JPWO2015156397A1 - タイヤ用トレッド及びタイヤ - Google Patents
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Abstract
タイヤ転動時に路面と接触する接地面(2)を有するタイヤ用トレッド(1)であって、少なくとも1本の周方向主溝(3)と、複数の副溝(4)と、複数のブロック(5)とを有し、ブロックは、その一部がトレッドの接地面となる上面(51)と、2つの正面側壁(52,53)と、2つの側面側壁(54,55)と、上面が正面側壁と交差する位置に形成された正面エッジ(521,531)と、上面が側面側壁(54,55)と交差する位置に形成された側面エッジ(541,551)とを有し、少なくとも1つの正面側壁に設けられた平均厚さtを有し且つトレッドを形成するゴム組成物の弾性率Etよりも高い弾性率Efを有する補強部(6)を有し、この補強部が設けられた少なくとも1つの正面側壁には、少なくとも2つの***部(72)及び少なくとも1つの谷部(71)を有する波状部(7)が形成され、この波状部は補強部が設けられた少なくとも1つの正面側壁の少なくとも一部を構成すると共に補強部の少なくとも一部を構成するように設けられる。
Description
本発明は、タイヤ用トレッド及びこのトレッドを有するタイヤに係わり、特に、雪上性能及び氷上性能を向上させることが出来るタイヤ用トレッド及びタイヤに関する。
スタッドレスタイヤとも呼ばれる冬用タイヤは、雪や氷で覆われた冬の路面を走行することの出来るタイヤとしてよく知られている。冬用タイヤは、一般的に、接地面に開口する複数の細い切れ込み、いわゆるサイプを設け、いわゆるエッジ効果と、水膜を除去する効果と共に、冬用ではないタイヤと比較して柔らかいコンパウンドを使用することにより、冬の路面との密着性を向上させている。
冬用タイヤにおける路面との摩擦力を発生させるメカニズムは、現実には路面が雪の場合と氷の場合とで異なる。従って、路面が氷の場合の氷上性能を向上させるために柔らかいコンパウンドを使用し、接地要素であるブロックに多数の細い切れ込みを設けても、結果としてブロック剛性を低下させてしまい、路面が雪の場合の雪上性能の向上を妨げてしまうことが知られている。
冬用タイヤにおいて、良好な氷上性能と雪上性能を両立するための手段として、ブロックの側壁に補強部を導入することが効果的であることは知られている。
例えば、特許文献1(図3参照)には、3本の細い切れ込みと1本の副溝が設けられたブロックにおいて、横溝及び副横溝に面したブロックの側壁に、JIS A硬度が80から95度のゴムを用いた補強部を設けることにより、雪上性能と氷上性能を両立するようにしたタイヤが記載されている。
例えば、特許文献1(図3参照)には、3本の細い切れ込みと1本の副溝が設けられたブロックにおいて、横溝及び副横溝に面したブロックの側壁に、JIS A硬度が80から95度のゴムを用いた補強部を設けることにより、雪上性能と氷上性能を両立するようにしたタイヤが記載されている。
また、特許文献2(図2参照)には、ガラス転移点温度が-60℃以上のゴム成分を30重量%以上含むジエン系ゴム100重量部に、カーボンブラック及びシリカから選ばれる少なくとも1種類を50重量部以上配合した組成にすると共に、脆化温度を-30℃以下にしたゴムを用いた補強部を、ブロックの側壁に設けることにより、雪上性能と氷上性能を両立するようにしたタイヤが記載されている。
また、特許文献3(図1参照)には、ブロックの側壁の50%以上の領域にわたって200MPa以上材料のモジュラス(弾性率)を有する補強層(補強部)を0.5mm未満の厚さにて設けることにより、雪上性能と氷上性能を両立するようにしたタイヤ用トレッドが記載されている。
また、特に雪上性能を向上させるための手段として、例えば特許文献4(図4参照)には、ブロックの横断方向端縁にアンダーカット部分を設けることにより、雪上性能を向上させるようにしたタイヤが記載されている。
また、特許文献5(図1参照)には、ブロックの側壁面に鋸歯状の凹凸を形成したタイヤが記載されている。
しかしながら、特許文献1〜5に記載されたタイヤでは、雪上性能及び氷上性能を高いレベルで両立することは難しく、特に雪上性能の向上が十分でないので、冬の路面走行時の安全性の観点から、雪上性能及び氷上性能をより高いレベルで両立させることが出来るタイヤが要望されている。
そこで本発明は、上述した従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、雪上性能及び氷上性能をより高いレベルで両立させることが出来るタイヤ用トレッド及びこのトレッドを有するタイヤを提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明は、少なくとも1つのゴム組成物により形成され、タイヤ転動時に路面と接触する接地面を有するタイヤ用トレッドであって、少なくとも1つのゴム組成物はASTM D882-09に規定された引張試験から得られる弾性率Etを有し、トレッドは、タイヤ周方向に延びる少なくとも1本の周方向主溝と、タイヤ回転軸線方向に延びる複数の副溝と、これらの周方向主溝及び副溝によって区切られた複数のブロックと、を有し、これらの複数のブロックの各々は、トレッドの接地面となる上面と、タイヤ回転軸線方向に延び副溝に面する2つの正面側壁と、タイヤ周方向に延び周方向主溝に面する2つの側面側壁と、を有し、ブロックの上面は、正面側壁と交差する位置に形成されタイヤ回転軸線方向に延びる正面エッジと、側面側壁と交差する位置に形成されタイヤ周方向の延びる側面エッジと、を有し、ブロックは、側壁のうち少なくとも1つの正面側壁に設けられた、平均厚さtの補強部を有し、この補強部は、トレッド及びブロックを形成するゴム組成物の弾性率Etよりも高い弾性率Efを有し、補強部が設けられた少なくとも1つの正面側壁には、少なくとも2つの***部及び少なくとも1つの谷部を有する波状部が形成され、この波状部は、補強部が設けられた少なくとも1つの正面側壁において、正面側壁の少なくとも一部を構成すると共に補強部の少なくとも一部を構成するように設けられることを特徴としている。
ここで、「溝」とは、通常の使用条件下で相互に接触することのない2つの対向する面(壁面、側壁)を、他の面(底面)により接続して構成された、幅及び深さを持つ空間のことを言う。
また、「主溝」とは、流体の排水を主に担う、トレッドに形成される種々の溝の中で比較的広い幅を持つ溝のことを言う。主溝は、多くの場合、直線状、ジグザグ状又は波状にタイヤ周方向に延びる溝を意味するが、タイヤ回転方向に対して角度を持って延びる、流体の排水を主に担う比較的広い幅を持つ溝も含まれる。
また、「主溝」以外の溝を「副溝」と言う。
また、「主溝」とは、流体の排水を主に担う、トレッドに形成される種々の溝の中で比較的広い幅を持つ溝のことを言う。主溝は、多くの場合、直線状、ジグザグ状又は波状にタイヤ周方向に延びる溝を意味するが、タイヤ回転方向に対して角度を持って延びる、流体の排水を主に担う比較的広い幅を持つ溝も含まれる。
また、「主溝」以外の溝を「副溝」と言う。
また、「エッジ」とは、ブロックの上面と正面側壁又は側面側壁との交差部(ブロックの上面の各縁部、又は、ブロックの上面における正面側壁又は側面側壁との境界部)のことを言う。一部が接地面となるブロックの上面はこのようなエッジにより区画されている。上面と正面側壁又は側面側壁との間に面取りが形成されている場合、このような面取り部は上面の一部と解される。ブロックの上面を区画するエッジのうち、タイヤ回転方向側における、ブロック上面と正面側壁との交差部を「正面エッジ」と言い、タイヤ軸線方向側におけるブロック上面と側面側壁との交差部を「側面エッジ」と言う。
また、ブロックの正面側壁と側面側壁との交差部(ブロックの側面の各縁部)のことを「側壁エッジ」と言う。正面側壁と側面側壁との間に面取りが形成されている場合、このような面取り部の各エッジは側壁エッジと解される。
また、ブロックの正面側壁と側面側壁との交差部(ブロックの側面の各縁部)のことを「側壁エッジ」と言う。正面側壁と側面側壁との間に面取りが形成されている場合、このような面取り部の各エッジは側壁エッジと解される。
また、「細い切れ込み」とは、いわゆるサイプなどとも呼ばれる、例えばナイフの刃のようなものにより形成されたような切れ込みのことを言い、この細い切れ込みのトレッド表面上での幅は、主に横溝に対して相対的に小さい(例えば2.0mm以下)。
また、「弾性率」とは、規格ASTM D882-09に規定された引張試験から求められた引張試験曲線から算出される引張弾性率Eのことをいう。即ち、ゴム組成物の弾性率Et、及び、補強部の弾性率Efは、規格ASTM D882-09に規定された引張試験から求められた引張試験曲線から算出される。
上記のように構成された本発明においては、少なくとも1つの正面側壁に、少なくとも2つの***部及び少なくとも1つの谷部を有する形状の波状部を設けているので、氷上のように、その摩擦係数がブロックを変形させるのに不十分なほど小さい路面を走行するとき、波状部の谷部によってブロックが変形し易くなる。従って、氷上における摩擦係数を低下させる原因の1つとしてよく知られている、トレッドと氷との間での水膜の発生を防止することが可能となり、その結果、氷上性能を向上させることが出来る。
さらに、本発明においては、少なくとも1つの正面側壁に設けられた波状部は補強部により補強されているので、雪上のように、その摩擦係数がブロックを変形させるのに十分大きい路面を走行するとき、その補強部の補強効果によって、波状部の谷部によるブロックの過大な変形を防止することが出来、これにより、局所的に高いエッジ圧力を得ることが出来る。従って、少なくとも1つの正面エッジを効果的に雪に食い込ませることが可能となり、その結果、雪上性能を向上させることが出来る。
本発明において、好ましくは、ブロックの補強部のタイヤ径方向の長さLrがブロックの高さhの80%以上且つ100%以下である。
このように構成された本発明においては、少なくとも1つの正面側壁に補強部を設けたことによる雪上性能向上の効果を、ブロックの摩耗後にも効果的に発揮させることが出来る。
このように構成された本発明においては、少なくとも1つの正面側壁に補強部を設けたことによる雪上性能向上の効果を、ブロックの摩耗後にも効果的に発揮させることが出来る。
本発明において、好ましくは、補強部が設けられた少なくとも1つの正面側壁において、ブロックの上面に沿って延び正面エッジを通る仮想直線と、波状部の径方向最外側の***部とこの***部のタイヤ径方向に隣接した谷部とを接続する仮想直線との間のタイヤ回転軸性方向から見た角度Aが60°以上且つ90°以下である。
