JP6362597B2

JP6362597B2 - タイヤ

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Publication number: JP6362597B2
Application number: JP2015526171A
Authority: JP
Inventors: 展之山本
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2013-07-12
Filing date: 2014-07-09
Publication date: 2018-07-25
Anticipated expiration: 2034-07-09
Also published as: CN204020427U; CN104275989A; US10500904B2; EP3020576A4; CN104275989B; WO2015004913A1; US20160137006A1; EP3020576B1; EP3020576A1; JPWO2015004913A1

Description

この発明は、ウェット路面における操縦安定性及び排水性を維持しつつ、トレッド踏面の偏摩耗を抑制し得るタイヤに関する。

従来、ウェット性能を向上させる目的のもと、トレッド踏面の周溝によって区画された陸部に、該陸部を横断する複数本の横溝やサイプを設けることが行われている。特許文献１には、浅溝（横溝）やその溝底に形成されたサイプによるウェット性能の向上を維持した上で、さらに、サイプのタイヤ周方向前後に生じる偏摩耗を抑制することを所期して、すべての浅溝（横溝）及びサイプをタイヤ軸方向に対し同一の方向に傾斜させてなるタイヤが開示されている。

特開２００２−１０３９２２号公報

しかしながら、かように傾斜する横溝を有するトレッドでは、該横溝と周溝とによって形成されるブロックの角部のうち、鋭角となる部分の剛性がその周囲に比し低下することに起因して生じ得る、ブロックの角部周辺の偏摩耗についても改良の余地が残されている。
そこで、本発明の目的は、ウェット路面における操縦安定性及び排水性を維持しつつ、トレッド踏面のブロックの角部周辺における偏摩耗を抑制し得るタイヤを提供することにある。

本発明の要旨は、以下のとおりである。
（１）本発明のタイヤは、トレッドの踏面に、タイヤ周方向に延びる複数本の周溝によって複数の陸部を区画し、各陸部に、該陸部を横断する複数の横溝を配設してなるタイヤであって、前記横溝は、該横溝をタイヤ赤道面に投影した際に、タイヤ周方向に隣接する横溝相互が重ならない配列を有し、各横溝は、トレッド幅方向に対し傾斜して延びる中央域と、該中央域の両端から前記周溝に向かって前記中央域に比しトレッド幅方向に対する傾斜角度を小さくして延びる側域とからなり、該側域は、前記周溝に向かって拡大する溝幅を有し、前記横溝は、溝底からタイヤ径方向内側に延びるサイプを具え、該サイプは、前記中央域のみに深さの浅い浅底部を有し、且つ少なくとも前記中央域と側域との境界部の近傍に、該境界部から浅底の起点を離間して浅底部を配置することを特徴とする。

かかる構成の本発明のタイヤによれば、周溝と横溝とによって区画されるブロックの角部とその周囲との剛性差が低減されるので、ブロックの角部周辺における偏摩耗を抑制することができる。また、横溝に十分な排水経路を確保して、トレッドの排水性を維持すると同時に、陸部のタイヤ周方向の剛性を確保して、ウェット路面における操縦安定性を維持することができる。
なお、本発明でいう「サイプの深さ」とは、サイプのタイヤ径方向への延在長さを意味する。

（２）本発明のタイヤでは、前記側域におけるサイプの深さが、前記中央域におけるサイプの最大深さと同じかそれより大きいことが好ましい。この構成によれば、タイヤの使用後期まで、長期にわたって十分なウェット性能を確保することができる。

（３）本発明のタイヤにおいて、前記境界部と前記浅底の起点との離間距離は、前記浅底部の配設位置における前記横溝の延在方向に沿って１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であることが好ましい。この置構成によれば、トレッドの偏摩耗をより確実に低減することができる。

（４）本発明のタイヤでは、前記トレッドの踏面に３本以上の周溝を有し、該周溝の幅が、トレッド幅方向最外側の１対の周溝に比しその他の周溝で小さいことが好ましい。この構成によれば、周溝間の陸部がトレッド幅方向に支え合うことができ剛性が高まるので、ウェット路面における操縦安定性を向上させることができる。

