JP4589719B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、特に四輪駆動車両用として好適であり、ブロック表面に複数のサイピングを並設して雪氷上性能を向上させた空気入りタイヤに関する。

四輪駆動の車両では、４輪の全てが駆動輪として機能するため、他の後輪駆動および前輪駆動の車両に比して駆動性が大巾に向上されている。そのため、駆動性や制動性を含めたグリップ性能全体に優れているとの錯覚に陥りやすい傾向にある。しかし実際には、制動時には、後輪駆動等も四輪駆動の車両と同様に４輪が制動輪として機能するため、制動性については四輪駆動によるメリットは得られていない。

従って四輪駆動の車両では、前記錯覚に伴う制動性不足を補い、走行の安全性を高めるために、駆動性に比して制動性を相対的に高めた方向性パターンのタイヤが望まれている。特にスリップしやすい雪氷路での走行性能を高めたスタッドレスタイヤ等の冬用タイヤにおいて、その要望は強い。

このような状況に鑑み、本発明者は、図１１（Ａ）に示すように、ブロックａの表面に並設するサイピングｂを、ブロック中央側の頂部からタイヤ回転方向後着側に向かって広がる向きにのびる略Ｖ字状に形成することを提案した。このようなサイピングｂは、制動時には図１１（Ｂ）の如く、Ｖ字が広がる向きとなるため、ブロック小片部ｂ１（サイピングｂにより区画される部分）が変形しにくく、摩擦力が大となる。他方駆動時には、図１１（Ｃ）の如く、Ｖ字が閉じる向きとなるため、ブロック小片部ｂ１が変形し易く、制動時に比して摩擦力が相対的に小となるなど、駆動性に比して制動性を相対的に高めることができる。

しかし、近年のより強い要望に伴い、制動性へのさらなる向上が望まれている。又ブロックａに、前記略Ｖ字状のサイピングｂを設けた場合には、ブロックａの回転方向後着側かつブロック巾方向両外側の領域ｃに偏摩耗が発生しやすくなるという新たな問題が発生する。この偏摩耗は以下の理由で生じると推測される。通常、タイヤは駆動状態で走行しているが、このときブロックａの回転方向後着側での変形が大きい。又駆動時には、前記図１１（Ｃ）の如く、Ｖ字が閉じる向きとなるため、ブロックａの中央側では圧縮力が高く、ブロック巾方向両外側の剛性が相対的に低くなる。これらの相互作用により、前記領域ｃが路面とより滑りやすくなり、偏摩耗が顕著に発生すると推測される。

なお特許文献１には、周方向リブに略Ｖ字状のサイピングを形成することが記載されている。

特開２００３−１１６１８号公報

本発明は、ブロック表面に略Ｖ字状のサイピングを並設する一方、少なくとも最先着側のサイピングの壁面に、サイプ底に向かって先着側に傾斜する傾斜壁部を設けることを基本として、雪氷路における制動性を駆動性に比してより向上させることができ、しかも略Ｖ字状としたことに起因する偏摩耗を、抑制することを可能とした空気入りタイヤの提供を目的としている。

前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、トレッド溝により区画されたブロックの表面に複数のサイピングがタイヤ周方向に並設されたサイピング付きブロックを有する空気入りタイヤであって、
前記サイピングは、前記ブロックの巾中心線を含むブロック中央域に頂部を位置し、かつ該頂部からタイヤ軸方向両側のブロック側縁までタイヤ回転方向後着側に向かって広がる向きにのびる略Ｖ字状をなし、
前記各サイピングは、サイピング壁面にサイプ底に向かって先着側に傾斜する傾斜壁部を有し、
先着側で隣り合うサイピングの前記傾斜壁部のブロック巾方向の巾Ｗを、後着側で隣り合うサイピングの前記傾斜壁部のブロック巾方向の巾Ｗよりも順次大としたことを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記各サイピングの前記傾斜壁部のブロック表面の法線に対する傾斜角度θは互いに等しいことを特徴としている。

