JP2007022361A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ブロック陸部に配設するサイプの適正化を図ることにより、ドライ路面及びウェット路面での操縦安定性を損なうことなく、氷雪路面での駆動性及び制動性を向上させる。
【解決手段】空気入りタイヤは、トレッド部１に、互いに交差する複数の主溝２、３を配設することによって多数個のブロック陸部４を区画形成するとともに、ブロック陸部４に複数本のサイプ５を配設してなる。ブロック陸部４をタイヤ幅方向中央域６とタイヤ幅方向両側方域７、７´に区分したとき、サイプ５を、タイヤ幅方向中央域６でタイヤ幅方向側方域７、７´よりも密に配設し、サイプ５は、その深さ方向の延在形状が、ブロック陸部４のタイヤ幅方向側方域７、７´ではジグザク状又は波状であり、ブロック陸部４のタイヤ幅方向中央域６では直線状である。
【選択図】図２

Description

この発明は、トレッド部に、互いに交差する複数の主溝を配設することによって多数個のブロック陸部を区画形成するとともに、該ブロック陸部に複数本のサイプを配設してなる空気入りタイヤ、より具体的には氷雪路面上の走行に適した空気入りタイヤに関し、特に、ドライ路面及びウェット路面での操縦安定性を損なうことなく、氷雪路面での駆動性及び制動性の向上を図る。

氷雪路面上を走行するための空気入りタイヤとしては、いわゆるスタッドレスタイヤが多く用いられている。スタッドレスタイヤは、トレッド部に多数個のブロック陸部を区画形成し、各ブロック陸部に複数本のサイプを設けることが一般的であり、また、その氷雪路面での走行性能を向上させる手段としては、サイプの配設本数を増やしてブロック陸部の剛性を低下させて、ブロック陸部の倒れ込みによる路面と陸部との間に摩擦力を発生させる効果である、いわゆる引掻き効果（エッジ効果ともいう。）を増加させることが有用であることが知られている。しかし、スタッドレスタイヤは、氷雪路面のみならずドライ路面やウェット路面においても使用される機会が多いので、氷雪路面上での駆動・制動性能を向上させるためにサイプの配設本数を増やすと、引掻き効果は増加するものの、ブロック陸部全体の剛性が不足し、特にドライ路面やウェット路面では、ブロック陸部の倒れこみが過大となる結果、実接地面積が減少して、操縦安定性の低下を招くこととなる。

引掻き効果とブロック陸部の剛性確保を両立させるため、例えば特許文献1には、ブロック陸部に、略タイヤ幅方向に延びる複数本の波形サイプを、ブロック陸部のタイヤ幅方向中央域では密に配設してエッジ成分を増やし、タイヤ幅方向側方域では疎に配設してブロック剛性を確保したタイヤが記載されている。

また、特許文献２には、ブロック陸部に、ブロック陸部の一方の端部からタイヤ幅方向に沿って延び、ブロック陸部のタイヤ幅方向中央域でフォーク状に分岐する第１サイプと、ブロック陸部の他方の端部からタイヤ幅方向に沿って延びる第２サイプとを配設することにより、ブロック陸部の中央域に、その側方域に比べてより細分化された陸部要素を形成したタイヤが記載されている。

さらに、特許文献３には、ブロック陸部に複数のサイプが配設されており、これらサイプを、その深さ方向のいずれかの位置においてサイプ長手方向と直交方向に振幅を有する、いわゆる３次元サイプとすることにより、サイプを密に配設した場合にもブロック陸部の剛性を確保したタイヤが記載されている。

さらにまた、特許文献４には、ブロック陸部に複数のサイプが配設されており、これらサイプの単位長さあたりの投影面積を、ブロック陸部の中央域よりも側方域の方で大きくすることにより、ウェット路面での排水性と操縦安定性を両立したタイヤが記載されている。

上記した従来技術のタイヤはいずれも、氷雪路面又はウェット路面のいずれかにおける性能を向上することのみを目的としており、ドライ路面、ウェット路面及び氷雪路面の全てにおける性能を高いレベルで満足したタイヤはこれまでなかった。