このように構成された本発明においては、雪上のように、その摩擦係数がブロックを変形させるのに十分大きな路面を走行するとき、少なくとも1つの正面側壁に形成された補強部の補強効果によって、補強部の一部を構成する波状部のバックリング変形を防止することが出来、これにより、局所的に高いエッジ圧力を得ることが出来る。従って、正面エッジを効果的に雪に食い込ませることが可能となり、その結果、雪上性能を向上させることが出来る。また、氷上のように、その摩擦係数がブロックを変形させるのに不十分なほど小さい路面を走行するとき、波状部の効果によって、ブロックの正面エッジ近傍部分に、接地圧力を減少させる方向のモーメント力を発生させることが出来る。従って、氷上における摩擦係数を低下させる原因の1つとしてよく知られている、トレッドと氷との間での水膜の発生を防止することが可能となり、その結果、氷上性能を向上させることが出来る。
本発明において、より好ましくは、この角度Aは70°以上である。
このように構成された本発明においては、雪上のように、その摩擦係数がブロックを変形させるのに十分大きな路面を走行するとき、少なくとも1つの正面側壁に形成された補強部の補強効果によって、補強部の一部を構成する波状部のバックリング変形を防止することが出来、これにより、局所的に高いエッジ圧力を得ることが出来る。従って、正面エッジを効果的に雪に食い込ませることが可能となり、その結果、雪上性能を向上させることが出来る。また、氷上のように、その摩擦係数がブロックを変形させるのに不十分なほど小さい路面を走行するとき、波状部の効果によって、ブロックの正面エッジ近傍部分に、接地圧力を減少させる方向のモーメント力を発生させることが出来る。従って、氷上における摩擦係数を低下させる原因の1つとしてよく知られている、トレッドと氷との間での水膜の発生を防止することが可能となり、その結果、氷上性能を向上させることが出来る。
本発明において、より好ましくは、この角度Aは70°以上である。
本発明において、好ましくは、補強部が設けられた少なくとも1つの正面側壁において、波状部の径方向最外側部は***部であり、この***部と正面エッジと平行に延びる。
このように構成された本発明においては、ブロックに荷重がかかった場合に、正面エッジと***部とが平行でないことに起因するねじり力の発生を防止することが出来、その結果、波状部の耐久性を向上させることが出来る。
このように構成された本発明においては、ブロックに荷重がかかった場合に、正面エッジと***部とが平行でないことに起因するねじり力の発生を防止することが出来、その結果、波状部の耐久性を向上させることが出来る。
本発明において、好ましくは、補強部が設けられた少なくとも1つの正面側壁において、波状部は、所定の幅Wを有し且つタイヤ径方向に所定距離Dにわたって形成され、この所定距離Dが、ブロックの高さhの60%以上且つ100%以下である。
このように構成された本発明においては、波状部がブロックの高さhの60%以上且つ100%以下の所定距離Dにわたって形成されているので、少なくとも1つの正面側壁に設けられたそのような波状部の効果により、氷上性能を向上しつつ、少なくとも1つの正面側壁に設けられた補強部の効果により正面エッジを効果的に雪に食い込ませる効果をより効率的に発揮させることが可能となる。その結果、より効果的に氷上性能と雪上性能の両立を図ることが出来る。
ここで、所定距離Dとは、波状部において、タイヤ径方向最外側となる部分が***部であり且つタイヤ径方向最内側となる部分が***部である場合、タイヤ径方向最外側となる***部とタイヤ径方向最内側となる***部との間のタイヤ径方向に測定される距離である。又は、所定距離Dとは、波状部において、タイヤ径方向最外側となる部分が***部であり且つタイヤ径方向最内側となる部分が谷部である場合、タイヤ径方向最外側となる***部とタイヤ径方向最内側となる谷部との間のタイヤ径方向に測定される距離である。
このように構成された本発明においては、波状部がブロックの高さhの60%以上且つ100%以下の所定距離Dにわたって形成されているので、少なくとも1つの正面側壁に設けられたそのような波状部の効果により、氷上性能を向上しつつ、少なくとも1つの正面側壁に設けられた補強部の効果により正面エッジを効果的に雪に食い込ませる効果をより効率的に発揮させることが可能となる。その結果、より効果的に氷上性能と雪上性能の両立を図ることが出来る。
ここで、所定距離Dとは、波状部において、タイヤ径方向最外側となる部分が***部であり且つタイヤ径方向最内側となる部分が***部である場合、タイヤ径方向最外側となる***部とタイヤ径方向最内側となる***部との間のタイヤ径方向に測定される距離である。又は、所定距離Dとは、波状部において、タイヤ径方向最外側となる部分が***部であり且つタイヤ径方向最内側となる部分が谷部である場合、タイヤ径方向最外側となる***部とタイヤ径方向最内側となる谷部との間のタイヤ径方向に測定される距離である。
本発明において、好ましくは、補強部が設けられた少なくとも1つの正面側壁において、ブロックの上面に沿って延び正面エッジを通る方向の、波状部における***部と谷部との間のオフセット量ddが0.2mm以上且つ3mm以下である。
このように構成された本発明においては、氷上のように、その摩擦係数がブロックを変形させるのに不十分なほど小さい路面を走行するとき、波状部の谷部によるブロックの十分な変形を確保しつつ、雪上のように、その摩擦係数がブロックを変形させるのに十分に大きい路面を走行するとき、補強部の補強効果により、波状部の谷部に起因するブロックの過大な変形をより効果的に防止することが出来る。従って、より効果的に局所的に高いエッジ圧力を得ることが出来、その結果、より効果的に氷上性能と雪上性能の両立を図ることが出来る。
言い換えると、このオフセット量ddを0.2mmよりも小さくすると、波状部の谷部によるブロックの十分な変形を確保することが難しくなる。即ち、オフセット量ddが0.2mmよりも小さいと、氷上のようにその摩擦係数がブロックを変形させるのに不十分なほど小さな路面を走行するとき、正面エッジ近傍部分の接地圧力を増大させてしまうので、氷上性能を低下させる恐れがある。
また、このオフセット量ddを3mmよりも大きくすると、雪上のようにその摩擦係数がブロックを変形させるのに十分大きい路面を走行するとき、補強部の補強効果による、波状部の谷部に起因するブロックの過大な変形を防止することが難しくなり、その結果、局所的に高いエッジ圧力を得ることが難しくなり、雪上性能を低下させる恐れがある。
このように構成された本発明においては、氷上のように、その摩擦係数がブロックを変形させるのに不十分なほど小さい路面を走行するとき、波状部の谷部によるブロックの十分な変形を確保しつつ、雪上のように、その摩擦係数がブロックを変形させるのに十分に大きい路面を走行するとき、補強部の補強効果により、波状部の谷部に起因するブロックの過大な変形をより効果的に防止することが出来る。従って、より効果的に局所的に高いエッジ圧力を得ることが出来、その結果、より効果的に氷上性能と雪上性能の両立を図ることが出来る。
言い換えると、このオフセット量ddを0.2mmよりも小さくすると、波状部の谷部によるブロックの十分な変形を確保することが難しくなる。即ち、オフセット量ddが0.2mmよりも小さいと、氷上のようにその摩擦係数がブロックを変形させるのに不十分なほど小さな路面を走行するとき、正面エッジ近傍部分の接地圧力を増大させてしまうので、氷上性能を低下させる恐れがある。
また、このオフセット量ddを3mmよりも大きくすると、雪上のようにその摩擦係数がブロックを変形させるのに十分大きい路面を走行するとき、補強部の補強効果による、波状部の谷部に起因するブロックの過大な変形を防止することが難しくなり、その結果、局所的に高いエッジ圧力を得ることが難しくなり、雪上性能を低下させる恐れがある。
本発明において、好ましくは、波状部における谷部の数は3以下である。
このように構成された本発明においては、波状部の谷部の数の過度な増加(4以上)によるブロックの過度な変形を防止して、より効果的なブロックの変形を確保することが出来る。その結果、より効果的に氷上性能と雪上性能の両立を図ることが出来る。
このように構成された本発明においては、波状部の谷部の数の過度な増加(4以上)によるブロックの過度な変形を防止して、より効果的なブロックの変形を確保することが出来る。その結果、より効果的に氷上性能と雪上性能の両立を図ることが出来る。
本発明において、好ましくは、波状部は、少なくとも3つの***部と少なくとも2つの谷部を有し、波状部のタイヤ径方向最内側部は***部であり、ブロックのタイヤ径方向の距離である、波状部の各谷部にタイヤ径方向に隣接する2つの***部間の最も小さい最少距離Dminiと、波状部の各谷部にタイヤ径方向に隣接する2つの***部間の最も大きい最大距離Dmaxiとの割合(Dmaxi/Dmini)が、1.0以上且つ1.3以下である。又は、本発明において、好ましくは、波状部は、少なくとも2つの谷部を有し、波状部のタイヤ径方向最内側部は谷部であり、ブロックのタイヤ径方向の距離である、波状部の各谷部にタイヤ径方向に隣接する2つの***部間の距離又は前記の波状部におけるタイヤ径方向最内側部である谷部とこの谷部にタイヤ径方向に隣接する***部間の距離のそれぞれの距離のうちいずれか最も小さい最少距離Dminiと、波状部の各谷部にタイヤ径方向に隣接する2つの***部間の距離又は波状部におけるタイヤ径方向最内側部である谷部とこの谷部にタイヤ径方向に隣接する***部間の距離のそれぞれの距離のうちいずれか最も大きい最大距離Dmaxiとの割合(Dmaxi/Dmini)が、1.0以上且つ1.3以下である。
このように構成された本発明においては、少なくとも1つの正面側壁に設けられた波状部自体の不均等な変形を予防することが可能となり、その結果、波状部及びブロックの耐久性を向上させることが出来る。言い換えると、この割合を1.3よりも大きくすると、荷重が付加された場合、波状部は不均等に変形しやすくなり、その結果、波状部の耐久性を低下させ、さらには、ブロックの耐久性も低下させる恐れがある。
このように構成された本発明においては、少なくとも1つの正面側壁に設けられた波状部自体の不均等な変形を予防することが可能となり、その結果、波状部及びブロックの耐久性を向上させることが出来る。言い換えると、この割合を1.3よりも大きくすると、荷重が付加された場合、波状部は不均等に変形しやすくなり、その結果、波状部の耐久性を低下させ、さらには、ブロックの耐久性も低下させる恐れがある。
本発明において、好ましくは、ブロックが、少なくともその上面に開口し、タイヤ径方向に延びる少なくとも1つの細い切れ込みを有する。
このように構成された本発明においては、補強部により全体的に高められたブロック剛性を、細い切れ込みにより部分的に低下させて、ブロックと路面との密着性を向上させることが出来る。特に、氷上におけるブロックと路面との密着性を向上させることが出来、これにより、氷上性能を向上させることが出来る。
また、細い切れ込みは、雪上のように、その摩擦係数がブロックを変形させるのに十分に大きい路面を走行するとき、ブロックを変形させ易くすることが出来る。従って、正面エッジによる局所的に高いエッジ圧力をより効果的に高めて、正面エッジを十分に雪に食い込ませることが可能となり、その結果、より雪上性能を向上させることが出来る。また、細い切れ込みが少なくともブロックの上面に開口しているので、氷上における摩擦係数を低下させる原因の1つであるトレッドと氷との間で発生した水膜を除去するための追加の空間として機能し、その結果、より氷上性能を向上させることが出来る。
