JP6101053B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関するものである。

従来、氷上性能を向上させた空気入りタイヤとして、本出願人によって、複数の独立したブロックを互いに密集させてなるブロック群を有し、基準区域内のブロックの個数密度が所定の範囲内にあるトレッドパターンを有するタイヤが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このタイヤによれば、優れた接地性及びエッジ効果の確保と、ブロックによる効率的な水膜の除去とを実現することにより、氷上性能を飛躍的に向上させることができる。

国際公開２０１０／０３２６０６号パンフレット

しかしながら、発明者らが上記のタイヤについて検討を重ねたところ、上記のタイヤでは、小ブロックを高い個数密度で密集させて配置しているため、ブロック単体での剛性そのものは低く、特にタイヤの転動時において大きな接地圧がかかるブロックの蹴り出し側で入力の度に大きな変形が生じて特にブロックの壁面にクラックが発生するおそれがあるという問題があることが新たにわかった。また、ブロックにトレッド幅方向に延びるサイプを有する場合には、該サイプによって区画されるトレッド周方向両端部のブロック陸部の剛性が低下するため、クラックの発生確率が高くなることもわかった。
さらに、こうした問題は、特に加減速時において接地長が長くなり、接地圧が高くなる、トレッド踏面の幅方向におけるセンター部に配置されたブロックにて生じやすいことも判明した。

本発明の目的は、上記の問題を解決しようとするものであり、氷上性能を確保しつつも、クラックの発生を抑制することのできる空気入りタイヤを提供することにある。

本願発明の要旨構成は、以下の通りである。
本発明の空気入りタイヤは、トレッド踏面に、溝により区画され、それぞれの踏面の面積が１００〜２００ｍｍ^２の範囲にあり、五角形以上の多角形状の踏面形状を有する複数のブロックをトレッド周方向に配列してなるブロック列を、トレッド幅方向に複数列設け、
前記ブロックを、隣接するブロック列間のブロック同士の位置関係がトレッド周方向に相互に異なる千鳥状に密集配置し、
タイヤ赤道面を中心としたトレッド接地幅ＴＷの８０％に相当するトレッド幅方向領域をセンター部とするとき、該センター部の少なくとも一部に前記ブロック列を有し、少なくとも該センター部において、トレッド周方向に隣接するブロック間の前記溝に、該ブロック間をトレッド周方向に連結する連結部を設け、
前記溝の、前記連結部を設けた部分のトレッド幅方向長さは、前記溝の、前記隣接するブロック列間で千鳥状に隣接する前記ブロック間の部分の長手方向の長さより短いことを特徴とする。
これにより、氷上性能を確保しつつも、ブロックの剛性を高めてクラックの発生を抑制することができるからである。
ここで、「トレッド踏面」とは、上記空気入りタイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、最大負荷荷重を負荷した、基準状態の際に、路面に接触することになる、タイヤの周方向全周にわたる外周面を意味する。また、「トレッド接地幅ＴＷ」とは、上記基準状態における接地面のトレッド幅方向の最大幅をいうものとする。
ここで、「適用リム」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格がタイヤ毎に定めているリムであり、ＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）であれば標準リム、ＴＲＡ（ＴＨＥ ＴＩＲＥ ａｎｄ ＲＩＭ ＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮ ＩＮＣ．）であれば“Ｄｅｓｉｇｎ Ｒｉｍ”、ＥＴＲＴＯ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｙｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｏｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎ）であれば“Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ＲＩＭ”となる。また、「最大負荷荷重」とは、ＪＡＴＭＡ等の上記規格でタイヤサイズに応じて規定されるタイヤの最大負荷を指し、「規定内圧」とは、上記最大負荷荷重に対応する空気圧（最高空気圧）を指す。

また、本発明のタイヤにあっては、前記ブロックは、少なくとも１本のトレッド幅方向に延びるサイプを有することが好ましい。
トレッド幅方向のエッジ成分（トレッド周方向に対するエッジ成分）を確保して、タイヤの氷上性能をさらに向上させることができるからである。

さらに、本発明の空気入りタイヤにあっては、前記ブロックの高さをＨ（ｍｍ）とし、前記連結部の高さをｈ（ｍｍ）とするとき、比ｈ／Ｈは、１０％以上７０％以下であることが好ましい。
上記したクラック抑制効果を十分に発揮しつつも、タイヤの摩耗進展時に、一定摩耗時までは上記連結部が接地しないようにするためである。
ここで、「ブロックの高さＨ（ｍｍ）」及び「連結部の高さｈ（ｍｍ）」とは、図２に示すように、連結部に隣接する溝の溝底からの高さをいうものとし、前者について、ブロックの高さが一定でない場合には、ブロックの最大高さをいうものとし、また、後者について、連結部の高さが一定でない場合には、連結部の最大高さをいうものとする。

