JP5566817B2

JP5566817B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP5566817B2
Application number: JP2010201939A
Authority: JP
Inventors: 知章野本
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2010-09-09
Filing date: 2010-09-09
Publication date: 2014-08-06
Anticipated expiration: 2030-09-09
Also published as: JP2012056456A

Description

本発明は、空気入りタイヤに係り、特にスタッドレスタイヤに好適なトレッドパターンを有する空気入りタイヤに関する。

横溝を有する踏面の輪郭を備えた走行方向に結合した自動車空気タイヤにおいて、輪郭ポジティブが切目によって少なくとも２つの範囲、即ち少なくとも１つの先ず接地面となる範囲と最後に接地面となる範囲とに分割され、その際最後に接地面となる範囲における軟化が、最初に接地面となる範囲よりも大きくなるようにした構造が開示されている（特許文献１参照）。

特開平６−１５６０１９号公報

空気入りタイヤの１種であるスタッドレスタイヤでは、トレッドにラグ溝を配置したり、そのラグ溝で区切られたブロック内にサイプを数多く配置したりすることで、雪柱せん断力や表面摩擦力を生じさせ、氷雪上性能の向上を図っている。ただし、ラグ溝を配置すると、ブロックのヒール・アンド・トウ摩耗についての耐摩耗性能が低下傾向となって、氷雪上性能との両立が困難となる。従って、現状ではラグ溝の間隔を狭くしたり、ラグ溝の深さを浅くしたりといった手法が取られている。

しかしながら、この手法においては、ラグ溝の体積が減少するため、雪上性能に大きく寄与する雪柱せん断力が低下する。

本発明は、上記事実を考慮して、氷雪上性能の低下を抑制しつつ、耐偏摩耗性能を向上させることを目的とする。

請求項１の発明は、トレッドに、少なくともラグ溝により区画されると共に、タイヤ幅方向に延びる複数のサイプが形成され、該サイプによって区切られた区間の剛性が、蹴出し端から踏込み端にかけて等比的に増加しているブロックを有している。

ヒール・アンド・トウ摩耗の度合いは、ブロック内の踏込み端と蹴出し端の摩耗エネルギーの差で捉えることができる。つまり、ヒール・アンド・トウ摩耗が発生しているタイヤでは、ブロック内の踏込み端から蹴出し端にかけて、摩耗エネルギーが増加していることになる。

請求項１に記載の空気入りタイヤでは、トレッドのブロックが、複数のサイプによってタイヤ周方向に複数の区間に区切られており、該区間の剛性が、蹴出し端から踏込み端にかけて等比的に増加している。剛性の高い区間は、剛性の低い区間よりも摩耗エネルギーが大きくなるので、結果としてブロックの踏込み端と蹴出し端との摩耗エネルギーの差が小さくなる。このため、ヒール・アンド・トウ摩耗を抑制して、耐偏摩耗性能を向上させることができる。

また請求項１に記載の空気入りタイヤでは、ラグ溝の体積を変更する必要がなく、雪柱せん断力が維持される。このため、該ラグ溝内での氷雪上性能の低下が抑制される。

請求項２の発明は、トレッドに、少なくともラグ溝により区画されると共に、タイヤ幅方向に延びるサイプが形成され、該サイプによって区切られた区間のタイヤ周方向の剛性が、蹴出し端から踏込み端にかけて等比的に増加しているブロックを有し、前記蹴出し端を含む前記区間と、前記踏込み端を含む前記区間との剛性比は、１：２〜１：５である。

ここで、剛性比の下限を１：２としたのは、これを下回ると、ヒール・アンド・トウ摩耗を抑制する効果が十分に得られないからである。また剛性比の上限を１：５としたのは、これを上回ると、踏込み端の摩耗エネルギーが蹴出し端に比べて大きくなり過ぎて、逆ヒール・アンド・トウ摩耗が発生しかねないからである。

請求項２に記載の空気入りタイヤでは、蹴出し端を含む区間と、踏込み端を含む区間との剛性比を適切に設定しているので、ヒール・アンド・トウ摩耗と、逆ヒール・アンド・トウ摩耗の双方が抑制される。このため、氷雪上性能の低下を抑制しつつ、耐偏摩耗性能をより一層向上させることができる。
請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の空気入りタイヤにおいて、前記蹴出し端を含む区間と、前記踏込み端を含む区間とのタイヤ周方向の剛性比は、１：３である。

以上説明したように、本発明に係る請求項１に記載の空気入りタイヤによれば、氷雪上性能の低下を抑制しつつ、耐偏摩耗性能を向上させることができる、という優れた効果が得られる。

