JP2006007797A

JP2006007797A - タイヤ

Info

Publication number: JP2006007797A
Application number: JP2004183414A
Authority: JP
Inventors: Naoya Ochi; 直也越智
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2004-06-22
Filing date: 2004-06-22
Publication date: 2006-01-12

Abstract

【課題】、従来のサイプ入りタイヤにおけるブロック剛性の問題を解消し、氷上並びに雪上での走行性能は勿論、それ以外の路面における走行性能も向上したタイヤを提供する。
【解決手段】トレッドの踏面を、タイヤの赤道を挟んで対向する一対の周溝にて、中央域とその両側の側域とに区画し、さらにトレッド端の一方から他方へタイヤの赤道を横切る向きに延びる複数本の横溝にて、中央域および各側域を複数のブロックに区画したタイヤであって、該中央域および側域のブロックに、タイヤの赤道を横切る向きに延びる複数本のサイプを設けてサブブロックに細分化するとともに、少なくとも中央域のブロックにおけるサブブロック内に複数の小孔を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤ、特に氷上並びに雪上性能に優れた高剛性の冬用タイヤに関するものである。

氷、雪上性能をバランス良く発揮し得るタイヤとしては、例えば特許文献１に記載されるように、ブロックパターンにおいて各ブロックに、波状または直線状のサイプをほぼ均一の間隔で多数本配置したものが一般的である。

ここで、サイプとは、いわゆる切込みを意味し、通常の溝のように常時開口するものではなく、接地面内において閉口する程度の極めて幅の狭い溝である。
特開平５−１６９９２３号公報

従来の冬用タイヤでは、トレッドのブロック内に略タイヤの回転軸方向に平行の長いサイプを配置するために、サイプの相互間隔が狭いと、例えば制動時にブレーキトラクションが生じた際、ブロックの剛性不足からブロックの倒れ込みが発生しやすく、制動時の挙動が不安定になりやすい不利がある。

また、ブロックの隅部や鋭角部などの細い部分にサイプを入れると、ブロック剛性が著しく低下し、氷上並びに雪上性能や、乾燥路並びにウェット路での性能など、全ての性能が悪化することもある。

そこで、本発明は、従来のサイプ入り冬用タイヤにおけるブロック剛性の問題を解消し、氷上並びに雪上での走行性能は勿論、それ以外の路面における走行性能も向上したタイヤを提供しようとするものである。

発明者らは、ブロック剛性を低下することなしに、氷雪上性能を更に向上する手段について鋭意検討したところ、サイプを追加することに替えて、トレッドの陸部表面に多数の小孔を配置することが極めて有効な手段となり得ることを見出し、本発明を完成するに到った。

すなわち、本発明の要旨は、次のとおりである。
（１）トレッドの踏面を、タイヤの赤道を挟んで対向する一対の周溝にて、中央域とその両側の側域とに区画し、さらにトレッド端の一方から他方へタイヤの赤道を横切る向きに延びる複数本の横溝にて、中央域および各側域を複数のブロックに区画したタイヤであって、該中央域および側域のブロックに、タイヤの赤道を横切る向きに延びる複数本のサイプを設けてサブブロックに細分化するとともに、少なくとも中央域のブロックにおけるサブブロック内に複数の小孔を設けてなるタイヤ。

（２）前記小孔は、中央域のブロックにおけるサブブロック内に限定して設けた上記（１）に記載のタイヤ。

（３）前記小孔は、開口面積が０．２〜１０ｍｍ^２および深さが最近接溝の深さの２５〜９０％であり、サブブロック当り２０個以下で設けた上記（１）または（２）に記載のタイヤ。

（４）前記中央域のタイヤの赤道上に少なくとも１本のセンター周溝を配置し、該中央域を２以上のブロック列に分割した上記（１）、（２）または（３）に記載のタイヤ。

（５）前記中央域のブロックにおけるサブブロック内に設けた小孔の設置数より少ない個数の小孔を、側域のブロックにおけるサブブロック内に設けた上記（１）、（３）または（４）に記載のタイヤ。

本発明によれば、優れた氷雪上性能を維持したままブロック剛性が高まるため、氷上並びに雪上での走行性能は勿論、それ以外の乾燥またはウェットの路面においても走行性能を総合的に向上したタイヤの提供が可能となる。

