JP7151304B2 - 空気入りタイヤ、及びスタッドタイヤ - Google Patents
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タイヤ周方向に環状をなしたトレッド部を備え、
前記トレッド部は、
スタッドピンが取り付けられる複数のスタッドピン取付用孔と、
前記スタッドピン取付用孔のうち少なくとも1つのスタッドピン取付用孔の周りの前記トレッド部の表面の孔周辺領域においてタイヤ径方向内側に凹む一対の凹部と、を有し、
前記凹部は、前記少なくとも1つのスタッドピン取付用孔のタイヤ周方向の両側に配置され、線状に延在し、
前記トレッド部の表面を当該表面と垂直な方向に見たときの前記凹部の形状は、前記少なくとも1つのスタッドピン取付用孔に近づく側に突出した形状、あるいは、タイヤ周方向と平行な直線を横切る直線形状であり、
前記トレッド部は、さらに、前記孔周辺領域においてタイヤ径方向外側に突出する一対の凸部を有し、
前記凸部は、前記凹部よりも当該スタッドピン取付用孔から離れて配置され、前記凹部に沿って線状に延在している、ことを特徴とする。
タイヤ幅方向に沿った前記凹部の配置範囲は、タイヤ幅方向に沿った前記少なくとも1つのスタッドピン取付用孔の配置範囲を包含していることが好ましい。また、タイヤ幅方向に沿った前記凸部の配置範囲は、タイヤ幅方向に沿った前記少なくとも1つのスタッドピン取付用孔の配置範囲を包含していることが好ましい。
前記直線形状は、前記少なくとも1つのスタッドピン取付用孔を通るタイヤ周方向と平行な直線を横切る形状であることが好ましい。
前記突出高さは、前記凸部の延在方向の両端の間の中央で最も高いことが好ましい。
前記凸部の前記幅は、前記凸部の延在方向の両端の間の中央で最も広いことが好ましい。
前記凹み深さは、前記凹部の延在方向の両端の間の中央で最も深いことが好ましい。
前記凹部の前記幅は、前記凹部の延在方向の両端の間の中央で最も広いことが好ましい。
前記凹部のうち、前記少なくとも1つのスタッドピン取付用孔に対し前記回転方向と反対側に位置する第1の凹部は、前記回転方向の側に位置する第2の凹部と比べ、前記第1の凹部の最大幅が広いあるいは最大凹み深さが深いことが好ましい。
前記空気入りタイヤと、
前記空気入りタイヤのスタッドピン取付用孔に取り付けられたスタッドピンと、を備えることを特徴とする。
(タイヤの全体説明)
図1は、本実施形態の空気入りタイヤ(以降、タイヤという)10の、タイヤ径方向に沿って切断した断面を示すタイヤ断面図である。タイヤ10は、トレッド部にスタッドピンが埋め込まれたスタッドタイヤである。
タイヤ10は、例えば、乗用車用タイヤである。乗用車用タイヤは、JATMA YEAR BOOK 2015(日本自動車タイヤ協会規格)のA章に定められるタイヤをいう。この他、B章に定められる小型トラック用タイヤおよびC章に定められるトラック及びバス用タイヤに適用することもできる。
タイヤ10は、骨格材あるいは骨格材の層として、カーカスプライ層12と、ベルト層14と、ビードコア16とを有し、これらの骨格材の周りに、トレッドゴム部材18と、サイドゴム部材20と、ビードフィラーゴム部材22と、リムクッションゴム部材24と、インナーライナゴム部材26と、を主に有する。
この他に、タイヤ10は、ベルト層14のタイヤ径方向外側からベルト層14を覆う、有機繊維をゴムで被覆したベルトカバー層28を備える。
図2は、タイヤ10のトレッドパターン30の一例を平面上に展開したトレッドパターンの一部の平面展開図である。タイヤ10は図2に示されるように、タイヤ周方向の一方の向きを示す回転方向Rが指定されている。回転方向Rの向きは、タイヤ10のサイドウォール表面に設けられた数字、記号等によって表示され指定されている。
傾斜溝32は、タイヤセンターラインCLの両側においてそれぞれ回転方向Rとは反対側に進むにつれて(図2中、上方向に進むにつれて)タイヤ幅方向外側に延びるように、タイヤ周方向に対して傾斜した溝である。傾斜溝32は、パターンエンドEに到達することなく、途中で閉塞している。傾斜溝32は、タイヤ周方向に所定の間隔で複数設けられている。
