JP2007106175A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】氷上性能を更に向上させた空気入りタイヤを提供することを課題とする。
【解決手段】本発明に係る空気入りタイヤは、トレッドの踏面部に、タイヤ周方向に延びる周方向溝と、これに交差してタイヤ幅方向に延びる横溝とで区画された複数のブロック２６を備えている。このブロック２６は、横方向サイプ３４で分断された複数の小ブロック２８を有する。そして、小ブロック２８の周方向側エッジ近傍が、横方向サイプ３４よりも浅い横方向小サイプ３６によって分断されている。これにより、ブロック剛性や接地面積を低下させることなくエッジ効果を向上させることができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、縦溝と横溝とによって区画された複数のトレッドブロックを備えた空気入りタイヤに関し、更に詳細には、特に氷上性能に優れた空気入りタイヤに関する。

従来、冬用の空気入りタイヤでは氷上における発進時の加速性、制動性を改良するため、タイヤトレッドパターンのブロック部に横方向サイプを付加することがなされてきている（例えば特許文献１、２参照）。

しかし、横方向サイプの本数を増やしていくと、サイプエッジ部が路面を引っ掻く力（以下、エッジ効果という）及びサイプ部分が氷表面の水膜を吸い上げる効果（すなわち排水効果）は増加するものの、ブロック剛性が低下して氷上での接地面積が減少していくため、タイヤと氷路面間の摩擦力（以下、表面摩擦力という）は減少するという問題があった。また、表面摩擦力の減少分がエッジ効果及び排水効果の増加分を上回ると氷上性能が向上しなくなるため、サイプ付加による氷上性能向上には限界があり、要求される氷上性能を実現させることができないという問題もあった。

この対策として、従来、排水性改良のためにトレッドゴムの改良などが行われてきており、発泡ゴム層をトレッドに有する空気入りタイヤ等が開発されてきている（例えば特許文献３〜５参照）。また、サイプ本数を増やしても接地面積の減少を抑え、表面摩擦力を確保することが出来るようにサイプ形状の改良が検討され、３次元サイプ形状等が開発されてきている（例えば特許文献６参照）。

しかし、氷上性能の更なる向上が要求されている。
特開平６−２０６４０７号公報 特開平９−７６７１１号公報 特許第２５１０５３３号公報 特許第００２５１８８７０号公報 特許第００２５６４７６０号公報 特願平１１−１１３３２１号公報

本発明は上記事実を考慮し、氷上性能を更に向上させた空気入りタイヤを提供することを課題とする。

本発明者は、横方向サイプによって生じるエッジ効果について検討した。そして、従来の空気入りタイヤが氷路面を転動した場合は、エッジ部がエッジ圧に応じて氷表面を引っ掻くことでエッジ効果が発生することに着目した。そして、図１１に示すように、横方向サイプ８４によって区画されている小ブロック８８が倒れこむことによりエッジ部８８Ｅでの接地圧（エッジ圧）が増加することにも着目した。

そこで、本発明者は、このエッジ圧を更に上げることを鋭意検討した。そして、実験を重ねて更に検討を加え、本発明を完成するに至った。

請求項１に記載の発明は、トレッドの踏面部に、タイヤ周方向に延びる縦溝（周方向溝）と、これに交差してタイヤ幅方向に延びる横溝とで区画された複数のブロックを備えた空気入りタイヤにおいて、前記ブロックが、少なくとも１本のタイヤ幅方向サイプで分断された複数の小ブロックを有し、且つ、前記小ブロックの周方向側エッジ近傍が、前記タイヤ幅方向サイプよりも浅いタイヤ幅方向小サイプによって分断されていることを特徴とする。

小ブロックの周方向側エッジ近傍とは、小ブロックの周方向中央よりも周方向側エッジ（小ブロックの周方向側のエッジ）に近い小ブロック部分を意味し、好ましくは周方向側エッジから２．０ｍｍ以内の小ブロック部分である。

