JP2006168501A

JP2006168501A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2006168501A
Application number: JP2004363023A
Authority: JP
Inventors: Kentaro Saeki; 賢太郎佐伯
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2004-12-15
Filing date: 2004-12-15
Publication date: 2006-06-29

Abstract

【課題】排水効果及びエッジ効果と表面摩擦効果の両立可能な氷上性能に優れた空気入りタイヤを提供すること。
【解決手段】空気入りタイヤ１０が氷路面を転動して、いずれかのブロック１８が接地すると、サイプ２０によって分断された小ブロック１８Ａが倒れこんで変形する。このとき、サイプ２０の一方の壁面２０Ａの踏面側から２ｍｍまでの間に形成された複数の突起２２が、サイプ２０の他方の壁面２０Ｂのエッジ付近に接触する。これにより、突起２２が接触した側のサイプ２０のエッジ部分が突起２２の押圧力により微小に盛り上がり、サイプ２０のエッジ部の接地圧（エッジ圧）が増加する。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気入りタイヤにかかり、特に、氷上性能に優れた空気入りタイヤに関する。

従来、冬用の空気入りタイヤでは、氷上における発進時の加速性、制動性を改良するため、タイヤトレッドパターンのブロック部に横方向サイプを付加することがなされてきた。しかし、サイプ本数を増やしていくと、エッジ部が路面を引っ掻く力（以下エッジ効果）及び、サイプ部分が氷表面の水膜を吸い上げる効果（以下排水効果）は増加するものの、ブロック剛性が低下して氷上での接地面積が減少していくため、タイヤと氷路面間の摩擦力（以下表面摩擦力）は減少するという問題があった。表面摩擦力の減少分がエッジ効果及び排水効果の増加分を上回ると、氷上性能が向上しなくなるため、サイプ付加による氷上性能向上には限界があった。

これに対して、排水性改良のためにトレッドゴムの改良などが行われてきており、発泡ゴム層をトレッドに有する空気入りタイヤ等が開発されてきた（特許文献１〜３参照）。

また、近年では、サイプ本数を増やしても接地面積の減少を抑え、表面摩擦力を確保することができるように、３次元サイプ形状等が開発されてきた（特許文献４参照）。

しかしながら、発泡ゴムは、主に排水性を改良する手法であるため、水膜が発生し易い０°Ｃ付近の温度では氷上性能が著しく向上するが、水膜が発生し難い低温では、氷上性能を向上させることが比較的難しかった。

また、３次元サイプを用いて接地面積を確保しつつサイプ本数を増やしたとしても、サイプ本数増加に伴いブロック剛性が低下してタイヤ走行時に小ブロックが倒れこみ易くなることは避けられない。これにより、ドライ路面でのハンドリング性能や摩耗性能が悪化してしまうため、他の諸性能とのバランスをとるためにはサイプ本数を増やす手法に限界があるのが現状である。
特許第２５１０５３３号特許第００２５１８８７０号特許第００２５６４７６０号特願平１１−１１３３２１号

本発明は、上記問題を考慮し、排水効果及びエッジ効果と表面摩擦効果の両立可能な氷上性能に優れた空気入りタイヤを提供することが目的である。

請求項１に記載の発明は、互いに交差する複数の溝によって区画された複数のブロックをトレッドに備え、該ブロックにはタイヤ軸方向に沿って延びるサイプが形成された空気入りタイヤであって、少なくとも前記サイプの一方の溝壁面には、接地時に他方の溝壁面に接触する複数の突起が、踏面から２ｍｍまでの間に形成されていることを特徴としている。

次に、請求項１に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。

請求項１に記載の空気入りタイヤでは、サイプの一方の溝壁面の踏面側から２ｍｍまでの間に形成された複数の突起が、ブロックの接地時に他方の溝壁面に接触する構成となっている。

すなわち、タイヤが氷路面を転動すると、サイプによって分断された小ブロックが倒れこんで変形する際、複数の突起が他方の溝壁面のエッジ付近（サイプの踏面側から２ｍｍまでの位置）に接触する。これにより、突起が接触した側のサイプのエッジ部分が突起の押圧力により微小に盛り上がり、サイプのエッジ部の接地圧（エッジ圧）が増加する。従って、エッジ効果が向上し、氷上ブレーキ性能、氷上トラクション性能、雪上ブレーキ性能及び雪上トラクション性能を向上させることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空気入りタイヤにおいて、前記突起の高さは、前記サイプの溝壁間の距離の４０％以上であることを特徴としている。