また、本発明の空気入りタイヤでは、前記連結部のトレッド幅方向両側の側壁のタイヤ径方向に対する傾斜角度θ（°）は、０°以上５°以下であることが好ましい。
ブロックの剛性を確保しつつも、排水性能や排雪性能を確保することができるからである。
ここで、「傾斜角度θ（°）」とは、タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、無負荷状態とした際の角度をいうものとし、傾斜角度が一定でないときは、当該側壁の最小の傾斜角度をいうものとする。
また、本発明の空気入りタイヤでは、幅方向溝３が、トレッド接地端ＴＣＥからトレッド幅方向内側に延びて、トレッド接地端ＴＣＥと周方向溝２とにより区画される領域まで延びることが好ましい。接地面積を確保することができ、また、これらの溝が連通することにより生じる乱流を抑制することができるからである。
さらに、本発明の空気入りタイヤでは、前記踏面形状が五角形以上の多角形状のブロックは、トレッド周方向両端側の２つの辺がトレッド幅方向に延在するように配置され、
前記２つの辺のうち、タイヤ回転時の前記ブロックの蹴り出し側の辺の長さをａ（ｍｍ）とし、前記ブロックのトレッド周方向中央位置におけるトレッド幅方向の長さをｂ（ｍｍ）とするとき、比ａ／ｂは、０．５超であることが好ましい。ブロックの蹴り出し側の剛性を高めて耐クラック性能を向上させることができるからである。
また、前記２つの辺のうち、タイヤ回転時の前記ブロックの踏み込み側の辺の長さをｃ（ｍｍ）とするとき、比ｃ／ｂは、０．５超であることがさらに好ましい。ブロックの踏み込み側の剛性も高めて耐クラック性を向上させることができるからである。

本発明によれば、氷上性能を確保しつつも、クラックの発生を抑制することのできる空気入りタイヤを提供することができる。

本発明の一実施形態にかかるタイヤのトレッドパターンを示す部分展開図である。 ブロックの高さＨ、及び、連結部の高さｈについて示す図である。 連結部のトレッド幅方向両側壁の傾斜角度θについて示す図である。 ブロックの踏面形状について説明するための図である。 比較例にかかるタイヤのトレッドパターンを示す部分展開図である。 発明例にかかるタイヤのトレッドパターンを示す部分展開図である。

以下、本発明の一実施形態にかかる空気入りタイヤ（以下、タイヤとも称する）について、図面を参照して詳細に例示説明する。図１は、本発明の一実施形態にかかるタイヤのトレッドパターンを示す部分展開図である。なお、タイヤの内部構造等については、従来のそれと同様であるため、説明を省略する。

図１に示すように、このタイヤは、トレッド踏面１に、トレッド周方向に延びる、図示例で２本の周方向主溝２と、トレッド端ＴＥからトレッド幅方向内側に延びる幅方向溝３と、トレッド周方向にジグザグ状に延びる複数の細溝４と、を有している。そして、図１に示すように、これらの溝２、３、４により、図示例で、（周方向主溝２に隣接するものを除き）八角形の平面形状をした複数のブロック５が区画形成されている。そして、図１に示すように、ブロック５をトレッド周方向に複数個配列してなるブロック列が、トレッド幅方向に複数列設けられている。また、図示例では、トレッド幅方向に隣接するブロック列間のブロック５は、トレッド周方向に位相差を設けて（図示例では、ブロックのトレッド周方向長さの半分の位相差を設けている）千鳥状に密集配置されている。さらに、図示例では、各ブロック５に２本の略トレッド幅方向に延びるサイプ６が設けられている。なお、本実施形態では、ブロックの平面形状は八角形状であるが、五角形以上の多角形状であればよく、例えば六角形状等など他の多角形状とすることもできる。

ここで、ブロック５の踏面の面積は、１００〜２００ｍｍ^２の範囲にある。

また、タイヤ赤道面ＣＬを中心としたトレッド接地幅ＴＷの８０％に相当する領域をセンター部Ｃとするとき、図１に示すように、このタイヤでは、該センター部Ｃの少なくとも一部の領域に上記ブロック列が配置されている。
そして、図示例では、センター部Ｃにおいて、周方向主溝２に対してトレッド幅方向両側に隣接するブロック列内のブロック５間、および、幅方向溝３により区画されるブロック５間を除いて、トレッド周方向に隣接する全てのブロック５間に、該ブロック５間をトレッド周方向に連結する連結部７を設けている。
このように、本発明のタイヤにあっては、少なくともセンター部Ｃにおいて、少なくとも一部のトレッド周方向に隣接するブロック５間に、該ブロック５間をトレッド周方向に連結する連結部７を設けることが肝要である。
以下、本実施形態にかかるタイヤの作用効果について説明する。

