JP7489186B2

JP7489186B2 - タイヤ

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Publication number: JP7489186B2
Application number: JP2019216891A
Authority: JP
Inventors: 暢之石原
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2019-11-29
Filing date: 2019-11-29
Publication date: 2024-05-23
Anticipated expiration: 2039-11-29
Also published as: US20220410635A1; CN114746287A; EP4067117A1; WO2021106976A1; EP4067117A4; CN114746287B; JP2021084593A

Description

本発明は、タイヤに関し、特に転がり抵抗を低減化しつつ氷上性能、雪上性能を向上させたタイヤに関する。

特許文献１には、トレッド部に複数の直線状の周方向溝と複数の横溝とが形成され、ショルダー陸部領域が複数のショルダーブロックに区画され、該ショルダーブロックに三次元サイプが形成されたタイヤが記載されている。このタイヤによれば、氷上性能および雪上性能が向上し得るとされている。

特開２０１４－１７７２３７号公報

しかし、従来のタイヤにおいて、サイプから氷上路面における接地面の排水を主に担う周方向主溝への排水は、周方向主溝内を流れる水流によって抑制される恐れがあった。このため、従来のタイヤは、踏面におけるサイプによる排水が不十分になる恐れがあり、排水性能に更なる改善の余地があった。

また、トレッド部に形成された複数の周方向主溝や複数の横溝によって区画されたブロックには、タイヤの接地圧による変形を抑制することによる、更なる転がり抵抗低減化の余地があった。

本実施の形態は、タイヤの転がり抵抗を低減しつつ、サイプから周方向主溝への排水性を向上させて氷上性能を向上させ得るタイヤを提供する。

本発明の実施形態に係るタイヤは、タイヤ周方向に延びる一対の周方向主溝を含むトレッド部を備える。前記トレッド部は、前記一対の周方向主溝で区画された中央陸部領域と、前記一対の周方向主溝の一方の周方向主溝とトレッド端とで区画された前記中央陸部領域のタイヤ幅方向外側に位置するショルダー陸部領域を含む。前記中央陸部領域内のタイヤ周方向に沿って延びる周方向溝に関しては主溝が形成されずに前記周方向主溝のそれぞれの溝幅よりも溝幅が狭い中央周方向細溝が形成されて、前記中央陸部領域内でタイヤ幅方向に隣接するブロック又はリブが前記中央周方向細溝を隔てて前記タイヤ幅方向において互いに支えあう状態となるように近接して設けられることで、前記中央陸部領域が凝集構造を形成している。前記ショルダー陸部領域は、前記タイヤ幅方向に横断する複数のショルダー幅方向溝によって区画されたショルダーブロックを含む。前記ショルダーブロックには、前記タイヤ幅方向に延びて一端が前記一方の周方向主溝に連通するサイプが形成されている。前記一方の周方向主溝と前記複数のショルダー幅方向溝に含まれる第一ショルダー幅方向溝とが交差して形成された前記ショルダーブロックの角部分における、前記一方の周方向主溝の第一溝壁に、タイヤ幅方向内側に突出する凸部が形成されている。

上記構成によれば、タイヤの転がり抵抗を低減しつつ、サイプから周方向主溝への排水性を向上させて氷上性能を向上させ得るタイヤを提供することができる。

図１は、トレッド部１０のトレッドパターンを示す一部平面展開図である。図２は、周方向主溝２０を含むショルダー陸部領域ＳＲの一部拡大平面図である。図３（ａ）は、ショルダー幅方向溝３０を形成する一方の溝壁３１の傾斜面３２を含む一部を拡大した斜視図である。図３（ｂ）は、溝壁３１の傾斜面３２のタイヤ幅方向ＴＷ内側位置における一部を拡大したタイヤ軸方向ＴＡに垂直な端面図である。図３（ｃ）は、溝壁３１の傾斜面３２のタイヤ幅方向ＴＷ外側位置における一部を拡大したタイヤ軸方向ＴＡに垂直な端面図である。図４（ａ）は、変形例に係る溝壁３１の傾斜面３２Ａを含む一部を拡大した斜視図であり、図４（ｂ）～図４（ｃ）は、溝壁３１の傾斜面３２Ａの変形例に係る一部を拡大したタイヤ軸方向ＴＡに垂直な端面図である。

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。なお、同一の機能や構成には、同一または類似の符号を付して、その説明を適宜省略する。

