JP2008006934A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】陸部の倒れ込みを十分に抑制してアイス性能を改善することができる空気入りタイヤを提供すること。
【解決手段】ブロック１に形成したサイプ１０のサイプ内壁面１ｃに、踏面１ａの法線方向ＮＤに対して傾斜するとともに、サイプ１０に対する凸条１１ａ又は凹条１１ｂのサイプ長手方向の長さの比Ｌ２／Ｌ１が０．２５以上である第１凹凸列１１と、その第１凹凸列１１とは逆向きに傾斜した第２凹凸列１２とを設け、ブロック１の倒れ込み抑制効果を十分に高めて、アイス路面での制動性能や耐偏摩耗性能を改善した。
【選択図】図２

Description

本発明は、少なくとも１本のサイプを形成した陸部を有するトレッドパターンを備えた空気入りタイヤに関し、特にスタッドレスタイヤとして有用である。

従来、スタッドレスタイヤには、ブロックやリブなどの陸部にサイプと呼ばれる切り込みが設けられており、このサイプによって摩擦係数が低い路面でもエッジ効果が発揮されるため、アイス路面での安定した走行が可能となる。かかるサイプとしては、深さ方向で形状が変化しない、いわゆる２次元サイプが知られており、サイプ内壁面が平坦な平面サイプや、図３に示すように凹凸列が踏面の法線方向ＮＤに延びた波形サイプ２０が実用化されている。

近年、エッジ効果を高めるためにサイプの本数は増加する傾向にあったが、サイプの本数を増やし過ぎると、エッジ数は増えるものの、陸部の剛性が低下して過度に倒れ込んでしまい、逆にエッジ効果が小さくなってアイス性能が低下するという問題が生じる。このため、サイプの形状を深さ方向で変化させて倒れ込みを抑制した、いわゆる３次元サイプが注目されている。

３次元サイプの形状としては種々のものが提案されており、例えば波形サイプの振幅を深さ方向で変えたもの（下記特許文献１参照）や、サイプ内壁面の凹凸列を踏面の法線方向に対して傾斜させたもの（下記特許文献２参照）が知られている。また、図４に示すサイプ３０のように、サイプ内壁面の凹凸列をサイプ長手方向側に傾斜させてジグザグ状をなすもの（下記特許文献３、４参照）も存在する。これらは何れも、陸部が倒れ込む際に、斜め方向に延びたサイプ内壁面の凸条と凹条とが係合する作用によって、過度の倒れ込みを抑制するものである。

しかしながら、下記特許文献１記載のサイプでは、凹凸列を全体的に傾斜させることが難しく、係合作用が小さいという問題がある。また、下記特許文献２記載のサイプのように、凹凸列がサイプ内壁面内で一方向にのみ傾斜したものでは、その逆傾斜方向からの負荷に対して陸部が剪断的に変形し易く、これによりアイス性能や耐偏摩耗性能が十分に改善できないという問題がある。そして、下記特許文献３、４記載のサイプでは、凸条と凹条とが係合するための斜め成分が小さく、陸部の倒れ込みを十分に抑制するには更に改善する余地がある。
特開昭５９−１９９３０６号公報 特開平１０−２５８６１５号公報 特許第３５０４６３２号明細書 特開２００６−２７５５８号公報

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、陸部の倒れ込みを十分に抑制してアイス性能を改善することができる空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち、本発明の空気入りタイヤは、少なくとも１本のサイプを形成した陸部を有するトレッドパターンを備えた空気入りタイヤにおいて、前記サイプのサイプ内壁面には、踏面の法線方向に対して傾斜するとともに、サイプに対する凸条又は凹条のサイプ長手方向の長さの比が０．２５以上である第１凹凸列と、その第１凹凸列とは逆向きに傾斜した第２凹凸列とが設けられていることを特徴とするものである。

本発明の空気入りタイヤによると、サイプのサイプ内壁面に、サイプに対する凸条又は凹条のサイプ長手方向の長さの比が０．２５以上である第１凹凸列が設けられていることから、陸部が倒れ込む際に凸条と凹条とが係合するための斜め成分が大きくなり、陸部の倒れ込み抑制効果を十分に発揮して、アイス路面での制動性能や耐偏摩耗性能を改善することができる。また、そのサイプ内壁面に、第１凹凸列とは逆向きに傾斜した第２凹凸列が設けられていることから、陸部の剪断的な変形を抑えることができ、陸部の倒れ込みを適切に抑制してアイス性能を効果的に高めることができる。

