JP6060221B2

JP6060221B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP6060221B2
Application number: JP2015143165A
Authority: JP
Inventors: 明菱ヶ江
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2015-07-17
Filing date: 2015-07-17
Publication date: 2017-01-11
Anticipated expiration: 2031-08-15
Also published as: JP2015212146A

Description

この発明は、トレッド踏面を、複数のブロックに区画し、該ブロックにタイヤの赤道面に沿う面を横切る方向に延びる複数本のサイプを具える空気入りタイヤに関する。

従来、空気入りタイヤにおいて、氷雪路面等に対する駆動性能および制動性能等を向上させるために、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の周方向溝と該周方向溝に交差する方向に延びる幅方向溝とによって区画されたブロックに、タイヤの赤道面に沿う面を横切る向きに延びる複数本のサイプを配設したものが知られている。このようなサイプを配設することにより、エッジ成分が大きくなり、路面との摩擦力や除水効果が大きくなることから、駆動性能および制動性能が向上することとなる。

その一方で、ブロックにサイプを配設すると、氷雪路面での駆動性能および制動性能は向上するものの、ブロックの剛性が低下して、ヒールアンドトウ摩耗等の偏摩耗や乾燥路での操縦安定性の低下の原因になることが分かっており、この問題に対しては、サイプの深さを浅くした箇所を設けてブロック剛性を確保する技術が提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２０１０−２０８３７９号公報

ところで、図８に示すように、ブロック７に形成された複数本のサイプ９のうち、タイヤ周方向の最外側に配置されたサイプ９ａ，９ｄは、駆動または制動時の入力方向の影響を受け易いため、そのサイプ９ａ，９ｄの両端位置にてサイプ深さを浅くした場合には、該入力によりサイプ９ａ，９ｄが大きく開いてサイプ９ａ，９ｄ内に雪や氷が詰まってしまう場合がある。このようにタイヤ周方向の最外側のサイプ９ａ，９ｄに雪等が詰まると、ブロック７の、幅方向溝５に隣接する側壁が幅方向溝５に向けて膨出し、該幅方向溝５の溝容積が常に減少した状態となり、該幅方向溝５による雪柱せん断力が低下することから、所期する雪上性能が得られなくなるという問題がある。

それゆえ、この発明は、ブロック剛性を確保しつつも、サイプへの雪詰まりに起因する、ブロックを区画する溝の溝容積の減少を抑制して雪上性能の低下を防止することができる空気入りタイヤを提案することをその目的とする。

この発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、この発明の空気入りタイヤは、トレッド踏面を、複数のブロックに区画し、該ブロックにタイヤの赤道面に沿う面を横切る向きに延びる複数本のサイプを具える空気入りタイヤにおいて、前記ブロックに形成された複数本のサイプのうち、タイヤ周方向の最外側に位置するサイプにつき、延在方向の両端位置と該両端位置の間の位置とにそれぞれ、溝深さを隣接する部分に比べて局所的に浅くする底上げ部を設け、前記両端位置の間の位置に設けた底上げ部の高さは、溝深さよりも低く、前記両端位置に設ける底上げ部の、前記タイヤ周方向の最外側に位置するサイプの最深位置からの距離は、前記タイヤ周方向の最外側に位置するサイプの最大深さの７０〜９０％とすることを特徴とするものである。

かかる構成になる空気入りタイヤによれば、ブロックに形成された複数本のサイプのうち、タイヤ周方向の最外側に位置するサイプに底上げ部を設けたことから、駆動時あるいは制動時の入力に対して影響を受け易い部分の剛性を高めることができ、乾燥路での操縦安定性等を底上げ部を設けない場合と比べて向上させることができる。この際、タイヤ周方向の最外側に位置するサイプにおいて、両端位置に底上げ部を設けたのみでは、駆動時あるいは制動時の入力に対してこのサイプの中央部が大きく開口してその開口内に雪が詰まる問題があるところ、この発明においてはサイプの中央部にも底上げ部を設けてサイプの中央部が大きく開口するのを防止するようにしたことから、タイヤ周方向の最外側に位置するサイプへの雪詰まりの問題を解消することができ、ブロックを区画する溝にて良好な雪柱せん断力を維持して所期した雪上性能を得ることができる。

