JP4316337B2 - 氷雪路用空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、ブロックに複数のサイプを設けた氷雪路用空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、サイプ底部でのクラックの発生を防止すると共に、摩耗時における氷上性能及びウェット性能を改善するようにした氷雪路用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。特に、サイプのエッジ量を増加させると、サイプによる引っ掻き効果や水膜除去効果が増大することになる。そこで、サイプのエッジ量を増加させるために、サイプをジグザグ又は波型の形状に形成することが提案されている。ところが、ジグザグ又は波型の形状に形成されたサイプは、その頂部に応力が集中し易いため、サイプ底部でクラックが発生し易いという欠点がある。

その対策として、トレッド表面ではジグザグ又は波型の形状をなし、底部に向けて徐々に直線状に収束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）。このような収束タイプのサイプによれば、サイプ底部でのクラックの発生を防止することができる。しかしながら、収束タイプのサイプの場合、摩耗が進行すると、サイプのボリューム（エッジ量）が少なくなるため、ブロック剛性が増大して氷上性能が悪化し、ウェット性能も低下するという問題がある。

また、サイプ底部でのクラックの発生を防止するために、サイプ底部をフラスコ状に拡大することが提案されている（例えば、特許文献２及び特許文献３参照）。このようなフラスコタイプのサイプの場合、クラックの発生を防止する効果は期待できるものの、摩耗時における氷上性能及びウェット性能の低下を防止する効果が不十分である。
特開昭５９−１９９３０６号公報 特開平５−１３１８１２号公報 特開平４−３７２４０６号公報

本発明の目的は、サイプ底部でのクラックの発生を防止すると共に、摩耗時における氷上性能及びウェット性能を改善することを可能にした氷雪路用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氷雪路用空気入りタイヤは、トレッド部に溝によって区画された複数のブロックを有し、これらブロックに複数のサイプを設けた氷雪路用空気入りタイヤにおいて、前記サイプをトレッド表面でジグザグ又は波型の形状に形成する一方で、該サイプの底部を前記トレッド表面でのサイプ振幅と実質的に同じ幅を有する細溝状に形成したことを特徴とするものである。

本発明では、サイプをトレッド表面でジグザグ又は波型の形状に形成する一方で、該サイプの底部をトレッド表面でのサイプ振幅と実質的に同じ幅を有する細溝状に形成しているので、トレッド表面側でのサイプのエッジ量を十分に確保しながら、サイプ底部におけるクラックの発生を防止することができる。そのため、摩耗初期から摩耗中期までは、サイプのエッジ効果により優れた氷上性能を発揮することができる。一方、摩耗中期においては、サイプのボリュームが大きくなるため、ブロック剛性の増大を抑制して氷上性能の悪化を回避することができる。そして、摩耗中期から摩耗末期（５０％摩耗以降）においては、細溝状に拡張されたサイプによってウェット性能を向上することができる。従って、サイプ底部でのクラックの発生を防止しながら、摩耗時における氷上性能及びウェット性能を改善することができる。ここで、細溝状に形成されたサイプ底部の幅は、トレッド表面でのサイプ振幅を概ね同じであれば良いが、そのサイプ振幅に比べて過大であると離型時にブロックを傷付ける恐れがあり、逆に過小であるとウェット性能の改善効果が不十分になる。

本発明において、サイプの形状はトレッド表面から溝深さの半分の位置までの範囲においてトレッド表面での形状と同じにすることが好ましい。つまり、一般的な氷雪路用空気入りタイヤでは、冬タイヤとしての使用限度が溝深さの５０％であるため、少なくとも使用限度まで冬タイヤとして最も好ましい性能を発揮するために、上記部位ではトレッド表面でのジグザグ又は波型の形状を維持することが望ましい。一方、溝深さの半分の位置からサイプ底部までの範囲では、サイプの形状をジグザグ又は波型の形状から細溝状へ徐々に変化させたり、サイプの形状をサイプ底部での形状と同じにすることが可能である。ここで、上記溝深さとはブロックを区画する溝（縦溝）の深さである。また、溝深さの半分の位置とは溝深さの５０％の位置であるが、必ずしも厳密である必要はない。