請求項１に記載の発明では、このように、小ブロックにさらにタイヤ幅方向小サイプを設けている。これにより、小ブロックの周方向側エッジ部での接地圧を増加させることができる。すなわち、発信時や制動時、小サイプにより区画された部分が大きく倒れこむことにより、エッジ部分が立ち、エッジ圧を従来よりも高くすることができる。従って、ブロック剛性や接地面積を低下させることなくエッジ効果を向上させることができ、氷上性能を従来よりも更に向上させた空気入りタイヤとすることができる。また、ブロック形状やサイプ本数を変更することなく氷上性能を向上させることができる。

請求項２に記載の発明は、前記タイヤ幅方向小サイプの深さが、前記タイヤ幅方向サイプの深さの２０〜５０％の範囲内であることを特徴とする。

タイヤ幅方向小サイプの深さがこの範囲よりも深いと、ブロック全体の剛性が大きく低下し易いため、浮上りにより接地面積が減少し易い。このため、氷上性能を向上させることがあまり容易でない。また、タイヤ幅方向小サイプの深さがこの範囲よりも浅いと、タイヤ幅方向小サイプにより分断された部分が大きく倒れ込み難く、氷上性能を向上させることがあまり容易でない。請求項２に記載の発明では、このようなことを回避し易い。

請求項３に記載の発明は、前記タイヤ幅方向小サイプが、前記小ブロック１個あたりに複数配置されていることを特徴とする。

これにより、ブロックに形成されるエッジの本数が大幅に増大するので、エッジ効果が大幅に向上し、氷上性能を大きく向上させることができる。

なお、タイヤ幅方向小サイプの間隔を等間隔ではなく不等間隔にすると、エッジ圧を上げるために小サイプの間隔を狭くする部分と、剛性を確保するために小サイプの間隔を広くする部分とで機能を分割することができ、より有効に氷上性能を向上させることができる。また、ブロック全体の剛性低下を防止し易い。

請求項４に記載の発明は、前記タイヤ幅方向小サイプが、前記ブロックの深さ方向に屈曲して延びていることを特徴とする。

これにより、小ブロックを形成してもブロック全体の剛性が落ち難いので、より有効に氷上性能を向上させ易い。また、タイヤ幅方向小サイプをあまりにも多く設けすぎるとブロック全体の剛性が大きく低下してしまい、浮上りにより接地面積が滅少してしまうが、請求項４に記載の発明では、このような事態が生じることを回避し易い。

ブロック深さ方向に屈曲して延びる形態としては、例えば、サイプ深さ方向及びトレッド表面におけるサイプ長手方向の両方向に変形しながら延びる３次元サイプ（３Ｄサイプ）である。

請求項５に記載の発明は、前記タイヤ幅方向小サイプが、前記ブロックの表面から深さ方向に立てた法線に対して４０度以下の角度で傾斜していることを特徴とする。

これにより、ブロック剛性を確保しやすい。

なお、請求項１〜５に記載の発明では、タイヤ幅方向サイプはタイヤ周方向に対して平行であっても良く、タイヤ周方向に対してある程度傾斜していても良い。傾斜している場合、傾斜角度が４０度以内であれば、コーナリング等で横力が作用したときにもエッジが機能するので好ましく、２０度以内であれば更に好ましい。

また、縦溝がタイヤ周方向に沿って延びているとして記載したが、縦溝がタイヤ周方向に対して傾斜していても良い。

また、この縦溝と横溝とによって区画されるブロックは矩形であるが、トレッドを平面視したときのブロックの形状が、縦溝及び横溝の向き、面取り、切り欠き等の追加により菱形、６角形、８角形等の多角形や、略コ字形状を呈していても良く、円形、楕円等であっても良い。

また、横方向サイプは、ジグザグサイプや３次元サイプであっても良い。ここで、ジグザグサイプとは、トレッド表面でサイプの延びる方向に対して傾斜しているサイプ部分が、傾斜方向が互い違いになるように折り返しながら延びることをいう。

本発明によれば、エッジ効果を増加させることにより氷上性能を更に向上させた空気入りタイヤとすることができる。

以下、実施形態を挙げ、本発明の実施の形態について説明する。なお、第２実施形態以下では、既に説明した構成要素と同様のものには同じ符号を付して、その説明を省略する。

［第１実施形態］
まず、第１実施形態について説明する。図１に示すように、本実施形態に係る空気入りタイヤ１０はスタッドレスタイヤであり、実質上ラジアル方向に延びるコードを含み、両端部がそれぞれビードコア１１で折り返されたカーカス１２を備えている。カーカス１２は、１層又は複数層で構成される。