本実施形態のタイヤにあっては、トレッド踏面において十分な溝面積を確保しつつ、ブロック５を密集配置する構成を採用したことから、それぞれのブロック５のトータルエッジ長さ及びエッジ方向（異なる方向に向いたエッジの数）を増大させ、優れたエッジ効果を発揮させることができる。また、それぞれのブロック５の踏面の面積、すなわち接地面積を小さくしたことから、ブロック一つ一つの接地性を向上させることができ、高い氷上性能等を発揮させることができる。しかも、それぞれのブロック５の接地面積を小さくすることで、ブロック５の中央域からブロック周縁までの距離を小さくすることができるので、ブロック５による水膜の除去効果を向上させることができる。従って、本実施形態のタイヤによれば、優れた接地性及びエッジ効果の確保と、ブロック５による効率的な水膜の除去とを実現することにより、氷上性能を飛躍的に向上させることができる。なお、接地面内のブロック５の踏面の面積を、１００〜２００ｍｍ^２の範囲内とすれば、ブロック剛性とエッジ効果との両立をより高い次元で達成することができ、より効果的に氷上性能を向上させることができる。

さらに、本実施形態のタイヤによれば、センター部Ｃにおいて、トレッド周方向に隣接するブロック５間に、該ブロック５間をトレッド周方向に連結する連結部７を設けたため、センター部Ｃに配置されたブロックのトレッド周方向端部の剛性が増大して、該ブロックの変形を抑制し、該ブロックでのクラックの発生を抑制することができる。なお、本実施形態のように、周方向主溝２に対してトレッド幅方向両側に隣接するブロック列内のブロック５、および、幅方向溝３により区画されるブロック５間には、連結部７を設けない構成とすることができる。これにより、排水性能、排雪性能を確保することができ、また、接地性も確保することができるからである。一方で、全てのトレッド周方向に隣接するブロック５間に連結部を設けることもできる。
また、本発明は、図１に示すように、ブロック５がトレッド幅方向に延びるサイプ６を有することが好ましく、特にブロック５がトレッド幅方向に延びるサイプ６を２本又は３本有することが好ましい。これによりトレッド幅方向のエッジ成分を確保してタイヤの氷上性能を確保することができるからである。そして、その一方で、このようなサイプを設けた場合には、ブロック５のトレッド周方向端部の剛性が低くなるが、本発明によれば、連結部７によりブロックのトレッド周方向端部の剛性が高まるため、このような場合でもクラックの発生を有効に抑制することができるからである。
なお、「サイプ」とは、ブロックの表面から内部に切り込まれた薄い切込みであって、接地時に閉じることが可能なものをいうが、上述の効果を得るために、サイプ６の幅は、０．２〜１．０ｍｍとすることが好ましく、サイプ６の深さは、５．５〜９．０ｍｍとすることが好ましい。
また、本実施形態においては、サイプは周方向主溝２、細溝４に連通しているが、ブロックの剛性を維持して耐クラック性をより向上させるとの観点からは、ブロック５にサイプ６を設ける場合、サイプ６は、周方向主溝２、幅方向溝３、及び細溝４には連通せずに、ブロック５の陸部内に留まるように延びることもできる。

また、本発明にあっては、図２に示すように、（細溝４の溝深さに等しい）ブロック５の高さをＨ（ｍｍ）とし、連結部７の高さをｈ（ｍｍ）とするとき、比ｈ／Ｈは、１０％以上７０％以下であることが好ましい。比ｈ／Ｈを１０％以上とすることにより、ブロックの周方向端部の剛性を一層高めることができるからである。特に、トレッドゴムにいわゆるキャップアンドベース構造を採用した場合は、通常溝底近傍に位置する、キャップゴムとベースゴムとの界面付近にクラックの起点が生じやすくなるが、上記の範囲とすることにより、当該界面付近の剛性を確実に高めることができる。また、一方で、比ｈ／Ｈを７０％以下とすることにより、摩耗によりブロックの高さが減少しても、一定摩耗時までは連結部が接地しないようにすることができるからである。
より具体的には、ブロックの高さＨ（ｍｍ）は、５．０〜９．０ｍｍとすることが好ましく、連結部の高さｈ（ｍｍ）は、４．０〜６．０ｍｍとすることが好ましい。

