WO2017217425A1

WO2017217425A1 - タイヤ

Info

Publication number: WO2017217425A1
Application number: PCT/JP2017/021861
Authority: WO
Inventors: 朋大平石
Original assignee: 株式会社ブリヂストン
Priority date: 2016-06-13
Filing date: 2017-06-13
Publication date: 2017-12-21
Also published as: CN109311353B; EP3470243A1; CN109311353A; JP6902335B2; EP3470243A4; US20190210407A1; EP3470243B1; JP2017222208A

Abstract

このタイヤは、タイヤのトレッドの踏面に、タイヤの赤道に沿って延びる少なくとも１本の周方向溝及びトレッド端にて区画される複数の陸部を有するタイヤであって、前記周方向溝と前記トレッド端とで区画される陸部の少なくとも１つは、複数本の幅方向溝にて分割される複数のブロックからなり、該ブロックの各々は、四方から中央部に向かって隆起する形状を有し、前記幅方向溝はサイプ部分を含むことを特徴とする。

Description

タイヤ

　この発明は、タイヤ、特に、高い排水性能、制動性能及び旋回性能を備える高性能のタイヤに関する。

　従来、特に高性能タイヤの分野において、負荷転動時のブロック剛性を高めるために、ブロックを大きくすることが知られている。例えば、特許文献１には、ブロックを大きくしてブロック剛性を向上させてコーナリングフォース（ＣＦ）特性の向上を図ったタイヤが記載されている。

特開平１０－２９７２１６号公報

　上記のようにタイヤのトレッドのブロックを大きくした場合、ブロック剛性は高まっても、特にタイヤの高速転動時にブロック内の接地性が悪化することが問題となっていた。即ち、タイヤの転動時に、トレッド踏面に荷重が加わると、幅方向溝の溝底と溝壁との境界部に力が集中して、ブロック側壁からブロックの内側に向かう応力が発生し、ブロックの幅方向端部を押し上げる変形が強いられる。その結果、ブロックの中央部の接地圧が周辺に比し低くなる。特に、高速回転時にはタイヤのトレッド踏面の接地圧が低速回転時より高まることから、ブロック内の接地性の悪化も顕著になる。このようにブロック内の接地性が不均一になることから、排水性能、制動性能及び旋回性能が必ずしも十分に向上できていなかった。即ち、ブロックが大きい程、中央部と端部側の接地圧の差が大きくなるため、ブロックを大きくすることの効果を十分に享受できない点に課題が残されていた。

　そこで、本発明の目的は、ブロックの接地性を改善し、排水性能、制動性能及び旋回性能をさらに向上させた高性能のタイヤを提供することにある。

　発明者が、前記課題を解決する手段について鋭意究明したところ、ブロックの中央部の接地圧を高めるためには同中央部に向かって隆起する形状とすることが有効である一方、隆起させた分のゴムが接地時にブロックの側面に膨出する結果、隆起させた形状が中央部の接地圧上昇に十分に活かされないことが判明した。そこで、幅方向溝の一部を非常に狭い開口幅のサイプ様としたところ、隆起させた分のゴムのブロック側面への膨出を防ぐとともに、隣接したブロック同士が支え合って隆起による中央部の接地圧上昇が達成されることを新規に知見した。
　即ち、発明者は、ブロックの接地性の悪化を回避するには、ブロックの中央部に向かって隆起する形状とし、かつ、幅方向溝の一部をサイプとすることによって接地時に隆起分のゴムが幅方向溝へ膨出するのを抑制することが有効であることを見出し、本発明を完成するに至った。

　本発明の要旨は、以下のとおりである。
（１）　タイヤのトレッドの踏面に、タイヤの赤道に沿って延びる少なくとも１本の周方向溝及びトレッド端にて区画される複数の陸部を有するタイヤであって、前記周方向溝と前記トレッド端とで区画される陸部の少なくとも１つは、複数本の幅方向溝にて分割される複数のブロックからなり、該ブロックの各々は、四方から中央部に向かって隆起する形状を有し、前記幅方向溝はサイプ部分を含むことを特徴とする、タイヤ。