横断溝34は、タイヤセンターラインCLの両側においてそれぞれ回転方向Rとは反対側へ進むにつれて、タイヤ幅方向外側に向かい、さらに、両側のパターンエンドEまで延びるようにタイヤ周方向に対して傾斜した溝である。横断溝34は、タイヤ周方向に所定の間隔で複数設けられている。
傾斜溝32のタイヤ周方向に対する傾斜角度は、タイヤ幅方向の同じ位置において、横断溝34のタイヤ周方向に対する傾斜角度に比べて小さい。このため、横断溝34は、傾斜溝32と交差する。
また、トレッド表面には、波形状のサイプ42,44が複数設けられている。なお、図2中、複数の孔46(スタッドピン取付用孔)が設けられ、この孔46に後述するスタッドピン48(図3参照)が装着される。孔46の周りの孔周辺領域には、後述する凹部50A,50B及び凸部60A,60Bが設けられている。図2には、このうち、代表して凸部50A,50Bを示す。
タイヤ10のトレッドパターンは、図2に示すトレッドパターン30に限定されない。
図3は、スタッドピン48と孔46の一例を説明する図である。
スタッドピン48は、タイヤ10に装着された時、トレッド表面から突出して、路面と接する先端部48aと、先端部48aを固定し、トレッドゴム部材18に設けられた孔46に埋設される埋設部48bと、を有する。埋設部48bは、先端部48aの側から順番に胴体部48c、シャンク部48d、及びフランジ部48eを有する。胴体部48cは、先端部48aを固定する部分で、孔46の開口部から胴体部48cの上面が露出する。フランジ部48eは、先端部48aと反対側の端に設けられた鍔状に突出した部分で、胴体部48cに比べて外径が大きい。シャンク部48dは、胴体部48cとフランジ部48eの間に設けられ、シャンク部48dの外径は、胴体部48c及びフランジ部48eの外径に比べて小さい。
次に、スタッドピン取付用孔45の孔周辺領域の構成について説明する。
タイヤ10のトレッド部は、図4及び図5に示すように、一対の凹部50A,50Bと、一対の凸部60A,60Bと、を有している。図4は、凹部50A,50B及び凸部60A,60Bを示す平面図である。なお、以降の図面において、凸部60A,60Bの輪郭形状は、突出高さが変化している場合、タイヤ径方向の最も外側の先端面の形状を表す。図5は、図4のV-V線矢視図である。なお、図5、図6(b)、図7に示すスタッドピン48、凹部50A,50B、凸部60A,60Bの互いの間隔は、図4と異って示される。
一実施形態によれば、孔周辺領域は、凹部50A,50B及び凸部60A,60Bを除いて凹凸を有しない平滑面からなることが好ましい。
また、一実施形態によれば、凹部50A及び凸部60Aと、凹部50B及び凸部60Bとは、孔46の断面中心を通るタイヤ幅方向と平行な直線を基準として線対称であることが好ましい。また、一実施形態によれば、孔46の孔断面の中心を基準として点対称であることが好ましい。
一実施形態によれば、スタッドピン48が突出する高さは、例えば0.8~1.5mmであり、例えば1.2mmである。
一実施形態によれば、凸部60A,60Bは、図9に示すように、延在方向に沿って突出高さの分布を有し、突出高さは、凸部60A,60Bの延在方向の両端の間の中央で最も高いことが好ましい。その際、突出高さは、最も高い位置から延在方向の両端に近づくに連れ低くなっていることが好ましい。例えば、凸部60Aが上記凸形状を有している場合、制動時に凸部60Aの前方に位置する雪Sは、凸部60Aの延在方向の中央に集まりやすい。このため、凸部60Aの延在方向の中央において突出高さを最も高くすることで、集められた雪Sが凸部60Aの後方に漏れ出るのを抑えるとともに、延在方向の両端側では、突出高さを低くすることで、集められた雪Sをタイヤ幅方向の両側に速やかに排出できる。