（５）本発明のタイヤでは、前記その他の周溝の一方に隣接する陸部の横溝と、他方に隣接する陸部の横溝とが、該その他の周溝への開口位置をタイヤ周方向に同じくすることが好ましい。この構成によれば、排水効率が上がり、ウェット路面における排水性をさらに向上させることができる。

本発明によれば、ウェット路面における操縦安定性及び排水性を維持しつつ、トレッド踏面のブロックの角部周辺における偏摩耗を抑制し得るタイヤを提供することができる。

本発明の一実施形態に係るタイヤのトレッド踏面を示す部分展開図である。図１に示す横溝の、拡大図である。図１のＡ−Ａ断面図である。図３のＢ−Ｂ断面図である。比較例タイヤのトレッド踏面を示す部分展開図である。

以下、図面を参照しながら本発明のタイヤを、その実施形態を例示して詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るタイヤ１０のトレッド踏面Ｓを示す部分展開図である。なお、図示は省略するが、このタイヤ１０は、一対のビード部間に跨る有機繊維コードまたはスチールコードのプライからなるカーカスと、該カーカスのタイヤ径方向外側に、スチールコード層からなるベルトと、トレッドとを具える。
このタイヤ１０のトレッド踏面Ｓには、タイヤ周方向（図１のＹ方向）に延びる複数本の周溝１（図示例では３本）によって２つの陸部６が区画され、この２つの陸部６の各々には、該陸部６を横断し、トレッド幅方向に対し傾斜して延びる複数の横溝２が配設されている。すなわち、３本の周溝１と複数の横溝２とによって、トレッド踏面６に複数のブロックｂ６が区画されている。また、横溝２は、該横溝２をタイヤ赤道面ＣＬに投影した際に、タイヤ周方向に隣接する横溝２相互（図示例では、同一の陸部６内でタイヤ周方向に隣接している横溝２の相互）が重ならない配列を有し、さらに、各横溝２では、横溝２のトレッド幅方向の両端近くに有する２つの境界部ｆを介して、その延在方向を変化させて延びている。なお、本実施形態では、境界部ｆを、角を有する屈曲形状としているが、緩やかな弧となる形状とすることもできる。また、周溝１は、図示例ではジグザグ状であるが、例えば、直線状や波状などの他の形状であってもよい。

ここで、上記の横溝２を拡大して示す図２を参照して説明すると、本発明に係るタイヤでは、横溝２が、トレッド幅方向に対し傾斜して延びる中央域２Ｃと、該中央域２Ｃの両端から周溝１に向かって該中央域２Ｃに比しタイヤ幅方向に対する傾斜角度を小さくして延びる側域２Ｅとからなり、該側域２Ｅは、周溝１に向かって拡大する溝幅を有することが肝要である。すなわち、横溝２の、中央域２Ｃにおけるトレッド幅方向に対する傾斜角度αよりも、側域２Ｅにおける同傾斜角度βの方が小さく、また、側域２Ｅでは、境界部ｆにおける溝幅Ｗ₁よりも横溝２の端縁ｅにおける溝幅Ｗ₂の方が大きくなるよう、溝幅が変化しているということである。なお、図示の例では、横溝２の側域２Ｅにおける溝幅が境界部ｆから端縁ｅまで漸増しているが、側域２Ｅの少なくとも一部で溝幅を変化させてＷ₁＜Ｗ₂としてもよい。

一般に、トレッド幅方向に対し傾斜して延びる横溝を有するタイヤでは、トレッド幅方向に沿って延びる横溝を有するタイヤに比べて、路面とトレッド踏面との間の排水が促進されるので、ウェット路面の走行に際し、トレッド踏面に水膜が発生し難い。さらに、タイヤ周方向に対するエッジ成分のみならず、トレッド幅方向に対するエッジ成分も確保することができるのでコーナリングパワーを得やすいといった利点がある。
本発明に係るタイヤでは、さらに、かように傾斜する横溝２のトレッド幅方向に対する傾斜角度を境界部ｆにて変化させ、上記の側域２Ｅにおける傾斜角度βを、中央域２Ｃにおける同傾斜角度αよりも小さく調整することにより、例えば、横溝２と周溝１とによって区画されるブロックｂ₆の角部Ｇが極端に鋭角とならないので、ブロックｂ₆内での剛性差が低減され、その結果、トレッド踏面Ｓのブロックｂ₆の角部Ｇ周辺に生じ得る偏摩耗を抑制することがきる。

