JP5533426B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、特に、使用初期での氷雪上性能を改善した空気入りタイヤに関するものである。
氷雪路面での走行時における氷上制動性や雪上操縦安定性などの氷雪上性能を向上した空気入りタイヤとしては、いわゆるスタッドレスタイヤが知られている。このスタッドレスタイヤは、トレッド部のコンパウンドに微細な突起物を充填剤として配合することで氷表面を噛むエッジ効果を得るもの、またはトレッド部に微細空隙を含むゴム材を用いることでエッジ効果および吸水効果を得るものがある。
ところが、一般に、ゴムが加硫硬化される際、金型に直接接するトレッド面には、充填剤や微細空隙を含む凹凸状のゴム層が露出することなくほぼ平坦になる。このため、タイヤの使用初期においては、充填剤や微細空隙による凹凸状のゴム層がトレッド面に存在しないことから、充填剤や微細空隙の効果が十分に発揮されないおそれがある。
そこで、従来、特許文献1に記載の空気入りタイヤは、トレッド面に複数の主溝で区画された複数の陸部を有し、タイヤ幅方向に延びる少なくとも1つのサイプによって前記陸部が分割されてサブブロックが形成された空気入りタイヤにおいて、前記陸部に、前記サイプよりも浅く、この陸部内で閉じる形状とされた浅溝がそれぞれ交差および接することなく独立して複数形成されている。この特許文献1に記載の空気入りタイヤは、比較的大きな力に対しては主溝のエッジ効果が、陸部の変形に留まる程度の比較的小さな力に対してはサイプのエッジ効果が、そして更に微小な力に対しては浅溝のエッジ効果が発揮されるとしている。
特開2006−151231号公報
しかしながら、上述した特許文献1に記載の空気入りタイヤでは、陸部内で閉じる形状とされた浅溝が、サイプに交差および接することなく独立して形成されている。このため、浅溝の形成する水路が閉じた形状となり、雪や水の排出性能を向上することができない。この結果、氷雪上性能の改善効果が得難いという問題がある。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、使用初期であっても雪や水を十分に排出して氷雪上性能を改善することのできる空気入りタイヤを提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の空気入りタイヤは、トレッド面に、タイヤ周方向に延在する複数の主溝で区画形成されたリブ状の陸部、および/または前記主溝に交差する複数のラグ溝と前記主溝とで区画形成されたブロック状の陸部を有する空気入りタイヤにおいて、前記陸部の表面に形成された複数の小孔と、前記陸部の表面に形成され、前記小孔の深さに比較して小さな段差を有し、かつ前記小孔の周囲に少なくとも3つ隣接して設けられた突起と、を備えることを特徴とする。
この空気入りタイヤによれば、陸部の表面に突起を複数配置したことにより、氷雪路面とトレッド面との間に介在する水膜の水を突起間に形成された水路に通して排水することで実質的な接地面を確保でき、氷雪上性能の向上を図ることができる。しかも、突起は、小孔の周囲に少なくとも3つ隣接して設けられているため、突起間の水路を通過する水を小孔に集め、当該小孔で吸水するため、より接地面を確保することができ、氷上性能の向上を図ることができる。この結果、使用初期であっても雪や水を十分に排出して氷雪上性能を改善することができる。
また、本発明の空気入りタイヤは、前記陸部に、サイプが形成されていることを特徴とする。
この空気入りタイヤによれば、陸部にサイプが形成されていると、エッジ効果および排水効果が得られ、上述した突起と相乗して氷雪上性能を改善する効果を顕著に得ることができる。
また、本発明の空気入りタイヤは、1つの前記突起の表面積S1が、0.05[mm]≦S1≦20[mm]の範囲に設定され、かつ1つの前記小孔の口径S2が、0.5[mm]≦S2≦1.5[mm]の範囲に設定されていることを特徴とする。
