JP6138727B2

JP6138727B2 - タイヤ

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Publication number: JP6138727B2
Application number: JP2014104204A
Authority: JP
Inventors: 修平武藤
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2009-01-20
Filing date: 2014-05-20
Publication date: 2017-05-31
Anticipated expiration: 2030-01-19
Also published as: JPWO2010084848A1; WO2010084848A1; CN102282027A; US20110303333A1; US9428012B2; CN102282027B; RU2472634C1; JP2014144777A; EP2390115B1; EP2390115A1; EP2390115A4

Description

本発明は、タイヤにかかり、特には、氷雪上性能に優れたタイヤに関する。

氷雪路上の走行性能を高めたタイヤとして、所謂スタッドレスタイヤが種々提案されている。スタッドレスタイヤは、雪上性能を得るためにトレッドパターンがブロックパターンとされ、氷上性能を得るためにブロックにサイプを複数形成している。
この種のスタッドレスタイヤとしては、例えば、特開２００６−１６０１５８号公報、特開２００８−２２１９０１号公報に開示されているものがある。

氷雪上性能を更に向上させるために、サイプの長さや数を増やすと、氷上性能は上がるものの、ブロックの剛性低下による寿命の短期化や、偏摩耗量の増加という問題が生ずる。
本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、ブロック剛性を確保しつつ、高い氷上性能を得ることのできるタイヤを提供することが目的である。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであって、本発明の第１の態様のタイヤは、タイヤ赤道面の両側に形成され周方向に沿って延びる複数の周方向主溝と、前記周方向主溝で区画された複数のブロックと、をトレッドに備え、前記ブロックには、タイヤ幅方向に延びて前記ブロックのタイヤ幅方向両端に接続するオープンサイプと、前記オープンサイプのタイヤ周方向両側に配置され、タイヤ幅方向に延びてブロック内で終端し、前記オープンサイプよりも深く形成されたクローズドサイプと、が設けられていて、前記トレッドのタイヤ幅方向中央部分には、タイヤ赤道面に沿ってジグザグ状に延びる周方向サイプが形成され、タイヤ周方向に隣り合う前記ブロックの間に配置されるラグ溝には、高さが前記ブロックよりも低く、タイヤ周方向一方側の前記ブロックと、タイヤ周方向他方側の前記ブロックとを連結する連結部が設けられており、タイヤ赤道面に最も近い位置に配置された前記ラグ溝に設けられた前記連結部は、前記周方向サイプ側に形成されている。

次に、第１の態様のタイヤの作用を説明する。
氷上性能、及び雪上性能を得るには、トレッドにブロックを形成し、そのブロックにタイヤ幅方向に延びるサイプを形成する必要がある。氷上性能を上げるためには、サイプのエッジ効果が必要であるため、基本的にはエッジ成分の多い長いサイプ、即ち、オープンサイプをブロックに複数形成する。オープンサイプの数が多すぎると、ブロック剛性が低下し過ぎ、寿命の短期化や、偏摩耗量の増加を招くため、オープンサイプの数を増加するには限度がある。

第１の態様のタイヤでは、オープンサイプのタイヤ周方向両側に、オープンサイプよりも溝深さの深いクローズドサイプを設けたため、サイプのエッジ成分が増加し、高い氷上性能が得られる。また、クローズドサイプは、オープンサイプに比較してブロック剛性が低下し難いため、オープンサイプのタイヤ周方向両側にクローズドサイプを設けてもブロック剛性は十分に確保できる。なお、オープンサイプの両側がクローズドサイプでなく、オープンサイプの場合（即ち、全てのサイプがオープンサイプの場合）、ブロックのタイヤ周方向両端は、入力や滑りが大きいため、ブロックもげが懸念される。
また、タイヤ周方向に隣り合うブロック間に配置されるラグ溝に、ブロックよりも低く、タイヤ周方向一方側のブロックと、タイヤ周方向他方側のブロックとを連結する連結部を設けることで、ブロックのタイヤ周方向の倒れ込みが抑えられ、氷雪上性能を向上させることが出来る。