一方、横溝２の側域２Ｅにおける傾斜角度βを、同中央域２Ｃにおける傾斜角度αよりも小さくすると、トレッド幅方向に、横溝２を介して排水される水の流れが境界部ｆにて遮られるため、本来であれば排水性が低下する傾向にある。しかしながら、本発明のタイヤでは、側域２Ｅの溝幅を、境界部ｆから周溝１に向かって広がる形状とすることにより、トレッド幅方向に対して傾斜し、且つ一直線状に延びる横溝に劣らない排水性を確保することができる。
なお、図１及び２に示す横溝２がそうであるように、横溝２の側域２Ｅにおける傾斜角度βは、中央域２Ｃにおける傾斜角度αよりも小さければ、該横溝の一方側の側域２Ｅと、他方側の側域２Ｅとで、傾斜角度βの大きさが異なっていてもよい。

また、横溝２を、該横溝２をタイヤ赤道面に投影した際に、タイヤ周方向に沈設する横溝２相互が重ならないように配列する本発明の構成では、タイヤ幅方向の剛性を高めることができる。

また、図３には、横溝２の延在方向に直交する面（図１に、Ａ−Ａ線で示す）による、該横溝２の断面図を示す。この横溝２は、トレッド踏面Ｓからタイヤ径方向（図３のＺ方向）内側に向かって深さｄ₂を有して延び、さらに、横溝２の溝底からタイヤ径方向内側に向かって、深さｄ₃を有する、細幅の切り込みであるサイプ３を有する。なお、図３に示す例では、サイプ３はタイヤ径方向内側に向かって直線状に延在するが、タイヤ周方向の一方側及び他方側に１回以上屈曲するジグザグ状や波状などの、他の形状とすることもできる。
かような横溝２について、図４には、横溝２をサイプ３の中心線に沿って切断した際の断面（図３に、Ｂ−Ｂ線で示す）を、横溝２の延在方向に垂直となる方向からみた図を示している。このように、サイプ３は、横溝２に沿ってその全長に亘って延在し、中央域２Ｃと側域２Ｅとの境界部ｆの近傍に、サイプ深さの浅い部分（以下、浅底部ｐという）を有する。

このように、本発明に係るタイヤでは、横溝２が、該横溝２の溝底からタイヤ径方向内側に延びるサイプ３を具え、該サイプ３は、横溝の中央域２Ｃのみに深さの浅い浅底部ｐを有し、且つ少なくとも中央域２Ｃと側域２Ｅとの境界部ｆの近傍に、浅底の起点ｐｓｔが境界部ｆから離間した浅底部ｐを配置することが肝要である。
横溝２によって、トレッド踏面Ｓ上に比較的容量の大きな排水経路を確保できるので、特に、タイヤの使用初期から中期にかけての排水性が維持される。また、タイヤの使用中期から後期にかけては、トレッドの陸部６が摩耗して横溝２が消滅すると、横溝２の溝底から延びるサイプ３がトレッド踏面Ｓに露出して、トレッドの排水性を引き続き維持する。このように、陸部が摩耗して横溝２が消滅した後は、当該サイプを特に周溝１に開口し易くして排水性を維持する必要があるため、浅底部ｐを側域２Ｅには設けず、中央域２Ｃにのみ設ける。