このように構成された本発明においては、補強部により全体的に高められたブロック剛性を、細い切れ込みにより部分的に低下させて、ブロックと路面との密着性を向上させることが出来る。特に、氷上におけるブロックと路面との密着性を向上させることが出来、これにより、氷上性能を向上させることが出来る。
また、細い切れ込みは、雪上のように、その摩擦係数がブロックを変形させるのに十分に大きい路面を走行するとき、ブロックを変形させ易くすることが出来る。従って、正面エッジによる局所的に高いエッジ圧力をより効果的に高めて、正面エッジを十分に雪に食い込ませることが可能となり、その結果、より雪上性能を向上させることが出来る。また、細い切れ込みが少なくともブロックの上面に開口しているので、氷上における摩擦係数を低下させる原因の1つであるトレッドと氷との間で発生した水膜を除去するための追加の空間として機能し、その結果、より氷上性能を向上させることが出来る。
本発明において、好ましくは、補強部及び波状部が、ブロックの2つの正面側壁に設けられている。
このように構成された本発明においては、補強部及び波状部が副溝に面する2つの正面側壁に設けられているので、上述した冬の路面における性能向上効果を、安全上最も重要な加速時や減速時に、より確実に発揮させることが出来る。
このように構成された本発明においては、補強部及び波状部が副溝に面する2つの正面側壁に設けられているので、上述した冬の路面における性能向上効果を、安全上最も重要な加速時や減速時に、より確実に発揮させることが出来る。
本発明において、好ましくは、補強部を構成する材料の弾性率Efがトレッド及びブロックを構成するゴム組成物の弾性率Etの少なくとも20倍以上である。
このように構成された本発明においては、雪上のようにその摩擦係数がブロックを変形させるのに十分に大きい路面を走行するとき、正面エッジに、より確実に高いエッジ圧力を発生させることが可能であり、これにより、正面エッジをより確実に雪に食い込ませることが出来る。その結果、より雪上性能を向上させることが出来る。
本発明において、より好ましくは、補強部を構成する材料の弾性率Efがトレッド及びブロックを構成するゴム組成物の弾性率Etの40倍以上である。さらに、より好ましくは、補強部を構成する材料の弾性率Efは、氷上のようにその摩擦係数がブロックを変形させるのに不十分なほど小さい路面を走行するときに高いエッジ圧力が発生してしまうことを防止するために、トレッド及びブロックを構成するゴム組成物の弾性率Etの60倍以下である。
このように構成された本発明においては、雪上のようにその摩擦係数がブロックを変形させるのに十分に大きい路面を走行するとき、正面エッジに、より確実に高いエッジ圧力を発生させることが可能であり、これにより、正面エッジをより確実に雪に食い込ませることが出来る。その結果、より雪上性能を向上させることが出来る。
本発明において、より好ましくは、補強部を構成する材料の弾性率Efがトレッド及びブロックを構成するゴム組成物の弾性率Etの40倍以上である。さらに、より好ましくは、補強部を構成する材料の弾性率Efは、氷上のようにその摩擦係数がブロックを変形させるのに不十分なほど小さい路面を走行するときに高いエッジ圧力が発生してしまうことを防止するために、トレッド及びブロックを構成するゴム組成物の弾性率Etの60倍以下である。
本発明において、好ましくは、補強部の平均厚さtが0.1mm以上且つ2.0mm以下である。
このように構成された本発明においては、雪上では、補強部の補強効果による高いエッジ圧力を発生させ、一方、氷上では、ブロック全体としての接地圧力をより均一にすることが出来、その結果、より確実に、氷上性能の維持を図りつつ雪上性能を向上させることが出来る。
言い換えると、補強部の平均厚さtを0.1mmより小さくすると、補強部によるブロックの補強効果が相対的に低下する。即ち、この補強効果の低下に起因して、雪上のようにその摩擦係数がブロックを変形させるのに十分大きい路面を走行するとき、波状部の谷部によるブロックの過大な変形を補強部によって防止する効果が低下し、雪上性能を低下させる恐れがある。また、補強部の平均厚さtを2.0mmより大きくすると、補強部によるブロックの補強効果が相対的に増大する。即ち、氷上のようにその摩擦係数がブロックを変形させるのに不十分なほど小さい路面を走行するとき、補強部の補強効果の増大に起因して、波状部の谷部によるブロックの変形し易さを妨げ、且つ、補強部に相対的に大きな荷重がかかって局所的に接地圧力を上げてしまうので、氷上性能を低下させる恐れがある。
このように構成された本発明においては、雪上では、補強部の補強効果による高いエッジ圧力を発生させ、一方、氷上では、ブロック全体としての接地圧力をより均一にすることが出来、その結果、より確実に、氷上性能の維持を図りつつ雪上性能を向上させることが出来る。
言い換えると、補強部の平均厚さtを0.1mmより小さくすると、補強部によるブロックの補強効果が相対的に低下する。即ち、この補強効果の低下に起因して、雪上のようにその摩擦係数がブロックを変形させるのに十分大きい路面を走行するとき、波状部の谷部によるブロックの過大な変形を補強部によって防止する効果が低下し、雪上性能を低下させる恐れがある。また、補強部の平均厚さtを2.0mmより大きくすると、補強部によるブロックの補強効果が相対的に増大する。即ち、氷上のようにその摩擦係数がブロックを変形させるのに不十分なほど小さい路面を走行するとき、補強部の補強効果の増大に起因して、波状部の谷部によるブロックの変形し易さを妨げ、且つ、補強部に相対的に大きな荷重がかかって局所的に接地圧力を上げてしまうので、氷上性能を低下させる恐れがある。
本発明において、好ましくは、補強部が、少なくとも1つの正面側壁の全領域にわたって設けられている。
このように構成された本発明においては、雪上のようにその摩擦係数がブロックを変形させるのに十分大きい路面を走行するとき、より確実に正面エッジに高いエッジ圧力を発生させることが可能であり、これにより、より確実に正面エッジを雪に食い込ませることが出来る。その結果、より雪上性能を向上させることが出来る。
このように構成された本発明においては、雪上のようにその摩擦係数がブロックを変形させるのに十分大きい路面を走行するとき、より確実に正面エッジに高いエッジ圧力を発生させることが可能であり、これにより、より確実に正面エッジを雪に食い込ませることが出来る。その結果、より雪上性能を向上させることが出来る。
本発明において、好ましくは、波状部が正面エッジの少なくとも一部を含む。
このように構成された本発明においては、雪上のようにその摩擦係数がブロックを変形させるのに十分大きい路面を走行するとき、より確実に正面エッジに高いエッジ圧力を発生させることが可能である。従って、より確実に正面エッジを雪に食い込ませることが出来、これにより、より雪上性能を向上させることが出来る。
このように構成された本発明においては、雪上のようにその摩擦係数がブロックを変形させるのに十分大きい路面を走行するとき、より確実に正面エッジに高いエッジ圧力を発生させることが可能である。従って、より確実に正面エッジを雪に食い込ませることが出来、これにより、より雪上性能を向上させることが出来る。
本発明において、好ましくは、波状部が少なくとも1つの正面側壁の全領域にわたって設けられている。
このように構成された本発明においては、補強部による雪上性能向上効果を発揮させつつ、波状部による氷上性能向上効果をトレッドの摩耗末期まで発揮させることが出来る。
このように構成された本発明においては、補強部による雪上性能向上効果を発揮させつつ、波状部による氷上性能向上効果をトレッドの摩耗末期まで発揮させることが出来る。
本発明において、好ましくは、ブロックは、さらに、補強部が設けられた少なくとも1つの正面側壁と側面側壁とが交差する位置に形成された側壁エッジを有し、波状部が少なくとも1つの正面側壁の正面エッジ及び側壁エッジから少なくとも0.5mm以上オフセットして設けられている。
このように構成された本発明においては、波状部が少なくとも1つの正面側壁の正面エッジ及び側壁エッジから少なくとも0.5mm以上オフセットしているので、波状部が形成された部分以外の正面側壁の部分、即ち、正面エッジ及び側壁エッジからオフセットされた部分を形成することが出来る。そして、このオフセットされた部分(波状部以外の部分)は、雪上のようにその摩擦係数がブロックを変形させるのに十分大きい路面を走行するとき、波状部の谷部によるブロックの過大な変形を防止するための追加の補強部分となり、これにより、より確実に、雪上性能を向上させることが出来る。このオフセット量を0.5mmより小さくすると、上述した追加の補強部分による効果が薄れるばかりではなく、波状部が形成された部分以外の正面側壁の部分が変形に対して脆くなるので、ブロックの耐久性を低下させる恐れがある。
このように構成された本発明においては、波状部が少なくとも1つの正面側壁の正面エッジ及び側壁エッジから少なくとも0.5mm以上オフセットしているので、波状部が形成された部分以外の正面側壁の部分、即ち、正面エッジ及び側壁エッジからオフセットされた部分を形成することが出来る。そして、このオフセットされた部分(波状部以外の部分)は、雪上のようにその摩擦係数がブロックを変形させるのに十分大きい路面を走行するとき、波状部の谷部によるブロックの過大な変形を防止するための追加の補強部分となり、これにより、より確実に、雪上性能を向上させることが出来る。このオフセット量を0.5mmより小さくすると、上述した追加の補強部分による効果が薄れるばかりではなく、波状部が形成された部分以外の正面側壁の部分が変形に対して脆くなるので、ブロックの耐久性を低下させる恐れがある。
本発明において、好ましくは、ブロックは、さらに、その側面側壁の少なくとも1つが補強部及び波状部を有する。
このように構成された本発明においては、上述した補強部及び波状部による氷雪性能の向上効果を、例えば旋回時など、ブロック側面の側から力が加わるような状況においても発揮することが出来る。
このように構成された本発明においては、上述した補強部及び波状部による氷雪性能の向上効果を、例えば旋回時など、ブロック側面の側から力が加わるような状況においても発揮することが出来る。
本発明によるタイヤ用トレッド及びこのトレッドを有するタイヤによれば、雪上性能及び氷上性能をより高いレベルで両立させることが出来る。
以下、添付図面を参照して、本発明を空気入りタイヤ用トレッド及び空気入りタイヤに適用した実施形態について説明する。
先ず、図1及至図2により、本発明の第1実施形態によるタイヤ用トレッド及びこのトレッドを有するタイヤを説明する。図1は、本発明の第1実施形態によるタイヤ用トレッドを模式的に示す斜視図であり、図2は、図1のII-II線に沿って見たタイヤ用トレッドのブロックの拡大断面図である。
