JP4495497B2 - 冬用タイヤ - Google Patents

Description

本発明は、横溝形状を改善することにより優れた氷上性能の確保を図りながら雪上性能を向上しうる冬用タイヤに関する。

冬期に使用される冬用タイヤでは、一般に、積雪路におけるグリップ力を確保するため雪噛み性の高いブロックパターンを採用するとともに、ブロックに複数のサイピングを形成しかつトレッドに軟質のゴムを使用することにより、路面掘りおこし摩擦力や粘着摩擦力を高めて氷路での走行性能（氷上性能）を向上させている。

そして近年、氷上性能、特に氷面が鏡面化した所謂ミラーバーンでの性能を向上させるために、トレッド溝の溝面積を減じ実接地面積を増大させることが提案されている。しかしこのことは、雪上性能、特に深雪やシャーベット雪などでの性能を低下させるという問題がある。これは、積雪路での駆動力、制動力性能は、主にトレッド溝内で押し固めた雪柱の剪断力（雪柱剪断力）によって得られるが、溝面積の低減によって雪柱が壊れやすくなるなど雪柱剪断力を低下させるからであり、特に固まりにくい前記雪質において影響が大きくなる。

そこで本発明者は、限られた溝面積において雪柱剪断力を高めるべく研究した。その結果、雪柱ａは、図７（Ａ）の如く、縦主溝と横溝とが十字路状に交差する十字状雪柱ａ１の場合には、比較的強い雪柱強度が確保されるが、図７（Ｂ）如く、縦主溝と横溝とが三叉路状に交差するＴ字状雪柱ａ２の場合には、その交差部ｊで壊れｃが生じやすくなるなど充分な雪柱剪断力が得られないことが判明した。そして、このＴ字状雪柱ａ２における交差部ｊを補強することにより、タイヤ全体としての雪柱剪断力を高めることができ、雪上性能を向上しうることを究明し得た。なおブロックパターンのタイヤでは、パターンノイズを軽減させるために、タイヤ軸方向に隣り合う横溝の位置を周方向に違える場合が多く、前記Ｔ字状雪柱ａ２が形成されやすい傾向にある。

なお氷上性能と雪上性能との両立を図るタイヤとして、例えば特許文献１のものがある。

特開２００３−６３２１１号公報

本発明は、縦主溝との交差部が三叉路状をなす横溝において、その交差部を補強することを基本として、雪柱剪断力を高めることができ、優れた氷上性能の確保を図りながら雪上性能、とりわけ深雪路やシャーベット状の雪質路などでの走行性能を向上しうる冬用タイヤを提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、トレッド部に、タイヤ周方向にのびる複数本の縦主溝を設けることにより、縦主溝間及び縦主溝とトレッド縁との間にのびるリブ状陸部を形成し、かつ該リブ状陸部は、このリブ状陸部を横切る横溝を設けることによりブロックがタイヤ周方向に並ぶ１以上のブロック列のリブ状陸部を含む冬用タイヤであって、
前記ブロック列のリブ状陸部は、タイヤ赤道上に配され、かつ、タイヤ軸方向と平行にのびる横溝で区分された中央のリブ状陸部を含み、
該中央のリブ状陸部の前記横溝の両側が縦主溝に開口する開口端において、この横溝の仮想延長部と該縦主溝とが交わる交差部が、この縦主溝を挟んで隣合うリブ状陸部の溝壁に面する三叉路部分をなすとともに、
前記中央のリブ状陸部の横溝は、その両開口端の間において溝断面積が最小となるくびれ部を有しかつこのくびれ部から少なくとも前記三叉路部分の開口端に向かって溝断面積を漸増させてなり、しかも
前記中央のリブ状陸部の横溝は、前記くびれ部に連なり該くびれ部を挟む両横溝壁部が、前記くびれ部から該横溝の溝巾を増す向きに曲線状、若しくは直線状に傾斜して前記開口端に延在することにより、前記ブロックのタイヤ周方向の両端部が、タイヤ周方向に凸状をなすとともに、
前記中央のリブ状陸部のブロックはその上面に、該横溝壁部に沿ってのびるサイピングを形成したことを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記中央のリブ状陸部の横溝の前記両横溝壁部は、前記くびれ部から該横溝の溝巾を増す向きに直線状に傾斜して前記開口端に延在することを特徴としている。

又請求項３の発明では、前記中央のリブ状陸部の横溝は、前記くびれ部での溝巾Ｗｂと、前記三叉路部分の開口端での溝巾Ｗａとの比Ｗｂ／Ｗａを０．５〜０．７としたことを特徴としている。

