JP5591013B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤ、特に、氷雪路面上での排水性を向上させた空気入りタイヤに関するものである。

従来、氷雪路面上での氷上性能を向上させるためのタイヤについて、様々な研究がなされている。
特に、氷雪路面においては、氷雪路面とタイヤとの摩擦熱等により水膜が発生し易く、この水膜によって、タイヤと氷雪路面との摩擦係数が小さくなり、氷上性能を著しく低下させることが問題となっている。

これに対し、トレッドにおいて、ブロック表面に、小溝をトレッド幅方向に並べた溝群(いわゆる、リブレット)を設けることによってタイヤの排水性を向上させる方法が知られている。
例えば、特許文献1には、トレッドの接地ブロックに、タイヤ周方向と低角度をなして延びる微細リブを設けることによって、氷雪路面上での制動並びに駆動性能を向上させたタイヤについて記載されている。
また、特許文献2には、ブロックに、所定の深さの主サイピングと、該主サイピングより深さが浅い補助サイピングとを設けることによって、タイヤの使用初期における氷上性能を向上させる技術が記載されている。
さらに、特許文献3には、ブロックに、縁部が湾曲状に形成された複数の細溝を設ける技術や、ブロックに、開口部の溝幅が底部の溝幅より大きい複数の細溝を設ける技術が記載されている。

特開平7−186633号公報 特開平9−323511号公報 特開2004−34902号公報

しかしながら、特許文献1〜3に記載のタイヤを用いても、タイヤの排水性は十分でなく、更なる改良の余地があった。

そこで、本発明の目的は、上述した問題点を解消して、氷雪路面上での排水性を向上させた空気入りタイヤを提供することにある。

発明者は、氷雪路面上でのタイヤの排水性を更に高めるべく鋭意研究を重ねた。
その結果、上記の従来技術においては、ブロックに設けた小溝内に取り込まれた水が、該小溝によって区画される壁面からの抵抗力を受け、このことが十分な排水を阻害していることを見出した。
すなわち、ブロックの小溝内に取り込まれた水は、小溝内を周方向に沿って流れて排出されるが、当該小溝内の水は、踏み込み側から蹴り出し側に向かうにつれてタイヤ幅方向及び径方向に広がって流れる。一方、上記した従来技術における小溝は、トレッド周方向において、溝幅及び溝深さが例えば一定であるため、水の流れに対し、該小溝によって区画される壁面が抵抗成分となり、排水性が低下する。この排水性の低下により排出しきれない水が水膜となり、タイヤと路面との間の摩擦力を低下させ、制動並びに駆動性能を低下させることを知見した。

そこで、発明者は、排出すべき水の動きに合わせて、ブロック表面に設ける小溝の形状を適切化することにより、小溝によって区画される壁面からの抵抗力を減少させて、排水性を向上させ、氷雪路面上でのタイヤの制動並びに駆動性能を向上させることができることの新規知見を得た。

本発明は、上記の知見に基づくものであり、その要旨は、以下のとおりである。
(1)タイヤのトレッド踏面に、トレッド周方向に延びる複数の周方向溝と、トレッド幅方向に延びる複数の幅方向溝とを有し、前記周方向溝及びトレッド端と、前記幅方向溝とにより複数のブロックが区画され、該ブロックの表面にトレッド周方向に延びる小溝をトレッド幅方向に並べて設け、
前記小溝は、前記ブロックの蹴り出し側において、該ブロックの端部まで延び、
前記小溝の、前記蹴り出し側の端部での溝深さは、前記ブロックの踏み込み側の端部での溝深さより深いことを特徴とする、空気入りタイヤ。

(2)タイヤのトレッド踏面に、トレッド周方向に延びる複数の周方向溝と、トレッド幅方向に延びる複数の幅方向溝とを有し、前記周方向溝及びトレッド端と、前記幅方向溝とにより複数のブロックが区画され、該ブロックの表面にトレッド周方向に延びる小溝をトレッド幅方向に並べて設け、
前記小溝は、前記ブロックの蹴り出し側において、該ブロックの端部まで延び、
前記小溝の、前記蹴り出し側の端部における前記ブロック表面での溝幅は、前記ブロックの踏み込み側の端部における前記ブロック表面での溝幅より大きいことを特徴とする、空気入りタイヤ。

(3)前記小溝の、前記蹴り出し側の端部での溝深さは、前記ブロックの踏み込み側の端部での溝深さより深いことを特徴とする、上記(2)に記載の空気入りタイヤ。

(4)前記小溝の深さは、該小溝の蹴り出し側端部から前記踏み込み側端部に向かって漸増することを特徴とする、上記(1)又は(3)に記載の空気入りタイヤ。

(5)前記小溝の前記ブロック表面での溝幅は、該小溝の蹴り出し側端部から前記踏み込み側端部に向かって漸増することを特徴とする、上記(2)又は(3)に記載の空気入りタイヤ。

