JP6212986B2

JP6212986B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP6212986B2
Application number: JP2013135278A
Authority: JP
Inventors: 広樹遠藤
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2013-06-27
Filing date: 2013-06-27
Publication date: 2017-10-18
Anticipated expiration: 2033-06-27
Also published as: JP2015009627A

Description

本発明は、トレッド面に複数本のサイプを有する空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、トレッド面のバックリングを抑制して接地圧を均一化することで氷上性能及びドライ性能を向上することを可能にした空気入りタイヤに関する。

雪氷路走行に用いるスタッドレスタイヤなどの冬用タイヤは、雪氷路走行時の駆動性能、制動性能及び旋回性能等の操縦安定性が優れることが求められている。そのため、従来、トレッド部に周方向溝や横溝により区画されたブロックやリブからなる陸部を設け、この陸部に複数のサイプを形成することにより、陸部の柔軟性を高めて実接地面積を増加させると共に、これらサイプのエッジによる引っ掻き作用（エッジ効果）により氷上での操縦安定性（氷上性能）を確保するようにしている（例えば、特許文献１を参照）。

ところで、一般的に、空気入りタイヤのトレッド部はタイヤ幅方向に緩やかに湾曲しているため、空気入りタイヤはセンター部とショルダー部とで周長が異なり、センター部の周長が相対的に大きくなっている。そのため、この周長差によって、タイヤが路面に接地した際に、トレッド部のセンター側の部分が浮き上がるバックリングが発生することがある。このようなバックリングが発生すると、接地圧が不均一になり、上述の氷上性能が充分に得られなくなるという問題がある。また、接地圧の不均一は、氷上性能を低下させるだけでなく、ドライ性能にも悪影響を及ぼすという問題がある。

特開２０１１−０８８５３９号公報

本発明の目的は、トレッド面のバックリングを抑制して接地圧を均一化することで氷上性能及びドライ性能を向上することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、トレッド面に形成された陸部に複数本の幅１．５ｍｍ以下のサイプをタイヤ周方向に間隔を開けて配列した空気入りタイヤにおいて、前記トレッド面をタイヤ赤道を中心としたトレッド幅の３０％〜６０％の領域であるセンター側領域と該センター側領域のタイヤ幅方向外側に位置するショルダー側領域とに二分し、前記複数本のサイプのうち前記センター側領域に含まれるサイプを内側サイプとし、前記ショルダー側領域に含まれるサイプを外側サイプとしたとき、前記内側サイプのサイプ幅が前記外側サイプのサイプ幅より大きく、かつ、前記外側サイプのタイヤ幅方向に対する傾斜角度βが前記内側サイプのタイヤ幅方向に対する傾斜角度αよりも大きく、前記傾斜角度αが１０°以下であり、前記傾斜角度βが１０°〜４５°であることを特徴とする。

本発明では、上述のようにセンター側領域のサイプ幅が大きいため、センター側領域の陸部がショルダー側領域の陸部よりも周方向（サイプ幅を狭める方向）に変形し易くなる。そのため、相対的に周長が大きいセンター側領域が接地する際に、本来の周長と接地長さとの差を解消するように周方向に大きく収縮することが可能になり、バックリングを抑制することができる。その結果、接地圧を均一化することが可能になり、氷上性能及びドライ性能を向上することが可能になる。

本発明においては、センター側領域がタイヤ赤道を中心としたトレッド幅の３０％〜６０％の領域であることで、効果的にバックリングを抑制することができる。

本発明においては、外側サイプのサイプ幅が内側サイプのサイプ幅の０．３倍〜０．６倍の範囲であることが好ましい。このようにサイプ幅を設定することで、優れたエッジ効果（氷上性能）を維持しながら、効果的にバックリングを抑制することができる。