請求項２に記載の空気入りタイヤによれば、氷雪上性能の低下を抑制しつつ、耐偏摩耗性能をより一層向上させることができる、という優れた効果が得られる。

図１及び図２は、本実施形態に係り、図１は、空気入りタイヤのトレッドパターンを示す、平面図である。１つのブロックを示す平面図である。従来例に係り、１つのブロックを示す平面図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。図１において、本実施の形態に係る空気入りタイヤ１０は、例えばスタッドレスタイヤであり、トレッド１２に、少なくともラグ溝１４により区画されるブロック１６を有している。このブロック１６は、例えばタイヤ幅方向に延びるラグ溝１４によりタイヤ周方向に区画されると共に、タイヤ周方向に延びる周方向主溝１８によりタイヤ幅方向に区画されて、トレッド平面視で略四角形に形成されている。

図１，図２において、各ブロック１６には、タイヤ幅方向に延びるサイプ２０が、例えば５箇所ずつ形成されている。各サイプ２０は、両側の周方向主溝１８に開口することなく、各ブロック１６内で終端しており、各サイプ２０のタイヤ幅方向の長さ及びタイヤ径方向の深さは、例えば夫々一定である。ブロック１６において、サイプ２０によって区切られた区間Ａ〜Ｆのタイヤ周方向の剛性は、蹴出し端１６Ａから踏込み端１６Ｆにかけて等比的に増加している。即ち、公比をｒとすると、Ｂ＝ｒＡ，Ｃ＝ｒＢ＝ｒ²Ａ，Ｄ＝ｒＣ＝ｒ³Ａ，Ｅ＝ｒＤ＝ｒ⁴Ａ，Ｆ＝ｒＥ＝ｒ⁵Ａである。なお、図１において、矢印Ｒは空気入りタイヤ１０の回転方向を示している。

また蹴出し端１６Ａを含む区間Ａと、踏込み端１６Ｆを含む区間Ｆとのタイヤ周方向の剛性比は、１：２〜１：５であり、これを小数で表すと０．５〜０．２である。サイプ２０の数をｎとして一般化し、公比ｒを求めると、ｒ＝０．５^-1/n〜０．２^-1/nである。本実施形態においては、ｎ＝５であるから、ｒ≒１．１４９〜１．３８０となる。

ここで、区間Ａ，Ｆのタイヤ周方向の剛性比の下限を１：２としたのは、これを下回ると、ヒール・アンド・トウ摩耗性能を向上させる効果が十分に得られないからである。またタイヤ周方向の剛性比の上限を１：５としたのは、これを上回ると、踏込み端の摩耗エネルギーが蹴出し端に比べて大きくなり過ぎて、逆ヒール・アンド・トウ摩耗が発生しかねないからである。なお、区間Ａ，Ｆのタイヤ周方向の剛性比は、１：３が最適である。

なお、本実施形態における「タイヤ周方向の剛性」は、ブロックにおける単位面積あたりのタイヤ周方向のせん断剛性を意味している。ブロックについて、タイヤ周方向長さをａとし、タイヤ幅方向長さをｂとし、高さをｔとすると、ブロックのタイヤ周方向の剛性は、ゴムの特性×ａｂ／（４ｔ³／ａ²＋３ｔ）で表され、単位面積あたりの剛性は、ゴムの特性／（４ｔ³／ａ²＋３ｔ）で表される。この式からわかるように、ブロックにおける単位面積あたりのタイヤ周方向のせん断剛性は、ブロックの幅方向の長さｂによらず、タイヤ周方向長さａと、高さｔと、ゴムの特性とから決まる。本実施形態における「タイヤ周方向の剛性比」は、同ブロック内でのサイプで区切られた区間での剛性比なので、ゴムの特性は同値であり、各区間の長さをタイヤ周方向長さａとし、サイプの深さを高さｔとすることで、各区間のタイヤ周方向の剛性を算出することができる。

（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。ヒール・アンド・トウ摩耗の度合いは、ブロック１６内の踏込み端１６Ｆと蹴出し端１６Ａの摩耗エネルギーの差で捉えることができる。つまり、ヒール・アンド・トウ摩耗が発生しているタイヤでは、ブロック１６内の踏込み端１６Ｆから蹴出し端１６Ａにかけて、摩耗エネルギーが増加していることになる。なお、「摩耗エネルギー」とは、ブロック表面に作用するせん断力（すなわち接地圧と摩擦係数との積）と、ブロック表面が路面上を滑る長さとの積で表される。

図１，図２において、本実施形態に係る空気入りタイヤ１０では、トレッド１２のブロック１６が、サイプ２０によってタイヤ周方向に複数の区間Ａ〜Ｆに区切られており、該区間Ａ〜Ｆのタイヤ周方向の剛性が、蹴出し端１６Ａから踏込み端１６Ｆにかけて等比的に増加している。