また、本発明にあっては、図３に示すように、連結部７のトレッド幅方向両側の側壁７ａのタイヤ径方向に対する傾斜角度θ（°）は、０°以上５°以下であることが好ましい。傾斜角度θを０°以上とすることにより、ブロック剛性を確保してクラックを抑制することができ、一方で、傾斜角度θを５°以下とすることにより、排水性能、排雪性能を確保し、また、接地性を確保することができるからである。

また、本実施形態のタイヤによれば、各ブロック５をトレッド周方向に千鳥状に密集配置したことから、タイヤ転動時に、より多くのブロック５の形成下で、それぞれのエッジを逐次作用させて一層優れたエッジ効果を発揮させることができる。また、トレッド幅方向に隣接するブロック５の相互間で路面への接地タイミングをずらすことができるので、パターンノイズを低減させることもできる。

ところで、この発明において、トレッド踏面のネガティブ率Ｎは５％〜５０％とすることが好ましい。トレッド踏面のネガティブ率Ｎが５％未満の場合は、溝面積が小さ過ぎ排水性が不十分となるからであり、一方、５０％を超えると接地面積が小さくなり過ぎて、操縦安定性が低下するおそれがあるからである。また、各ブロック５の接地面積が２００（ｍｍ^２）超の場合は、高いエッジ効果の実現が難しく、一方で、各ブロック５の接地面積が１００（ｍｍ^２）未満だとブロック３の接地面積が小さくなり過ぎて所要のブロック剛性の実現が難しい。
なお、「トレッド踏面のネガティブ率Ｎ」とは、上記基準状態における、接地面積に対する溝面積の割合をいうものとする。

また、本発明にあっては、図１に示すように、周方向主溝２及び幅方向溝３を設けることが好ましい。排水性を確保することができるからである。
ここで、周方向溝２とは、略トレッド周方向に延び、溝幅が２．０ｍｍ以上の溝をいうものとし、形状は特に限定されず、直線状、ジグザグ状、屈曲状などを含むものとする。また、周方向溝２の溝幅は、３．５〜１５．０ｍｍとすることが好ましい。排水性を確保しつつも、ネガティブ率が大きくなりすぎないようにして接地面積を確保することができるからである。また、周方向溝２の深さは、８．０〜１０．５ｍｍとすることが好ましい。排水性を確保しつつも、ブロックの剛性を確保するためである。
また、幅方向溝３とは、略トレッド幅方向に延び、溝幅が１．５ｍｍ以上の溝をいうものとする。幅方向溝３は、トレッド幅方向に対して、０〜６０°の角度で傾斜して延びることが好ましい。さらに、幅方向溝３の溝幅は、２〜１５ｍｍとすることが好ましい。排水性を確保しつつも、ネガティブ率が大きくなりすぎないようにして接地面積を確保することができるからである。また、幅方向溝３の深さは、８．０〜１０．５ｍｍとすることが好ましい。排水性を確保しつつも、ブロックの剛性を確保するためである。
また、本発明にあっては、図１に示すように、幅方向溝３が、トレッド接地端ＴＣＥからトレッド幅方向内側に延びて、トレッド接地端ＴＣＥと周方向溝２とにより区画される領域まで延びることが好ましい。換言すれば、トレッド踏面１への開口幅が３ｍｍ以上である周方向主溝２と、トレッド踏面１への開口幅が２ｍｍ以上である幅方向溝３とが直接連通しないことが好ましい。
接地面積を確保することができ、また、これらの溝が連通することにより生じる乱流を抑制することができるからである。
さらに、この場合、図１に示すように、周方向主溝２と幅方向溝３とが細溝４を介して連通していることがより好ましい。
雪柱せん断力を効果的に発揮することができるからである。

さらに、図１に示すように、細溝４を有する場合には、細溝４の溝幅は、ブロック同士が相互に拘束されることなく、個々に可動となる程度の幅を有することが好ましく、具体的には、０．７〜３ｍｍとすることが好ましい。

