JP7384017B2

JP7384017B2 - タイヤ

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Publication number: JP7384017B2
Application number: JP2019225753A
Authority: JP
Inventors: 幸一中島
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2019-12-13
Filing date: 2019-12-13
Publication date: 2023-11-21
Anticipated expiration: 2039-12-13
Also published as: EP3835088B1; EP3835088A1; JP2021094910A; US11691460B2; CN112976954A; US20210178830A1

Description

本発明は、スタッドレスタイヤとして好適であり、特に氷路面での制動性能を向上させたタイヤに関する。

スタッドレスタイヤでは、氷雪路などでの走行性能を高めるために、トレッド部に、周方向溝及び横溝によって区画されたブロックを配したパターンが広く採用されている。

このようなパターンに用いられる前記横溝の壁面は、一般に、溝底に向かって溝幅が減じる向きに傾斜する斜面によって形成されている（例えば下記の特許文献１参照）。

特開平１１－９９８１０号公報

一方、氷路面上には、タイヤの接地圧により氷が溶けて薄い水膜が形成されている。そして、この水膜がトレッド面と氷路面との間に介在すると、グリップが急激に減少する。従って、氷路面での制動性能を高めるためには、氷路面上の水膜を掃き出して、水膜がトレッド面下に入り込ませないことが重要となる。

しかし、上記の横溝の場合、壁面と氷路面との接触角度が大になる。そのため、氷路面上の水膜を掃き出す効果（以下、ワイピング効果という。）を充分に発揮することが難しく、氷路面での制動性能に劣るという問題がある。

そこで、本発明者は、横溝の壁面の全体を、溝底に向かって溝幅が広がる向きに傾斜させ、壁面と氷路面との接触角度を小にすることを提案した。しかし、この提案の場合、壁面と氷路面との接触部での接地圧が逆に低くなる。そのため、接触角度が大の場合と同様、ワイピング効果が充分に発揮されず、制動性能を充分に向上させることができなかった。

本発明は、ワイピング効果を高め、制動性能を向上させたタイヤを提供することを課題としている。

本発明は、トレッド部に、タイヤ軸方向に延びる複数本の横溝が設けられたタイヤであって、
前記横溝の長手方向と直角な断面において、前記横溝の少なくとも一方の壁面は、
溝底に向かって溝幅が広がる向きに傾斜する第１面部と、前記第１面部の溝底側端から溝幅中心側へトレッド面と実質的に平行に延びる第２面部とが交互に複数繰り返されるイナズマ状部を含む。

本発明に係るタイヤにおいて、前記第１面部のトレッド面の法線に対する角度θｃは、３～２０°であるのが好ましい。

本発明に係るタイヤにおいて、最もトレッド面側に配される第１面部の前記角度θｃは、最も溝底側に配される第１面部の前記角度θｃより大きいのが好ましい。

本発明に係るタイヤにおいて、前記第１面部の前記角度θｃは、タイヤ半径方向外側の第１面部の角度θｃほど大きいのが好ましい。

本発明に係るタイヤにおいて、前記横溝は、溝底に摩耗インジケータを具えるとともに、前記イナズマ状部は、トレッド面から前記摩耗インジケータまでの範囲に形成されるのが好ましい。

本発明に係るタイヤにおいて、前記横溝は、タイヤ周方向に連続して延びる周方向溝からタイヤ軸方向外側にトレッド接地端を越えて延びるショルダー横溝であるのが好ましい。

前記トレッド面とは、トレッド部のタイヤ半径方向外表面を意味する。

前記トレッド接地端とは、正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した状態のタイヤに正規荷重を負荷した時にトレッド面が接地する接地領域のタイヤ軸方向最外端の位置を意味する。

又前記「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"を意味する。前記「正規内圧」とは、前記規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE"を意味するが、乗用車用タイヤの場合には１８０ｋＰａとする。前記「正規荷重」とは、前記規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば最大負荷能力、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "LOAD CAPACITY"である。

本発明では、横溝の少なくとも一方の壁面が、イナズマ状部を含む。イナズマ状部は、溝底に向かって溝幅が広がる向きに傾斜する第１面部と、第１面部の溝底側端から溝幅中心側へトレッド面と実質的に平行に延びる第２面部とが、交互に複数繰り返したイナズマ状に形成されている。

その結果、壁面と氷路面との接触角度を小としながら、壁面と氷路面との接触部における接地圧を高めることができる。これにより、ワイピング効果を高め、氷路面での制動性能を向上させることができる。