先ず、図1及至図2により、本発明の第1実施形態によるタイヤ用トレッド及びこのトレッドを有するタイヤを説明する。図1は、本発明の第1実施形態によるタイヤ用トレッドを模式的に示す斜視図であり、図2は、図1のII-II線に沿って見たタイヤ用トレッドのブロックの拡大断面図である。
先ず、図1に示すように、符号1は、本発明の第1実施形態によるタイヤ用トレッドである。なお、このタイヤ用トレッド1が適用されるタイヤのタイヤサイズの例は205/55R16である。
次に、図1及び図2により、トレッド1の全体構成を説明する。
先ず、図1に示すように、このトレッド1は、ASTM D882-09に規定された引張試験から得られる弾性率Etを有する少なくとも1つのゴム組成物により形成され、タイヤ転動時に路面と接触する接地面2を有する。また、トレッド1には、タイヤ周方向に延びる2本の周方向主溝3及びタイヤ回転軸方向に延びる複数の副溝4が形成されている。さらに、トレッド1には、複数のブロック5が、これらの周方向主溝3及び副溝4により区画されて形成されている。
これらのブロック5は、接地面2の一部となる上面51と、タイヤ回転軸線方向に延び副溝4に面するように形成された2つの側壁(正面側壁)52,53と、タイヤ周方向に延び周方向主溝3に面するように形成された2つの側壁(側面側壁)54,55と、を有している。
先ず、図1に示すように、このトレッド1は、ASTM D882-09に規定された引張試験から得られる弾性率Etを有する少なくとも1つのゴム組成物により形成され、タイヤ転動時に路面と接触する接地面2を有する。また、トレッド1には、タイヤ周方向に延びる2本の周方向主溝3及びタイヤ回転軸方向に延びる複数の副溝4が形成されている。さらに、トレッド1には、複数のブロック5が、これらの周方向主溝3及び副溝4により区画されて形成されている。
これらのブロック5は、接地面2の一部となる上面51と、タイヤ回転軸線方向に延び副溝4に面するように形成された2つの側壁(正面側壁)52,53と、タイヤ周方向に延び周方向主溝3に面するように形成された2つの側壁(側面側壁)54,55と、を有している。
ブロック5の上面51には、2つの正面側壁52,53と交差する位置にタイヤ回転軸線方向に延びる2つの正面エッジ521,531が形成されている。また、上面51には、2つの側面側壁54,55と交差する位置にタイヤ周方向に延びる2つの側面エッジ541,551が形成されている。
また、ブロック5には、正面側壁52,53と側面側壁54,55とが交差する位置に4つの側壁エッジ561が形成されている。
また、ブロック5には、正面側壁52,53と側面側壁54,55とが交差する位置に4つの側壁エッジ561が形成されている。
次に、2つの正面側壁52,53には、トレッド1を形成するゴム組成物の弾性率Etより高い弾性率Efを有する材料からなる補強部6が設けられている。本実施形態においては、トレッド1を形成するゴム組成物の弾性率Etは4.8MPaである。この弾性率Etは、好ましくは、1.5MPa以上且つ15MPa以下である。また、本実施形態においては、補強部6を形成する材料の弾性率Efは120MPaである。従って、補強部6を形成する材料の弾性率Efは、トレッド1を形成するゴム組成物の弾性率Etより25倍高くなるように形成されている。
ここで、トレッド1を形成するゴム組成物の弾性率Et、及び、補強部6を形成する材料の弾性率Efは、規格ASTM D882-09に規定された引張試験から求められた引張試験曲線から算出可能である。
ここで、トレッド1を形成するゴム組成物の弾性率Et、及び、補強部6を形成する材料の弾性率Efは、規格ASTM D882-09に規定された引張試験から求められた引張試験曲線から算出可能である。
次に、トレッド1のブロック5における補強部6について説明する。
図1及び図2に示すように、本実施形態では、各補強部6は、各正面側壁52,53の少なくとも一部を構成するようにそれぞれ設けられている。また、好ましくは、各補強部6は、各正面側壁52,53の全領域の70%以上の領域にわたって副溝4に面するようにそれぞれ設けられる。
また、各補強部6は、その平均厚さt(図2を参照)が2.0mm以下、好ましくは1.0mm以下となるように設けられる。ここで、補強部6の厚さtは、補強部6が設けられている正面側壁52,53の副溝4に面した表面に垂直な方向に測定される。これらの補強部6の「平均厚さ」の値は、補強部6の副溝4の底面側の端縁からブロック5の上面51側の端縁までの間で測定される平均値、即ち、補強部6のほぼ全面での平均値である。本実施形態においては、補強部6は、正面エッジ521,531を含み且つ正面側壁52,53の一部を構成するように設けられ、その平均厚さtは0.5mmである。ここで、補強部6の平均厚さtは、0.1mm以上且つ2.0mm以下であることが好ましく、0.2mm以上且つ1.0mm以下であることがさらに好ましい。
ここで、図1に示すように、本実施形態においては、正面側壁52,53に設けられた補強部6のタイヤ径方向の最外側の縁部が、正面エッジ521,531の幅方向全てにわたり存在するよう設けられているが、補強部6のタイヤ径方向の最外側の縁部が、正面エッジ521,531の幅方向において部分的に存在するように設けられていても良い。
図1及び図2に示すように、本実施形態では、各補強部6は、各正面側壁52,53の少なくとも一部を構成するようにそれぞれ設けられている。また、好ましくは、各補強部6は、各正面側壁52,53の全領域の70%以上の領域にわたって副溝4に面するようにそれぞれ設けられる。
また、各補強部6は、その平均厚さt(図2を参照)が2.0mm以下、好ましくは1.0mm以下となるように設けられる。ここで、補強部6の厚さtは、補強部6が設けられている正面側壁52,53の副溝4に面した表面に垂直な方向に測定される。これらの補強部6の「平均厚さ」の値は、補強部6の副溝4の底面側の端縁からブロック5の上面51側の端縁までの間で測定される平均値、即ち、補強部6のほぼ全面での平均値である。本実施形態においては、補強部6は、正面エッジ521,531を含み且つ正面側壁52,53の一部を構成するように設けられ、その平均厚さtは0.5mmである。ここで、補強部6の平均厚さtは、0.1mm以上且つ2.0mm以下であることが好ましく、0.2mm以上且つ1.0mm以下であることがさらに好ましい。
ここで、図1に示すように、本実施形態においては、正面側壁52,53に設けられた補強部6のタイヤ径方向の最外側の縁部が、正面エッジ521,531の幅方向全てにわたり存在するよう設けられているが、補強部6のタイヤ径方向の最外側の縁部が、正面エッジ521,531の幅方向において部分的に存在するように設けられていても良い。
次に、トレッド1のブロック5の上面51について説明する。
図1に示すように、上面51は、タイヤ転動時に路面と接触するトレッド1の接地面2の一部を形成し、この上面51は、特定の条件下で、その一部が路面と接触可能なブロック5の領域として定義される。上面51は、正面側壁52,53と交差する位置に形成されタイヤ回転軸線方向に延びる正面エッジ521,531と、側面側壁54,55と交差する位置に形成されタイヤ周方向に延びる側面エッジ541,551と、を有し、これらの正面エッジ521,531と側面エッジ541,551とにより、その領域が制限されている。
図1に示すように、上面51は、タイヤ転動時に路面と接触するトレッド1の接地面2の一部を形成し、この上面51は、特定の条件下で、その一部が路面と接触可能なブロック5の領域として定義される。上面51は、正面側壁52,53と交差する位置に形成されタイヤ回転軸線方向に延びる正面エッジ521,531と、側面側壁54,55と交差する位置に形成されタイヤ周方向に延びる側面エッジ541,551と、を有し、これらの正面エッジ521,531と側面エッジ541,551とにより、その領域が制限されている。
次に、トレッド1のブロック5の波状部7について説明する。
図1及び図2に示すように、本実施形態では、各波状部7は、補強部6が設けられた正面側壁52,53において、その正面側壁52,53の少なくとも一部を構成すると共に補強部6の少なくとも一部を構成するように設けられる。この波状部7のタイヤ径方向最外側部は、タイヤ回転軸線方向に直線状に延び且つ幅W(図1参照)を有する***部72であり、この***部72は、補強部6が設けられた正面側壁52,53の正面エッジ521,531と平行に延びるように形成されている。他の***部72も同様に平行に直線状に延び、また、谷部71も同様に平行に直線状に延びるように形成されている。
また、各波状部7は、少なくとも2つの***部72及び少なくとも1つの谷部71を有し、谷部71の数が3以下となるように構成されている。本実施形態においては、波状部7は、3つの***部72と2つの谷部71を有している。本実施形態において、波状部7とは、タイヤ回転軸線方向に延びる幅W(図1参照)を有し、タイヤ径方向最外側の***部72から、タイヤ径方向最内側の***部72までにわたりタイヤ径方向に距離D(図2参照)にわたって形成された領域の部分を言う。
次に、図1に示すように、各波状部7は、ブロック5の正面側壁52,53の正面エッジ521,531、及び、正面側壁52,53と側面側壁54,55との交差部である側壁エッジ561から少なくとも0.5mm以上オフセットして設けられている。本実施形態においては、波状部7の正面エッジ521,531からのオフセット量duは1.0mmであり、側壁エッジ561からの各オフセット量dl、drは、いずれも1.25mmである。
図1及び図2に示すように、本実施形態では、各波状部7は、補強部6が設けられた正面側壁52,53において、その正面側壁52,53の少なくとも一部を構成すると共に補強部6の少なくとも一部を構成するように設けられる。この波状部7のタイヤ径方向最外側部は、タイヤ回転軸線方向に直線状に延び且つ幅W(図1参照)を有する***部72であり、この***部72は、補強部6が設けられた正面側壁52,53の正面エッジ521,531と平行に延びるように形成されている。他の***部72も同様に平行に直線状に延び、また、谷部71も同様に平行に直線状に延びるように形成されている。
また、各波状部7は、少なくとも2つの***部72及び少なくとも1つの谷部71を有し、谷部71の数が3以下となるように構成されている。本実施形態においては、波状部7は、3つの***部72と2つの谷部71を有している。本実施形態において、波状部7とは、タイヤ回転軸線方向に延びる幅W(図1参照)を有し、タイヤ径方向最外側の***部72から、タイヤ径方向最内側の***部72までにわたりタイヤ径方向に距離D(図2参照)にわたって形成された領域の部分を言う。
次に、図1に示すように、各波状部7は、ブロック5の正面側壁52,53の正面エッジ521,531、及び、正面側壁52,53と側面側壁54,55との交差部である側壁エッジ561から少なくとも0.5mm以上オフセットして設けられている。本実施形態においては、波状部7の正面エッジ521,531からのオフセット量duは1.0mmであり、側壁エッジ561からの各オフセット量dl、drは、いずれも1.25mmである。
