JP7366715B2

JP7366715B2 - タイヤ

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Publication number: JP7366715B2
Application number: JP2019216888A
Authority: JP
Inventors: 暢之石原
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2019-11-29
Filing date: 2019-11-29
Publication date: 2023-10-23
Anticipated expiration: 2039-11-29
Also published as: JP2021084592A; WO2021106919A1; EP4067118A4; CN114746288B; CN114746288A; EP4067118A1; US20230001748A1

Description

本発明は、雪上での走行性能を向上させたタイヤに関する。

特許文献１には、トレッド部に複数の周方向主溝が形成されてショルダー陸部領域にタイヤ幅方向に延びるショルダー横溝が形成されたタイヤが記載されている。このようなタイヤの構成によれば、雪上トラクション性能を確保しつつ、ショルダーブロックの耐偏摩耗性能を向上し得るとされている。

特開２０１８－１７６９５８号公報

しかし、従来のタイヤでは、タイヤの接地面で幅方向溝内に入り込み押し固められた雪柱をタイヤが蹴り出す際に、幅方向溝の溝壁からの雪の剥離が不十分であると、雪柱せん断力が低下する恐れがあった。また、このようなタイヤで雪上を走行した場合、押し固められた雪が溝壁から剥離せずに溝の一部が詰まると、走行性能が低下する恐れがあった。

本実施の形態は、トレッド部の表面に形成された幅方向溝の溝壁からの雪の剥離を容易にすることで雪上性能を向上させ得るタイヤの提供を目的とする。

本発明の実施形態に係るタイヤは、トレッド部に形成されてタイヤ幅方向に延びる幅方向溝を含む。前記幅方向溝を形成する一方の溝壁は、曲面状の傾斜面を有する。曲面状の傾斜面は、タイヤ軸方向に垂直な断面における溝底からトレッド部の表面までのタイヤ径方向に対する傾斜角度が、タイヤ赤道線側に位置するタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側にかけて徐々に大きくなる。

上記構成によれば、トレッド部の表面に形成された幅方向溝からの雪の剥離を容易にすることで雪上性能を向上させたタイヤを提供することができる。

図１は、トレッド部１０のトレッドパターンを示す一部平面展開図である。図２は、周方向主溝２０を含むショルダー陸部領域ＳＲの一部拡大平面図である。図３（ａ）は、ショルダー幅方向溝３０を形成する一方の溝壁３１の傾斜面３２を含む一部を拡大した斜視図である。図３（ｂ）は、溝壁３１の傾斜面３２のタイヤ幅方向内側位置における一部を拡大したタイヤ軸方向ＴＡに垂直な端面図である。図３（ｃ）は、溝壁３１の傾斜面３２のタイヤ幅方向外側位置における一部を拡大したタイヤ軸方向ＴＡに垂直な端面図である。図４（ａ）は、変形例に係る溝壁３１の傾斜面３２Ａを含む一部を拡大した斜視図であり、図４（ｂ）～図４（ｃ）は、変形例に係る溝壁３１の傾斜面３２Ａを含む一部を拡大したタイヤ軸方向ＴＡに垂直な端面図である。図５は、溝壁３１の傾斜面３２における雪剥離機能を説明するショルダー陸部領域ＳＲの一部を拡大した説明図である。

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。なお、同一の機能や構成には、同一または類似の符号を付して、その説明を適宜省略する。

図１は、本実施形態に係るタイヤのトレッド部１０のトレッドパターンを示す一部平面展開図である。図２は、周方向主溝２０を含むショルダー陸部領域ＳＲの一部拡大平面図である。図３（ａ）は、ショルダー幅方向溝３０を形成する一方の溝壁３１の傾斜面３２を含む一部を拡大した斜視図である。図３（ｂ）は、溝壁３１の傾斜面３２のタイヤ幅方向内側位置における一部を拡大したタイヤ軸方向ＴＡに垂直な端面図である。図３（ｃ）は、溝壁３１の傾斜面３２のタイヤ幅方向外側位置における一部を拡大したタイヤ軸方向ＴＡに垂直な端面図である。図４（ａ）は、変形例に係る溝壁３１の傾斜面３２Ａを含む一部を拡大した斜視図であり、図４（ｂ）～図４（ｃ）は、変形例に係る溝壁３１の傾斜面３２Ａを含む一部を拡大したタイヤ軸方向ＴＡに垂直な端面図である。

