JP4325944B2

JP4325944B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4325944B2
Application number: JP2006021068A
Authority: JP
Inventors: 稔之大橋
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2006-01-30
Filing date: 2006-01-30
Publication date: 2009-09-02
Anticipated expiration: 2026-01-30
Also published as: JP2007196969A

Description

本発明は、Ｖ字形及び逆Ｖ字形のサイプが形成されたブロックを有するトレッドパターンを備えた空気入りタイヤに関し、特にスタッドレスタイヤとして有用である。

従来より、スタッドレスタイヤのアイス性能を向上させる目的で、タイヤパターンの各部（センター部、メディエイト部、ショルダー部）に複数のサイプを配置したものが知られている。かかるサイプの形状は、横断面形状が直線又は波型が一般的であり、タイヤ幅方向に形成される場合が多い。このようなサイプをブロックに形成することにより、エッジ効果、除水効果、及び凝着効果が向上するため、サイプの本数は近年増加する傾向にある。

しかし、サイプの本数を増やしてサイプ密度を高めていくと、エッジ数は増えるものの、ブロック全体の剛性が低下してブロック片が過度に倒れ込むことにより、接地面積が小さくなって、アイス性能が低下するという問題が生じる。また、制動時にブロック片が過度に倒れ込むことにより、サイプ間の段差摩耗が生じ易くなる。

一方、横滑りに対しては、接地面積は低下しにくいものの、サイプがタイヤ幅方向に形成されているため、サイプによるエッジ効果が得られにくく、アイス旋回性能が不十分であった。そして、上記のサイプを設けたブロックは、制動時には剛性が低く、横滑り時には剛性が高くなるため、アイス路面を走行する際に不安定な状態となっていた。

このような従来のサイプに代えて、下記の特許文献１には、図５に示すように、ブロック１の中央に配置される中央サイプ２２と、その中央サイプ２２から分岐されブロック周縁部へ向けて延びる複数の周辺部サイプ２４とをブロックに備える空気入りタイヤが提案されている。

しかし、このサイプでは、中央サイプ２２の前後両側のブロック片の剛性が高いため、適度な倒れ込みによるエッジ効果が得られにくく、また、エッジ成分も多く設定できないため、アイス制動性やアイス旋回性能が十分とは言えない。

また、下記の特許文献２には、ブロックのほぼ中央に、周囲の溝に開口しない「く」の字形のサイプを設けた空気入りタイヤが開示されている。しかし、このサイプでも、サイプの周囲のブロックの剛性が高いため、適度な倒れ込みによるエッジ効果が得られにくく、また、エッジ成分も多く設定できないため、アイス制動性やアイス旋回性能が十分とは言えなかった。

一方、下記の特許文献３には、ブロックの中心部から略四隅にかけて対角サイプを配置し、前記対角サイプにより区画された略三角形の領域に幅方向のサイプを配置した空気入りタイヤが開示されている。しかし、このサイプでは、ブロックの中心部で対角サイプが交差しており、また、対角サイプと幅方向のサイプが交差しているため、ブロック片が過度に倒れ込み易くなり、接地面積が小さくなるので、アイス性能の改善効果が小さかった。

特開２０００−２３８５１４号公報特開平３−７９４０６号公報特開２００２−２１９９１０号公報

そこで、本発明の目的は、ブロック片に適度なたわみが得られて、アイス制動性とアイス旋回性能とを両立させることができ、しかも耐摩耗性能が良好な空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。
即ち、本発明の空気入りタイヤは、サイプが形成されたブロックを有するトレッドパターンを備えた空気入りタイヤにおいて、前記ブロックには、タイヤ周方向の一方の端辺に開口するＶ字形のサイプと、タイヤ周方向の他方の端辺に開口する逆Ｖ字形のサイプとを有し、前記Ｖ字形のサイプと前記逆Ｖ字形のサイプとが交差せずに配置されており、前記Ｖ字形のサイプと前記逆Ｖ字形のサイプとの間には、タイヤ幅方向に略平行に延びる中央サイプを設けてあって、前記中央サイプのタイヤ周方向両側には、一端が端辺に開口し他端が前記Ｖ字形のサイプ又は前記逆Ｖ字形のサイプの近傍まで延びる両側サイプが設けられていることを特徴とする。