次に、図2により、ブロック5の上面51と、補強部6及び波状部7との寸法及び角度の関係を説明する。
図2に示すように、本実施形態では、ブロックの上面51及び正面エッジ521,531に垂直な断面視において、タイヤ径方向の補強部6の長さLrが、ブロック5の高さhの80%以上となるように形成されている。本実施形態においては、ブロック5の高さhは10mmであり、補強部6の長さLrは8mmである。従って、補強部6の長さLrはブロック5の高さhの80%となるように形成されている。なお、図3及び図4に示す後述する第2実施形態においては、補強部6の長さLrはブロック5の高さhの100%となっている。
なお、このブロックの高さhは、正面側壁52,53が面している副溝4のタイヤ径方向最深部とブロック5の上面51との間でタイヤ径方向に測定される。
図2に示すように、本実施形態では、ブロックの上面51及び正面エッジ521,531に垂直な断面視において、タイヤ径方向の補強部6の長さLrが、ブロック5の高さhの80%以上となるように形成されている。本実施形態においては、ブロック5の高さhは10mmであり、補強部6の長さLrは8mmである。従って、補強部6の長さLrはブロック5の高さhの80%となるように形成されている。なお、図3及び図4に示す後述する第2実施形態においては、補強部6の長さLrはブロック5の高さhの100%となっている。
なお、このブロックの高さhは、正面側壁52,53が面している副溝4のタイヤ径方向最深部とブロック5の上面51との間でタイヤ径方向に測定される。
次に、補強部6が設けられた正面側壁52,53において、ブロック5の上面51に沿って延び正面エッジ521,531を通る仮想直線と、波状部7のタイヤ径方向最外側の***部72と、この***部72のタイヤ径方向に隣接した谷部71とを接続する仮想直線との間のタイヤ回転軸性方向から見た角度Aが、60°以上且つ90°以下、好ましくは70°以上且つ90°以下となるように形成される。本実施形態においては、角度Aは75°である。
次に、本実施形態では、波状部7において、タイヤ径方向最外側の***部72とタイヤ径方向最内側の***部72との間のタイヤ径方向の距離(図2に示す、Dの距離)が、ブロック5の高さhの60%以上、となるように形成されている。なお、図3及び図4に示す第2実施形態では、波状部7の距離Dがブロック5の高さhの100%となる。本実施形態においては、波状部7において、タイヤ径方向最外側の***部72とタイヤ径方向最内側の***部72との間の距離Dは8mmである。従って、波状部7において、タイヤ径方向最外側の***部72とタイヤ径方向最内側の***部72との間の距離Dはブロック5の高さhの80%となるように形成されている。
なお、このような距離Dは、後述する第2実施形態(特に図4参照)のように、波状部7において、タイヤ径方向最外側の部分が***部72となり、且つ、タイヤ径方向最内側の部分が谷部71である場合(この場合、波状部7とは、幅Wを有し、タイヤ径方向最外側の***部72から、タイヤ径方向最内側の谷部71までのタイヤ径方向に距離D(図2参照)にわたって形成された領域の部分を言う。)は、波状部7において、タイヤ径方向最外側の***部72とタイヤ径方向最内側の谷部71との間のタイヤ径方向の距離(図4に示す、Dの距離)である。
次に、本実施形態では、波状部7において、タイヤ径方向最外側の***部72とタイヤ径方向最内側の***部72との間のタイヤ径方向の距離(図2に示す、Dの距離)が、ブロック5の高さhの60%以上、となるように形成されている。なお、図3及び図4に示す第2実施形態では、波状部7の距離Dがブロック5の高さhの100%となる。本実施形態においては、波状部7において、タイヤ径方向最外側の***部72とタイヤ径方向最内側の***部72との間の距離Dは8mmである。従って、波状部7において、タイヤ径方向最外側の***部72とタイヤ径方向最内側の***部72との間の距離Dはブロック5の高さhの80%となるように形成されている。
なお、このような距離Dは、後述する第2実施形態(特に図4参照)のように、波状部7において、タイヤ径方向最外側の部分が***部72となり、且つ、タイヤ径方向最内側の部分が谷部71である場合(この場合、波状部7とは、幅Wを有し、タイヤ径方向最外側の***部72から、タイヤ径方向最内側の谷部71までのタイヤ径方向に距離D(図2参照)にわたって形成された領域の部分を言う。)は、波状部7において、タイヤ径方向最外側の***部72とタイヤ径方向最内側の谷部71との間のタイヤ径方向の距離(図4に示す、Dの距離)である。
次に、図2に示すように、各波状部7は、ブロック5の上面51に沿って延び正面エッジ521,531を通る方向の、***部72と谷部71との間のオフセット量ddが3.0mm以下となるように設けられる。本実施形態においては、このオフセット量ddは0.5mmである。ここで、波状部7のオフセット量ddは、0.2mm以上且つ3.0mm以下であることが好ましい。
次に、本実施形態において、各波状部7は少なくとも3つの***部72と少なくとも2つの谷部71を有し、波状部7のタイヤ径方向最内側部は***部72であり、各波状部7においてタイヤ径方向の距離である、谷部71にタイヤ径方向に隣接する2つの***部72間の最小距離(Dmini、例えば図2に示す距離D1又は距離D2)と、他の谷部71にタイヤ径方向に隣接する2つの***部72間の最大距離(Dmaxi、例えば図2に示す距離D1又は距離D2)との割合(Dmaxi/Dmini)が、1.0以上且つ1.3以下となるように形成されている。図2に示すように、本実施形態では、波状部7は、3つの***部72と二2の谷部71を有し、波状部7のタイヤ径方向最内側部は***部72であり、タイヤ径方向外側の谷部71と径方向に隣接する2つの***部72との間の距離(図2に示す距離D1)、及び、タイヤ径方向内側の他の谷部71と径方向に隣接する2つの***部72との間の距離(図2に示す距離D2)はどちらも等しく4mmである。従って、本実施形態では、この割合(Dmaxi/Dmini)が1.0となるように形成されている。
なお、後述する第2実施形態(図3及び図4参照)のように、各波状部7は少なくとも2つの***部72と少なくとも2つの谷部71を有し、波状部7において、タイヤ径方向最外側の部分が***部72であり、且つ、タイヤ径方向最内側の部分が谷部71である場合、各波状部7においてタイヤ径方向の距離である、谷部71にタイヤ径方向に隣接する2つの***部72間の最小距離又は最大距離(Dmini又はDmaxi、例えば図4に示す距離D3)、又は、波状部7におけるタイヤ径方向最内側部である谷部71とこの谷部71にタイヤ径方向に隣接する***部72間の最小距離又は最大距離(Dmini又はDmaxi、例えば図4に示す距離D4)との割合(Dmaxi/Dmini)が、1.0以上且つ1.3以下となるように形成されている。
このように、これらの最小距離Dmini及び最大距離Dmaxiは、波状部7のタイヤ径方向最内側となる部分が***部72である場合(第1実施形態)は、谷部71にタイヤ径方向に隣接する2つの***部72間の距離、及び、他の谷部71にタイヤ径方向に隣接する2つの***部72間の距離となる。また、波状部7のタイヤ径方向最内側となる部分が谷部71である場合(後述する第2実施形態)は、谷部71にタイヤ径方向に隣接する2つの***部72間の距離、又は、波状部7におけるタイヤ径方向最内側部である谷部71とこの谷部71にタイヤ径方向に隣接する***部72間の距離となる。
言い換えると、波状部7における最小距離Dmini及び最大距離Dmaxiは、タイヤ径方向最外側となる部分が***部72であり且つタイヤ径方向最内側となる部分が***部72である場合は、少なくとも2組の「谷部71にタイヤ径方向に隣接する2つの***部72の間の距離」のいずれかから選択される。例えば、***部72が4つ形成されると共に谷部71が3つ形成されるような場合、上述した最小距離Dmini及び最大距離Dmaxiは、3組の「谷部71にタイヤ径方向に隣接する2つの***部72の間の距離」のいずれかから選択される。
また、波状部7における最小距離Dmini及び最大距離Dmaxiは、タイヤ径方向最外側となる部分が***部72であり且つタイヤ径方向最内側となる部分が谷部71である場合は、少なくとも1組の「谷部71にタイヤ径方向に隣接する2つの***部72の間の距離」及び1組の「波状部7におけるタイヤ径方向最内側部である谷部71とこの谷部71にタイヤ径方向に隣接する***部72間の距離」のいずれかから選択される。例えば、タイヤ径方向最内側となる部分が谷部71であり、***部72が5つ形成されると共に谷部71が3つ形成されるような場合、上述した最小距離Dmini及び最大距離Dmaxiは、4組の「谷部71にタイヤ径方向に隣接する2つの***部72の間の距離」及び1組の「波状部7におけるタイヤ径方向最内側部である谷部71とこの谷部71にタイヤ径方向に隣接する***部72間の距離」のいずれかから選択される。
なお、上述したタイヤ用トレッド1は、特に冬用タイヤに好適である。
なお、後述する第2実施形態(図3及び図4参照)のように、各波状部7は少なくとも2つの***部72と少なくとも2つの谷部71を有し、波状部7において、タイヤ径方向最外側の部分が***部72であり、且つ、タイヤ径方向最内側の部分が谷部71である場合、各波状部7においてタイヤ径方向の距離である、谷部71にタイヤ径方向に隣接する2つの***部72間の最小距離又は最大距離(Dmini又はDmaxi、例えば図4に示す距離D3)、又は、波状部7におけるタイヤ径方向最内側部である谷部71とこの谷部71にタイヤ径方向に隣接する***部72間の最小距離又は最大距離(Dmini又はDmaxi、例えば図4に示す距離D4)との割合(Dmaxi/Dmini)が、1.0以上且つ1.3以下となるように形成されている。
このように、これらの最小距離Dmini及び最大距離Dmaxiは、波状部7のタイヤ径方向最内側となる部分が***部72である場合(第1実施形態)は、谷部71にタイヤ径方向に隣接する2つの***部72間の距離、及び、他の谷部71にタイヤ径方向に隣接する2つの***部72間の距離となる。また、波状部7のタイヤ径方向最内側となる部分が谷部71である場合(後述する第2実施形態)は、谷部71にタイヤ径方向に隣接する2つの***部72間の距離、又は、波状部7におけるタイヤ径方向最内側部である谷部71とこの谷部71にタイヤ径方向に隣接する***部72間の距離となる。
言い換えると、波状部7における最小距離Dmini及び最大距離Dmaxiは、タイヤ径方向最外側となる部分が***部72であり且つタイヤ径方向最内側となる部分が***部72である場合は、少なくとも2組の「谷部71にタイヤ径方向に隣接する2つの***部72の間の距離」のいずれかから選択される。例えば、***部72が4つ形成されると共に谷部71が3つ形成されるような場合、上述した最小距離Dmini及び最大距離Dmaxiは、3組の「谷部71にタイヤ径方向に隣接する2つの***部72の間の距離」のいずれかから選択される。