特開平９−１６４８１６号公報 特開平８−３３２８１１号公報 特開２０００−６６１９号公報 特開２０００−２５５２１９号公報

したがって、この発明の目的は、ブロック陸部に配設するサイプの適正化を図ることにより、ドライ路面及びウェット路面での操縦安定性を損なうことなく、氷雪路面での駆動性及び制動性を向上させることにある。

上記の目的を達成するため、この発明は、トレッド部に、互いに交差する複数の主溝を配設することによって多数個のブロック陸部を区画形成するとともに、該ブロック陸部に複数本のサイプを配設してなる空気入りタイヤにおいて、前記ブロック陸部をタイヤ幅方向中央域とタイヤ幅方向両側方域に区分したとき、前記サイプを、タイヤ幅方向中央域でタイヤ幅方向側方域よりも密に配設し、前記サイプは、その深さ方向の延在形状が、ブロック陸部のタイヤ幅方向側方域ではジグザク状又は波状であり、ブロック陸部のタイヤ幅方向中央域では直線状であることを特徴とする空気入りタイヤである。

また、サイプの配設本数が、タイヤ幅方向中央域でタイヤ幅方向側方域の３倍以上であることが好ましい。

さらに、ブロック陸部に配設した少なくとも１本のサイプは、タイヤ幅方向中央域で少なくとも２本に分岐する分岐サイプであることが好ましい。

さらにまた、サイプは、少なくとも一方の端部が主溝に開口する開口サイプであることが好ましい。

加えて、サイプは、ブロック陸部表面における延在形状が直線状、ジクザグ状又は波状であるサイプ要素をつないでなることが好ましい。

この発明によれば、ブロック陸部に配設するサイプの適正化を図ることにより、ドライ路面及びウェット路面での操縦安定性を損なうことなく、氷雪路面での駆動性及び制動性を向上させることが可能となる。

以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態を説明する。図１は、この発明に従う代表的な空気入りタイヤ（以下「タイヤ」という）のトレッド部の一部の展開図であり、図２は図１に示すタイヤのブロック陸部の斜視図であり、サイプを透視した状態で示す。

図１に示すタイヤは、トレッド部１に、互いに交差する複数の主溝、図１では略タイヤ周方向に延びる周方向主溝２と略タイヤ幅方向に延びる幅方向主溝３を配設することによって多数個のブロック陸部４を区画形成するとともに、ブロック陸部４に複数本（図１及び２では８本）のサイプ５を配設してなる。

そして、この発明の構成上の主な特徴は、ブロック陸部４をタイヤ幅方向中央域６とタイヤ幅方向両側方域７、７´に区分したとき、サイプ５を、タイヤ幅方向中央域６でタイヤ幅方向側方域７、７´よりも密に配設し、サイプ５は、その深さ方向の延在形状が、ブロック陸部４のタイヤ幅方向側方域７、７´ではジグザク状又は波状（図２ではジグザグ状）であり、ブロック陸部４のタイヤ幅方向中央域６では直線状であることにある。

以下、この発明が上記構成を採用するに至った経緯を作用とともに説明する。
氷雪路面での走行性能が重視されるスタッドレスタイヤにおいては、ブロック陸部に複数本のサイプを配設しブロック剛性を低下させることで、タイヤ負荷転動時に、サイプによって細分化されたブロック陸部が倒れ込んで、引掻き効果を発生させている。しかし、氷雪路面での走行性能、特に駆動性及び制動性を向上させるためにサイプの配設本数を増加させると、ブロック陸部の倒れ込みが増加しすぎ、実接地面積の減少を招くため、タイヤと氷雪路面間の摩擦力が減少し氷雪路面での走行性能の向上効果がなくなる上、タイヤの回転に伴う力を十分に路面に伝えることができないため、ドライ路面及びウェット路面での走行性能が低下する。また、ブロック陸部のタイヤ幅方向中央域では、サイプの配設によるブロック剛性の低下割合が小さく、タイヤ幅方向側方域では、サイプの配設によるブロック剛性の低下割合が大きいことが知られている。

