JP2007125978A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】氷雪路での横滑りを抑制し、氷・雪上性能を向上しながら、ブロック欠けを抑制する。
【解決手段】ショルダブロックＢｏに、タイヤ周方向の縦のサイピング９を設ける。縦のサイピング９の開口縁１０は、トレッド端縁Ｔｅからのタイヤ軸方向距離Ｌが、最小距離Ｌmin となる最小距離位置を有する中間部から周方向両端まで増加する凸曲線Ｊをなす。又縦のサイピング９は、深さ方向においては、前記開口縁１０から略法線方向にのびる深さ上方領域９Ｕと、法線方向に対して傾斜してのびる深さ中間領域９Ｎと、前記深さ上方領域とは略平行にサイピング底までのびる深さ下方領域９Ｌとを具え、しかも前記深さ下方領域９Ｌを深さ上方領域９Ｕよりもタイヤ軸方向内側に位置させた。
【選択図】図４

Description

本発明は、冬用タイヤとして好適であり、トレッド部に多数のサイピングが配置された空気入りタイヤに関する。

スノータイヤ、スタッドレスタイヤ等の冬用タイヤに求められる氷雪路での走行性能として、駆動ないし制動時といった直進走行性能のみならず、コーナリング性能も重要となる。そこで、従来においては、トレッド部に、タイヤ軸方向にのびる横のサイピングに加えて、タイヤ周方向にのびる縦のサイピングを形成し、サイピングの周方向エッジ成分を高めることによりコーナリング時の横滑りを防止することが図られている。

特に横滑り防止には、コーナリング時に接地圧が大となるショルダブロック、とりわけトレッド接地端寄りに、縦のサイピングを形成することが好ましく、又縦のサイピングの深さを増すことにより、エッジ効果が高まり、横滑り防止効果が向上することが判明している。

しかし、ショルダブロックでは、コーナリング時に作用する横力が大であり、しかも縦のサイピングとトレッド端縁とが近接している。そのため、サイピング深さが増加すると、縦のサイピングとトレッド端縁との間のブロック部分の倒れ込み量が大きくなって、サイピングの周方向外端およびサイピング底に集中する応力が一層増大する。その結果、図８（Ａ），（Ｂ）に示すように、縦のサイピングａの周方向外端ａ１やサイピング底ａ２を起点として、クラックｊが発生し、ブロック欠け等の損傷を招くという傾向が生じる。

そこで本発明は、縦のサイピングの形状等を変更することにより、ブロック欠け等の損傷を防止しつつ、コーナリング時の耐横滑り性能を向上させた空気入りタイヤを提供することを目的としている。

特開平５−１７８０３２号公報 特開２００３−２３８１２号公報

前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、トレッド部に、トレッド端縁寄りをタイヤ周方向に連続してのびる外の縦主溝と、この外の縦主溝からトレッド端縁までのびる複数の横溝とを設けることにより、前記外の縦主溝、横溝、トレッド端縁により囲まれかつトレッド端縁に沿ってタイヤ周方向に隔置されるショルダブロックからなるショルダブロック列を形成した空気入りタイヤであって、
前記ショルダブロックは、ブロック表面で開口してタイヤ周方向にのびるとともに周方向両端が該ショルダブロック内で終端する縦のサイピングを有し、
かつ該縦のサイピングの前記ブロック表面での開口縁は、前記トレッド端縁からのタイヤ軸方向距離Ｌが最小距離Ｌmin となる最小距離位置を有する中間部から前記周方向両端まで、前記タイヤ軸方向距離Ｌが増加する凸曲線をなすとともに、
前記縦のサイピングは、深さ方向においては、前記開口縁から前記ブロック表面の略法線方向にのびる深さ上方領域と、この深さ上方領域から前記法線方向に対して傾斜してのびる深さ中間領域と、この深さ中間領域から前記深さ上方領域とは略平行にサイピング底までのびる深さ下方領域とを具え、しかも前記深さ下方領域を、深さ上方領域よりもタイヤ軸方向内側に位置させたことを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記縦のサイピングの開口縁は、前記両端の前記トレッド端縁からのタイヤ軸方向距離Ｌｅを、前記最小距離Ｌmin の１．１〜１．５倍としたことを特徴としている。
又請求項３の発明では、前記縦のサイピングは、前記ブロック表面と平行な平面における断面形状が、前記開口縁と同向きの凸曲線をなすことを特徴としている。
又請求項４の発明では、前記凸曲線は円弧状曲線であることを特徴としている。
又請求項５の発明では、前記縦のサイピングは、サイピング底の周方向両端と、前記ショルダブロックのタイヤ軸方向外側面であるバットレス面との間の最小距離Ｔmin を８．０ｍｍ以上とした特徴としている。
又請求項６の発明では、前記ショルダブロックは、前記縦のサイピングと外の縦主溝との間に、前記縦のサイピングに交わることなくタイヤ軸方向にのびる複数の横のサイピングを具えるとともに、前記縦のサイピングの深さｈｔを、前記横のサイピングの深さｈｙの０．８倍以上かつ１．０倍より小としたことを特徴としている。

