JP2011183952A - 空気入りタイヤ - Google Patents

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Abstract

【課題】耐ハイドロプレーニング性能を向上しながら、ヒールアンドトウ摩耗を抑制することができる空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】トレッドに、横溝によってタイヤ周方向に区画された複数のブロックが設けられている空気入りタイヤにおいて、前記ブロックに形成されているサイプ8が、踏面にて開口する幅狭部81と、その幅狭部81のタイヤ径方向内側に連通し、幅狭部81よりも拡幅してなる幅広部82とを有し、その幅広部82が、サイプ8の一方の端部E1から他方の端部E2に向かって、幅方向WDの一方の側における拡幅長さWL1を漸増させるとともに、幅方向WDの他方の側における拡幅長さWL2を漸減させ、摩耗の進行により踏面に出現する際に角度変化を伴うように構成されている。
【選択図】図2

Description

本発明は、耐ハイドロプレーニング性能を保持しながら、ヒールアンドトウ摩耗を抑制することができる空気入りタイヤに関する。
雪道での走行に用いられるスタッドレスタイヤでは、トレッド上のブロックにサイプと呼ばれる切り込みを形成しており、そのサイプのエッジ効果によって雪上路面での操縦安定性能を高めている。その一方で、摩耗の進行により溝深さが半減した状態になると、スタッドレス性能の保持が困難となるため、冬タイヤとして使用できないという実情がある。そこで、タイヤ寿命を延ばすべく、摩耗後のスタッドレスタイヤを夏タイヤとして利用することが考えられるが、そのためには排水性能の保持と耐偏摩耗性能の向上が重要となる。
下記特許文献1には、図8のようなスリット21によりブロックを区画し、その踏面のエッジに面取り22を形成した空気入りタイヤが記載されている。当該文献では、広幅部23で溝ボリュームが大きくなることにより排水性能を向上でき、面取り22によってヒールアンドトウ摩耗を緩和できると説明している。ヒールアンドトウ摩耗とは、タイヤに生じる偏摩耗の一形態であり、タイヤ転動に伴うブロックへの周方向入力に応じて、ブロックの蹴り出し側及び踏み込み側の一方が他方よりも優先的に摩耗することで発生する。
下記特許文献2には、図9に示したサイプ25をトレッドの陸部に形成し、摩耗の進行に伴うキャビティ26の露出によりトレッドパターンが非対称形状から点対称形状に変化するように構成した空気入りタイヤが記載されている。当該文献では、かかるトレッドパターンの変化の後、タイヤの装着方向を変更して蹴り出し側と踏み込み側を逆向きにすることにより、ヒールアンドトウ摩耗を抑制できると説明している。
しかしながら、上記のスリット21では、広幅部23により拡幅された片側の剛性が全長に亘って低下し、また、上記のサイプ25では、キャビティ26により拡幅された両側の剛性が全長に亘って低下することから、ブロックの端部の剛性低下を引き起こしやすく、ヒールアンドトウ摩耗の抑制効果が十分とは言えなかった。しかも、そのような剛性低下の懸念があるために、実際には広幅部23やキャビティ26を大きく拡幅することが困難な場合があり、耐ハイドロプレーニング性能についても改善する余地があった。
特開2003−159910号公報 特開2008−260423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、耐ハイドロプレーニング性能を保持しながら、ヒールアンドトウ摩耗を抑制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することができる。即ち、本発明に係る空気入りタイヤは、トレッドに、横溝によってタイヤ周方向に区画された複数のブロックが設けられている空気入りタイヤにおいて、前記ブロックに形成されているサイプが、踏面にて開口する幅狭部と、その幅狭部のタイヤ径方向内側に連通し、前記幅狭部よりも拡幅してなる幅広部とを有し、前記幅広部が、前記サイプの一方の端部から他方の端部に向かって、幅方向の一方の側における拡幅長さを漸増させるとともに、幅方向の他方の側における拡幅長さを漸減させ、摩耗の進行により踏面に出現する際に角度変化を伴うように構成されているものである。