トレッド部１０には、タイヤに対する要求性能に応じたトレッドパターンが形成される。本実施形態では、タイヤは、トラック・バス（ＴＢ）に好適に用い得るスタッドレスタイヤである。なお、スタッドレスタイヤは、スノータイヤまたはウインタータイヤなどと呼ばれてもよい。或いは、タイヤは、冬期に限らず、四季を通じて利用可能ないわゆるオールシーズンタイヤであっても構わない。

また、タイヤは、必ずしもトラック・バス用ではなく、他の車種、例えば、乗用自動車、バン・小型トラックに用いられても構わない。

図１に示すように、トレッド部１０には、タイヤ周方向ＴＣに沿って延びる一対の周方向主溝２０が形成されている。本実施形態では、一対の周方向主溝２０が直線状である。但し、ただし、一対の周方向主溝２０は、タイヤ幅方向に多少惰行するなど、必ずしも直線状でなくても構わない。

トレッド部１０は、タイヤ幅方向ＴＷがこの一対の周方向主溝２０で区画された中央陸部領域ＣＲと、中央陸部領域ＣＲのタイヤ幅方向ＴＷ外側にあり、一対の周方向主溝２０の一方の周方向主溝２０とトレッド端ＴＥとで区画されたショルダー陸部領域ＳＲとに区画されている。

本実施形態では、中央陸部領域ＣＲには、周方向主溝２０の溝幅と同程度或いは周方向主溝２０の溝幅よりも広い溝幅を有する周方向溝が形成されていない。

つまり、中央陸部領域ＣＲには、タイヤ周方向に延びる周方向主溝２０より溝幅が狭い周方向細溝２００のみが形成される。このため、中央陸部領域ＣＲでは、隣接陸部ブロック間の距離（間隔、空隙と呼んでもよい）が狭く、この種の一般的なタイヤよりも複数の陸部ブロックが凝集している。

なお、本実施形態では、周方向主溝２０の溝幅が４～１０ｍｍ程度、周方向細溝２００の溝幅が１．５～４ｍｍ程度である。

本実施形態に係るタイヤには、トレッド部１０に形成されてタイヤ幅方向ＴＷに延びる幅方向溝３０が含まれる。具体的に、少なくとも一方のショルダー陸部領域ＳＲには、周方向主溝２０からトレッド端ＴＥまでタイヤ幅方向ＴＷに横断するショルダー幅方向溝（幅方向溝）３０が形成されている。本実施形態では、ショルダー陸部領域ＳＲに複数のショルダー幅方向溝３０が形成されており、ショルダー陸部領域ＳＲがこの複数のショルダー幅方向溝３０で複数のブロック４０に区画されている。

ショルダー陸部領域ＳＲの各ブロック４０には、タイヤ幅方向ＴＷに延びて周方向主溝２０に連通するサイプ５０が形成されている。ここでサイプ５０とは、タイヤ接地時に接地面内で閉じる溝幅（例えば０．１ｍｍ～１．５ｍｍ程度の溝幅）に形成された細溝である。なお、本実施形態において、サイプ５０は複数屈曲したいわゆる三次元サイプである。

図２に示すように、各ブロック４０の周方向主溝２０の第一溝壁２１を構成する面における、ショルダー幅方向溝３０と交差した角部分４１には、タイヤ幅方向ＴＷ内側に突出する凸部４３が形成されている。

本実施形態では、各ブロック４０の凸部４３が形成された周方向位置に三次元サイプ５０が形成されていない。なお、タイヤ幅方向ＴＷ端部の周方向主溝２０側が凸部４３で開口しないサイプであれば、各ブロック４０の凸部４３が形成された周方向位置に形成されていてもよい。

本実施形態に係るタイヤのトレッド部１０には、ショルダー陸部領域ＳＲにもタイヤ周方向ＴＣに延びる周方向細溝２１０が形成されている。具体的に、各ブロック４０には、タイヤ周方向ＴＣに延び、周方向主溝２０の溝幅よりも溝幅が狭い周方向細溝２１０が形成されている。なお、ショルダー陸部領域ＳＲに形成された周方向細溝２１０の溝幅は、上限が中央陸部領域ＣＲに形成された周方向細溝２００の溝幅と同様であり、下限がサイプの溝幅と同様であるように、０．１ｍｍ～４ｍｍ程度である。

また、図２に示すように、三次元サイプ５０のタイヤ幅方向外側端は、この周方向細溝２１０に連通してもよい。周方向細溝２１０の溝深さは、図３（ａ）に示すように、ショルダー幅方向溝３０の溝深さよりも浅くてもよい。

