JP2008030665A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 サイプの形状及び配置に基づいて氷上制動性及び耐偏摩耗性を向上することを可能にした空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】 トレッド部１に、タイヤ周方向に延びる複数本の縦溝２と、タイヤ幅方向に延びる複数本の横溝３とを設け、これら縦溝２及び横溝３によって複数のブロック４を区画し、該ブロック４にタイヤ幅方向に延びる複数本のサイプ５を設けた空気入りタイヤにおいて、サイプ５は、トレッド面Ｓにおいてジグザグ形状をなし、ブロック内部ではタイヤ径方向の２箇所以上でタイヤ周方向に屈曲してタイヤ幅方向に連なる屈曲部６を形成し、かつ該屈曲部６においてタイヤ径方向に振幅を持ったジグザグ形状をなす３次元構造を有し、サイプの屈曲部のトレッド面側の頂点とサイプ底側の頂点との間の２点間距離がブロック中心部に配置されるサイプよりもブロック端部に配置されるサイプにて大きくなるように単一ブロック内に２点間距離が互いに異なる複数種類のサイプを混在させる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ブロックに複数本のサイプを設けた空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、サイプの形状及び配置に基づいて氷上制動性及び耐偏摩耗性を向上するようにした空気入りタイヤに関する。

氷雪路用空気入りタイヤにおいて、氷上性能の改善策として、ブロックに設けるサイプのエッジ量を増やしたり、トレッドゴムを低硬度化することが一般的に行われている。しかしながら、トレッドゴムを低硬度化した場合、ブロック剛性が低下するため、制駆動時やコーナリング時にブロックが倒れ込んで接地面積が減少し、夏季及び冬季でのタイヤ性能が低下することになる。そこで、ブロックの倒れ込みを防止するためにサイプを３次元構造にすることが提案されている。

３次元構造を有するサイプとして、トレッド面ではジグザグ形状をなし、ブロック内部ではジグザグ形状の振幅が変化するようにしたサイプが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この場合、前後方向のブロック剛性を高めることは可能であるものの、横方向のブロック剛性を高める効果は殆ど得られないという欠点がある。

また、トレッド面ではジグザグ形状をなし、ブロック内部ではタイヤ径方向に連なる屈曲部をタイヤ幅方向に屈曲するようにしたサイプが提案されている（例えば、特許文献２参照）。この場合も、横方向のブロック剛性が前後方向のブロック剛性に比べて低いという欠点がある。

これに対して、トレッド面においてジグザグ形状をなし、ブロック内部ではタイヤ径方向の２箇所以上でタイヤ周方向に屈曲してタイヤ幅方向に連なる屈曲部を形成し、かつ該屈曲部においてタイヤ径方向に振幅を持ったジグザグ形状を形成するようにしたサイプが提案されている（例えば、特許文献３参照）。この場合、前後方向のブロック剛性と横方向のブロック剛性を同時に高めることが可能である。しかしながら、このような３次元構造を有するサイプであっても、低硬度のトレッドゴムを用いた場合にはブロック端部が倒れ込み易いため、氷雪路面を走行する際にブロック端部に位置するサイプに雪詰まりが発生し、その結果、接地面積が減少して氷上制動性が低下するという問題がある。また、ブロック端部が倒れ込み易いと耐偏摩耗性が悪化するという問題もある。
特開２０００−６６１９号公報 特開２００２−３２１５０９号公報 特開２００５−１２６０５５号公報