図１に、本発明に従うタイヤにおけるトレッドの展開図を示す。このトレッドは、トレッド端Ｔ間の踏面を、タイヤの赤道Ｏを挟んで対向する一対の周溝１ａおよび１ｂにて、中央域Ｃとその両側の側域Ｓとに区画し、さらにトレッド端Ｔの一端から他端へタイヤの赤道Ｏを横切る向きに延びる複数本の横溝２にて、中央域Ｃを複数のブロック３ａおよび３ｂに区画するとともに、各側域Ｓを複数のブロック３ｃに区画して成る。

すなわち、トレッドの踏面を中央域Ｃと側域Ｓとに区画する一対の周溝１ａおよび１ｂを配置する。タイヤ両側区域に近い周溝は、冬用タイヤにあって、雪上でのコーナリング時および、横すべり時のひっかかりとしての役目を果すため、コーナリング性を確保するのに有効である。また、周溝は直進安定性の向上にも寄与する。さらに、排水性の向上にもある程度寄与するが、細溝になるとその効果は小さくなる。かように、周溝を設けることによって、氷雪上走行時のコーナリング性能および直進安定性を確保する。また、中央域Ｃと側域Ｓとを分断することによって、後述のように、それぞれの役割を明確に分けることができる。

また、複数本の横溝２を配置することによって、基本的な雪上性能と排水性能とを確保し、かつ複数のブロック３ａ〜３ｃに区画して陸部をブロック列とすることによって、特に雪上でのトラクションおよびブレーキ性能を確保する。

さらに、個々のブロック３ａ〜３ｃには、タイヤの赤道Ｏを横切る向きに延びる複数本のサイプ４を介してサブブロック３０ａ〜３０ｃに細分化することによって、ブロック３ａ〜３ｃの剛性を適度に低下させ氷雪上走行時に必要となるトレッドの柔軟性を付与する。

ここで、雪上性能は通常のサイプの導入によって確保されるが、特に氷上性能を向上させるためには、ブロック３ａ〜３ｃに設けるサイプの相互間隔を狭くしサイプを密に、つまりブロック当りのサイプ本数を多くすることが有効である。ところが、路面が氷雪路から乾燥路やウェット路に変わった際、或いは氷上において過重がかかった際などに、サイプを密に配置してあると、ブロック剛性が弱いためにブロックの倒れこみが起こり、逆に性能が低下する懸念がある。そこで、本発明では、サイプの相互間隔を、基本的な氷上および雪上性能は確保できるが、剛性低下でブロックの倒れこみが起きない程度に広く設定しておく。または、サイプの相互間隔を狭める場合、サイプの深さを浅く設定する。特に、中央域Ｃのブロック３ａおよび３ｂにおいては、後述するサイプの機能を補う手段を適用することから、サイプの相互間隔および深さを次の通りにすることが好ましい。

具体的には、サイプの深さが溝深さ５０〜９０％程度の場合は、サイプの相互間隔を４〜８ｍｍ程度に、サイプの相互間隔が３ｍｍ以下程度の場合は、サイプの深さを溝深さの５〜５０％程度に、設定することが好ましい。

かようにサイプを密に配置することなしに、特に氷上性能をさらに向上するためには、図１に示すように、少なくとも中央域Ｃのブロック３ａおよび３ｂにおけるサブブロック３０ａおよび３０ｂ内に複数の小孔５を設けることが肝要である。

すなわち、サブブロッ３０ａおよび３０ｂ内に複数の小孔５を設けることによって、サイプを配置する場合と同様のエッジ効果を付与しつつ、孔という閉じた空間に起因した毛細管現象に似た作用による高い吸水性能が発揮される結果、氷上での性能を向上する。さらに、小孔５のそれぞれは不連続であるために、小孔５が追加配置されたブロックの剛性低下はサイプを追加配置した場合に比較してほとんどなく、高剛性が確保されるためにトレッド接地時にもブロックは倒れ込みにくくなる。かように、ブロックの倒れ込みが抑制されれば、気温０℃近辺で表面に擬似水膜ができ非常に滑りやすい氷上でも、陸部表面が効率良く水面に付いて吸水効果を得られるために、高い氷上性能を発揮することが可能となる。
また、中央域Ｃのブロック３ａおよび３ｂには、通常のサイプ４も同時に配置されているため、雪上性能も高いレベルで確保できるのである。