カーカス１２のクラウン部１２Ｃのタイヤ径方向外側には、複数枚（例えば２枚）のベルトプライが重ねられたベルト層１４が埋設されている。各ベルトプライは、ベルトプライを構成するコードが、タイヤ周方向に交差すると共に互いに交差する方向に向くように埋設されている。

ベルト層１４のタイヤ径方向外側には、溝を配設したトレッド部１８が形成されている。トレッド部１８の踏面部１９には、タイヤ赤道面ＣＬの両側に、周方向に沿った複数本の周方向溝（主溝）２２と、周方向と交差する複数本の横溝２４（図２参照）とが形成されている。各横溝２４の両端部は、周方向溝２２に連通するか、又は、トレッド端を越えてタイヤ幅方向外側へ排水可能なように延びている。

ここで、トレッド端とは、空気入りタイヤをＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ（２００４年度版、日本自動車タイヤ協会規格）に規定されている標準リムに装着し、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫでの適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力（内圧−負荷能力対応表の太字荷重）に対応する空気圧（最大空気圧）の１００％を内圧として充填し、最大負荷能力を負荷したときのタイヤ幅方向最外の接地部分を指す。なお、使用地又は製造地においてＴＲＡ規格、ＥＴＲＴＯ規格が適用される場合は各々の規格に従う。

トレッド部１８には、図２に示すように、周方向溝２２及び横溝２４によって多数のブロック２６が形成されている。

図３に示すように、各ブロック２６には、横溝２４に沿った複数本の横方向サイプ３４が形成されている。各横方向サイプ３４の両端はブロック側壁２６Ｘに開口している。本実施形態では、横方向サイプ３４は複数本（例えば４本）である。

また、横方向サイプ３４は、ブロック２６をブロック周方向に等間隔で分断するように配置されている。これにより、接地圧が均一になる。従って、接地圧が不均一に分布するために起こる局所的な磨耗を防止できている（図５参照）。

このような構成により、ブロック２６は、横方向サイプ３４で分断された複数の小ブロック２８をブロック２６の踏面部に配列状態で有している。

図３、図４に示すように、各小ブロック２８には、横方向サイプ３４よりも浅い横方向小サイプ３６が形成されている。横方向小サイプ３６は、小ブロック２８の周方向側エッジ近傍が横方向小サイプ３６によって分断されるように形成されている。小ブロック２８の周方向側エッジ近傍とは、小ブロック２８の周方向中央よりも周方向側エッジ（小ブロック２８の周方向側のエッジ）２８Ｅに近い小ブロック部分２８Ｐを意味し、好ましくは周方向側エッジ２８Ｅから２．０ｍｍ以内の小ブロック部分である。また、横方向小サイプ３６の深さＤ２は、横方向サイプ３４の深さＤ１の２０〜５０％の範囲内にされている。

本実施形態では、このように、小ブロック２８にさらに横方向小サイプ３６を設けている。これにより、小ブロック２８の周方向側エッジ２８Ｅでの接地圧を増加させることができる。すなわち、発信時や制動時、図５に示すように、横方向小サイプ３６によって区画された小ブロック部分２８Ｐが大きく倒れこむことにより、エッジ部分が立ち、エッジ圧を従来よりも高くすることができる。従って、ブロック剛性や接地面積を低下させることなくエッジ効果を向上させることができ、氷上性能を従来よりも更に向上させた空気入りタイヤ１０とすることができる。また、ブロック形状やサイプ本数を変更することなく氷上性能を向上させることができる。

なお、横方向小サイプ３６が、ブロック２６の表面から深さ方向に立てた法線に対して４０度以下の角度で傾斜していてもよい。これにより、ブロック２６の剛性を確保しやすい。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。本実施形態では、第１実施形態に比べ、図６に示すように、横方向サイプ３４によって形成された各小ブロック３８には、それぞれ、横方向小サイプ３６が２本配置されている。

