JP2010064693A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】氷上性能の向上と耐久性の向上とを両立させるようにした空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】少なくともタイヤ周方向に延びる縦溝とタイヤ幅方向に延びる横溝とで区分されたショルダーブロック５ａにタイヤ幅方向に延びる複数のサイプ６をタイヤ周方向に間隔をおいて設けた空気入りタイヤにおいて、オープンサイプ６ａとクローズドサイプ６ｂとが交互に配列するようにすると共に、オープンサイプ６ａの深さをクローズドサイプ６ｂの深さよりも浅くした。
【選択図】図３

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、少なくともショルダー部にブロック列を有し、そのブロックにタイヤ幅方向に延びる複数のサイプを設けた空気入りタイヤにおいて、氷上性能を損なわずに耐久性を向上させるようにした空気入りタイヤに関する。

一般に、冬用タイヤ（スタッドレスタイヤ）のトレッドパターンには、ブロックパターンが採用されており、タイヤ周方向に隣接するブロック間に雪を噛み込みやすくすることにより雪上性能を向上し、また、ブロックにタイヤ幅方向のサイプを設けることにより、水膜除去効果やエッジ効果による氷上路面での制駆動性能（氷上性能）を向上するようにしている。

このうち、氷上性能を更に向上するためには、単純には、周方向のサイプ数を増やすことで対応できる。しかし、サイプ数を増やすとサイプ間隔が狭くなるためブロック剛性が低下してブロックの変形量が増加するため、サイプの底部に集中する応力が過大になり、サイプの底部にクラックを発生させやすくなる。即ち、氷上性能を高めるために単にサイプ数を増やしてサイプ間隔を狭めるとタイヤの耐久性が低下してしまうのである。そのため、タイヤの耐久性を損なわずに氷上性能を高める方法としては、サイプ間隔を狭めないことが好ましいことになる。

例えば、特許文献１は、タイヤ幅方向のサイプとは別に、タイヤ幅方向のサイプに対して深さの浅いサイプを交差するように設ける提案をしている。また、特許文献２は、主溝に対して開口するように設けたオープンサイプによって区分された小ブロックについて、それらの高さを隣接する小ブロック間で異ならせ、サイプ深さを交互にオフセットさせることにより小ブロックの変形を抑えるようにした提案をしている。

しかしながら、前者は、交差するサイプを設けることでブロックが小ブロック化するため、耐久性を向上させる効果は必ずしも大きいとはいえない。また、後者は、耐久性に対する対策はしているものの、高さの異なるブロックを形成したため、高い方のブロックの接地圧が大きくなって摩耗しやすいという問題があるため、これも必ずしも耐久性が十分であるとはいえない。
特開２００１−３９１２６号公報 特開２００３−２３７３２０号公報

本発明の目的は、上述する問題点を解決するもので、高い氷上性能を維持すると共に、耐久性を向上させるようにした空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、トレッド面にタイヤ周方向に延びる縦溝とタイヤ幅方向に延びる横溝とにより複数の陸部を形成し、少なくともショルダー部に形成した陸部をブロックが配列するブロック列にし、そのブロックにタイヤ幅方向に延びる複数のサイプをタイヤ周方向に間隔をおいて設けた空気入りタイヤにおいて、前記ブロックに設けるサイプをタイヤ周方向にオープンサイプとクローズドサイプとが交互に配列するように形成すると共に、前記オープンサイプの深さを前記クローズドサイプの深さよりも浅くするようにオフセットしたことを特徴とする。

また、上述する構成において、以下（１）〜（３）に記載するように構成することが好ましい。
（１）前記サイプの深さを前記縦溝の深さの５０％〜９０％にすると共に、前記オープンサイプとクローズドサイプの深さのオフセット量を０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下にする。
（２）前記サイプをタイヤ幅方向に２分割し、タイヤ周方向に隣り合うサイプ間で深さを互いにオフセットさせると共に、タイヤ幅方向に隣り合うサイプ間で深さを互いにオフセットさせる。
（３）前記ブロックの下層部と上層部とを互いに異なるゴム組成物で形成すると共に、前記下層部を前記上層部よりも硬いゴム組成物で構成し、前記サイプの底部を全て前記下層部内に延長させる。

上述した構成からなるタイヤは、特にスタッドレスタイヤとして好適である。

本発明によれば、少なくともショルダー部に形成されたブロック列のブロックにタイヤ幅方向に延びる複数のサイプをタイヤ周方向に間隔をおいて設けた空気入りタイヤにおいて、ブロックに設けるサイプをタイヤ周方向にオープンサイプとクローズドサイプとが交互に配列するように形成すると共に、オープンサイプの深さをクローズドサイプの深さより浅くするようにオフセットさせたので、互いに隣接するサイプの底部に集中する応力を同一深さの線上に集中しないように分散させると共に、タイヤ周方向に対するエッジ効果の高いオープンサイプは、それよりもエッジ効果の低いクローズドサイプよりも深さを浅くしたので、ブロックの曲げ剛性を全体に高い状態にするため、高い氷上性能を維持しながら、耐久性を向上することができる。