又請求項３の発明では、前記サイピング付きブロックは、先着側及び後着側のブロック壁面がサイピングと平行なＶ字状をなすことを特徴としている。

又請求項４の発明では、前記傾斜壁部は、前記頂部を含んだ中央側に形成されることを特徴としている。

又請求項５の発明では、最先着側のサイピングは、サイピング壁面の全体が前記傾斜壁部からなるとともに、最後着側のサイピングは、サイピング壁面のうちの前記頂部を含んだ中央側に前記傾斜壁部を配したことを特徴としている。

又請求項６の発明では、前記サイピング付きブロックは、先着側のブロック壁面の、ブロック表面の法線に対する傾斜角度αａを、後着側のブロック壁面の、ブロック表面の法線に対する傾斜角度αｂより大とした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、雪氷路における制動性能を駆動性能に比してより向上させることができる。又サイピングを略Ｖ字状としたことに起因する偏摩耗の抑制を図ることが可能となる。

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、本発明の空気入りタイヤが、四輪駆動車両用のスタッドレスタイヤである場合のトレッドパターンの展開図である。
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と、この縦主溝３と交わる向きにのびる横主溝４とからなるトレッド溝５を具える。これによりトレッド部２を、ブロック６がタイヤ周方向に隔置される例えば４本のブロック列に区画している。トレッドパターンとしては、本例の如きブロックパターンの他、リブ・ブロックパターンであっても良い。トレッド溝５としては、排水性能を向上するためその溝幅を３．５mm以上とするのが好ましい。

又前記ブロック６は、ブロック表面Ｓに複数のサイピング７をタイヤ周方向に並設したサイピング付きブロック８を含む。本例では、ブロック６の全てがサイピング付きブロック８からなり、かつ該ブロック８に４本のサイピング７が並設されたものを例示しているが、一部のブロック６がサイピング付きブロック８であっても良く、又ブロック８毎にサイピング７の形成本数を違えても良い。なお各サイピング７を区別するとき、タイヤ回転方向先着側ＦＳから順にサイピング７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄと記する場合がある。

そして前記サイピング７は、図２に拡大して示すように、前記ブロック８の巾中心線Ｃを含むブロック中央域Ｙｃに頂部Ｑを位置し、かつ該頂部Ｑからタイヤ軸方向両側のブロック側縁８ｅまでタイヤ回転方向後着側ＦＫに向かって広がる向きにのびる傾斜線７ａ、７ａからなる略Ｖ字状に形成される。

なお前記「ブロック中央域Ｙｃ」とは、前記巾中心線Ｃを中心とした前記ブロック８の巾ＢＷの３０％の巾領域を意味する。又前記サイピング７の、サイプ巾、サイプ深さｈ、及び周方向間隔Ｐに関しては特に規制されないが、乗用車用タイヤの場合、サイプ巾を１．０ｍｍ以下、さらには０．５mm以下（例えば０．２〜０．４mm）とした切込み状のものが好ましく、又サイプ深さｈ（図６に示す）としては、摩耗末期においてもサイピング７が残存しうるよう、ブロック高さをＨとしたとき、（０．５Ｈ−１．０mm）〜（Ｈ＋１．０mm）の範囲とするのが好ましい。又サイピング７、７の周方向間隔Ｐとしては、エッジ効果とブロック剛性とのバランスから３．０〜７．０mm、さらには４．０〜６．０mmの範囲が好ましい。

このような略Ｖ字状サイピング７を設けたブロック８では、ブロック小片部８Ａが図３（Ａ）、（Ｂ）の如く、制動時にはＶ字が広がる向きの変形となり、逆に駆動時にはＶ字が閉じる向きに変形する。このときの各部の拘束力の違いにより、制動時のブロック剛性を、駆動時のブロック剛性よりも高めることができる。又ブロック剛性の増加は、ブロック変形を抑え路面摩擦力をアップさせるため、制動性能を駆動性能に比して高めることができる。このような効果は、特にサイピング７における前記傾斜線７ａ，７ａ間の角度β（Ｖ字の開き角度β）を１２０〜１５０°の範囲としたとき有効に発揮される。

そして本発明では、制動性能を駆動性能に比してより高めるために、少なくとも最先着側のサイピング７Ａは、図４に示すように、サイピング壁面７Ｓに、サイプ底Ｂｏに向かって先着側に傾斜する傾斜壁部９を設けている。

