JP5778510B2

JP5778510B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP5778510B2
Application number: JP2011158194A
Authority: JP
Inventors: 加地　与志男; 与志男加地
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2011-07-19
Filing date: 2011-07-19
Publication date: 2015-09-16
Anticipated expiration: 2031-07-19
Also published as: JP2013023023A

Description

本発明は、タイヤのトレッド踏面に形成したブロックに、トレッド幅方向に延びる１本以上のサイプ、及び、路面非接地時に対向溝壁が接触する細溝を設けた空気入りタイヤに関するものであって、特には、ブロック剛性の大きな低下なしにタイヤの氷上摩擦特性をより向上させる技術を提案するものである。

トレッド踏面に、トレッド周方向に連続する複数本の周溝と、該周溝に交差してトレッド幅方向に延びる複数本の横溝とによって複数のブロック列を区画してなる空気入りタイヤにおいて、各ブロックに複数本のサイプを設けて、氷上摩擦特性を向上させる技術が知られている。この技術によれば、氷上の水膜を、サイプエッジをもって切断して氷表面を引っ掻くエッジ効果と、切断した水膜を、サイプ間隙に吸引して排水する排水効果とによって、氷上でのトラクション性能やブレーキ性能を高めることができる、とする。ここで、エッジ効果は、一般に、サイプで区画された小ブロックの角部（エッジ）におけるエッジ圧及びエッジ長さが増すに従って、高めることができるとされている。

ところで、さらにエッジ効果及び排水効果を高めるために、ブロック１個当たりのサイプの本数を増やしていくと、ブロック剛性が低下してブロックの倒れ込み変形が大きくなり、路面との接地面積が減少して、かえって氷上摩擦特性が悪くなることがある。
このような接地面積の減少を抑制する従来技術としては、例えば特許文献１に記載のように、複数のサイプをブロックの表面でジグザグ状に延在させるとともに、ブロックの突出基部側へもジグザグ状に延在させて、これらのサイプによって区画されるブロック部分を互いに支え合わせることで、ブロックの倒れ込み変形を抑えるタイヤが知られている。

特開２００６−１２３６３６号公報

しかしながら、特許文献１に記載のタイヤでは、ブロック部分の倒れ込み変形を抑制していることによって、ブロック部分のサイプのエッジ圧が減少することになって、エッジ効果をさらに高めることは困難であった。
これがため、ブロック部分の倒れ込み変形は抑制しつつ、エッジ効果をさらに高めて、氷上摩擦特性をより向上させた、新たなタイヤの出現が強く望まれていた。

本発明の目的とするところは、トレッド踏面に形成されるブロックのエッジ効果をさらに高めて、氷上摩擦特性をより一層向上させることができる、新規な空気入りタイヤを提供することにある。

本発明は、トレッド踏面に、トレッド周方向に連続する複数本の周溝と、該周溝に交差してトレッド幅方向に延びる複数本の横溝とによって複数のブロック列を区画し、各ブロックに、トレッド幅方向に延びる１本以上のサイプを設けてなる空気入りタイヤにおいて、
前記各ブロックに、サイプの延在する向きと交差する向きに延び、かつ、路面非接地時に対向する溝壁同士が接触状態にある複数本の細溝を設け、
前記細溝の深さを、前記ブロックの、周溝底又は横溝底からの最大突出高さに対し５％〜２０％とし、
前記細溝の延在角度を、トレッド幅方向に対して３０°〜６０°の範囲としてなるものである。

ここにおいて「サイプ」とは、ブロックに形成される上記細溝よりも開口幅の広い、例えば０．２〜２．０ｍｍ程度の開口幅をもつ溝であって、路面に接地している間は、その対向する溝壁同士の少なくとも一部が接触するものである。
また、「路面非接地時に対向する溝壁同士が接触状態にある」細溝とは、細溝が、路面に接地していない時には、対向する溝壁同士の全面が接触する一方で、路面に接地する時には、対向する溝壁同士の一部が僅かに開くことがあるものである。

そして、前記サイプは、トレッド踏面内でジグザグ状に延在させるとともに、深さ方向にもジグザグ状に延在させることが好ましい。

トレッド踏面に区画形成される複数のブロックのそれぞれに、トレッド幅方向に延びる１本以上のサイプを設けるとともに、このサイプの延在する向きと交差する向きに延び、かつ、対向する溝壁同士が路面非接地時に接触状態にある複数本の細溝を設けることで、ブロックの、路面との接地面積を十分に確保したまま、ブロックに、細溝で形成されるエッジを付加することができるので、エッジ効果をさらに高めることができる。
そして、これらの細溝をも、氷上の水膜の微細な排水手段として機能させることができるので、排水効果を一層高めることができ、氷上摩擦特性をより向上させることができる。

このタイヤで、細溝の深さを、ブロックの、周溝底又は横溝底からの最大突出高さに対し５％〜２０％とした場合は、細溝の深さが最適化されて、ブロックの倒れ込み変形を抑制しつつ、エッジ効果をより十分に発揮させることができる。