突起の表面積S1が、0.05[mm]以上であると、突起の接地面の確保、および突起の実接地面の剛性を確保することができる。一方、突起の表面積S1が、20[mm]以下であると、陸部の表面での水路を十分に確保でき、排水性能を向上することができる。しかも、小孔の口径S2が、0.5[mm]以上であれば、吸水性能を得ることができる。一方、小孔の口径S2が、1.5[mm]以下であれば、小孔への雪詰まりの発生を抑えられる。したがって、この空気入りタイヤによれば、実接地面の剛性を確保しつつ排水性能および排雪性能を向上し、氷雪上性能をより改善することができる。
また、本発明の空気入りタイヤは、前記突起の高さHが、0.1[mm]≦H≦1.0[mm]の範囲に設定されていることを特徴とする。
突起の高さHを0.1[mm]以上にすることで、水や雪を排出するために十分な通路や凹部を得ることができる。また、突起の高さHを1.0[mm]以下にすることで、突起の接地時の変形による偏摩耗(ヒールアンドトウ摩耗)の発生を抑制することができる。したがって、この空気入りタイヤによれば、接地時の偏摩耗を抑制しつつ排水性能および排雪性能を向上し、氷雪上性能をより改善することができる。
また、本発明の空気入りタイヤは、前記突起同士の最短隣接距離Dが、0.3[mm]≦D≦1.5[mm]の範囲に設定されていることを特徴とする。
突起同士の最短隣接距離Dを0.3[mm]以上にすることで、排水のために十分な通路を得ることができる。また、突起同士の最短隣接距離Dを1.5[mm]以下にすることで、陸部の剛性の低下を抑えて走行性能を維持することができる。したがって、この空気入りタイヤによれば、排水効果を得つつ走行性能を維持し、氷雪上性能をより改善することができる。
また、本発明の空気入りタイヤは、前記突起の接地形状が、円形状であることを特徴とする。
この空気入りタイヤによれば、突起の接地形状を円形状としたことで、排水のための通路の分岐点および交差点での通路幅を容易に確保し、かつ突起への外力の角度に対する剛性差を緩和するので、走行性能の変化を抑制することができる。
本発明に係る空気入りタイヤは、使用初期であっても雪や水を十分に排出して氷雪上性能を改善することができる。
図1は、本発明の実施の形態に係る空気入りタイヤにおける陸部の斜視図である。 図2は、本発明の実施の形態に係る空気入りタイヤにおけるトレッド面の平面図である。 図3は、本発明の実施の形態に係る空気入りタイヤにおけるトレッド面の平面図である。 図4は、本発明の実施の形態に係る空気入りタイヤにおけるトレッド面の平面図である。 図5は、本発明の実施の形態に係る空気入りタイヤにおける突起および小孔の他の例の平面図である。 図6−1は、本発明の実施の形態に係る空気入りタイヤにおける突起の側面図である。 図6−2は、本発明の実施の形態に係る空気入りタイヤにおける突起の側面図である。 図6−3は、本発明の実施の形態に係る空気入りタイヤにおける突起の側面図である。 図7は、本発明の実施例に係る空気入りタイヤの性能試験の結果を示す図表である。
以下に、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施の形態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的に同一のものが含まれる。また、この実施の形態に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。
以下の説明において、タイヤ径方向とは、空気入りタイヤの回転軸(図示せず)と直交する方向をいい、タイヤ径方向内側とはタイヤ径方向において回転軸に向かう側、タイヤ径方向外側とは、タイヤ径方向において回転軸から離れる側をいう。また、タイヤ幅方向とは、前記回転軸と平行な方向をいい、タイヤ幅方向内側とはタイヤ幅方向においてタイヤ赤道面(図示せず)に向かう側、タイヤ幅方向外側とは、タイヤ幅方向においてタイヤ赤道面から離れる側をいう。また、タイヤ周方向とは、前記回転軸を中心軸とする周方向である。また、タイヤ赤道面とは、空気入りタイヤの回転軸に直交すると共に、空気入りタイヤのタイヤ幅の中心を通る平面である。