剛性の高い区間Ｆは、剛性の低い区間Ａよりも摩耗エネルギーが大きくなるので、結果としてブロック１６の踏込み端１６Ｆと蹴出し端１６Ａとの摩耗エネルギーの差が小さくなる。これにより、ヒール・アンド・トウ摩耗を抑制して、耐偏摩耗性能を向上させることができる。また上記のようにサイプ２０を設けるため、ラグ溝１４の体積を変更する必要がない。このため、ラグ溝１４内での雪柱せん断力の低下、即ち氷雪上性能の低下が抑制される。

特に本実施形態では、蹴出し端１６Ａを含む区間Ａと、踏込み端１６Ｆを含む区間Ｆとのタイヤ周方向の剛性比を適切に設定しているので、ヒール・アンド・トウ摩耗と、逆ヒール・アンド・トウ摩耗の双方が抑制される。このため、氷雪上性能の低下を抑制しつつ、耐偏摩耗性能をより一層向上させることができる。また、単に踏込み端１６Ｆと蹴出し端１６Ａの剛性を変更するだけでなく、該踏込み端１６Ｆから蹴出し端１６Ａにかけて剛性を等比的に低減させて行くことで、ブロック１６内の摩耗エネルギーを均一化させることが可能となる。更に、ブロック１６全体の剛性も向上するので、摩耗寿命の向上に繋がる。

なお、上記実施形態では、サイプ２０が両側の周方向主溝１８に開口せずに、各ブロック１６内で終端しているものとしたが、これに限られず、サイプ２０が両側の周方向主溝１８に開口していてもよい。何れにしても、ブロック１６は、サイプ２０も含めてタイヤ幅方向に線対称に構成されていることが望ましい。

またサイプ２０は、１つのブロック１６につき１箇所以上存在していればよく、５箇所には限られない。更にサイプ２０の形状は、図示されるような直線上のものに限られず、サイプ長さ方向やサイプ深さ方向において屈曲していてもよい。またサイプ２０の長さや深さは一定でなくてもよい。

（試験例）
従来例に係るタイヤと実施例にかかるタイヤについて、氷上ブレーキ性能、雪上ブレーキ性能及び耐偏摩耗性能について試験を行った。耐偏摩耗性能試験では、ブロックにおける踏込み端と蹴出し端の摩耗エネルギーの差を測定した。この摩耗エネルギーの差が小さいほど、耐偏摩耗性能に優れていることになる。

試験条件は表１に示す通りである。また実施例（図２）における区間Ａ〜Ｆの長さは、次の通りである。
Ａ＝３．５４ｍｍ
Ｂ＝３．９７ｍｍ
Ｃ＝４．４６ｍｍ
Ｄ＝５．０２ｍｍ
Ｅ＝５．６６ｍｍ
Ｆ＝６．３９ｍｍ
従来例（図３）のブロック１０６において、サイプ１２０により区分された区間Ａ〜Ｆの長さは、何れも４．８４ｍｍである。

試験結果は表２に示す通りである。表２の結果は、従来例を１００とした指数により示されており、数値が大きいほど良好な結果であることを示している。表２より、実施例に係るタイヤでは、氷上ブレーキ性能及び雪上ブレーキ性能の低下を抑制しつつ、耐偏摩耗性能を従来の約１０倍に向上させ得ることがわかった。

１０空気入りタイヤ
１２トレッド
１４ラグ溝
１６ブロック
１６Ａ蹴出し端
１６Ｆ踏込み端
２０サイプ
Ａ区間
Ｂ区間
Ｃ区間
Ｄ区間
Ｅ区間
Ｆ区間

Claims

トレッドに、少なくともラグ溝により区画されると共に、タイヤ幅方向に延びる複数のサイプが形成され、該サイプによって区切られた区間のタイヤ周方向の剛性が、蹴出し端から踏込み端にかけて等比的に増加しているブロックを有する空気入りタイヤ。
トレッドに、少なくともラグ溝により区画されると共に、タイヤ幅方向に延びるサイプが形成され、該サイプによって区切られた区間のタイヤ周方向の剛性が、蹴出し端から踏込み端にかけて等比的に増加しているブロックを有し、
前記蹴出し端を含む前記区間と、前記踏込み端を含む前記区間とのタイヤ周方向の剛性比は、１：２〜１：５である空気入りタイヤ。
前記蹴出し端を含む区間と、前記踏込み端を含む区間とのタイヤ周方向の剛性比は、１：３である請求項１又は請求項２に記載の空気入りタイヤ。