JPH1029412A

JPH1029412A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JPH1029412A
Application number: JP8207759A
Authority: JP
Inventors: Eiji Azuma; 英司東
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 1996-07-17
Filing date: 1996-07-17
Publication date: 1998-02-03
Anticipated expiration: 2016-07-17
Also published as: JP3518830B2

Abstract

(57)【要約】【課題】タイヤトレッド面における除水、粘着、ひっ
かきの各効果の総合的な増大を図り、二律背反事項であ
る氷雪路性能と耐摩耗性能を同時に向上することができ
る空気入りタイヤを提供する。【解決手段】複数の周方向溝と、これらの周方向溝と
交わる横方向溝で区分されたブロックをタイヤトレッド
面に備え、当該タイヤトレッド面に、１ブロック内にタ
イヤ幅方向に延びると共にサイプ厚みが異なる０．５ｍ
ｍ以上〜１．０ｍｍ以下の厚いサイプ３と、０．１ｍｍ
以上〜０．５ｍｍ未満の薄いサイプ２の２種類のサイプ
を有するブロック１を備え、各サイプ厚みｄは、０．１
〜１．０ｍｍの範囲内にあり、薄いサイプ２のサイプ厚
みｄ_nと厚いサイプ３のサイプ厚みｄ_n+1との厚み差
（比率）が、｛１−（ｄ_n／ｄ_n+1）｝Ｘ１００の関係
式において、その絶対値が１０〜３００％の範囲内にあ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、乗用車及びライト
トラック等に好適に用いられる空気入りタイヤにおい
て、特にその氷雪路性能と耐摩耗性能の同時改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】空気入りタイヤ、特にスタッドレスタイ
ヤにおいて、その氷雪路性能を向上させるには、タイヤ
接地面において、除水、粘着、ひっかきの各効果をタイ
ヤに持たせることで達成することができる。従来、これ
らの３つの大きな効果を実現させるために、タイヤ構
造、トレッドパターン、ゴム特性の３つの手段を組み合
わせる技術が種々開発されてきた。この中で、パターン
的に、除水、粘着、ひっかきの各効果を増大させる手段
として、複数の周方向溝と、これらの周方向溝と交わる
横方向溝で区分されたブロックの接地面に、サイプを多
用する手段がとられている。これは１つの直方体のブロ
ックを考えた場合、サイプが多いほど、またサイプの厚
みが厚いほどブロックが一定の力によって変形しやすく
ブロック剛性が低くなり、粘着効果をもたせることがで
きるためである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、１ブロック内
にサイプ数を増加させすぎると、剛性が低くなりすぎ、
ブロックが倒れ込んでしまい、かえって粘着効果は低下
し、耐摩耗性も低下する。逆に１ブロック内にサイプ数
を減少させすぎると、氷雪路性能をもつスタッドレスタ
イヤとしての役割を果たさなくなる。

【０００４】また他方、サイプ厚みを厚くしすぎると、
除水効果は増大するものの、ブロック剛性が低下しすぎ
るため、粘着効果、ひっかき効果は低下する。また耐摩
耗性も同時に低下する。逆に、サイプ厚みを薄くし過ぎ
ると、ブロック剛性を程よく低下させることができ、粘
着効果、ひっかき効果を増大できるが、除水効果は低下
し、全体として氷雪路性能の向上は充分図られない。こ
のように、単に１ブロック内のサイプ数の増加・減少、
サイプ厚みの増大・縮小を図るだけでは、除水、粘着、
ひっかきの各効果の総合的な増大を図り、また氷雪路性
能と耐摩耗性能の同時改良をする上で、必ずしも十分で
あるとはいい難い。

【０００５】本発明の課題は、タイヤトレッド面におけ
る除水、粘着、ひっかきの各効果の総合的な増大を図
り、二律背反事項である氷雪路性能と耐摩耗性能を同時
に向上することができる空気入りタイヤを提供する点に
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に鋭意検討した結果、タイヤトレッドにおけるブロック
に同一の厚みのサイプを使用するのは性能的限界があっ
たため、１ブロック内に一定の厚みのサイプを使用する
のではなく、２種以上の厚みの異なるサイプを混用する
ことで、サイプ枚数を増やしつつ、かつブロック剛性を
保持することで二律背反事項を同時に満足することが可
能となり、総合的に氷雪路面での制動及び駆動性能を確
保できることを知見した。