　ここで、本発明における「接地幅」とは、タイヤを適用リムに装着し、規定の空気圧とし、静止した状態で平板に対し垂直に置き、規定の質量に対応する負荷を加えたときの平板との接触面におけるトレッド幅方向最大直線距離をいう。また、「接地長」は、同様の接触面におけるトレッド周方向最大直線距離をいう。

　ここでまた、「適用リム」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）　ＹＥＡＲ　ＢＯＯＫ、欧州ではＥＴＲＴＯ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ　Ｔｙｒｅ　ａｎｄ　Ｒｉｍ　Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｏｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎ）　ＳＴＡＮＤＡＲＤ　ＭＡＮＵＡＬ、米国ではＴＲＡ（ＴＨＥ
　ＴＩＲＥ　ａｎｄ　ＲＩＭ　ＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮ　ＩＮＣ．）ＹＥＡＲ　ＢＯＯＫ等に規定されたリムを指す。

　本発明により、高い排水性能、制動性能及び旋回性能を備える高性能タイヤを提供することができる。

本発明の一実施形態にかかるタイヤの踏面を示す展開図である。図１の部分拡大図である。図１のＡ―Ａ断面、Ｂ－Ｂ断面、Ｃ－Ｃ断面を示す図である。図１のＡ－Ａ断面部分の他の実施形態を示す図である。本発明の他の実施形態にかかるタイヤの踏面を示す展開図である。

　以下、図面を参照しながら本発明の空気入りタイヤ（以下、タイヤとも称する）を、その実施形態を例示して詳細に説明する。
　なお、図示は省略するが、本発明のタイヤは、一対のビード部からそれぞれ径方向外側に延びるサイドウォール部と、両サイドウォール部間に跨ってトレッド部を含むクラウン部が連なり、一方のビード部からクラウン部を通り、他方のビード部にわたって延びる、有機繊維コード或いはスチールコードのプライからなるカーカスと、このカーカスとトレッド間に配置したスチールコード層からなるベルトを備える通常のタイヤ構造を適用することができる。

[第１の形態]
　図１は、本発明の一実施形態にかかるタイヤのトレッド踏面を示す展開図であり、図２にその部分拡大図を示す。本タイヤは、トレッドの踏面（以下、トレッド踏面と称する。）１を、タイヤの赤道ＣＬに沿って延びる少なくとも１本の周方向溝、図示例では１本の周方向溝２とトレッド端ＴＥにて複数の陸部３ａ及び３ｂに区画している。

　陸部３ａ及び３ｂのうち、少なくとも１つの陸部、図示例では陸部３ａ及び３ｂは、周方向溝２及びトレッド端ＴＥに連通する複数本の幅方向溝４によって複数のブロック５に分割される。このように、トレッドに周方向溝２及び幅方向溝４を設けて排水性を確保している。
　ここで、幅方向溝４は、周方向溝２からトレッド端ＴＥ側へ延びるサイプ部分４ａと、サイプ４ａからトレッド端ＴＥ側へ延びる溝部分４ｂとから構成される。サイプ部分とは、タイヤ転動時にトレッド接地面内において閉口する程度の極めて幅の狭い溝であり、溝部分とは、トレッド接地面内においても開口する程度の幅を有する溝である。

　また、ブロック５は、ブロック５の四方から中央部に向かって隆起する形状を有する。この、隆起する形状について、図３（ａ）に図１のＡ－Ａ断面を、同図（ｂ）に同Ｂ－Ｂ断面を、及び同図（ｃ）に図１のＣ－Ｃ断面を、それぞれ示す。これら断面図に示すように、ブロック５は、該ブロックの四方から中央部に向かって、円弧に従う形状にて隆起する形状を有する。