図２に示すように、凸部４３が形成されたブロック４０の角部分４１のショルダー幅方向溝３０を形成する一方の溝壁３１は、タイヤ周方向ＴＣに突出した凸形状に形成されてもよい。つまり、タイヤ周方向ＴＣに突出した凸形状を含むブロック４０の角部分４１は、周方向主溝２０及びショルダー幅方向溝３０の溝壁に対して、タイヤ幅方向ＴＷ内側及びタイヤ周方向ＴＣ側に突出した形状になっていてもよい。本実施形態では、ショルダー幅方向溝３０の一方の溝壁３１のみが、タイヤ周方向ＴＣに突出した凸形状を含むように形成されている。

図２に示すように、周方向主溝２０の第二溝壁２３には、凸部４３が形成された周方向位置に対向する位置に、タイヤ幅方向ＴＷ内側に凹む凹部２５が形成されている。第二溝壁２３と図２中に破線で示されたタイヤ幅方向ＴＷに延びる三次元サイプ５０の延長線との交点Ｐは、凹部２５のタイヤ周方向ＴＣ端を含む凹部２５内に位置している。

本実施形態に係るタイヤにおけるショルダー幅方向溝（幅方向溝）３０の少なくとも一方の溝壁３１は、曲面状の傾斜面３２を有する。曲面状の傾斜面３２は、タイヤ軸方向ＴＡに垂直な断面における溝底３３からトレッド部の表面３５までのタイヤ径方向ＴＲに対する傾斜角度θが、タイヤ赤道線ＣＬ側に位置するタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側にかけて徐々に大きくなるっている。

具体的には、図３（ａ）～３（ｃ）に示すように、ショルダー陸部領域ＳＲを複数のブロック４０に区画するショルダー幅方向溝３０の溝壁３１は、タイヤ軸方向ＴＡに垂直な断面における溝底３３からトレッド部の表面３５までのタイヤ径方向ＴＲに対する傾斜角度θがタイヤ幅方向ＴＷ内側からタイヤ幅方向ＴＷ外側にかけて徐々に大きくなる、曲面状の傾斜面３２を含む。

例えば、図３（ｂ）に示される、曲面状の傾斜面３７のタイヤ幅方向ＴＷの内側端における傾斜角度θ_１は、５°以上１０°以下である。図３（ｃ）に示される、曲面状の傾斜面３２のタイヤ幅方向ＴＷの外側端における傾斜角度θ_２は、５°以上２０°以下である。ただし、曲面状の傾斜面３２の傾斜角度θは、タイヤ幅方向内側端における傾斜角度θ_１からタイヤ幅方向外側端における傾斜角度θ_２にかけて徐々に大きくなる条件を満たす範囲で選択される。

実施形態に沿って本発明の内容を説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。

本実施形態の図３（ｂ）～３（ｃ）に示すタイヤ軸方向ＴＡに垂直な断面では、傾斜面３２が溝壁３１の溝底３３からトレッド部の表面３５まで直線状に傾斜している。しかし、曲面状の傾斜面は、溝底３３からトレッド部の表面３５までが傾斜した面であれば、図３（ａ）～３（ｃ）に示される実施形態に限定されるものでない。例えば、図４（ａ）～４（ｃ）に示す変形例のように、曲面状の傾斜面３２Ａは、タイヤ軸方向ＴＡに垂直な断面が、溝壁３１の溝底３３Ａからトレッド部の表面３５Ａまで下に凸に湾曲して傾斜した面であってもよい。

また、図１に示すように、本実施形態に係るタイヤのトレッド部１０に形成されたトレッドパターンは、駆動時に効果が顕著に発揮されるように、タイヤ回転方向が指定されたパターンになっている。しかし、トレッドパターンはこれに限定されるものでない。例えば、駆動時と制動時とにバランスよく効果を発揮する構成が望ましい場合、タイヤ赤道線ＣＬを境に反転させたパターンとしてもよい。

なお、トレッド部１０に用いられるゴムには、雪上性能及び耐摩耗性などを考慮し、適宜適切な材料が用いられればよく、特に限定されない。但し、タイヤの転がり抵抗（ＲＲ）の低減に貢献する材料が用いられてよい。具体的には、転がり抵抗係数（ＲＲＣ）は、７．５以下であることが望ましい。