【０００７】すなわち、本請求項１の発明は、複数の周
方向溝と、これらの周方向溝と交わる横方向溝で区分さ
れたブロックをタイヤトレッド面に備えた空気入りタイ
ヤにおいて、上記タイヤトレッド面に、１ブロック内に
タイヤ幅方向に延びると共にサイプ厚みが異なる複数種
類のサイプを有するブロックを備えたことを特徴とする
空気入りタイヤである。これにより、タイヤトレッド面
における除水、粘着、ひっかきの各効果の総合的な増大
を図り、二律背反事項である氷雪路性能と耐摩耗性能を
同時に向上することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１はトレッドパターンにおける
１つのブロックを、１つの直方体ブロックと考えたとき
の本発明の一実施形態を示すモデル図である。図３は従
来タイヤにおける同モデル図である。いずれも同一の大
きさの単位ブロックである。両図において、１はブロッ
ク、２は薄いサイプ、３は厚いサイプである。いずれも
タイヤ幅方向に延びるサイプとして構成されており、サ
イプ間距離及びサイプの深さはいずれも一定であり、ま
た図１の本発明のブロックは図３のサイプ数と同一であ
る。しかし、図１及び図３に示すブロック及び後述する
図２に示すブロックに形成されたそれぞれのサイプの厚
みｄは異なっており、既述の通り、薄いサイプ２と厚い
サイプ３で構成されている。本発明では二本のサイプを
薄いサイプ２にかえているため、ブロック全体のブロッ
ク剛性は、図３に示す従来タイヤより高くなっている。
従って、従来タイヤと比べて、粘着効果、ひっかき効果
を増大することができると共に、耐摩耗性能を向上する
ことができる。また、一部に薄いサイプ２を用いている
とはいうものの厚いサイプ３も用いており、またサイプ
数は従来タイヤと同一であるため、除水効果の低下は支
障が無い程度に押えることができる。一方、図示されて
はいないが、図３に示すサイプをすべて薄いサイプとし
た場合のブロックでは、ブロック剛性は上がるが、サイ
プが閉塞しやすくなるため除水効果は下がり、氷雪路性
能の向上は充分図られない。従って、薄いサイプ２と厚
いサイプ３とを混用することで、ブロック剛性を上げ
て、粘着効果、ひっかき効果を増大し、耐摩耗性能を向
上することができると同時に、除水効果も発揮すること
ができることから、氷雪路性能と耐摩耗性能を同時に向
上することができる。

【０００９】かかる見地より、図１のサイプ密度を更に
上げてブロック剛性を従来タイヤと同一にすると氷雪路
性能を従来タイヤより一層向上することができる。図２
は単位ブロック１内に薄いサイプ２を多用した例であ
る。

【００１０】厚薄の各サイプの具体的なサイプ厚みｄ
は、特に限定されるものではないが、０．１〜１．０ｍ
ｍの範囲内に含まれることが好ましい。サイプ厚みｄが
０．１ｍｍよりも薄いサイプを用いた場合はブロック全
体として剛性が大きくなりすぎるほか、特に除水性能が
低下する。またサイプ厚みｄが１．０ｍｍを超える厚い
サイプを用いた場合は、ブロック剛性が低くなりすぎ、
耐摩耗性が低下する。従って、厚薄の各サイプを用いる
場合でも、サイプ厚みｄにも最適値の範囲があり、０．
１〜１．０ｍｍの範囲内にすることが好ましい。

【００１１】各サイプの厚み差も、特に限定されるもの
ではないが、耐摩耗性能と氷雪路性能を同時に改善する
ためには、その最適なバランス状態が得られる各サイプ
の厚み差が必要である。サイプ厚みが異なる各サイプ間
のサイプ厚みｄ_nとサイプ厚みｄ_n+1との厚み差を、
｛１−（ｄ_n／ｄ_n+1）｝Ｘ１００の関係式において比
率で示すと、その絶対値が１０〜３００％となる様にす
ることが望ましい。上記厚み差（比率）が１０％未満の
場合は、各サイプ同士の厚み差が小さく従来とさほど変
わらずサイプ効果が不十分となる。一方、上記厚み差
（比率）が３００％を超える場合は、各サイプ同士の厚
み差が大きくなりすぎ、サイプとサイプで挟まれるブロ
ック剛性が不均一となって、接地状態が不安定化する点
で好ましくない。なお、ここで、各サイプ間の厚み差に
つき絶対値を採用しているのは、サイプの厚みｄ_nとｄ
_n+1がｄ_n＞ｄ_n+1、ｄ_n＜ｄ_n+1のいずれの値をとる
ことができるようにするためである。また、サイプの厚
みとして、ｄ_nとｄ_n+1の一般式を用いているのは、サ
イプの厚みが２種以上あることを示している。