本発明に係る空気入りタイヤでは、幅広部が、サイプの一方の端部から他方の端部に向かって、幅方向の一方の側における拡幅長さを漸増させ、幅方向の他方の側における拡幅長さを漸減させているため、幅広部により拡幅された各側の剛性が全長に亘って低下するのを防ぐことができる。その結果、ブロックの端部の剛性を確保しやすくなり、ヒールアンドトウ摩耗を抑制できる。しかも、幅広部が踏面に出現する際に角度変化を伴うことで、摩耗後には幅広で長い溝が形成されるとともに、上記のような剛性確保に応じて幅広部を大きく拡幅し得ることから、耐ハイドロプレーニング性能を十分に保持できる。
本発明の空気入りタイヤでは、前記幅広部がタイヤ径方向内側に向かって徐々に拡幅することが好ましい。かかる構成によれば、摩耗が進行する過程での急激な剛性変化を緩和して、ヒールアンドトウ摩耗を効果的に抑制できる。また、この場合には、前記幅広部が、タイヤ径方向に延びる部分を含んだ階段状の壁面にて拡幅することが好ましい。これにより、摩耗が進行する過程でタイヤ径方向に延びる部分が踏面に出現し、その部分にてエッジ効果を発揮できることから、雪上路面での操縦安定性能を向上できる。
本発明の空気入りタイヤでは、前記横溝が前記サイプよりも浅く形成されていて、摩耗の進行により前記横溝が消失したときに前記幅広部が踏面に出現しているように構成されていることが好ましい。かかる構成では、摩耗後の踏面に横溝に代わって幅広部が出現するため、摩耗後に要求されるタイヤ性能に応じてブロックの区画を変化させることができる。したがって、例えば、幅広部のタイヤ幅方向に対する角度を横溝よりも大きくすることで、摩耗後の耐ハイドロプレーニング性能を効果的に高めることができる。
本発明の空気入りタイヤでは、前記サイプが前記横溝と交差して延び、そのサイプの両端部にて前記幅広部が前記横溝から遠い側を近い側よりも大きく拡幅させていることが好ましい。かかる構成によれば、サイプと横溝との間に介在するブロックの端部の剛性低下を良好に防いで、ヒールアンドトウ摩耗を効果的に抑制することができる。
本発明の空気入りタイヤは、前記幅広部が、前記サイプの一方の端部から他方の端部に向かって、踏面から幅方向の一方の側における拡幅部分までの深さを漸減させるとともに、踏面から幅方向の他方の側における拡幅部分までの深さを漸増させるものでもよい。この場合、幅広部の拡幅による剛性低下を更に抑えて、ヒールアンドトウ摩耗を良好に抑制できる。また、タイヤを加硫成形するに際して、サイプを形成するためのサイプブレードをトレッドから引き抜きやすくなり、成形性を向上できる。
本発明に係る空気入りタイヤの新品時のトレッドを示す平面図 サイプの内部形状を示す(a)斜視図及び(b)概略平面図 ブロックの(a)センター側の壁面と(b)ショルダー側の壁面をタイヤ幅方向外側から見たときの投影図 図1に示したトレッドの50%摩耗時における平面図 別実施形態に係るサイプの内部形状を示す斜視図 別実施形態に係るサイプの内部形状を示す斜視図 別実施形態に係るサイプの内部形状を示す斜視図 特許文献1に記載の空気入りタイヤが備えるサイプの断面図 特許文献2に記載の空気入りタイヤが備えるサイプの断面図
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に示すトレッドTrには、タイヤ周方向に沿って延びる複数の周方向溝1a〜1dが形成され、それによって複数の陸部が区画されている。この複数の陸部は、タイヤ赤道Cの近傍に配置されたセンター陸部11と、最外側に配置された一対のショルダー陸部13と、それらの間に配置された一対のメディエイト陸部12とからなる。本実施形態では、トレッドパターンがタイヤ赤道Cに関して対称的に形成された例を示すが、本発明はこれに限られない。