次に、請求項２に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。

請求項２に記載の空気入りタイヤでは、突起の高さが、サイプの溝壁間の距離の４０％未満の場合には、小ブロックが倒れこんで変形する際に、突起が他方の溝壁面のエッジ付近を押圧することができない。従って、突起の高さをサイプの溝壁間の距離の４０％以上とすることで、小ブロックが倒れこんで変形する際に、確実に突起が他方の溝壁面のエッジ付近を押圧し、エッジ圧を増加させてエッジ効果を向上させることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤにおいて、一つのサイプにおける前記複数の突起のタイヤ軸方向の幅寸法の総計が、前記サイプの長さの２５％以上であることを特徴としている。

次に、請求項３に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。

請求項３に記載の空気入りタイヤでは、複数の突起のタイヤ軸方向の幅寸法の総計がサイプの長さの２５％未満の場合には、小ブロックが倒れこんで突起が他方の溝壁面のエッジ付近を押圧したときに、エッジ付近の踏面に形成されるサイプの長さ方向の盛り上がりの長さ（範囲）が小さくなる。そこで、複数の突起のタイヤ軸方向の幅寸法の総計が、サイプのタイヤ軸方向の幅寸法の２５％以上になるようにすることで、小ブロックが倒れこんで変形する際に、突起が他方の溝壁面のエッジ付近を押圧し、確実にエッジ圧を増加させてエッジ効果を向上させることができる。

請求項４に記載の発明は、前記突起のタイヤ径方向の寸法は、０．５ｍｍ以上であることを特徴としている。

請求項４に記載の空気入りタイヤでは、突起のタイヤ径方向の寸法が０．５ｍｍ未満の場合には突起の剛性が小さくなり、小ブロックが倒れこんで変形する際に、突起が他方の溝壁面のエッジ付近を強く押圧することができない。従って、突起のタイヤ径方向の寸法を０．５ｍｍ以上とすることで、小ブロックが倒れこんで変形する際に、突起が他方の溝壁面のエッジ付近を押圧し、確実にエッジ圧を増加させてエッジ効果を向上させることができる。

以上説明したように本発明の空気入りタイヤは上記の構成としたので、排水効果及びエッジ効果と表面摩擦効果の両立可能な氷上性能に優れた効果を有する。

本発明の第１実施形態に係る空気入りタイヤ１０を図面にしたがって説明する。

図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ１０のトレッド１２には、タイヤ周方向（矢印Ｓ方向）に沿って延びる複数本の周方向溝１４と、タイヤ軸方向（矢印Ｗ方向）に沿って延びる複数本の横溝１６とによって区画されるトレッド平面視で矩形のブロック１８を複数個備えている。

なお、この空気入りタイヤ１０の内部構造は、一般の空気入りタイヤと同様の構造であるので内部構造の説明は省略する。

図２に示すように、ブロック１８には、タイヤ軸方向に延びて横断している直線状のサイプ２０が周方向（Ｓ）に等間隔で形成され、複数の小ブロック１８Ａを区画している。

小ブロック１８Ａのサイプ２０の一方の壁面２０Ａには、円柱状の突起２２が、タイヤの幅方向（Ｗ）に沿って一直線上に複数個設けられている。本実施形態では、これらの突起２２は全て同一径であり、踏面側からサイプ２０の底面に向かって２ｍｍの位置の間に形成されている。

また、図３に示すように、これらの突起２２の高さは、小ブロック１８Ａのサイプ２０の一方の壁面２０Ａと、この壁面２０Ａに対向するサイプ２０の壁面２０Ｂの間の距離、すなわち、サイプ２０の溝壁間の距離の４０％以上を占めるように設定されている。なお、突起２２の高さは、サイプ２０の溝壁間の距離の４０％以上であれば良く、例えば、壁面２０Ｂに当接するように形成してもよい。

さらに、一つのサイプ２０内で、これら複数の突起２２のタイヤ幅方向の寸法の総計がサイプ２０の長さの２５％以上となるように、突起２２のタイヤ幅方向の寸法が設定されている。なお、複数の突起２２のタイヤ幅方向の寸法の総計は、サイプ２０のタイヤ幅方向の寸法の２５％以上であればよく、例えば、図４に示すように、１個の突起２４をサイプ２０の壁面２０Ａにタイヤ幅方向一杯に、つまり、サイプ２０のタイヤ幅方向の寸法の１００％近くなるように形成してもよい。また、突起２２のタイヤ径方向の寸法は０．５ｍｍ以上とされている。