また、波状部7における最小距離Dmini及び最大距離Dmaxiは、タイヤ径方向最外側となる部分が***部72であり且つタイヤ径方向最内側となる部分が谷部71である場合は、少なくとも1組の「谷部71にタイヤ径方向に隣接する2つの***部72の間の距離」及び1組の「波状部7におけるタイヤ径方向最内側部である谷部71とこの谷部71にタイヤ径方向に隣接する***部72間の距離」のいずれかから選択される。例えば、タイヤ径方向最内側となる部分が谷部71であり、***部72が5つ形成されると共に谷部71が3つ形成されるような場合、上述した最小距離Dmini及び最大距離Dmaxiは、4組の「谷部71にタイヤ径方向に隣接する2つの***部72の間の距離」及び1組の「波状部7におけるタイヤ径方向最内側部である谷部71とこの谷部71にタイヤ径方向に隣接する***部72間の距離」のいずれかから選択される。
なお、上述したタイヤ用トレッド1は、特に冬用タイヤに好適である。
次に、本実施形態の主な作用効果を説明する。
氷上のようにその摩擦係数がブロック5を変形させるのに不十分なほど小さい路面を走行し、タイヤの回転方向に発生する駆動力、制動力が付加されるときには、本実施形態のように、補強部6が正面側壁52,53の大部分の領域に設けられていても、波状部7の***部72及び谷部71の形状、特に谷部71を形成することによってブロック5が変形し易くなるので、正面エッジ部521,531において高いエッジ圧力が発生することが抑制される。さらに、角度Aを90度以下としているので、このような条件下ではブロック5の波状部7には幾何学的に正面エッジ部521,531におけるエッジ圧力を減少させる方向に作用するモーメント力が発生する。これらにより、本実施形態のトレッド1では、氷上における摩擦係数を低下させる原因の1つとしてよく知られている、トレッドと氷との間での水膜の発生を防止することが可能となり、その結果、氷上性能を向上させることが出来る。
氷上のようにその摩擦係数がブロック5を変形させるのに不十分なほど小さい路面を走行し、タイヤの回転方向に発生する駆動力、制動力が付加されるときには、本実施形態のように、補強部6が正面側壁52,53の大部分の領域に設けられていても、波状部7の***部72及び谷部71の形状、特に谷部71を形成することによってブロック5が変形し易くなるので、正面エッジ部521,531において高いエッジ圧力が発生することが抑制される。さらに、角度Aを90度以下としているので、このような条件下ではブロック5の波状部7には幾何学的に正面エッジ部521,531におけるエッジ圧力を減少させる方向に作用するモーメント力が発生する。これらにより、本実施形態のトレッド1では、氷上における摩擦係数を低下させる原因の1つとしてよく知られている、トレッドと氷との間での水膜の発生を防止することが可能となり、その結果、氷上性能を向上させることが出来る。
一方、雪上のようにその摩擦係数がブロックを変形させるのに十分に大きな路面を走行し、タイヤの回転方向に発生する駆動力、制動力が付加されるときには、本実施形態のように、波状部7が正面側壁52,53に設けられ、特に波状部7の谷部71によりブロック5が変形し易くされていても、補強部6の補強効果により、ブロック5の過大な変形をすることが抑制される。さらに、波状部7が正面側壁52,53の正面エッジ521,531及び側壁エッジ561から少なくとも0.5mm以上オフセットして設けられているので、波状部7が形成された領域以外の正面側壁52,53の部分(即ち、正面エッジ521,531及び側壁エッジ561からオフセットされた部分)が存在することで、波状部7の谷部71によるブロック5の過大な変形を防止するための追加の補強効果を発揮させることが出来る。これらにより、本実施形態のトレッド1では、正面側壁52,53の正面エッジ521,531において補強部6の効果による高いエッジ圧力を効果的に発生させることが出来、その結果、雪上性能を向上させることが出来る。
次に、本発明の第1実施形態の変形例を説明する。
補強部6の平均厚さtは0.1mm以上且つ2.0mm以下であり、好ましくは0.2mm以上且つ1.0mm以下である。この補強部6の平均厚さtは、同一のブロック5の正面側壁52,53とで互いに異なるようにしてもよい。
また、上述したように正面側壁52,53の少なくとも一部の領域に設けられる補強部6は、同一ブロック5の正面側壁52,53とでそれぞれ異なる割合の領域に設けるようにしてもよい。
補強部6の平均厚さtは0.1mm以上且つ2.0mm以下であり、好ましくは0.2mm以上且つ1.0mm以下である。この補強部6の平均厚さtは、同一のブロック5の正面側壁52,53とで互いに異なるようにしてもよい。
また、上述したように正面側壁52,53の少なくとも一部の領域に設けられる補強部6は、同一ブロック5の正面側壁52,53とでそれぞれ異なる割合の領域に設けるようにしてもよい。
また、上述した第1実施形態では、波状部7における、ブロックの上面51及び正面エッジ521,531に垂直な断面視における***部72及び谷部71の断面形状は角部を有するように形成されているが、多角形状や円弧状としてもよく、1つの波状部7においてこれらの形状が混在するように構成してもよい。
また、波状部7は、上述したように正面側壁52,53において、その正面側壁52,53の少なくとも一部を構成すると共に補強部6の少なくとも一部を構成するように設けられるが、同一のブロック5の正面側壁52,53とで互いに異なるようにしてもよく、同一のブロック5の正面側壁52,53とでそれぞれ異なる割合の領域に設けられるようにしてもよい。
また、波状部7は、上述したように正面側壁52,53において、その正面側壁52,53の少なくとも一部を構成すると共に補強部6の少なくとも一部を構成するように設けられるが、同一のブロック5の正面側壁52,53とで互いに異なるようにしてもよく、同一のブロック5の正面側壁52,53とでそれぞれ異なる割合の領域に設けられるようにしてもよい。
補強部6の材料としては、上述した天然樹脂を基にした材料(ゴム材料を含む)の他に、天然樹脂を基にした材料に繊維を混合又は含浸させたもの、熱可塑性樹脂、及びそれらを積層又は混合したもの等も使用することができ、ブロック5との接着性の向上もしくは更なる補強を目的として、さらに天然樹脂を基にした材料に含浸させた織布、不織布等と組み合わせて使用することもできる。天然樹脂を基にした材料に含浸させた織布、不織布等の繊維材料は、単独で補強部6として使用しても構わない。また、同一のブロック5の正面側壁52,53とで互いに異なる材料を使用してもよい。
また、本実施形態においては、副溝4に面したブロックの正面側壁52,53のみに補強部6を設けているが、補強部6は、同様に、周方向主溝3に面したブロックの側壁(側面側壁)54,55にも設けても良い(後述する図5の第3実施形態を参照)。これにより、主に、側面側壁54,55に設けた補強部6によるタイヤ幅方向の特に旋回時の氷上性能及び雪上性能の効果を向上させて、特に操舵性能を向上させることも可能である。
次に、図3及至図4により、本発明の第2実施形態によるタイヤ用トレッドを説明する。図3は、本発明の第2実施形態によるタイヤ用トレッドを模式的に示す斜視図であり、図4は、図3のIV-IV線に沿って見たタイヤ用トレッドのブロックの拡大断面図である。
なお、この第2実施形態では、主に、上述した第1実施形態と異なる構成を説明し、同様の構成については、その説明を省略する。
なお、この第2実施形態では、主に、上述した第1実施形態と異なる構成を説明し、同様の構成については、その説明を省略する。
まず、図3に示すように、第2実施形態のトレッド1は、上述した第1実施形態と同様に、接地面2と、2本の周方向主溝3及び複数の副溝4と、これらの周方向主溝3及び副溝4により区画形成された複数のブロック5とを有している。これらのブロック5は、上述した第1実施形態と同様に、2つの正面側壁52,53と、2つの側面側壁54,55とを有している。上面51は、正面側壁52,53と交差する縁部において、正面エッジ521,531を有し、また、側面側壁54,55と交差する縁部において、側面エッジ541,551を有している。また、ブロック5には、正面側壁52,53と側面側壁54,55とが交差する位置に4つの側壁エッジ561が形成されている。
本実施形態では、各補強部6は、正面側壁52,53の少なくとも一部を構成するように設けられ、好ましくは、正面側壁52,53の全ての領域の70%以上、より好ましくは、正面側壁52,53の全ての領域にわたって副溝4に面するように設けられる。また、各補強部6は、その平均厚さt(図4に示す)が2.0mm以下、好ましくは1.0mm以下となるように設けられる。図3に示す例においては、補強部6は、正面側壁52,53の全領域、即ち、100%の領域に設けられ、正面エッジ521,531の全てを含むように設けられている。その平均厚さtは、0.5mmである。
本実施形態では、各波状部7は、補強部6が設けられた正面側壁52,53において、その正面側壁52,53の少なくとも一部を構成すると共に補強部6の少なくとも一部を構成するように設けられ、好ましくは正面側壁52,53の全領域にわたって設けられる。さらに各波状部7は、正面エッジ521,531の少なくとも一部を含むように設けられる。各波状部7のタイヤ径方向最外側部はタイヤ回転軸線方向に直線状に延び且つ幅W(図3参照)を有する***部72となっており、この***部72は、補強部6が設けられた正面側壁52,53の正面エッジ521,531と同じ位置及び同じ幅Wで直線状に延びる。各波状部7は、少なくとも2つの***部72及び少なくとも1つの谷部71を有し、谷部71の数が3以下となるように構成されている。本実施形態においては、波状部7は、2つの***部72と2つの谷部71を有しており、この波状部7は正面側壁52,53の全領域、即ち、100%の領域にわたって設けられており、この波状部7は正面エッジ521,531の全てを含んでいる。
図4に示すように、本実施形態では、ブロック5の上面51に沿って延び正面エッジ521,531を通る方向の、***部72と谷部71との間のオフセット量ddが3.0mm以下となるように設けられる。本実施形態においては、このオフセット量ddは1.0mmである。
また、図4に示すように、本実施形態のように、波状部7において、波状部7は少なくとも2つの谷部71を有し、タイヤ径方向最外側の部分が***部72となり、且つ、タイヤ径方向最内側の部分が谷部71である場合、各波状部7において、ブロック5のタイヤ径方向の距離である、谷部71にタイヤ径方向に隣接する2つの***部72間の最小距離又は最大距離(Dmini又はDmaxi、例えば図4に示す距離D3)、又は、波状部7におけるタイヤ径方向最内側部である谷部71とこの谷部71にタイヤ径方向に隣接する***部72間の最小距離又は最大距離(Dmini又はDmaxi、例えば図4に示す距離D4)との割合(Dmaxi/Dmini)が、1.0以上且つ1.3以下となるように形成されている。図4に示すように、本実施形態では、波状部7は2つの谷部71を有し、タイヤ径方向外側の谷部71にタイヤ径方向に隣接する2つの***部72間の距離(図4に示す距離D3)は5.3mmであり、タイヤ径方向最内側の谷部71と径方向に隣接する***部72との間の距離(図4に示す距離D4)は4.7mmである。従って、本実施形態では、この割合(Dmaxi/Dmini)が1.12となるように形成されている。