細溝の、トレッド幅方向に対する延在角度が小さすぎると、ブロックの倒れ込み変形を生じさせやすく、延在角度が大きすぎると、制動及び駆動時にエッジ効果を発揮させにくくなる懸念があるので、細溝の延在角度は３０°〜６０°の範囲とすることが好ましい。この範囲内にすれば、上記の懸念を取り除いて、氷上摩擦特性をより一層向上させることができる。

サイプを、トレッド踏面内でジグザグ状に延在させるとともに、深さ方向にもジグザグ状に延在させた場合には、サイプで分割されたブロック部分の支え合いによって倒れ込み変形が十分に抑制されるので、細溝を設けたことによる氷上摩擦特性の向上を、より確実なものとすることができる。

本発明に従う空気入りタイヤの実施の形態を模式的に示す、トレッド踏面の部分展開平面図及びブロックの拡大平面図である。図１に示すブロックのＡ−Ａ線に沿う拡大断面図である。

以下に本発明の実施形態を、図面に示すところに基づいて説明する。
なお、タイヤの内部補強構造等は、一般的な空気入りタイヤのものと同様であるので、ここでは図示を省略する。

図１に示すところでは、トレッド踏面１に、トレッド周方向に環状に連続して延在する複数本の周溝２を、タイヤ赤道線Ｅ上、及び赤道線Ｅに対して対称となる位置に、例えば直線状に延在させて設けるとともに、それぞれの周溝２に交差してトレッド幅方向に直線状に延びる複数本の横溝３を設けて、これらの溝２、３によって複数のブロック列４を区画形成している。
ところで、図示の各ブロック列４は、平面輪郭が矩形状となるブロック４ａを、トレッド周方向に、所要のピッチで複数個配設してなる。ここでブロック列４は、横溝３を、トレッド幅方向の最外側の周溝２よりもさらに外側に位置するショルダー域まで延在させて形成してなる、ショルダーブロック列を含むものとすることもできる。

そして、それぞれのブロック４ａは、トレッド幅方向に延びる１本以上のサイプ５を備えている。ここで、「トレッド幅方向に延びる」サイプとは、サイプの、トレッド幅方向の延在成分が、トレッド周方向の延在成分より長いものをいうものとし、そのサイプの、トレッド踏面１内での延在形態は、直線状、湾曲状、シグザグ状、又はこれらの組み合わせ等になる、種々の形態とすることができ、また、サイプの、深さ方向での延在形態は、直線状に延在するものとすることができる他、湾曲状、シグザグ状、又はこれらの組み合わせ等になる、種々の形態とすることができる。
図示したところでは、各サイプ５は、ブロック４ａのトレッド幅方向両外側域では、トレッド幅方向に直線状に延在して隣接する周溝２に開口する一方で、ブロック４ａの中央域では、トレッド周方向に一定の振幅をもってジグザグ状に延びるものである。なお、サイプ５の深さ方向では、図２に示すように、トレッド周方向に振幅をもつようにジグザグ状に延在するものとすることができる。
そして、各ブロック４ａは、サイプ５によって、複数のブロック部分４ａ_１に区画してなる。

さらに、ブロック４ａは、サイプ５の延在する向きと交差する向きに延びる複数本の細溝６を備える。
ここで、細溝６は、ブロック部分４ａ_１をさらに分割する、溝幅がサイプ５よりも狭い溝（切れ目）であって、サイプ５とともにブロック４ａに複数のエッジ４ｂを形成する一方で、対向する溝壁同士は、路面非接地時に接触状態となるものである。
図１に示す細溝６は、トレッド幅方向に対し、角度ａで傾斜して直線状に延在するものであるが、この細溝６は、湾曲状、シグザグ状、又はこれらの組み合わせ等の、種々の形態で延在させることもできる。

上記のように構成してなるタイヤは、例えば図２に示すように、氷表面上で矢印に示す向きに制動力を発揮する場合、氷表面に対し、サイプのエッジ４ｂだけではなく細溝のエッジ４ｂをも作用させることができるので、エッジ効果を大きく高めることができる。
一方、細溝６によってエッジ本数を増やしても、細溝６は、上述したように、その対向する溝壁同士が、路面非接地時に接触状態となるものであるので、ブロック剛性が大きく低下することはない。しかも、サイプ５内のみならず、細溝６内にも、氷上の水膜を吸引することができるので、排水効果を一層高めることが可能となり、氷上摩擦特性をより向上させることができる。

ここで、図２に示す、ブロック４ａの周溝２の底面、又は横溝３の底面からの最大突出高さｂに対し、細溝６の深さｃを、５％〜２０％の範囲とする。
細溝６の深さｃが浅すぎると、細溝６の、エッジ効果及び排水効果を十分に発揮させることが難しく、また、細溝６の深さｃが深くなりすぎると、ブロック４ａの倒れ込み変形が生じやすくなるので、上記の範囲とすることで、氷上摩擦特性のさらなる向上を担保する。

なお、細溝６の延在角度ａは、トレッド幅方向に対して３０°〜６０°の範囲とする。
すなわち、延在角度ａが小さすぎると、ブロック４ａの倒れ込み変形が生じやすく、延在角度ａが大きすぎると、エッジ効果を十分に発揮させることができない懸念があるが、延在角度ａを上記の範囲にする場合は、これらの不都合を取り除いて、氷上摩擦特性をより一層向上させることができる。

