JP5569207B2

JP5569207B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP5569207B2
Application number: JP2010161210A
Authority: JP
Inventors: 貴弘山川
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2010-07-16
Filing date: 2010-07-16
Publication date: 2014-08-13
Anticipated expiration: 2030-07-16
Also published as: JP2012020695A

Description

本発明は、トレッド部に、トレッド溝と、このトレッド溝により区画された陸部とを備え、前記陸部の表面であるトレッド面にサイプが形成された空気入りタイヤに関する。

従来、冬用タイヤ（スタッドレスタイヤ）は、リブパターンを採用することで接地面積を増加させ、ブロックパターンを採用することでブロックによるエッジ効果を確保し、ブロックやリブのトレッド面にサイプを設けることでサイプによるエッジ効果を確保し、それらにより氷上性能の向上を図っている。
一方、トレッド溝の溝体積を大きくとることで雪中せん断力を確保し、ブロックパターンの採用によりトレッド溝を多く確保し、それらにより雪上性能の向上を図っている。
また、氷上性能や雪上性能を向上させるため、トレッド溝の壁面に微小な小孔を設けたタイヤ（特許文献１）や、トレッド面の特定形状部分に小孔を設けたタイヤ（特許文献２）も提供されている。

特許３９９８５７４号特許４３８１８６９号

しかしながら氷上性能と雪上性能は、溝体積を増加させると雪上性能は向上するが、接地面積が減少するため氷上性能が悪化するといった背反関係にある。
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、氷上性能と雪上性能の両立を可能とした空気入りタイヤを提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、トレッド部に、トレッド溝と、このトレッド溝により区画された陸部とを備え、前記陸部の表面であるトレッド面にサイプが形成された空気入りタイヤにおいて、前記トレッド溝の壁面に、前記トレッド面の延長面に対して直交する方向に２ｍｍ以上かつ前記トレッド溝よりも浅い深さで窪みトレッド部の摩耗によりトレッド面に出現する小孔が設けられ、前記トレッド溝の壁面の前記トレッド溝の底面に対する角度は前記トレッド溝の延在方向に沿って、または、前記底面からトレッド面に向かう方向に沿って変化しており、前記壁面における前記小孔の密度は、前記角度の増加に伴い高く形成されていることを特徴とする。
また、本発明は、トレッド部に、トレッド溝と、このトレッド溝により区画された陸部とを備え、前記陸部の表面であるトレッド面にサイプが形成された空気入りタイヤにおいて、前記トレッド溝の壁面に、前記トレッド面の延長面に対して直交する方向に２ｍｍ以上かつ前記トレッド溝よりも浅い深さで窪みトレッド部の摩耗によりトレッド面に出現する小孔が設けられ、前記陸部は、タイヤ幅方向に間隔をおきタイヤ周方向に延在する２つのトレッド溝で挟まれたタイヤ周方向に延在するリブを含んで構成され、前記陸部に繋がる各トレッド溝の壁面は、トレッド溝の底面に対する角度がトレッド溝の延在方向に沿って変化する３次元形状の壁面が、トレッド溝の延在方向に複数並べられて構成され、前記３次元形状の壁面における前記小孔の密度は、前記角度の増加に伴い高く形成されていることを特徴とする。

小孔をトレッド溝の壁面に設けると、雪を掻き込む際のトレッド溝の体積が増加するので、雪中せん断力を増加させ、雪上性能を向上することが可能となる。
また、トレッド面の面積を減少させることがないので、接地面積を確保し、かつ、サイプによるエッジ効果により氷上性能を向上する上で有利となる。
さらに、トレッド部の摩耗時において、小孔がトレッド面に出現するので、サイプに加え小孔によってもエッジ効果と除水機能が発揮され、タイヤ新品時から摩耗後まで氷上性能を向上する上で有利となる。

トレッドパターンの説明図である。小孔が形成されたトレッド溝の壁面の説明図で、（Ａ）は壁面の斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＢＢ断面図、（Ｃ）はトレッド部の摩耗後の壁面の斜視図、（Ｄ）は（Ｂ）のＤＤ断面図である。小孔が形成されたトレッド溝の壁面の断面図である。底面に対する角度がトレッド溝の延在方向に沿って変化している壁面の斜視図である。（Ａ）はセンターリブの拡大図、（Ｂ）はセンターリブを区画するトレッド溝の壁面の斜視図である。雪上操縦安定性、タイヤ新品時の氷上制動性、４０％摩耗後の氷上制動性についての試験結果を示す図である。

