JP2008143437A - 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性能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】 トレッド部に、鋭角頂点Ｃに向かって先細りとなる鋭角部分１Ｂと該鋭角部分１Ｂよりも相対的に広くなる広幅部分１Ａとを有するブロック１を設けた空気入りタイヤにおいて、ブロック１の広幅部分１Ａにタイヤ幅方向に延長しつつトレッド表面にてジグザグ形状をなす複数本のサイプＡを配置し、ブロック１の鋭角部分１Ｂにタイヤ幅方向に延長しつつトレッド表面にてジグザグ形状をなす少なくとも１本のサイプＢを配置し、該サイプＢのトレッド表面での振幅（Ｒ２）及び周期（Ｌ２）をそれぞれサイプＡのトレッド表面での振幅（Ｒ１）及び周期（Ｌ１）よりも小さくする。
【選択図】 図１

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性能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に関する。

氷雪路用空気入りタイヤにおいて、トレッド部のブロックにタイヤ幅方向に延長しつつトレッド表面にてジグザグ形状をなす複数本のサイプを設け、これらサイプのエッジ効果に基づいて氷上性能を発揮するようにしている（例えば、特許文献１参照）。更に、氷上性能の改善策として、トレッドゴムを低硬度化することが行われている。ところが、ブロックに多数本のサイプを設けると同時にトレッドゴムを低硬度化するとブロック剛性が不足し、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、サイプを３次元構造にすることが提案されている（例えば、特許文献２参照）。このようにブロックに３次元構造のサイプを設けた場合、サイプ壁面同士が互いに噛み合うようになるためブロックの倒れ込みを抑制することができる。

しかしながら、ブロックに３次元構造のサイプを設けた場合であっても、ブロック剛性が相対的に低い鋭角部分においてはブロックの倒れ込みが起こり易く、その部分に雪詰まりを生じる傾向がある。その結果、接地面積が減少し、氷上性能や耐偏摩耗性が低下するという問題を生じている。
特開２００５−２９７７１１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性能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、鋭角頂点に向かって先細りとなる鋭角部分と該鋭角部分よりも相対的に広くなる広幅部分とを有するブロックを設けた空気入りタイヤにおいて、前記ブロックの広幅部分にタイヤ幅方向に延長しつつトレッド表面にてジグザグ形状をなす複数本のサイプＡを配置し、前記ブロックの鋭角部分にタイヤ幅方向に延長しつつトレッド表面にてジグザグ形状をなす少なくとも１本のサイプＢを配置し、該サイプＢのトレッド表面での振幅（Ｒ２）及び周期（Ｌ２）をそれぞれ前記サイプＡのトレッド表面での振幅（Ｒ１）及び周期（Ｌ１）よりも小さくしたことを特徴とするものである。

本発明では、ブロックの広幅部分にサイプＡを配置する一方で、ブロックの鋭角部分に振幅が小さく周期が小さいサイプＢを配置することにより、鋭角部分においても十分なサイプエッジ量を確保し、氷上性能を向上することができる。また、振幅が小さく周期が小さいサイプＢはブロックエッジからの距離及びサイプ間距離を十分に確保しながら鋭角部分に配置することができるので、鋭角部分におけるブロック剛性の低下を回避し、耐偏摩耗性を向上することができる。

サイプＡのトレッド表面での振幅（Ｒ１）及び周期（Ｌ１）とサイプＢのトレッド表面での振幅（Ｒ２）及び周期（Ｌ２）との関係は、Ｌ２＝Ｌ１×（０．６０〜０．９５）、Ｒ２＝Ｒ１×（０．５５〜０．９５）とすることが好ましい。これにより、氷上性能や耐偏摩耗性の改善効果を十分に得ることができる。

サイプＡ，Ｂは、ブロック内部においてタイヤ径方向の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次元構造を有することが好ましい。サイプＡ，Ｂが上記のような３次元構造を有することにより、ブロックの倒れ込みを抑制し、氷上性能を更に向上することができる。即ち、サイプＡ，Ｂ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Ａ，Ｂ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。