そしてまた、サイプ５を、図示の例のように、トレッド踏面１内でジグザグ状に延在させるとともに、深さ方向にもジグザグ状に延在させる場合は、対向するブロック部分４ａ_１が互いに支え合うこととなり、ブロック４ａの倒れ込み変形が十分に抑制されるので、細溝６を設けたことによる氷上摩擦特性の向上を、より確実なものとすることができる。

ところで、図１に示すように、細溝６の延在する向きは、トレッド幅方向外側から、タイヤの回転方向に沿ってタイヤ赤道線Ｅに向かう向きが好ましい。すなわち、細溝６は、タイヤ赤道線Ｅを境に、トレッド半幅でそれぞれ反対に傾斜することとなる。これによれば、氷上の水膜を細溝６内に吸引して、その水を、タイヤ幅方向外側に向けて排水することができるので、細溝６の排水効果をより高めることができる。

また、サイプ５は、トレッド幅方向に対して、角度０°〜３０°の範囲で傾斜して延びるものであってもよい。ここで、「角度０°〜３０°の範囲で傾斜する」とは、サイプのタイヤ幅方向外側端部と内側端部とを結んだ直線の、トレッド幅方向に対する角度をいい、トレッド踏面をジグザグ状に延在しながら傾斜するサイプであってもよい。

一方、図示の例において、ブロック４ａの平面輪郭は矩形状であるが、横溝３をトレッド幅方向に対して０°〜３０°の範囲で傾斜させて、ブロックを、平行四辺形形状の平面輪郭を有するものとする場合は、ブロックが、路面に接地する際に、カップリング変形することとなるため、エッジ効果をより発揮させることができる。
なお、横溝３の傾斜角度がトレッド幅方向に対して３０°を超える場合には、ブロックの倒れ込み変形が大きくなりすぎて接地面積が減少するため、上記の範囲とすることで、エッジ効果の向上を担保する。

そして、相互に隣り合うサイプ５における周方向ピッチ長さは、２．４〜５．０ｍｍの範囲とすることが好ましく、また、相互に隣り合う細溝６の周方向ピッチ長さも、２．４〜５．０ｍｍの範囲とすることが好ましい。
これはすなわち、サイプ５、及び細溝６の周方向ピッチ長さが２．４ｍｍより小さい場合は、ブロックの倒れ込み変形が大きくなりすぎて接地面積が減少し、また、それらが５．０ｍｍより大きい場合は、エッジ効果の十分な向上が期待できなくなるからである。

以下、サイズが何れも１９５／６５Ｒ１５となる、図１、２に示す基本構造となる本発明に従う適合タイヤ、及び、細溝６を設けていない点以外は適合タイヤと同一となる従来タイヤのそれぞれにつき、それらのタイヤを標準リムに組み込むとともに、内圧を２００ｋＰａ充填して乗用車に装着し、氷上での制動試験を行った。その結果を、各タイヤの諸元とともに表１に示す。なお、ブロックの、周溝底又は横溝底からの最大突出高さｂは、何れも１０．０ｍｍとした。
ここで、制動試験は、初速度４０ｋｍ／ｈからフルブレーキをかけて静止状態になるまでの制動距離を計測し、初速度と制動距離とから平均減速度を算出して評価を行った。
表１に示す結果は、平均減速度を、従来タイヤをコントロールとして、それぞれ指数表示した値であり、指数値が大きいほど制動性能が高く、氷上摩擦特性に優れることを示す。

その結果、細溝を設けた本発明に従うタイヤは、何れも、従来タイヤと同等、或いはそれ以上の制動性能を発揮して、氷上摩擦特性に優れることが明らかとなった。細溝の深さを、ブロックの、周溝底又は横溝底からの最大突出高さに対し５％〜２０％とし、かつ、細溝の延在角度を、トレッド幅方向に対して３０°〜６０°の範囲としたタイヤは、結果が特に良好であった。

１トレッド踏面
２周溝
３横溝
４ブロック列
４ａブロック
４ｂエッジ
５サイプ
６細溝
Ｅタイヤ赤道線

Claims

トレッド踏面に、トレッド周方向に連続する複数本の周溝と、該周溝に交差してトレッド幅方向に延びる複数本の横溝とによって複数のブロック列を区画し、各ブロックに、トレッド幅方向に延びる１本以上のサイプを設けてなる空気入りタイヤであって、
前記各ブロックに、サイプの延在する向きと交差する向きに延び、かつ、路面非接地時に、対向する溝壁同士が接触状態にある複数本の細溝を設け、
前記細溝の深さを、前記ブロックの、周溝底又は横溝底からの最大突出高さに対し５％〜２０％とし、
前記細溝の延在角度を、トレッド幅方向に対して３０°〜６０°の範囲としてなる、空気入りタイヤ。
前記サイプを、トレッド踏面内でジグザグ状に延在させるとともに、深さ方向にもジグザグ状に延在させてなる請求項１に記載の空気入りタイヤ。