上記の小孔５は中央域Ｃのブロックに限定して配置し、側域Ｓについては小孔５ではなく、通常のサイプ４を設けたブロックとする。すなわち、トレッドの側域Ｓのブロック３ｃには、雪上でのトラクション、ブレーキおよびコーナリング性能を主に担うことが期待されるため、ここでは小孔５に比べて雪上性能に優れるサイプを用いる。このように、トレッドの中央域Ｃと側域Ｓとが担う性能を氷上と雪上とに分担することによって、氷上および雪上の性能のバランスをとることができる。従って、冬用タイヤにとりわけ有利に適合するものである。

なお、図２に示すように、トレッドの中央域Ｃのブロック３ａおよび３ｂにおけるサブブロック３０ａおよび３０ｂ内に設けた小孔５の設置数より少ない個数の小孔５を、側域Ｓのブロック３ｃにおけるサブブロック３０ｃ内に設けることも可能である。
すなわち、氷上性能向上をより求められる場合には、側域Ｓのブロック３ｃにおけるサブブロック３０ｃ内にも小孔５を配置することが、上記したように有効である。ただし、側域Ｓのブロック３ｃの剛性は偏摩耗等を考慮すると必要以上に落とせないために、側域Ｓのブロック３ｃでの小孔５の個数は中央域Ｃよりも少なく設定することが好ましい。

具体的には、側域Ｓのブロック３ｃにおけるサブブロック３０ｃ内に配置する小孔５の個数を、中央域Ｃのブロック３ａおよび３ｂにおけるサブブロック３０ａおよび３０ｂ内に設けた小孔５の設置数の１０〜７５％にする。

ここで、小孔５は、トレッドの陸部表面の開口面積を０．２（０．５ｍｍφ）〜１０ｍｍ^２（３．５ｍｍφ）の範囲とする。なぜなら、開口面積が０．２ｍｍ^２未満では、吸水効果およびエッジ効果が共に発揮されずに氷上性能の向上が望めなくなり、一方１０ｍｍ^２を超えると、ブロック内の個数が増してエッジ効果を増加する際に、ブロック内の実接地面積が減少して氷上性能が悪化することになるからである。より好ましい範囲は、０．７〜５ｍｍ^２である。

また、小孔５の深さは、吸水の効果やブロック剛性に影響を与えることから、最近接溝、つまり周溝１ａ、１ｂまたは横溝２の深さの２５％〜９０％に設定することが適している。すなわち、この深さが２５％未満になると、小孔の体積が少なくなりすぎて期待通りの吸水効果が得られないため氷上性能が悪化し、さらにトレッドの摩耗が進むと早期に小孔が無くなって所期した性能の持続が難しくなる。一方、深さが９０％を超えると、吸水効果は充分になる反面、ブロック剛性の低下により乾燥路およびウェット路での性能が低下し、また接地時に小孔内に吸水した水分を接地面外での回転時に小孔外に完全に出すことが出来ずに、回転しているうちに吸水効果が落ちる可能性がある。

以上の構成の小孔５は、小孔の径とサイプ４の相互間隔にもよるが、サブブロック当り２０個以下とすることが好ましい。なぜなら、２０個を超えると、通常のサイプを入れた場合と同様にブロック剛性の低下からブロックの倒れ込み現象が起こる可能性があるからである。

また、図１に示すように、上記中央域Ｃのタイヤの赤道Ｏ上に少なくとも１本のセンター周溝６を配置すれば、排水性の向上による耐ハイドロプレーニング性能と、氷雪上の直進安定性能とを確保することができる。そして、センター周溝６によって中央域を２以上のブロック列に分割することによって、ブロック列の大きさを適当な寸法に抑えて、小孔５を配置した際の剛性バランスを最適化できる利点もある。