上記において、サイプ深さをＤとするとき、少なくとも踏面から０．１５Ｄ〜０．９Ｄとなる中間部に、前記第１凹凸列及び前記第２凹凸列が設けられていることが好ましい。かかる構成により、第１凹凸列と第２凹凸列が設けられる領域を十分に確保して、陸部の倒れ込み抑制効果を適切に発揮することができ、アイス性能を確実に改善することができる。

上記において、前記中間部では、サイプ内壁面のサイプ長手方向の略中央に前記第１凹凸列が配置され、その両側の残部に前記第２凹凸列が配置されていることが好ましい。かかる構成により、比較的大きい斜め成分をサイプ内壁面の略中央に配置して、陸部の倒れ込み抑制効果をサイプ長手方向にバランス良く発揮することができるとともに、第２凹凸列によって陸部の剪断的な変形を十分に抑えることができ、アイス性能を適切に改善することができる。

上記において、前記中間部の踏面側となる踏面部及び底側となる底部の少なくとも一方が、深さ方向で形状が変化しない２次元サイプで形成されていることが好ましい。サイプの踏面部が２次元サイプで形成されていることにより、陸部が比較的倒れ込み易い摩耗初期状態において、斜め方向に延びる凹凸列が踏面に露出しないため、陸部片に鋭角部を形成することなく偏摩耗の発生を抑制することができる。また、サイプの底部が２次元サイプで形成されていることにより、サイプの溝底での局部的な応力集中を防いでクラック等の発生を抑制することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る空気入りタイヤの陸部の一例を示す斜視図であり、陸部としてのブロックの一部を拡大して示している。図２は、そのブロックに形成されたサイプの平面図とサイプ内壁面の正面図である。図中の「＋」は凸条を、「−」は凹条を示しており、これらの凹凸はサイプの基準面Ｆ（振幅の中央を通る仮想面）を基準としている（前述した図３、４についても同じ。）。

本発明の空気入りタイヤは、少なくとも１本のサイプを形成した陸部を有するトレッドパターンを備えるものである。本実施形態では、図１に示すように、ブロック１に３本のサイプ１０が形成された例を示す。サイプ１０は、踏面１ａにて波状に延在しており、そのサイプ長手方向がタイヤ幅方向ＷＤに平行しつつ、その両端がブロック１の側壁面１ｂで開口した両側オープンサイプとして形成されている。

本実施形態では、図２に示すように、サイプ１０のサイプ内壁面１ｃに、踏面１ａの法線方向ＮＤに対して傾斜した第１凹凸列１１と、その第１凹凸列１１とは逆向きに傾斜した第２凹凸列１２とが設けられている。そして、サイプ１０のサイプ長手方向の長さをＬ１、第１凹凸列１１の凸条１１ａ又は凹条１１ｂのサイプ長手方向の長さをＬ２とするとき、サイプ１０に対する凸条１１ａ又は凹条１１ｂのサイプ長手方向の長さの比Ｌ２／Ｌ１は、０．２５以上に設定されている。なお、図示した長さＬ２は、凹条１１ｂにおけるサイプ長手方向の長さとしている。

このため、凸条１１ａと凹条１１ｂとが係合するための斜め成分が大きくなり、タイヤ周方向ＰＤに沿った前後力が生じた際には、ブロック１の倒れ込み抑制効果を十分に発揮して、アイス路面での制動性能や耐偏摩耗性能を改善することができる。かかる第１凹凸列１１においては、その逆傾斜方向からの負荷に対してブロック１が剪断的に変形し易い傾向にあるが、サイプ内壁面１ｃには第２凹凸列１２が逆向きに設けられていることから、そのようなブロック１の剪断的な変形を抑えることができ、ブロック１の倒れ込みを適切に抑制してアイス性能を効果的に高めることができる。

Ｌ２／Ｌ１は、上述のように０．２５以上に設定されるが、凸条１１ａと凹条１１ｂとが係合するための斜め成分をより大きくする観点から、０．３以上であることが好ましく、０．４以上がより好ましい。なお、Ｌ２／Ｌ１が０．２５未満であると、上記の斜め成分が小さくなることから、ブロック１の倒れ込み抑制効果が小さくなり、アイス性能の改善効果は小さい。