一実施形態によれば、凸部60A,60Bは、図10に示すように、延在方向に沿って幅の分布を有し、凸部60A,60Bの幅は、凸部60A,60Bの延在方向の両端の間の中央で最も広いことが好ましい。その際、凸部60A,60Bの幅は、最も広い位置から延在方向の両端に近づくに連れ狭くなっていることが好ましい。上述したように、凸部60Aが上記凸形状を有している場合、制動時に凸部60Aの前方に位置する雪Sは、凸部60Aの延在方向の中央に集まりやすい。このため、延在方向の中央において凸部60Aの幅を最も広くすることで、凸部60Aが変形することで集められた雪Sが凸部60Aの後方に漏れ出るのを抑えられる。また、延在方向の両端側では、凸部60Aの幅を狭くすることで、凸部60Aが変形しやすくなり、集められた雪Sはタイヤ幅方向の両側に速やかに排出されやすい。
一実施形態によれば、凹部50A,50Bは、図11に示すように、延在方向に沿って凹み深さの分布を有し、凹み深さは、凹部50A,50Bの延在方向の両端の間の中央で最も深いことが好ましい。その際、凹み深さは、最も深い位置から延在方向の両端に近づくに連れ浅くなっていることが好ましい。スタッドピン48が削った氷粉は凹部50A,50Bの中央で最も溜まりやすいため、凹み深さを延在方向の中央で最も深くすることで、凹部50A,50Bの収容性能を高めることができる。
一実施形態によれば、凹部50A,50Bは、図12に示すように、延在方向に沿って幅の分布を有し、凹部50A,50Bの幅は、凹部50A,50Bの延在方向の両端の間の中央で最も広いことが好ましい。その際、凹部50A,50Bの幅は、最も広い位置から延在方向の両端に近づくに連れ狭くなっていることが好ましい。スタッドピン48が削った氷粉は凹部50A,50Bの中央で最も溜まりやすいため、凹部50A,50Bの幅を延在方向の中央で最も広くすることで、凹部50A,50Bの収容性能を高めることができる。
一実施形態によれば、トレッド部の表面に沿って孔46の孔断面の中心から見た凹部50A,50B及び凸部60A,60Bの見込み角θは、図13に示すように、60度以上であることが好ましい。見込み角θが60度未満であると、旋回時に、回転方向Rに対して横方向から雪Sが孔周辺領域に進入しやすくなり、スタッドピン48が路面を引っ掻く効果が低減する場合がある。なお、上記見込み角θは、90度以下であることが好ましい。一実施形態によれば、上記見込み角θは、孔46を通るタイヤ周方向と平行な直線を境としてタイヤ幅方向の両側に等角度であることが好ましい。
センター領域Ceは、タイヤセンターラインCLからタイヤ幅方向の両側にそれぞれ接地幅の25%以下の長さの範囲に位置する領域である。この範囲は、接地幅の例えば5%以上である。ショルダー領域Shは、センター領域Ceのタイヤ幅方向外側に位置する領域である。
接地領域は、タイヤ10を正規リムに組み付け、正規内圧を充填し、正規荷重の88%を負荷荷重とした条件において水平面に接地させたときに接地面となるトレッド表面の領域である。接地幅は、接地面のタイヤ幅方向の両端(接地端)の間のタイヤ幅方向長さである。正規リムとは、JATMAに規定される「測定リム」、TRAに規定される「Design Rim」、あるいはETRTOに規定される「Measuring Rim」をいう。正規内圧とは、JATMAに規定される「最高空気圧」、TRAに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、あるいはETRTOに規定される「INFLATION PRESSURES」をいう。正規荷重とは、JATMAに規定される「最大負荷能力」、TRAに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、あるいはETRTOに規定される「LOAD CAPACITY」をいう。
一実施形態によれば、複数の孔46は、センター領域Ce及びショルダー領域Shに設けられ、凹部50A,50B及び凸部60A,60Bの見込み角は、ショルダー領域において、センター領域よりも広いことが好ましい。このような形態によれば、制動性能の向上に寄与するセンター領域Ceでは、タイヤ周方向に沿った雪、氷粉の排出を効果的に行い、旋回性能の向上に寄与するショルダーShでは、タイヤ周方向に対し傾斜した横方向に沿った雪、氷粉の排出を効果的に行える。上記見込み角θは、ショルダー領域において、例えば、90~120度である。