　さて、周方向溝２及び幅方向溝４にて分割されたブロック５は、従前の表面がほぼ平坦である場合、該ブロック端部の接地圧が中央部より高くなるのは上述の通りである。これに対して、本発明に従って、ブロックを四方から中央部に向かって隆起する形状とすることにより、ブロックが接地する際に、中央部の接地圧を高めることができ、中央部と端部との接地圧の差は極めて小さくなる。ここで、タイヤの転動に際して路面と優先接触する中央部のゴムが、ブロックの幅方向溝側に膨出変形してしまうと、上記した中央部の隆起による接地圧の上昇効果を享受することが難しくなるから、幅方向溝４にサイプ部分４ａを設けることが肝要になる。該サイプ部分４ａにより、ブロックゴムの幅方向溝４側への膨出変形が抑制される結果、ブロック中央域の隆起による接地圧上昇が実現される。

　先に、図３（ａ）（ｂ）及び（ｃ）に示した通り、ブロック５は、ブロック５を区画する周方向溝２、トレッド端ＴＥ及び幅方向溝４と接するブロックの四方から頂部６に向かって図示例では円弧状に隆起する形状を示す。ブロック５を、かように頂部６に向かって例えば円弧状に隆起する形状とすることによって、ブロックが接地する際に、中央部の接地圧を高めることができ、中央部と端部との接地圧の差を抑制することができる。さらに、このような隆起形状は、路面接地時にトレッドの接地域内にある水分が周方向溝２、トレッド端ＴＥ及び幅方向溝４に向けて排出されやすくすることにも寄与する。
　なお、図３（ａ）（ｂ）及び（ｃ）では頂部６は隆起の頂点となっているが、図４に示すように、同じ高さで広がる一定の面積を有するものとすることもできる。

　ここで、幅方向溝４はサイプ部分４ａを含む。サイプ部分４ａは、タイヤのトレッド端側に配置されてもよく、幅方向溝４の中央部に配置されてもよいが、タイヤの赤道側に配置することが好ましい。車両直進時におけるトレッド踏面における接地圧分布は、トレッド端に比較して中央部で高くなるため、ブロックにおいても接地圧が高くなるタイヤ赤道側のブロック部分の膨出変形を抑制することにより、ブロック５全体の接地圧分布の均一化を確実に図ることができる。

　また、本発明において、図２に示すように、サイプ部分４ａの長手方向（サイプ延長方向）の長さｄ１は、幅方向溝４の長手方向の総長さＤの３０％～９０％の長さであることが好ましい。なぜなら、３０％以上とすることにより、ブロック５の中央部が路面に接地した際のブロックゴムの幅方向溝への膨出変形は十分に抑制される。好適には、５５％～６５％であることが、より高いブロック５の膨出変形の抑制効果を実現するのに有効である。一方、９０％以下とするのは、排水性を阻害することなく、ブロックゴムの幅方向溝４側への膨出変形を抑制するためである。

　本発明において、幅方向溝４のサイプ部分４ａの開口幅は、０．０５ｍｍ～０．５ｍｍとすることが好ましい。サイプ部分４ａの開口幅を上記のように規定することにより、ブロック５の側面への膨出変形をより効果的に抑制し、ブロック５の端部と中央部Ｃとの接地性の差異を抑制することができる。さらに、幅方向溝４の形成による剛性の低下を最小限にすることができる。
　好適には、サイプ部分４ａの開口幅は、０．０５ｍｍ～０．４ｍｍであることが好ましく、より好適には、０．０５ｍｍ～０．３ｍｍ以下であることが好ましい。このような構成により、ブロックの接地圧分布の均一化をより効果的に図るとともに、ブロック５の剛性低下を防止することができる。
　なお、幅方向溝４による十分な排水性能を確保するため、溝部分４ｂの開口幅は、０．１ｍｍ～０．５ｍｍとすることが好ましい。

