JPWO2019138792A1 - スタッダブルタイヤ、および空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
Description
一般に、スタッドピンは、トレッド部に設けられた取付用孔に埋め込まれる。取付用孔にスタッドピンを埋め込むとき、孔径を拡張した状態の取付用孔にスタッドピンを挿入することで、スタッドピンは取付用孔にきつく埋め込まれ、タイヤ転動中に路面から受ける外力によるスタッドピンの抜け落ちを防いでいる。
前記トレッド部の接地領域は、
タイヤセンターラインからタイヤ幅方向の両側に接地幅の5〜25%の長さの範囲に位置するセンター領域と、
前記センター領域のタイヤ幅方向両側に位置する2つのショルダー領域と、を有し、
前記センター領域及び前記ショルダー領域のそれぞれにおいて、タイヤ周方向に延びる4本以上のピン配置線に沿って、前記ピン配置線ごとに、前記スタッドピン取付用孔のうちの複数のスタッドピン取付用孔が配置され、
前記センター領域のピン配置線の隣り合う間隔の平均値は、前記ショルダー領域のピン配置線の隣り合う間隔の平均値より大きい、ことを特徴とする。
前記ピン配置線は、複数のスタッドピンを互いに間隔をあけてタイヤ周方向に沿って配置するための仮想線である。
前記第2のピン配置線は、前記第1のスタッドピン取付用孔と最も近いスタッドピン取付用孔が配置されたピン配置線である。
前記第3のピン配置線は、前記第2のピン配置線と同じピン配置線であってもよい。
スタッドピンと、
前記スタッドピンが取り付けられるスタッドピン取付用孔を有する前記スタッダブルタイヤと、を備えることを特徴とする。
前記スタッドピンは、複数備えられ、前記スタッドピン取付用孔のそれぞれに取り付けられる。
(タイヤの全体説明)
以下、本実施形態の空気入りタイヤについて説明する。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、骨格材として、一対のビードコア16と、カーカスプライ層12と、ベルト層14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。
カーカスプライ層12は、有機繊維をゴムで被覆した1又は複数のカーカスプライ材12a、12bからなる。カーカスプライ材12a、12bは、トロイダル形状をなすよう一対のビードコア16の間に巻き回されている。
ベルト層14は複数のベルト材14a、14bからなり、カーカスプライ層12のタイヤ径方向外側にタイヤ周方向に巻き回されている。タイヤ径方向内側のベルト材14aのタイヤ幅方向の幅は、タイヤ径方向外側のベルト材14bの幅に比べて広い。
ベルト材14a、14bは、スチールコードにゴムを被覆した部材である。ベルト材14aのスチールコード、および、ベルト材14bのスチールコードは、タイヤ周方向に対して所定の角度、例えば20〜30度傾斜して配置されている。ベルト材14aのスチールコードと、ベルト材14bのスチールコードとは、タイヤ周方向に対して互いに逆方向に傾斜し、互いに交錯する。ベルト層14は充填された空気圧によるカーカスプライ層12の膨張を抑制する。
この他に、タイヤ10は、ベルト層14のタイヤ径方向外側面を覆うベルトカバー層28を備える。ベルトカバー層28は、有機繊維と、この有機繊維を被覆するゴムとからなる。
図2は、タイヤ10のトレッドパターン30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。なお、タイヤ10に採用されるトレッドパターンは、トレッドパターン30に制限されない。スタッドピン(図3参照)は、後述するスタッドピン取付用孔45に装着される。
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タイヤ回転方向Rが指定されている。タイヤ回転方向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。