本発明の第２の態様のタイヤは、第１の態様のタイヤにおいて、前記オープンサイプの深さ寸法は、前記ブロックの高さ寸法の５０〜７０％の範囲内に設定され、前記オープンサイプの深さ寸法に対して、前記クローズドサイプの深さ寸法は１０５〜１４０％の範囲内に設定されている。

次に、第２の態様のタイヤの作用を説明する。
オープンサイプの深さ寸法に対して、クローズドサイプの深さ寸法を１０５〜１４０％の範囲内とすることで、確実に高い氷上性能を得ることができる。オープンサイプの深さ寸法に対して、クローズドサイプの深さ寸法が１０５％未満では、ブロックのしなりが無くなって（即ち、ブロックが硬くなって）確実に高い氷上性能を得ることができなくなる。一方、オープンサイプの深さ寸法に対して、クローズドサイプの深さ寸法が１４０％を超えると、ブロック剛性が低下して、偏摩耗性能が低下する虞がある。

また、オープンサイプの深さ寸法が、ブロックの高さ寸法の５０％未満では、摩耗中期以降にオープンサイプが消滅する可能性がある。一方、オープンサイプの深さ寸法が、ブロックの高さ寸法の７０％を超えると、ブロック剛性が確保できなくなる虞がある。また、オープンサイプ底からクラックが発生し、ブロックもげに至る懸念がある。

なお、クローズドサイプは、オープンサイプよりも深くしてもサイプ底からクラックが生じ難く、ブロックもげを抑制できる。またクローズドサイプの深さを深くすることで、氷雪上でのブロックのしなりを増やし、氷雪性能を向上させることができる。

本発明の第３の態様のタイヤは、第１または第２の態様のタイヤにおいて、前記クローズドサイプは、タイヤ幅方向にジグザグ状に延びている。
次に、第３の態様のタイヤの作用を説明する。
クローズドサイプをジグザグ状に形成することで、エッジ成分が増加し、氷上性能を向上させることが出来る。

本発明の第４の態様のタイヤは、第１〜第３の態様のいずれか１つのタイヤにおいて、前記オープンサイプは、前記ブロックのタイヤ周方向中央部に２本形成されて前記
ブロックを前記２本のオープンサイプ間に構成される小ブロック部及び該小ブロック部のタイヤ周方向両外側に構成されタイヤ周方向長さが該小ブロック部よりも長い大ブロック部に区画し、前記クローズドサイプは、前記大ブロック部に形成されている。

このように、ブロックのタイヤ周方向中央部に２本のオープンサイプを形成することにより、ブロックがタイヤ周方向に３つに区画されるが、２本のオープンサイプ間にタイヤ周方向長さの短い小ブロック部を構成し、小ブロック部のタイヤ周方向両外側にタイヤ周方向長さの長い大ブロック部を構成することにより、小ブロック部の倒れ込みを抑制し、ブロックの剛性の低下を抑制することができる。
また、大ブロック部には、クローズドサイプが形成されているので、大ブロック部の剛性を維持しつつエッジ効果を得ることができる。

本発明の第５の態様のタイヤは、第１〜第４の態様のいずれか１つのタイヤにおいて、前記連結部には、タイヤ幅方向に延びるサイプが形成されている。
次に、第５の態様のタイヤの作用を説明する。
ブロックが摩耗して連結部が路面に接地する摩耗中期以降に、連結部に設けたサイプが路面に接地し、該サイプのエッジ効果により氷上性能を向上することができる。

本発明の第６の態様のタイヤは、第１〜第５の態様のいずれか１つのタイヤにおいて、前記連結部のタイヤ幅方向長さは、隣接部分における前記ブロックのタイヤ幅方向長さよりも短い。
次に、第６の態様のタイヤの作用を説明する。
連結部のタイヤ幅方向長さは隣接部分におけるブロックのタイヤ幅方向長さよりも短いので、ラグ溝のエッジ成分を発揮させることができ、氷上性能を向上させることができる。