次に、本発明の実施形態の空気入りタイヤ１０の作用を説明する。

サイプ２０の一方の壁面２０Ａの踏面側から２ｍｍまでの間に形成された複数の突起２２が、変形時にサイプ２０の他方の壁面２０Ｂに接触する構成となっている。すなわち、空気入りタイヤ１０が氷路面を転動して、いずれかのブロック１８が接地すると、サイプ２０によって分断された小ブロック１８Ａが倒れこんで変形する。このとき、サイプ２０の一方の壁面２０Ａに形成された複数の突起２２が、サイプ２０の他方の壁面２０Ｂのエッジ付近（サイプ２０の踏面側から２ｍｍまでの位置）に接触する。これにより、突起２２が接触した側のサイプ２０のエッジ部分が突起２２の押圧力により微小に盛り上がり、サイプ２０のエッジ部の接地圧（エッジ圧）が増加する。

図５に示すように、サイプ２０の壁面２０Ａに突起２２が形成されていないブロックと、図６に示すように、サイプ２０の壁面２０Ａに突起２２が形成されたブロック１８に、制動力又は駆動力が作用した際の接地圧を比較すると、サイプ２０の壁面２０Ａに突起２２が形成されたブロックの方が、小ブロック１８Ａのエッジ部分の接地圧が高くなることがわかる。

従って、エッジ効果が向上し、氷上ブレーキ性能、氷上トラクション性能、雪上ブレーキ性能及び雪上トラクション性能を向上させることができる。

また、突起２２の高さが、サイプ２０の溝壁間の距離の４０％未満の場合には、小ブロック１８Ａが倒れこんで変形する際に、突起２２が他方の壁面２０Ｂのエッジ付近を押圧することができない。従って、突起２２の高さをサイプ２０の溝壁間の距離の４０％以上とすることで、小ブロック１８Ａが倒れこんで変形する際に、突起２２が他方の壁面２０Ｂのエッジ付近を押圧し、確実にエッジ圧を増加させてエッジ効果を向上させることができる。

さらに、一つのサイプ２０内で、複数の突起２２のタイヤ軸方向の幅寸法の総計がサイプ２０の長さの２５％未満の場合には、小ブロック１８Ａが倒れこんで突起２２が他方の壁面２０Ｂのエッジ付近を押圧したときに、エッジ付近の踏面に形成されるサイプ２０の長さ方向の盛り上がりの長さ（範囲）が小さくなる。そこで、一つのサイプ２０内で、複数の突起２２のタイヤ軸方向の幅寸法の総計がサイプ２０のタイヤ軸方向の幅寸法の２５％以上になるようにすることで、小ブロック１８Ａが倒れこんで変形する際に、突起２２が他方の壁面２０Ｂのエッジ付近を押圧し、確実にエッジ圧を増加させてエッジ効果を向上させることができる。

また、突起２２のタイヤ軸に直交する方向の厚みが０．５ｍｍ未満の場合には突起の剛性が小さくなり、小ブロック１８Ａが倒れこんで変形する際に、突起２２が他方の壁面２０Ｂのエッジ付近を強く押圧することができない。従って、突起２２のタイヤ軸方向に直交する幅寸法を０．５ｍｍ以上とすることで、小ブロック１８Ａが倒れこんで変形する際に、確実に突起２２が他方の壁面２０Ｂのエッジ付近を押圧し、エッジ圧を増加させてエッジ効果を向上させることができる。
（試験例）
本発明の効果を確かめるために、本発明の適用された実施例のタイヤ３種と、比較例のタイヤ３種と、従来例のタイヤ１種とを用意し、実車走行により氷上性能の評価を行った。

また、タイヤサイズは１９５／６５Ｒ１５であり、内圧２００ｋＰａを充填して実車走行を行った。

図７に示すように、従来例のブロックの寸法は、タイヤ周方向が４０ｍｍ、タイヤ幅方向が３０ｍｍ、高さが９ｍｍであり、深さが７ｍｍ、溝壁間の寸法が０．４ｍｍとなるように、サイプが形成されている。