図１は、本実施形態に係るタイヤのトレッド部１０のトレッドパターンを示す一部平面展開図である。図２は、周方向主溝２０を含むショルダー陸部領域ＳＲの一部拡大平面図である。図３（ａ）は、ショルダー幅方向溝３０を形成する一方の溝壁３１の傾斜面３２を含む一部を拡大した斜視図である。図３（ｂ）は、溝壁３１の傾斜面３２のタイヤ幅方向内側位置における一部を拡大したタイヤ軸方向ＴＡに垂直な端面図である。図３（ｃ）は、溝壁３１の傾斜面３２のタイヤ幅方向外側位置における一部を拡大したタイヤ軸方向ＴＡに垂直な端面図である。図４（ａ）～図４（ｃ）は、溝壁３１の傾斜面３２Ａの変形例に係る一部を拡大したタイヤ軸方向ＴＡに垂直な端面図である。

トレッド部１０には、タイヤに対する要求性能に応じたトレッドパターンが形成される。本実施形態では、タイヤは、トラック・バス（ＴＢ）に好適に用い得るスタッドレスタイヤである。なお、スタッドレスタイヤは、スノータイヤまたはウインタータイヤなどと呼ばれてもよい。或いは、タイヤは、冬期に限らず、四季を通じて利用可能ないわゆるオールシーズンタイヤであっても構わない。

また、タイヤは、必ずしもトラック・バス用ではなく、他の車種、例えば、乗用自動車、バン・小型トラックに用いられても構わない。

本実施形態に係るタイヤは、タイヤ周方向ＴＣに延びる一対の周方向主溝２０を含むトレッド部１０を備る。該トレッド部１０は、一対の周方向主溝２０で区画された中央陸部領域ＣＲと、一対の周方向主溝２０の一方の周方向主溝２０とトレッド端ＴＥとで区画された中央陸部領域ＣＲのタイヤ幅方向ＴＷ外側に位置するショルダー陸部領域ＳＲを含む。中央陸部領域ＣＲは、タイヤ周方向ＴＣに沿って延びる主溝が形成されない凝集構造を形成している。ショルダー陸部領域ＳＲは、タイヤ幅方向ＴＷに横断する複数のショルダー幅方向溝３０によって区画されたショルダーブロック４０を含む。ショルダーブロック４０には、タイヤ幅方向ＴＷに延びて一端が周方向主溝２０に連通するサイプ５０が形成されている。周方向主溝２０と複数のショルダー幅方向溝３０に含まれる第一ショルダー幅方向溝３０とが交差して形成されたショルダーブロック４０の角部分４１における周方向主溝２０の第一溝壁２１には、タイヤ幅方向ＴＷ内側に突出する凸部４３が形成されている。本実施形態に係るタイヤの構成の詳細について、以下で説明する。

図１に示すように、トレッド部１０には、タイヤ周方向ＴＣに沿って延びる一対の周方向主溝２０が形成されている。本実施形態では、一対の周方向主溝２０が直線状である。但し、ただし、一対の周方向主溝２０は、タイヤ幅方向に多少惰行するなど、必ずしも直線状でなくても構わない。

トレッド部１０は、タイヤ幅方向ＴＷがこの一対の周方向主溝２０で区画された中央陸部領域ＣＲと、中央陸部領域ＣＲのタイヤ幅方向ＴＷ外側にあり、一対の周方向主溝２０の一方の周方向主溝２０とトレッド端ＴＥとで区画されたショルダー陸部領域ＳＲとに区画されている。

本実施形態では、中央陸部領域ＣＲには、周方向主溝２０の溝幅と同程度或いは周方向主溝２０の溝幅よりも広い溝幅を有する周方向溝が形成されていない。

つまり、中央陸部領域ＣＲには、タイヤ周方向に延びる周方向主溝２０より溝幅が狭い中央周方向細溝２００のみが形成される。このため、中央陸部領域ＣＲでは、タイヤ幅方向ＴＷに隣接する陸部ブロック間の距離（間隔、空隙と呼んでもよい）が狭く、この種の一般的なタイヤよりも複数の陸部ブロックが凝集した凝集構造を形成している。

なお、本実施形態では、周方向主溝２０の溝幅が４．０～１０．０ｍｍ程度、中央周方向細溝２００の溝幅が１．５～４．０ｍｍ程度である。

少なくとも一方のショルダー陸部領域ＳＲには、周方向主溝２０からトレッド端ＴＥまでタイヤ幅方向ＴＷに横断するショルダー幅方向溝３０が形成されている。本実施形態では、ショルダー陸部領域ＳＲに複数のショルダー幅方向溝３０が形成されており、ショルダー陸部領域ＳＲがこの複数のショルダー幅方向溝３０で複数のショルダーブロック４０に区画されている。