また、この第2実施形態によるトレッド1のブロック5には、細い切れ込み8が形成されている。この細い切れ込み8は、上面51に開口し、タイヤ幅方向に延びると共にタイヤ径方向(この細い切れ込み8の諸機能を発揮する範囲でタイヤ径方向に対して角度を有する場合も含む)に延びている。本実施形態においては、この細い切れ込み8は、側面側壁54,55には開口していないが、側面側壁54,55に開口するようにしてもよい。なお、上述したように、細い切れ込み8は、その諸機能を発揮する範囲で、タイヤ径方向に対して所定の角度をもって延びるものでも良い。また、「タイヤ幅方向」とは、本実施形態では、タイヤ周方向に垂直な方向であるが、所定の角度をもってタイヤ幅方向に延びるものも含む。2つの正面側壁52,53には補強部6が設けられている。本実施形態において、この細い切れ込み8の上面51に開口する幅は0.4mmであり、タイヤ径方向の深さは8mmである。
本実施形態では、図4に示すように、ブロックの上面51及び正面エッジ521,531に垂直な断面視において、タイヤ径方向の補強部6の長さLrが、ブロック5の高さhの80%以上となるように形成されている。本実施形態においては、補強部6が、上述のように正面側壁52,53の全領域にわたって設けられているので、補強部6の長さLrはブロック5の高さhの100%となるように形成されている。
次に、補強部6が設けられた正面側壁52,53において、ブロック5の上面51に沿って延び正面エッジ521,531を通る仮想直線と、波状部7のタイヤ径方向最外側の***部72と、この***部72のタイヤ径方向に隣接した谷部71とを接続する仮想直線との間の角度Aが、60°以上且つ90°以下、好ましくは70°以上且つ90°以下となるように形成される。本実施形態においては、角度Aは78°である。
次に、本実施形態では、タイヤ径方向最外側となる***部72とタイヤ径方向最内側となる谷部71との間の距離(図4に示すDの距離)が、ブロック5の高さhの60%以上、となるように形成されている。本実施形態では、波状部7は正面側壁52,53の全領域にわたって設けられているので、波状部7のタイヤ径方向最外側となる***部72とタイヤ径方向最内側となる谷部71との間の距離(図4に示すDの距離)はブロック5の高さhの100%となるように形成されている。
次に、補強部6が設けられた正面側壁52,53において、ブロック5の上面51に沿って延び正面エッジ521,531を通る仮想直線と、波状部7のタイヤ径方向最外側の***部72と、この***部72のタイヤ径方向に隣接した谷部71とを接続する仮想直線との間の角度Aが、60°以上且つ90°以下、好ましくは70°以上且つ90°以下となるように形成される。本実施形態においては、角度Aは78°である。
次に、本実施形態では、タイヤ径方向最外側となる***部72とタイヤ径方向最内側となる谷部71との間の距離(図4に示すDの距離)が、ブロック5の高さhの60%以上、となるように形成されている。本実施形態では、波状部7は正面側壁52,53の全領域にわたって設けられているので、波状部7のタイヤ径方向最外側となる***部72とタイヤ径方向最内側となる谷部71との間の距離(図4に示すDの距離)はブロック5の高さhの100%となるように形成されている。
次に、第2実施形態の主な作用効果を説明する。
第2実施形態では、補強部6及び波状部7が、正面側壁52,53の全領域にわたって設けられている。これにより第2実施形態では、補強部6による雪上性能向上効果を発揮しつつ、上述した第1実施形態における作用効果に加えて、トレッド1のブロック5の摩耗が進行した状態であっても、波状部7による氷上性能向上効果を発揮させることが可能となる。また、波状部7のタイヤ径方向最内側の部分が谷部71となっているので、例えば、ブロック5が、その高さhの70%以上に摩耗したような状態であっても、補強部6との相乗効果により波状部7のバックリング変形を防止することができる。これにより、雪上のように路面の摩擦係数がブロック5を変形させるのに十分な路面を走行するとき、ブロック5の摩耗が進行した状態であっても、局所的に高いエッジ圧力を得る効果を発揮させることが出来る。従って、正面エッジ521,531を効果的に雪に食い込ませることが可能となり、その結果、高い雪上性能を長期に渡って保つことが出来る。また、氷上のように路面の摩擦係数がブロックを変形させるのに不十分な路面を走行するとき、波状部7の効果によりブロック5の正面エッジ521,531の近傍の部分に、接地圧力を減少させる方向のモーメント力を発生させることが出来る。従って、氷上における摩擦係数を低下させる原因の1つとしてよく知られている、トレッドと氷との間での水膜の発生を防止することが可能となり、その結果、高い氷上性能を長期に渡って保つことが出来る。
第2実施形態では、補強部6及び波状部7が、正面側壁52,53の全領域にわたって設けられている。これにより第2実施形態では、補強部6による雪上性能向上効果を発揮しつつ、上述した第1実施形態における作用効果に加えて、トレッド1のブロック5の摩耗が進行した状態であっても、波状部7による氷上性能向上効果を発揮させることが可能となる。また、波状部7のタイヤ径方向最内側の部分が谷部71となっているので、例えば、ブロック5が、その高さhの70%以上に摩耗したような状態であっても、補強部6との相乗効果により波状部7のバックリング変形を防止することができる。これにより、雪上のように路面の摩擦係数がブロック5を変形させるのに十分な路面を走行するとき、ブロック5の摩耗が進行した状態であっても、局所的に高いエッジ圧力を得る効果を発揮させることが出来る。従って、正面エッジ521,531を効果的に雪に食い込ませることが可能となり、その結果、高い雪上性能を長期に渡って保つことが出来る。また、氷上のように路面の摩擦係数がブロックを変形させるのに不十分な路面を走行するとき、波状部7の効果によりブロック5の正面エッジ521,531の近傍の部分に、接地圧力を減少させる方向のモーメント力を発生させることが出来る。従って、氷上における摩擦係数を低下させる原因の1つとしてよく知られている、トレッドと氷との間での水膜の発生を防止することが可能となり、その結果、高い氷上性能を長期に渡って保つことが出来る。
なお、本実施形態においては副溝4の底面は補強部6によって覆われていないが、補強部6を設ける場合のトレッド1の生産性の向上などを目的として、補強部6のタイヤ径方向内方の縁部を延長して、補強部6が溝3、4の底面の一部又は全部を覆うように構成しても良い。
次に、図5により、本発明の第3実施形態によるタイヤ用トレッドを説明する。図5は、本発明の第3実施形態によるタイヤ用トレッドを模式的に示す斜視図である。
なお、この第3実施形態では、主に、上述した第1及び第2の実施形態と異なる構成を説明し、同様の構成については、その説明を省略する。
なお、この第3実施形態では、主に、上述した第1及び第2の実施形態と異なる構成を説明し、同様の構成については、その説明を省略する。
図5に示すように、第3実施形態のトレッド1は、上述した第1及び第2の実施形態と同様に、接地面2と、2本の周方向主溝3及び複数の副溝4と、これらの周方向主溝3及び副溝4により区画形成された複数のブロック5を有している。これらのブロック5は、上述した第1及び第2の実施形態と同様に、2つの正面側壁52,53と、2つの側面側壁54,55と、を有している。上面51は、正面側壁52,53と交差する縁部において、正面エッジ521,531を有し、また、側面側壁54,55と交差する縁部において、側面エッジ541,551を有している。また、ブロック5には、正面側壁52,53と側面側壁54,55とが交差する位置に4つの側壁エッジ561が形成されている。
この第3実施形態では、各補強部6が、上述した第1及び第2の実施形態と同様に、正面側壁52,53の少なくとも一部を構成するように設けられている。また、本実施形態では、各補強部6が、側面側壁54,55の少なくとも一部を構成するように設けられている。
本実施形態では、各波状部7は、補強部6が設けられた正面側壁52,53において、正面側壁52,53の少なくとも一部を構成すると共に補強部6の少なくとも一部を構成するように設けられ、さらに、補強部6が設けられた側面側壁54,55の少なくとも一部を構成するように設けられる。側面側壁54,55に設けられた各波状部7は、ブロック5の側面側壁54,55の側面エッジ541,551及び側壁エッジ561から少なくとも0.5mm以上オフセットして設けられている。
本実施形態においては、波状部7は、正面側壁52,53においては2つの***部72と2つの谷部71を有し、また、側面側壁54,55においては3つの***部72と2つの谷部71を有している。さらに、波状部7は、正面側壁52,53及び側面側壁54,55の両方において、各補強部6の全領域を構成するように設けられている。
本実施形態においては、波状部7は、正面側壁52,53においては2つの***部72と2つの谷部71を有し、また、側面側壁54,55においては3つの***部72と2つの谷部71を有している。さらに、波状部7は、正面側壁52,53及び側面側壁54,55の両方において、各補強部6の全領域を構成するように設けられている。
次に、第3実施形態の主な作用効果を説明する。
第3実施形態では、補強部6及び波状部7が、正面側壁52,53に加えて、さらに側面側壁54,55にも設けられている。これにより第3実施形態では、上述した第1及び第2の実施形態における作用効果に加えて、補強部6及び波状部7による氷上性能及び雪上性能の向上効果を、旋回時も得ることが可能となるので、より安全に氷雪路面を走行することが出来る。
第3実施形態では、補強部6及び波状部7が、正面側壁52,53に加えて、さらに側面側壁54,55にも設けられている。これにより第3実施形態では、上述した第1及び第2の実施形態における作用効果に加えて、補強部6及び波状部7による氷上性能及び雪上性能の向上効果を、旋回時も得ることが可能となるので、より安全に氷雪路面を走行することが出来る。
なお、この第3実施形態の変形例として、側面側壁54,55に設けられる波状部7の形状を、正面側壁52,53に設けられる波状部7と異なるものとしてもよく、側面側壁54,55に設けられる補強部6の形状、材質を、正面側壁52,53に設けられる補強部6と異なるものとしてもよい。
以上、本発明の特に好ましい実施形態について記述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