本発明の一実施形態のタイヤのトレッドパターンを示す展開図である。図１のＡ－Ａ線断面図である。（ａ）は、壁面にイナズマ状部を有するブロックの制動時の接地状態を示す断面図、（ｂ）は、壁面にイナズマ状部が無いブロックの制動時の接地状態を示す断面図である。ブロックを示す斜視図である。横溝の比較例を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態のタイヤ１は、スタッドレスタイヤであって、トレッド部２に、少なくともタイヤ軸方向にのびる複数本の横溝３を含むトレッドパターンが形成される。

詳しくは、本例のトレッドパターンは、タイヤ周方向に連続してのびる複数本の周方向溝４をさらに具える。周方向溝４として、本例では、タイヤ赤道Ｃの両側に配される内の周方向溝４ｉと、そのタイヤ軸方向外側に配される外の周方向溝４ｏとの４本から構成される。これにより、トレッド部２は、周方向溝４ｉ、４ｉ間のセンタ陸部５ｃと、周方向溝４ｉ、４ｏ間のミドル陸部５ｍと、周方向溝４ｏよりもタイヤ軸方向外側のショルダー陸部５ｓとの、５本の陸部に区分されている。

横溝３は、本例では、周方向溝４ｉ、４ｏ間をのびる複数のミドル横溝３ｍと、周方向溝４ｏからタイヤ軸方向外側にトレッド接地端Ｔｅを越えてのびる複数のショルダー横溝３ｓとから構成される。

即ち、センタ陸部５ｃは、タイヤ周方向に連続してのびるリブＲとして形成されている。又ミドル陸部５ｍは、ミドル横溝３ｍによって区分されたブロックＢｍからなるブロック列として形成されている。又ショルダー陸部５ｓは、ショルダー横溝３ｓによって区分されたブロックＢｓからなるブロック列として形成されている。

又、前記リブＲ、及びブロックＢｍ、Ｂｓの表面には、エッジ効果を発揮して氷雪上性能をさらに高めるために、サイプ６が適宜形成される。サイプ６は、例えば幅０．８mm以下の切れ込み状をなし、接地時に壁面間が閉塞するものを意味する。サイプ６として種々なタイプが採用しうる。しかし図４に代表して示すような三次元サイプが好ましい。本例の三次元サイプでは、トレッド面２Ｓと平行な水平断面において長さ方向にジグザグ状にのび、かつトレッド面２Ｓと直角な垂直断面において深さ方向にジグザグ状にのびる。

周方向溝４の溝幅及び溝深さ、並びに、横溝３の溝幅及び溝深さ等は、慣例に従い、適宜設定しうる。又トレッドパターン自体も、特に規制されることなく、種々のパターンが採用しうる。

ミドル横溝３ｍ及びショルダー横溝３ｓのタイヤ軸方向に対する角度θｍ、θｓは、トラクション性能の観点から、３０°以下、さらには２０°以下が好ましい。特に、操縦安定性への影響が大きいショルダー横溝３ｓにおいては、前記角度θｓは１５°以下、さらには１０°以下が好ましい。

図２に示すように、本発明では、横溝３の少なくとも一方の壁面８は、イナズマ状部９を含む。図２は、図１のＡ－Ａ線断面図であって、本例では、ショルダー横溝３ｓの長手方向と直角な溝断面を示す。

本例では、ショルダー横溝３ｓの両側の壁面８、８に、イナズマ状部９が配される。イナズマ状部９は、前記溝断面において、第１面部１１と第２面部１２とが交互に複数回繰り返されるイナズマ状（或いは鋸刃状）の屈曲面をなす。

第１面部１１は、溝底１３に向かって溝幅が広がる向きに傾斜する傾斜面として形成される。又、第２面部１２は、第１面部１１の溝底側端１１ｅから溝幅中心ｊ側へトレッド面２Ｓと実質的に平行にのびる面として形成される。「実質的に平行」とは、トレッド面２Ｓと平行、及びトレッド面２Ｓに対して５°以下の角度で傾く場合を含む。

イナズマ状部９は、トレッド面２Ｓに連なって形成される。又第１面部１１と第２面部１２との繰り返し数は、特に規制されないが３～５回が好ましい。又イナズマ状部９は、壁面８のタイヤ軸方向の幅全体に亘って形成されるのが好ましい。

図３（ａ）には、壁面８にイナズマ状部９を有するブロックＢｓの、制動時の接地状態が示され、図３（ｂ）には、壁面８にイナズマ状部９が無いブロックＢｓ’の、制動時の接地状態が示される。