ここで、ブロックは通常、制動時には先着側の変形が大きくなるなど先着側の剛性が不足する。そして本発明者の研究の結果、ブロックに略Ｖ字状サイピング７を形成した場合、制動時のブロック剛性を駆動時に比して高めうる反面、先着側と後着側との剛性差がさらに大きくなることが判明した。これは略Ｖ字状サイピング７による剛性向上効果が、先着側と後着側とでは相違し、後着側でより大きな剛性向上効果が発揮されるためと推測される。そして、この剛性差が大となることに起因して、先着側では路面摩擦力が充分にアップせず、制動性の向上効果を低いものとしていた。

そこで、少なくとも最先着側のサイピング７Ａに傾斜壁部９を形成する。この傾斜壁部９は、サイプ底Ｂｏに向かって先着側ＦＳに傾斜しているため、制動時、該傾斜壁部９でのサイピングエッジが路面に立つ向きに変形でき、エッジ効果を高めうる。これにより先着側での前記路面摩擦力の不足を補い、ブロック８全体としての制動時のグリップ性（制動性）を高めることができる。

このとき、先着側ほどエッジ効果を高めて、エッジ効果と路面摩擦力とのバランスを保つことが好ましい。そのため本例では、図５〜６に示すように、各サイピング７のサイピング壁面７Ｓに傾斜壁部９を設けるとともに、各サイピング７において、
（１）先着側で隣り合うサイピング７の傾斜壁部９の傾斜角度θを、後着側で隣り合うサイピング７の傾斜壁部９の傾斜角度θよりも順次大とする、及び／又は、
（２）先着側で隣り合うサイピング７の傾斜壁部９のブロック巾方向の巾Ｗを、後着側で隣り合うサイピング７の傾斜壁部９のブロック巾方向の巾Ｗをよりも順次大としている。

具体的に説明すると、前記サイピング７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄの傾斜壁部を９Ａ，９Ｂ，９Ｃ，９Ｄ、その傾斜角度をθＡ，θＢ，θＣ，θＤ、各傾斜壁部の巾をＷＡ，ＷＢ，ＷＣ，ＷＤとしたとき、
θＡ＞θＢ＞θＣ＞θＤ 及び／又は、
ＷＡ＞ＷＢ＞ＷＣ＞ＷＤ
としている。なお、前記傾斜角度θは、図４に代表して示すように、傾斜壁部９と直交する断面において、該傾斜壁部９がブロック表面Ｓの法線となす鋭角側の角度を意味する。

本例では、各サイピング７の傾斜角度θは互いに等しく、かつ先着側で隣り合うサイピング７の傾斜壁部９のブロック巾方向の巾Ｗを、後着側で隣り合うサイピングの傾斜壁部のブロック巾方向の巾Ｗよりも順次大に、即ち
θＡ＝θＢ＝θＣ＝θＤ かつ
ＷＡ＞ＷＢ＞ＷＣ＞ＷＤ
としたものを例示している。

このように、構成することによりエッジ効果と路面摩擦力とのバランスを保つことができ、制動性をより高めることが可能となる。なお前記傾斜角度θが大きすぎても又小さすぎても制動時のエッジ効果が減少する。従って、前記傾斜角度θの下限値は０°より大、さらには１０°以上が好ましく、又上限値は３０°以下、さらには２０°以下が好ましい。

ここで、最先着側のサイピング７Ａにおいて、そのサイピング壁面７Ｓの全体を傾斜壁部９で形成するのが、制動性をより高めるために好ましく、このとき最後着側のサイピング７Ｄを含む他のサイピング７Ｂ〜７Ｄでは、前記頂部Ｑを含んだ中央側に傾斜壁部９を配し、その巾方向両外側に非傾斜壁部１０を形成する。これは、ブロック８の巾方向に関していえば、巾方向両外側となるほど、かつ傾斜角度θが小となるほどブロック剛性が減じるからであり、従って、傾斜壁部９を中央側に配することにより、ブロック剛性全体の低下を最小限に抑えながらブロック剛性を巾方向で均一化しうるというメリットが得られる。なお最後着側のサイピング７Ｄにおける傾斜壁部９Ｄの前記ＷＤは、ブロック８の前記巾ＢＷの４０〜６０％の巾、即ち非傾斜壁部１０の巾ｗｄを前記傾斜線７ａのブロック巾方向の長さＬ（＝０．５×ＢＷ）の４０〜６０％の範囲が好ましい。又最後着側と最先着側との間のサイピング７Ｂ、７Ｃでの非傾斜壁部１０の巾ｗは、サイピング７の形成数がｎのとき、後着側から順に｛ｗｄ×（ｎ−１）／ｎ｝、｛ｗｄ×（ｎ−２）／ｎ｝、｛ｗｄ×（ｎ−３）／ｎ｝・・・・を基準値として、基準値の±１０％の範囲に設定するのが好ましい。