本発明の目的は、サイプの形状及び配置に基づいて氷上制動性及び耐偏摩耗性を向上することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、トレッド部に、タイヤ周方向に延びる複数本の縦溝と、タイヤ幅方向に延びる複数本の横溝とを設け、これら縦溝及び横溝によって複数のブロックを区画し、該ブロックにタイヤ幅方向に延びる複数本のサイプを設けた空気入りタイヤにおいて、
前記サイプは、トレッド面においてジグザグ形状をなし、ブロック内部ではタイヤ径方向の２箇所以上でタイヤ周方向に屈曲してタイヤ幅方向に連なる屈曲部を形成し、かつ該屈曲部においてタイヤ径方向に振幅を持ったジグザグ形状をなす３次元構造を有し、
前記サイプの屈曲部のトレッド面側の頂点とサイプ底側の頂点との間の２点間距離が前記ブロックの中心部に配置されるサイプよりも前記ブロックの端部に配置されるサイプにて大きくなるように単一ブロック内に前記２点間距離が互いに異なる複数種類のサイプを混在させたことを特徴とするものである。

本発明では、サイプがタイヤ径方向の２箇所以上でタイヤ周方向に屈曲してタイヤ幅方向に連なる屈曲部を備えているので、制駆動時にサイプの両側の小ブロックが互いに噛み合ってブロックの変形を抑制し、制駆動時のタイヤ性能を向上することができる。また、上記サイプは屈曲部においてタイヤ径方向に振幅を持ったジグザグ形状を形成しているので、コーナリング時においてもサイプの両側の小ブロックが互いに噛み合ってブロックの変形を抑制し、コーナリング時のタイヤ性能を向上することができる。従って、トレッドゴムを低硬度化した場合であっても、制駆動時のタイヤ性能とコーナリング時のタイヤ性能を同時に向上することが可能である。

しかも、サイプの屈曲部のトレッド面側の頂点とサイプ底側の頂点との間の２点間距離がブロックの中心部に配置されるサイプよりもブロックの端部に配置されるサイプにおいて大きくなるように単一ブロック内に上記２点間距離が互いに異なる複数種類のサイプを混在させているので、隣り合う小ブロックが互いに噛み合うエッジの総長さがブロック端部側ほど大きくなり、ブロック端部の剛性不足を補うことができる。そのため、ブロック端部の倒れ込みを抑制することができるので、氷上制動性及び耐偏摩耗性を高めることができる。

本発明において、サイプの屈曲部のトレッド面側の頂点とサイプ底側の頂点との間の２点間距離がブロックの中心部に配置されるサイプからブロックの端部に配置されるサイプにかけて徐々に大きくなるように単一ブロック内に上記２点間距離が互いに異なる少なくとも３種類のサイプを混在させることが好ましい。これにより、ブロック剛性をブロック全体にわたって均一化し、氷上制動性及び耐偏摩耗性を更に向上することができる。

また、ブロックの端部に配置されるサイプの２点間距離はブロックの中心部に配置されるサイプの２点間距離の１．１倍以上１．５倍以下にすることが好ましい。これにより、氷上制動性及び耐偏摩耗性の改善効果を十分に得ることができる。

本発明は、スタッドレスタイヤに代表される氷雪路用空気入りタイヤに適用した場合に顕著な作用効果が得られるが、オールシーズン用の空気入りタイヤにも適用することが可能である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態からなる氷雪路用空気入りタイヤのトレッドパターンを示し、図２はそのブロックの基本構造を示すものである。また、図３はそのブロックにおけるサイプ内壁面を示すものである。

図１に示すように、トレッド部１には、タイヤ周方向に延びる複数本の縦溝２と、タイヤ幅方向に延びる複数本の横溝３とが形成され、これら縦溝２及び横溝３によって複数のブロック４が区画されている。そして、各ブロック４にはタイヤ幅方向に延びる複数本のサイプ５が形成されている。なお、ブロック４の形状やサイプ５の本数は特に限定されるものではない。