（作用・効果）
図５は、ショルダー陸部領域ＳＲの一部拡大平面図であり、溝壁３１の傾斜面３２における雪剥離機能を説明する説明図である。なお、図５中の符号ｔ１，ｔ２，ｔ３は、それぞれタイヤの接地面と蹴り出し側で地面から離れた部位との境界位置を示している。そして、図５は、タイヤの転動に伴い、境界位置がｔ１からｔ２へ、ｔ２からｔ３へとずれていくことを示す説明図である。

本実施形態に係るタイヤでは、ショルダー陸部領域ＳＲを複数のブロック４０に区画するショルダー幅方向溝３０の溝壁３１が、曲面状の傾斜面３２を有している。そして、曲面状の傾斜面３２は、タイヤ軸方向ＴＡに垂直な断面における溝底３３からトレッド部の表面３５までのタイヤ径方向ＴＲに対する傾斜角度θがタイヤ幅方向ＴＷ内側からタイヤ幅方向ＴＷ外側にかけて徐々に大きくなっている。この曲面状の傾斜面３２を少なくとも一方の溝壁３１に有するショルダー幅方向溝（幅方向溝）３０の作用について図３（ａ）～図５に基づき説明する。

タイヤ転動時において、タイヤの接地面における蹴り出し側のトレッド部１０の変形は、タイヤ幅方向ＴＷ外側、つまり本実施形態ではタイヤのトレッド端ＴＥ側から先にショルダー幅方向溝３０の溝幅が広がりはじめ、後からタイヤ幅方向ＴＷ内側の溝幅が広がる。

図５に示すタイヤと地面との境界位置ｔ１において、本実施形態の曲面状の傾斜面３２は、図３（ｃ），４（ｃ）に示すように、溝幅が広がりはじめるトレッド端ＴＥ側（タイヤ幅方向外側）でタイヤ径方向ＴＲに対して大きく傾斜した構成を有する。このため、タイヤの接地面でショルダー幅方向溝３０内に入り込み押し固められた雪柱は、曲面状の傾斜面３２におけるタイヤ幅方向ＴＷ外側の溝壁から容易に剥離する。

さらに、本実施形態の曲面状の傾斜面３２は、タイヤ軸方向ＴＡに垂直な断面において、図３（ａ）～４（ｃ）に示すように、溝底３３からトレッド部の表面３５までのタイヤ径方向ＴＲに対する傾斜角度θがタイヤ幅方向ＴＷ内側に向けて徐々に小さくなる構成を含む。

接地圧を受けない地面から離れた部位では、接地面内より大きくタイヤ周方向に変形可能になるため、タイヤ転動時において、本実施形態の曲面状の傾斜面３２は、図５に示すタイヤと地面との境界位置がｔ１からｔ２へ、ｔ２からｔ３へとずれていくに従い、捻じれ変形する。

このように、曲面状の傾斜面３２によれば、ショルダー幅方向溝３０の溝壁３１からの雪の剥離が容易になる。このため、溝壁３１に対向するショルダー幅方向溝３０の他方の溝壁が内で区画された溝には雪が残らず、タイヤ転動を介して再び地面に接地する際に新たな雪を掴むことで、雪柱せん断力が高まり、タイヤの雪上性能が向上する。

なお、本実施形態において、曲面状の傾斜面３２は、ショルダー幅方向溝３０の溝壁３１に形成されている。しかし、曲面状の傾斜面３２が形成される箇所は、タイヤ幅方向ＴＷに延びる幅方向溝に形成されていればよく、ショルダー陸部領域ＳＲに形成されたショルダー幅方向溝３０に限定されるものでない。

具体的に、タイヤ幅方向ＴＷに延びる幅方向溝において、タイヤ軸方向ＴＡに垂直な断面における溝底３３からトレッド部の表面３５までのタイヤ径方向ＴＲに対する傾斜角度θがタイヤ赤道線ＣＬ側であるタイヤ幅方向ＴＷ内側からタイヤ幅方向ＴＷ外側にかけて徐々に大きくなるように形成されていれば、曲面状の傾斜面３２は、優れた雪上性能を奏する。

なお、本実施形態のように中央陸部領域ＣＲが複数の陸部ブロックが凝集した構造（凝集構造）である場合、中央陸部領域ＣＲ内は周方向細溝２００で区画される構造であるため、周方向細溝２００で区画されたブロック或いはリブは、変形時に周方向で互いに支えあい、タイヤ幅方向ＴＷへの変形が抑制される。このため、中央陸部領域ＣＲにおける耐偏摩耗性が向上し得る。さらに、タイヤの転がり抵抗も低減し得る。