本発明では、ショルダーブロックに、縦のサイピングを設けているため、横滑りに対するエッジ効果が有効に発揮され、耐横滑り性能を向上できる。

又前記縦のサイピングに対し、深さ方向においては、ブロック表面の法線方向にのびる開口縁側の深さ上方領域と、サイピング底側の深さ下方領域との間を、前記法線方向に対して傾斜する深さ中間領域にて連結した略Ｚ字状の屈曲サイプとしている。従って、サイピング壁面同士が互いに噛み合い、荷重負荷時のサイピング壁面間の拘束力を高める。しかも、前記深さ下方領域が、深さ上方領域よりもタイヤ軸方向内側に変位し、サイピング底における剛性が高まるため、縦のサイピングとトレッド端縁との間の外ブロック部分の曲げ剛性を高めることができ、前記外ブロック部分の変形をさらに抑制しうる。従って、耐横滑り性能の向上効果を発揮しながら、ブロック欠けを防止しうる。

また前記縦のサイピングでは、ブロック表面での開口縁形状を、凸曲線で形成しているため、少なくとも深さ上方領域のサイピング壁面は、湾曲面をなす。従って、前記深さ方向への略Ｚ字状の屈曲と相俟って、開口縁形状が直線状をなす場合に比して、サイピング壁面間の拘束力をより一層高めうる。又前記開口縁が凸曲線をなすことにより、前記外ブロック部分では、剛性が低くクラックが発生しやすい周方向両端が厚肉となって補強され、前記外ブロック部分の変形及び応力が均一化される。そして、これらの相互作用によって、横滑りに対するエッジ効果、及びブロック欠け防止効果をさらに有効に発揮することができる。

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乗用車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、トレッド端縁Ｔｅ寄りをタイヤ周方向に連続してのびる外の縦主溝３ｏと、この外の縦主溝３ｏからトレッド端縁Ｔｅまでのびる複数の横溝４ｏとを設けている。これにより、トレッド部２に、前記外の縦主溝３ｏと、横溝４ｏと、トレッド端縁Ｔｅとにより囲まれたショルダブロックＢｏがタイヤ周方向に沿って隔置されるショルダブロック列を少なくとも含む、ブロックタイプ、或いはブロック・リブタイプのトレッドパターンが形成される。