又請求項４の発明では、前記中央のリブ状陸部の横溝は、前記くびれ部から、少なくとも前記三叉路部分の開口端に向かって溝深さを漸増させたことを特徴としている。

又請求項５の発明では、前記中央のリブ状陸部のブロックのタイヤ周方向の両端部は、タイヤ周方向に凸状をなすＶ字又は逆Ｖ字状であることを特徴としている。

本発明は叙上の如く構成しているため、限られた溝面積において雪柱剪断力を高めることができ、優れた氷上性能の確保を図りながら雪上性能、とりわけ深雪路やシャーベット状の雪質路などでの走行性能を向上することができる。

以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
図１は、本発明が乗用車用の冬用タイヤ（冬用の空気入りタイヤであり、以下、空気入りタイヤと呼ぶこともある）である場合のトレッド面の展開図である。

図１において、空気入りタイヤ１は、トレッド部２に、タイヤ周方向にのびる複数本の縦主溝３を設けることにより、縦主溝３，３間及び縦主溝３とトレッド縁Ｔｅとの間をのびるリブ状陸部４を形成している。本例では、タイヤ赤道Ｃの両側に内の縦主溝３ｉ、その外側に中の縦主溝３ｍ、及びそのさらに外側に外の縦主溝３ｏの６本の縦主溝３を設けることにより、タイヤ赤道Ｃ上に配される中央のリブ状陸部４ｃ、その外側の内のリブ状陸部４ｉ、その外側の中のリブ状陸部４ｍ、そのさらに外側の外のリブ状陸部４ｏの７本のリブ状陸部４を形成した場合を例示している。

又このリブ状陸部４のうちの少なくとも１本は、該リブ状陸部４を横切る横溝５を設けることによりブロックＢがタイヤ周方向に並ぶブロック列のリブ状陸部６として形成される。本例では、各リブ状陸部４ｃ〜４ｏがブロック列のリブ状陸部６である場合を例示している。

そして、このブロック列のリブ状陸部６のうちの少なくとも１本は、その横溝５を、該横溝５が前記縦主溝３と三叉路状に交差する三叉路状交差横溝７として形成している。ここで前記「三叉路状交差横溝７」とは、図２に示すように、横溝５が縦主溝３に開口する開口端Ｅにおいて、この横溝５の仮想延長部１０と該縦主溝３とが交わる交差部Ｊが、この縦主溝３を挟んで隣合うリブ状陸部４の溝壁４Ｗに面する三叉路部分１１をなす横溝を意味する。

前記中央のリブ状陸部４ｃに配される横溝５ｃは、図３から明らかなように、タイヤ軸方向と平行にのびるとともに、その両側の交差部Ｊが三叉路部分１１をなす三叉路状交差横溝７から形成される。又前記内のリブ状陸部４ｉに配される横溝５ｉは、一方側の交差部Ｊ（内の縦主溝３ｉとの交差部Ｊ）のみが三叉路部分１１をなす三叉路状交差横溝７から形成される。なおこの横溝５ｉの他方側の交差部Ｊ（中の縦主溝３ｍとの交差部Ｊ）は、横溝５ｉの仮想延長部１０が、隣合う中のリブ状陸部４における横溝５ｍの開口端Ｅの少なくとも一部に面しているなど、溝壁４Ｗには完全に面しておらず、従って、三叉路部分１１ではなく、雪柱が崩れにくい十字路部分１２を形成している。

又前記中のリブ状陸部４ｍに配される横溝５ｍ、及び側のリブ状陸部４ｏに配される横溝５ｏは、その各交差部Ｊがそれぞれ十字路部分１２をなす非三叉路状交差横溝８として形成さている。

そして本例では、図３に拡大して示すように、三叉路状交差横溝７のうち、前記中央のリブ状陸部４ｃに配される横溝５ｃに、この横溝５ｃの両開口端Ｅ，Ｅ間において溝断面積が最小となるくびれ部１４を形成するとともに、このくびれ部１４から三叉路の側の開口端Ｅ（本例では両開口端Ｅ，Ｅ）まで溝断面積を漸増させている。本例では、前記くびれ部１４が最小の溝巾をなすことにより溝断面積を最小とし、かつこのくびれ部１４から両開口端Ｅ，Ｅまで溝巾Ｗを漸増させることにより溝断面積を漸増させた場合を例示している。このとき、前記横溝５ｃでは、前記くびれ部１４を挟むタイヤ軸方向両側の両横溝壁部Ｇｗ１，Ｇｗ２が、前記くびれ部１４から該横溝の溝巾Ｗを増す向きに曲線状若しくは直線状（本例では直線状）に傾斜して開口端Ｅまで延在している。これにより前記くびれ部１４は、タイヤ周方向に凸状に突出している。