本実施の形態の空気入りタイヤは、氷雪路面に用いられるスタッドレスタイヤやオールシーズンタイヤとして好適である。この空気入りタイヤは、図1および図2に示すように、トレッド部1を有している。トレッド部1は、ゴム材からなり、空気入りタイヤのタイヤ径方向の最も外側で露出し、その表面(以下、トレッド面という)11が空気入りタイヤの輪郭となる。本実施の形態において、トレッド面11は、空気入りタイヤを装着する車両(図示せず)が走行した場合に路面と接触する踏面となる。
トレッド面11は、タイヤ周方向に沿って延在する複数の主溝2が、タイヤ幅方向に複数並設されている。タイヤ周方向に沿って延在するとは、タイヤ周方向に対して±5度以下(実質0度)の角度を有していることを含む。この主溝2は、タイヤ新品時を基準とし、トレッド面11に開口する溝幅が3[mm]以上で、かつ溝深さが4[mm]以上に規定されたものをいう。そして、トレッド面11は、複数の主溝2により、タイヤ周方向に沿って延び、タイヤ赤道面と平行なリブ状の陸部3が複数形成されている。
また、トレッド面11は、主溝2に交差(連通)して設けられてタイヤ周方向にエッジ成分を有するラグ溝4が、タイヤ周方向に複数並設されている。ラグ溝4は、タイヤ幅方向に対して平行、または所定の角度を有して設けられている。また、ラグ溝4は、湾曲または屈曲して設けられている場合もある。このラグ溝4は、タイヤ新品時を基準とし、主溝2や、後述する小孔5およびサイプ7の規定に属さず、かつ溝深さが主溝2の溝深さ以下のものをいう。そして、トレッド面11は、複数のラグ溝4がタイヤ幅方向に隣接する主溝2に交差(連通)して設けられることで、この複数の主溝2および複数のラグ溝4により、リブ状の陸部3が、複数のブロック状の陸部3として形成される。図1および図2では、陸部3をブロック状のものとして示している。なお、ラグ溝4が、タイヤ幅方向に隣接する主溝2の一方にのみ交差(連通)して設けられている場合は、リブ状の陸部3が形成される。
上述した陸部3の表面(トレッド面11)には、サイプ7が形成されている。サイプ7は、主にタイヤ幅方向に延在して細溝状に切り込まれたものである。サイプ7は、本実施の形態では、図1および図2において、タイヤ幅方向に隣接する主溝2に開口して設けられた開口サイプとして示している。この開口サイプの他には、図には明示しないが、一端が閉塞された片側開口サイプや、両端が閉塞された閉口サイプがある。このサイプ7は、踏面とトレッド面11との間の水や雪を溝内に受け入れる排水効果および排雪効果や、エッジ効果を向上させるためのものであり、1つのリブ状またはブロック状の陸部3に複数形成されていることが好ましい。また、サイプ7は、各図において後述する小孔5および突起6に掛かって設けられているが、突起6に掛からずに設けられていてもよい。なお、サイプ7は、タイヤ新品時を基準とし、トレッド面11に開口する溝幅が1.2[mm]以下で、かつ溝深さがラグ溝4の溝深さ以下に規定されたものをいう。
また、サイプ7は、本実施の形態では、図1および図2において、タイヤ周方向およびタイヤ径方向で屈曲または湾曲することにより、タイヤ周方向で対向する各切り込み面が、立体状で相互に噛み合う立体サイプ(三次元サイプ)として示されている。この立体サイプの他には、図には明示しないが、タイヤ周方向のみで屈曲または湾曲したものや、タイヤ径方向のみで屈曲または湾曲したもののように切り込み面が二次元形状の二次元サイプ、あるいは、タイヤ周方向およびタイヤ径方向で直線状に形成された一次元形状の一次元サイプがある。なお、サイプ7の配置により陸部3の剛性が低下し、乾燥路面での耐偏摩耗性および操縦安定性が低下する場合は、対向する各切り込み面で支え合うことで陸部3の剛性を維持できる三次元サイプおよび二次元サイプを適用することが好ましい。
また、上述した陸部3の表面(トレッド面11)には、小孔5が複数形成されている。小孔5は、タイヤ径方向に向けて有底に穿設されたものである。この小孔5は、踏面とトレッド面11との間の水を孔内に受け入れる排水効果を向上させるためのものであり、1つのリブ状またはブロック状の陸部3に複数形成されていることが好ましい。また、小孔5は、ブロック状の陸部3において、車両走行時の踏み込み側や蹴り出し側に設けられていることが好ましく、その排水効果によりブロック状の陸部3の中央の接地性を向上する。なお、小孔5は、タイヤ新品時を基準とし、トレッド面11に開口する深さが、2.0[mm]以上(好ましくは4.0[mm]以上)で、かつ溝深さがラグ溝4の溝深さ以下であることが排水性を得るために好ましい。