本例では、トレッド部２には、前記外の縦主溝３ｏと、そのタイヤ軸方向内側の内の縦主溝３ｉとの４本の縦主溝３が配されている。

なお前記縦主溝３ｉ，３ｉ間には、浅底の内の横溝４ｉによって区分される内のブロックＢｉからなる内ブロック列が形成される。又前記縦主溝３ｏ，３ｉ間には、前記外の縦主溝３ｏからタイヤ軸方向内側にのびるスロット状の中の横溝４ｍが配されるとともに、各横溝４ｍのタイヤ軸方向内端間は、タイヤ周方向にのびる浅底の継ぎ溝５によって連結される。従って、縦主溝３ｏ，３ｉでは、前記継ぎ溝５のタイヤ軸方向内側に、タイヤ周方向にのびるリブ状部６Ａが形成されるとともに、前記継ぎ溝５のタイヤ軸方向外側には、中の横溝４ｍと外の縦主溝３ｏと継ぎ溝５とによって区分されるブロック状部６Ｂからなるブロック列が形成される。

縦主溝３（前記縦主溝３ｉ、３ｏを総称するとき、縦主溝３という）は、直線状又はジグザグ状を有してタイヤ周方向に連続してのびる溝巾Ｗｇが３．０ｍｍ以上、好ましくは４．０ｍｍ以上の溝体であり、溝深さＨｇ（図３に示す）としては、乗用車用のスタッドレスタイヤの場合、８．０〜１０．０ｍｍの範囲が採用される。

また横溝４（前記横溝４ｉ、４ｍ、４ｏを総称するとき、横溝４という）は、氷雪上でのトラクション性を確保するため、タイヤ軸方向に対して３０°以下、好ましくは２０°以下の角度で延在する。この横溝４の溝巾Ｗｙは１．５ｍｍ以上であり、又溝深さ（図示せず）は、前記縦主溝３の溝深さＨｇ以下である。本例では、前記横溝４ｍ、４ｏは、前記縦主溝３の溝深さＨｇの０．７〜１．０倍程度で形成され、又前記横溝４ｉ、継ぎ溝５の溝深さは、前記縦主溝３の溝深さＨｇの０．５倍以下で形成される。従って、摩耗中期以降では、前記横溝４ｉ、継ぎ溝５が摩滅して高いトレッド剛性を示し、夏用タイヤとして優れた操縦安定性を発揮する。

そして、前記内のブロックＢｉ、リブ状部６Ａ、ブロック状部６Ｂには、氷雪路における駆動、制動力を確保し必要な直進走行性能をうるために、タイヤ軸方向にのびる複数の横のサイピング８を設けている。この横のサイピング８については特に規制されないが、タイヤ軸方向に対して３０°以下、好ましくは２０°以下の角度で延在することが好ましい。なお横のサイピング８は、本例では、その開口縁が直線状をなすものを例示しているが、ジグザグ状（波状を含む）であっても良い。

次に、前記ショルダブロックＢｏには、横滑りに対するエッジ効果を有効に発揮するために、ブロック表面Ｓで開口してタイヤ周方向にのびる縦のサイピング９を形成している。この縦のサイピング９は、周方向両端９ｅがブロック内で終端する所謂クローズドサイプであって、トレッド端縁Ｔｅ寄りに形成される。なお「トレッド端縁Ｔｅ縁寄り」とは、ショルダブロックＢｏの巾中心線よりもトレッド端縁Ｔｅ側の範囲を意味する。

又図２〜４に示すように、前記縦のサイピング９の開口縁１０は、前記トレッド端縁Ｔｅからのタイヤ軸方向距離Ｌが最小距離Ｌmin となる最小距離位置を有する中間部Ｃｐから前記周方向両端９ｅまで、前記タイヤ軸方向距離Ｌが増加する凸曲線Ｊで形成される。本例では、前記凸曲線Ｊが円弧状曲線で形成された場合を例示しているが、図６に示すように、前記中間部Ｃｐが直線状をなす複合曲線であっても良い。なお縦のサイピング９では、前記周方向両端９ｅを通る直線の、タイヤ周方向に対する角度θは１０°以下であって、好ましくは５°以下である。