図１に示すように、スタッドレスタイヤのトレッド部１０に、トレッド溝１２と、このトレッド溝１２により区画された陸部１４が設けられている。
より詳細に説明すると、トレッド溝１２は、タイヤ周方向に延在する複数の縦溝１２Ａと、タイヤ幅方向に延在する横溝１２Ｂとを含んで構成されている。
本実施の形態では、縦溝１２Ａは、タイヤ赤道の両側に位置する一対の第１縦溝１２Ａー１、一対の第１縦溝１２Ａー１の両側に位置する一対の第２縦溝１２Ａー２、第１縦溝１２Ａー１と第２の溝１２Ａー１の間に位置する細幅な第３縦溝１２Ａー３を含んで構成されている。
また、横溝１２Ｂはトレッド部１０のショルダー部から第１縦溝１２Ａー１に接続する第１横溝１２Ｂー１と、トレッド部１０のショルダー部から第３縦溝１２Ａー３に連通する第２横溝１２Ｂー２を含んで構成されている。

陸部１４は、タイヤ周方向に延在するリブ１４Ａのみで、または、ブロック１４Ｂがタイヤ周方向に並べられたブロック列１４Ｃのみで、または、それらリブ１４Ａとブロック列１４Ｃを含んで構成されている。
本実施の形態では、陸部１４は、センターリブ１４Ａと、第１ブロック列１４Ｃー１と、第２ブロック列１４Ｃー２と、第３ブロック列１４Ｃー３とで構成されている。
センターリブ１４Ａは、一対の第１縦溝１２Ａー１により区画されタイヤ周方向に延在している。第１ブロック列１４Ｃー１は、第１縦溝１２Ａー１と第３縦溝１２Ａー３と第１横溝１２Ｂー１で区画された第１ブロック１４Ｂー１が周方向に並べられて構成されている。第２ブロック列１４Ｃー２は、第３縦溝１２Ａー３と第２縦溝１２Ａー２と第１横溝１２Ｂー１と第２横溝１２Ｂー２で区画された第２ブロック１４Ｂー２がタイヤ周方向に並べられて構成されている。第３ブロック列１４Ｃー３は、第２縦溝１２Ａー２と第１横溝１２Ｂー１と第２横溝１２Ｂー２で区画された第３ブロック１４Ｂー３がタイヤ周方向に並べられて構成されている。

また、陸部１４の表面であるトレッド面１６の少なくとも一部にサイプ１８が形成され、または、サイプ１８と小孔（不図示）が形成されている。本実施の形態では、陸部１４のトレッド面１６の全域に、すなわち、センターリブ１４Ａのトレッド面１６とブロック１４Ｂのトレッド面１６の全域にサイプ１８が形成されている。

図２に示すように、陸部１４を区画するトレッド溝１２の壁面２０に、トレッド部１０の摩耗によりトレッド面１６に出現する小孔２２が設けられている。
本実施の形態では、小孔２２は、センターリブ１４Ａを区画する両側の第１の縦溝１２Ａの壁面２０に設けられている。また小孔２２は、第１ブロック１４Ｂー１を区画する第１縦溝１２Ａー１の壁面２０、第１横溝１２Ｂー１の壁面２０に設けられている。また、小孔２２は、第２ブロック１４Ｂー２を区画する第２縦溝１２Ａー２の壁面２０、第１横溝１２Ｂー１の壁面２０、第２横溝１２Ｂー２の壁面２０に設けられている。また小孔２２は、第３ブロック１４Ｂー３を区画する第２縦溝１２Ａー２の壁面２０、第１横溝１２Ｂー１の壁面２０、第２横溝１２Ｂー２の壁面２０に設けられている。

より詳細に説明すると、トレッド溝１２は底面２４と、この底面２４の両側から起立する壁面２０とで構成され、小孔２２は、陸部１４を区画するトレッド溝１２の壁面２０に設けられている。

このような小孔２２をトレッド溝１２の壁面２０に設けると、雪を掻き込む際のトレッド溝１２の体積が小孔２２により増加するので、雪中せん断力を増加させ、雪上性能を向上することが可能となる。
また、トレッド溝１２の体積の増加は小孔２２によりなされ、トレッド面１６の面積を減少させることがないので、接地面積を確保し、かつ、サイプ１８によるエッジ効果により氷上性能を向上する上で有利となる。
さらに、トレッド部１０の摩耗時において、図２（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、小孔２２がトレッド面１６に出現するので、サイプ１８に加え小孔２２によってもエッジ効果と除水機能が発揮され、タイヤ新品時から摩耗後まで氷上性能を確保する上で有利となる。
この場合、小孔２２は、雪上性能の向上が図れ、トレッド部１０の摩耗時においてトレッド面１６に出現してエッジ効果や除水機能が発揮される観点からすると、図２（Ｂ）に示すように、トレッド面１６の延長面１６Ａに対して直交する方向に窪み、深さＤが２．０ｍｍ以上必要であり、また、陸部１４の剛性を確保する観点から、トレッド溝１２の底面２４よりも浅いことが必要である。