ショルダー陸部領域ＳＲの各ショルダーブロック４０には、タイヤ幅方向ＴＷに延びて周方向主溝２０に連通するサイプ５０が形成されている。ここでサイプとは、タイヤ接地時に接地面内で閉じる溝幅（例えば０．１ｍｍ～１．５ｍｍ程度の溝幅）に形成された細溝である。なお、本実施形態において、サイプ５０は複数屈曲したいわゆる三次元サイプである。

図２に示すように、各ショルダーブロック４０の周方向主溝２０の第一溝壁２１を構成する面における、ショルダー幅方向溝３０と交差した角部分４１には、タイヤ幅方向ＴＷ内側に突出する凸部４３が形成されている。

本実施形態では、各ショルダーブロック４０の凸部４３が形成されたタイヤ周方向位置に三次元サイプ５０が形成されていない。なお、タイヤ幅方向ＴＷ端部の周方向主溝２０側が凸部４３で開口しないサイプであれば、各ショルダーブロック４０の凸部４３が形成されたタイヤ周方向位置に形成されていてもよい。

各ショルダーブロック４０には、タイヤ周方向ＴＣに延び、周方向主溝２０の溝幅よりも溝幅が狭いショルダー周方向細溝２１０が形成されている。なお、ショルダー陸部領域ＳＲに形成されたショルダー周方向細溝２１０の溝幅は、上限が中央陸部領域ＣＲに形成された中央周方向細溝２００の溝幅と同様であり、下限がサイプの溝幅と同様であるように、０．１～４．０ｍｍ程度である。

また、図２に示すように、三次元サイプ５０のタイヤ幅方向ＴＷ外側端は、このショルダー周方向細溝２１０に連通してもよい。ショルダー周方向細溝２１０の溝深さは、図３（ａ）に示すように、ショルダー幅方向溝３０の溝深さよりも浅くてもよい。

図２に示すように、凸部４３が形成されたショルダーブロック４０の角部分４１のショルダー幅方向溝３０側の溝壁３１は、タイヤ周方向ＴＣに突出した凸形状に形成されてもよい。つまり、タイヤ周方向ＴＣに突出した凸形状を含むショルダーブロック４０の角部分４１は、周方向主溝２０及びショルダー幅方向溝３０の溝壁に対して、タイヤ幅方向ＴＷ内側及びタイヤ周方向ＴＣ側に突出した形状になっていてもよい。本実施形態では、ショルダー幅方向溝３０の一方の溝壁のみが、タイヤ周方向ＴＣに突出した凸形状を含むように形成されている。

図２に示すように、周方向主溝２０の第二溝壁２３には、凸部４３が形成されたタイヤ周方向位置に対向する位置に、タイヤ幅方向ＴＷ内側に凹む凹部２５が形成されている。第二溝壁２３と図２中に破線で示されたタイヤ幅方向ＴＷに延びる三次元サイプ５０の延長線との交点Ｐは、凹部２５のタイヤ周方向ＴＣ端を含む凹部２５内に位置している。

図３（ａ）～３（ｃ）に示すように、ショルダー陸部領域ＳＲを複数のショルダーブロック４０に区画するショルダー幅方向溝３０の溝壁３１は、タイヤ軸方向ＴＡ（図１参照）に垂直な断面における溝底３３からトレッド部１０の表面３５までのタイヤ径方向ＴＲに対する傾斜角度θがタイヤ幅方向ＴＷ内側からタイヤ幅方向ＴＷ外側にかけて徐々に大きくなる、曲面状の傾斜面３２を含んでいる。

例えば、図３（ｂ）に示される、曲面状の傾斜面３２のタイヤ幅方向ＴＷ内側端における傾斜角度θ_１は、５°以上１０°以下である。図３（ｃ）に示される、曲面状の傾斜面３２のタイヤ幅方向ＴＷ外側端における傾斜角度θ_２は、５°以上２０°以下である。ただし、曲面状の傾斜面３２の傾斜角度θは、タイヤ幅方向ＴＷ内側端における傾斜角度θ_１からタイヤ幅方向ＴＷ外側端における傾斜角度θ_２にかけて徐々に大きくなる条件を満たす範囲で選択される。

実施形態に沿って本発明の内容を説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。

本実施形態の図３（ｂ），３（ｃ）に示すタイヤ軸方向に垂直な断面では、傾斜面３２が溝壁３１の溝底３３からトレッド部１０の表面３５まで直線状に傾斜している。しかし、曲面状の傾斜面３２は、溝底３３からトレッド部１０の表面３５までが傾斜した面であれば、図３（ａ）～３（ｃ）に示される実施形態に限定されるものでない。例えば、図４（ａ）～４（ｃ）に示す変形例のように、曲面状の傾斜面３２Ａは、タイヤ軸方向に垂直な断面が、溝壁３１の溝底３３からトレッド部１０の表面３５まで下に凸に湾曲して傾斜した面であってもよい。