ここで、横溝の境界部ｆの近傍に設けられる浅底部ｐの作用及び効果について説明する。本発明に係るタイヤでは、排水性を確保する目的で横溝２の側域２Ｅの溝幅を、境界部ｆから周溝１に向かって広げているのは上述の通りであるが、かようなタイヤでは、ブロックｂ₆の、側域２Ｅ付近における剛性が中央域２Ｃにおける剛性に比べて低下する傾向にあり、境界部ｆに剛性段差が生じる。この剛性の低下を適度に抑制するため、本発明に係るタイヤでは、境界部ｆの近傍に上記の浅底部ｐを設けている。ただし、上述のとおり、タイヤの使用後期における排水性を担保する観点から、浅底部ｐはあくまでも中央域２Ｃに設ける。このように、中央域２Ｃの範囲内かつ境界部ｆの近傍に浅底部ｐを設け、陸部６の剛性を確保することにより、周溝１への開口を広げて排水性を良好にしつつも、ウェット路面における操縦安定性を維持することができる。

さらに、ブロックｂ₆の側域２Ｅ付近における剛性は比較的低く、同ブロックｂ₆の中央域２Ｃにおける剛性が比較的高いことに起因して、これらの境界にあたる境界部ｆには剛性段差が生じることになる。その上、境界部ｆは、横溝２の延在方向が変化する変曲点でもあるため、トレッドにタイヤ周方向又はタイヤ幅方向の値がらが入力されると、この境界部ｆを起点としてブロックｂ₆が変形し、該ブロックｂ₆の欠けやもげが発生し易い。
そこで、本発明の構成に従い、浅底の起点ｐｓｔを境界部ｆから離間して配置することにより、剛性段差を緩和し、かようなブロックの欠けやもげの発生を回避することができる。

なお、上記の「境界部ｆの近傍」とは、横溝２に沿って、境界部ｆを中心とする横溝２の延在長さの１５％の範囲のことをいう。すなわち、横溝２に沿って、境界部ｆから周溝１側に横溝２の延在長さの７．５％の長さ分だけ離間した点と、周溝１とは逆側に同長さ分だけ離間した点との間の領域のことをいう。
また、ここでは、浅底部ｐの、サイプ深さが最も浅い部分をもって浅底部ｐの位置を特定する。浅溝部ｐのサイプ深さが一律の場合は、該浅溝部ｐの延在範囲の中心をもって、サイプ深さが最も浅い部分とする。
さらに、図１及び２に示すように、境界部ｆが角を有して屈曲している場合は、その屈曲点をもって境界部ｆの中心とし、境界部ｆが緩やかな弧である場合は、曲率半径が最も小さくなる点をもって境界部ｆの中心とする。

さらに、境界部ｆと、浅底の起点ｐｓｔとの間の離間距離ｄｉｓは、浅底部ｐの配設位置における横溝２の延在方向に沿って１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であることが好ましい。１．０ｍｍ以上とすることで、境界部ｆを境とする剛性段差の増加を好適に抑制することができ、３．０ｍｍ以下とすることで、ブロックｂ₆のタイヤ幅方向端部の剛性が低減するのを抑制し、耐偏摩耗性をより確実に確保することができる。

また、側域２Ｅにおけるサイプの深さは、中央域２Ｃにおけるサイプの最大深さと同じかそれより大きい、ことが好ましい。上記したように、特に横溝２が摩耗により消滅した後においては、横溝２の溝底から延びるサイプ３によってトレッドの排水性を確保することになるが、このとき、側域２Ｅのサイプ深さを大きくすることでサイプ３を周溝１に開口し易くし、該周溝１への排水を十分に行い、優れたウェット性能を確保することができるからである。
なお、浅底部ｐの底の形状は、図４に示すような半円状とする他にも、三角形、正方形または長方形等の他の形状とすることもでき、また、境界部ｆの近傍のみならず、必要に応じて、その他の領域に設けてもよい。

また、本発明に係るタイヤでは、トレッド踏面Ｓに３本以上の周溝１を有し、該周溝１の幅が、トレッド幅方向最外側の１対の周溝１（幅Ｗｓ）に比しその他の周溝１（図１では、タイヤ赤道面に沿って延びる）（幅Ｗｃ）で小さいことが好ましい。すなわち、図１で言えば、Ｗｃ＜Ｗｓとなることが好ましい。この構成によれば、接地圧が負荷されたときに、トレッド幅方向最外側の周溝１間の陸部６がトレッド幅方向に支え合い、トレッド剛性が高まるので、ウェット路面における操縦安定性を向上させることができる。
このとき、上記その他の周溝１の溝幅ｗｃは、３ｍｍ以上５ｍｍ以下であることが、陸部６相互の支え合いの効果を確実に得る観点から好ましい。