本発明の空気入りタイヤによると、斜め方向の成分からなるＶ字形のサイプと逆Ｖ字形のサイプとを設けているため、制動時にサイプのエッジに力がかかりにくくなり、ブロック片が過度に倒れこむのを防止できる。このため、接地面積が従来より大きくなってアイス性能が向上し、耐摩耗性能も良好となる。そして、Ｖ字形のサイプと逆Ｖ字形のサイプが、端辺に開口しつつ、これらが交差しないため、前後力と横力に対して、ブロック片が適度にたわんで斜め方向のエッジ成分が生じるので、アイス制動性とアイス旋回性能とを両立させることができる。その際、前後力および横力に対するブロックの剛性差が小さいため、走行が安定するので、アイス性能が更に向上する。その結果、ブロック片に適度なたわみが得られて、アイス制動性とアイス旋回性能とを両立させることができ、しかも耐摩耗性能が良好な空気入りタイヤを提供できる。

本発明では、前記Ｖ字形のサイプと前記逆Ｖ字形のサイプとの間には、タイヤ幅方向に略平行に延びる中央サイプを設けてある。低摩擦係数の下では、ブロックの中央付近の接地圧が高まるため、タイヤ幅方向に略平行に延びる中央サイプを設けることによって、制動時にブロック中央部の接地圧が下がり、ブロック接地圧が均一となり、アイス制動性能が更に向上する。

また、前記Ｖ字形のサイプは略等間隔で２本以上配置されていると共に、前記逆Ｖ字形のサイプも略等間隔で２本以上配置されていることが好ましい。このような構成によると、複数のＶ字形のサイプ間に形成されるブロック片がＶ字形となるため、三角形のブロック片に比べて適度な撓みが得られ易くなり、またエッジ成分も増加するので、アイス制動性とアイス旋回性能とをより向上させることができる。

更に、本発明では、前記中央サイプのタイヤ周方向両側には、一端が端辺に開口し他端が前記Ｖ字形のサイプ又は前記逆Ｖ字形のサイプの近傍まで延びる両側サイプが設けられている。このような両側サイプによって、Ｖ字形のサイプ等の適度な倒れ込みを維持しながら、エッジ成分を更に増加させて、アイス制動性とアイス旋回性能とをより向上させることができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の空気入りタイヤにおけるトレッドパターンのブロックの一例を示す要部拡大図である。

本発明の空気入りタイヤは、サイプが形成されたブロックを有するトレッドパターンを備えるものである。本実施形態では、図１に示すように、タイヤ周方向ＰＤとタイヤ幅方向ＷＤとに延びる主溝によって区分された略正方形のブロック１にサイプ１０が形成されている例を示す。トレッドパターンのブロック１以外の部分は、何れのパターンでもよいが、例えばブロック１の左右に同様のブロックを設けたものが挙げられる。

本発明では、図１に示すように、ブロック１には、タイヤ周方向ＰＤの一方の端辺１ａに開口するＶ字形のサイプ１５と、タイヤ周方向ＰＤの他方の端辺１ｂに開口する逆Ｖ字形のサイプ１６とを有している。そして、Ｖ字形のサイプ１５と逆Ｖ字形のサイプ１６とは交差せずに配置されている。Ｖ字形のサイプ１５及び逆Ｖ字形のサイプ１６は、各々１本以上有していればよい。

本発明において、Ｖ字形のサイプ１５（逆Ｖ字形のサイプ１６も同様）とは、タイヤ周方向ＰＤに対して基準線が各々逆方向に傾斜した１対のサイプで主に構成されるサイプであり、当該１対のサイプは、曲線や折れ線を含んでいてもよい。

図示した例では、Ｖ字形のサイプ１５及び逆Ｖ字形のサイプ１６は、タイヤ周方向ＰＤに対して基準線が各々逆方向に角度θで傾斜した１対の直線サイプで主に構成されると共に、ブロック１の端辺１ａ，１ｂに開口する部分には、略タイヤ周方向ＰＤに延びる短いサイプが付加されている。この短いサイプは、設けなくてもよいが、略タイヤ周方向ＰＤに延びる短いサイプを設けることによって、Ｖ字形のサイプ１５及び逆Ｖ字形のサイプ１６の開口部付近で、ブロックの欠けなどを効果的に防止できる。

本発明におけるＶ字形のサイプ１５及び逆Ｖ字形のサイプ１６は、その基準線とタイヤ周方向ＰＤとがなす傾斜角度θが、３０〜６０°であることが好ましく、４０〜５０°であることがより好ましい。傾斜角度θがこの範囲外であると、アイス制動性とアイス旋回性能とを両立させることが困難になる傾向がある。