また、本発明ではブロックの下層部と上層部とを互いに異なるゴム組成物から構成し、下層部のゴム組成物を上層部のゴム組成物よりも硬くすることが好ましい。つまり、本発明の氷雪路用空気入りタイヤは、冬タイヤとしての使用限度を超えた状態でのウェット性能が良好であるため、夏季においても問題なく使用することが可能である。ところが、一般的な氷雪路用空気入りタイヤでは、トレッド部に比較的軟らかいゴム組成物が使用されるため、冬季以外の季節ではブロック剛性の不足が懸念される。そこで、ブロックの下層部のゴム組成物を上層部のゴム組成物よりも硬くすることにより、冬季以外の季節でのタイヤ性能を高めることが可能になる。

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は本発明の氷雪路用空気入りタイヤのトレッドパターンの一例を示すものである。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と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。

上記空気入りタイヤにおいて、サイプ５はトレッド表面でジグザグ形状に形成されているが、サイプ５の底部はトレッド表面でのサイプ振幅と実質的に同じ幅を有する細溝状に形成されている。

以下、サイプ形状について具体的に説明する。図２は本発明の第１実施形態におけるブロックの新品状態を示し、図３はそのブロックの５０％摩耗状態を示すものである。これら図２〜図３ではサイプの立体構造の理解を容易にするためにブロックの一部を切り欠いて示している。

図２に示すように、サイプ５１はトレッド表面Ｓではジグザグ形状に形成されているが、サイプ底部Ｂではトレッド表面Ｓでのサイプ振幅Ｗと実質的に同じ幅を有する細溝状に形成されている。つまり、サイプ５１はトレッド表面Ｓからサイプ底部Ｂに向けて徐々に幅が狭くなる複数の平面５１ａと、サイプ底部Ｂからトレッド表面Ｓに向けて徐々に幅が狭くなる複数の平面５１ｂとを有し、これら平面５１ａ，５１ｂの組み合わせにより、トレッド表面Ｓからサイプ底部Ｂに向けてサイプ形状が徐々に変化している。

上記ブロックを備えた氷雪路用空気入りタイヤでは、サイプ５１をトレッド表面Ｓでジグザグ形状に形成する一方で、サイプ底部Ｂをトレッド表面Ｓでのサイプ振幅Ｗと実質的に同じ幅を有する細溝状に形成しているので、トレッド表面Ｓに近い部分でのサイプ５１のエッジ量を十分に確保しながら、サイプ底部Ｂにおけるクラックの発生を防止することができる。一方、図３に示すように、摩耗が進行した場合、それに伴ってサイプ５１のボリュームが大きくなるため、ブロック剛性の増大を抑制して氷上性能の悪化を回避し、更にはウェット性能の低下を回避することができる。

図４は上記空気入りタイヤのサイプ加工用ブレードを示すものである。図４に示すように、サイプ加工用ブレード６１は、ジグザグ形状に屈曲した板部６１ａと、該板部６１ａの両面に接合された三角錐形状の複数の厚肉部６１ｂとから構成されている。厚肉部６１ｂは板部６１ａと略同じ高さである。つまり、サイプ加工用ブレード６１は、トレッド表面Ｓに対応する部分では板部６１ａの形状に基づいてジグザグ形状をなしているが、サイプ底部Ｂに対応する部分では板部６１ａ及び厚肉部６１ｂの形状に基づいてトレッド表面Ｓでのサイプ振幅Ｗと実質的に同じ幅を有する細溝状をなしている。

図５は本発明の第２実施形態におけるブロックの新品状態を示し、図６はそのブロックの５０％摩耗状態を示し、図７はそのブロックの７５％摩耗状態を示すものである。これら図５〜図７ではサイプの立体構造の理解を容易にするためにブロックの一部を切り欠いて示している。