　また、本発明において、図２に示すように、平面視において、頂部６の面積ａは、ブロック５の総面積Ａの１／４以下であることが好ましい。頂部６を設けることによる、接地圧の均一化をより効果的に実現するためである。好適には、１／６以下であることが好ましく、さらに好適には、１／９以下であることが好ましい。

　また、頂部６のトレッド幅方向の最大長さｗ１は、ブロックの幅方向長さＷの３０％～４０％であり、トレッド周方向の最大長さｌ１は、ブロックの周方向長さＬの３０％～４０％であることが好ましい。かかる構成によれば、トレッド踏面への荷重が比較的低い場合においても、ブロックの接地面積の減少を抑制することができる。

　また、ブロックの隆起において、頂部６は、ブロック５の幅方向長さＷを３等分したときの中間部分と、ブロック５の周方向長さLを３等分したときの中間部分との重複域内に位置することが好ましい。このような構成により、ブロック５の接地圧分布をより均等にすることができる。ブロック５が長方形でない場合も、重複域はブロック５を構成する辺に沿う形状を有することが好ましく、ブロック５と略相似形となることが好ましい。さらに、図２に示すように、横溝４の溝部分４ｂの端部と平行な切り欠け部を設けるものとすることもできる。なお、頂部６の形状についても同様である。

　本発明のブロック５は、幅方向溝４の開口縁４０及び周方向溝２の開口縁２０から中央部に向かって隆起することが好ましい。図３（ａ）（ｂ）（ｃ）に、幅方向溝４の開口縁４０から頂部６に到るまでの半径方向高さ及び周方向溝２の開口縁２０から頂部６に到るまでの半径方向高さをｈにて示す。

　ブロックの隆起につき、頂部６までのタイヤの半径方向高さｈとブロック５の幅方向長さＷとは、以下の式を満たすことが好ましい。
０．０１≦ｈ／Ｗ≦０．０２３
　ｈ／Ｗが下限未満となると接地性が改善しない。一方、ｈ／Ｗが上限を超えると接地面積が小さくなってしまう。

　さらに、ブロックの隆起につき、幅方向溝４の開口縁４０から頂部６までのタイヤの半径方向高さｈは０．５ｍｍ～１．５ｍｍであることが好ましい。ブロックの端部と中央部の高低差を十分に設け、中央部のゴムがタイヤの転動時に路面と優先接触しやすいようにするためである。即ち、０．５ｍｍ以上とすることにより、接地圧分布の均一化を図ることができるが、１．５ｍｍを超えると、接地面積が小さくなり、接地性の悪化につながる虞がある。より好適には、０．８ｍｍ～１．０ｍｍとすることが好ましい。より接地圧の均一化を図ることができるためである。

　また、ブロック５の幅方向長さＷは、タイヤの接地幅ＴＷに対して２８％～７０％であることが好ましい。このような構成によれば、高速旋回時におけるサイドフォースにも対抗できる程度のブロック剛性を確保でき、運動性能の向上につながる。
　好適には、３３％～４２％であることが好ましく、より好適には３６％～４０％であることが好ましい。かかる数値範囲とすれば、十分なブロック剛性を維持しながら、高い次元で接地圧分布の均一化を図ることができる。

　さらに、ブロック５の周方向長さＬは、タイヤの接地長ＴＬに対して３５％～４９％であることが好ましい。即ち、車両の加速時及び減速時には、タイヤに周方向に作用する入力が発生するところ、このような構成によれば、このような入力にも対抗できる程度のブロック剛性が確保され、運動性能の向上を図ることができる。
　好適には、３８％～４６％であることが好ましく、より好適には４１％～４４％であることが好ましい。このような数値範囲とすれば、十分なブロック剛性を維持しながら、高い次元で接地圧分布の均一化を図ることができる。