図１は、本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッド面を示す。図１において、トレッド面１にはタイヤ周方向に延びる縦溝２とタイヤ幅方向に延びる横溝３とがそれぞれ複数本設けられ、これら縦溝２と横溝３とに区画されて複数の陸部が形成されている。これら陸部は、図１に示した実施形態では、タイヤセンター部に周方向に延びるリブ４のリブ列が形成され、その左右に多数のブロック５が配列する複数のブロック列が形成されている。これらリブ４及びブロック５には、それぞれタイヤ幅方向に延びる多数のジグザグ状のサイプ６が設けられている。これらサイプ６は氷上路面において、水膜除去やエッジ効果を発揮するため、氷上性能の向上に寄与する。

これらサイプを設けた陸部のうち、氷上性能に対する寄与が最も大きい最外側のショルダー部のブロック列のブロック（以下、ショルダーブロック５ａという。）には、サイプ６として、オープンサイプ６ａとクローズドサイプ６ｂとが交互に配列するように設けられている。ここで、オープンサイプとは、少なくとも一方の端部が縦溝２に開口しているサイプをいい、クローズドサイプとは、両端とも縦溝２に対して開口していないサイプをいう。

サイプ６の平面視の形状は図１の実施形態のようにジグザグ状である必要はなく、図２の実施形態のように直線状であってもよい。また、サイプ６の深さ方向の形状は、深さ方向に直線状に延びる構造であっても、タイヤ周方向にジグザグ状であっても、或いはタイヤ周方向のジグザグに加えてタイヤ幅方向にジグザグ状に変化する３次元構造であってもよい。

図３は、図２のＸ−Ｘ断面をタイヤ幅方向から見たショルダーブロック５ａの斜視図であるが、図２の場合に限らず、図１の場合においても、上述のようにタイヤ周方向に交互に配列したオープンサイプ６ａとクローズドサイプ６ｂとは、オープンサイプ６ａの深さがクローズドサイプ６ｂの深さよりも浅くなるように形成されている。

オープンサイプ６ａは、サイプ長さが長いためエッジ量が増加し氷上性能を向上することができる反面、大きなエッジ作用により変形しやすいためブロック剛性が低くなる。これに対して、クローズドサイプ６ｂは、オープンサイプ６ａよりもエッジ作用が低く変形しにくいためブロック剛性は高いが、オープンサイプ程の氷上性能の向上は見込めない。しかし、図３のように、オープンサイプ６ａの深さをクローズドサイプ６ｂよりも浅くするようにオフセットすることで、オープンサイプ６ａの変形が抑えられ、サイプ底部に集中する応力を緩和することができる。また、両端が閉じられていることにより、高い剛性が維持できる。クローズドサイプ６ｂはオープンサイプ６ａよりも深くなることで、隣り合うサイプの底部が同一直線上でなくなるため、応力が分散してクラック発生を防止することができる。

オープンサイプ６ａ及びクローズドサイプ６ｂのいずれも、サイプの深さは縦溝２の深さの５０％〜９０％にするのが好ましい。５０％未満ではサイプ深さが浅すぎるため、摩耗末期に至るまでに氷上性能が失われてしまうため、氷上性能を長期にわたって維持することができない。９０％超では縦溝２の深さとサイプ深さがほぼ一致するためサイプ底部に応力が集中しクラック発生が誘発される。

オープンサイプ６ａとクローズドサイプ６ｂとの間の深さ方向のオフセット量は、サイプ底部の応力集中を避けるため、０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下が好ましい。０．５ｍｍ未満では応力集中を防止する効果が得られず、２．０ｍｍ超では、サイプ間のブロック剛性が大きくなり、ヒール・アンド・トゥ摩耗が発生する。

また、一つのブロック上において周方向最外側（横溝側）に配置されるサイプは、クローズドサイプであることが好ましい。ブロックの周方向最外側は中央部と比べて大きな歪を受けるので、剛性の高いクローズドサイプを配置する方が、オープンサイプを配置するよりもヒール・アンド・トゥ摩耗を抑制し、耐久性を向上することができる。

図４は本発明の他の実施形態を図３に対応する図で表したものである。

図４の実施形態では、サイプ６がタイヤ幅方向に２分割され、かつ、隣り合うサイプ間で交互に深さをオフセットする構成になっている。この構成にすることで、更に応力集中を分散させることができるため、耐久性を向上することができる。

このようにサイプ６を分割するときは、分割後のサイプ端の間の距離が元のサイプ長さの５％〜２０％になるようにするのが好ましい。５％未満では、サイプ端の間隔が狭過ぎるためクラック発生を誘発し、２０％超では、サイプ長さが少ないためエッジ量が減少し、氷上性能が損なわれる。