以上説明したように本発明のタイヤは上記構成としたので、ブロック剛性を確保しつつ、高い氷上性能を得ることができる、という優れた効果を有する。

本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド平面図である。本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドの一部拡大平面図である。

本発明のタイヤの一実施形態を図１にしたがって説明する。
図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ１０のトレッド１２には、タイヤ幅方向中央部分にタイヤ赤道面ＣＬに沿ってジグザグ状に延びる周方向サイプ１４が形成され、タイヤ赤道面ＣＬの両側に、周方向に沿って延びる第１の周方向主溝１６が形成され、第１の周方向主溝１６のタイヤ幅方向外側に、周方向に沿って延びる第２の周方向主溝１８が形成されている。なお、本実施形態では、第１の周方向主溝１６、及び第２の周方向主溝１８は、同じ溝深さである。

１対の第１の周方向主溝１６で挟まれる陸部分には、第１の周方向主溝１６と周方向サイプ１４とを連結する第１のラグ溝２０がタイヤ周方向に複数形成されている。なお、タイヤ赤道面ＣＬの左側に形成される第１のラグ溝２０と、タイヤ赤道面ＣＬの右側に形成される第１のラグ溝２０は、タイヤ幅方向で並ばないように、タイヤ周方向にずらされて形成されている。

なお、第１の周方向主溝１６、第１のラグ溝２０、及び周方向サイプ１４で囲まれる陸部分を、以後、本実施形態ではセンターブロック２２と呼ぶ。
センターブロック２２には、タイヤ周方向中央側にセンターブロック２２をタイヤ幅方向に横断するオープンサイプ２４が比較的接近して２本形成されている。図２にも示すように、２本のオープンサイプ２４は、センターブロック２２を３つの部分に区画しており、２本のオープンサイプ２４間に構成される部分を小ブロック部２５、小ブロック部２５のタイヤ周方向両外側に構成される部分を大ブロック部２７とする。小ブロック部２５のタイヤ周方向長さは、大ブロック部２７のタイヤ周方向長さよりも短くなっている。また、大ブロック部２７の各々には、センターブロック２２をタイヤ幅方向に横断しないクローズドサイプ２６が形成されている。すなわち、２本のオープンサイプ２４のタイヤ周方向両側に、クローズドサイプ２６が形成されている。
なお、本実施形態では、オープンサイプ２４がタイヤ幅方向に直線状に延び、クローズドサイプ２６がタイヤ幅方向にジグザグ状に延びているが、オープンサイプ２４がタイヤ方向にジグザグ状に延び、クローズドサイプ２６がタイヤ幅方向に直線状に延びていても良い。
また、本実施形態では、オープンサイプ２４がセンターブロック２２に２本形成されているが、オープンサイプ２４はセンターブロック２２に１本のみ形成してもよい。

ここで、オープンサイプ２４の溝深さは、センターブロック２２を区画している第１の周方向主溝１６の溝深さの５０〜７０％の範囲内に設定されていることが好ましい。
クローズドサイプ２６は、オープンサイプ２４よりも深く形成され、クローズドサイプ２６の深さ寸法は、オープンサイプ２４の深さ寸法の１０５〜１４０％の範囲内に設定されている。

図１に示すように、第１の周方向主溝１６と第２の周方向主溝１８とで挟まれる陸部分には、第１の周方向主溝１６と第２の周方向主溝１８とを連結する第２のラグ溝２８がタイヤ周方向に複数形成されている。
第１の周方向主溝１６、第２の周方向主溝１８、及び第２のラグ溝２８で囲まれる陸部分を、以後、本実施形態ではセカンドブロック３０と呼ぶ。