サイプＢの屈曲部のタイヤ径方向の振幅（ｂ）はサイプＡの屈曲部のタイヤ径方向の振幅（ａ）よりも大きくすることが好ましい。このようにブロック剛性が低い鋭角部分に配置されるサイプＢの屈曲部のタイヤ径方向の振幅を相対的に大きくすることにより、氷上での旋回性能を向上し、また耐偏摩耗性を向上することができる。ここで、サイプＡの屈曲部のタイヤ径方向の振幅（ａ）とサイプＢの屈曲部のタイヤ径方向の振幅（ｂ）との関係は、ｂ＝ａ×（１．０５〜１．３５）とすることが好ましい。これにより、氷上旋回性能や耐偏摩耗性の改善効果を十分に得ることができる。

サイプＢのタイヤ幅方向の両端部はブロック内部で端止めすることが好ましい。これにより、ブロック剛性が相対的に低い鋭角部分の更なる剛性低下を回避し、氷上での旋回性能を向上することができる。

ブロックを区画する溝の鋭角頂点近傍での溝深さは他の部分での溝深さよりも浅くすることが好ましい。これにより、ブロック剛性が相対的に低い鋭角部分の剛性を増大し、氷上での旋回性能を向上することができる。

ブロックの鋭角部分の挟み角αは９０°未満であることが必要であるが、より好ましくは、２０°〜６０°である。挟み角αが上記範囲にある鋭角部分はブロック剛性が低いため、このような鋭角部分を備えたブロックに上述のサイプＡ，Ｂを適用することにより、氷上性能や耐偏摩耗性の改善効果が顕著になる。

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空気入りタイヤのトレッド部に形成されたブロックの一例を示すものである。図１において、Ｔｃはタイヤ周方向を示し、Ｔｗはタイヤ幅方向を示す。図１に示すように、ブロック１は、平面視形状が実質的に四角形をなし、タイヤ周方向（Ｔｃ）に対して平行に延びるトレッドショルダー側の辺１ａと、タイヤ周方向（Ｔｃ）に対して傾斜しながら延びるトレッドセンター側の辺１ｂと、これら辺１ａ，１ｂの両端同士を結ぶ辺１ｃ，１ｄとを備えている。ブロック１は、辺１ｂ，１ｄの交点からなる鋭角頂点Ｃに向かって先細りとなる鋭角部分１Ｂと該鋭角部分１Ｂよりも相対的に広くなる広幅部分１Ａとを有している。ここでは、広幅部分１Ａと鋭角部分１Ｂとの境界線Ｄ（破線）は辺１ｂ，１ｃの交点を通り、かつタイヤ周方向に対して平行な線としているが、この境界線Ｄの位置は広幅部分１Ａが鋭角部分１Ｂよりも広くなる条件を満足する限りにおいて任意に設定することができる。

上記ブロック１において、広幅部分１Ａにはタイヤ幅方向（Ｔｗ）に延長しつつトレッド表面にてジグザグ形状をなす複数本のサイプＡが配置され、鋭角部分１Ｂにはタイヤ幅方向（Ｔｗ）に延長しつつトレッド表面にてジグザグ形状をなす少なくとも１本のサイプＢが配置されている。ここで、サイプＡ，Ｂは振幅及び周期が互いに異なるものであり、サイプＢのトレッド表面での振幅（Ｒ２）及び周期（Ｌ２）はそれぞれサイプＡのトレッド表面での振幅（Ｒ１）及び周期（Ｌ１）よりも小さくなっている。

このようにブロック１の広幅部分１Ａに所望の振幅及び周期を有するサイプＡを配置する一方で、ブロック１の鋭角部分１Ｂに振幅が小さく周期が小さいサイプＢを配置することにより、鋭角部分１Ｂにおいても十分なサイプエッジ量を確保し、氷上性能を向上することができる。また、振幅が小さく周期が小さいサイプＢはブロックエッジからの距離及びサイプ間距離を十分に確保しながら鋭角部分１Ｂに配置することができるので、鋭角部分１Ｂにおけるブロック剛性の低下を回避し、耐偏摩耗性を向上することができる。サイプＢは鋭角頂点Ｃの近傍に１本だけ配置しても良いが、複数本のサイプＢを鋭角部分１Ｂに配置することが好ましい。