【００１２】厚みの異なる各サイプの種類は、特に限定
されず、既述の通り、２種類以上であれば差し支えな
い。厚いサイプと薄いサイプの２種類の厚みのサイプと
した場合は、０．５ｍｍ以上〜１．０ｍｍ以下の厚いサ
イプと、０．１ｍｍ以上〜０．５ｍｍ未満の薄いサイプ
の２種類のサイプで構成することが望ましい。また更
に、一方を０．５ｍｍ以上〜０．７ｍｍ以下の厚いサイ
プ、他方を０．２ｍｍ以上〜０．４ｍｍ以下の薄いサイ
プとすると尚好ましい。

【００１３】また、１ブロック内の０．１ｍｍ以上〜
０．５ｍｍ未満の薄いサイプの数は、１ブロック内の
０．１ｍｍ〜１．０ｍｍの範囲の全サイプの総数に対し
て７０〜９０％の割合で設けることが好ましい。上記の
薄いサイプの数が７０％未満の場合は、従来技術と大差
なく、氷雪路性能向上に差が見受けられず、一方、９０
％を超える場合は、前述の除水効果が低下し、氷雪路性
能が低下する。

【００１４】厚みの異なる各サイプの深さｈも、特に限
定されない。但し、好ましくは、当該サイプが配置され
たブロックを区分する横方向溝の溝深さＨとの関係で、
０．５Ｈ＜ｈ＜Ｈの範囲内に含まれることが望ましい。
但し、ｈ＝０．８Ｈ近傍において最適に用いられる。ｈ
＜０．５Ｈでは剛性が大きくなりすぎ、サイプによる氷
雪路性能が充分でなく、ｈ＞Ｈでは剛性が小さくなりす
ぎ、同様にサイプ効果が乏しくなる。また、各サイプ同
士の間隔も限定されない。前記実施形態の様に

【００１５】サイプの形状は、ブロック表面からみて前
記実施形態では直線形状であるが、その他、鋸歯状、波
形などのジグザグ状なども適用される。なお、サイプは
直線形よりもジグザグにしたほうがサイプ長が長くなり
且つ全方向においてエッジがききやすくなるため、スタ
ッドレスタイヤとしての用途には、より好適である。ま
た、サイプの方向はタイヤ幅方向と平行に延びている
が、タイヤ幅方向に延びるサイプであれば、斜め方向で
あっても差し支えない。

【００１６】サイプは、両端がブロック端の溝に開口す
る両開口型のほか、一方端にだけ開口する半開口型も適
用できるが、本発明はこれに限定されるものではない。
排水性等を考慮すると両開口型のほうが良いが、半開口
型も用いられる。また、両端閉塞型のサイプも含めるこ
とができる。

【００１７】１ブロック内における厚みの異なる各サイ
プの配置は、ブロックに交互に配置しても、またサイプ
厚みの厚いサイプをブロック中央領域に、サイプ厚みの
薄いサイプをブロック端領域に配置しても、更にまた不
規則に配置しても差し支えない。但し、ブロックに交互
に配置した場合は、ブロック内の剛性バランスがよく均
一接地する点で好ましく、またサイプ厚みの厚いサイプ
をブロック中央領域に、サイプ厚みの薄いサイプをブロ
ック端領域に配置した場合もブロック内の剛性バランス
が良く均一接地する点で好ましい。