このセカンドブロック３０も、センターブロック２２のオープンサイプ２４、及びクローズドサイプ２６と同様のオープンサイプ３２、及びクローズドサイプ３４が形成されている。図２にも示すように、２本のオープンサイプ３２は、セカンドブロック３０を３つの部分に区画しており、２本のオープンサイプ３２間に構成される部分を小ブロック部３３、小ブロック部３３のタイヤ周方向両外側に構成される部分を大ブロック部３５とする。小ブロック部３３のタイヤ周方向長さは、大ブロック部２５のタイヤ周方向長さよりも短くなっている。また、大ブロック部３５の各々には、セカンドブロック３０をタイヤ幅方向に横断しないクローズドサイプ３４が形成されている。すなわち、２本のオープンサイプ３２のタイヤ周方向両側に、クローズドサイプ３４が形成されている。
なお、ここでも、オープンサイプ３２がタイヤ幅方向に直線状に延び、クローズドサイプ３４がタイヤ幅方向にジグザグ状に延びているが、オープンサイプ３２がタイヤ方向にジグザグ状に延び、クローズドサイプ３４がタイヤ幅方向に直線状に延びていても良い。
また、オープンサイプ３２は、セカンドブロック３０に１本のみ構成するものであってもよい。

第２の周方向主溝１８のタイヤ幅方向外側に配置される陸部分には、第２の周方向主溝１８からトレッド端１２Ｅの外側へ延びる第３のラグ溝３３、及び第３のラグ溝３３よりも幅広の第４のラグ溝３５がタイヤ周方向に交互に形成されている。

第２の周方向主溝１８、第３のラグ溝３３、及び第４のラグ溝３５で区画される陸部分を、以後、本実施形態ではショルダーブロック３６と呼ぶ。

第１のラグ溝２０には、周方向に隣り合うセンターブロック２２とセンターブロック２２とを連結する第１の連結部４０が設けられている。第１の連結部４０のタイヤ周方向中央部分には、第１のラグ溝２０と平行に延びるサイプ４２が形成されている。なお、第１の連結部４０は、センターブロック２２よりも低く形成され、例えば、摩耗中期に路面に接触するように形成されている。また、第１の連結部４０のタイヤ幅方向長さは、大ブロック部２７の隣接する部分のタイヤ幅方向長さよりも短くなっており、周方向サイプ１４側に形成されている。
第２のラグ溝２８にも、第１のラグ溝２０に形成した第１の連結部４０と同様の第２の連結部４４が形成されており、第２の連結部４４にもサイプ４６が形成されている。
第２の連結部４４は、第２のラグ溝２８のタイヤ幅方向中央に設けられ、周方向に隣り合うセカンドブロック３０とセカンドブロック３０とを連結している。第２の連結部４４のタイヤ周方向中央部分には、第２のラグ溝２８と平行に延びるサイプ４６が形成されている。第２の連結部４４は、セカンドブロック３０よりも低く形成され、例えば、摩耗中期に路面に接触するように形成されている。また、第２の連結部４４のタイヤ幅方向長さは、大ブロック部３５の隣接する部分のタイヤ幅方向長さよりも短くなっている。

なお、センターブロック２２、及びセカンドブロック３０において、そのブロック幅（タイヤ幅方向の寸法）は、接地幅比で、０．１０〜０．２０の範囲内に設定することが好ましい。また、センターブロック２２、及びセカンドブロック３０において、そのブロック長さ（タイヤ周方向の寸法）は、ブロック幅比で、１．０〜２．０の範囲内に設定することが好ましい。

接地幅とは、空気入りタイヤをＪＡＴＭＡＹＥＡＲＢＯＯＫ（２００８年度版、日本自動車タイヤ協会規格）に規定されている標準リムに装着し、ＪＡＴＭＡＹＥＡＲＢＯＯＫでの適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力（内圧−負荷能力対応表の太字荷重）に対応する空気圧（最大空気圧）の１００％の内圧を充填し、静止した状態で水平な平板に対して回転軸が平行となるように配置し、最大の負荷能力に対応する質量を加えたときの接地形状のタイヤ軸方向に沿って計測した幅である。
なお、使用地又は製造地において、ＴＲＡ規格、ＥＴＲＴＯ規格が適用される場合は各々の規格に従う。