又サイピング７として、図７に示すように、前記傾斜壁部９を、傾斜角度θが異なる複数の壁部分９ｉ、９ｊで形成することもでき、係る場合には、傾斜角度θの大きい壁部分９ｉほど中央側（頂部Ｑ側）に形成する。

次に、略Ｖ字状サイピング７を設けたブロック８では、前記図１１（Ａ）の如く、ブロックの回転方向後着側かつブロック巾方向両外側の領域ｃに偏摩耗が発生しやすい傾向となる。通常、タイヤは駆動状態で走行しているが、このときブロック８の回転方向後着側ＦＫでの変形が大きい。又駆動時には、Ｖ字が閉じる向きの変形となるため、ブロック８の中央側では圧縮力が高くなり、ブロック巾方向両外側の剛性が相対的に低くなる。これらの相互作用により、前記領域ｃで路面との滑りが大きくなり偏摩耗が発生する。しかし本例では、巾方向両外側に剛性が大な非傾斜壁部１０が配置され、しかも回転方向後着側ＦＫほどその形成巾は大となる。従って、領域ｃでの変形を効果的に抑制でき、その偏摩耗を防止しうる。

又この駆動時には、逆に後着側ＦＫでの変形が大きく路面摩擦力が先着側ＦＳに比して不足するが、前記傾斜壁部９は、駆動時にエッジが寝る方向に傾斜している。そのため、前述の（１）、及び／又は（２）の構成を採用することにより、駆動時における後着側ＦＫのエッジ効果を先着側ＦＳに比して高めうるなど、路面摩擦力の不足を補うことができ、グリップ性を均一化し、制動性ほどではないが駆動性を向上させることができる。

又本例では、前記図６の如く、前記サイピング付きブロック８は、先着側のブロック壁面８Ｓａの傾斜角度αａを、後着側のブロック壁面８Ｓｂの傾斜角度αｂよりも大としている。これにより、制動時におけるブロック８の先着側での変形を抑制し、グリップ性（制動性）をさらに高めるとともに、先着側での路面との滑りを減じ制動時の先着側での偏摩耗を抑制しうる。なお前記傾斜角度αａは２０〜１０°の範囲が好ましく、又前記傾斜角度αｂとの差（αａ−αｂ）を５°以上とするのが良い。なお前記傾斜角度αａ，αｂは、各壁面８Ｓａ、壁面８Ｓｂと直交する断面における、ブロック表面Ｓの法線となす鋭角側の角度を意味する。

又図８にブロック８の参考例を図示する。本例では、各サイピング７における傾斜壁部９の巾Ｗを互いに等しくするとともに、先着側で隣り合うサイピング７の傾斜壁部９の傾斜角度θを、後着側で隣り合うサイピング７の傾斜壁部９の傾斜角度θよりも順次大に設定している。即ち、
ＷＡ＝ＷＢ＝ＷＣ＝ＷＤ かつ
θＡ＞θＢ＞θＣ＞θＤ
としている。

又ブロック８の形状として、特に規制されることがなく、本例の如き矩形状のものの他、例えば図９の如く、先着側及び後着側のブロック壁面８Ｓａ、８Ｓｂをサイピング７と平行なＶ字状に形成することもできる。係る場合には各部での剛性差が少なく偏摩耗にとって有利となる。

又サイピング７が「略Ｖ字状」をなすとは、前記傾斜線７ａが直線状にのびるＶ字状の場合の他、図１０（Ａ）の如く、傾斜線７ａが円弧状にのびる場合も含まれる。又図１０（Ｂ）の如く、中心線ｉが後着側ＦＫに向かって広がる向きに直線状或いは円弧状にのびるならば、傾斜線７ａとして、該中心線ｉを挟んで山谷を繰り返すジグザグ状（波状も含む）のものも略Ｖ字状に含まれる。