センター陸部11は、タイヤ周方向に連続して延びるリブ4で構成され、メディエイト陸部12及びショルダー陸部13は、それぞれ横溝2,3によってタイヤ周方向に区画された複数のブロック5,6で構成されている。本実施形態の空気入りタイヤは、雪上路面での走行を想定したスタッドレスタイヤであり、リブ4やブロック5,6に形成した複数のサイプによって、雪上路面での操縦安定性能の向上を図っている。Rは、タイヤの回転方向を示す。
ブロック5には、横溝2と略平行に配列された複数のサイプ7のほか、図2に示した内部形状を有するサイプ8が横溝2に交差して形成されている。サイプ8は、踏面にて直線状に開口する幅狭部81と、その幅狭部81のタイヤ径方向内側に連通し、幅狭部81よりも拡幅してなる幅広部82とを有する。幅狭部81の幅W1は、その延在方向に沿って略一定であり、ヒールアンドトウ摩耗を良好に抑制するとともにエッジ効果を適切に発揮する観点から、例えば0.3〜1.0mmに設定される。
サイプ8の一方の端部E1は周方向溝1a又は1dに開口し、他方の端部E2は周方向溝1b又は1cに開口している。幅広部82は、その一方の端部E1から他方の端部E2に向かって、幅方向WDの一方の側(図2左側)における拡幅長さWL1を漸増させるとともに、幅方向WDの他方の側(図2右側)における拡幅長さWL2を漸減させ、摩耗の進行により踏面に出現する際に角度変化を伴うように構成されている。拡幅長さWL1,WL2は、幅狭部81の壁面を基準にして、サイプ8の幅方向WD(幅狭部81の幅方向)に計測される長さである。
踏面にて幅狭部81が開口する摩耗の初期段階では、サイプ8の傾斜角度がθ1であるのに対し、摩耗の進行により幅狭部81が消失して幅広部82が踏面に出現すると、その傾斜角度はθ1からθ2へと変化する。ここで、θ1,θ2は、それぞれタイヤ幅方向TWDを基準とした幅狭部81,幅広部82(後述する中間部82a)の延在方向の角度である。本実施形態では、角度θ1よりも角度θ2の方が大きく、摩耗後の耐ハイドロプレーニング性能を向上するうえで有利となる。この幅狭部81,幅広部82の延在方向は、各々の幅方向の中央線により規定できる。
かかる構成によれば、幅広部82により拡幅された各側の剛性が全長に亘って低下するのを防ぐことができるため、ブロック5の端部の剛性を確保しやすくなり、ヒールアンドトウ摩耗を抑制することができる。また、幅広部82が踏面に出現する際に角度変化を伴うことで、後述するように摩耗後には幅広で長い溝が形成されるとともに、上記のような剛性確保に応じて幅広部82を大きく拡幅し得ることから、耐ハイドロプレーニング性能を十分に保持することができる。
サイプ8は、タイヤを加硫成形するに際して、図2の如き内部形状に対応した形状のサイプブレードを用いることにより形成できる。なお、図2ではサイプ8の内部形状を単独で示しているが、本実施形態ではサイプ8が横溝2と交差していることから、実際には、サイプ8の長手方向の中央部に横溝2と重複した空間が形成される。
幅広部82は、タイヤ径方向内側に向かって徐々に拡幅するように形成されているため、摩耗が進行する過程での急激な剛性変化を緩和できる。また、幅広部82は、幅狭部81よりも幅広で、幅狭部81のタイヤ径方向内側に連続する中間部82aと、その中間部82aよりも幅広で、中間部82aを介して幅狭部81に連通する底部82bとを有し、タイヤ径方向に延びる部分(中間部82aの壁面)を含んだ階段状の壁面にて拡幅している。摩耗の進行により、このタイヤ径方向に延びる部分が踏面に出現したときには、当該部分でエッジ効果を発揮して雪上路面での操縦安定性能を向上できる。
摩耗の進行により幅広部82が踏面に出現する際には、既述のようにθ1からθ2への角度変化がもたらされるが、本実施形態では、更なる摩耗の進行により中間部82aが消失して底部82bが露出すると、θ2からθ3への角度変化がもたらされ、傾斜角度を更に大きくして排水性を高められる。θ1からθ3への角度変化量は、例えば3〜15°である。