こうした知見をもとに、従来から、図５（ａ）に示すように、ブロック陸部に配設するサイプを、その一端が主溝に開口し、他端がブロック陸部内で終端する一端開口サイプとすることで、ブロック剛性の低下割合の大きいタイヤ幅方向側方域に配設するサイプの本数を抑えながら、ブロック剛性の低下割合の小さいタイヤ幅方向中央域に配設するサイプの本数を増やして、ブロック剛性と引掻き効果を両立することが提案されている。しかし、このような構成のタイヤにおいて、氷雪路面での走行性能を高めるためにタイヤ幅方向中央域のサイプの配設本数をさらに増やすことは、必然的にタイヤ幅方向側方域のサイプの配設本数も増やすこととなり、タイヤ幅方向側方域のブロック剛性が低下し、ドライ路面及びウェット路面での操縦安定性の低下が不可避となる。

また、図５（ｂ）に示すように、ブロック陸部に配設するサイプを分岐サイプとすることで、ブロック陸部のタイヤ幅方向側方域のブロック剛性とタイヤ幅方向中央域の引掻き効果を両立することも提案されているが、このような構成のタイヤにおいて、タイヤ幅方向側方域に要求されるブロック剛性の確保とタイヤ幅方向中央域に要求される引掻き効果を高いレベルで両立するためには、タイヤ幅方向中央域のサイプの配設本数に比べて、タイヤ幅方向側方域のサイプの配設本数が少なくなりすぎるため、タイヤ幅方向中央域のサイプ内に取り込んだ水を円滑に主溝に排出することが困難となる結果、ウェット路面での操縦安定性が低下する。

そこで発明者は、サイプを、タイヤ幅方向中央域でタイヤ幅方向側方域よりも密に配設することで、ブロック剛性を確保しつつ引掻き効果を高める構成を基本とし、さらにサイプの深さ方向の延在形状を改善することで、サイプの配設本数が増加しても、ブロック剛性の低下を最小限にすれば、ドライ路面及びウェット路面での操縦安定性を損なうことなく、氷雪路面での駆動性及び制動性の向上できるとの着想を得た。すなわち、深さ方向の延在形状がジグザグ状又は波状のサイプである、いわゆる３次元サイプは、細分化されたブロック陸部が倒れ込み変形しようとした際にも、対向するサイプ壁面同士が接触して互いを支え合って、ブロック陸部の倒れ込み変形を抑制することができ、一方、深さ方向の延在形状が直線状のサイプは、同一の配設本数であっても、細分化されたブロック陸部が倒れ込み変形しやすく、３次元サイプに比べて引掻き効果を得やすいことから、サイプの深さ方向の延在形状を、ブロック陸部のタイヤ幅方向側方域ではジグザク状又は波状とし、ブロック陸部のタイヤ幅方向中央域では直線状とすれば、ブロック剛性と引掻き効果を高いレベルで両立できることを見出し、この発明を完成させるに至ったのである。

ここでブロック陸部４のタイヤ幅方向中央域６は、引掻き効果を十分に得ることのできる幅を有する必要があり、好適な範囲は、ブロック陸部のタイヤ幅方向中心位置を中心としてブロック陸部幅の３０〜６０％であり、したがって各タイヤ幅方向側方域はブロック陸部幅の２０〜３５％である。

また、サイプ５の配設本数が、タイヤ幅方向中央域６でタイヤ幅方向側方域７、７´の３倍以上であることが好ましい。かかる構成を採用することにより、ブロック剛性の低下割合の大きいタイヤ幅方向側方域７、７´のサイプ配設本数を抑制して、ブロック剛性を確保しつつ、引掻き効果を一層高めることができるからである。なお、タイヤ幅方向中央域６でサイプ５内に取り込んだ水を主溝３に円滑に排出する観点からは、サイプ５の配設本数が、タイヤ幅方向中央域６でタイヤ幅方向側方域７、７´の４倍以下であることが好ましい。