なお、図6は従来技術によるタイヤ用トレッドのブロックを模式的に示す拡大断面図である。この従来技術によるタイヤ用トレッド101のブロック105は、接地面102の一部を構成する上面151を有し、上面151と正面側壁152,153との交差部に正面エッジ1521,1531が形成されている。このブロック105には、上面151に開口し、横方向及びタイヤ径方向に延びる細い切れ込み108が形成されている。2つの正面側壁152,153には、正面エッジ1521,1531を全て含むように補強部106が設けられている。補強部106の平均厚さtは0.5mmであり、補強部106は、正面側壁152,153の全領域にわたって副溝104に面するように設けられている。
この従来技術によるタイヤ用トレッド101では、ブロック105の正面側壁152、153に、波状部は設けられていない。
この従来技術によるタイヤ用トレッド101では、ブロック105の正面側壁152、153に、波状部は設けられていない。
次に、本発明の効果を明確にするため、公知の形態の補強部を設けた従来例のタイヤ用トレッドのブロック、及び、本発明の実施例に係るタイヤ用トレッドのブロックを、市販のコンピューターソフトウェアを使用したシミュレーション(有限要素法)用いて解析した検証結果について説明する。
この実施例は、上述した第2実施形態にかかる補強部の設けられたブロックモデルである。
シミュレーションで用いた従来例及び実施例に係る2種類のブロックモデルのサイズは、いずれも、同一のゴム系材料(弾性率5.4MPa)で形成された、上面において短辺長さ12mm、長辺長さ15mm、高さ10mmの立方体とし、細い切れ込みを、それぞれ、ブロックの上面に開口する幅0.4mm、深さ8mmと設定した。補強部に関しても、同一の材料(弾性率270MPa)にて形成されており、平均厚さを0.5mmにて正面側壁の全領域にわたって設けられており、補強部の材料の弾性率が、ブロックのゴム系材料の弾性率の50倍となるように設定した。
シミュレーションで用いた従来例及び実施例に係る2種類のブロックモデルのサイズは、いずれも、同一のゴム系材料(弾性率5.4MPa)で形成された、上面において短辺長さ12mm、長辺長さ15mm、高さ10mmの立方体とし、細い切れ込みを、それぞれ、ブロックの上面に開口する幅0.4mm、深さ8mmと設定した。補強部に関しても、同一の材料(弾性率270MPa)にて形成されており、平均厚さを0.5mmにて正面側壁の全領域にわたって設けられており、補強部の材料の弾性率が、ブロックのゴム系材料の弾性率の50倍となるように設定した。
このように設定したブロックモデルを、タイヤにおいて適切な荷重を付加した状態で、雪上に相当する路面条件でのブロックに発生する最大接地圧力と、氷上に相当する路面条件での摩擦係数を求めた。この計算結果を表1に示す。表1において、各計算値は従来例を100とする指数で表され、数値の大きいほうが良好である。
表1に示される如く、実施例によるタイヤ用トレッドによれば、雪上性能及び氷上性能を効果的に向上しうるのが確認できる。
1 タイヤ用トレッド
2 接地面
3 周方向主溝
4 副溝
5 ブロック
51 ブロックの上面(その一部が接地面2を含む)
52,53 周方向側の側壁、正面側壁
521,531 正面エッジ
54,55 タイヤ幅方向側の側壁、側面側壁
541,551 側面エッジ
561 側壁エッジ
6 補強部
7 波状部
71 ***部
72 谷部
8 細い切れ込み(サイプ)
2 接地面
3 周方向主溝
4 副溝
5 ブロック
51 ブロックの上面(その一部が接地面2を含む)
52,53 周方向側の側壁、正面側壁
521,531 正面エッジ
54,55 タイヤ幅方向側の側壁、側面側壁
541,551 側面エッジ
561 側壁エッジ
6 補強部
7 波状部
71 ***部
72 谷部
8 細い切れ込み(サイプ)
Claims (19)
- 少なくとも1つのゴム組成物により形成され、タイヤ転動時に路面と接触する接地面(2)を有するタイヤ用トレッド(1)であって、
前記少なくとも1つのゴム組成物はASTM D882-09に規定された引張試験から得られる弾性率Etを有し、
前記トレッド(1)は、タイヤ周方向に延びる少なくとも1本の周方向主溝(3)と、タイヤ回転軸線方向に延びる複数の副溝(4)と、これらの周方向主溝(3)及び副溝(4)によって区切られた複数のブロック(5)と、を有し、
これらの複数のブロック(5)の各々は、トレッド(1)の接地面(2)となる上面(51)と、タイヤ回転軸線方向に延び前記副溝(4)に面する2つの正面側壁(52,53)と、タイヤ周方向に延び前記周方向主溝(3)に面する2つの側面側壁(54,55)と、を有し、
前記ブロック(5)の上面(51)は、前記正面側壁(52,53)と交差する位置に形成されタイヤ回転軸線方向に延びる正面エッジ(521,531)と、前記側面側壁(54,55)と交差する位置に形成されタイヤ周方向に延びる側面エッジ(541,551)と、を有し、
前記ブロック(5)は、前記側壁(52,53,54,55)のうち少なくとも1つの正面側壁(52,53)に設けられた、平均厚さtの補強部(6)を有し、この補強部(6)は、前記トレッド(1)及び前記ブロック(5)を形成する前記ゴム組成物の弾性率Etよりも高い弾性率Efを有し、
前記補強部(6)が設けられた前記少なくとも1つの正面側壁(52,53)には、少なくとも2つの***部(72)及び少なくとも1つの谷部(71)を有する波状部(7)が形成され、この波状部(7)は、前記補強部(6)が設けられた前記少なくとも1つの正面側壁(52,53)において、前記正面側壁(52,53)の少なくとも一部を構成すると共に前記補強部(6)の少なくとも一部を構成するように設けられることを特徴とするタイヤ用トレッド。 - 前記ブロック(5)の前記補強部(6)のタイヤ径方向の長さLrが前記ブロック(5)の高さhの80%以上且つ100%以下である、請求項1に記載のタイヤ用トレッド。
- 前記補強部(6)が設けられた前記少なくとも1つの正面側壁(52,53)において、前記ブロック(5)の上面(51)に沿って延び前記正面エッジ(521,531)を通る仮想直線と、前記波状部(7)の径方向最外側の***部(72)とこの***部(72)に隣接した谷部(71)とを接続する仮想直線との間のタイヤ回転軸線方向から見た角度Aが60°以上且つ90°以下である、請求項1又は請求項2に記載のタイヤ用トレッド。
- 前記補強部(6)が設けられた前記少なくとも1つの正面側壁(52,53)において、前記波状部(7)の径方向最外側部は***部(72)であり、この***部(72)と、前記正面エッジ(521,531)とは平行に延びる、請求項1及至3の何れか1項に記載のタイヤ用トレッド。
- 前記補強部(6)が設けられた前記少なくとも1つの正面側壁(52,53)において、前記波状部(7)は、所定の幅Wを有し且つタイヤ径方向に所定距離Dにわたって形成され、この所定距離Dが、前記ブロック(5)の高さhの60%以上且つ100%以下である、請求項1及至4の何れか1項に記載のタイヤ用トレッド。
- 前記補強部(6)が設けられた前記少なくとも1つの正面側壁(52,53)において、前記ブロック(5)の上面(51)に沿って延び前記正面エッジ(521,531)を通る方向の、前記波状部(7)における***部(72)と谷部(71)との間のオフセット量ddが、0.2mm以上且つ3mm以下である、請求項1及至5の何れか1項に記載のタイヤ用トレッド。
- 前記波状部(7)における谷部(71)の数は3以下である、請求項1及至6の何れか1項に記載のタイヤ用トレッド。
- 前記波状部(7)は、少なくとも3つの***部(72)と少なくとも2つの谷部(71)を有し、前記波状部(7)のタイヤ径方向最内側部は***部(72)であり、
前記ブロック(5)のタイヤ径方向の距離である、前記波状部(7)の各谷部(71)にタイヤ径方向に隣接する2つの***部(72)間の最も小さい最少距離Dminiと、前記波状部(7)の各谷部(71)にタイヤ径方向に隣接する2つの***部(72)間の最も大きい最大距離Dmaxiとの割合(Dmaxi/Dmini)が、1.0以上且つ1.3以下である、請求項1及至7の何れか1項に記載のタイヤ用トレッド。 - 前記波状部(7)は、少なくとも2つの谷部(71)を有し、前記波状部(7)のタイヤ径方向最内側部は谷部(71)であり、
前記ブロック(5)のタイヤ径方向の距離である、前記波状部(7)の各谷部(71)にタイヤ径方向に隣接する2つの***部(72)間の距離又は前記の波状部(7)におけるタイヤ径方向最内側部である谷部(71)とこの谷部(71)にタイヤ径方向に隣接する***部(72)間の距離のそれぞれの距離のうちいずれか最も小さい最少距離Dminiと、前記波状部(7)の各谷部(71)にタイヤ径方向に隣接する2つの***部(72)間の距離又は前記の波状部(7)におけるタイヤ径方向最内側部である谷部(71)とこの谷部(71)にタイヤ径方向に隣接する***部(72)間の距離のそれぞれの距離のうちいずれか最も大きい最大距離Dmaxiとの割合(Dmaxi/Dmini)が、1.0以上且つ1.3以下である、請求項1及至7の何れか1項に記載のタイヤ用トレッド。 - 前記ブロック(5)が、少なくともその上面(51)に開口し、タイヤ径方向に延びる少なくとも1つの細い切れ込み(8)を有する、請求項1及至9の何れか1項に記載のタイヤ用トレッド。
- 前記補強部(6)及び前記波状部(7)が、前記ブロック(5)の前記2つの正面側壁(52,53)に設けられている、請求項1及至10の何れか1項に記載のタイヤ用トレッド。
- 前記補強部(6)を構成する材料の弾性率Efが、前記トレッド(1)及び前記ブロック(5)を構成する前記ゴム組成物の弾性率Etの少なくとも20倍以上である、請求項1及至11の何れか1項に記載のタイヤ用トレッド。
- 前記補強部(6)の平均厚さtが0.1mm以上且つ2.0mm以下である請求項1及至12に記載のタイヤ用トレッド。
- 前記補強部(6)が、前記少なくとも1つの正面側壁(52、53)の全領域にわたって設けられている、請求項1及至13の何れか1項に記載のタイヤ用トレッド。
- 前記波状部(7)が前記正面エッジ(521、531)の少なくとも一部を含む、請求項1及至14の何れか1項に記載のタイヤ用トレッド。
- 前記波状部(7)が前記少なくとも1つの正面側壁(52、53)の全領域にわたって設けられている、請求項1及至15の何れか1項に記載のタイヤ用トレッド。
- 前記ブロック(5)は、さらに、前記補強部(6)が設けられた前記少なくとも1つの正面側壁(52,53)と前記側面側壁(54,55)とが交差する位置に形成された側壁エッジ(561)を有し、
前記波状部(7)が前記少なくとも1つの正面側壁(52、53)の正面エッジ(521,531)及び前記側壁エッジ(561)から少なくとも0.5mm以上オフセットして設けられている、請求項1及至14の何れか1項に記載のタイヤ用トレッド。 - 前記ブロック(5)は、さらに、その側面側壁(54,55)の少なくとも1つが前記補強部(6)及び前記波状部(7)を有する、請求項1及至17の何れか1項に記載のタイヤ用トレッド。
- 請求項1及至18の何れか1項に記載のトレッドを有することを特徴とするタイヤ。
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