図３（ａ）、（ｂ）に示されるように、制動時、トレッド面２Ｓと壁面８とが交わるエッジ部Ｅが氷路面Tと接触することで、水膜Ａは、進行方向前方側に掃き出される（ワイピング効果）。この時、図３（ｂ）に示されるように、壁面８にイナズマ状部９が無いブロックＢｓ’の場合、壁面８と氷路面Ｔとの接触角度αが大であるため、ワイピング効果が不充分となり、水膜Ａがブロック下に入り込む傾向を招く。

これに対して、図３（ａ）に示されるように、壁面８にイナズマ状部９を有するブロックＢｓの場合、イナズマ状部９の第１面部１１により、氷路面Ｔとの接触角度αが小になる。しかも第２面部１２により、壁面８と氷路面Ｔとの接触部Ｐ（エッジ部Ｅ）での接地圧を高く確保できる。そしてこの相乗効果によってワイピング効果が高まり、水膜Ａのブロック下への入り込みを抑えて制動性能を向上させうる。

又イナズマ状部９では、第１面部１１と第２面部１２とが交互に複数回繰り返されるため、トレッド部２に摩耗が進行した場合にも、順次、新しい第１面部１１がトレッド面２Ｓに出現でき、上記効果を長期に亘って発揮することができる。

なお図５に示すように、壁面８の全体が、溝底１３に向かって溝幅が広がる向きに傾斜する場合にも、氷路面Ｔとの接触角度αは小になりうる。しかしこの場合、接触部Ｐとなるエッジ部Ｅのタイヤ半径方向内側には横溝の空隙Ｈが配される。そのため、タイヤ荷重が接触部Ｐに充分に伝わらず、接地圧が減じてワイピング効果が充分に発揮されない。これに対して、本発明では、第２面部１２を有するため、接触部Ｐでの接地圧が高く確保される。

図２に示すように、タイヤの無負荷状態において、第１面部１１のトレッド面２Ｓの法線ｎに対する角度θｃは、３～２０°であるのが好ましい。角度θｃが３°を下回ると、接触角度αの角度が大きくなり、逆に２０°を越えても、接触部Ｐ（エッジ部Ｅ）の剛性が減じて接地圧が下がる。そのため、ワイピング効果の向上が減じる傾向となる。このような観点から、角度θｃの下限は５°以上、上限は１０°以下であるのがさらに好ましい。

又最もトレッド面２Ｓ側に配される第１面部１１の角度θｃ_２Ｓは、最も溝底１３側に配される第１面部１１の角度θｃ_１３より大きいのが好ましい。特には、第１面部１１の前記角度θｃは、タイヤ半径方向外側の第１面部１１の角度θｃほど大きいのが好ましい。

その理由は、以下のとおりである。摩耗初期においては、ブロックＢｓが高いため、制動時のブロックの倒れが大きくなって、壁面８と氷路面Ｔとの接触角度αは大きくなる。そして、接触角度αは、摩耗の進行に従って小さくなる。従って、タイヤ半径方向外側の第１面部１１の角度θｃほど大きくすることで、接触角度αを、摩耗の進行に影響させることなく一定に保つことが可能になる。即ち、摩耗初期から摩耗終期に至り、ワイピング効果を一定化させることが可能になる。

又接触部Ｐでの接地圧を高く確保するという観点から、イナズマ状部９では、各第１面部１１の半径方向外端を通る仮想線Ｘは、トレッド面２Ｓと直角、或いは、溝底に向かって溝幅が減じる向きに傾斜しているのが好ましい。

複数のショルダー横溝３ｓのうちの少なくとも１つには、溝底１３に摩耗インジケータ（図示省略）が配されるのが好ましい。このとき、イナズマ状部９は、トレッド面２Ｓから摩耗インジケータまでの範囲に形成されるのが好ましい。なおイナズマ状部９から溝底１３まで、平滑面からなる平滑面部１４が配される。このように溝底側に平滑面部１４を設けることにより、溝底側に発生しやすいクラックなどの損傷を抑制しうる。平滑面部１４は、前記仮想線Ｘ上を通るのが好ましい。

なお溝底１３に摩耗インジケータが無い場合、トレッド面２Ｓからイナズマ状部９の溝底側端までの半径方向距離ｈ１は、ショルダー横溝３ｓの溝深さｈの６５～８５％の範囲であるのが好ましい。