また、トレッドをゴム硬度の大きい下層とゴム硬度の小さい上層との２層構造にすることで、ショルダーブロック５ａを互いに異なる２層のゴム組成物から構成し、下層部７のゴム組成物を上層部８のゴム組成物よりも硬くし、かつショルダーブロック５ａに設けた全てのサイプ６の底部を下層部７内に延長させるようにするとよい。サイプ底部をゴム硬度の大きい下層部７に配置することで、底部の変形量を抑えることができるため、クラックの発生を防止することができる。このとき、上層部８のゴム組成物のＪＩＳ−Ａタイプの硬度を４０〜６５の範囲とし、下層部７のゴム組成物のＪＩＳ−Ａタイプの硬度を５５〜７５の範囲にするのが好ましい。上層部８の硬度が４０未満では柔らか過ぎて運動性能を損なったり摩耗が早まったりする。６５超では硬過ぎるため、変形しにくくなりグリップが悪くなる。一方、下層部７の硬度が５５未満では変形量を抑えることができずクラック発生を防止することができない。また、７５超では変形が抑制され過ぎて運転性能が悪くなる。

タイヤサイズを２２５／６５Ｒ１７ １０１Ｑ、トレッドパターンを図１で共通にし、表１のように仕様を異ならせた従来例１、２と実施例１〜３とを製作した。

従来例１は、サイプ深さが一様で、全てオープンサイプであり、サイプが分割されず、ブロックが１層のゴム組成物だけからなる。従来例２は、サイプが深さをオフセットしただけで、分割されないオープンサイプであり、ブロックが１層のゴム組成物だけからなる。実施例１は、オープンサイプとクローズドサイプとを交互に配置し、オープンサイプをクローズドサイプよりも浅くなるようにオフセットしている例で、図３に対応している。実施例２は、実施例１に加えてサイプの分割を行った例であり、図４に対応している。実施例３は、実施例２に加えてブロックを２層構造にし、下層側にゴム硬度の高いゴム組成物を配置したものであり、図５に対応している。

これら５種類のタイヤについて、下記の測定方法により、氷上制動、耐クラック発生性、耐クラック成長性をそれぞれ測定し比較した。

〔測定方法〕
（１）氷上制動は、テストコースにおいて、初速４０ｋｍ／ｈによる制動距離を計測し、従来例を１００とする指数値で評価した。指数値が大きいほど氷上制動が優れている。
（２）耐クラック発生性は、５万ｋｍ走行後における、サイプ底部からのクラック発生数を調べ、その逆数について従来例を１００とする指数値で評価した。指数値が大きいほど耐クラック発生性が優れている。
（３）耐クラック成長性は、５万ｋｍ走行後における、３個以上のクラックが繋がっている箇所の個数を計測し、その逆数について従来例を１００とする指数値で評価した。指数値が大きいほど耐クラック成長性が優れている。

表１より、実施例３が最も優れている。

本発明の実施形態による空気入りタイヤのトレッド面の一例を示す一部展開平面図である。 本発明の他の実施形態による空気入りタイヤのトレッド面を示す一部展開平面図である。 図２の実施形態による空気入りタイヤのＸ−Ｘ矢視図である。 本発明の他の実施形態の図３に対応する部分の図である。 本発明の他の実施形態の図３に対応する部分の断面図である。

符号の説明

１ トレッド面
２ 縦溝
３ 横溝
４ リブ
５ ブロック
５ａ ショルダーブロック
６ サイプ
６ａ オープンサイプ
６ｂ クローズドサイプ
７ 下層部
８ 上層部

Claims (5)

1. トレッド面にタイヤ周方向に延びる縦溝とタイヤ幅方向に延びる横溝とにより複数の陸部を形成し、少なくともショルダー部に形成した陸部をブロックが配列するブロック列にし、そのブロックにタイヤ幅方向に延びる複数のサイプをタイヤ周方向に間隔をおいて設けた空気入りタイヤにおいて、
   前記ブロックに設けるサイプをタイヤ周方向にオープンサイプとクローズドサイプとが交互に配列するように形成すると共に、前記オープンサイプの深さを前記クローズドサイプの深さよりも浅くするようにオフセットした空気入りタイヤ。
2. 前記サイプの深さを前記縦溝の深さの５０％〜９０％にすると共に、前記オープンサイプとクローズドサイプの深さのオフセット量を０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下にした請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記サイプをタイヤ幅方向に２分割し、タイヤ周方向に隣り合うサイプ間で深さを互いにオフセットさせると共に、タイヤ幅方向に隣り合うサイプ間で深さを互いにオフセットさせた請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ブロックの下層部と上層部とを互いに異なるゴム組成物で形成すると共に、前記下層部を前記上層部よりも硬いゴム組成物で構成し、前記サイプの底部を全て前記下層部内に延長させた請求項１、２又は３に記載の空気入りタイヤ。
5. スタッドレスタイヤである請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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