図５に示すように、サイプ５２はトレッド表面Ｓではジグザグ形状に形成されているが、サイプ底部Ｂではトレッド表面Ｓでのサイプ振幅Ｗと実質的に同じ幅を有する細溝状に形成されている。特に、サイプ５２の形状は、トレッド表面Ｓから溝深さの半分の位置までの範囲においてトレッド表面Ｓでの形状と同じであり、溝深さの半分の位置からサイプ底部Ｂまでの範囲において徐々に変化している。つまり、サイプ５２はトレッド表面Ｓから溝深さの半分の位置まで幅が一定であって該溝深さの半分の位置からサイプ底部Ｂに向けて徐々に幅が狭くなる複数の平面５２ａと、サイプ底部Ｂから溝深さの半分の位置に向けて徐々に幅が狭くなる複数の平面５２ｂとを有し、これら平面５２ａ，５２ｂの組み合わせにより、トレッド表面Ｓから溝深さの半分の位置まではサイプ５２がジグザグ形状をなし、溝深さの半分の位置からサイプ底部Ｂに向けてサイプ５２の形状が徐々に変化している。

上記ブロックを備えた氷雪路用空気入りタイヤでは、サイプ５２をトレッド表面Ｓでジグザグ形状に形成する一方で、サイプ底部Ｂをトレッド表面Ｓでのサイプ振幅Ｗと実質的に同じ幅を有する細溝状に形成しているので、トレッド表面Ｓに近い部分でのサイプ５２のエッジ量を十分に確保しながら、サイプ底部Ｂにおけるクラックの発生を防止することができる。一方、図６や図７に示すように、摩耗が進行した場合、それに伴ってサイプ５２のボリュームが大きくなるため、ブロック剛性の増大を抑制して氷上性能の悪化を回避し、更にはウェット性能の低下を回避することができる。特に、上記実施形態では、摩耗初期から摩耗中期までの期間において、ジグザグ形状のサイプ５２のエッジ効果により優れた氷上性能を発揮することができる。

図８は上記空気入りタイヤのサイプ加工用ブレードを示すものである。図８に示すように、サイプ加工用ブレード６２は、ジグザグ形状に屈曲した板部６２ａと、該板部６２ａの両面に接合された三角錐形状の複数の厚肉部６２ｂとから構成されている。厚肉部６２ｂは板部６２ａよりも低いものである。つまり、サイプ加工用ブレード６２は、トレッド表面Ｓに対応する部分では板部６２ａの形状に基づいてジグザグ形状をなしているが、サイプ底部Ｂに対応する部分では板部６２ａ及び厚肉部６２ｂの形状に基づいてトレッド表面Ｓでのサイプ振幅Ｗと実質的に同じ幅を有する細溝状をなしている。

図９は本発明の第３実施形態におけるブロックの新品状態を示し、図１０はそのブロックの２５％摩耗状態を示し、図１１はそのブロックの５０％摩耗状態を示すものである。これら図９〜図１１ではサイプの立体構造の理解を容易にするためにブロックの一部を切り欠いて示している。

図９に示すように、サイプ５３はトレッド表面Ｓではジグザグ形状に形成されているが、サイプ底部Ｂではトレッド表面Ｓでのサイプ振幅Ｗと実質的に同じ幅を有する細溝状に形成されている。特に、サイプ５３の形状は、トレッド表面Ｓから溝深さの半分の位置までの範囲においてトレッド表面Ｓでの形状と同じであり、溝深さの半分の位置からサイプ底部Ｂまでの範囲においてサイプ底部Ｂでの形状と同じである。つまり、サイプ５３はトレッド表面Ｓから溝深さの半分の位置まで幅が一定である複数の平面５３ａと、サイプ底部Ｂから溝深さの半分の位置まで幅が一定である複数の平面５３ｂとを有し、これら平面５３ａ，５３ｂの組み合わせにより、トレッド表面Ｓから溝深さの半分の位置まではサイプ５３がジグザグ形状をなし、溝深さの半分の位置からサイプ底部Ｂまではサイプ５３が細溝状をなしている。