なお、この発明の空気入りタイヤにあっては、前記ブロックに形成された複数本のサイプにつき、前記赤道面からみてタイヤ幅方向外側に位置する端位置に、溝深さを隣接する部分に比べて局所的に浅くする底上げ部を設けることが好ましい。

この発明によれば、ブロック剛性を確保しつつも、サイプへの雪詰まりに起因する、ブロックを区画する溝の溝容積の減少を抑制して雪上性能の低下を防止することができる。

この発明にしたがう一実施形態の空気入りタイヤにおけるトレッドパターンを示す展開図である。（ａ）は図１中のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、（ｂ）は図１中のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。この発明にしたがう他の実施形態の空気入りタイヤにおけるトレッドパターンを示す展開図である。（ａ），（ｂ）はそれぞれ、底上げ部の変形例を示す、図２（ａ）と同様の断面における断面図である。この発明にしたがうさらに他の実施形態の空気入りタイヤにおけるトレッドパターンを示す展開図である。従来の空気入りタイヤにおけるトレッドパターンを示す展開図である。比較としての空気入りタイヤにおけるトレッドパターンを示す展開図である。従来の空気入りタイヤにおける、サイプ内への雪詰まりの問題を説明するためのトレッドパターンの部分展開図である。実施例、従来例、比較例のタイヤにおいて、表１中の、サイプに形成された底上げ部の位置を示す概略図である。

以下、この発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。

図１に示す空気入りタイヤは、トレッド踏面１に、タイヤ周方向に沿って延びる複数本（ここでは３本）の周方向溝３と、該周方向溝３に交差する方向（ここでは直交する方向）に延びる複数本の幅方向溝５とによって区画された複数のブロック７を備える。ここで、「タイヤ周方向に沿って延びる」とは、タイヤ周方向に沿って直線状に延びる形状のみならず、タイヤ周方向に沿って屈曲して延びるジグザグ形状もしくは湾曲しながら延びる波形形状の溝も含む意味である。また、幅方向溝５は、この例では、タイヤ幅方向に沿って直線状に延びるものであるが、幅方向溝５には、タイヤ幅方向に対して４５度の角度以下で傾斜して延びる溝や、屈曲もしくは湾曲しながら延びる溝も含まれる。したがって、この例では、ブロック７は矩形に形成されているが、三角形や五角形、六角形、八角形等の多角形に形成してもよい。

また、各ブロック７は、タイヤの赤道面Ｅに沿う面を横切る向きに延びる複数本、図示例では４本のサイプ９（区別のため、一部符号９ａ〜９ｄを付して説明する。）を有している。サイプ９は、ブロック７の両側方に隣接する周方向溝３にそれぞれ開口し、該周方向溝３同士を連通する。図示例ではサイプ９は直線状に延びるものとして示してあるが、屈曲して延びるジグザグサイプや湾曲して延びる波状サイプとしてもよく、あるいは深さ方向に屈曲するいわゆる三次元サイプとしてもよい。ここで、「サイプ」とは、ブロック７を区画する溝（ここでは周方向溝３および幅方向溝５）よりも溝幅が狭く、トレッド表面に開口するその開口端が接地時に接地面内において閉塞する程度の溝幅を有する溝を指す。そして、「接地時」とは、空気入りタイヤを、正規リムに組み付け、正規内圧を充填し、正規荷重を加えたときを指し、「正規リム」とは、ＪＡＴＭＡに規定される「標準リム」、ＴＲＡに規定される「Design Rim」、あるいはＥＴＲＴＯに規定される「Measuring Rim」を指し、「正規内圧」とは、ＪＡＴＭＡに規定される「最高空気圧」、ＴＲＡに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、あるいはＥＴＲＴＯに規定される「INFLATION PRESSURES」を指し、「正規荷重」とは、ＪＡＴＭＡに規定される「最大負荷能力」、ＴＲＡに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、あるいはＥＴＲＴＯに規定される「LOAD CAPACITY」を指すものとする。

ここで、この空気入りタイヤは、ブロック７に形成された複数本のサイプ９のうち、タイヤ周方向の最外側に位置するサイプ９ａ，９ｄにつき、延在方向（長手方向）の両端位置と該両端位置の間の位置とにそれぞれ、溝深さを隣接する部分の溝深さに比べて局所的に浅くする底上げ部１１を設けたことを特徴とするものである。図２に底上げ部１１をより詳細に示すに、この実施形態では、底上げ部１１は溝底から一段隆起してなるものである。