(6)前記小溝は、前記踏み込み側において、ブロック内に留まることを特徴とする、上記(1)〜(5)に記載の空気入りタイヤ。

本発明によれば、ブロック表面に設ける小溝の形状を適切化することにより、タイヤの排水性を向上させることができる。
これにより、氷雪路面上での制動並びに駆動性能に優れた空気入りタイヤを実現することができる。

本発明のタイヤのトレッド踏面を模式的に示した概略展開図である。 (a)本発明によるタイヤの、小溝を設けたブロックの概略斜視図である。(b)小溝の深さの変化について説明するためのタイヤ周方向断面図である。(c)小溝のブロック表面での溝幅の変化について説明するための概略平面図である。 本発明のタイヤにおける、小溝を設けたブロックの様子を説明するための図である。 本発明のタイヤにおける、小溝を設けたブロックの様子を説明するための図である。 本発明のタイヤ及び比較例のタイヤにおける、小溝を設けたブロックの様子を説明するための図である。 本発明の一実施形態のタイヤのブロックの概略斜視図である。

以下に、本発明の空気入りタイヤについて、図面を参照して詳しく説明する。
図1は、本発明の空気入りタイヤ(以下、タイヤと称する)のトレッド踏面1を模式的に示したトレッド展開図である。
図1に示すように、本発明のタイヤは、トレッド踏面1に、複数、図示例で3本のトレッド周方向に延びる溝2と、複数、図示例で5本の幅方向溝3とを有している。
さらに、本発明のタイヤは、トレッド踏面1に、周方向溝2及びトレッド端TEと、幅方向溝3とによって区画される、複数のブロック4を有している。
各ブロック4には、少なくとも1本、図示例で7本のトレッド周方向に延びる小溝5を設けている。小溝5は、トレッド周方向に対して、又はトレッド周方向に0〜40°の角度で傾斜してもよい。
各ブロックにおいて、小溝5は、ブロックの蹴り出し側においてはブロックの端部まで延びている。
ここで、図1においては、タイヤ赤道面CLを中心として、半部に2列、全体で4列のブロック列を有しているが、本発明はこの形態に限られず、ブロック列の数は任意であり、タイヤ赤道面CLを中心として非対称でもよい。
また、図1では、ブロックは展開図において矩形であるが、任意の形状でよく、例えば多角形状でもよい。
なお、小溝5は幅を省略して示しており、小溝の形状は、以下、図2を参照して詳しく説明する。

図2(a)〜(c)は、本発明の小溝の形状を示す図である。
図2(a)は、本発明のタイヤのトレッドにおける、ブロックの概略斜視図であり、図2(b)は、該ブロックのトレッド周方向断面図である。
図2(a)(b)に示すように、本発明のタイヤにあっては、小溝5は、ブロックの踏み込み側の端部での溝深さh1より、蹴り出し側の端部での溝深さh2の方が大きいことが肝要である。

上述のように、ブロックの小溝内に取り込まれた水は、ブロックの踏み込み側から蹴りだし側に向かうにつれ、タイヤ径方向において内側へ広がって流れて排出されるが、本発明のように、小溝の溝深さを、水膜の広がりに応じて、踏み込み側の端部より蹴り出し側の端部において大きい形状とすることにより、水が受ける、小溝によって区画される壁面からの抵抗力が減少し、水が流れやすくなるため、タイヤの排水性が向上する。
これにより、氷雪路面上でのタイヤの制動並びに駆動性能を向上させることができる。

図2(c)は、本発明の一実施形態に係るタイヤのトレッドにおける、ブロックを示す概略平面図である。
図2(c)に示すように、本発明において、小溝5のブロック表面における溝幅は、ブロックの踏み込み側の溝幅w1より蹴り出し側の溝幅w2を大きくすることが肝要である。
これにより、小溝は、上述した水のトレッド幅方向へ広がりに沿った形状の水路となるため、小溝によって区画される壁面からの水の流れに対する抵抗力が減少し、水が流れやすくなるため、タイヤの排水性が向上し、氷雪路面上でのタイヤの制動並びに駆動性能が向上する。
なお、上述のように、水は、踏み込み側から蹴りだし側に向かうにつれてトレッド幅方向のみならず、タイヤ径方向にも広がるため、図2(a)に示すように、小溝5は、上記の溝幅w1、w2の関係に加えて、ブロックの踏み込み側の端部での溝深さh1より、蹴り出し側の端部での溝深さh2の方を大きくすることが好ましい。