本例では、ショルダー横溝３ｓの両側の壁面８、８にイナズマ状部９が形成された場合が示されたが、一方の壁面８のみにイナズマ状部９が形成されても良い。又ショルダー横溝３ｓに代えて、ミドル横溝３ｍの壁面８にイナズマ状部９が形成されても良く、又ショルダー横溝３ｓ及びミドル横溝３ｍの双方にイナズマ状部９が形成されても良い。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

図１に示すトレッドパターンを基本パターンとしたサイズ１９５／６５Ｒ１５のスタッドレスタイヤが表１の仕様に基づき試作され、新品時及び５０％摩耗時において、それぞれ氷路面での制動性能がテストされた。

比較例１では、横溝の壁面が、溝底に向かって溝幅が減じる向きに傾斜する斜面によって形成されている。壁面のトレッド面の法線に対する角度は１０度である。比較例２では、横溝の壁面が溝底に向かって溝幅が広がる向きに傾斜する斜面によって形成されている。壁面のトレッド面の法線に対する角度は７度である。実施例ではミドル横溝及びショルダー横溝の各壁面にイナズマ状部が形成されている。又実施例４では、タイヤ半径方向外側の第１面部の角度θｃほど順次大としている。

（１）氷路面での制動性能
タイヤをリム（１５×６．０ＪＪ）、内圧（２３０kPa）の条件で、車両（乗用車両：ゴルフ）の全輪に装着し、外気温－５゜Ｃでの氷路面上で速度４０ｋｍ／ｈからの制動距離を測定した。新品時の比較例１を１００として指数表示した。数値が小さい程、制動性能が良好であることを示す。

テストの結果、実施例のものは、制動性能に優れるのが確認できた。又実施例４では、摩耗始期から５０％終期にかけて耐偏摩耗性能と騒音性能とをバランス良く向上することが確認できた。

１タイヤ
２トレッド部
２Ｓトレッド面
３横溝
３ｓショルダー横溝
４周方向溝
８壁面
９イナズマ状部
１１第１面部
１１ｅ溝底側端
１２第２面部
１３溝底
ｊ溝幅中心
Ｔｅトレッド接地端

Claims

トレッド部に、タイヤ軸方向に延びる複数本の横溝が設けられたタイヤであって、
前記横溝の長手方向と直角な断面において、前記横溝の少なくとも一方の壁面は、
溝底に向かって溝幅が広がる向きに傾斜する第１面部と、前記第１面部の溝底側端から溝幅中心側へトレッド面と実質的に平行に延びる第２面部とが交互に複数繰り返されるイナズマ状部を含み、
前記第１面部のトレッド面の法線に対する角度θｃは、３～２０°であり、
最もトレッド面側に配される前記第１面部の前記角度θｃは、最も溝底側に配される前記第１面部の前記角度θｃより大きい、タイヤ。
前記第１面部の前記角度θｃは、タイヤ半径方向外側の前記第１面部の前記角度θｃほど大きい、請求項１記載のタイヤ。
前記横溝は、溝底に摩耗インジケータを具えるとともに、前記イナズマ状部は、トレッド面から前記摩耗インジケータまでの範囲に形成される、請求項１又は２に記載のタイヤ。
前記横溝は、タイヤ周方向に連続して延びる周方向溝からタイヤ軸方向外側にトレッド接地端を越えて延びるショルダー横溝である、請求項１～３の何れかに記載のタイヤ。
トレッド部に、タイヤ軸方向に延びる複数本の横溝が設けられたタイヤであって、
前記横溝の長手方向と直角な断面において、前記横溝の少なくとも一方の壁面は、
溝底に向かって溝幅が広がる向きに傾斜する第１面部と、前記第１面部の溝底側端から溝幅中心側へトレッド面と実質的に平行に延びる第２面部とが交互に複数繰り返されるイナズマ状部を含み、
前記第１面部のトレッド面の法線に対する角度θｃは、３～２０°であり
前記第１面部の前記角度θｃは、タイヤ半径方向外側の前記第１面部の前記角度θｃほど大きい、タイヤ。
トレッド部に、タイヤ軸方向に延びる複数本の横溝が設けられたタイヤであって、
前記横溝の長手方向と直角な断面において、前記横溝の少なくとも一方の壁面は、
溝底に向かって溝幅が広がる向きに傾斜する第１面部と、前記第１面部の溝底側端から溝幅中心側へトレッド面と実質的に平行に延びる第２面部とが交互に複数繰り返されるイナズマ状部を含み、
前記横溝は、溝底に摩耗インジケータを具えるとともに、前記イナズマ状部は、トレッド面から前記摩耗インジケータまでの範囲に形成される、タイヤ。