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て、各ブロックの表面に表２に示す仕様のＶ字状サイピングを形成したタイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５のスタッドレスタイヤを試作するとともに、各試作タイヤの氷路における制動性、駆動性、偏摩耗性をテストし互いに比較した。なお各ブロックのサイズは巾（３２mm）×長さ（４０mm）×高さ（１０mm）で同一であり、又各サイピングも、サイプ巾（０．３mm）、サイプ深さｈ（８．２mm）、間隔ｐ（５mm）、Ｖ字の開き角度β（１３５°）と同一としている。

（１）制動性：
供試タイヤをリム（１５×６．５）、内圧（２００ｋＰａ）にて四輪駆動車（２０００cc）の四輪に装着し、気温０゜Ｃの環境下の氷盤路で、３０km／Ｈの走行速度から４輪ロック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、値が大なほど良好である。

（２）駆動性：
前記車両を用いて、前記氷盤路で発進させ、２５ｍを進むのに要した時間を比較例１を１００とした指数で評価した。値が大なほど良好である。

（３）偏摩耗性：
前記車両を用いて乾燥舗装路のテストコースを約１００００ｋｍ走行し、ブロックの摩耗状況を目視検査により５段階で評価した。値が大なほど偏摩耗が少なく良好である。

表の如く、実施例のタイヤは、駆動性を維持しながら制動性を大巾に向上でき、かつ偏摩耗を抑制しうるのが確認できる。

本発明の空気入りタイヤの一実施例を示すトレッドパターンの展開図である。 サイピングをブロックとともに示す平面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、制動時及び駆動時におけるブロックの変形状態を説明する平面図である。 最先着側のサイピングを示す斜視図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、他のサイピングを示す斜視図である。 傾斜壁部を示す図２のＡ−Ａ線断面図である。 傾斜壁部の他の例を示す斜視図である。 サイピングの他の例を示す断面図である。 ブロックの他の例を示す平面図である。 （Ａ）（Ｂ）は、サイピングの略Ｖ字状を説明する平面図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、発明が解決しようとする課題を説明する平面図である。

符号の説明

５ トレッド溝
６，８ ブロック
７ サイピング
７Ａ 最先着側のサイピング
７Ｓ サイピング壁面
９ 傾斜壁部
８Ｓａ、８Ｓｂ ブロック壁面
Ｂｏ サイプ底
Ｃ 巾中心線
ＦＫ 後着側
ＦＳ 先着側
Ｑ 頂部
Ｙｃ ブロック中央域

Claims (6)

1. トレッド溝により区画されたブロックの表面に複数のサイピングがタイヤ周方向に並設されたサイピング付きブロックを有する空気入りタイヤであって、
   前記サイピングは、前記ブロックの巾中心線を含むブロック中央域に頂部を位置し、かつ該頂部からタイヤ軸方向両側のブロック側縁までタイヤ回転方向後着側に向かって広がる向きにのびる略Ｖ字状をなし、
   前記各サイピングは、サイピング壁面にサイプ底に向かって先着側に傾斜する傾斜壁部を有し、
   先着側で隣り合うサイピングの前記傾斜壁部のブロック巾方向の巾Ｗを、後着側で隣り合うサイピングの前記傾斜壁部のブロック巾方向の巾Ｗよりも順次大としたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記各サイピングの前記傾斜壁部のブロック表面の法線に対する傾斜角度θは互いに等しい請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記サイピング付きブロックは、先着側及び後着側のブロック壁面がサイピングと平行なＶ字状をなす請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記傾斜壁部は、前記頂部を含んだ中央側に形成されることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
5. 最先着側のサイピングは、サイピング壁面の全体が前記傾斜壁部からなるとともに、最後着側のサイピングは、サイピング壁面のうちの前記頂部を含んだ中央側に前記傾斜壁部を配したことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
6. 前記サイピング付きブロックは、先着側のブロック壁面の、ブロック表面の法線に対する傾斜角度αａを、後着側のブロック壁面の、ブロック表面の法線に対する傾斜角度αｂより大としたことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の空気入りタイヤ。

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