（作用）
本実施形態の空気入りタイヤ１０では、センターブロック２２、及びセカンドブロック３０において、オープンサイプ２４、３２のタイヤ周方向両側に、オープンサイプ２４、３２よりも溝深さの深いクローズドサイプ２６、３４を設けたため、サイプのエッジ成分が増加し、高い氷上性能が得られる。
クローズドサイプ２６、３４は、オープンサイプ２４、３２に比較してブロック剛性を低下させ難いため、オープンサイプ２４、３２のタイヤ周方向両側にクローズドサイプ２６、３４を設けてもブロック剛性は十分に確保できる。
また、２本のオープンサイプ２４間に構成される小ブロック部２５は、小ブロック部２５よりもタイヤ周方向長さの長い大ブロック部２７にタイヤ周方向で挟まれているので、小ブロック部２５の倒れ込みが抑制されて、センターブロック２２の剛性の低下を抑制することができる。さらに、２本のオープンサイプ３２間に構成される小ブロック部３３についても同様に、小ブロック部３３よりもタイヤ周方向長さの長い大ブロック部３５にタイヤ周方向で挟まれているので、小ブロック部３３の倒れ込みが抑制されて、セカンドブロック３０の剛性の低下を抑制することができる。

さらに、本実施形態では、第１のラグ溝２０に第１の連結部４０を設け、第２のラグ溝２８に第２の連結部４４を設けることで、センターブロック２２、及びセカンドブロック３０のタイヤ周方向の倒れ込みが抑えられ、ブロック剛性の低下を抑制することができ、氷雪上性能を更に向上させることが出来る。
また、第１の連結部４０のタイヤ幅方向長さは大ブロック部２７の隣接する部分のタイヤ幅方向長さよりも短く、第２の連結部４４のタイヤ幅方向長さは大ブロック部３５の隣接する部分のタイヤ幅方向長さよりも短くなっているので、第１のラグ溝２０及び第２のラグ溝２８のエッジ成分を発揮させることができる。
また、大ブロック部２７、大ブロック部３５は、タイヤ周方向長さが長いが、クローズドサイプ４２、クローズドサイプ４６が各々形成されているので、剛性を維持しつつエッジ効果を発揮することができる。

なお、トレッド１２が摩耗して摩耗中期になると、第１の連結部４０に設けたサイプ４２、及び第２の連結部４４に設けたサイプ４６が路面に接地し、サイプ４２，４６のエッジ効果により氷上性能を向上させることが出来る。

ここで、オープンサイプ２４、３２の深さ寸法に対して、クローズドサイプ２６、３４の深さ寸法が１０５％未満では、確実に高い氷上性能を得ることができなくなる。一方、オープンサイプ２４、３２の深さ寸法に対して、クローズドサイプ２６、３４の深さ寸法が１４０％を超えると、ブロック剛性が低下して、偏摩耗性能が低下する虞がある。

また、オープンサイプ２４、３２の深さ寸法が、ブロックの高さ寸法の５０％未満では、摩耗中期以降にオープンサイプ２４、３２が消滅する可能性がある。一方、オープンサイプ２４、３２の深さ寸法が、それらが形成されているブロックの高さ寸法の７０％を超えると、ブロック剛性が確保できなくなる虞がある。

［その他の実施形態］
上記実施形態では、ブロックのタイヤ周方向中央部分に２つのオープンサイプを形成したが、氷上性能が確保できればオープンサイプの数は１本でも良く、ブロック剛性が確保できればオープンサイプの数は２本以上であっても良い。なお、両者の観点から２本が好ましい。
上記実施形態では、オープンサイプ、及びクローズドサイプがタイヤ幅方向に延びていたが、タイヤ幅方向に対して傾斜していても良い。
また、オープンサイプ、及びクローズドサイプは、ブロック剛性を高めるために、深さ方向にジグザグ形状としたり、サイプ壁面を凹凸させた所謂３Ｄ形状としても良い。