上述した陸部3の表面(トレッド面11)には、突起6が複数形成されている。この突起6は、小孔5の深さに比較して小さな段差(高さ)を有し、かつ小孔5の周囲に少なくとも3つ隣接して設けられている。
例えば、図2に示すように、陸部3の表面において突起6がタイヤ幅方向に所定ピッチで配置された突起列と、小孔5と突起6とがタイヤ幅方向に交互に所定ピッチで配置された小孔突起列とが、タイヤ周方向で1ピッチずらして交互に配置されている。この配置においては、小孔5の周囲に全て突起6が隣接する。
また、例えば、図3に示すように、図2に示す突起6の配置に対し、小孔突起列を全て小孔5としてもよい。この場合、小孔5の周囲には、最大6個隣接するうちの4個が突起6である。また、陸部3の外周部では、小孔5の周囲には、5個のうちの4個が突起6である。
また、例えば、図4に示すように、図2に示す突起6の配置に対し、小孔5と突起6とがタイヤ幅方向に交互に所定ピッチで配置された小孔突起列とすると共に、各小孔突起列をタイヤ周方向で1ピッチずらして配置してもよい。なお、図4では、陸部3の外周部においては、小孔5に少なくとも3つの突起6があるように、陸部3の外周部の小孔5の一部を突起6に替えてある。この場合、小孔5の周囲には、最大6個隣接する突起6のうちの4個が突起6である。また、陸部3の外周部では、小孔5の周囲には、5個のうちの3個が突起6であり、また4個のうちの3個が突起6である。
なお、上述した図2〜図4に示す小孔5および突起6の配置は一例であり、小孔5の周囲に突起6が少なくとも3つ隣接して設けられていればよい。
なお、本実施の形態の空気入りタイヤは、小孔5および突起6の平面視の形状は、図1〜図4に示す円形以外に、楕円形や、図5に示す多角形(三角形、四角形、五角形、…)であってもよい。また、小孔5と突起6とは、同じ平面視の形状である以外に、図には明示しないが、異なる平面視の形状であってもよい。
また、本実施の形態の空気入りタイヤは、小孔5と突起6とが離れて設けられているが、小孔5の開口縁と突起6の下端とが接触していたり、何れかの一部が重なっていたりしていてもよい。
このように、本実施の形態の空気入りタイヤは、トレッド面11に、タイヤ周方向に延在する複数の主溝2で区画形成されたリブ状の陸部3、および/または主溝2に交差する複数のラグ溝4と主溝2とで区画形成されたブロック状の陸部3を有する空気入りタイヤにおいて、陸部3の表面(トレッド面11)に形成された複数の小孔5と、陸部3の表面(トレッド面11)に形成され、小孔5の深さに比較して小さな段差を有し、かつ小孔5の周囲に少なくとも3つ隣接して設けられた突起6とを備えている。
この空気入りタイヤによれば、トレッド面11に突起6を複数配置したことにより、氷雪路面とトレッド面11との間に介在する水膜の水を突起6間に形成された水路に通して排水することで実質的な接地面を確保でき、氷雪上性能の向上を図ることが可能である。しかも、突起6は、小孔5の周囲に少なくとも3つ隣接して設けられているため、突起6間の水路を通過する水を図2〜図4に矢印で示すように小孔5に集め、当該小孔5で吸水するため、より接地面を確保することができ、氷上性能の向上を図ることが可能である。この結果、使用初期であっても雪や水を十分に排出して氷雪上性能を改善することが可能になる。
なお、小孔5および突起6は、小孔5と小孔5の周囲に隣接する突起6とを1つの群とし、この群が規則的に配置されていることが好ましい。本実施の形態では、小孔5および当該小孔5に隣接する6個の突起6を1つの群とし、この群が規則的に配置されている。このように構成することで、排水および排雪をトレッド面11の各箇所で行えるので、氷雪上性能をより改善することが可能になる。
また、本実施の形態の空気入りタイヤは、陸部3に、サイプ7が形成されている。