ここで、図2(a)(b)に示すように、小溝の深さを、ブロックの踏み込み側から蹴り出し側に向かって変化させるに当たっては、小溝5の深さが、ブロックの踏み込み側から蹴り出し側に向かって漸増することが好ましい。
なぜなら、水も同様にタイヤ径方向に漸増して広がるからであり、水が壁面から受ける抵抗力をより低減させることができるからである。
また、製造容易性に鑑みて、図2(b)に示すように、溝深さを直線的に変化させることが好ましい。
同様に、小溝のブロック表面における溝幅をブロックの踏み込み側から蹴り出し側に向かって漸増させることが好ましく、製造容易性の観点から、直線的に漸増させることが好ましい。

なお、図2(b)に示すように、小溝の深さを直線的に変化させる場合において、小溝の溝底5aがタイヤ径方向となす(鋭角側の)角度をα°とするとき、
α＞88°
とすることが好ましい。
また、小溝の蹴り出し側の端部における深さh2は、5μm〜1.0mmとすることが好ましい。
なぜなら、5μm未満とすると、溝が浅すぎて排水性を十分に確保できず、一方で、1.0mmより大きく、又はα≦88°とすると、小溝の蹴り出し側の端部における深さが深くなりすぎ、ブロックの剛性が低下するため、ブロックに生じる圧力や摩擦力等により、小溝が所期した形状を保てなくなり、排水性が低下してしまうからである。

また、図2(c)に示すように、小溝のブロック表面での溝幅を直線的に変化させる場合において、小溝の側壁5bがブロック表面でタイヤ幅方向となす(鋭角側の)角度をβ°とするとき、
β＞88°
とすることが好ましい。
また、小溝の蹴り出し側の端部における溝幅w2は、5μm〜2.0mmとすることが好ましい。
なぜなら、5μm未満とすると、溝が浅すぎて排水性を十分に確保できず、一方で、2.0mmより大きく、又はβ≦88°とすると、小溝の蹴り出し側の端部における溝幅が大きくなりすぎ、ブロックの周方向剛性が低下し、また接地面積も減少するため、接地性が低下し、氷雪路面上でのタイヤの制動並びに駆動性能が低下してしまうからである。
なお、角度α、βについて、小溝の深さやブロック表面での溝幅の変化が直線的でない場合は、小溝の踏み込み側の端部と蹴り出し側の端部とを結んだ直線で小溝を近似して角度を定義するものとする。

さらに、小溝間のトレッド幅方向間隔d(mm)は、蹴り出し端側において、5μm〜1.5mmであることが好ましい。なぜなら、5μm未満であると、ブロックの陸部が小さくなりすぎて剛性が低下し、タイヤの氷雪路面上での制動並びに駆動性能が低下してしまうからであり、一方、1.5mmより大きいと水を取り込む効果が小さくなり、排水性が低下するため、タイヤの氷雪路面上での制動並びに駆動性能が低下してしまうからである。

さらに、図1、図2(a)〜(c)に示すように、小溝5は、ブロックの踏み込み側において、ブロックの端部まで延びず、ブロック内に留まることが好ましい。
なぜなら、水が(タイヤ径方向内側に)浮き始めるのは、ブロックの周方向中央部付近であり、この付近を端部として小溝設けても、上記の排水性向上の効果にほとんど影響を与えない一方で、踏み込み端部付近における接地面積の減少を防止することができるため、氷雪路面上でのタイヤの制動並びに駆動性能をさらに向上させることができるからである。

また、小溝は、底部が湾曲した形状であることが好ましく、例えばタイヤ幅方向断面半円弧状とすることができる。
底部を湾曲させることにより、小溝によって区画される壁面からの抵抗力を減少させて排水性を向上させることができるからである。

本発明の空気入りタイヤ（発明例タイヤ）及び比較例の空気入りタイヤ（比較例タイヤ）を、後述する仕様のもとに試作し、氷上制動性能及び氷上駆動性能を評価する試験を行ったので以下に説明する。
各供試タイヤは、一般の空気入りタイヤと同様の内部構造を有し、図1に示すトレッドパターンを有する。
各供試タイヤは、ブロック表面に小溝を設けてあり、発明例タイヤ1〜9では、小溝は踏み込み側から蹴り出し側に向かって、溝深さとブロック表面での溝幅との少なくとも一方が変化している。
また、比較例タイヤでは、小溝の溝深さ及びブロック表面での溝幅は、踏み込み側から蹴り出し側に向かって変化せず、一定である。
各供試タイヤとも、1つのブロックには、14本の小溝を設けており、小溝間の間隔は等間隔である。また、発明例9を除いては、小溝の底部は幅方向断面半円弧状である。さらに、発明例8を除いては、小溝の踏み込み側の端部はブロック内に留まっている。各供試タイヤとも、小溝はタイヤ周方向に延びている。発明例9は小溝の底部の形状を除いては発明例1と同様のタイヤである。
各タイヤの諸元は表1に示してある。
なお、表1において、小溝間隔d(mm)とは、蹴り出し端側の小溝端部での小溝間のトレッド幅方向の間隔を意味する。また溝幅w1、w2(mm)とはブロック表面での溝幅を意味する。表1における「踏み込み端」、「蹴り出し端」とは、それぞれ小溝の「踏み込み側」、「蹴り出し側」の端部を意味する。
さらに、上記の通り、角度αは、小溝の溝底がタイヤ径方向となす(鋭角側の)角度であり、角度βは、小溝の側壁がブロック表面でタイヤ幅方向となす(鋭角側の)角度であり、小溝の深さやブロック表面での溝幅の変化が直線的でない発明例においては、小溝の踏み込み側の端部と蹴り出し側の端部とを結んだ直線で小溝を近似して角度を定義している。