これにより、小ブロック３８に形成されるエッジの本数が２倍に増大するので、エッジ効果が大幅に向上し、氷上性能を大きく向上させることができる。

また、本実施形態では、横方向小サイプ３６の間隔を等間隔ではなく不等間隔にしており、これにより、エッジ圧を上げるために横方向小サイプ３６の間隔を狭くした狭幅部分３８Ｎと、剛性を確保するために横方向小サイプ３６の間隔を広くした広幅部分３８Ｗとで機能を分割することができ、より有効に氷上性能を向上させることができる。また、ブロック全体の剛性低下を防止し易い。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。本実施形態では、第２実施形態に比べ、横方向小サイプ３６に代えて、図７に示すように、ブロック４２の深さ方向に屈曲して延びている横方向小サイプ４６が形成されている。本実施形態では、この横方向小サイプ４６は３次元サイプ（３Ｄサイプ）である。

これにより、横方向サイプ３４によって小ブロック４８を形成してもブロック４２の全体の剛性が落ち難いので、より有効に氷上性能を向上させ易い。

＜試験例＞
本発明の効果を確かめるために、本発明者は、第１実施形態に係る空気入りタイヤの一例（以下、実施例１のタイヤという）、第２実施形態に係る空気入りタイヤの二例（以下、実施例２のタイヤ、実施例３のタイヤという）、第３実施形態に係る空気入りタイヤの一例（以下、実施例４のタイヤという）、及び、従来の空気入りタイヤの一例（以下、従来例のタイヤという。図９、図１０参照）を用い、実車走行により氷上性能の評価を行なった。

実施例１のタイヤでは、図４に示すように、トレッド部に形成されているブロック２２の寸法は、タイヤ周方向長さＬが２５ｍｍ、タイヤ幅方向長さＢが２０ｍｍ、高さＨが９ｍｍ、横方向サイプ深さＤ１が７ｍｍ、横方向サイプ間隔（小ブロック幅）Ｐが５ｍｍであり、他の何れのタイヤについてもこれらの値を同じとした。

また、実施例１のタイヤでは、横方向小サイプ３６の深さＤ２を２ｍｍとし、周方向側エッジ２８Ｅから横方向小サイプ３６までのブロック表面における距離Ｋ１を１ｍｍとした。実施例２のタイヤでは、Ｄ２、Ｋ１の値を実施例１のタイヤと同じとした。実施例３のタイヤは、実施例２のタイヤで横方向小サイプ３６の間隔を小ブロック内で等間隔としたタイヤである。

また、実施例４のタイヤでは、横方向小サイプ４６の深さＤ３を２ｍｍとした。また、小ブロック４８の周方向側エッジ４８Ｅから横方向小サイプ４６までのブロック表面における距離Ｋ３を１ｍｍとした。横方向小サイプ４６の各部位の寸法を図８に示す（単位はｍｍ）。

従来例のタイヤでは、図９、図１０に示すように、ブロック８７の寸法（タイヤ周方向長さＬ、タイヤ幅方向長さＢ、及び、高さＨ）、及び、小ブロック８８を形成するための横方向サイプ８４の配置位置、寸法を、実施例１のタイヤと同じにした。

本試験例では、全てのタイヤについて、タイヤサイズは１９５／６５Ｒ１５であり、正規リムに装着して内圧２００ｋＰａを充填して実車走行を行った。ここで、「正規リム」とは、例えばＪＡＴＭＡが発行する２００４年版のＹＥＡＲ ＢＯＯＫに定められた適用サイズにおける標準リムを指す。

この実車走行では、乗用車にタイヤを装着して氷路で発進テスト及び制動テストを行なった。制動テストでは、初速度４０ｋｍ／ｈからフルブレーキを掛けて静止状態になるまでの制動距離を計測した。そして、初速度と制動距離とから平均減速度を算出した。更に、従来例のタイヤにおける評価を氷上における平均減速度指数１００とし、他のタイヤについては相対評価となる指数を算出した。算出結果を表１に示す。表１では、指数が大きいほうが性能が良好であることを示す。

