタイヤのトレッドパターンの一例を示す図である。図１のＡ−Ａ断面図、Ｂ−Ｂ断面図、及び、Ｃ−Ｃ断面図である。本実施の形態２に係る空気入りタイヤのトレッドパターンの一例を示す図である。図３のＡ−Ａ断面図、及び、Ｄ−Ｄ断面図である。本発明のタイヤの性能試験結果を示す表である。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づき説明する。
実施の形態１．
図１は本実施の形態１に係る空気入りタイヤ（以下、タイヤという）１０のトレッドパターンの一例を示す図で、図２（ａ）は図１のＡ−Ａ断面図、図２（ｂ）はＢ−Ｂ断面図、図２（ｃ），（ｄ）はＣ−Ｃ断面図である。
各図において、１１はトレッド、１２〜１４はトレッド１１の踏面側にタイヤ周方向に沿って延びるように設けられた周方向溝、１５はタイヤ幅方向に沿って延びるラグ溝、１６，１７は周方向溝１２〜１４とラグ溝１５とにより区画されたブロック、１８はブロック１６，１７に形成されたサイプ、１９はラグ溝１５に設けられた底上げ部である。なお、同図の一点鎖線で示すＣＬは車輪中心線を示す。また、ＣＬの左側をタイヤ幅方向左側、右側をタイヤ幅方向右側という。
以下、周方向溝１２〜１４のうちタイヤ幅方向中心に位置する周方向溝１３を主溝といい、タイヤ幅方向外側に位置する左右の周方向溝１２，１４をショルダー溝という。また、タイヤセンター部１１Ａに位置するブロック１６をセンターブロック、左右のタイヤショルダー部１１Ｂに位置するブロック１７をショルダーブロックという。
各ブロック１６，１７には、タイヤ周方向に交差する方向に延長するサイプ１８が形成されている。サイプ１８は、通常、スノータイヤなどには必ず設けられており、タイヤ周方向のエッジ成分を増やして雪上性能を向上させるように機能する。

底上げ部１９は、図２（ａ）に示すように、ラグ溝１５のショルダーブロック１７，１７の間で溝底から立ち上がり、ショルダーブロック１７とセンターブロック１６との間に形成された周方向溝であるショルダー溝１２を横断し、センターブロック１６，１６間で立ち下がって終端する。ショルダー溝１４を横断する底上げ部１９についても、図２（ａ）と同様の形態である。
これにより、図１に示すように、ラグ溝１５の底上げ部１９のセンターブロック側部１９ａとショルダーブロック側部１９ｂとが、ラグ溝１５の底上げ部１９のショルダー溝１２，１４内にあるショルダー溝側部１９ｃを介して連結される。すなわち、ラグ溝１５のセンターブロック１６側からショルダーブロック１７側まで連続して底上げされるので、トレッド１１のタイヤ幅方向の剛性を均一化することができる。また、底上げ部１９のショルダー溝側部１９ｃにより、ショルダー溝１２，１４にはそれぞれタイヤ周方向に段差部が形成されるので、周方向のエッジ成分が増加するとともに、雪柱剪断力を高めることができる。したがって、バックリングによる偏摩耗の発生を抑制しつつ、雪上性能を向上させることができる。

このとき、図２（ｂ）に示すように、底上げ部１９の高さｈを、ショルダー溝１２の溝深さ寸法Ｄの１０％〜２０％の範囲になるように設定することが好ましい。
底上げ部１９の高さｈがショルダー溝１２の溝深さ寸法Ｄの２０％を超えると、雪上加速性能や雪上操縦性などの雪上性能は向上するが、排水性能が低下する。一方、底上げ部１９の高さｈがショルダー溝１２の溝深さ寸法Ｄの１０％未満であると、底上げ部１９の体積が小さいため、十分なエッジ効果とブロック剛性の向上効果が得られないので、底上げ部１９の高さｈは、ショルダー溝１２の溝深さ寸法Ｄの１０％〜２０％の範囲とすることが好ましい。

また、図１に示すように、ラグ溝１５をタイヤ幅方向と平行な方向に形成するのではなく、タイヤ幅方向に対して傾けて形成することが好ましい。すなわち、ラグ溝１５をタイヤ幅方向に対して傾けると、タイヤをリム組みしJATMA規定の最大荷重、最大空気圧での接地面内においても、エッジ成分が常に働くようにできる。したがって、雪上加速性能のみならず、雪上操縦安定性についても向上させることができる。

なお、底上げ部１９のショルダーブロック側部１９ｂとショルダーブロック１７とは密着されていてもよいが、図２（ｃ）に示すように、ショルダーブロック１７と底上げ部１９との間にスリット１９ｓを設けたり、図２（ｄ）に示すように、サイプ１９ｋを設けるなどしてもよい。
前記スリット１９ｓのタイヤ周方向幅としては、タイヤの接地時において、底上げ部１９の側壁１９ｎとショルダーブロック１７の側壁１７ｎとが接するような大きさに設定すればよい。また、サイプ１９ｋのタイヤ周方向幅としては、タイヤの接地時において、サイプ１９ｋの壁面１９ｄ同士が接触するような大きさとすればよい。
これにより、タイヤの接地時においては、ショルダーブロック１７と底上げ部１９とが密着するので、底上げ部１９がショルダーブロック１７を確実に支持することができる。したがって、バックリングの起こり易いショルダーブロック１７の剛性を更に高めることができ、偏摩耗を抑制することができる。