上記ブロックを備えた氷雪路用空気入りタイヤでは、サイプ５３をトレッド表面Ｓでジグザグ形状に形成する一方で、サイプ底部Ｂをトレッド表面Ｓでのサイプ振幅Ｗと実質的に同じ幅を有する細溝状に形成しているので、トレッド表面Ｓに近い部分でのサイプ５３のエッジ量を十分に確保しながら、サイプ底部Ｂにおけるクラックの発生を防止することができる。一方、図１０や図１１に示すように、摩耗が進行した場合、それに伴ってサイプ５３のボリュームが大きくなるため、ブロック剛性の増大を抑制して氷上性能の悪化を回避し、更にはウェット性能の低下を回避することができる。特に、上記実施形態では、摩耗初期から摩耗中期までの期間において、ジグザグ形状のサイプ５３のエッジ効果により優れた氷上性能を発揮することができる。

図１２は上記空気入りタイヤのサイプ加工用ブレードを示すものである。図１２に示すように、サイプ加工用ブレード６３は、ジグザグ形状に屈曲した板部６３ａと、該板部６３ａの両面に接合された三角柱形状の複数の厚肉部６３ｂとから構成されている。厚肉部６３ｂは板部６３ａよりも低いものである。つまり、サイプ加工用ブレード６３は、トレッド表面Ｓに対応する部分では板部６３ａの形状に基づいてジグザグ形状をなしているが、サイプ底部Ｂに対応する部分では板部６３ａ及び厚肉部６３ｂの形状に基づいてトレッド表面Ｓでのサイプ振幅Ｗと実質的に同じ幅を有する細溝状をなしている。

上記各実施形態において、トレッド部を構成するゴム組成物は特に限定されるものではないが、氷雪路用空気入りタイヤとして好適な材料を選択すると良い。特に、図１３に示すように、ブロック４の下層部４ａと上層部４ｂとを互いに異なるゴム組成物から構成し、下層部４ａのゴム組成物を上層部４ｂのゴム組成物よりも硬くすることが好ましい。例えば、下層部４ａのゴム組成物のJIS-A 硬度を５５〜７５の範囲から選択し、上層部４ｂのゴム組成物のJIS-A 硬度を４０〜６５の範囲から選択し、かつ両者の硬度差を５ポイント以上にすると良い。この場合、上記氷雪路用空気入りタイヤを冬季以外の季節において履きつぶす際に、安定したタイヤ性能を発揮することができる。

上述した実施形態ではブロックにジグザグ形状のサイプを設けた場合について説明したが、本発明ではブロックに波型形状のサイプを設けた場合においても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１〜３及び実施例１〜４のタイヤをそれぞれ製作した。

従来例１は、特開昭５９−１９９３０６号公報に記載されるように、トレッド表面ではジグザグ形状をなし、サイプ底部に向けて徐々に直線状に収束するようにしたサイプを採用したものである。従来例２は、特開平４−３７２４０６号公報に記載されるように、サイプ底部をフラスコ状に拡大したサイプを採用したものである。従来例３はトレッド表面からサイプ底部までの範囲にわたってジグザグ形状に形成したサイプを採用したものである。

一方、実施例１，２は図２のサイプを採用したものである。特に、実施例２はブロックの下層部と上層部とを互いに異なるゴム組成物から構成し、下層部のゴム組成物を上層部のゴム組成物よりも硬くしたものである。また、実施例３は図５のサイプを採用したものであり、実施例４は図９のサイプを採用したものである。

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、ウェット制動性能及び荷重耐久性を評価し、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ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）を備えた排気量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ＡＢＳ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１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。氷上制動性能は、タイヤの新品時と５０％摩耗時の状態でそれぞれ評価した。

ウェット制動性能：
試験タイヤをリムサイズ１５×６．５ＪＪ、空気圧２００ｋＰａの条件でＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）を備えた排気量２０００ｃｃのＦＲ車に装着し、ウェット路面において速度１００ｋｍ／ｈの走行状態からＡＢＳ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１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほどウェット制動性能が優れていることを意味する。ウェット制動性能は、タイヤの新品時と５５％摩耗時と８０％摩耗時の状態でそれぞれ評価した。