本発明においては、外側サイプのタイヤ幅方向に対する傾斜角度が内側サイプのタイヤ幅方向に対する傾斜角度よりも大きいことで、効果的にバックリングを抑制することができる。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの子午線断面図である。本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッド面を示す正面図である。空気入りタイヤが接地する際の変形の様子を模式的に示した説明図である。本発明の別の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッド面を示す正面図である。本発明の別の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッド面を示す正面図である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１において、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部、Ｅはタイヤ赤道である。左右一対のビード部３間にはカーカス層４が装架されている。このカーカス層４は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。また、ビードコア５の外周上にはビードフィラー６が配置され、このビードフィラー６がカーカス層４の本体部と折り返し部とにより包み込まれている。一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層（図１では２層）のベルト層７，８が埋設されている。各ベルト層７，８は、タイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。これらベルト層７，８において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば１０°〜４０°の範囲に設定されている。更に、ベルト層７，８の外周側にはベルト補強層９が設けられている。ベルト補強層９は、タイヤ周方向に配向する有機繊維コードを含む。ベルト補強層９において、有機繊維コードはタイヤ周方向に対する角度が例えば０°〜５°に設定されている。

本発明は、このような一般的な空気入りタイヤに適用されるが、その断面構造は上述の基本構造に限定されるものではない。

図２に例示するように、本発明の空気入りタイヤのトレッド部１の外表面、即ち、トレッド面１０には、タイヤ周方向に延びる複数本（図２では５本）の周方向溝１１とタイヤ幅方向に延びる複数本の横溝１２とにより複数（タイヤ幅方向に４列）の陸部１３が形成されている。

各陸部１３には、複数本のサイプ１４がタイヤ周方向に間隔を開けて配列されている。これらサイプ１４は、各サイプ１４が形成される陸部１３のタイヤ幅方向の位置によってサイプ幅が異なっている。具体的には、サイプ１４は、トレッド面１０のタイヤ幅方向内側に位置するセンター側領域Ｃｅに含まれる内側サイプ１５と、トレッド面１０のタイヤ幅方向外側に位置するショルダー側領域Ｓｈに含まれる外側サイプ１６とからなり、これら内側サイプ１５と外側サイプ１６とでサイプ幅が異なっており、内側サイプ１５のサイプ幅Ｄが外側サイプ１６のサイプ幅ｄよりも大きく設定されている。即ち、内側サイプ１５のサイプ幅Ｄと外側サイプ１６のサイプ幅ｄとの大小関係が、Ｄ＞ｄという関係になっている。

図３に模式的に示すように、空気入りタイヤＴが路面Ｒに接地する際には、接地する部分の本来の周長Ｌ１に対して、接地面での接地長さＬ２は短くなる。基本的に、空気入りタイヤＴは、この長さの差を解消するように変形（タイヤ周方向に収縮）して路面Ｒに密着するが、空気入りタイヤＴのトレッド部１はタイヤ幅方向に緩やかに湾曲し、センター部の周長がショルダー部の周長よりも大きくなっているため、センター部において本来の周長Ｌ１と接地長さＬ２との差が顕著になる。そのため、センター部において、この長さの差が充分に解消されず、空気入りタイヤＴのトレッド部１が図の矢印方向に浮き上がるバックリングが発生し易くなっている。

これに対して、本発明では、サイプ１４によってタイヤ周方向の収縮（サイプ１４の幅を狭める方向への変形）を補助して、上述の長さの差を解消するようにしているが、特に、上述のように、センター側領域Ｃｅでは、内側サイプ１５のサイプ幅Ｄを相対的に大きく設定しているので、内側サイプ１５の幅を狭める方向への変形（タイヤ周方向の収縮）を大きくすることができる。そのため、センター側領域Ｃｅにおいて発生し易いバックリングを抑制し、陸部１３を周長によらず路面に対して均等に接地させ、接地圧を均一化することができる。その結果、氷上性能及びドライ性能を向上することが可能になる。

尚、本発明において、サイプ１４とは幅１．５ｍｍ以下の微細な溝であり、サイプ幅とは各領域に含まれるサイプ１４の幅の平均値である。即ち、各領域に異なるサイプ幅のサイプ１４が含まれていても、サイプ幅が全体として上述の大小関係になっていればよい。好ましくは、各領域に実質的に同じ幅のサイプ１４を配置するとよく、これにより、各領域内の陸部１３の周方向への変形を適正化し、効果的にバックリングを抑制することができる。各領域に含まれるサイプ１４は、必ずしも一定の太さである必要はなく、１本のサイプ１４の中でサイプ幅が変化してもよい。その場合は、最大幅をサイプの幅とする。