このように、実施の形態１では、ブロックパターンを有するタイヤ１０において、主溝１３及びショルダー溝１２，１４に交差する方向に沿って延びるラグ溝１５に、センターブロック１６とショルダーブロック１７とを区画するショルダー溝１２，１４を横断する底上げ部１９を設けるとともに、この底上げ部１９の高さｈを、ショルダー溝１２，１４の溝深さ寸法Ｄの１０〜２０％としたので、排水性能を低下させることなく、雪上性能を向上させることができる。
また、ラグ溝１５のセンターブロック１６側からショルダーブロック１７側まで連続して底上げされるので、トレッド１１のタイヤ幅方向の剛性を均一化することができる。したがって、バックリングによる偏摩耗の発生を効果的に抑制することができる。

実施の形態２．
図３は実施の形態２に係る空気入りタイヤ（以下、タイヤという）２０のトレッドパターンの一例を示す図で、図４（ａ）は図３のＡ−Ａ断面図、図４（ｂ）はＤ−Ｄ断面図である。なお、図３のＢ−Ｂ断面図とＣ−Ｃ断面図とは、図２（ｂ）及び図２（ｃ），（ｄ）と同様であるので、省略した。
本例のタイヤ２０は、２本の主溝１３Ａ，１３Ｂと２本のショルダー溝１２，１４と、主溝１３Ａと主溝１３Ｂとラグ溝１５とにより区画されたセンターブロック２１と、ショルダー溝１２，１４とラグ溝１５とにより区画されたショルダーブロック１７と、主溝１３Ａまたは主溝１３Ｂとショルダー溝１２，１４とラグ溝１５とにより区画された中間ブロック２２とを備える。
本例のタイヤ２０は、ラグ溝１５のショルダーブロック１７，１７の間で溝底から立ち上がり、ショルダーブロック１７と中間ブロック２２との間に形成された周方向溝であるショルダー溝１２，１４を横断し、中間ブロック２２，２２間で立ち下がって終端する底上げ部２９を備える。

本例では、底上げ部２９の中間ブロック２２を区画する箇所である中間ブロック側部２９ａのタイヤ周方向幅ｗを、当該ラグ溝１５のタイヤ周方向幅Ｗよりも狭くするとともに、底上げ部２９の中間ブロック側部２９ａを、中間ブロック２２のタイヤ正転時における蹴り出し側となる側に設けるようにしている。なお、本例では、底上げ部２９のショルダーブロック側部２９ｂ及び底上げ部２９のショルダー溝側部２９ｃのタイヤ周方向幅は、当該ラグ溝１５のタイヤ周方向幅Ｗに等しくしている。
図３のタイヤ２０のように、周方向溝の本数が多いタイヤでは、排水性能は向上するがタイヤ全体のエッジ効果が小さくなる。しかし、底上げ部２９の中間ブロック側部２９ａのタイヤ周方向幅ｗを、ラグ溝１５のタイヤ周方向幅Ｗよりも狭くすることで、タイヤ周方向のエッジ成分を増加させることができるので、排水性能を低下させることなく、雪上性能を向上させることができる。

なお、実施の形態１のタイヤ１０においても、実施の形態２と同様に、底上げ部１９のセンターブロック側部１９ａのタイヤ周方向幅ｗを、当該ラグ溝１５のタイヤ周方向幅Ｗよりも狭くすれば、タイヤ周方向のエッジ成分を増加させることができるので、雪上性能を更に向上させることができる。
また、実施の形態２では、ブロックパターンを有するタイヤ２０について説明したが、本発明は、センターブロック２１から成るブロック列に代えて、リブ状のセンター陸部を備えたタイヤなど、ブロックパターン以外のトレッドパターンを有するタイヤにも適用可能であることはいうまでもない。