（試験例）
本発明の効果を確かめるために、本発明の適用された実施例のタイヤ３種、従来例に相当するタイヤ１種、比較例のタイヤ１種を試作し、氷上性能、及びブロック剛性について比較を行った。
実施例のタイヤ１〜３：上記実施形態で説明した構成を有するタイヤであり、オープンサイプとクローズドサイプとの深さの比を各々変更している。
比較例のタイヤ：オープンサイプとクローズドサイプの溝深さを同一に設定している以外は、実施例と同一構成。
従来例のタイヤ：ブロックにクローズドサイプが設けられていない点以外は、実施例のタイヤと同一構成。

氷上性能は、初速度１０ｋｍ／ｈでの走行状態からアクセルを全開し、終速度３０ｋｍ／ｈに達するまでの時間（加速タイム）を計測し、初速度と終速度と加速タイムとから算出した平均加速度を算出した。評価は、従来例の空気入りタイヤにおける平均加速度の逆数を１００とする指数表示とした。指数の数値が大きいほど氷上性能（トラクション）に優れていることを表している。

ブロック剛性は、ブロックの基部を固定して、ブロックの踏面に対して一定の剪断力（方向はタイヤ周方向）を与え、ブロックの踏面の変位量を計測した。評価は、従来例の変位量の逆数を１００とする指数表示としており、数値が大きいほど変位量が少なく、ブロック剛性が高いことを表している。
試験結果は、以下の表１に記載した通りである。本試験では、指数の値が１１０を超えたものが、高い性能を有しているとした。

試験の結果から、本発明の適用された実施例１〜３のタイヤは、従来例と同等以上のブロック剛性を確保しつつ、高い氷上性能が確保されていることが分かる。

１０空気入りタイヤ
１２トレッド
２０第１のラグ溝
２２センターブロック
２４オープンサイプ
２６クローズドサイプ
２８第２のラグ溝
３０セカンドブロック
３２オープンサイプ
３４クローズドサイプ
４０第１の連結部
４２サイプ
４４第２の連結部
４６サイプ

Claims

タイヤ赤道面の両側に形成され周方向に沿って延びる複数の周方向主溝と、前記周方向主溝で区画された複数のブロックと、をトレッドに備え、
前記ブロックには、タイヤ幅方向に延びて前記ブロックのタイヤ幅方向両端に接続するオープンサイプと、前記オープンサイプのタイヤ周方向両側に配置され、タイヤ幅方向に延びてブロック内で終端し、前記オープンサイプよりも深く形成されたクローズドサイプと、が設けられていて、
前記トレッドのタイヤ幅方向中央部分には、タイヤ赤道面に沿ってジグザグ状に延びる周方向サイプが形成され、
タイヤ周方向に隣り合う前記ブロックの間に配置されるラグ溝には、高さが前記ブロックよりも低く、タイヤ周方向一方側の前記ブロックと、タイヤ周方向他方側の前記ブロックとを連結する連結部が設けられており、
タイヤ赤道面に最も近い位置に配置された前記ラグ溝に設けられた前記連結部は、前記周方向サイプ側に形成されているタイヤ。
前記オープンサイプの深さ寸法は、前記ブロックの高さ寸法の５０〜７０％の範囲内に設定され、
前記オープンサイプの深さ寸法に対して、前記クローズドサイプの深さ寸法は１０５〜１４０％の範囲内に設定されている、請求項１に記載のタイヤ。
前記クローズドサイプは、タイヤ幅方向にジグザグ状に延びている、請求項１又は請求項２に記載のタイヤ。
前記オープンサイプは、前記ブロックのタイヤ周方向中央部に２本形成されて前記ブロックを前記２本のオープンサイプ間に構成される小ブロック部及び該小ブロック部のタイヤ周方向両外側に構成されタイヤ周方向長さが該小ブロック部よりも長い大ブロック部に区画し、
前記クローズドサイプは、前記大ブロック部に形成されている、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載のタイヤ。
前記連結部には、タイヤ幅方向に延びるサイプが形成されている、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載のタイヤ。
前記連結部のタイヤ幅方向長さは、隣接部分における前記ブロックのタイヤ幅方向長さよりも短い、請求項１〜請求項５の何れか１項に記載のタイヤ。