また、陸部１４の剛性を確保しつつ、雪中せん断力を十分に発揮させる観点からすると、小孔２２の断面積は、０．２〜１０ｍｍ^２の範囲内にあることが好ましい。
また、小孔２２の断面形状は、円形や多角形など任意であるが、円形にすると、前後左右の陸部１４の剛性変化が最小限に抑えられ、操縦安定性や耐摩耗性能を確保しつつ氷雪性能を向上させる上で有利となる。
また、陸部１４の剛性を確保する観点から、小孔２２が設けられる壁面２０は、図３に示すように、トレッド溝１２の底面２４の法線Ｌ１に対して１０度以上の角度θ１を持って傾斜しており、かつ底面２４に対して直交する方向から見て、壁面２０と底面２４とが交わる箇所から壁面２０とトレッド面１６とが交わる箇所までの長さである壁面２０の幅Ｗが２．０ｍｍ以上であることが好ましい。
また、小孔２２の深さの方向は、タイヤ加硫後の金型からの抜けや、雪の排出性能を考慮すると、トレッド面１６の延長面１６Ａの法線Ｌ２に対しての角度θ２が±１０°の範囲であることが好ましい。

また、トレッド溝１２の壁面２０のトレッド溝１２の底面２４に対する角度θ３が変化している場合、例えば、壁面２０のトレッド溝１２の底面２４に対する角度θ３が、図４に示すように、トレッド溝１２の延在方向に沿って変化している場合、または、角度θ３が底面２４からトレッド面１６に向かう方向に沿って変化している場合、壁面２０における小孔２２の密度を、角度θ３の増加に伴い高く形成することも可能である。
壁面２０の角度θ３を滑らかに変化させると、陸部１４の不連続な剛性変化が無く、操縦安定性、耐摩耗性を向上する上で有利となるが、この場合、壁面２０の角度θ３が大きくなるほど、陸部１４の剛性が高くなるため、小孔２２の密度を高く形成することが可能となり、このような密度で小孔２２を設けると、雪上性能を向上する上で有利となる。なお、小孔２２の密度の調整は、壁面２０の単位面積当たりの小孔２２の個数を変えることで、あるいは、小孔２２の断面積を変えることでなされる。

例えば、図５（Ａ）に拡大図で示すように、センターリブ１４Ａの両側にはそれぞれエッジ効果により氷上性能を向上させるための切り欠き２４がタイヤ周方向に間隔をおいて設けられている。そして、この各切り欠き２４の箇所においてトレッド溝１２の壁面２０の、トレッド溝１２の底面２４に対する角度θ３（図３参照）がトレッド溝１２の延在方向に沿って変化する３次元形状の壁面２０となっている。したがって、センターリブ１４Ａの両側には、この３次元形状の壁面２０がトレッド溝１２の延在方向に複数並べられて構成されていることになる。
このような場合、図５（Ｂ）に示すように、３次元形状の壁面２０に設ける小孔２２の密度を、角度θ３の増加に伴い高く形成すると、雪上性能を向上する上で有利となる。

タイヤサイズ２２５／６５Ｒ１７で図１および下記に示すトレッドパターンを有する試験タイヤを排気量２０００ｃｃのＲＶ車に取り付け、小孔がトレッド溝の壁面に形成されていない従来例と、図６に示す小孔がトレッド溝の壁面に形成された実施例１〜５とについて、タイヤ新品時の雪上操縦安定性、タイヤ新品時の氷上制動性、４０％摩耗後の氷上制動性について試験を行なった。
リム：１７×７ＪＪ
荷重条件：４．５ｋＮ
試験空気圧：２３０ｋＰａ
雪上操縦安定性、氷上制動性の評価は、テストドライバーによる官能評価で行い、５回の測定で最大値と最小値を除いた中間の３回の値の平均値を算出し、それぞれ従来品を１００とする指数により表示し、数値が大きいほど雪上操縦安定性、氷上制動性に優れることを示す。