法線方向ＮＤに対する第１凹凸列１１の傾斜角度θ１は、１０〜８０度であることが好ましく、３０〜６０であることがより好ましい。θ１が１０度未満であると、Ｌ２／Ｌ１を０．２５以上に設定することが実質的に困難になる。また、θ１が８０度を超えると、傾斜角度が大きくなりすぎて実質的に凹凸列を設定できない。

法線方向ＮＤに対する第２凹凸列１２の傾斜角度θ２は、１０〜８０度であることが好ましく、３０〜６０であることがより好ましい。また、θ２はθ１と略同じ角度（±１０度）であることが好ましく、それによって第１凹凸列１１とは逆傾斜方向からの負荷に対してブロック１の剪断的な変形を効果的に抑えることができる。

サイプ深さをＤとし、踏面１ａから０．１５Ｄ〜０．９Ｄを中間部４、その踏面１ａ側を踏面部３、底側を底部５とするとき、本発明では、第１凹凸列１１及び第２凹凸列１２が少なくとも中間部４に設けられていることが好ましく、本実施形態では、第１凹凸列１１及び第２凹凸列１２が中間部４と底部５に設けられた例を示す。

中間部４は、その全域を第１凹凸列１１及び第２凹凸列１２に占められており、第１凹凸列１１のサイプ長手方向の中央部は、サイプ内壁面１ｃのサイプ長手方向の中央部近傍に位置している。即ち、サイプ内壁面１ｃのサイプ長手方向の略中央に第１凹凸列１１が配置されるとともに、その両側の残部に第２凹凸列１２が配置されている。これにより最も大きい斜め成分がサイプ内壁面１ｃの略中央に配置され、ブロック１の倒れ込み抑制効果をサイプ長手方向にバランス良く発揮することができる

第２凹凸列１２は、その凸条１２ａ及び凹条１２ｂが、第１凹凸列１１の凸条１１ａ又は凹条１１ｂに交わるようにして延びており、凸条１１ａ又は凹条１１ｂと合わさって凸条又は凹条のｖ字部（又はｙ字部）を形成している。これにより、ブロック１の剪断的な変形がより効果的に抑えられ、旋回時のように横力がブロック１に生じた場合においても変形を抑制してアイス性能を確保することができる。かかる観点からも、θ２はθ１と略同じ角度であることが好ましく、本実施形態ではθ１＝θ２＝４５度に設定されている。

本実施形態では、第１凹凸列１１及び第２凹凸列１２が底部５にも形成された例を示したが、この底部５を２次元サイプで形成した構成も、本発明の好ましい実施形態として挙げられる。特に、底部５を平面サイプで形成した場合には、サイプ１０の溝底での局部的な応力集中を効果的に防いで、ブロック片のチャンクアウト（破断、脱落）を防止することができる。

踏面部３は、凹凸列が法線方向ＮＤに沿って延びた波形サイプ（２次元サイプの一例）で形成されており、斜め方向に延びる凹凸列が踏面１ａに露出していない。そのため、ブロック１が比較的倒れ込み易い摩耗初期状態において、ブロック片に鋭角部を形成することなく、優れた耐偏摩耗性能を発揮することができる。なお、サイプ１０が踏面１ａにて直線状に延在する場合に、踏面部３を平面サイプで形成してもよく、かかる構成は夏用タイヤとして有用になる。

第１凹凸列１１及び第２凹凸列１２は、踏面部３の凹凸列に同期して形成されている。即ち、中間部４の凸条１１ａ及び凸条１２ａが踏面部３の凸条に連設され、同じく凹条１１ｂ及び凹条１２ｂが踏面部３の凹条に連設されている。このサイプ内壁面１ｃは、図３に示す波形サイプ２０の踏面部以外において、凹凸列の一部を第１凹凸列として傾斜させ、残部を第２凹凸列として逆向きに傾斜させたような形状になっている。

このように、本実施形態では、第１凹凸列１１及び第２凹凸列１２が踏面１ａにおける波形状に準じたピッチで形成されている。かかる場合、凸条１１ａと凹条１１ｂとが係合するための斜め成分の大きさを確保する観点から、踏面１ａの波形状の波長λに対する長さＬ２の比Ｌ２／λは、１．２以上であることが好ましい。