図２に示すように、サイプ５は、トレッド面Ｓにおいてジグザグ形状をなし、ブロック内部ではタイヤ径方向（Ｔｒ）の２箇所以上でタイヤ周方向（Ｔｃ）に屈曲してタイヤ幅方向（Ｔｗ）に連なる複数の屈曲部６を形成している。これら屈曲部６は凸状の屈曲部６ａと凹状の屈曲部６ｂとを有し、サイプ５の一方の壁面では凸状の屈曲部６ａと凹状の屈曲部６ｂとが交互に配置され、これに対向する他方の壁面（不図示）では凸状の屈曲部６ａと凹状の屈曲部６ｂとの位置関係が逆になっている。サイプ５にタイヤ周方向に屈曲する屈曲部６を設けた場合、制駆動時にサイプ５の両側の小ブロックが互いに噛み合ってブロック４の変形を抑制し、ブロック４のタイヤ周方向への倒れ込みを抑制することができる。なお、屈曲部６を各サイプ５において２箇所以上設けることで、タイヤの正転及び逆転に起因してブロック剛性に差を生じるのを回避することができる。

図３に示すように、サイプ５は屈曲部６においてタイヤ径方向（Ｔｒ）に振幅を持ったジグザグ形状を形成している。サイプ５を屈曲部６においてタイヤ径方向（Ｔｒ）に振幅を持ったジグザグ形状とした場合、コーナリング時にサイプ５の両側の小ブロックが互いに噛み合ってブロック４の変形を抑制し、ブロック４のタイヤ幅方向への倒れ込みを抑制することができる。

トレッド部１を構成するゴム組成物のJIS-A 硬度（０℃）は４０〜６０、好ましくは４５〜５５にすると良い。トレッドゴムのJIS-A 硬度が４０未満であるとブロック４の倒れ込みを生じ易くなり、逆に６０を超えると氷上摩擦力が低下する。

上記氷雪路用空気入りタイヤによれば、サイプ５がタイヤ径方向（Ｔｒ）の２箇所以上でタイヤ周方向（Ｔｃ）に屈曲してタイヤ幅方向（Ｔｗ）に連なる屈曲部６を備えているので、制駆動時にサイプ５の両側の小ブロックが互いに噛み合ってブロックの変形を抑制し、制駆動時のタイヤ性能を向上することができる。また、サイプ５は屈曲部６においてタイヤ径方向（Ｔｒ）に振幅を持ったジグザグ形状を形成しているので、コーナリング時においてもサイプ５の両側の小ブロックが互いに噛み合ってブロックの変形を抑制し、コーナリング時のタイヤ性能を向上することができる。

ここで、ブロック４は複数本のサイプ５により複数の小ブロックに区画されているが、ブロック４の中心部に位置する小ブロックは他の小ブロックにより両側から支持される一方で、ブロック４の端部に位置する小ブロックは他の小ブロックにより片側から支持されるだけある。そのため、上述のようにサイプ５を３次元構造とした場合であっても、ブロック４の端部が相対的に倒れ込み易いので、氷雪路面を走行する際にブロック４の端部に位置するサイプ５に雪詰まりが発生し易い。そして、サイプ５への雪詰まりを生じると、接地面積が少なくなり、氷上制動性が低下することになる。しかも、ブロック４の端部が倒れ込み易いと耐偏摩耗性も悪くなる。そこで、ブロック４には以下のサイプ構造を採用する。

図４は本発明のサイプ構造を適用したブロックを示すものである。図４において、ブロック４には、ブロック長手方向の中心部に位置する１番目のサイプ５１と、該サイプ５１よりもブロック長手方向の端部側に位置する２番目のサイプ５２と、ブロック長手方向の端部に位置する３番目のサイプ５３とが形成されている。サイプ５１〜５３に位置関係は相対的なものである。つまり、ブロック長手方向に並ぶ複数本のサイプのうち、ブロック長手方向の中心部に最も近いものが中心部のサイプであり、ブロック長手方向の端部に最も近いものが端部のサイプである。