各試験は、タイヤサイズ195/65R15の上記の供試タイヤを、リムサイズ6Jのリムに組み込み、内圧を200kPaとし、試験車両に装着して、以下のようにして行った。
《氷上制動試験》
テストコースにて、時速40km/hから0km/hまでの停止距離を計測した。
《氷上駆動試験》
テストコースにて、時速5km/hから20km/hまでの時間を測定し、加速度を計測した。
これらの試験の評価結果を以下の表2に示す。評価結果は、比較例を100としたときの指数で示し、数値が大きい方の性能が優れていることを示す。

表2に示すように、発明例1〜9にかかるタイヤは、いずれも比較例にかかるタイヤより氷上制動性能及び氷上駆動性能が優れていることがわかる。

ここで、発明例2と4との比較、及び発明例3と5との比較により、溝深さやブロック表面での溝幅が、蹴り出し側端部から踏み込み側端部に向かって漸増する、発明例2、3は、それぞれ発明例4、5より氷上制動性能及び氷上駆動性能が優れていることがわかる。
また、発明例2と6との比較、及び発明例3と7との比較により、角度α、βについて好適化した発明例2、3はそれぞれ発明例6、7より氷上制動性能及び氷上駆動性能が優れていることがわかる。
さらに、発明例1と8との比較により、小溝の踏み込み側端部の位置を好適化した発明例1は発明例8より氷上制動性能及び氷上駆動性能が優れていることがわかる。
さらにまた、発明例1と9との比較により、小溝の底部の形状を好適化した発明例1は発明例9より、氷上制動性能及び氷上駆動性能が優れていることがわかる。

1 トレッド踏面
2 周方向溝
3 幅方向溝
4 ブロック
5 小溝
5a 小溝底部
5b 小溝側壁
d 小溝の蹴り出し側端部での幅方向間隔
h1 小溝の踏み込み側端部での溝深さ
h2 小溝の蹴り出し側端部での溝深さ
w1 小溝の踏み込み側端部でのブロック表面における溝幅
w2 小溝の蹴りだし側端部でのブロック表面における溝幅
TE トレッド端

Claims (6)

1. タイヤのトレッド踏面に、トレッド周方向に延びる複数の周方向溝と、トレッド幅方向に延びる複数の幅方向溝とを有し、前記周方向溝及びトレッド端と、前記幅方向溝とにより複数のブロックが区画され、該ブロックの表面にトレッド周方向に延びる小溝をトレッド幅方向に並べて設け、
   前記小溝は、前記ブロックの蹴り出し側において、該ブロックの端部まで延び、
   前記小溝の、前記蹴り出し側の端部での溝深さは、前記ブロックの踏み込み側の端部での溝深さより深いことを特徴とする、空気入りタイヤ。
2. タイヤのトレッド踏面に、トレッド周方向に延びる複数の周方向溝と、トレッド幅方向に延びる複数の幅方向溝とを有し、前記周方向溝及びトレッド端と、前記幅方向溝とにより複数のブロックが区画され、該ブロックの表面にトレッド周方向に延びる小溝をトレッド幅方向に並べて設け、
   前記小溝は、前記ブロックの蹴り出し側において、該ブロックの端部まで延び、
   前記小溝の、前記蹴り出し側の端部における前記ブロック表面での溝幅は、前記ブロックの踏み込み側の端部における前記ブロック表面での溝幅より大きいことを特徴とする、空気入りタイヤ。
3. 前記小溝の、前記蹴り出し側の端部での溝深さは、前記ブロックの踏み込み側の端部での溝深さより深いことを特徴とする、請求項2に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記小溝の深さは、該小溝の蹴り出し側端部から前記踏み込み側端部に向かって漸増することを特徴とする、請求項1又は3に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記小溝の前記ブロック表面での溝幅は、該小溝の蹴り出し側端部から前記踏み込み側端部に向かって漸増することを特徴とする、請求項2又は3に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記小溝は、前記踏み込み側において、ブロック内に留まることを特徴とする、請求項1〜5に記載の空気入りタイヤ。

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