一実施形態によれば、孔46に対しタイヤ周方向の同じ側に位置する凹部50Aと凸部60Aとの最大間隔G、あるいは、凹部50Bと凸部60Bとの最大間隔Gは、当該凹部50Aあるいは当該凹部50Bの幅の2倍の長さ以下であることが好ましい。最大間隔Gは、タイヤ周方向に沿った方向の間隔を意味する。当該凹部の幅とは、当該間隔と同じタイヤ幅方向位置における幅を意味する。最大間隔Gが上記2倍の長さを超えると、氷粉が凸部60A,60Bにぶつかり、跳ね返って凹部50A,50B内に収容される効果が小さくなる場合がある。一方、凹部50Aと凸部60A、あるいは、凹部50Bと凸部60Bは、互いに接していてもよい。すなわち、上記最大間隔Gは0mmであってもよい。
一実施形態によれば、上記最大間隔Gは1~4mmであることが好ましい。
一実施形態によれば、凸部60A,60Bは、延在方向の両端の間を途中で途切れることなく延びていることが好ましい。凸部60A,60Bが延在方向の途中で途切れていると、排雪性能が大きく低下する。
本発明の効果を確認するために、タイヤサイズ205/55R16のタイヤを、以下の実施例、比較例、従来例ごとに4本ずつ作製し、排気量2Lの前輪駆動の乗用車に装着して、氷上制動性能及び氷上駆動性能を調べた。車両のリムサイズは16×6.5Jであり、空気圧は210kPaとした。
実施例1~8のタイヤには、表1に示す点を除いて、図2に示すトレッドパターン30を基調とし、図4及び図5に示す形態の凹部及び凸部を設けた。
いずれも、スタッドピンのスタッドピン取付用孔から突出する高さは1.1mmとした。
比較例は、実施例1から、凸部を省略した形態とした。
比較例及び実施例1~8において、スタッドピン取付用孔と凹部との最小間隔は、3mmとした。
比較例及び実施例1~8において、見込み角θは、センター領域、ショルダー領域ともに同じ角度とした。
実施例1~8において、凹部と凸部の最大間隔は1.5mmとした。
実施例3,4の凹み深さは、延在方向の中点で最大1.3mmとし、最小1.0mmとした延在方向の両端に近づくに連れ浅くした。
実施例4の凹部幅は、延在方向の中点で最大1.0mmとし、最小0.5mmとした延在方向の両端に近づくに連れ狭くした。
実施例5,6の突出高さは、延在方向の中点で最大0.7mmとし、最小0.4mmとした延在方向の両端に近づくに連れ低くした。
実施例6の凸部幅は、延在方向の中点で最大1.0mmとし、最小0.5mmとした延在方向の両端に近づくに連れ狭くした。
実施例8は、凹部及び凸部を、スタッドピン取付用孔を通るタイヤ周方向と直交する方向に延びる直線形状とした。
「凹み深さ」、「凹部幅」、「突出高さ」、「凸部幅」の欄に関して、「変化」は、延在方向の中点から両端にかけて変化させたことを意味する。
「見込み角」は、凸部の見込み角を表す。凸部及び凹部は、いずれも、タイヤ周方向に対してタイヤ幅方向の両側に等角度の範囲に延在させた。
氷路上を、50km/時で走行した状態から、ブレーキペダルを最深位置まで踏み込んで停止するまでの距離(制動距離)を5回計測し、その平均値の逆数を用いて、比較例を100として指数化した。指数が大きいほど距離が短く、氷上性能に優れることを示す。指数が101以上である場合を、氷上制動性能に優れると評価した。
〔氷上駆動性能〕
氷路上を、5km/時で走行した状態から、走行速度が20km/時になるまで要した加速時間を5回計測し、その平均値の逆数を用いて、比較例を100として指数化した。指数が大きいほど加速時間が短く、氷上駆動性能に優れることを示す。指数が101以上である場合を、氷上駆動性能に優れると評価した。
実施例1と実施例2との比較から、凹部及び凸部が円弧形状であることで、氷上制動性能が向上することがわかる。
実施例3と実施例4との比較から、凹部幅が延在方向の中央から両端にかけて狭くなっていることで、氷上制動性能及び氷上駆動性能が向上することがわかる。
実施例5と実施例6との比較から、凸部幅が延在方向の中央から両端にかけて狭くなっていることで、氷上制動性能及び氷上駆動性能が向上することがわかる。
実施例1と実施例8との比較から、平面視したときの凹部及び凸部の形状が凸形状であることで、氷上制動性能及び氷上駆動性能が向上することがわかる。