Ｖ字形のサイプ１５及び逆Ｖ字形のサイプ１６は、ブロック１のタイヤ幅方向ＷＤの中央付近にほぼ対称に設けるのが好ましい。また、Ｖ字形のサイプ１５と逆Ｖ字形のサイプ１６とは、同じ形状や大きさであってもよく、異なっていてもよい。

本実施形態では、図１に示すように、Ｖ字形のサイプ１５は略等間隔で２本以上配置されていると共に、前記逆Ｖ字形のサイプ１６も略等間隔で２本以上配置されている例を示す。複数本のＶ字形のサイプ１５及び逆Ｖ字形のサイプ１６を設ける場合、その間隔は、２〜５ｍｍが好ましい。これによりその間に形成される略Ｖ字形のブロック片に、適度な倒れ込みが生じ易くなる。かかる観点から、Ｖ字形のサイプ１５等の本数は、２〜４本が好ましい。

つまり、外側のＶ字形のサイプ１５ａと内側のＶ字形のサイプ１５ｂとの間には、略Ｖ字形のブロック片が形成され、また、外側の逆Ｖ字形のサイプ１６ａと内側の逆Ｖ字形のサイプ１６ｂとの間には、略Ｖ字形のブロック片が形成されている。

また、本実施形態では、Ｖ字形のサイプ１５と逆Ｖ字形のサイプ１６との間には、タイヤ幅方向ＷＤに略平行に延びる中央サイプ１１を設けてある例を示す。中央サイプ１１は、ブロック１の端辺に開口していなくてもよいが、中央サイプ１１が端辺に開口する方が、ブロック片に適度な倒れ込みが生じるため好ましい。

中央サイプ１１は、直線状サイプでもよいが、波状サイプが好ましい。本発明における波状サイプとは、ジグザグサイプを含むものであり、また、その横断面形状は、正弦波に近いものに限られず、直線と曲線とを交互に組み合わせた波線や矩形波に近いもの等、何れの形状でもよい。

中央サイプ１１が波状サイプの場合、いわゆる波型サイプの特性を好適に発現する上で、その振幅（両側頂部の高さの和）が、１〜２ｍｍが好ましく、また、中央サイプ１１の周期（例えば凸−凸頂部間の距離）は、２〜５ｍｍが好ましい。なお、中央サイプ１１は、ブロック１の端辺に開口する一端が、直線状であることが好ましい。

中央サイプ１１とＶ字形のサイプ１５又は逆Ｖ字形のサイプ１６との間隔は２〜８ｍｍであることが、ブロック片に適度な倒れ込みが生じるため好ましい。なお、同様の理由から、中央サイプ１１を設けない場合のＶ字形のサイプ１５と逆Ｖ字形のサイプ１６との間隔は４〜１２ｍｍであることが好ましい。

本実施形態では、前記中央サイプ１１のタイヤ周方向ＰＤの両側には、一端が端辺に開口し他端が前記Ｖ字形のサイプ１５又は前記逆Ｖ字形のサイプ１６の近傍まで延びる両側サイプ１２が設けられている例を示す。

両側サイプ１２は、いわゆる波型サイプの特性を好適に発現する上で、その振幅（両側頂部の高さの和）が、１〜２ｍｍが好ましく、周期（例えば凸−凸頂部間の距離）は、２〜５ｍｍが好ましい。なお、両側サイプ１２は、ブロック１の端辺に開口する一端が、直線状であることが好ましい。

本発明では、サイプ１０のトータルのサイプ密度が０．０５〜０．２０ｍｍ／ｍｍ^２であることが好ましく、０．１〜０．１８ｍｍ／ｍｍ^２であることがより好ましい。サイプ密度が０．０５ｍｍ／ｍｍ^２未満では、ブロック１全体でみたときにブロック片に適度な倒れ込みが生じにくくなりエッジ効果が減少する傾向があり、サイプ密度が０．２０ｍｍ／ｍｍ^２を超えると、ブロック１全体でみたときにブロック片の倒れ込みが大きくなりすぎ、接地面積の低下によりアイス性能が低下する傾向がある。

なお、本発明におけるサイプ１０の溝幅は０．１〜０．５ｍｍが好ましい。また、サイプ１０の溝深さは、主溝深さの３０〜８０％が好ましい。サイプ１０は、ブロック表面に対して垂直になるように形成されるのが一般的であるが、ブロック表面の法線に対してサイプ１０が若干（例えば１５°以下）傾斜していてもよい。