この空気入りタイヤによれば、陸部3にサイプ7が形成されていると、エッジ効果および排水効果が得られ、上述した小孔5および突起6と相乗して氷雪上性能を改善する効果を顕著に得ることが可能になる。
また、本実施の形態の空気入りタイヤでは、1つの突起6の表面積S1が、0.05[mm]≦S1≦20[mm]の範囲に設定され、かつ1つの小孔5の口径S2が、0.5[mm]≦S2≦1.5[mm]の範囲に設定されていることが好ましい。
ここで、突起6の表面積について説明する。図6−1に示すように突起6の側面視が長方形の場合は、頂部の平面視での形状の面積を表面積とする。また、図6−2に示すように突起6の側面視が台形の場合は、頂部の平面視での形状の面積を表面積とする。なお、なお、図6−1および図6−2に示す突起6において、頂部が平坦である以外に、凸形状または凹形状もしくは凹凸形状であってもよい。また、図6−3に示すように突起6の側面視が半楕円形(または球形の一部)の場合は、トレッド面11からの最大高さH1に対して80[%]の高さH2の位置の平面視での形状の面積を表面積とする。
突起6の表面積S1が、0.05[mm]以上であると、突起6の接地面の確保、および突起6の実接地面の剛性を確保することが可能である。一方、突起6の表面積S1が、20[mm]以下であると、陸部3の表面(トレッド面11)での水路を十分に確保でき、排水性能を向上することが可能である。しかも、小孔5の口径S2が、0.5[mm]以上であれば、吸水性能を得ることが可能である。一方、小孔5の口径S2が、1.5[mm]以下であれば、小孔5への雪詰まりの発生を抑えられる。したがって、この空気入りタイヤによれば、実接地面の剛性を確保しつつ排水性能および排雪性能を向上し、氷雪上性能をより改善することが可能になる。
また、本実施の形態の空気入りタイヤでは、突起6の高さH(図6−1〜図6−3参照)が、0.1[mm]≦H≦1.0[mm]の範囲に設定されていることが好ましい。
突起6の高さHを0.1[mm]以上にすることで、水や雪を排出するために十分な通路や凹部を得ることが可能である。また、突起6の高さHを1.0[mm]以下にすることで、突起6の接地時の変形による偏摩耗(ヒールアンドトウ摩耗)の発生を抑制することが可能である。したがって、この空気入りタイヤによれば、接地時の偏摩耗を抑制しつつ排水性能および排雪性能を向上し、氷雪上性能をより改善することが可能になる。なお、突起6の高さHを、0.3[mm]≦H≦0.6[mm]の範囲に設定することが、水や雪の排出効果、および偏摩耗(ヒールアンドトウ摩耗)の抑制効果を顕著に得るうえでより好ましい。
また、本実施の形態の空気入りタイヤでは、突起6同士の最短隣接距離D(図2参照)が、0.3[mm]≦D≦1.5[mm]の範囲に設定されていることが好ましい。
突起6同士の最短隣接距離Dを0.3[mm]以上にすることで、排水のために十分な通路を得ることが可能である。また、突起6同士の最短隣接距離Dを1.5[mm]以下にすることで、陸部3の剛性の低下を抑えて走行性能を維持することが可能である。したがって、この空気入りタイヤによれば、排水効果を得つつ走行性能を維持し、氷雪上性能をより改善することが可能になる。
また、本実施の形態の空気入りタイヤでは、突起6の接地形状が、円形状であることが好ましい。
この空気入りタイヤによれば、突起6の接地形状を円形状としたことで、排水のための通路の分岐点および交差点での通路幅を容易に確保し、かつ突起6への外力の角度に対する剛性差を緩和するので、走行性能の変化を抑制することが可能である。
本実施例では、条件が異なる複数種類の空気入りタイヤについて、氷上制動性および雪上操縦安定性に関する性能試験が行われた(図7参照)。
この性能試験では、タイヤサイズ215/60R16の空気入りタイヤを、16×7Jのリムに組み付け、空気圧(220[kPa])を充填し、試験車両(国産2リットルセダンFR車)に装着した。
氷上制動性の評価方法では、氷盤路であるテストコースにて上記試験車両により初速40[km/h]から急制動して、完全停止するまでの制動距離が測定される。そして、この測定結果に基づいて、従来例を基準(100)とした指数評価が行われる。この指数評価は、数値が大きいほど好ましい。