このように、サイプ５の配設本数を、タイヤ幅方向中央域６でタイヤ幅方向側方域７、７´の３倍以上とするには、図３（ａ）〜（ｈ）に示すように、ブロック陸部４に配設した少なくとも１本のサイプ５を、タイヤ幅方向中央域６で少なくとも２本に分岐する分岐サイプとすればよい。なお、図３（ａ）〜（ｈ）では、説明の便宜上、深さ方向の延在形状がジグザク状又は波状であるサイプ部分を破線で示し、直線状であるサイプ部分を実線で示している。

また、サイプ５は、図３（ａ）〜（ｆ）に示すような、その一方の端部が主溝に開口する一端開口サイプであるか、図３（ｇ）及び（ｈ）に示すような、その両端が主溝に開口する両端開口サイプであることが好ましい。サイプ５の端部が主溝に開口することにより、サイプ５内に取り込んだ水を円滑に主溝に排出することができ、ウェット路面及び氷雪路面での操縦安定性が一層向上するからである。

さらに、サイプ５は、排水性が重視される場合には、図３（ａ）〜（ｈ）に示すように、ブロック陸部表面における延在形状が直線状であるサイプ要素をつないでなることが好ましく、エッジ成分を増やして水膜を切る効果が重視される場合には、図４（ａ）〜（ｃ）に示すように、ブロック陸部表面における延在形状がジクザグ状又は波状であるサイプ要素をつないでなることが好ましい。

なお、上述したところは、この発明の実施形態の一部を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。例えば、図１〜４には、トレッド部を平面視したときのブロック陸部の形状が長方形の例を示したが、ブロック陸部の形状は、菱形、六角形、八角形、円形、楕円形、略コ字形等、従来のタイヤに用いられている種々のブロック陸部の形状と同様にすることができる。また、図１〜４には、サイプが略タイヤ幅方向に延びる例を示したが、サイプの延在方向はタイヤ幅方向に対して傾斜していてもよい。

次に、この発明に従う空気入りタイヤを試作し、性能評価を行ったので、以下に説明する。

実施例１〜３のタイヤは、タイヤサイズが１９５／６５Ｒ１５の乗用車用ラジアルタイヤであり、それぞれ図２（実施例１）、図３（ｅ）（実施例２）及び図３（ｆ）（実施例３）に示す形状のブロック陸部を、図１に示すように配置してなる。このブロック陸部は、タイヤ周方向長さが３５ｍｍ、タイヤ幅方向長さが２５ｍｍ、高さが９ｍｍ、タイヤ幅方向中央域の幅が１５ｍｍである。また、サイプは、幅が２０ｍｍ、深さが６．５ｍｍであり、タイヤ幅方向外方域に位置するサイプ要素が、１．２ｍｍの振幅で深さ方向にジグザグ状に延在する３次元サイプである。かかるサイプをブロック陸部のタイヤ幅方向中央域でのサイプ間のタイヤ周方向距離が３．８ｍｍとなるように配置した。

比較のため、タイヤサイズが実施例１〜３と同じであり、実施例１〜３と同じブロック陸部を図１に示すように配置し、実施例１〜３と同じ幅及び深さを有するサイプを配設するものの、サイプの配設形状が図５（ａ）（従来例１）、図５（ｃ）（従来例２）及び図５（ｄ）（従来例３）である従来タイヤについても併せて試作した。なお、従来例１のタイヤは、サイプを、その深さ方向の延在形状が直線状のサイプ要素のみで構成し、ブロック陸部のタイヤ幅方向中央域でのサイプ間のタイヤ周方向距離が３．８ｍｍであり、従来例２のタイヤは、サイプを、その深さ方向の延在形状が直線状のサイプ要素のみで構成し、ブロック陸部のタイヤ幅方向中央域でのサイプ間のタイヤ周方向距離が７ｍｍであり、従来例３のタイヤは、サイプを、その深さ方向の延在形状が１．２ｍｍの振幅でジグザグ状に屈曲するサイプ要素のみで構成し、ブロック陸部のタイヤ幅方向中央域でのサイプ間のタイヤ周方向距離が５ｍｍである。