本発明の空気入りタイヤは、上記の如きトレッドパターンを備える以外は、通常の空気入りタイヤと同等であり、従来公知の材料、形状、構造、製法などが何れも本発明に採用できる。

本発明の空気入りタイヤは、ブロック片に適度なたわみが得られて、アイス制動性とアイス旋回性能とを両立させることができ、しかも耐摩耗性能が良好なトレッドパターンを備えるため、特にスタッドレスタイヤとして有用である。

［他の実施形態］
以下、本発明の他の実施の形態について説明する。

（１）前述の実施形態では、略正方形のブロックにサイプが形成されている例を示したが、ブロック１は、この形状に限らず、平行四辺形、Ｖ字型、５角形、又は曲線基調のブロックでもよい。また、ブロックと共に、タイヤ周方向に直線状に延びるリブや、タイヤ周方向にジグザグに延びるリブが形成されていてもよい。

（２）前述の実施形態では、２本のＶ字形のサイプと逆Ｖ字形のサイプとの間に中央サイプを設け、更にその両側に両側サイプが設けられている例を示したが、本願発明では、Ｖ字形のサイプと逆Ｖ字形のサイプとを有していればよく、図２（ａ）〜（ｃ）に示すような、種々の形態が可能である。

図２（ａ）に示す例では、ブロック１に、タイヤ周方向ＰＤの一方の端辺１ａに開口する１本のＶ字形のサイプ１５と、タイヤ周方向ＰＤの他方の端辺１ｂに開口する１本の逆Ｖ字形のサイプ１６とを有している。Ｖ字形のサイプ１５及び逆Ｖ字形のサイプ１６の外側にはサイプを設けなくてもよいが、基準線がタイヤ周方向ＰＤに延びる波形サイプ１３を設けるのが好ましい。これによって、ブロック片に適度な倒れ込みが生じ易くなる。このような波形サイプ１３は、Ｖ字形のサイプ１５及び逆Ｖ字形のサイプ１６の外側に、それぞれ複数本設けてもよい。

図２（ｂ）に示す例では、中央サイプ１２のタイヤ周方向ＰＤの両側には、一端が端辺に開口し他端がブロック１の中心近傍まで延びる両側サイプ１２が設けられている。この両側サイプ１２は、直線状サイプでもよいが、波状サイプの方が好ましい。このような両側サイプ１２は、それぞれ複数本設けてもよい。

図２（ｃ）に示す例では、中央サイプ１１のタイヤ周方向ＰＤの両側に設けられた各々２本の両側サイプ１２が、Ｖ字形のサイプ１５又は逆Ｖ字形のサイプ１６と略平行な直線サイプで連結されている。また、２本の両側サイプ１２自身も直線サイプで形成されている。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、タイヤの各性能評価は、次のようにして行った。

（１）アイス制動性能
タイヤを実車（国産３０００ｃｃクラスのＦＲセダン）に装着し、１名乗車の荷重条件にて、凍結した路面を走行させ、速度４０ｋｍ／ｈで制動力をかけてＡＢＳを作動させた際の制動距離を指数で評価した。なお、評価は従来品（比較例１）を１００としたときの指数表示で示し、数値が大きいほど良好な結果を示す。

（２）アイス旋回性能
タイヤを上記と同じ実車に装着し、１名乗車の荷重条件で同じ路面をレムニスケート曲線（８の字曲線：Ｒ＝２５ｍ円）にて走行し、そのラップタイムを指数で評価した。なお、評価は従来品（比較例１）を１００としたときの指数表示で示し、数値が大きいほど良好な結果を示す。

（３）耐摩耗性能
タイヤを上記と同じ実車に装着し、１名乗車の荷重条件にて、乾燥舗装道路を８０００ｋｍ走行したときの段差摩耗量（摩耗によるサイプとサイプとの段差）を測定し、指数で評価した。なお、評価は従来品（比較例１）を１００としたときの指数表示で示し、数値が大きいほど良好な結果を示す。

比較例１（従来品）
図３に示すブロック（縦２６ｍｍ、横３２ｍｍ）を全面（５列）に備えたトレッドパターンにおいて、サイプを下記のサイズで形成してサイズ２０５／６５Ｒ１５のラジアルタイヤを製造した。このタイヤを用いて、上記の各性能評価を行った結果を表１に示す。サイプ深さを７ｍｍ、サイプの溝幅０．３ｍｍ、周期４ｍｍ、振幅１．８ｍｍ、サイプ間隔４ｍｍとした。