第4傾斜溝36は、第1傾斜溝31の途中から、タイヤ周方向の一方向に向かうとともに、タイヤ幅方向内側に傾斜して延在している。
スタッドピン50は、埋設基部52と、先端部60と、を主に有する。埋設基部52は、タイヤ10のトレッド部内に埋設される。埋設基部52の側面がスタッドピン取付用孔45の側面からトレッドゴム部材18に押圧されることによりスタッドピン50がトレッド部に固定される。スタッドピン50は、埋設基部52及び先端部60が、方向Xに沿ってこの順に形成されている。埋設基部52は、方向Xに沿ってこの順に、底部54と、シャンク部56と、胴体部58と、を有している。なお、方向Xは、埋設基部52が先端部60に向かって延びる延在方向であり、スタッドピン50をスタッドピン取付用孔45に装着したときに、トレッド部のトレッド面に対する法線方向と一致する。
次に、スタッドピン取付用孔45の配置構成について説明する。
図4は、図2のトレッドパターン30においてピン配置線Lを示した図である。図4において、図2のトレッドパターンのサイプ43、44の図示は省略されている。
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5〜25%の長さの範囲に位置する領域である。ショルダー領域Shは、センター領域Ceのタイヤ幅方向両側に位置する領域である。
一実施形態によれば、センター領域Ceによる制動性能を確保する観点から、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15〜25%、好ましくは15〜20%の長さの範囲に位置する領域である。
なお、タイヤ10に装着されるスタッドピン50の数は、例えば90〜200個である。1本のピン配置線L上に配置されるスタッドピン50の数は、例えば、5〜12個である。タイヤセンターラインCLを基準としたタイヤ幅方向の一方の側(半トレッド領域)において、センター領域Ce及びショルダー領域Shのそれぞれに配置されるスタッドピン50の個数は、例えば、センター領域Ceのピン配置線Lの数と、2つのうちの一方のショルダー領域Shのピン配置線Lの数の比に応じて定められ、当該比が1:1である場合、同数である。
半トレッド領域において、センター領域Ce及びショルダー領域Shのそれぞれのピン配置線Lの数は、例えば2〜10本である。図4に示す例では、半トレッド領域において、センター領域Ceに、タイヤセンターラインCLを通るピン配置線Lを含む3本、ショルダー領域Shに8本、設定されている。
制動時、例えばタイヤがフルロックした状態では、路面と接触したスタッドピンによって削られた氷雪の屑が路面に残り、先に接地した後方のスタッドピンが路面を引っ掻くのを阻害して、制動性能が低下する場合がある。一般に、トレッド部は、タイヤセンターラインCLからタイヤ幅方向外側に遠ざかるに連れて、タイヤ幅方向に対するトレッド表面の傾斜角度が大きくなるラウンド形状を有している。このため、スタッドピンによって削られた氷雪の屑は、ショルダー領域では幅方向外側に向かって吐き出されやすい一方で、センター領域では接地面内に溜まりやすく、スタッドピンの引っ掻き力が低下しやすい。また、センター領域は、ショルダー領域と比べ接地圧が高いため、スタッドピンに削られて発生する屑の量が多く、スタッドピンの引っ掻き力の低下が顕著である。
本実施形態では、センター領域Ceのピン配置線Lの平均間隔を、ショルダー領域Shのピン配置線Lの平均間隔よりも広くすることで、車両進行方向の前方のスタッドピン50によって削られた氷雪の屑が、後方のスタッドピン50の進路上に残ることを抑え、後方のスタッドピン50の引っ掻き力の低下を抑制できる。センター領域Ceは接地圧が高く、センター領域Ceのスタッドピン50は、特に制動に寄与するため、本実施形態によれば、氷雪路面での制動性能が向上する。