さらに、本発明に係るタイヤでは、トレッド幅方向最外側の周溝１以外のその他の周溝１の一方に隣接する陸部６の横溝２と、他方に隣接する陸部６の横溝２とが、該その他の周溝１への開口位置をタイヤ周方向に同じくすることが好ましい。この構成によれば、例えば、図５に示す比較例タイヤのように、一方の陸部２６と他方の陸部２６とに延びる横溝２２の、タイヤ赤道面に沿って延びる周溝２１に対する開口位置が千鳥状である場合に比し、陸部６全体の排水効率が向上する。すなわち、ウェット路面における排水性をさらに向上させることができる。

なお、横溝２の中央域２Ｃにおける傾斜角度αは、３０°以上３５°以下であることが、ブロックｂ₆の剛性とトレッドの排水性とを両立する観点から好ましい。傾斜角度αが大きくなりすぎると、トレッドの排水性は向上するがブロックのトレッド幅方向の剛性が低下し、車両旋回時に偏摩耗が発生しやすくなる傾向にある。また、傾斜角度αが小さくなり過ぎると、トレッドの排水性が十分でなくなる上、トレッド幅方向に対するエッジ成分が不足する傾向にあるからである。
また、横溝２の側域２Ｅにおける傾斜角度βは、５°以下であることが好ましい。

また、横溝２の境界部ｆは、横溝２の延在方向に、端縁ｅから該横溝２の延在長さの５％以上２０％以下の範囲に位置させることが、トレッドの排水性を確保しつつ、ブロックの角部周辺の偏摩耗を抑制する観点から好ましい。
同様に、排水性を十分に確保する観点から言えば、横溝２の、境界部ｆにおける溝幅Ｗ₁と、端縁ｅにおける溝幅Ｗ₂との比、Ｗ₁／Ｗ₂は０．５以上０．７以下であることが好ましい。
また、横溝２の深さｄ₂と、サイプ３の最大深さｄ₃とは、周溝１の深さをｄ₁としたとき、ｄ₁＞ｄ₃≧ｄ₂の範囲であれば、適宜変更できるものである。

図１に示す本発明の実施形態では、タイヤ幅方向最外側の１対の周溝１とトレッドの接地端とで区画される陸部に、トレッド幅方向に沿って延びるショルダー溝４と短尺サイプ５とを具えるが、本発明に係るタイヤは、かようなトレッドパターンに限定されるものではない。

以下、本発明の実施例について説明する。
発明例タイヤ及び比較例タイヤ（ともに、タイヤサイズは、２７５／７０Ｒ２２．５）を表１に示す仕様のもと試作し、タイヤの耐偏摩耗性、ウェット路面における操縦安定性（ウェット操縦安定性）及び排水性を評価した。

発明例タイヤ１は、図１に示すトレッドパターンを有する。すなわち、横溝２をタイヤ赤道面に投影した際に、タイヤ周方向に隣接する横溝２相互が重ならない配列であり、各横溝２は、トレッド幅方向に対し傾斜して延びる中央域２Ｃと、該中央域２Ｃの両端から周溝１に向かって中央域２Ｃに比しトレッド幅方向に対する傾斜角度を小さくして延びる側域２Ｅとからなり、該側域２Ｅは、周溝１に向かって拡大する溝幅を有している。また、横溝２は、該横溝２の溝底からタイヤ径方向内側に延びるサイプを具え、該サイプは、中央域２Ｃに、該中央域２Ｃと側域２Ｅとの境界部ｆから０．５ｍｍ離間した位置に浅底部ｐを有する。
比較例タイヤ１は、サイプの浅底部ｐを有しないこと、以外は発明例タイヤ１と同様である。
比較例タイヤ２は、各横溝２が、タイヤ赤道面に投影した際に、タイヤ周方向に隣接する横溝相互と重複すること、以外は発明例タイヤ１と同様である。
比較例タイヤ３は、横溝の側域２Ｅにて、周溝１に向かって溝幅が拡大しないこと、以外は発明例タイヤ１と同様である。
比較例タイヤ４は、離間距離ｄｉｓが９．０ｍｍであり、浅底部ｐが境界部ｆの近傍にないこと、以外は発明例タイヤ１と同様である。
比較例タイヤ５は、浅底の起点ｐｓｔが境界部ｆ上にあること、以外は発明例タイヤ１と同様である。
発明例タイヤ２は、離間距離ｄｉｓが１．０ｍｍであること、以外は発明例タイヤ１と同様である。
発明例タイヤ３は、離間距離ｄｉｓが３．０ｍｍであること、以外は発明例タイヤ１と同様である。
発明例タイヤ４は、離間距離ｄｉｓが３．５ｍｍであること、以外は発明例タイヤ１と同様である。