雪上操縦安定性の評価方法では、上記試験車両により雪上路面で半径30[m]円の旋回時の周回時間が測定される。そして、この測定結果に基づいて従来例を基準(100)とした指数評価が行われる。この評価は、数値が大きいほど好ましい。
従来例、比較例および実施例1〜実施例14の空気入りタイヤは、ブロック状の陸部の表面にサイプが設けられたスタッドレスタイヤである。なお、このスタッドレスタイヤは、ラグ溝による陸部の区画形状により、サイプを有さない陸部を有するものである。
従来例の空気入りタイヤは、小孔および突起を有していない。また、比較例の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に連続する浅溝を設けることで凹部(小孔と比較)および凸部(突起と比較)からなるリブレットを有している。この比較例の空気入りタイヤでは、突起表面積S1に凸部のタイヤ幅方向のリブ幅を対応させ、浅溝(凹部)のタイヤ幅方向の開口幅を小孔口径S2および突起間最短隣接距離Dとし、凸部の高さ(凹部の深さ)を突起高さHとする。
これに対し、実施例1〜実施例14の空気入りタイヤは、ブロック状の陸部の表面に、小孔、および小孔の周囲に少なくとも3つの突起が隣接して設けられている。また、実施例2〜実施例5の空気入りタイヤは、さらに突起表面積S1および小孔口径S2が規定されている。また、実施例6および実施例7の空気入りタイヤは、さらに突起高さHが規定されている。また、実施例8および実施例9の空気入りタイヤは、さらに突起間最短隣接距離Dが規定されている。また、実施例10〜実施例14の空気入りタイヤは、さらに突起の接地形状が円形とされている。
図7の試験結果に示すように、実施例1〜実施例14の空気入りタイヤは、それぞれ氷上制動性および雪上操縦安定性が改善されていることが分かる。
以上のように、本発明に係る空気入りタイヤは、使用初期であっても雪や水を十分に排出して氷雪上性能を改善することに適している。
1 トレッド部
11 トレッド面(陸部の表面)
2 主溝
3 陸部
4 ラグ溝
5 小孔
6 突起
7 サイプ
S1 突起表面積
S2 小孔口径
D 突起間最短隣接距離
H 突起の高さ

Claims (6)

  1. トレッド面に、タイヤ周方向に延在する複数の主溝で区画形成されたリブ状の陸部、および/または前記主溝に交差する複数のラグ溝と前記主溝とで区画形成されたブロック状の陸部を有する空気入りタイヤにおいて、
    前記陸部の表面に形成された複数の小孔と、
    前記陸部の表面に形成され、前記小孔の深さに比較して小さな段差を有し、かつ前記小孔の周囲に少なくとも3つ隣接して設けられた突起と、
    を備えることを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 前記陸部に、サイプが形成され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。
  3. 1つの前記突起の表面積S1が、0.05[mm]≦S1≦20[mm]の範囲に設定され、かつ1つの前記小孔の口径S2が、0.5[mm]≦S2≦1.5[mm]の範囲に設定されていることを特徴とする請求項1または2に記載の空気入りタイヤ。
  4. 前記突起の高さHが、0.1[mm]≦H≦1.0[mm]の範囲に設定されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
  5. 前記突起同士の最短隣接距離Dが、0.3[mm]≦D≦1.5[mm]の範囲に設定されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
  6. 前記突起の接地形状が、円形状であることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
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