このように、三叉路状交差横溝７である横溝５ｃにくびれ部１４を設け、このくびれ部１４から開口端Ｅに向かって溝断面積を漸増させている。そのため、前記三叉路部分１１をなす交差部Ｊの周方向長さが確保され、強固な雪柱が形成されるなど、開口端Ｅ周辺での雪柱の壊れを防止することができ、雪柱からの剪断力をより高く確保することが可能となる。又雪柱の破壊が、くびれ部１４の側、即ち横溝５ｃの中央側で発生するため、破壊された雪柱の横溝５ｃ内での目づまりを抑制しうるなど排雪性能をも高めうる。そして、これらの相乗効果によって雪上性能を向上することができる。

特に、溝巾Ｗをくびれ部１４から開口端Ｅまで漸増させた場合には、雪を押し固める際、横溝側から縦主溝側に雪が移動するため、前記交差部Ｊでの雪柱強度をより効果的に高めることが可能となる。又くびれ部１４から開口端Ｅまでの間での雪柱の破壊がさらに起こりにくくなるため、排雪性能の向上にもより好ましいものとなる。

又本例では、接地圧が高く雪上性能及び氷上性能に影響が大きいタイヤ赤道Ｃ上に中央のリブ状陸部４ｃを設け、かつこの中央のリブ状陸部４ｃに前述のくびれ部１４を有する横溝５ｃを形成しているため、雪上性能及び氷上性能をより高く発揮させることができる。又ドライ路面においては、直進安定性が高まりかつハンドル応答性を向上しうるという利点が生じる。

ここで、前記横溝５ｃの前記くびれ部１４での溝巾Ｗｂと、開口端Ｅでの溝巾Ｗａとの比Ｗｂ／Ｗａを０．５〜０．７の範囲とするのが好ましく、この範囲外になると雪柱強度がアンバランスとなって破壊しやすくなり、雪柱剪断力の向上効果が充分に発揮されなくなる。特に、前記比Ｗｂ／Ｗａが０．７を越えると、雪柱が開口端Ｅの側で破壊しやすくなり、かつ排雪性能も低下する。又０．５を下回ると、くびれ部１４の側で破壊しやすくなり、しかもくびれ部１４が過度に巾狭となるため、例えば排水性など横溝としての基本機能も充分に発揮されない傾向となる。

なお前記溝巾ＷａとＷｂとの平均値（Ｗａ＋Ｗｂ）／２である横溝５ｃの平均溝巾は、３．０〜６．０ｍｍの範囲が好ましく、６．０ｍｍを越えると、ランド比が減少するなど氷上性能の低下を招き、又ノイズ性能にも不利となる。逆に、３．０ｍｍ未満では、雪柱剪断力が不十分となって、必要な雪上性能が得られ難くなる。なお前記ランド比とは、正規リム、正規内圧、正規荷重条件下における接地面の全面積（溝面積を含む）に占める、ブロック面などの陸部面の面積の割合であり、本例では、氷上性能と雪上性能とを高いレベルで両立させるため、前記ランド比を６７〜７５％と比較的大きい値に設定している。なお前記「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"を意味する。また前記「正規内圧」とは、前記規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" を意味するが、乗用車用タイヤの場合には１８０ｋＰａとする。又前記「正規荷重」とは、前記規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば最大負荷能力、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "LOAD CAPACITY"に、夫々０．８８を乗じた荷重を意味する。

又本例では、前記横溝５ｃの溝深さＤを一定とした場合を例示しているが、図４に横溝５ｃの溝中心線に沿う断面図を示すように、溝深さＤを前記くびれ部１４から開口端Ｅ，Ｅまで漸増させることもできる。この場合には、溝内で雪を押し固める際、横溝側から縦主溝側への雪の移動がさらに促進されるため、雪柱強度の補強効果を一段と高めることが可能となる。又くびれ部１４でのブロック剛性が高まるため、偏摩耗の抑制にも効果がある。なお雪柱強度の補強効果、及びそれに基づく雪上性能の向上効果をより有効に発揮させるためには、前記くびれ部１４、及び開口端Ｅでの溝深さＤａ，Ｄｂの平均値（Ｄａ＋Ｄｂ）／２である横溝５ｃの平均溝深さ（溝深さＤが一定の場合にはその溝深さ）が、前記縦主溝３の溝深さＤ０の７０％以上であるのが好ましい。又ブロック剛性の観点から、前記平均溝深さの上限、好ましくは前記溝深さＤａの上限は、前記溝深さＤ０の１００％以下であるのが望ましい。