第１凹凸列１１の凸条１１ａ及び凹条１１ｂの太さＴは０．５〜２．５ｍｍが好ましく、これが０．５ｍｍよりも小さいとブロック片の倒れ込みが大きくなる傾向にあり、２．５ｍｍより大きいと凹凸列を十分に配置し難くなる傾向にある。また、第１凹凸列１１の振幅（両側頂部の高さの和）は、１〜２ｍｍが好ましい。第２凹凸列１２の凸条１２ａ及び凹条１２ｂの太さ並びに振幅は、第１凹凸列１１と同等であることが好ましいが、異なっていても構わない。

サイプ１０の溝幅は、各部において同じ幅でも、多少異なっていてもよいが、十分なエッジ効果を発現する上で０．２〜０．７ｍｍが好ましい。また、サイプ深さＤは、主溝深さの３０〜８０％が好ましい。

トレッドパターンのブロック１以外の部分は何れのパターンでもよく、例えばブロック１の左右にブロックやリブを設けたものが例示される。ブロック１は、上述のような平面視矩形をなすものに限られず、平行四辺形、Ｖ字型、多角形又は曲線基調をなすものなど何れでもよい。

本発明では、陸部としてのブロックの代わりに、タイヤ周方向ＰＤに沿って直線状又はジグザグ状に延びるリブを採用してもよく、そのリブに形成されたサイプのサイプ内壁面に、上記の如き凹凸列を設けることで、倒れ込み抑制効果を十分に発揮してアイス性能を改善することができる。

本発明では、ブロック１の倒れ込み抑制効果が大きいため、サイプ１０の本数を増やしてサイプ密度を高めることで、エッジ数を増やしてエッジ効果を更に高めることができる。このような観点から本発明では、サイプ密度が０．０５〜０．２ｍｍ／ｍｍ^２であることが好ましい。なお、サイプ密度とは、全サイプの長さの総和を踏面の面積で除した値である。

通常、１つのブロック又は１本のリブに対して複数本のサイプが形成されるが、隣接するサイプ同士は、同一形状でも異なる波形状、傾斜角度、凹凸の周期、振幅であってもよい。但し、加硫成型後の脱型性を良好にするうえで、隣接するサイプ同士が同一形状であることが好ましい。

本発明では、上記の如きサイプ構造を、トレッドパターン内の全ての陸部に対して適用することができるが、トレッドパターン内の一部の陸部に対してだけ適用しても構わない。

本発明の空気入りタイヤは、ブロックやリブなどの陸部に上記の如きサイプが形成されること以外は、通常の空気入りタイヤと同等であり、従来公知の材料、形状、構造、製法などが何れも本発明に採用できる。

本発明は、陸部の倒れ込み抑制効果が大きいことから、ブロック基調のトレッドパターンを備えたタイヤに有用であり、アイス性能を改善可能であることから、特にスタッドレスタイヤ（冬用タイヤ）として有用である。

［他の実施形態］
（１）本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能であり、例えばサイプを片側オープンサイプやクローズドサイプで形成したり、第１凹凸列の本数を増やしたりしても構わない。また、第２凹凸列の凸条又は凹条のサイプ長手方向の長さは特に限られず、長さＬ２よりも短くなるものに限られない。

（２）前述の実施形態では、サイプ１０の基準面Ｆが、踏面１ａの法線に対して略平行になるように形成された例を示したが、本発明はこれに限られず、サイプの基準面が踏面の法線に対して若干（例えば１５°以下）傾斜していても構わない。

（３）前述の実施形態では、サイプ長手方向がタイヤ幅方向に対して略平行になるように形成された例を示したが、本発明はこれに限られず、サイプ長手方向がタイヤ幅方向に対して傾斜していてもよく、その場合の傾斜角度は４５°以内が好ましい。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、タイヤの各性能評価は、次のようにして行った。

（１）アイス制動性能
タイヤを実車（国産３０００ｃｃクラスのＦＲセダン）に装着し、１名乗車の荷重条件にてアイス路面を走行させ、速度４０ｋｍ／ｈで制動力をかけてＡＢＳを作動させた際の制動距離を指数で評価した。なお、評価は、従来品（比較例１）を１００としたときの指数で示し、数値が大きいほどアイス制動性能が良好であることを示す。