[第２の形態]
　次に、図５を参照しながら、本発明の第２実施形態に係るタイヤを説明する。図５は、本発明の他の実施形態にかかるタイヤの踏面を示す展開図である。図５において図１と同様の構成要素は、図１と同じ参照符号を付してその説明を省略する。図５に示すように、このタイヤでは、トレッド踏面１に、タイヤの赤道ＣＬに沿って延びる２本の周方向溝７ａ及び７ｂと、トレッド端ＴＥとによって区画される３つの陸部が形成される。図示例においては、周方向溝７ａ及び７ｂとの間に区画されるセンタ陸部８と、周方向溝７ａ及び７ｂ及びトレッド端ＴＥの間にそれぞれ区画されるショルダ陸部９ａ及び９ｂが形成される。

　ショルダ陸部９ａ及び９ｂは、複数の幅方向溝１０によって、複数のブロック１２に分割される。幅方向溝１０及びブロック１２は、図１における幅方向溝４及びブロック５と同様の構成を有する。このような構成の陸部をタイヤのトレッド端側に配置することにより、より高い旋回性能を確保することができる。即ち、旋回時のタイヤのトレッド幅方向の接地圧分布は、中央部に比較してトレッド端に隣接する領域で高くなるため、このトレッド端の隣接域における接地圧分布を均一化することにより、旋回性能を向上させることができる。さらに、路面接地時にトレッドの接地域内にある水分を排出しやすい。

　一方、センタ陸部８は、図示例において、トレッド幅方向に延びる複数のサイプ１１によって複数のブロック１３に分割される。

　このブロック１３は、第１の形態におけるブロック５と同様に、中央部に向かうに従って隆起する形状を有することが好ましい。タイヤの赤道付近においても各ブロックの接地圧分布の均一化を図り、かつ排水性能を向上させることができる。さらに、タイヤの転動に際して、路面と優先接触する中央部のゴムが膨出変形してしまうと、中央部の隆起による接地圧の上昇効果を享受することが難しくなるから、サイプ１１にてブロック１３を分割することにより、ブロックゴムのサイプ１１側への膨出変形が抑制される結果、ブロック中央域の隆起による接地圧上昇が実現される。

　サイプ１１は、図示例においては一定の開口幅を有するが、図１における幅方向溝４と同様に、サイプ部分及び溝部分から構成することもできる。一部を幅方向溝４の溝部分４ｂと同程度の開口幅とすることにより、より高い排水性を確保することができる。

　ここで、センタ陸部８は、複数のサイプ１１によって複数のブロック１３に分割し、かつ、ブロック１３を隆起した形状とすることにより、ブロック１３が接地する際に、中央部の接地圧を高めることができ、かつ排水性能を向上させることができる。

　また、幅方向溝１０のサイプ部分１０ａ及び溝部分１０ｂには開口縁に面取り１０ｃ及び１０ｄを施すことができ、サイプ１１は、開口縁に面取り部１１ｃ及び１１ｄを施すこともできる。このような構成により、排水性能の向上を図ることができる。

　以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれだけに限定されるものではない。
　図１及び図５に示すトレッドパターンに従う、サイズ２０５／５５Ｒ１６のタイヤを、表１に示す各諸元の下にそれぞれ試作した。なお、周方向溝、幅方向溝及びサイプの深さは、全ての供試タイヤで４ｍｍとしている。
　得られた供試タイヤを、リム（サイズ：７．０Ｊ）に組み付け、内圧２４０ｋＰａを付与した後、排気量２０００ｃｃの後輪駆動車両に組み付け、ドライバー１名が乗車した状態によりテストコース（ドライ路面及びウェット路面）を走行することで、排水性能、制動性能及び旋回性能を評価した。

[旋回性能]
[制動性能]
　上記各タイヤについて、ドライ路面上を走行した際の旋回性能及び制動性能をドライバーによる官能により評価した。供試タイヤ１にかかるタイヤの評価結果を１００とした場合の相対値で評価し、数値が大きい方が性能に優れていることを示す。
[排水性能]
　上記各タイヤについて、ウェット路面上（水深１ｍｍ）を走行した際の走行性能をドライバーによる官能により評価した。供試タイヤ１にかかるタイヤの評価結果を１００とした場合の相対値で評価し、数値が大きい方が排水性能に優れていることを示す。