又前記縦のサイピング９は、深さ方向においては、図３、４の如く、前記開口縁１０から前記ブロック表面Ｓの略法線方向にのびる深さ上方領域９Ｕと、この深さ上方領域９Ｕから前記法線方向に対して角度αでタイヤ軸方向内方に傾斜してのびる深さ中間領域９Ｎと、この深さ中間領域９Ｎから前記深さ上方領域９Ｕとは略平行にサイピング底１１までのびる深さ下方領域９Ｌとを具える略Ｚ字状の屈曲サイプをなす。なお前記「略法線方向」、「略平行」とは、製造工程上の誤差を許容するものであり、具体的には、「法線方向」、「平行」に対して、±５°の角度範囲を許容している。

このように縦のサイピング９は、深さ方向に対して略Ｚ字状に屈曲しているため、サイピング壁面同士が互いに噛み合い、荷重負荷時のサイピング壁面間の拘束力を高める。しかも、前記深さ下方領域９Ｌが、深さ上方領域９Ｕよりもタイヤ軸方向内側に変位し、サイピング底１１における剛性が高まるため、縦のサイピング９とトレッド端縁Ｔｅとの間の外ブロック部分Ｂｏ１の曲げ剛性を高めることができ、前記外ブロック部分Ｂｏ１の変形をさらに抑制しうる。そのためには、前記深さ中間領域９Ｎの傾斜角度αを、１５〜３５°の範囲とするのが好ましく、１５°未満では、略Ｚ字状の屈曲による効果が発揮されなくなる。逆に３５°を超えると、タイヤ製造時、サイピング形成用のナイフブレードを加硫タイヤから抜き取り難くなって生産性を損ねる、或いは抜き取り時にタイヤを損傷させる等の不具合を招く。又前記深さ中間領域９Ｎの法線方向の長さＨｎは、縦のサイピング９の深さｈｔの２５〜３０％が好ましく、又深さ上方領域９Ｕの法線方向の長さＨｕと、深さ下方領域９Ｌの法線方向の長さＨｌとの比Ｈｕ／Ｈｌは０．７〜１．３の範囲が好ましい。この範囲から外れると、外ブロック部分Ｂｏ１の剛性がアンバランスとなり変形抑制に不利となる。

又縦のサイピング９では、前記開口縁１０が凸曲線で形成されているため、少なくとも深さ上方領域９Ｕのサイピング壁面は、湾曲面をなす。従って、前記略Ｚ字状の屈曲と相俟って、サイピング壁面間の拘束力をより一層高めうる。又前記開口縁１０が凸曲線をなすことにより、前記外ブロック部分Ｂｏ１では、剛性が低くクラックが発生しやすい周方向両端９ｅが厚肉となって補強され、前記外ブロック部分Ｂｏ１の変形及び応力が均一化される。そしてこれらの相互作用によって、横滑りに対するエッジ効果、及びブロック欠け防止効果をさらに有効に発揮することができる。

このとき前記開口縁１０では、前記周方向両端９ｅのトレッド端縁Ｔｅからのタイヤ軸方向距離Ｌｅを、前記最小距離Ｌmin の１．１〜１．５倍の範囲とすることが、前記外ブロック部分Ｂｏ１の変形及び応力の均一化のために好ましい。１．１倍未満では、周方向両端９ｅを起点としたブロック欠けの防止効果が不充分となり、逆に１．５倍を超えると、前記最小距離位置に応力が集中するなど該最小距離位置からのブロック欠けを誘発する傾向がある。なお前記最小距離Ｌmin は、３．０〜５．０mmが好ましい。

又縦のサイピング９では、各領域９Ｕ、９Ｎ、９Ｌにおいて、前記ブロック表面Ｓと平行な平面Ｆｓにおける断面形状Ｋを、図５に示す如く前記開口縁１０と同向きの凸曲線とする、とりわけ各断面形状Ｋを、前記開口縁１０と同形状とすることが好ましい。これにより、前記外ブロック部分Ｂｏ１の変形がより均一化され、応力集中が抑制される結果、横滑りに対するエッジ効果、及び特にサイピング底１１の周方向両端９ｅを起点としたブロック欠けの防止効果をより有効に発揮しうる。このとき、前記サイピング底１１の周方向両端９ｅと、前記ショルダブロックＢｏのタイヤ軸方向外側面であるバットレス面１２との間の最小距離Ｔmin （図３に示す）を８．０ｍｍ以上とすることが望ましく、８．０ｍｍ未満では、前記周方向両端９ｅを起点としたブロック欠けを充分防止できない傾向となる。