また、ピン配置線の平均間隔が狭いと、前方のスタッドピンが路面を削った痕(溝)を、後方のスタッドピンが踏みやすいため、路面を引っ掻く力が低下するおそれがある。しかし、本実施形態では、センター領域Ceのピン配置線Lの平均間隔がショルダー領域Shよりも広いことで、後方のスタッドピン50が路面上の痕を引っ掻くことが抑制され、路面を引っ掻く力の低下が抑制される。これによっても、氷雪路面の制動性能が向上する。
一方、センター領域Ceのピン配置線Lの間隔が広すぎると、センター領域Ceのスタッドピン50の数が減ることで制動性能が低下するおそれがある。ここで、センター領域Ceのピン配置線Lの間隔を広げつつ、制動性能の低下を避けるために、センター領域Ceのスタッドピン50の数を減らさなかった場合、1本あたりのピン配置線L上のスタッドピン50の数が多くなり、前方のスタッドピン50が削った路面上の痕を後方のスタッドピンが踏みやすくなる。このため、一実施形態によれば、センター領域Ceのピン配置線Lの平均間隔は、ショルダー領域Shのピン配置線Lの平均間隔の120%以下であることが好ましく、115%以下であることがより好ましい。
図5に示す例では、センター領域Ceの隣り合うピン配置線Lの間隔は一定である。図6に示す例では、センター領域Ceの隣り合うピン配置線Lの間隔は、タイヤ幅方向外側に向かうに連れて連続的に小さくなっている。
一実施形態によれば、図5及び図6に示すように、センター領域Ceのピン配置線Lの隣り合う複数の間隔のうち隣接するいずれの2つの間隔A1、A2に関しても、間隔A1(第1の間隔)は、間隔A1を確定する2本のピン配置線のうちタイヤ幅方向外側に位置するピン配置線L1と、当該ピン配置線L1とタイヤ幅方向外側に隣り合うピン配置線L2との間の間隔A2(第2の間隔)と等しい又は間隔A2より広いことが好ましい。このような形態では、センター領域Ceの隣り合うピン配置線Lの間隔は、タイヤ幅方向外側に向かうに連れて、一定、あるいは、段階的又は連続的に狭く(小さく)なっている。タイヤセンターラインCLに近い接地領域であるほど、スタッドピン50によって削られた氷雪の屑が溜まりやすいため、上記形態によって、センター領域Ceの中でもタイヤセンターラインCLに近い領域において、スタッドピン50の引っ掻き力が低下することを確実に抑制することができる。この観点からは、図6に示すように、間隔A1は間隔A2より広いことが特に好ましい。
一実施形態によれば、図7に示すように、センター領域Ceのピン配置線Lのうちのピン配置線L1(第1のピン配置線)上に配置された、タイヤ周方向に隣り合うスタッドピン取付用孔45a、45b(第1のスタッドピン取付用孔及び第2のスタッドピン取付用孔)の間の間隔Cは、当該ピン配置線L1と異なるピン配置線Li(第2のピン配置線)上に配置された、スタッドピン取付用孔45aに最も近いスタッドピン取付用孔45c(第3のスタッドピン取付用孔)と、スタッドピン取付用孔45aとのタイヤ周方向の間隔Dの2.5倍以上の長さであることが好ましい。ピン配置線Liは、スタッドピン取付用孔45aと最も近いスタッドピン取付用孔45cが配置されたピン配置線である。なお、以降の説明において、2つのスタッドピン取付用孔の間の間隔とは、トレッド表面におけるスタッドピン取付用孔の中心位置同士の間隔を意味する。1本のピン配置線上に配置された複数のスタッドピン同士の間隔が短いと、制動時に、前方のスタッドピンによって削られた路面を後方のスタッドピンが再度引っ掻く場合があり、十分な引っ掻き力が得られず、制動距離が長くなる場合がある。この形態では、C/D≧2.5を満たすようスタッドピン50を配置することによって、制動距離が長くなることが抑制される。好ましくは、C/D≧3.5である。C/Dの上限値は、例えば、5である。