【００１８】なお、本発明で適用されるサイプは、タイ
ヤセンター領域からショルダー領域に至る領域であれ
ば、いずれの領域のブロックに対しても適用される。

【００１９】

【実施例】以下に、好ましい実施例を挙げて本発明を詳
細に説明する。なお、本発明は本実施例に限定されるも
のではない。

【００２０】本実施例は図４及び図５に示すトレッドパ
ターンですべて統一している。図において、４はタイヤ
センター領域ＣＡのブロック、５は中間領域ＭＡのブロ
ック、６はショルダー領域ＳＡのブロックである。な
お、７はタイヤトレッド面であり、ＴＣはタイヤセンタ
ー、ｅ、ｅはタイヤ接地端を示している。８は周方向
溝、９は周方向溝と交わる横方向溝である。

【００２１】タイヤサイズは１８５／７０Ｒ１４であ
り、本実施例のサイプの種類は厚いサイプと薄いサイプ
の２種類のサイプで構成されている。１ブロック当りの
厚いサイプと薄いサイプの総本数、サイプ厚みｄ_n、ｄ
_n+1及びサイプ厚みの差（比率）については、表１に示
す通りである。なお、本実施例１〜３では、図４に示す
様に、厚いサイプが中央に１本、薄いサイプがその両側
に合計で５本配置されており、実施例４では、図５に示
す様に、厚いサイプが中央に１本、薄いサイプがその両
側に合計で７本配置されている。いずれもそれらの間隔
は等間隔である。また、タイヤセンター領域ＣＡ及びタ
イヤ中間領域ＭＡの各ブロック４、５内におけるサイプ
の深さｈはいずれも７．０ｍｍ、ショルダー領域ＳＡの
ブロック６のサイプの深さｈも７．０ｍｍに設定してい
る。

【００２２】表１は、サイプ厚みを各種変更したタイヤ
についてその氷雪路性能及び耐摩耗性能の各試験結果を
示している。なお、表１中、比較例１〜３のタイヤは、
サイプを同一厚みとした以外は前記実施例タイヤと同一
のトレッドパターンにより構成されている。

【００２３】氷雪路性能及び耐摩耗性能は、これらのタ
イヤをそれぞれ装着した普通乗用車（１８００ｃｃ）
で、下記の試験で評価した。なお、空気充填率及び試験
方法はＪＡＴＭＡ規定に準拠する。

【００２４】（氷上試験）氷上性能は制動距離で評価し
た。すなわち、４０ｋｍ／ｈからフルブレーキで制止す
るまでの距離で示す。評価結果は、制止距離の逆数を算
出した上で、比較例１タイヤの制止距離の逆数を基準値
１００として指数により換算表示している。数値が大き
いほど、氷上性能が良好である。

【００２５】（圧雪路試験）圧雪路性能も制動距離で評
価した。すなわち、３０ｋｍ／ｈからフルブレーキで制
止するまでの距離で示す。評価結果は、制止距離の逆数
を算出した上で、比較例１タイヤの制止距離の逆数を１
００として指数に換算表示している。数値が大きいほ
ど、圧雪路性能が良好である。

【００２６】（一般路試験）ＤＲＹ操縦安定性：通常路面走行中の運転者のフィーリ
ング評価で示す。２人の運転者がそれぞれ試験を行い、
その２人の点数の平均点で示す。比較例１を１００とし
て指数で示している。数値の大きいもの程よい。ＷＥＴ操縦安定性：水をまいた状態の通常路面（雨上が
りの状態をシュミレーションとした路面）走行中の運転
者のフィーリング評価で示す。比較例１を１００として
指数で示している。数値の大きいもの程よい。耐摩耗性能：あらかじめ溝深さを測定したタイヤを自動
車に装着して、２名乗車で走行し、２０００ｋｍ走行ご
とに装着位置の交換を行いながら、１２０００ｋｍ走行
後、溝深さを測定して、走行前後の溝深さの差から摩耗
量を求める。評価結果は、摩耗量の逆数を算出した上
で、従来タイヤの摩耗量の逆数を基準値１００として指
数により換算表示している。数値が大きいほど耐摩耗性
能が良好であることを示している。なお、タイヤの空気
圧は、いずれも車両指定の空気圧としている。ブロック剛性：ＦＥＭ解析法（有限要素解析法）によ
る。端を１ｍｍ動かして何ｍｍ変位するかを測定する。
従来タイヤを基準値１００とし、本発明タイヤの値を指
数に換算表示している。値が大きいほどよい。