かかる構成になる空気入りタイヤによれば、ブロック７に形成された複数本のサイプ９のうち、タイヤ周方向の最外側に位置するサイプ９ａ，９ｄに底上げ部１１を設けたことから、駆動時あるいは制動時の入力に対して影響を受け易い部分の剛性を高めることができ、乾燥路での操縦安定性等を底上げ部１１を設けない場合に比べて向上させることができる。この際、タイヤ周方向の最外側に位置するサイプ９ａ，９ｄにおいて、両端位置に底上げ部１１を設けたのみ（図７参照）では図８を参照して説明したように、駆動時あるいは制動時の入力に対してこのサイプ９の中央部が大きく開口してその開口内に雪が詰まる問題があるところ、この発明においてはサイプ９ａ，９ｄの中央部にも底上げ部１１を設けてサイプ９ａ，９ｄの中央部が大きく開口するのを防止するようにしたことから、タイヤ周方向の最外側に位置するサイプ９ａ，９ｄへの雪詰まりの問題を解消することができ、幅方向溝５にて良好な雪柱せん断力を維持して所期した雪上性能を得ることができる。

また、この実施形態の空気入りタイヤにあっては、複数本のサイプ９のうち、タイヤ周方向の最外側のサイプ９ａ，９ｄに挟まれたサイプ９ｂ，９ｃ（中間サイプともいう。）においては底上げ部１１を設けていないが、その理由は、ブロック７の、中間サイプ９ｂ，９ｃに隣接する部分においては隣り合う該部分間において支えあうことによりある程度の剛性を確保できること、中間サイプ９ｂ，９ｃにおいてはサイプとしての効果を１００％発揮させること、によるものであり、したがって、このような構成を採用することで乾燥路での操縦安定性と氷雪上性能との両立をより高い次元で達成することができる。

なお、サイプ９ａ，９ｄの両端位置に設ける底上げ部１１の、サイプ９ａ，９ｄの最深位置からの距離ｈ１は、サイプ９ａ，９ｄの最大深さＨの７０〜９０％とすることが好ましく、サイプ９ａ，９ｄの両端位置の間の位置に設ける底上げ部１１の、最深位置からの距離ｈ２は、サイプ９ａ，９ｄの最大深さＨの５０〜９０％とすることが好ましく、これによれば、乾燥路での操縦安定性と氷雪上性能との両立をさらに高い次元で達成することができる。なお、サイプ９ａ，９ｄの両端位置に設ける底上げ部１１の、サイプ９ａ，９ｄの最深位置からの距離ｈ１が、サイプ９ａ，９ｄの最大深さＨの７０％未満の場合には、底上げ部１１によってブロック剛性を十分に向上させることができない場合があり、９０％を超えると底上げ部１１の高さが高くなり過ぎて、サイプ９ａ，９ｄ内に入り込んだ水や氷、雪を周方向溝３に効率的に排出することができなくなって氷雪上性能が低下するおそれがある。また、サイプ９ａ，９ｄの両端位置の間の位置に設ける底上げ部１１の、最深位置からの距離ｈ２が、サイプ９ａ，９ｄの最大深さＨの５０％未満の場合には、駆動、制動時における入力によってサイプ９ａ，９ｄが開こうとするのを底上げ部１１によって十分に抑制することができず、サイプ９ａ，９ｄ内に雪が詰まるおそれがあり、９０％を超える場合には、ブロック７の、底上げ部１１に隣接する部分の剛性が高くなりすぎてサイプとしての本体の機能（エッジ効果等）が十分に発揮されなくなるおそれがある。

また、サイプ９の両端位置の間の位置に設ける底上げ部１１の幅（サイプ９の延在方向に沿う長さ）は、サイプ９の長さ（延在方向に沿う距離）の２０％未満とすることが好ましい。サイプ９の両端位置の間の位置に設ける底上げ部１１の幅がサイプ９の長さの２０％を超えると底上げ部１１に隣接する部分の剛性が高くなりすぎてサイプ９としての本来の機能（エッジ効果等）が十分に発揮されなくなるおそれがあるからである。

次いで、この発明にしたがう他の実施形態の空気入りタイヤを図３を参照して説明する。なお、前述した実施形態の空気入りタイヤの構成と重複する部分については同一の符号を付し説明を省略する。