18 トレッドゴム部材
30 トレッドパターン
46 孔(スタッドピン取付用孔)
48 スタッドピン
50A,50B 凹部
60A,60B 凸部
Claims (12)
- 空気入りタイヤであって、
タイヤ周方向に環状をなしたトレッド部を備え、
前記トレッド部は、
スタッドピンが取り付けられる複数のスタッドピン取付用孔と、
前記スタッドピン取付用孔のうち少なくとも1つのスタッドピン取付用孔の周りの前記トレッド部の表面の孔周辺領域においてタイヤ径方向内側に凹む一対の凹部と、を有し、
前記凹部は、前記少なくとも1つのスタッドピン取付用孔のタイヤ周方向の両側に配置され、線状に延在し、
前記トレッド部の表面を当該表面と垂直な方向に見たときの前記凹部の形状は、前記少なくとも1つのスタッドピン取付用孔に近づく側に突出した形状、あるいは、タイヤ周方向と平行な直線を横切る直線形状であり、
前記トレッド部は、さらに、前記孔周辺領域においてタイヤ径方向外側に突出する一対の凸部を有し、
前記凸部は、前記凹部よりも当該スタッドピン取付用孔から離れて配置され、前記凹部に沿って線状に延在している、ことを特徴とする空気入りタイヤ。 - 前記突出した形状は円弧形状である、請求項1に記載の空気入りタイヤ。
- 前記凹部の凹み深さは、前記凸部の突出高さよりも長い、請求項1又は2に記載の空気入りタイヤ。
- 前記凸部の突出高さは、前記少なくとも1つのスタッドピン取付用孔に取り付けられたスタッドピンが当該スタッドピン取付用孔から突出する高さよりも低い、請求項1から3のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
- 前記凸部は、前記延在方向に沿って突出高さの分布を有し、
前記突出高さは、前記凸部の延在方向の両端の間の中央で最も高い、請求項1から4のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。 - 前記凸部は、前記延在方向に沿って幅の分布を有し、
前記凸部の前記幅は、前記凸部の延在方向の両端の間の中央で最も広い、請求項1から5のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。 - 前記凹部は、前記延在方向に沿って凹み深さの分布を有し、
前記凹み深さは、前記凹部の延在方向の両端の間の中央で最も深い、請求項1から6のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。 - 前記凹部は、前記延在方向に沿って幅の分布を有し、
前記凹部の前記幅は、前記凹部の延在方向の両端の間の中央で最も広い、請求項1から7のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。 - 前記少なくとも1つのスタッドピン取付用孔に対しタイヤ周方向の同じ側に位置する前記凹部と前記凸部との最大間隔は、当該凹部の幅の2倍の長さ以下である、請求項1から8のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
- 前記空気入りタイヤは回転方向が指定されており、
前記凹部のうち、前記少なくとも1つのスタッドピン取付用孔に対し前記回転方向と反対側に位置する第1の凹部は、前記回転方向の側に位置する第2の凹部と比べ、前記第1の凹部の最大幅が広いあるいは最大凹み深さが深い、請求項1から9のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。 - 前記少なくとも1つのスタッドピン取付用孔と前記凹部との最小間隔は1mmを超えている、請求項1から10のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
- 請求項1から11のいずれか1項に記載の空気入りタイヤと、
前記空気入りタイヤのスタッドピン取付用孔に取り付けられたスタッドピンと、を備えることを特徴とするスタッドタイヤ。
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