サイプＡのトレッド表面での振幅（Ｒ１）及び周期（Ｌ１）とサイプＢのトレッド表面での振幅（Ｒ２）及び周期（Ｌ２）との関係は、Ｌ２＝Ｌ１×（０．６０〜０．９５）、Ｒ２＝Ｒ１×（０．５５〜０．９５）とすると良い。これにより、氷上性能や耐偏摩耗性の改善効果を十分に得ることができる。Ｒ２＜Ｒ１×０．５５であると氷上性能が低下し、Ｒ２＞Ｒ１×０．９５であると耐偏摩耗性が低下する。また、Ｌ２＜Ｌ１×０．６０であると離型性が低下し、Ｌ２＞Ｌ１×０．９５）であると氷上性能が低下する。

サイプＡ，Ｂは、トレッド表面での形状をそのままトレッド内部において維持するものであっても良いが、ブロック剛性を確保するために、以下のような３次元構造を有することが望ましい。

図２は３次元構造のサイプを備えたブロック（サイプＡ，Ｂを共通に図示）を一部切り欠いて示すものである。図３（ａ）〜（ｂ）はブロックにおけるサイプＡの内壁面の一部を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。図４（ａ）〜（ｂ）はブロックにおけるサイプＢの内壁面の一部を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。

図２に示すように、サイプＡ（又はＢ）は、トレッド表面Ｓにおいてタイヤ周方向（Ｔｃ）に振幅を持ったジグザグ形状を形成し、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Ｗを形成している。これら屈曲部Ｗは凸状の屈曲部Ｗ１と凹状の屈曲部Ｗ２とを有し、サイプＡの一方の壁面では凸状の屈曲部Ｗ１と凹状の屈曲部Ｗ２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Ｗ１と凹状の屈曲部Ｗ２との位置関係が逆になっている。サイプＡ，Ｂにタイヤ周方向に屈曲する屈曲部Ｗを設けた場合、制駆動時にサイプＡ，Ｂの両側の小ブロックが互いに噛み合ってブロック１の変形を抑制し、ブロック１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Ｗを各サイプＡ，Ｂ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（ａ）〜（ｂ）に示すように、広幅部分１Ａに配置されるサイプＡは屈曲部Ｗにおいてタイヤ径方向（Ｔｒ）に振幅（ａ）を持ったジグザグ形状を形成している。サイプＡを屈曲部Ｗ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Ａの両側の小ブロックが互いに噛み合ってブロック１の変形を抑制し、ブロック１のタイヤ幅方向への倒れ込みを抑制することができる。

一方、図４（ａ）〜（ｂ）に示すように、鋭角部分１Ｂに配置されるサイプＢは屈曲部Ｗにおいてタイヤ径方向（Ｔｒ）に振幅（ｂ）を持ったジグザグ形状を形成している。サイプＢを屈曲部Ｗ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Ｂの両側の小ブロックが互いに噛み合ってブロック１の変形を抑制し、ブロック１のタイヤ幅方向への倒れ込みを抑制することができる。

屈曲部Ｗのタイヤ径方向の振幅（ａ，ｂ）は０．５〜５．０ｍｍに設定すると良い。この振幅が０．５ｍｍ未満であるとコーナリング時におけるブロック１の倒れ込みを支える効果が不十分になり、逆に５．０ｍｍを超えると金型からの抜けが悪くなる。