　表１に示すように、発明例に係るタイヤは、いずれも供試タイヤ１と比べて、排水性能、制動性能及び旋回性能が向上していることがわかる。
　よって、発明例においては、タイヤの接地圧分布の均一化が図られ、排水性能、制動性能及び旋回性能が向上するタイヤの提供が可能となっている。

１・・トレッド踏面、　２・・周方向溝、　２０・・周方向溝２の縁部、　３ａ、３ｂ・・陸部、　４・・幅方向溝、　４ａ・・サイプ部分、　４ｂ・・溝部分、　４０・・幅方向溝４の縁部、　５・・ブロック、　６・・頂部、　７ａ、７ｂ・・周方向溝、　　８・・センタ陸部、　９ａ、９ｂ・・ショルダ陸部、　１０・・幅方向溝、　１０ａ・・サイプ部分、　１０ｂ・・溝部分、　１０ｃ、１０ｄ・・面取り、　１１・・サイプ、　１１ｃ、１１ｄ・・面取り、　１２、１３・・ブロック、　ＣＬ・・タイヤ赤道面、　ＴＥ・・トレッド端

Claims

　タイヤのトレッドの踏面に、
　タイヤの赤道に沿って延びる少なくとも１本の周方向溝及びトレッド端にて区画される複数の陸部を有するタイヤであって、
　前記周方向溝と前記トレッド端とで区画される陸部の少なくとも１つは、複数本の幅方向溝にて分割される複数のブロックからなり、
　該ブロックの各々は、四方から中央部に向かって隆起する形状を有し、
　前記幅方向溝はサイプ部分を含むことを特徴とする、タイヤ。
　前記サイプ部分は、タイヤの赤道側に位置する、請求項１に記載のタイヤ。
　前記サイプ部分の長手方向の長さは、前記幅方向溝の長手方向の長さの３０～９０％である、請求項１又は２に記載のタイヤ。
　前記サイプ部分の開口幅は、０．５ｍｍ以下である、請求項１～３のいずれかに記載のタイヤ。
　前記ブロックの隆起の頂部の面積は、前記ブロックの面積の１／４以下である、請求項１～４のいずれかに記載のタイヤ。
　前記ブロックの隆起の頂部のトレッド幅方向の最大長さは、前記ブロックのトレッド幅方向長さの３０％～４０％であり、前記頂部のトレッド周方向の最大長さは、前記ブロックのトレッド周方向長さの３０％～４０％である、請求項１～５のいずれかに記載のタイヤ。
　前記ブロックの隆起の頂部は、前記ブロックをトレッド幅方向に３等分したときの中間部分と、該ブロックをトレッド周方向に３等分したときの中間部分との重複域にある、請求項１～６のいずれかに記載のタイヤ。
　前記幅方向溝の開口縁から前記頂部までのタイヤ半径方向高さは、前記ブロックの幅方向長さに対して０．０１以上０．０２３以下である、請求項１～７のいずれかに記載のタイヤ。
　前記幅方向溝の開口縁から前記頂部までのタイヤ半径方向高さｈは０．５ｍｍ～１．５ｍｍである、請求項１～８のいずれかに記載のタイヤ。
　前記ブロックのトレッド幅方向長さは、タイヤの接地幅の２８％～７０％である、請求項１～９のいずれかに記載のタイヤ。
　前記ブロックのトレッド周方向長さは、タイヤの接地長の３５％～４９％である、請求項１～１０のいずれかに記載のタイヤ。
　前記ブロックのトレッド幅方向長さ及びトレッド周方向長さが３５ｍｍ以上である、請求項１～１１のいずれかに記載のタイヤ。