表１から、本発明が適用された実施例１〜３のタイヤでは、従来例のタイヤに対して氷上性能が向上していることが判る。

なお、本試験例の結果により、以下の（１）〜（４）のことが判る。
（１）実施例１のタイヤと、従来例のタイヤとで、横方向小サイプの効果を判断することができる。すなわち、横方向小サイプを２ｍｍ程度の深さで形成することによって氷上における平均減速度指数が向上する。なお、横方向小サイプをあまり深くすることは、ブロック剛性の観点上、あまり好ましくない。
（２）実施例１のタイヤと、実施例２のタイヤと、従来例のタイヤとで、横方向小サイプ本数を増加させる効果を判断することができる。すなわち、横方向小サイプの本数を増大させることにより、氷上における平均減速度指数が向上する。
（３）実施例２のタイヤと、実施例３のタイヤと、従来例のタイヤとで、横方向小サイプによって不等分割とする効果を判断することができる。すなわち、横方向小サイプを形成することによって氷上における平均減速度指数が向上する。そして、ブロックを等分割する位置に横方向小サイプを配置するよりも、ブロックを不等分割する位置に横方向小サイプを配置するほうが好ましい。
（４）実施例２のタイヤと、実施例４のタイヤと、従来例のタイヤとで、横方向小サイプを３次元化する効果を判断することができる。すなわち、横方向小サイプを形成する場合、横方向小サイプを３次元サイプとするほうがより好ましい。

以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。

第１実施形態に係る空気入りタイヤのタイヤ径方向断面図である。 第１実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド部のブロック配置を示す部分平面図である。 第１実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド部を構成するブロックの斜視図である。 図４（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、第１実施形態に係る空気入りタイヤのブロック接地面側から見た下面図、及び、矢視４Ｂ−４Ｂの側面図である。 ブロック面に摩擦力が作用したときの小ブロック周方向位置と接地圧との関係を、図４（Ａ）の矢視４Ｂ−４Ｂの側面図を用いて示した模式図である。 図６（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、第２実施形態に係る空気入りタイヤのブロック接地面側から見た下面図、及び、矢視６Ｂ−６Ｂの側面図である。 図７（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、第３実施形態に係る空気入りタイヤのブロック接地面側から見た下面図、及び、矢視７Ｂ−７Ｂの側面図である。 実施例４のタイヤの横方向小サイプの寸法を示す側面図である。 従来の空気入りタイヤのトレッド部を構成するブロックの斜視図である。 図１０（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、従来の空気入りタイヤのブロック接地面側から見た下面図、及び、矢視１０Ｂ−１０Ｂの側面図である。 ブロック面に摩擦力が作用したときの小ブロック周方向位置と接地圧との関係を、図１０（Ａ）の矢視１０Ｂ−１０Ｂの側面図を用いて示した模式図である。

符号の説明

１０ 空気入りタイヤ
１９ 踏面部
２２ 周方向溝（縦溝）
２４ 横溝
２６ ブロック
２８ 小ブロック
３４ 横方向サイプ（タイヤ幅方向サイプ）
３６ 横方向小サイプ（タイヤ幅方向小サイプ）
３８ 小ブロック
４２ ブロック
４６ 横方向小サイプ（タイヤ幅方向小サイプ）
４８ 小ブロック
８４ 横方向サイプ（タイヤ幅方向サイプ）
８７ ブロック
８８ 小ブロック

Claims (5)

1. トレッドの踏面部に、タイヤ周方向に延びる縦溝と、これに交差してタイヤ幅方向に延びる横溝とで区画された複数のブロックを備えた空気入りタイヤにおいて、
   前記ブロックが、少なくとも１本のタイヤ幅方向サイプで分断された複数の小ブロックを有し、
   且つ、前記小ブロックの周方向側エッジ近傍が、前記タイヤ幅方向サイプよりも浅いタイヤ幅方向小サイプによって分断されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記タイヤ幅方向小サイプの深さが、前記タイヤ幅方向サイプの深さの２０〜５０％の範囲内であることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記タイヤ幅方向小サイプが、前記小ブロック１個あたりに複数配置されていることを特徴とする請求項１または２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記タイヤ幅方向小サイプが、前記ブロックの深さ方向に屈曲して延びていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記タイヤ幅方向小サイプが、前記ブロックの表面から深さ方向に立てた法線に対して４０度以下の角度で傾斜していることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

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