なお、前記溝断面積、溝巾Ｗ、溝深さＤにおいて「漸増する」とは、図５（Ａ）に溝巾Ｗの場合を例示するように、くびれ部１４と開口端Ｅとの間に、溝巾Ｗ等が一定の箇所Ｙを１以上含むことができ、他の箇所では連続的に増加している。従って、図５（Ｂ）の如く、溝巾Ｗ等が段差的に増加する段差部Ｘを有する変化は、この漸増には含まれない。ただし、段差部Ｘにおける溝巾の増加量が０．５ｍｍ以下、溝深さの増加量が１．０ｍｍ以下、溝断面積の増加量が４．０ｍｍ² 以下等本願発明の効果が発揮されるものは、含まれるものとするが、本願発明の作用効果の観点からは、段差部を有さない態様が好ましい。

次に、前記中央のリブ状陸部４ｃのブロックＢにはその上面に、路面掘りおこし摩擦力を高める目的で、図３の如くサイピング２０が形成される。このサイピング２０は、前記くびれ部１４での偏摩耗の発生を抑えるために、前記横溝壁部Ｇｗ１，Ｇｗ２に沿って形成される。なおサイピング２０はジグザグ状であっても良く、係る場合にはそのジグザグの振幅中心線が、前記横溝壁部Ｇｗ１，Ｇｗ２に沿って形成される。このとき、横溝壁部Ｇｗ１，Ｇｗ２に最も近いサイピング２０Ａは、前記くびれ部１４を中心としたブロックＢの巾ＢＷの５０％の領域において、サイピング２０Ａ（ジグザグ状の場合にはジグザグの振幅中心線）と横溝壁部Ｇｗ１，Ｇｗ２とのタイヤ周方向距離Ｌの最大値と最小値の差が、最小値の１００％以下と、前記タイヤ周方向距離Ｌを略一定とするのが好ましい。更に好ましくは５０％以下である。これにより、滑りが最も生じやすいくびれ部１４近傍の剛性を均一化し、偏摩耗を抑制する。なおブロック内部においては、偏摩耗は比較的発生しにくいため、タイヤ周方向一方側に配される例えばＶ字状のサイピング２０Ａと他方側の逆Ｖ字状のサイピング２０Ａとの間では、サイピング形状及びサイピング間隔を徐々に変化させている。

なおサイピング２０としては、その両端或いは一端がブロックＢ内で途切れるクローズタイプ、及び両端が縦主溝３に開口するオープンタイプの何れも、好適に採用しうる。

又本例では、前記中央のリブ状陸部４ｃ以外のリブ状陸部４ｉ、４ｍ、４ｏには、前記くびれ部１４を設けない溝断面積が略一定の従来的な横溝５ｉ、５ｍ、５ｏが形成されるとともに、この横溝５ｉ、５ｍ、５ｏで区画されるブロックＢの上面には、互いに平行な従来的なサイピング２１が配されている。なお三叉路状交差横溝７である前記横溝５ｉは、本例では、その溝巾を前記横溝５ｃの開口端Ｅでの前記溝巾Ｗａよりも大とすることにより、三叉路部分１１での雪柱強度を維持しているが、この横溝５ｉにも、くびれ部１４を設けた構造を採用することができる。なお他の横溝５ｍ、５ｏの溝巾も、本例では前記溝巾Ｗａよりも大に設定している。

図６には、横溝５ｃの他の実施例を例示している。図６では、横溝５ｃが溝巾一定の平行部分２２を有し、この平行部分２２がくびれ部１４を構成している。

又本例では、溝巾Ｗをくびれ部１４から開口端Ｅまで漸増させた場合を例示したが、溝巾Ｗを一定とし、溝深さＤをくびれ部１４から開口端Ｅまで漸増させることにより溝断面積を漸増させることもでき、又溝壁面の傾斜角度を変化させることにより溝断面積を漸増させても良い。係る場合にも、くびれ部１４での溝断面積を開口端Ｅでの開口端Ｅの０．５〜０．７倍とするのが好ましい。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

図１のトレッドパターンを基本パターンとし、中央のリブ状陸部に配される横溝のみ表１に示す仕様で変化させたタイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５ ９１Ｑの乗用車用タイヤを試作するとともに、各試供タイヤの氷上性能、雪上性能を評価した。