特に、サイプＢの屈曲部のタイヤ径方向の振幅（ｂ）はサイプＡの屈曲部のタイヤ径方向の振幅（ａ）よりも大きくすると良い。このようにブロック剛性が低い鋭角部分１Ｂに配置されるサイプＢの屈曲部のタイヤ径方向の振幅（ｂ）を相対的に大きくすることにより、氷上での旋回性能を向上し、また耐偏摩耗性を向上することができる。ここで、サイプＡの屈曲部のタイヤ径方向の振幅（ａ）とサイプＢの屈曲部のタイヤ径方向の振幅（ｂ）との関係は、ｂ＝ａ×（１．０５〜１．３５）とすることが好ましい。これにより、氷上旋回性能や耐偏摩耗性の改善効果を十分に得ることができる。ｂ＜ａ×１．０５であると氷上旋回性能や耐偏摩耗性の改善効果が不十分になり、ｂ＞ａ×１．３５であると離型性が低下する。

上記空気入りタイヤにおいて、図５に示すように、サイプＢのタイヤ幅方向の両端部はブロック１の内部で端止めしても良い。言い換えれば、サイプＢのタイヤ幅方向の両端部はブロック１を区画する溝に対して非連通としても良い。この場合、ブロック剛性が相対的に低い鋭角部分１Ｂの更なる剛性低下を回避し、氷上での旋回性能を向上することができる。

また、図６に示すように、ブロック１を区画するラグ溝や主溝等の溝２の鋭角頂点近傍部分２ａ（図中、斜線部）での溝深さを他の部分での溝深さよりも浅くすると良い。つまり、ブロック１の鋭角頂点近傍部分２ａにおいて溝２を底上げすると良い。これにより、ブロック剛性が相対的に低い鋭角部分１Ｂの剛性を増大し、氷上での旋回性能を向上することができる。溝２の底上げの程度は特に限定されるものではないが、底上げ部分での溝深さを他の部分での溝深さの５０％〜８０％にすれば良い。

更に、図１に示すように、ブロック１の鋭角部分１Ｂの挟み角αは２０°〜６０°にすると良い。挟み角αが上記範囲にある鋭角部分１Ｂはブロック剛性が低いため、このような鋭角部分１Ｂを備えたブロック１に上述のサイプＡ，Ｂを適用することにより、氷上性能や耐偏摩耗性の改善効果が顕著になる。鋭角部分１Ｂの挟み角αは、鋭角部分１Ｂに沿って延びるブロック１の辺１ｂ，１ｄが鋭角頂点Ｃでなす角度である。なお、鋭角部分１Ｂに面取り加工が施され、ブロックエッジ上に明確な鋭角頂点Ｃが存在しない場合、鋭角部分１Ｂを挟み込むブロック１の辺１ｂ，１ｄを延長し、その仮想延長線同士の交点を鋭角頂点Ｃと見做せば良い。

上記空気入りタイヤにおいて、トレッド部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。

タイヤサイズが１９５／６５Ｒ１５でトレッド部に鋭角頂点に向かって先細りとなる鋭角部分と該鋭角部分よりも相対的に広くなる広幅部分とを有するブロックを含む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、実施例１〜３のタイヤをそれぞれ製作した。

従来例は、ブロックの広幅部分にタイヤ幅方向に延長しつつトレッド表面にてジグザグ形状をなす複数本のサイプＡを配置し、ブロックの鋭角部分にタイヤ幅方向に延長しつつトレッド表面にてジグザグ形状をなす複数本のサイプＢを配置し、該サイプＢのトレッド表面での振幅（Ｒ２）及び周期（Ｌ２）をそれぞれサイプＡのトレッド表面での振幅（Ｒ１）及び周期（Ｌ１）と同じにしたものである。一方、実施例１〜３は、ブロックの広幅部分にタイヤ幅方向に延長しつつトレッド表面にてジグザグ形状をなす複数本のサイプＡを配置し、ブロックの鋭角部分にタイヤ幅方向に延長しつつトレッド表面にてジグザグ形状をなす複数本のサイプＢを配置し、該サイプＢのトレッド表面での振幅（Ｒ２）及び周期（Ｌ２）をそれぞれサイプＡのトレッド表面での振幅（Ｒ１）及び周期（Ｌ１）よりも小さくしたものである。なお、実施例２〜３では図２に示す３次元構造のサイプを採用し、特に実施例３ではサイプＢの屈曲部のタイヤ径方向の振幅（ｂ）をサイプＡの屈曲部のタイヤ径方向の振幅（ａ）よりも大きくした。また、全ての試験タイヤにおいて、サイプ深さは７．０ｍｍ、サイプ厚さは０．４ｍｍ、サイプ配置間隔は４．０ｍｍとした。