一実施形態によれば、図8に示すように、センター領域Ceのピン配置線Lのうちのピン配置線L1上に配置された、タイヤ周方向に隣り合うスタッドピン取付用孔45a、45bの間の間隔Cは、タイヤ周方向の接地長の1/3以上の長さであることが好ましい。ここでいう接地長は、ピン配置線L1が位置するタイヤ幅方向位置における上記接地面のタイヤ周方向長さをいう。間隔Cが接地長の1/3以上(C≧(接地長/3))であることによって、1本のピン配置線L上に配置された複数のスタッドピン50同士の間隔が確保され、制動時に、前方のスタッドピン50によって削られた路面を後方のスタッドピン50が再度引っ掻くことを抑制し、十分な引っ掻き力が得られずに制動距離が長くなることを抑制できる。間隔Cの上限値は、例えば1/2である。
一実施形態によれば、図9に示すように、センター領域Ceのピン配置線Lのうちのピン配置線L1上に配置されたスタッドピン取付用孔45aと、ピン配置線L1と隣り合うピン配置線L3(第3のピン配置線)上に配置された、スタッドピン取付用孔45aと最も近いスタッドピン取付用孔45d(第4のスタッドピン取付用孔)と間のタイヤ周方向の間隔Eは、タイヤ周方向の接地長の1/5以上の長さの間隔をあけて配置されていることが好ましい。ピン配置線L3は、上記ピン配置線Liのうちの1本である。ここでの接地長は、ピン配置線L3が位置するタイヤ幅方向位置における上記接地面のタイヤ周方向長さをいう。間隔Eが接地長の1/5未満であると、制動時に、スタッドピン50によって削られた氷雪の屑が、隣のピン配置線L上のスタッドピン50の進路上に残って引っ掻き力を低下させるおそれがある。この実施形態では、間隔Eが接地長の1/5以上(E≧(接地長/5))であることによって、上記スタッドピン50の引っ掻き力の低下が抑制される。間隔Eの上限値は、例えば1/3である。
本発明の効果を確認するために、タイヤサイズ205/55R16 94Tのスタッドタイヤを、以下の実施例、比較例ごとに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1〜6のタイヤ及びトレッドパターンには、表1に示す点を除いて、上記実施形態および図1〜図4に示される形態のものを用いた。実施例1〜6において、センター領域Ceのピン配置線Lの平均間隔Aを6.5mm、ショルダー領域Shのピン配置線Lの平均間隔Bを6mmとした。
比較例のスタッドピンは、平均間隔Aを6mmとした点を除いて、実施例2と同様とした。
「センター領域内のピン配置」は、センター領域Ce内の隣り合う上記間隔A1、A2の大小関係を意味し、「A1<A2」は、幅方向外側に向かうに連れて間隔が広く、「A1>A2」は、幅方向外側に向かうに連れて間隔が狭く、「A1=A2」は等間隔であることを意味する。実施例1〜6では、隣り合うピン配置線Lの間隔を、センター領域Ceでは6〜7mm(実施例2では6mm)、ショルダー領域では5.5〜6.5mmの範囲内で変化させた。
「最も近いピン同士の間隔Dに対する、同一ピン配置線上の最小間隔C/D」は、上記C/Dの値を示し、「接地長に対する、同一ピン配置線上の最小間隔C」は、上記説明した間隔C≧(接地長/3)の値を示し、「接地長に対する、隣り合うピン配置線上の最小間隔E」は、上記説明した間隔E≧(接地長/5)の値を示す。
氷路上を、走行速度20km/時で車両を走行した状態から、ブレーキペダルを最深位置まで一定の力で踏み込んで走行速度5km/時になるまでの距離(制動距離)を測定した。測定した距離の逆数を用いて、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、氷上制動性能に優れることを示す。指数が102以上である場合を、氷雪路面での制動性能に優れると評価した。