なお、表中の「Ｗ₂／Ｗ₁」は、かかる比が１を超える場合を「○」、１以下である場合を「×」として示している。なお、境界部ｆの近傍は、横溝に沿って、境界部を中心とする横溝の延在長さの１５％の範囲である。

（耐偏摩耗性）
各供試タイヤを適用リム（ＪＡＴＭＡＹＥＡＲＢＯＯＫ等に記載されている、適用サイズにおける標準リム）に組み付け、内圧９００ｋＰａを付与した後、テスト車両のフロント軸に装着し、テストコースを４００００ｋｍ走行させた。そして、偏摩耗が最も著しいブロックの体積を測定し、摩耗量の逆数からタイヤの耐偏摩耗性を評価した。評価結果を表１に示す。なお、表１では、従来例タイヤ１を１００とする指数標記とし、数値の大きい方が耐偏摩耗性に優れていることを示す。

（ウェット操縦安定性）
各供試タイヤを上記の状態とし、テスト車両のフロント軸に装着して、ウェット路面（水深２ｍｍ）のコース上にて、プロのテストドライバーによるフィーリング試験を行った。評価結果を表１に示す。表１では、従来例タイヤ１を１００とする指数標記とした。数値の大きい方が、ウェット操縦安定性に優れていることを示す。

１、２１：周溝
２、２２：横溝
２Ｃ：中央域
２Ｅ：側域
３：サイプ
４：ショルダー溝
５：短尺サイプ
６：陸部
１０、２０：タイヤ
Ｇ：ブロックの角部
ｅ：横溝の端縁
ｆ：横溝の境界部
ｐ：サイプの浅底部

Claims

トレッドの踏面に、タイヤ周方向に延びる複数本の周溝によって複数の陸部を区画し、各陸部に、該陸部を横断する複数の横溝を配設してなるタイヤであって、
前記横溝は、該横溝をタイヤ赤道面に投影した際に、タイヤ周方向に隣接する横溝相互が重ならない配列を有し、
各横溝は、トレッド幅方向に対し傾斜して延びる中央域と、該中央域の両端から前記周溝に向かって前記中央域に比しトレッド幅方向に対する傾斜角度を小さくして延びる側域とからなり、該側域は、前記周溝に向かって拡大する溝幅を有し、
前記横溝は、該横溝の溝底からタイヤ径方向内側に延びるサイプを具え、該サイプは、前記中央域のみに深さの浅い浅底部を有し、且つ少なくとも前記中央域と側域との境界部の近傍に、該境界部から浅底の起点を離間して浅底部を配置することを特徴とするタイヤ。
前記側域におけるサイプの深さは、前記中央域におけるサイプの最大深さと同じかそれより大きい、請求項１に記載のタイヤ。
前記境界部と前記浅底の起点との離間距離は、前記浅底部の配設位置における前記横溝の延在方向に沿って１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下である、請求項１または２に記載のタイヤ。
前記トレッドの踏面に３本以上の周溝を有し、該周溝の幅が、トレッド幅方向最外側の１対の周溝に比しその他の周溝で小さい、請求項１から３のいずれか一項に記載のタイヤ。
前記その他の周溝の一方に隣接する陸部の横溝と、他方に隣接する陸部の横溝とが、該その他の周溝への開口位置をタイヤ周方向に同じくする、請求項４に記載のタイヤ。