サイプ５１〜５３はいずれも上述した基本構造を備えるものであるが、屈曲部６のトレッド面側の頂点とサイプ底側の頂点との間の２点間距離がブロック４の中心部に配置される１番目のサイプ５１よりもブロック４の端部に配置される３番目のサイプ５３にて大きくなっている。より好ましくは、屈曲部６のトレッド面側の頂点とサイプ底側の頂点との間の２点間距離がブロック４の中心部に配置される１番目のサイプ５１からブロック４の端部に配置される３番目のサイプ５３にかけて順次に大きくなっている。

図５（ａ）〜（ｃ）は図４のブロックに形成された２番目のサイプの内壁面を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）はＸ−Ｘ矢視断面図、（ｃ）はＹ−Ｙ矢視断面図である。ここで、図５（ａ）には、２番目のサイプ５２の屈曲部６２（実線）に対して、１番目のサイプ５１の屈曲部６１（破線）と３番目のサイプ５３の屈曲部６３（一点鎖線）を重ね合わせて示す。

図５（ａ）〜（ｃ）に示すように、１番目のサイプ５１の屈曲部６１（破線）のトレッド面側の頂点Ａ１とサイプ底側の頂点Ｂ１との間の２点間距離Ｌ１と、２番目のサイプ５２の屈曲部６２（実線）のトレッド面側の頂点Ａ２とサイプ底側の頂点Ｂ２との間の２点間距離Ｌ２と、３番目のサイプ５３の屈曲部６３（一点鎖線）のトレッド面側の頂点Ａ３とサイプ底側の頂点Ｂ３との間の２点間距離Ｌ３とを比較したとき、Ｌ１＜Ｌ３、好ましくは、Ｌ１＜Ｌ２＜Ｌ３の関係を満足するようになっている。このように２点間距離Ｌ１〜Ｌ３がブロック４の中心部に配置される１番目のサイプ５１からブロック４の端部に配置される３番目のサイプ５３にかけて順次に大きくなるように単一のブロック４内に２点間距離Ｌ１〜Ｌ３が互いに異なる３種類のサイプ５１〜５３を混在させることにより、ブロック４の端部の剛性不足を補うことができる。これにより、ブロック４の端部の倒れ込みを抑制し、特にサイプ５３への雪詰まりに起因する接地面積の減少を回避することができるので、氷上制動性を向上することができる。また、ブロック４の端部の剛性不足を補うことで耐偏摩耗性も向上することができる。

ブロック４の端部に配置される３番目のサイプ５３の２点間距離Ｌ３はブロック４の中心部に配置される１番目のサイプ５１の２点間距離Ｌ１の１．１倍以上１．５倍以下にすることが好ましい。これにより、氷上制動性及び耐偏摩耗性の改善効果を十分に得ることができる。２点間距離Ｌ３が２点間距離Ｌ１の１．１倍未満であるとブロック端部の倒れ込みを抑えるのに十分な剛性を得ることができない。一方、２点間距離Ｌ３が２点間距離Ｌ１の１．５倍を超えると、それに伴って屈曲部のタイヤ径方向に対する角度θが小さくなり、ブロック端部を倒れ込みを抑える効果が減少する。同様にして、ブロック端部に配置されるサイプがブロック中心部から数えてｎ番目である場合、ｎ番目のサイプの２点間距離Ｌｎはブロック中心部に配置される１番目のサイプの２点間距離Ｌ１の１．１倍以上１．５倍以下にすると良い。

上述した実施形態では、単一のブロック内に２点間距離が互いに異なる３種類のサイプを設けた場合について説明したが、本発明では単一のブロック内に２点間距離が互いに異なる複数種類のサイプを設けた場合、より好ましくは、単一のブロック内に２点間距離が互いに異なる３〜５種類のサイプを設けた場合に上記と同様の作用効果を得ることができる。