本発明において、センター側領域Ｃｅは、タイヤ赤道Ｅを中心としたトレッド幅Ｗの３０％〜６０％の領域とする。言い換えると、センター側領域Ｃｅとショルダー側領域Ｓｈとの境界を、タイヤ赤道Ｅからタイヤ幅方向両側にそれぞれトレッド幅Ｗの１５％〜３０％の位置に配置する。尚、トレッド幅Ｗとはタイヤ幅方向両側のデザインエンド間の距離である。

このように設定することで、特に相対的に周長が大きくバックリングが発生し易い部分を陸部１３が周方向に変形し易いセンター側領域Ｃｅとすることができるので、効果的にバックリングを抑制することができる。このとき、センター側領域Ｃｅがトレッド幅Ｗの３０％より小さいと、サイプ幅が大きいサイプ（内側サイプ１５）が配置される領域が狭くなるため、バックリングを抑制する効果が充分に得られない。センター側領域Ｃｅがトレッド幅Ｗの６０％より大きいと、全サイプ１４中におけるサイプ幅が大きいサイプ（内側サイプ１５）の占める割合が多くなり過ぎて、陸部１３の剛性が低下し、充分なエッジ効果が発揮されない。その結果、氷上性能を向上する効果が充分に得られなくなる。

本発明では、図２に例示するように、周方向溝１１がセンター側領域Ｃｅとショルダー側領域Ｓｈとの境界となり、各領域の陸部１３ごとにサイプ幅が異なるようにすることが好ましいが、例えば、図４に例示するように、センター側領域Ｃｅとショルダー側領域Ｓｈとの境界が陸部１３の上に位置していても良い。この場合、陸部１３内でサイプ幅が変化することになる。

サイプ幅は上述の大小関係を満たしていれば良いが、好ましくは、外側サイプ１６のサイプ幅ｄを内側サイプ１５のサイプ幅Ｄの０．３倍〜０．６倍の範囲にするとよい。即ち、内側サイプ１５のサイプ幅Ｄと外側サイプ１６のサイプ幅ｄとの比ｄ／Ｄを０．３〜０．６に設定するとよい。このようにサイプ幅の比率を設定することで、各領域におけるサイプ１４の幅を狭める方向への変形量を適正化して、より効果的に接地圧を均一化することができ、優れたエッジ効果（氷上性能）を維持しながら、効果的にバックリングを抑制することができる。

このとき、比ｄ／Ｄが０．３より小さいと、サイプ幅の差が大きくなり過ぎて、センター側領域Ｃｅの陸部１３の剛性が過度に低下し、エッジ効果が充分に得られなくなる。比ｄ／Ｄが０．６より大きいと、サイプ幅の差が小さくなり、センター側領域Ｃｅとショルダー側領域Ｓｈとで陸部１３の周方向への変形し易さが殆ど変らなくなり、バックリングを抑制する効果が充分に得られなくなる。

より好ましくは、内側サイプ１５のサイプ幅Ｄを０．６ｍｍ〜１．４ｍｍ、外側サイプ１６のサイプ幅ｄを０．２ｍｍ〜０．８ｍｍの範囲に設定するとよい。

図２，４では、サイプ１４は全て同じ方向に傾斜しているが、本発明では、図５に例示するように、外側サイプ１６のタイヤ幅方向に対する傾斜角度βを内側サイプ１５のタイヤ幅方向に対する傾斜角度αよりも大きくする。即ち、各サイプ１４の傾斜角度α，βの大小関係をα＜βに設定する。このように、内側サイプ１５の傾斜角度αを相対的に小さくすることで、センター側領域Ｃｅの陸部１３が周方向により変形し易くなり、効果的にバックリングを抑制することができる。

そして、センター側領域Ｃｅの内側サイプ１５の傾斜角度αを１０°以下に設定し、且つ、ショルダー側領域Ｓｈの外側サイプ１６の傾斜角度βを１０°〜４５°に設定する。この１０°以下の傾斜角度αに対して傾斜角度βが１０°以下であると、上述のセンター領域Ｃｅとショルダー領域Ｓｈとの周長／接地長差の違いを抑制する効果が低くなるため、バックリング抑制効果を充分に向上することが難しくなる。逆に、傾斜角度βが４５°以上であると、外側サイプ１６によるエッジ効果が低くなるため、制動性能を改善する効果が充分に得られなくなる。