また、図１に示すように、本実施形態に係るタイヤのトレッド部１０に形成されたトレッドパターンは、駆動時に効果が顕著に発揮されるように、タイヤ回転方向が指定されたパターンになっている。しかし、トレッドパターンはこれに限定されるものでない。例えば、駆動時と制動時とにバランスよく効果を発揮する構成が望ましい場合、タイヤ赤道線ＣＬを境に反転させたパターンとしてもよい。

なお、トレッド部１０に用いられるゴムには、雪上性能及び耐摩耗性などを考慮し、適宜適切な材料が用いられればよく、特に限定されない。但し、タイヤの転がり抵抗（ＲＲ）の低減に貢献する材料が用いられてよい。具体的には、転がり抵抗係数（ＲＲＣ）は、７．５以下であることが望ましい。

（作用・効果）
本実施形態では、図１に示すように、トレッド部１０の中央陸部領域ＣＲには複数の陸部ブロックが凝集した凝集構造が形成される。この構成では、中央陸部領域ＣＲ内が中央周方向細溝２００で区画される構造であるため、中央周方向細溝２００で区画されたブロック或いはリブは、変形時にタイヤ幅方向ＴＷで互いに支えあい、タイヤ幅方向ＴＷへの変形が抑制される。このため、中央陸部領域ＣＲにおける耐偏摩耗性が向上し得る。さらに、タイヤの転がり抵抗も低減し得る。

また、中央陸部領域ＣＲが複数の陸部ブロックがタイヤ幅方向ＴＷに凝集した凝集構造である場合、中央陸部領域ＣＲのタイヤ幅方向ＴＷへの変形が抑制されるため、ショルダー陸部領域ＳＲにおける接地圧が相対的に高まる。これにより、ショルダー陸部領域ＳＲの変形量が大きくなる。このため、中央陸部領域ＣＲが複数の陸部ブロックが凝集した凝集構造であるタイヤでは、ショルダー陸部領域ＳＲに接する氷上路面から生じた水を排水する性能の向上が、タイヤの氷上性能向上のために重要になる。

本実施形態では、図１、図２に示すように、ショルダー陸部領域ＳＲに形成されたショルダーブロック４０に、タイヤ幅方向ＴＷに延びて一端が周方向主溝２０に連通する三次元サイプ５０が形成されており、周方向主溝２０とショルダー幅方向溝３０とが交差するショルダーブロック４０の角部分４１における周方向主溝２０の第一溝壁２１に、タイヤ幅方向ＴＷ内側に突出する凸部４３が形成されている。

この構成によれば、三次元サイプ５０が氷上路面から生じた水を吸収する。そして、三次元サイプ５０が吸収した水が周方向主溝２０に排水される。ただし、三次元サイプ５０が形成された場合でも、周方向主溝２０内の水流が速い場合、三次元サイプ５０から周方向主溝２０への排水が不十分になる恐れがあった。これに対して、本実施形態では、ショルダーブロック４０の角部分４１における周方向主溝２０の第一溝壁２１に凸部４３が形成されているため、周方向主溝２０内の水流が緩やかになり、三次元サイプ５０から周方向主溝２０への排水性が十分確保される。

このように、本実施形態では、タイヤの転がり抵抗を低減しつつ、耐摩耗性、耐偏摩耗性を向上させることができ、さらに、タイヤの氷上性能を向上させることができる。

なお、本実施形態において、サイプ５０は、三次元サイプである。サイプ５０が三次元サイプである場合、サイプの吸水性能が向上するため、ショルダー陸部領域ＳＲと路面との間に生じた水をより速やかに吸水することができる。

また、図２に示すように、本実施形態に係るタイヤにおいて、凸部４３が形成されたショルダーブロック４０のタイヤ周方向位置には三次元サイプ５０が形成されていない。つまり、凸部４３には、周方向主溝２０に開口するサイプが形成されていない。この構成によれば、凸部４３の剛性が確保され、より確実に周方向主溝２０の水流が緩やかにすることができる。

また、本実施形態では、第一溝壁２１に凸部４３が形成されたタイヤ周方向位置に対向する、周方向主溝２０の第二溝壁２３のタイヤ周方向位置には、タイヤ幅方向ＴＷ内側に凹む凹部２５が形成されている。そして、第二溝壁２３とタイヤ幅方向ＴＷに延びる三次元サイプ５０の延長線との交点Ｐが、凹部２５のタイヤ周方向ＴＣ端を含む凹部２５内に位置している。