（１）氷上性能：
試供タイヤを、内圧（１８０ｋｐａ）、リム（１５×６ＪＪ）の基で、乗用車（ＦＲ車：２５００ｃｃ）の四輪に装着し、気温０゜Ｃの環境下のミラーバーン状の氷盤路において速度４０ｋｍ／ｈからＡＢＳ付にて急ブレーキをかけ、車が停車するまでの制動距離の逆数を指数表示している。なお指数は、比較例１を１００としたものであり、指数値が大なほど、氷上性能が優れている。

（２）雪上性能：
前記（１）の車両を用い、気温０゜Ｃの環境下のシャーベット状の雪質路上で時速４０ｋｍ／ｈからＡＢＳ付にて急ブレーキをかけ、車が停車するまでの制動距離の逆数を指数表示している。なお指数は、比較例１を１００としたものであり、指数値が大なほど、雪上性能が優れている。

本発明の空気入りタイヤのトレッド面の一実施例を展開して示す平面図である。 三叉路状部分を有する横溝を説明する線図である。 三叉路状部分を有する横溝をくびれ部とともに拡大して示す平面図である。 三叉路状部分を有する横溝の溝巾中心に沿った断面図である。 （Ａ）は、溝巾が漸増する場合の一例を示す線図、（Ｂ）は漸増に含まれない増加の一例を示す線図である。 三叉路状部分を有する横溝の他の例を示す線図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、背景技術を説明する十字状、及びＴ字状の雪柱の斜視図である。

符号の説明

２ トレッド部
３、３ｉ、３ｍ、３ｏ 縦主溝
４、４ｃ、４ｉ、４ｍ、４ｏ リブ状陸部
５、５ｃ、５ｉ、５ｍ、５ｏ 横溝
６ ブロック列のリブ状陸部
１０ 横溝の仮想延長部
１１ 三叉路部分
１４ くびれ部
２０ サイピング
Ｂ ブロック
Ｅ 開口端
Ｇｗ１、Ｇｗ２ 両横溝壁部
Ｊ 交差部
Ｔｅ トレッド縁
Ｗａ 溝壁

Claims (5)

1. トレッド部に、タイヤ周方向にのびる複数本の縦主溝を設けることにより、縦主溝間及び縦主溝とトレッド縁との間にのびるリブ状陸部を形成し、かつ該リブ状陸部は、このリブ状陸部を横切る横溝を設けることによりブロックがタイヤ周方向に並ぶ１以上のブロック列のリブ状陸部を含む冬用タイヤであって、
   前記ブロック列のリブ状陸部は、タイヤ赤道上に配され、かつ、タイヤ軸方向と平行にのびる横溝で区分された中央のリブ状陸部を含み、
   該中央のリブ状陸部の前記横溝の両側が縦主溝に開口する開口端において、この横溝の仮想延長部と該縦主溝とが交わる交差部が、この縦主溝を挟んで隣合うリブ状陸部の溝壁に面する三叉路部分をなすとともに、
   前記中央のリブ状陸部の横溝は、その両開口端の間において溝断面積が最小となるくびれ部を有しかつこのくびれ部から少なくとも前記三叉路部分の開口端に向かって溝断面積を漸増させてなり、しかも
   前記中央のリブ状陸部の横溝は、前記くびれ部に連なり該くびれ部を挟む両横溝壁部が、前記くびれ部から該横溝の溝巾を増す向きに曲線状、若しくは直線状に傾斜して前記開口端に延在することにより、前記ブロックのタイヤ周方向の両端部が、タイヤ周方向に凸状をなすとともに、
   前記中央のリブ状陸部のブロックはその上面に、該横溝壁部に沿ってのびるサイピングを形成したことを特徴とする冬用タイヤ。
2. 前記中央のリブ状陸部の横溝の前記両横溝壁部は、前記くびれ部から該横溝の溝巾を増す向きに直線状に傾斜して前記開口端に延在する請求項１記載の冬用タイヤ。
3. 前記中央のリブ状陸部の横溝は、前記くびれ部での溝巾Ｗｂと、前記三叉路部分の開口端での溝巾Ｗａとの比Ｗｂ／Ｗａを０．５〜０．７としたことを特徴とする請求項１又は２記載の冬用タイヤ
4. 前記中央のリブ状陸部の横溝は、前記くびれ部から、少なくとも前記三叉路部分の開口端に向かって溝深さを漸増させたことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の冬用タイヤ。
5. 前記中央のリブ状陸部のブロックのタイヤ周方向の両端部は、タイヤ周方向に凸状をなすＶ字又は逆Ｖ字状である請求項２記載の冬用タイヤ。

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