図１に示した、ショルダー溝を横断する底上げ部を有するラグ溝を備えたタイヤ（本発明１，２）と、ラグ溝に底上げ部がない従来のタイヤ（従来例）と、底上げ部の高さが高いタイヤ（比較例）とを準備し、上記各タイヤを試験車両に搭載して、走行試験を行い、ドライ実車操縦安定性能、雪上実車操縦安定性能、雪上加速性能、ウエットブレーキ性能を評価した結果を図５の表に示す。
本実施例に用いたタイヤのショルダー溝の深さは９．１ｍｍである。
本発明１のタイヤ；底上げ部の高さがショルダー溝の溝深さ寸法の１５％。
本発明２のタイヤ；底上げ部の高さがショルダー溝の溝深さ寸法の２０％。
比較例のタイヤ；底上げ部の高さがショルダー溝の溝深さ寸法の２５％。
タイヤサイズは２４５／４５Ｒ１７、使用リムは６．６Ｊ、内圧は２２０ｋＰａである。
ドライ実車操縦安定性能及び雪上実車操縦安定性能は、一周３ｋｍのドライアスファルトのコースと雪路のコースとをそれぞれ走行し、要した時間を記録し、その逆数を、従来例を１００とした指数で表示したものである。数字が高い程性能が高い。
雪上加速性能は、車速５ｋｍ／ｈで雪上を走行した後、アクセルを踏んで加速し車速が４０ｋｍ／ｈに到達するのに要する時間(加速時間)を測定し、従来例を１００とした指数で評価した。数字が高い程加速時間が短く、雪上加速特性能が高い。
ウエットブレーキ性能は、路面に水深約２ｍｍの水膜を張り、車速８０ｋｍ／ｈにてブレーキをかけ、ブレーキをかけてから車両が停止するまでに要する時間(減速時間)を測定し、従来例を１００とした指数で評価した。数字が高い程減速時間が短く、ウエットブレーキ性能が高い。
図５の表から明らかなように、本発明によるタイヤは、いずれも、十分なウエットブレーキ性能を維持しつつ、雪上実車操縦安定性能及び雪上加速性能が向上していることから、ショルダー溝を横断する底上げ部を有するラグ溝を設けることで、排水性能を低下させることなく、雪上性能を向上させることができること確認された。また、ドライ実車操縦安定性能も従来例より向上していることから、バックリングの発生を抑制できることも確認された。
これに対して、比較例のタイヤでは、雪上性能とドライ実車操縦安定性能は向上しているものの、ウエットブレーキ性能が若干低下していることから、底上げ部の高さを２０％以下にすることが好ましいことが確認された。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に記載の範囲には限定されない。前記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者にも明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲から明らかである。

このように、本発明によれば、排水性能を低下させることなく、ブロック剛性とエッジ効果を向上させることができるので、バックリング変形による偏摩耗の発生を抑制しつつ、雪上性能を向上させることができる空気入りタイヤを得ることができる。

１０空気入りタイヤ、１１トレッド、１１Ａタイヤセンター部、
１１Ｂタイヤショルダー部、１２，１４ショルダー溝、１３主溝、
１３Ａ，１３Ｂ主溝、１５ラグ溝、１６センターブロック、
１７ショルダーブロック、１８サイプ、
１９底上げ部、１９ａ底上げ部のセンターブロック側部、
１９ｂ底上げ部のショルダーブロック側部、１９ｃ底上げ部のショルダー溝側部、
２０空気入りタイヤ、２１センターブロック、
２２中間ブロック、２９底上げ部。

Claims

タイヤのトレッド表面にタイヤの周方向に沿って延びる複数本の周方向溝と、この周方向溝に交差する方向に沿って延びる複数本のラグ溝と、前記周方向溝と前記ラグ溝とにより区画された複数のブロックとを備えた空気入りタイヤであって、
前記ラグ溝は、底上げ部を備え、
前記周方向溝のうち、タイヤ幅方向外側に位置する周方向溝をショルダー溝、前記ショルダー溝よりもタイヤ幅方向中央部に位置する周方向溝を主溝、前記ショルダー溝と前記ラグ溝とにより区画されたブロックをショルダーブロック、前記ショルダー溝と前記主溝と前記ラグ溝とにより区画されたブロックをセンター側ブロックとしたとき、
前記底上げ部は、前記ラグ溝の、前記ショルダー溝側に設けられ主溝と当該ラグ溝とが交差する位置よりもタイヤ幅方向外側のみに設けられ、
前記底上げ部の、前記ラグ溝の前記センター側ブロックを区画する箇所に設けられた部分をセンター側ブロック側部、前記ラグ溝のショルダーブロックを区画する箇所に設けられた部分をショルダーブロック側部、前記ラグ溝のショルダー溝内に設けられた部分をショルダー溝側部としたときに、
前記センター側ブロック側部と前記ショルダーブロック側部とが前記ショルダー溝側部を介して連結されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記センター側ブロック側部のタイヤ周方向幅が、当該ラグ溝のタイヤ周方向幅よりも狭いことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記ショルダーブロック側部の前記ショルダーブロックとの境界にはスリットが設けられており、前記スリットの幅寸法が、タイヤの接地時に前記ショルダーブロックの壁面と前記スリットの壁面同士が接触する大きさであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤ。
前記ショルダーブロック側部にはタイヤ周方向に交差する方向に延長するサイプが設けられており、前記サイプの幅寸法が、タイヤの接地時に当該サイプの壁面同士が接触する大きさであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤ。
前記底上げ部の前記ラグ溝の溝底からの高さ寸法が、前記ショルダー溝の深さ寸法の１０％〜２０％であることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
前記ラグ溝はタイヤ幅方向に対して傾いていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。