この構成によれば、周方向主溝２０を流れる水量を低減することなく、周方向主溝２０の水流を緩やかにすることができ、排水性能をさらに向上させることができる。

また、本実施形態では、ショルダーブロック４０にタイヤ周方向ＴＣに延びるショルダー周方向細溝２１０が形成されており、三次元サイプ５０の他端がショルダー周方向細溝２１０に連通している。ショルダー周方向細溝２１０が形成された場合、ショルダーブロック４０のタイヤ周方向への変形が可能になるため、タイヤの耐偏摩耗性を向上し得る。さらに、三次元サイプ５０の他端からショルダー幅方向溝３０への排水が可能になり排水性能がさらに向上する。

また、本実施形態では、凸部４３が形成されたショルダーブロック４０の角部分４１におけるショルダー幅方向溝３０の溝壁が、タイヤ周方向ＴＣに突出する凸形状を含む。この構成によれば、周方向主溝２０からショルダー幅方向溝３０への水の侵入が抑制され、周方向主溝２０側からトレッド端ＴＥ側に排水されるショルダー幅方向溝３０内の水流を緩やかにすることができるため、ショルダー周方向細溝２１０からショルダー幅方向溝３０への排水性が確保される。

以上のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

１０トレッド部
２０周方向主溝
２１周方向主溝の第一溝壁
２３周方向主溝の第二溝壁
２５凹部
３０ショルダー幅方向溝（幅方向溝）
３１ショルダー幅方向溝の一方の溝壁
３２曲面状の傾斜面
３３溝底
３５トレッド部の表面
４０ショルダーブロック
４１角部分
４３凸部
５０三次元サイプ（サイプ）
２００中央周方向細溝
２１０ショルダー周方向細溝
ＣＬタイヤ赤道線
ＣＲ中央陸部領域
ＳＲショルダー陸部領域
θ 傾斜角度
ＴＥトレッド端
ＴＡタイヤ軸方向
ＴＷタイヤ軸方向
Ｐ三次元サイプの延長線と第二溝壁との交点

Claims

タイヤ周方向に延びる一対の周方向主溝を含むトレッド部を備え、
前記トレッド部が、前記一対の周方向主溝で区画された中央陸部領域と、前記一対の周方向主溝の一方の周方向主溝とトレッド端とで区画された前記中央陸部領域のタイヤ幅方向外側に位置するショルダー陸部領域を含み、
前記中央陸部領域内の前記タイヤ周方向に沿って延びる周方向溝に関しては主溝が形成されずに前記周方向主溝のそれぞれの溝幅よりも溝幅が狭い中央周方向細溝が形成されて、前記中央陸部領域内でタイヤ幅方向に隣接するブロック又はリブが前記中央周方向細溝を隔てて前記タイヤ幅方向において互いに支えあう状態となるように近接して設けられることで、前記中央陸部領域が凝集構造を形成しており、
前記ショルダー陸部領域は、前記タイヤ幅方向に横断する複数のショルダー幅方向溝によって区画されたショルダーブロックを含み、
前記ショルダーブロックには、前記タイヤ幅方向に延びて一端が前記一方の周方向主溝に連通するサイプが形成されており、
前記一方の周方向主溝と前記複数のショルダー幅方向溝に含まれる第一ショルダー幅方向溝とが交差して形成された前記ショルダーブロックの角部分における、前記一方の周方向主溝の第一溝壁に、タイヤ幅方向内側に突出する凸部が形成され、
前記凸部が形成された前記ショルダーブロックのタイヤ周方向位置には前記サイプが形成されておらず、
前記一方の周方向主溝の第二溝壁における、前記凸部が形成された前記タイヤ周方向位置に対向するタイヤ周方向位置には、タイヤ幅方向内側に凹む凹部が形成されており、
前記第二溝壁と前記タイヤ幅方向に延びる前記サイプの延長線との交点が、前記凹部のタイヤ周方向端を含む前記凹部内に位置するタイヤ。
前記ショルダーブロックには前記一対の周方向主溝のそれぞれの溝幅よりも溝幅が狭いショルダー周方向細溝が形成され、
前記サイプの他端が前記ショルダー周方向細溝に連通する請求項１に記載のタイヤ。
前記凸部が形成された前記ショルダーブロックの角部分における、前記第一ショルダー幅方向溝の溝壁が、前記タイヤ周方向に突出する凸形状を含む請求項１又は２に記載のタイヤ。
前記サイプは、三次元サイプである請求項１～３の何れか一項に記載のタイヤ。