（従来例と実施例１〜５）
第１ブロック１４Ｂー１を区画する第１縦溝１２Ａー１の壁面２０の角度θ１＝１０°、壁面２０の幅W＝２mm
第１ブロック１４Ｂー１を区画する第１横溝１２Ｂー１の壁面２０の角度θ１＝１０°、壁面２０の幅W＝２mm
第２ブロック１４Ｂー２を区画する第２縦溝１２Ａー２の壁面２０の角度θ１＝８°、壁面２０の幅W＝２．２mm
第２ブロック１４Ｂー２を区画する第１横溝１２Ｂー１の壁面２０の角度θ１＝１０°、壁面２０の幅W＝２mm
第２ブロック１４Ｂー２を区画する第２横溝１２Ｂー２の壁面２０の角度θ１＝１０°、壁面２０の幅W＝２mm
第３ブロック１４Ｂー３を区画する第２縦溝１２Ａー２の壁面２０の角度θ１＝８°、壁面２０の幅W＝２．２mm
第３ブロック１４Ｂー３を区画する第１横溝１２Ｂー１の壁面２０の角度θ１＝１０°、壁面２０の幅W＝２mm
第３ブロック１４Ｂー３を区画する第２横溝１２Ｂー２の壁面２０の角度θ１＝１０°、壁面２０の幅W＝２mm
実施例１〜６では上記の壁面２０に小孔２２が形成されている。

（従来例と実施例１〜４）
従来例と実施例１〜４のセンターリブ１４の両側には切り欠き２４が形成されておらず、直線状に延在している。
センターリブ１４Ａを区画する両側の第１の縦溝１２Ａの壁面２０の角度θ１：１０°、壁面２０の幅W＝２mm
実施例１〜５では上記の壁面２０に小孔２２が形成されている。
（実施例５）
センターリブ１４の両側には図５に示すように切り欠き２４が形成され、センターリブ１４Ａを区画する両側の第１の縦溝１２Ａの壁面２０角度θ１は１０°〜１２°に変化、壁面２０の幅Wが２mmから４mmに変化
実施例５では上記の壁面２０に小孔２２が形成され、小孔２２の密度は角度θ３の増加に伴い高く形成されている。

図６から実施例１〜５によれば、氷上性能を確保しつつ雪上性能を向上できることが明らかであり、また、４０％摩耗後の氷上制動性を向上できることが明らかである。

１０……トレッド部、１２……トレッド溝、１２Ａ……縦溝、１２Ｂ……横溝、１４……陸部、１４Ａ……リブ、１４Ｂ……ブロック、１４Ｃ……ブロック列、１８……サイプ、２０……壁面、２２……小孔。

Claims

トレッド部に、トレッド溝と、このトレッド溝により区画された陸部とを備え、前記陸部の表面であるトレッド面にサイプが形成された空気入りタイヤにおいて、
前記トレッド溝の壁面に、前記トレッド面の延長面に対して直交する方向に２ｍｍ以上かつ前記トレッド溝よりも浅い深さで窪みトレッド部の摩耗によりトレッド面に出現する小孔が設けられ、
前記トレッド溝の壁面の前記トレッド溝の底面に対する角度は前記トレッド溝の延在方向に沿って、または、前記底面からトレッド面に向かう方向に沿って変化しており、
前記壁面における前記小孔の密度は、前記角度の増加に伴い高く形成されている、
空気入りタイヤ。
トレッド部に、トレッド溝と、このトレッド溝により区画された陸部とを備え、前記陸部の表面であるトレッド面にサイプが形成された空気入りタイヤにおいて、
前記トレッド溝の壁面に、前記トレッド面の延長面に対して直交する方向に２ｍｍ以上かつ前記トレッド溝よりも浅い深さで窪みトレッド部の摩耗によりトレッド面に出現する小孔が設けられ、
前記陸部は、タイヤ幅方向に間隔をおきタイヤ周方向に延在する２つのトレッド溝で挟まれたタイヤ周方向に延在するリブを含んで構成され、
前記陸部に繋がる各トレッド溝の壁面は、トレッド溝の底面に対する角度がトレッド溝の延在方向に沿って変化する３次元形状の壁面が、トレッド溝の延在方向に複数並べられて構成され、
前記３次元形状の壁面における前記小孔の密度は、前記角度の増加に伴い高く形成されている、
空気入りタイヤ。
前記小孔の断面積は、０．２〜１０ｍｍ^２の範囲内である、
請求項１または２記載の空気入りタイヤ。
前記小孔が設けられる壁面は、前記トレッド溝の底面の法線に対して１０度以上の角度を持って傾斜しており、かつ前記底面に対して直交する方向から見て、前記壁面と前記底面とが交わる箇所から前記壁面と前記トレッド面とが交わる箇所までの長さである前記壁面の幅が２．０ｍｍ以上である、
請求項１乃至３の何れか１項記載の空気入りタイヤ。
前記小孔の断面積は、円形を呈している、
請求項１乃至４の何れか１項記載の空気入りタイヤ。
前記小孔の深さの方向は、トレッド面の延長面の法線に対しての角度が±１０°の範囲である、
請求項１乃至５の何れか１項記載の空気入りタイヤ。