又前記縦のサイピング９では、横滑りに対するエッジ効果を充分に発揮し耐横滑り性能を高めるために、そのサイピング深さｈｔ（図３に示す）を、前記外の縦主溝３ｏの溝深さＨｇの０．５〜０．８倍の範囲とするのが好ましい。０．５倍未満では、エッジ効果の不足傾向を招き、逆に０．８を超えると、本実施形態を採用した場合にも、ブロック欠けの防止が難しくなる。

次に、前記ショルダブロックＢｏでは、前記縦のサイピング９と外の縦主溝３ｏとの間の内ブロック部分Ｂｏ２に、前記縦のサイピング９とは交わることなく、縦のサイピング９からタイヤ軸方向内方に間隔Ｇを隔てた外端位置から、タイヤ軸方向内方にのびる複数の横のサイピング１３を形成している。

この横のサイピング１３は、前記横のサイピング８と同様、タイヤ軸方向に対して３０°以下、好ましくは２０°以下の角度で延在し、前記横のサイピング８と協働して氷雪路における駆動、制動力を確保する。又横のサイピング１３によって、縦のサイピング９のサイピング底１１に適度の柔軟性が付与され、応力集中が緩和されるため、ブロック欠けの防止にも有利となる。なお横のサイピング１３と縦のサイピング９とが交わる場合には、その交点を起点としてクラックが発生傾向となる。従って、前記間隔Ｇを１．０ｍｍ以上確保するのが好ましい。

ここで前記縦のサイピング９の深さｈｔは、前記横のサイピング１３の深さｈｙの０．８倍以上かつ１．０倍より小であることが好ましく、１．０倍以上では、応力集中の緩和効果が減じ、ブロック欠け防止に不利となる。逆に０．８倍未満では、横のサイピング１３が縦のサイピング９に対して深過ぎとなってエッジ効果が減じ、氷雪路における駆動、制動性に不利となる。

なお横のサイピング１３として、本例では、前記外端位置から外の縦主溝３ｏ上の内端位置まで連続してのびる第１のサイピング１３Ａと、非連続でのびる第２のサイピング１３Ｂとからなり、かつ第１、２のサイピング１３Ａ、１３Ｂが交互に配される場合を例示している。しかし、第１のサイピング１３Ａのみ、或いは、第２のサイピング１３Ａのみで構成してもよく、又内端位置が外の縦主溝３ｏから隔たるクローズドサイプを混在させる、或いはクローズドサイプのみで構成しても良い。

次に、図７に縦のサイピング９の他の実施例を示す。本例では、ブロック表面Ｓと平行な平面Ｆｓにおける断面形状Ｋが、深さ上方領域９Ｕでのみ凸曲線をなし、深さ中間領域９Ｎおよび深さ下方領域９Ｌでは直線状をなす場合を示す。

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に示すトレッドパターンを基本パターンとしたタイヤサイズが１９５／６５／Ｒ１５の乗用車用のスタッドレスタイヤを表１の仕様に基づき試作し、各試供タイヤの氷上性能、雪上性能、耐ブロック欠け性能をテストし、互いに比較した。各試供タイヤとも、ショルダーブロックにおける縦のサイピングの形状、寸法のみ相違し、それ以外は実質的に同仕様である。

（１）氷上性能：
試供タイヤを、リム（１５×６ＪＪ）、内圧（２００ｋＰａ）にて、乗用車（ＦＲ車：２５００ｃｃ）の四輪に装着し、気温０゜Ｃの環境下の氷盤路を走行し、ドライバーの官能評価により比較例１を６とする１０点法で評価した。数値が大きいほど、氷上性能に優れている。