実施例2、3と、実施例1とを対比すると、センター領域Ce内のスタッドピン取付用孔を、A1>A2あるいはA1=A2を満たすよう配置することで、氷雪路面の制動性能がさらに良好になることがわかる。
実施例3〜6の対比により、C/D≧2.5を満たすようスタッドピン取付用孔を配置すること、間隔E≧接地長/3を満たすようスタッドピン取付用孔を配置すること、間隔E≧接地長/3を満たすようスタッドピン取付用孔を配置すること、のいずれによっても氷雪路面での制動性能がさらに良好になることがわかる。
18 トレッドゴム部材
45 取付用孔
50 スタッドピン
L ピン配置線
Claims (9)
- 複数のスタッドピン取付用孔をトレッド部に有するスタッダブルタイヤであって、
前記トレッド部の接地領域は、
タイヤセンターラインからタイヤ幅方向の両側に接地幅の5〜25%の長さの範囲に位置するセンター領域と、
前記センター領域のタイヤ幅方向両側に位置する2つのショルダー領域と、を有し、
前記センター領域及び前記ショルダー領域のそれぞれにおいて、タイヤ周方向に延びる4本以上のピン配置線に沿って、前記ピン配置線ごとに、前記スタッドピン取付用孔のうちの複数のスタッドピン取付用孔が配置され、
前記センター領域のピン配置線の隣り合う間隔の平均値は、前記ショルダー領域のピン配置線の隣り合う間隔の平均値より大きい、ことを特徴とするスタッダブルタイヤ。 - 前記センター領域のピン配置線の隣り合う間隔の平均値は、前記ショルダー領域のピン配置線の隣り合う間隔の平均値の102〜120%である、請求項1に記載のスタッダブルタイヤ。
- 前記センター領域のピン配置線の隣り合う間隔のうち隣接する2つの間隔に関して、第1の間隔A1は、前記第1の間隔A1を確定する2本のピン配置線のうちタイヤ幅方向外側に位置するピン配置線L1と、当該ピン配置線L1とタイヤ幅方向外側に隣り合うピン配置線L2との間の第2の間隔A2と等しい又は前記第2の間隔A2より広い、請求項1又は2に記載のスタッダブルタイヤ。
- 前記センター領域及び前記ショルダー領域のそれぞれにおいて、前記ピン配置線の隣り合う間隔は等しい、請求項1から3のいずれか1項に記載のスタッダブルタイヤ。
- 前記センター領域及び前記ショルダー領域のそれぞれにおいて、前記ピン配置線の隣り合う間隔は、タイヤ幅方向外側に連れて段階的又は連続的に狭くなっている、請求項1から3のいずれか1項に記載のスタッダブルタイヤ。
- 前記センター領域のピン配置線のうちの第1のピン配置線上に配置された、タイヤ周方向に隣り合う第1のスタッドピン取付用孔及び第2のスタッドピン取付用孔の間の間隔Cは、当該第1のピン配置線と異なる第2のピン配置線上に配置された、前記第1のスタッドピン取付用孔に最も近い第3のスタッドピン取付用孔と、前記第1のスタッドピン取付用孔とのタイヤ周方向の間隔Dの2.5倍以上の長さである、請求項1から5のいずれか1項に記載のスタッダブルタイヤ。
- 前記センター領域のピン配置線のうちの第1のピン配置線上に配置された、タイヤ周方向に隣り合う2つのスタッドピン取付用孔の間の間隔は、タイヤ周方向の接地長の1/3以上の長さである、請求項1から6のいずれか1項に記載のスタッダブルタイヤ。
- 前記センター領域のピン配置線のうちの第1のピン配置線上に配置された第1のスタッドピン取付用孔と、前記第1のピン配置線と隣り合う第3のピン配置線上に配置された、前記第1のスタッドピン取付用孔と最も近い第4のスタッドピン取付用孔と間のタイヤ周方向の間隔は、タイヤ周方向の接地長の1/5以上の長さの間隔をあけて配置されている、請求項1から7のいずれか1項に記載のスタッダブルタイヤ。
- スタッドピンと、
前記スタッドピンが取り付けられるスタッドピン取付用孔を有する請求項1から8のいずれか1項に記載のスタッダブルタイヤと、を備えることを特徴とする空気入りタイヤ。
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