本発明では、トレッドパターンは図２及び図４〜５の態様に限定されない。例えば、陸部１３は図示の例のようなブロックに限定されず、周方向に連続したリブであっても良い。また、周方向溝１１及び横溝１２は、図示の例のような直線状に限らず、ジグザグ状、湾曲形状等、どのような形状であってもよい。更に、タイヤ周方向に延びる周方向溝１１を有さず、傾斜溝のみでＶ字状の陸部１３を多数形成したトレッドパターンであっても良い。

同様に、サイプ１４の形状も図２及び図４〜５に示される直線状に限定されない。例えば、トレッド面１０においてジグザグ形状を有するものや、トレッド面１０で屈曲すると共にサイプ１４の深さ方向にも屈曲するような３次元構造のものを利用することもできる。

タイヤサイズが１９５／６５Ｒ１５であり、図１に例示する断面形状を有し、トレッド幅に対するセンター領域の幅、内側サイプのサイプ幅（Ｄ）、内側サイプの傾斜角度（α）、外側サイプのサイプ幅（ｄ）及びその内側サイプのサイプ幅に対する比（ｄ／Ｄ）、外側サイプの傾斜角度（β）をそれぞれ表１のように設定した従来例１、比較例１、参考例１〜１１、実施例１〜２の１５種類の空気入りタイヤを作製した。

これら１５種類の空気入りタイヤについて、下記の評価方法により、氷上制動性能及びドライ制動性能を評価し、その結果を表１に併せて示した。

氷上制動性能
各試験タイヤをリムサイズ１５×６Ｊのホイールに組み付けて、空気圧を２３０ｋＰａとして排気量１．４Ｌの試験車両（前輪駆動車）に装着し、氷温が−５℃〜０℃の範囲にある氷路面からなるテストコースにおいて、速度３０ｋｍ／ｈでの走行状態からブレーキを掛けて車両が停止するまでの制動距離を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例１を１００とする指数値にて示した。この指数値が大きいほど制動距離が短く氷上制動性能が優れていることを意味する。

ドライ制動性能
各試験タイヤをリムサイズ１５×６Ｊのホイールに組み付けて、空気圧を２３０ｋＰａとして排気量１．４Ｌの試験車両（前輪駆動車）に装着し、乾燥路面からなるテストコースにおいて、速度１００ｋｍ／ｈでの走行状態からブレーキを掛けて車両が停止するまでの制動距離を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例１を１００とする指数値にて示した。この指数値が大きいほど制動距離が短く氷上制動性能が優れていることを意味する。

表１から明らかなように、参考例１〜１１および実施例１〜２はいずれも従来例１に対して、氷上制動性能及びドライ制動性能を向上した。特に、内側サイプの傾斜角度を外側サイプの傾斜角度よりも小さくした実施例１〜２は、氷上制動性能及びドライ制動性能を著しく向上した。

一方、内側サイプのサイプ幅と外側サイプのサイプ幅との大小関係が逆転した比較例１は、氷上制動性能及びドライ制動性能が悪化した。

１トレッド部
２サイドウォール部
３ビード部
４カーカス層
５ビードコア
６ビードフィラー
７，８ベルト層
９ベルト補強層
１０トレッド面
１１周方向溝
１２横溝
１３陸部
１４サイプ
１５内側サイプ
１６外側サイプ
Ｅタイヤ赤道
Ｃｅセンター領域
Ｓｈショルダー領域
Ｗトレッド幅

Claims

トレッド面に形成された陸部に複数本の幅１．５ｍｍ以下のサイプをタイヤ周方向に間隔を開けて配列した空気入りタイヤにおいて、
前記トレッド面をタイヤ赤道を中心としたトレッド幅の３０％〜６０％の領域であるセンター側領域と該センター側領域のタイヤ幅方向外側に位置するショルダー側領域とに二分し、前記複数本のサイプのうち前記センター側領域に含まれるサイプを内側サイプとし、前記ショルダー側領域に含まれるサイプを外側サイプとしたとき、前記内側サイプのサイプ幅が前記外側サイプのサイプ幅より大きく、かつ、前記外側サイプのタイヤ幅方向に対する傾斜角度βが前記内側サイプのタイヤ幅方向に対する傾斜角度αよりも大きく、前記傾斜角度αが１０°以下であり、前記傾斜角度βが１０°〜４５°であることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記外側サイプのサイプ幅が前記内側サイプのサイプ幅の０．３倍〜０．６倍の範囲であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。