図３に示す空気入りタイヤでは、図１および２で示した空気入りタイヤの構成に加えて、ブロック７に形成された複数本（ここでは４本）のサイプ９につき、タイヤ周方向の最外側に位置する２本のサイプ９ａ，９ｄに挟まれたサイプ９ｂ，９ｃを中間サイプとしたとき、該中間サイプ９ｂ，９ｃにおいては赤道面Ｅからみてタイヤ幅方向外側に位置する端位置にも、溝深さを隣接する部分に比べて局所的に浅くする底上げ部１１を設けており、つまり、中間サイプ９ｂ，９ｃにおいて、赤道面Ｅからみてタイヤ幅方向内側に位置する端には底上げ部１１を設けていない。

かかる構成になる空気入りタイヤによれば、図１および２で示した空気入りタイヤの効果に加えて、コーナリング性能も向上させることができる。というのも、ハンドルをきった際のブロック７への入力はブロック７のタイヤ幅方向外側の側部に集中するところ、このようにサイプ９の、幅方向外側の端に底上げ部１１を設けることでブロック７への横方向の入力に対する変形を効果的に抑制することができるからである。また、この実施形態の空気入りタイヤによれば、中間サイプ９ｂ，９ｃにおいて、タイヤ幅方向内側に位置する端には底上げ部１１を設けていないことから、中間サイプ９ｂ，９ｃの、タイヤ幅方向内側の端は周方向溝３に完全に開放され、中間サイプ９ｂ，９ｃに隣接するエッジで除去した水や氷、雪が周方向溝３に確実に排出され、上記効果に加えて良好な氷雪上性能を維持することができる。

以上、図示例に基づきこの発明を説明したが、この発明は上述した実施形態の空気入りタイヤに限定されるものではなく、種々の変形、改良を加えることができる。例えば、前述の実施形態では、サイプ９ａ，９ｄに設けた底上げ部１１は溝底に対して一段隆起させて形成すると説明したが、図４（ａ）に示すように二段以上の階段状の形状としてもよく、あるいは図４（ｂ）に示すように徐々に溝深さが浅くなるテーパー状の底上げ部１１としてもよい。また、ブロック７に形成された複数本のサイプ９のうち、タイヤ周方向の最外側に位置するサイプ９において、両端位置の間の位置に設ける底上げ部１１は二以上であってもよい（図示省略）。また、図５に示すように、ブロック７の全てのサイプ９において、延在方向の両端位置と該両端位置の間の位置とにそれぞれ底上げ部１１を設けてもよく、かかる形態は、どちらかといえば氷雪上性能よりもブロック剛性を優先させたい場合に有利な形態である。

次に、この発明による効果を確認するため、この発明にしたがう空気入りタイヤ（実施例１〜４，６，７のタイヤ）、従来の空気入りタイヤ（従来例のタイヤ）、および比較のための空気入りタイヤ（比較例のタイヤ）を試作し、各種の性能評価を行ったので説明する。なお、試作したタイヤはいずれも、タイヤサイズが１９５/６５Ｒ１５である。

実施例１のタイヤは、トレッド踏面に、図１に示すトレッドパターンを具えるものであって、ブロックに形成された複数本のサイプのうち、タイヤ周方向の最外側に位置するサイプにつき、延在方向の両端位置と該両端位置の間の位置とにそれぞれ、溝深さを隣接する部分に比べて局所的に浅くする底上げ部を設けたものであり、底上げ部の詳細は表１に示すとおりである。

実施例２のタイヤは、トレッド踏面に、図３に示すトレッドパターンを具えるものであって、実施例１のタイヤの構成に加えて、赤道面からみてタイヤ幅方向外側に位置する端位置に、溝深さを隣接する部分に比べて局所的に浅くする底上げ部を設け、さらにタイヤ周方向の最外側に位置する２本のサイプに挟まれたサイプを中間サイプとしたとき、該中間サイプにおいては赤道面からみてタイヤ幅方向内側に位置する端位置には、底上げ部を設けていないものであり、底上げ部の詳細は表１に示すとおりである。

実施例３のタイヤは、トレッド踏面に、図５に示すトレッドパターンを具えるものであって、全てのサイプに、延在方向の両端位置と該両端位置の間の位置とにそれぞれ、溝深さを隣接する部分に比べて局所的に浅くする底上げ部を設けたものであり、底上げ部の詳細は表１に示すとおりである。