また、中央陸部領域ＣＲが複数の陸部ブロックが凝集した構造である場合、中央陸部領域ＣＲのタイヤ幅方向ＴＷへの変形が抑制されるため、ショルダー陸部領域ＳＲにおける接地圧が相対的に高まる。これにより、ショルダー陸部領域ＳＲの変形は大きくなる。このため、このような構成において、曲面状の傾斜面３２が、ショルダー陸部領域ＳＲの幅方向溝３０に形成されると、ブロック４０の動的な捻じれ変形が大きくなり、より雪上性能が向上する。

図１、図２に示すように、周方向細溝２１０は、曲面状の傾斜面３２に連通していてもよい。周方向細溝２１０は、ショルダー幅方向溝３０の溝深さよりも浅いため、タイヤ幅方向ＴＷに延びる曲面状の傾斜面３２における動的捻じれ変形を阻害しない程度に、ブロック４０の周方向への変形を可能にする。このため、曲面状の傾斜面３２による雪上性能向上の効果を確保しつつ、タイヤの耐偏摩耗性を向上し得る。

図３（ａ）～３（ｃ）に示すように、曲面状の傾斜面３２が、タイヤ軸方向ＴＡに垂直な断面において、溝壁３１の溝底３３からトレッド部の表面３５まで直線状に傾斜した場合、曲面状の傾斜面３２におけるブロック４０の動的な捻じれ変形の変形形状がより安定し、雪上性能を向上させる効果を安定的に確保することができる。

図４（ａ）～４（ｃ）に示すように、曲面状の傾斜面３２が、タイヤ軸方向ＴＡに垂直な断面において、溝壁３１の溝底３３からトレッド部の表面３５まで下に凸に湾曲して傾斜した面である場合、動的な捻じれ変形に対する曲面状の傾斜面３２の耐久力を向上し得る。

以上のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

１０トレッド部
２０周方向主溝
２１周方向主溝の第一溝壁
２３周方向主溝の第二溝壁
２５凹部
３０ショルダー幅方向溝（幅方向溝）
３１ショルダー幅方向溝を形成する一方の溝壁
３２，３２Ａ曲面状の傾斜面
３３，３３Ａ溝底
３５，３５Ａトレッド部の表面
４０ブロック
４１角部分
４３凸部
５０三次元サイプ（サイプ）
２００中央陸部領域の周方向細溝
２１０ショルダー陸部領域の周方向細溝
ＣＬタイヤ赤道線
ＣＲ中央陸部領域
ＳＲショルダー陸部領域
θ 傾斜角度
ＴＥトレッド端
ＴＡタイヤ軸方向
Ｐ三次元サイプの延長線と第二溝壁との交点

Claims

トレッド部に形成されてタイヤ幅方向に延びる幅方向溝を含み、
前記幅方向溝を形成する一方の溝壁が、曲面状の傾斜面を有し、
前記傾斜面は、タイヤ軸方向に垂直な断面における溝底から前記トレッド部の表面までのタイヤ径方向に対する傾斜角度が、タイヤ赤道線側に位置するタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側にかけて徐々に大きくなっており、
前記トレッド部には一対の周方向溝が形成されており、
前記トレッド部が、
前記一対の周方向溝で区画されて、周方向に沿って延びる主溝が形成されない凝集構造を備えた中央陸部領域と、
前記一対の周方向主溝の一方の周方向主溝とトレッド端とで区画された前記中央陸部領域のタイヤ幅方向外側に位置するショルダー陸部領域と、を含み、
前記ショルダー陸部領域が、前記ショルダー陸部領域をタイヤ幅方向に横断するように設けられた複数の前記幅方向溝によって複数のブロックに区画されており、
前記ブロックの角部分を構成する前記一方の周方向主溝の一方の溝壁には、凸部が形成されており、
前記凸部が形成された前記ブロックの前記角部分において、前記幅方向溝の前記一方の溝壁がタイヤ周方向に突出した凸形状を含むように形成されているタイヤ。
前記トレッド部には、前記傾斜面に連通し、タイヤ周方向に延びる周方向細溝が形成されており、前記周方向細溝の溝深さが、前記幅方向溝の溝深さよりも浅い請求項１に記載のタイヤ。
前記タイヤ軸方向に垂直な断面内では、前記傾斜面の前記一方の溝壁が溝底から前記トレッド部の表面まで直線状に傾斜している請求項１に記載のタイヤ。
前記タイヤ軸方向に垂直な断面内では、前記傾斜面の前記一方の溝壁が溝底から前記トレッド部の表面まで下に凸に湾曲して傾斜している請求項１に記載のタイヤ。