図１および２に示したトレッドを、表１に示す仕様の下に有する、サイズ：２０５／６５Ｒ１５のラジアルタイヤを試作した。なお、表１に示す以外の基本仕様は下記のとおりである。
記
周溝１ａ、１ｂの幅：４ｍｍ
センター周溝６の幅：１１ｍｍ
補助周溝８ａ、８ｂの幅：５ｍｍ
横溝２の幅：５．５および１．５ｍｍ
横溝２の周方間隔：３６．６ｍｍ
ネガティブ率（接地全体面積のうちの溝面積率）：２８．２％（小孔は含まない）
両側域の合計幅（トレッド全幅対比）：３７％
側域の各ブロックにおけるサイプ数：５本
中央域の各ブロックにおけるサイプ数：７本
サイプ幅：０．５ｍｍ
サイプ深さ：７．３ｍｍ

また、比較として、図３に示すトレッドを有するサイズ：２０５／６５Ｒ１５のラジアルタイヤを試作した。図３に示すトレッドは、図１と基本的に同じ部分に同符号を付したように、図１および２に示した中央域Ｃの小孔５、さらには図２に示した側域Ｓの小孔５を省略した以外は、図１および２のトレッドと構成を同じくするものである。

かくして得られたタイヤについて、６．５Ｊ×１５ｍｍのリムに組み込み最高空気圧を充填してから、トヨタ自動車株式会社製乗用車カムリ（同社商標）に装着し、以下の各試験に供した。その試験結果を、表１に併記する。なお、表中の各試験結果を示す数値は、従来例を１００としたときの指数を表わしている。

［雪上フィーリング試験］
圧雪路面のテストコースにおける制動性、発進性、直進性およびコーナリング性を、ドライバーが総合的にフィーリング評価した。
［雪上ブレーキ試験］
圧雪路面を４０ｋｍ／ｈの速度で走行中にフル制動したときの制動距離を測定して評価した。
［雪上トラクション試験］
圧雪路面における発進から５０ｍの距離に到るまでの加速時間を測定して評価した。
［氷上フィーリング試験］
氷板路面のテストコースにおける制動性、発進性、直進性およびコーナリング性を、ドライバーが総合的にフィーリング評価した。
［氷上ブレーキ試験］
氷板路面を２０ｋｍ／ｈの速度で走行中にフル制動したときの制動距離を測定して評価した。
［氷上トラクション試験］
圧雪路面における発進から２０ｍの距離に到るまでの加速時間を測定して評価した。

以上、主に冬用タイヤを例に説明したが、本発明のタイヤは冬用タイヤに限るものでなく、サイプを用いる例えばオールシーズンタイヤにも適用することが可能である。

本発明に従うトレッドを示す展開図である。本発明に従う別のトレッドを示す展開図である。比較のトレッドを示す展開図である。

符号の説明

Ｔトレッド端
Ｏタイヤの赤道
Ｃ中央域
Ｓ側域
１ａ、１ｂ周溝
２横溝
３ａ〜３ｃブロック
３０ａ〜３０ｃサブブロック
４サイプ
５小孔
６センター周溝
７副横溝
８ａ、８ｂ補助周溝

Claims

トレッドの踏面を、タイヤの赤道を挟んで対向する一対の周溝にて、中央域とその両側の側域とに区画し、さらにトレッド端の一方から他方へタイヤの赤道を横切る向きに延びる複数本の横溝にて、中央域および各側域を複数のブロックに区画したタイヤであって、該中央域および側域のブロックに、タイヤの赤道を横切る向きに延びる複数本のサイプを設けてサブブロックに細分化するとともに、少なくとも中央域のブロックにおけるサブブロック内に複数の小孔を設けてなるタイヤ。
前記小孔は、中央域のブロックにおけるサブブロック内に限定して設けた請求項１に記載のタイヤ。
前記小孔は、開口面積が０．２〜１０ｍｍ^２および深さが最近接溝の深さの２５〜９０％であり、サブブロック当り２０個以下で設けた請求項１または２に記載のタイヤ。
前記中央域のタイヤの赤道上に少なくとも１本のセンター周溝を配置し、該中央域を２以上のブロック列に分割した請求項１、２または３に記載のタイヤ。
前記中央域のブロックにおけるサブブロック内に設けた小孔の設置数より少ない個数の小孔を、側域のブロックにおけるサブブロック内に設けた請求項１、３または４に記載のタイヤ。