【００２７】

【表１】

【００２８】表１に示すように、サイプを同一厚みとし
た比較例１〜３のタイヤでは、サイプ厚みを薄くした比
較例２の場合、ブロック剛性が大きくなるため耐摩耗性
は向上するが氷雪路性能は低下しており、サイプ厚みを
厚くした比較例３の場合ではブロック剛性が低下し、耐
摩耗性能は低下している。これに対して、異なるサイプ
の厚みを有する本発明の実施例タイヤの場合、耐摩耗性
と氷雪路性能が同時に向上しており、操縦安定性が良好
である。特に、各サイプ間のサイプ厚みｄ_nとサイプ厚
みｄ_n+1との厚み差が、｛１−（ｄ_n／ｄ_n+1）｝Ｘ１
００の関係式において、１０〜３００％の範囲で良好な
氷雪路性能が確保される。なお、比較例５では不均一な
接地状態となっており、その点で好ましくなかった。実
施例３においてはサイプ数は増加しているのであるが、
ブロックの剛性の低下が起こらないよう薄いサイプの割
合を７０％以上に設定しているため、本発明の効果が有
効に発揮されている。また、本実施例のタイヤは、いず
れも除水、粘着、引っ掻きのサイプのパターン効果が良
好であった。特に、実施例２及び３は引っ掻き効果に優
れ、実施例４は除水、粘着、引っ掻きすべての点で最適
であった。

【００２９】

【発明の効果】本発明は、タイヤトレッド面に、１ブロ
ック内にタイヤ幅方向に延びると共にサイプ厚みが異な
る複数種類のサイプを形成することにより、ブロック剛
性を保持しつつ、二律背反事項である氷雪路性能及び耐
摩耗性能を同時に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す単位ブロックのモデ
ル図である。

【図２】同他実施形態を示す単位ブロックのモデル図で
ある。

【図３】従来タイヤの一例を示す単位ブロックのモデル
図である。

【図４】本発明の一実施例を示すトレッドパターンの概
略図である。

【図５】同他実施例を示すトレッドパターンの概略図で
ある。

【符号の説明】

１ブロック２薄いサイプ３厚いサイプ４ブロック５ブロック６ブロック７タイヤトレッド面８周方向溝９横方向溝ｄサイプ厚みｈサイプ深さｅタイヤ接地端ＣＡタイヤセンター領域ＭＡ中間領域ＳＡショルダー領域

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の周方向溝と、これらの周方向溝と交
わる横方向溝で区分されたブロックをタイヤトレッド面
に備えた空気入りタイヤにおいて、上記タイヤトレッド
面に、１ブロック内にタイヤ幅方向に延びると共にサイ
プ厚みが異なる複数種類のサイプを有するブロックを備
えたことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】サイプ厚みが異なるサイプの各サイプ厚み
ｄは、０．１〜１．０ｍｍの範囲内に含まれる請求項１
記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】サイプ厚みが異なる各サイプ間のサイプ厚
みｄ_nとサイプ厚みｄ_n+1との厚み差（比率）が、｛１
−（ｄ_n／ｄ_n+1）｝Ｘ１００の関係式において、その
絶対値が１０〜３００％である請求項１又は２記載の空
気入りタイヤ。
【請求項４】サイプが、０．５ｍｍ以上〜１．０ｍｍ以
下の厚いサイプと、０．１ｍｍ以上〜０．５ｍｍ未満の
薄いサイプの２種類のサイプで構成されている請求項
１、２又は３記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】請求項４記載の薄いサイプが、１ブロック
あたりの全サイプの総数に対して７０〜９０％の割合で
設けられた請求項４記載の空気入りタイヤ。
【請求項６】サイプの深さｈが、当該サイプが配置され
たブロックを区分する横方向溝の溝深さＨとの関係で、
０．５Ｈ＜ｈ＜Ｈの範囲内に含まれる請求項１、２、
３、４又は５記載の空気入りタイヤ。
【請求項７】サイプ厚みが異なる複数種類のサイプが、
ブロックに交互に配置されている請求項１〜６のいずれ
かに記載の空気入りタイヤ。
【請求項８】サイプ厚みの厚いサイプが、ブロック中
央領域に、サイプ厚みの薄いサイプがブロック端領域に
設けられている請求項１〜７のいずれかに記載の空気入
りタイヤ。