前記各供試タイヤをサイズ６Ｊのリムに取り付けてタイヤ車輪とした。このタイヤ車輪をテスト車両に装着して、空気圧：２１０ｋＰａ（相対圧）、タイヤ負荷荷重：４．７ｋＮを適用し、次の各試験を行った。

（雪路面）
雪路面で、駆動試験及び制動試験を行った。駆動試験は、静止状態からフル加速し、５０ｍの距離を走行するのに要する時間を測定し、この時間により性能評価を行った。制動試験は、４０ｋｍ／ｈから急制動を行い、静止状態になるまでの制動距離を測定し、この距離により性能評価を行った。これらの性能評価の結果を表１に示す。

（氷路面）
氷路面で、駆動試験及び制動試験を行った。駆動試験は、静止状態からフル加速し、２０ｍの距離を走行するのに要する時間を測定し、この時間により性能評価を行った。制動試験は、２０ｋｍ／ｈから急制動を行い、静止状態になるまでの制動距離を測定し、この距離により性能評価を行った。これらの性能評価の結果を表１に示す。

（ドライ路面）
ドライ路面のテストコースを走行した際の操縦安定性を３名のプロのドライバーがフィーリング評価し、３名の評価の平均により性能評価を行った。この性能評価の結果を表１に示す。

（ウェット路面）
ウェット路面のテストコースを走行した際の操縦安定性を３名のプロのドライバーがフィーリング評価し、３名の評価の平均により性能評価を行った。この性能評価の結果を表１に示す。

なお、表１中の評価結果はいずれも、従来例１の評価結果を１００としたときの指数比で示してあり、これら評価結果はいずれも数値が大きいほど性能は優れている。

表１に示す評価結果から、実施例１〜３のタイヤはいずれも、従来例１〜３のタイヤに比べて、雪路面及び氷路面での駆動性能及び制動性能については同等以上であり、ドライ路面及びウェット路面での操縦安定性が優れていることが分かる。

この発明によれば、ブロック陸部に配設するサイプの適正化を図ることにより、ドライ路面及びウェット路面での操縦安定性を損なうことなく、氷雪路面での駆動性及び制動性を向上させることが可能となった。

この発明に従う代表的な空気入りタイヤのトレッド部の一部の展開図である。 図１に示すトレッド部のブロック陸部の斜視図であり、サイプの一部を透視した状態で示す。 （ａ）〜（ｈ）は、この発明に従う他の空気入りタイヤのブロック陸部の平面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、この発明に従う他の空気入りタイヤのブロック陸部の平面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、従来の空気入りタイヤのブロック陸部の平面図である。

符号の説明

１ トレッド部
２ 周方向主溝
３ 幅方向主溝
４ ブロック陸部
５ サイプ
６ ブロック陸部のタイヤ幅方向中央域
７、７´ ブロック陸部のタイヤ幅方向側方域

Claims (6)

1. トレッド部に、互いに交差する複数の主溝を配設することによって多数個のブロック陸部を区画形成するとともに、該ブロック陸部に複数本のサイプを配設してなる空気入りタイヤにおいて、
   前記ブロック陸部をタイヤ幅方向中央域とタイヤ幅方向両側方域に区分したとき、前記サイプを、タイヤ幅方向中央域でタイヤ幅方向側方域よりも密に配設し、
   前記サイプは、その深さ方向の延在形状が、ブロック陸部のタイヤ幅方向側方域ではジグザク状又は波状であり、ブロック陸部のタイヤ幅方向中央域では直線状であることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記サイプの配設本数が、タイヤ幅方向中央域でタイヤ幅方向側方域の３倍以上である、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. ブロック陸部に配設した少なくとも１本のサイプは、タイヤ幅方向中央域で少なくとも２本に分岐する分岐サイプである、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記サイプは、少なくとも一方の端部が主溝に開口する開口サイプである、請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記サイプは、ブロック陸部表面における延在形状が直線状であるサイプ要素をつないでなる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記サイプは、ブロック陸部表面における延在形状がジクザグ状又は波状であるサイプ要素をつないでなる、請求項１〜４のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。

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