（２）耐偏摩耗性能
舗装道路を８０００ｋｍ走行したときの段差摩耗量（摩耗によるサイプとサイプとの段差）を測定し、指数で評価した。なお、評価は従来品（比較例１）を１００としたときの指数で示し、数値が大きいほど耐偏摩耗性能が良好であることを示す。

比較例１（従来品）
図３に示す波形サイプを有する正方形ブロック（縦３０ｍｍ、横３０ｍｍ、両側オープンサイプ）を全面（５列）に有するトレッドパターンを備えたラジアルタイヤ（サイズ２０５／６５Ｒ１５）を比較例１とした。なお、サイプ深さを８ｍｍ、溝幅を０．３ｍｍ、サイプ間隔を５ｍｍ、サイプ振幅を１．２ｍｍとした。

比較例２
図４に示すサイプ３０のように、サイプ長手方向側に傾斜してジグザグ状をなす凹凸列を設けたこと以外は、比較例１と同じであるラジアルタイヤを比較例２とした。なお、踏面の法線方向に対する凹凸列の傾斜角度を４５度とした。

比較例３
図５に示すサイプ４０のように、サイプ内壁面内で一方向にのみ傾斜した凹凸列を設けたこと以外は、比較例１と同じであるラジアルタイヤを比較例３とした。なお、踏面の法線方向に対する凹凸列の傾斜角度を４５度とした。

実施例１、２
図２に示すような凹凸列を設けたこと以外は、比較例１と同じであるラジアルタイヤを実施例１、２とした。なお、Ｌ２／Ｌ１を実施例１では０．４３、実施例２では０．５７とした。また、実施例１ではθ１を４５度、θ２を４５度とし、実施例２ではθ１を５３．１度、θ２を５３．１度とした。

比較例４
Ｌ２／Ｌ１を０．１、θ１を１３度、θ２を１３度としたこと以外は、実施例１と同じであるラジアルタイヤを比較例４とした。各例の評価結果を表１に示す。

表１から、実施例１、２では、アイス制動性能及び耐偏摩耗性能が比較例１〜４に比べて改善されており、サイプ内壁面に設けた第１凹凸列及び第２凹凸列によって、ブロックの倒れ込みを十分に抑制できていることが分かる。比較例３は、斜め成分の大きさは実施例１と変わらないものの、ブロックが剪断的に変形し易く、倒れ込み抑制効果が十分ではないためにアイス性能が大きく向上していない。

本発明の空気入りタイヤに係る陸部の一例を示す斜視図 本発明の空気入りタイヤに係るサイプの平面図とサイプ内壁面の正面図 従来の空気入りタイヤに係るサイプの平面図とサイプ内壁面の正面図 従来の空気入りタイヤに係るサイプの平面図とサイプ内壁面の正面図 従来の空気入りタイヤに係るサイプの平面図とサイプ内壁面の正面図

符号の説明

１ ブロック（陸部）
１ａ 踏面
１ｃ サイプ内壁面
３ 踏面部
４ 中間部
５ 底部
１０ サイプ
１１ 第１凹凸列
１１ａ 第１凹凸列の凸条
１１ｂ 第１凹凸列の凹条
１２ 第２凹凸列
１２ａ 第２凹凸列の凸条
１２ｂ 第２凹凸列の凹条
Ｄ サイプ深さ
Ｌ１ サイプのサイプ長手方向の長さ
Ｌ２ 第１凹凸列の凸条のサイプ長手方向の長さ
ＮＤ 踏面の法線方向

Claims (4)

1. 少なくとも１本のサイプを形成した陸部を有するトレッドパターンを備えた空気入りタイヤにおいて、
   前記サイプのサイプ内壁面には、踏面の法線方向に対して傾斜するとともに、サイプに対する凸条又は凹条のサイプ長手方向の長さの比が０．２５以上である第１凹凸列と、その第１凹凸列とは逆向きに傾斜した第２凹凸列とが設けられていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. サイプ深さをＤとするとき、少なくとも踏面から０．１５Ｄ〜０．９Ｄとなる中間部に、前記第１凹凸列及び前記第２凹凸列が設けられている請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記中間部では、サイプ内壁面のサイプ長手方向の略中央に前記第１凹凸列が配置され、その両側の残部に前記第２凹凸列が配置されている請求項２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記中間部の踏面側となる踏面部及び底側となる底部の少なくとも一方が、深さ方向で形状が変化しない２次元サイプで形成されている請求項２又は３記載の空気入りタイヤ。
   

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