（２）雪上性能：
前記（１）の車両を用い、気温０゜Ｃの環境下の残雪路を走行し、ドライバーの官能評価により比較例１を６とする１０点法で評価した。数値が大きいほど、雪上性能に優れている。

（３）耐ブロック欠け性能：
前記（１）の車両を用い、一般路を１０、０００ｋｍ走行した後、左右の前輪タイヤに発生したブロック欠けの個数の合計を比較した。数値が小さいほど、耐ブロック欠け性能に優れている。

表の如く、実施例のタイヤは、氷雪路での横滑りを抑制でき、氷・雪上性能を向上しながら、ブロック欠け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トレッドパターンの一実施例を示す展開図である。 ショルダブロックを拡大して示す平面図である。 そのI −I 線断面図である。 縦のサイピングを概念的に示す斜視図である。 縦のサイピングの、ブロック表面と平行な平面における断面である。 縦のサイピングの開口縁の他の例を示す平面図である。 縦のサイピングのさらに他の例を概念的に示す斜視図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、縦のサイピングに起因するブロック欠けを説明する図面である。

符号の説明

２ トレッド部
３ｏ 外の縦主溝
４ｏ 横溝
９ 縦のサイピング
９ｅ 周方向両端
９Ｕ 深さ上方領域
９Ｎ 深さ中間領域
９Ｌ 深さ下方領域
１０ 開口縁
１１ サイピング底
１２ バットレス面
１３ 横のサイピング
Ｂｏ ショルダブロック
Ｃｐ 中間部
Ｊ 凸曲線
Ｓ ブロック表面
Ｔｅ トレッド端縁

Claims (6)

1. トレッド部に、トレッド端縁寄りをタイヤ周方向に連続してのびる外の縦主溝と、この外の縦主溝からトレッド端縁までのびる複数の横溝とを設けることにより、前記外の縦主溝、横溝、トレッド端縁により囲まれかつトレッド端縁に沿ってタイヤ周方向に隔置されるショルダブロックからなるショルダブロック列を形成した空気入りタイヤであって、
   前記ショルダブロックは、ブロック表面で開口してタイヤ周方向にのびるとともに周方向両端が該ショルダブロック内で終端する縦のサイピングを有し、
   かつ該縦のサイピングの前記ブロック表面での開口縁は、前記トレッド端縁からのタイヤ軸方向距離Ｌが最小距離Ｌmin となる最小距離位置を有する中間部から前記周方向両端まで、前記タイヤ軸方向距離Ｌが増加する凸曲線をなすとともに、
   前記縦のサイピングは、深さ方向においては、前記開口縁から前記ブロック表面の略法線方向にのびる深さ上方領域と、この深さ上方領域から前記法線方向に対して傾斜してのびる深さ中間領域と、この深さ中間領域から前記深さ上方領域とは略平行にサイピング底までのびる深さ下方領域とを具え、しかも前記深さ下方領域を、深さ上方領域よりもタイヤ軸方向内側に位置させたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記縦のサイピングの開口縁は、前記両端の前記トレッド端縁からのタイヤ軸方向距離Ｌｅを、前記最小距離Ｌmin の１．１〜１．５倍としたことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記縦のサイピングは、前記ブロック表面と平行な平面における断面形状が、前記開口縁と同向きの凸曲線をなすことを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記凸曲線は円弧状曲線であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記縦のサイピングは、サイピング底の周方向両端と、前記ショルダブロックのタイヤ軸方向外側面であるバットレス面との間の最小距離Ｔmin を８．０ｍｍ以上とした特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記ショルダブロックは、前記縦のサイピングと外の縦主溝との間に、前記縦のサイピングに交わることなくタイヤ軸方向にのびる複数の横のサイピングを具えるとともに、前記縦のサイピングの深さｈｔを、前記横のサイピングの深さｈｙの０．８倍以上かつ１．０倍より小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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