実施例１
図１に示すブロックを全面に備えたトレッドパターン（サイプ以外は比較例１と同じ）において、サイプを下記のサイズで形成してサイズ２０５／６５Ｒ１５のラジアルタイヤを製造した。このタイヤを用いて、上記の各性能評価を行った結果を表１に示す。即ち、サイプ深さを７ｍｍ、サイプ溝幅０．３ｍｍ、Ｖ字形のサイプ及び逆Ｖ字形のサイプの傾斜角４５°、２本の間隔（Ｖ字形のサイプ片の厚み）３ｍｍ、Ｖ字形のサイプと逆Ｖ字形のサイプとの間隔８ｍｍ、中央サイプと両側サイプの振幅を１．５ｍｍ、周期４ｍｍ、サイプ間隔４ｍｍとした。

実施例２
図２（ａ）に示すブロックを全面に備えたトレッドパターン（サイプ以外は比較例１と同じ）において、サイプを下記のサイズで形成してサイズ２０５／６５Ｒ１５のラジアルタイヤを製造した。このタイヤを用いて、上記の各性能評価を行った結果を表１に示す。即ち、実施例１の外側のＶ字形のサイプと逆Ｖ字形のサイプの代わりに、振幅１．５ｍｍ、周期４ｍｍの周方向に延びる波形サイプを設けた。

比較例２
比較例１において、図４に示すような対角サイプを追加したものに変えること以外は、比較例１と同様にしてラジアルタイヤを製造した。このタイヤを用いて、上記の各性能評価を行った結果を表１に示す。

比較例３
図５に示すブロックを全面に備えたトレッドパターン（サイプ以外は比較例１と同じ）において、サイプを下記のサイズで形成してサイズ２０５／６５Ｒ１５のラジアルタイヤを製造した。このタイヤを用いて、上記の各性能評価を行った結果を表１に示す。即ち、サイプ深さを７ｍｍ、サイプ溝幅０．３ｍｍ、中央サイプの分岐位置はサイプ長さを３等分した位置とし、周辺部サイプの平行部分の間隔を４ｍｍ、傾斜部分の角度を中央サイプに対して４０°及び７０°とした。

表１の結果が示すように、実施例では、アイス制動性能、アイス制動性能、耐摩耗性能が従来品より大幅に向上した。これに対して、従来のサイプに対角サイプを追加した比較例２では、ブロック片の倒れ込みが大きくなりすぎ、接地面積が低下することでアイス制動性能が低下した。また、中央サイプから分岐した複数の周辺部サイプを有する比較例３では、ブロック片の適度な倒れ込みが生じにくく、アイス性能の改善効果が小さかった。

本発明の空気入りタイヤにおけるブロックの一例を示す要部拡大図本発明の空気入りタイヤにおけるブロックの他の例を示す要部拡大図比較例１で採用したサイプの形状を示す要部拡大図比較例２で採用したサイプの形状を示す要部拡大図比較例３で採用したサイプの形状を示す要部拡大図

符号の説明

１ブロック
１ａ，１ｂブロックの端辺
１０サイプ
１１中央サイプ
１２両側サイプ
１３環状サイプ
１５Ｖ字形のサイプ
１６逆Ｖ字形のサイプ
ＷＤタイヤ幅方向
ＰＤタイヤ周方向

Claims

サイプが形成されたブロックを有するトレッドパターンを備えた空気入りタイヤにおいて、
前記ブロックには、タイヤ周方向の一方の端辺に開口するＶ字形のサイプと、タイヤ周方向の他方の端辺に開口する逆Ｖ字形のサイプとを有し、前記Ｖ字形のサイプと前記逆Ｖ字形のサイプとが交差せずに配置されており、
前記Ｖ字形のサイプと前記逆Ｖ字形のサイプとの間には、タイヤ幅方向に略平行に延びる中央サイプを設けてあって、
前記中央サイプのタイヤ周方向両側には、一端が端辺に開口し他端が前記Ｖ字形のサイプ又は前記逆Ｖ字形のサイプの近傍まで延びる両側サイプが設けられていることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記Ｖ字形のサイプは略等間隔で２本以上配置されていると共に、前記逆Ｖ字形のサイプも略等間隔で２本以上配置されている請求項１に記載の空気入りタイヤ。