荷重耐久性：
試験タイヤについてＪＩＳ Ｄ４２３０に規定される荷重耐久試験を行った後、引き続き４時間毎に荷重を最大荷重の１５％づつ増加させ、故障を生じるまで走行し、その走行距離を測定すると共に、故障発生部位を確認した。評価結果は、従来例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど荷重耐久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１〜４のタイヤは摩耗時の氷上制動性能及びウェット制動性能が従来例１に比べて優れていた。また、実施例１〜４のタイヤは従来例１と同等以上の耐久性を備えていた。

本発明の氷雪路用空気入りタイヤのトレッドパターンの一例を示す平面図である。 本発明の第１実施形態からなる氷雪路用空気入りタイヤのブロック（新品時）を一部切り欠いて示す斜視図である。 本発明の第１実施形態からなる氷雪路用空気入りタイヤのブロック（５０％摩耗時）を一部切り欠いて示す斜視図である。 本発明の第１実施形態からなる氷雪路用空気入りタイヤのサイプ加工用ブレードを示す斜視図である。 本発明の第２実施形態からなる氷雪路用空気入りタイヤのブロック（新品時）を一部切り欠いて示す斜視図である。 本発明の第２実施形態からなる氷雪路用空気入りタイヤのブロック（５０％摩耗時）を一部切り欠いて示す斜視図である。 本発明の第２実施形態からなる氷雪路用空気入りタイヤのブロック（７５％摩耗時）を一部切り欠いて示す斜視図である。 本発明の第２実施形態からなる氷雪路用空気入りタイヤのサイプ加工用ブレードを示す斜視図である。 本発明の第３実施形態からなる氷雪路用空気入りタイヤのブロック（新品時）を一部切り欠いて示す斜視図である。 本発明の第３実施形態からなる氷雪路用空気入りタイヤのブロック（２５％摩耗時）を一部切り欠いて示す斜視図である。 本発明の第３実施形態からなる氷雪路用空気入りタイヤのブロック（５０％摩耗時）を一部切り欠いて示す斜視図である。 本発明の第３実施形態からなる氷雪路用空気入りタイヤのサイプ加工用ブレードを示す斜視図である。 本発明におけるブロックの積層構造を示す斜視図である。

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
Ｂ サイプ底部
Ｓ トレッド表面
Ｗ サイプ振幅

Claims (5)

1. トレッド部に溝によって区画された複数のブロックを有し、これらブロックに複数のサイプを設けた氷雪路用空気入りタイヤにおいて、前記サイプをトレッド表面でジグザグ又は波型の形状に形成する一方で、該サイプの底部を前記トレッド表面でのサイプ振幅と実質的に同じ幅を有する細溝状に形成した氷雪路用空気入りタイヤ。
2. 前記サイプの形状を、前記トレッド表面から溝深さの半分の位置までの範囲において前記トレッド表面での形状と同じにした請求項１に記載の氷雪路用空気入りタイヤ。
3. 前記サイプの形状を、前記トレッド表面から溝深さの半分の位置までの範囲において前記トレッド表面での形状と同じにし、前記溝深さの半分の位置から前記サイプ底部までの範囲において徐々に変化させた請求項１に記載の氷雪路用空気入りタイヤ。
4. 前記サイプの形状を、前記トレッド表面から溝深さの半分の位置までの範囲において前記トレッド表面での形状と同じにし、前記溝深さの半分の位置から前記サイプ底部までの範囲において前記サイプ底部での形状と同じにした請求項１に記載の氷雪路用空気入りタイヤ。
5. 前記ブロックの下層部と上層部とを互いに異なるゴム組成物から構成し、前記下層部のゴム組成物を前記上層部のゴム組成物よりも硬くした請求項１〜４のいずれかに記載の氷雪路用空気入りタイヤ。
   

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