比較例１〜３では、図８に示すように、従来例のブロックに、円柱状の突起２２をブロック幅中心から等間隔になるように配置した。そして、突起２２の高さ、突起２２を形成する位置（踏面側からの距離）及び突起２２の数を変更して、評価を行った。

また、実施例１〜３では、突起２２の高さ及び突起２２の位置を一定として、突起幅、すなわち、サイプ２０のタイヤ幅方向の寸法に対する突起のタイヤ幅方向に寸法の総計の割合を変更して評価を行った。

なお、突起形状は、図９に示すように、円柱状（Ａ）、四角柱状（Ｂ）、長円状（Ｃ）の３種類を用いた。また、図１０に示すように、踏面から突起２２のサイプ底側の端部までの距離をｃとした。

評価結果は表１に示す通りである。評価では、乗用車に装着して氷路面で発進テスト及び制動テストを行った。制動テストは速度４０ｋｍ／ｈからフルブレーキを掛けて静止状態になるまでの制動距離を計測し、速度４０ｋｍ／ｈからブレーキを掛けて静止状態になるまでの時間と制動距離から算出した平均減速度で評価を行った。結果は従来例を１００とする平均減速度指数で表現し、平均減速度指数が大きいほど制動性能に優れていることを表している。

試験の結果、比較例１より、踏面側から２ｍｍの範囲に突起２２が形成されていない場合には、従来例のタイヤに対して氷上性能がほとんど向上していないのが分かる。また、比較例２より、突起高さｂが０．１５ｍｍの場合、すなわち、ブロック壁面間距離０．４ｍｍに対して４０％未満の場合には、従来例のタイヤに対して氷上性能が向上していないのが分かる。さらに、比較例３より、突起２２のタイヤ幅方向の寸法の総計の割合が、小ブロック１８Ａの長さ３０ｍｍに対して２５％未満の場合にも、従来例のタイヤに対して氷上性能がほとんど向上していないのが分かる。つまり、本発明が適用された実施例のタイヤは、従来例に対して氷上減速度、すなわち氷上ブレーキ性能に優れていることが分かった。

なお、本実施形態では、突起２２の形状を円柱状としたが、突起２２の形状は、図９に示すように、楕円、長円、長方形、多角形等の他の形状であっても良い。また、複数の突起は必ずしも、円柱であれば同一径、多角形状であれば一辺の長さが同一となるように形成する必要はない。

さらに、本実施形態では、周方向溝１４がタイヤ周方向に沿って延びていたが、周方向溝はタイヤ周方向に対して傾斜していても良い。この場合の傾斜角度は、４０度以内であれば好ましく、２０度以内であれば更に好ましい。

また、トレッド１２を平面視したときのブロック１８の形状は矩形としたが、ブロックの形状は矩形に限らず、周方向溝１４及び横溝１６の向き、面取り、切り欠き等の追加により、菱形、６角形、８角形等の多角形、略コ字形状、円形及び楕円等であっても良い。

さらに、本実施形態では、サイプ２０は直線状に延びるストレートサイプであったが、ジグザグ状に延びるジグザグサイプや３次元サイプであっても良い。

本発明の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドの平面図である。突起が形成された小ブロックの斜視図である。（Ａ）は突起が形成された小ブロックの上面図であり、（Ｂ）は側面図である。突起が形成された小ブロックのその他の形態を示す斜視図である。従来ブロックに作用する接地圧の分布を説明する説明図である。本発明のブロックに作用する接地圧の分布を説明する説明図である。従来ブロックの上面図及び側面図である。本発明のブロックの上面図及び側面図である。本発明のブロックに形成される突起の形状を示す斜視図である。踏面から突起のサイプ底側の端部までの距離ｃを説明する説明図である。

符号の説明

１０空気入りタイヤ
１２トレッド
１８ブロック
２０サイプ
２２突起

Claims

互いに交差する複数の溝によって区画された複数のブロックをトレッドに備え、該ブロックにはタイヤ軸方向に沿って延びるサイプが形成された空気入りタイヤであって、
少なくとも前記サイプの一方の溝壁面には、接地時に他方の溝壁面に接触する複数の突起が、踏面から２ｍｍまでの間に形成されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記突起の高さは、前記サイプの溝壁間の距離の４０％以上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。
一つのサイプにおける前記複数の突起のタイヤ軸方向の幅寸法の総計が、前記サイプの長さの２５％以上であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気入りタイヤ。
前記突起のタイヤ径方向の寸法は、０．５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。