タイヤサイズが１９５／６５Ｒ１５でブロックパターンを有する氷雪路用空気入りタイヤにおいて、ブロックに設けるサイプの形状だけを種々異ならせた従来例及び実施例１〜２のタイヤをそれぞれ製作した。従来例及び実施例１〜２において、サイプは、トレッド面においてジグザグ形状をなし、ブロック内部ではタイヤ径方向の２箇所以上でタイヤ周方向に屈曲してタイヤ幅方向に連なる屈曲部を形成し、かつ該屈曲部においてタイヤ径方向に振幅を持ったジグザグ形状をなす３次元構造を有するものとした。そして、ブロック長手方向の中心部に位置する１番目のサイプの屈曲部の２点間距離Ｌ１、１番目のサイプよりもブロック長手方向の端部側に位置する２番目のサイプの屈曲部の２点間距離Ｌ２、ブロック長手方向の端部に位置する３番目のサイプの屈曲部の２点間距離Ｌ３は、表１のように設定した。

これら試験タイヤについて、下記の試験方法により、氷上制動性及び耐偏摩耗性を評価し、その結果を表１に併せて示した。

氷上制動性能：
試験タイヤをリムサイズ１５×６．５ＪＪ、空気圧２００ｋＰａの条件で排気量２０００ｃｃのＦＲ車に装着し、凍結路面において速度４０ｋｍ／ｈの走行状態から制動を行い、その制動距離を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど氷上制動性が優れていることを意味する。

耐偏摩耗性：
試験タイヤをリムサイズ１５×６．５ＪＪ、空気圧２００ｋＰａの条件で排気量２０００ｃｃのＦＲ車に装着し、８０００ｋｍ走行後、試験タイヤの各ブロックにおけるヒールアンドトウ摩耗量を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど耐偏摩耗性が優れていることを意味する。

この表１から判るように、実施例１，２のタイヤは従来例に比べて氷上制動性及び耐偏摩耗性が優れていた。

本発明の実施形態からなる氷雪路用空気入りタイヤのトレッドパターンを示す平面図である。 図１の氷雪路用空気入りタイヤにおけるブロックの基本構造を示す一部切り欠き斜視図である。 図２のブロックにおけるサイプ内壁面を示す側面図である。 本発明のサイプ構造を適用したブロックを示す平面図である。 図４のブロックに形成された２番目のサイプの内壁面を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）はＸ−Ｘ矢視断面図、（ｃ）はＹ−Ｙ矢視断面図である。

符号の説明

１ トレッド部
２ 縦溝
３ 横溝
４ ブロック
５，５１，５２，５３ サイプ
６，６１，６２，６３ 屈曲部
Ａ１，Ａ２，Ａ３ トレッド面側の頂点
Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３ サイプ底側の頂点
Ｓ トレッド面

Claims (3)

1. トレッド部に、タイヤ周方向に延びる複数本の縦溝と、タイヤ幅方向に延びる複数本の横溝とを設け、これら縦溝及び横溝によって複数のブロックを区画し、該ブロックにタイヤ幅方向に延びる複数本のサイプを設けた空気入りタイヤにおいて、
   前記サイプは、トレッド面においてジグザグ形状をなし、ブロック内部ではタイヤ径方向の２箇所以上でタイヤ周方向に屈曲してタイヤ幅方向に連なる屈曲部を形成し、かつ該屈曲部においてタイヤ径方向に振幅を持ったジグザグ形状をなす３次元構造を有し、
   前記サイプの屈曲部のトレッド面側の頂点とサイプ底側の頂点との間の２点間距離が前記ブロックの中心部に配置されるサイプよりも前記ブロックの端部に配置されるサイプにて大きくなるように単一ブロック内に前記２点間距離が互いに異なる複数種類のサイプを混在させたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記２点間距離が前記ブロックの中心部に配置されるサイプから前記ブロックの端部に配置されるサイプにかけて徐々に大きくなるように単一ブロック内に前記２点間距離が互いに異なる少なくとも３種類のサイプを混在させたことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ブロックの端部に配置されるサイプの２点間距離を前記ブロックの中心部に配置されるサイプの２点間距離の１．１倍以上１．５倍以下にしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気入りタイヤ。
   

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