ここで、本発明にあっては、ブロックの形状は、図４に示すように、４辺の斜辺ｅ１（トレッド周方向及びトレッド幅方向に対して傾斜する辺）の長さが、他の４辺ｅ２（トレッド周方向やトレッド幅方向に沿って延在する辺）の長さより長い形状の八角形状とすることが好ましい。例えば正八角形の場合と比べて、トレッド周方向の長さ成分を確保することができ、ブロックにおけるクラックの発生等をさらに抑制することができるからである。
さらに、本発明の空気入りタイヤでは、踏面形状が五角形以上の多角形状のブロック５は、トレッド周方向両端側の２つの辺がトレッド幅方向に延在するように配置され、当該２つの辺のうち、タイヤ回転時のブロック５の蹴り出し側の辺の長さをａ（ｍｍ）とし、ブロック５のトレッド周方向中央位置におけるトレッド幅方向の長さをｂ（ｍｍ）とするとき、比ａ／ｂは、０．５超であることが好ましい。ブロックの蹴り出し側端部のエッジの幅方向長さを確保することができ、特に接地圧の大きい、ブロックの蹴り出し側端部の剛性を高めて耐クラック性能を向上させることができるからである。
また、２つの辺のうち、タイヤ回転時のブロック５の踏み込み側の辺の長さをｃ（ｍｍ）とするとき、比ｃ／ｂは、０．５超であることがさらに好ましい。ブロックの踏み込み側の剛性も高めて耐クラック性を向上させることができるからである。

本発明の効果を確かめるため、発明例１〜７にかかるタイヤと、比較例にかかるタイヤを試作して、以下の氷上性能、耐クラック性に関する評価を行った。
各タイヤの諸元および評価結果を以下の表１に示している。
なお、表１において、ブロックが「八角形状」とは、図１、図４に示すように、斜辺の４辺が他の４辺に比して長い形状の八角形をいうものとする。

＜氷上性能＞
タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５の上記各タイヤを、リムサイズ１５×６．０Ｊのリムに組み付け、内圧を２４０ｋＰａとし、氷路面上にて制動試験を行うことにより評価した。
表１において、評価結果は、比較例にかかるタイヤの評価結果を１００としたときの指数で示しており、数値が大きい方が氷上性能に優れていることを示している。
＜耐クラック性能＞
タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５の上記各タイヤを、リムサイズ１５×６．０Ｊのリムに組み付け、内圧を２４０ｋＰａとし、一定の入力を加えて一定の距離を走行させることにより、クラックの発生について評価した。
表１において、評価結果は、比較例にかかるタイヤの評価結果を１００としたときの指数で示しており、数値が大きい方が耐クラック性能に優れていることを示している。

表１に示すように、発明例１〜７にかかるタイヤは、比較例と比較して、氷上性能を確保しつつも、耐クラック性能を向上させることができていることがわかる。
特に、発明例１と発明例２との比較により、本発明は、ブロックがサイプを有する場合にもクラックの発生を有効に抑制できていることがわかる。また、ブロックがサイプを有する発明例１にかかるタイヤは、ブロックがサイプを有しない発明例２より氷上性能が向上していることがわかる。
また、発明例１、発明例３、４の比較により、比ｈ／Ｈを好適化した発明例１、４は、いずれも発明例３より、耐クラック性が向上していることがわかる。
さらに、発明例１、発明例５〜７の比較により、傾斜角度θを好適化した発明例１、５、６は、発明例７より、耐クラック性能が向上していることがわかる。

本発明によれば、氷上性能を確保しつつも、クラックの発生を抑制することのできる空気入りタイヤを提供することができる。

１ トレッド踏面
２ 周方向主溝
３ 幅方向溝
４ 細溝
５ ブロック
６ サイプ
７ 連結部
ＣＬ タイヤ赤道面
ＴＥ トレッド端

Claims (4)

1. トレッド踏面に、溝により区画され、それぞれの踏面の面積が１００〜２００ｍｍ^２の範囲にあり、五角形以上の多角形状の踏面形状を有する複数のブロックをトレッド周方向に配列してなるブロック列を、トレッド幅方向に複数列設け、
   前記ブロックを、隣接するブロック列間のブロック同士の位置関係がトレッド周方向に相互に異なる千鳥状に密集配置し、
   タイヤ赤道面を中心としたトレッド接地幅ＴＷの８０％に相当するトレッド幅方向領域をセンター部とするとき、該センター部の少なくとも一部に前記ブロック列を有し、少なくとも該センター部において、トレッド周方向に隣接するブロック間の前記溝に、該ブロック間をトレッド周方向に連結する連結部を設け、
   前記溝の、前記連結部を設けた部分のトレッド幅方向長さは、前記溝の、前記隣接するブロック列間で千鳥状に隣接する前記ブロック間の部分の長手方向の長さより短いことを特徴とする、空気入りタイヤ。
2. 前記ブロックは、少なくとも１本のトレッド幅方向に延びるサイプを有する、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ブロックの高さをＨ（ｍｍ）とし、前記連結部の高さをｈ（ｍｍ）とするとき、比ｈ／Ｈは、１０％以上７０％以下である、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記連結部のトレッド幅方向両側の側壁のタイヤ径方向に対する傾斜角度θ（°）は、０°以上５°以下である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。

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