これら試験タイヤについて、下記の試験方法により、氷上制動性能、氷上旋回性能、耐偏摩耗性を評価し、その結果を表１に示した。

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能が優れていることを意味する。

氷上旋回性能：
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、凍結路面において半径３０ｍの旋回走行を行い、その平均速度を求めた。評価結果は、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旋回性能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、舗装路面にて８０００ｋｍ走行後、鋭角部分と広幅部分とを有するブロックに生じた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１〜３のタイヤは氷上性能及び耐偏摩耗性が従来例に比べて優れていた。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッド部に形成されたブロックの一例を示す平面図である。 ３次元構造のサイプを備えたブロック（サイプＡ，Ｂを共通に図示）を一部切り欠いて示す斜視図である。 ブロックにおけるサイプＡの内壁面の一部を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 ブロックにおけるサイプＢの内壁面の一部を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図である。 本発明におけるブロックの変形例を示す平面図である。 本発明におけるブロックを区画する溝の鋭角頂点近傍での底上げ構造を示す平面図である。

符号の説明

１ ブロック
１Ａ 広幅部分
１Ｂ 鋭角部分
２ 溝
Ａ，Ｂ サイプ
Ｃ 鋭角頂点
Ｄ 境界線
Ｌ１，Ｌ２ サイプのトレッド表面での周期
Ｒ１，Ｒ２ サイプのトレッド表面での振幅
Ｗ，Ｗ１，Ｗ２ 屈曲部
ａ，ｂ サイプの屈曲部のタイヤ径方向の振幅

Claims (8)

1. トレッド部に、鋭角頂点に向かって先細りとなる鋭角部分と該鋭角部分よりも相対的に広くなる広幅部分とを有するブロックを設けた空気入りタイヤにおいて、前記ブロックの広幅部分にタイヤ幅方向に延長しつつトレッド表面にてジグザグ形状をなす複数本のサイプＡを配置し、前記ブロックの鋭角部分にタイヤ幅方向に延長しつつトレッド表面にてジグザグ形状をなす少なくとも１本のサイプＢを配置し、該サイプＢのトレッド表面での振幅（Ｒ２）及び周期（Ｌ２）をそれぞれ前記サイプＡのトレッド表面での振幅（Ｒ１）及び周期（Ｌ１）よりも小さくしたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記サイプＡのトレッド表面での振幅（Ｒ１）及び周期（Ｌ１）と前記サイプＢのトレッド表面での振幅（Ｒ２）及び周期（Ｌ２）との関係を、Ｌ２＝Ｌ１×（０．６０〜０．９５）、Ｒ２＝Ｒ１×（０．５５〜０．９５）とし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. 前記サイプＡ，Ｂは、ブロック内部においてタイヤ径方向の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。
4. 前記サイプＢの屈曲部のタイヤ径方向の振幅（ｂ）を前記サイプＡの屈曲部のタイヤ径方向の振幅（ａ）よりも大きくしたことを特徴とする請求項３に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記サイプＡの屈曲部のタイヤ径方向の振幅（ａ）と前記サイプＢの屈曲部のタイヤ径方向の振幅（ｂ）との関係を、ｂ＝ａ×（１．０５〜１．３５）としたことを特徴とする請求項４に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記サイプＢのタイヤ幅方向の両端部をブロック内部で端止めしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
7. 前記ブロックを区画する溝の鋭角頂点近傍での溝深さを他の部分での溝深さよりも浅くしたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
8. 前記ブロックの鋭角部分の挟み角αが２０°〜６０°であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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