実施例４，６，７のタイヤは、実施例１のタイヤと同様の底上げ部を有するものの、各底上げ部の高さ、幅を変えたものである。

従来例のタイヤは、トレッド踏面に、図６に示すトレッドパターンを具えるものであり、サイプには底上げ部を設けていない。

比較例のタイヤは、トレッド踏面に、図７に示すトレッドパターンを具えるものであり、全てのサイプにおいて、延在方向の両端位置にのみ、溝深さを隣接する部分に比べて局所的に浅くする底上げ部を設けたものであり、底上げ部の詳細は表１に示すとおりである。

なお、上記表１において、「Ｘ」は、底上げ部の高さの、サイプの最大深さに対する割合（％）を示し、「Ｙ」は、底上げ部の幅の、サイプの長さに対する割合（％）を示すものとする。また、表１において数字「１」〜「５」は、図９に示す、各ブロックのサイプに形成された底上げ部の位置に対応するものである。例えば、表１中の数字「１」は、図９に示すように、タイヤ周方向の最外側の２本のサイプにおいて、タイヤ幅方向の両端位置に形成された底上げ部を指す。図９において「外側」、「内側」とは赤道面Ｅからみたタイヤ幅方向の外側、内側を指すものとする。

（性能評価）
上記各供試タイヤについて、サイズ６．０Ｊ×１５のリムに組み付け、内圧２４０ｋＰａ（相対圧）として車両に装着し、以下の試験を行って性能を評価した。

（１）雪上操縦安定性
雪上操縦安定性試験は、圧雪路面のテストコースを各種走行モードで走行したときのプロのテストドライバーによる制動性、発進性、直進性およびコーナリング性をフィーリング評価することによって行った。その評価結果を表２に示す。表２中の評価は、従来例のタイヤの結果を１００とし、比較例のタイヤおよび実施例１〜４，６，７のタイヤについて指数で表したものであり、数値が大きいほど雪上操縦安定性が良好であることを示す。

（２）乾燥路操縦安定性
乾燥路操縦安定性試験は、乾燥路のテストコースを各種走行モードで走行したときのプロのテストドライバーによる制動性、発進性、直進性およびコーナリング性をフィーリング評価することによって行った。その評価結果を表２に示す。表２中の評価は、従来例のタイヤの結果を１００とし、比較例のタイヤおよび実施例１〜４，６，７のタイヤについて指数で表したものであり、数値が大きいほど乾燥路操縦安定性が良好であることを示す。

評価結果からも明らかなように、この発明の適用により、雪上操縦安定性と乾燥路操縦安定性とを共に向上させることができ、ブロック剛性を確保しつつも雪上性能の低下を防止することができたことが分かる。とくに、実施例２のタイヤは、コーナリング性において有利な結果を示し、実施例３のタイヤにおいては総合的に乾燥路操縦安定性に有利な結果を示すことが分かる。

かくして、この発明により、ブロック剛性を確保しつつも、サイプへの雪詰まりに起因する幅方向溝の溝容積の減少を抑制して雪上性能の低下を防止できる空気入りタイヤを提供することが可能となった。

１トレッド踏面
３周方向溝
５幅方向溝
７ブロック
９サイプ
１１底上げ部

Claims

トレッド踏面を、複数のブロックに区画し、該ブロックにタイヤの赤道面に沿う面を横切る向きに延びる複数本のサイプを具える空気入りタイヤにおいて、
前記ブロックに形成された複数本のサイプのうち、タイヤ周方向の最外側に位置するサイプにつき、延在方向の両端位置と該両端位置の間の位置とにそれぞれ、溝深さを隣接する部分に比べて局所的に浅くする底上げ部を設け、
前記両端位置の間の位置に設けた底上げ部の高さは、溝深さよりも低く、
前記両端位置に設ける底上げ部の、前記タイヤ周方向の最外側に位置するサイプの最深位置からの距離は、前記タイヤ周方向の最外側に位置するサイプの最大深さの７０〜９０％とすることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記ブロックに形成された複数本のサイプにつき、前記赤道面からみてタイヤ幅方向外側に位置する端位置に、溝深さを隣接する部分に比べて局所的に浅くする底上げ部を設けた、請求項１に記載の空気入りタイヤ。