図3は、周方向溝1a,1bの間に配置されたブロック5の壁面をタイヤ幅方向外側から見たときの投影図である。図3には、タイヤ径方向に一律な幅を有するサイプ7としてサイプ71〜73を示しており、このうちサイプ71は全長に亘って横溝2と同等の深さで形成されている。一方、サイプ72は、ブロック5のショルダー側の壁面からサイプ8に至る範囲で、サイプ73は、ブロック5のセンター側の壁面からサイプ8に至る範囲で、それぞれ50%摩耗時にも残存するように横溝2よりも深く形成されている。
横溝2は、サイプ8よりも浅く形成されているが、幅狭部81と同等かそれ以上の溝深さを有し、摩耗の進行により横溝2が消失したときには、図4に示すように幅広部82が踏面に出現しているように構成されている。本実施形態では、横溝2の溝深さD2が周方向溝の溝深さの50%程度であり、プラットフォーム(不図示)が踏面に露出する50%摩耗時には消失する。よって、これ以降は横溝2でヒールアンドトウ摩耗を生じることはない。
摩耗後に夏タイヤとして利用されるスタッドレスタイヤでは、新品時の雪上路面での操縦安定性能と、摩耗後の耐ハイドロプレーニング性能が重視される。本実施形態では、新品時に横溝2がタイヤ幅方向に沿って延びるため、その横溝2に充填される雪の剪断力でトラクションを高めて雪上路面での操縦安定性能を向上できる。それでいて、摩耗後の踏面に横溝2に代わって幅広部82が出現すると、タイヤ幅方向に対して大きく傾斜した横溝が新たに形成され、耐ハイドロプレーニング性能を効果的に向上できる。また、ヒールアンドトウ摩耗の抑制効果に優れていることは、上述した通りである。
本実施形態では、横溝2の消失後にタイヤの車両への装着方向を変更しており、図1と図4とでタイヤの回転方向Rが反転している。このように装着方向を変更したことで、傾斜角度の大きい幅広部82を通じて周方向溝1b,1c内の水を円滑に排出しやすくなり、耐ハイドロプレーニング性能を向上できる。また、横溝2の消失後に残存するサイプ72,73における偏摩耗を抑制するうえでも、かかる装着方向の変更が有用である。このように、当該タイヤでは、車両への装着に際し、踏面に幅広部82が出現した後に装着方向を変えるというローテーション方法が有効に利用できる。
サイプ8の溝深さD8は、例えば周方向溝の溝深さの85〜100%に設定される。この溝深さD8に対する、踏面から中間部82aまでの深さ(幅狭部81の溝深さ)D8aの比率D8a/D8は、0.2〜0.5が例示される。また、溝深さD8に対する、踏面から底部82bまでの深さD8bの比率D8b/D8は、0.5〜0.80が例示される。
中間部82aの幅W2は、排水性を高めるうえで1.5〜3.5mmが好ましく、2.0〜3.0mmがより好ましい。また、底部82bの幅W3は、排水性を高めるうえで3.0〜7.0mmが好ましく、それにより通常の横溝と遜色のない程に幅広になる。幅広部82が底部82bにて開口する段階では、ブロック5の高さが減少しているため、この程度に幅広であってもヒールアンドトウ摩耗が発生する恐れは小さい。幅W2,W3は、それぞれ中間部82a,底部82bの延在方向に沿って略一定であり、各々の幅方向において計測される。
本実施形態のようにサイプが横溝と交差して延びている場合、そのサイプの幅広部により拡幅された片側又は両側で拡幅長さが一律であると、そのサイプと横溝との間に介在するブロックの端部、特にコーナー部の剛性低下を引き起こしてヒールアンドトウ摩耗を生じやすい。そこで、このサイプ8では、両端部E1,E2にて幅広部82が横溝2から遠い側を近い側よりも大きく拡幅させている。即ち、図3に示すように、端部E1では横溝2から遠い右側を大きく拡幅させ、端部E2では横溝2から遠い左側を大きく拡幅させており、ヒールアンドトウ摩耗を効果的に抑制できるようにしている。
本実施形態では、サイプ8の両端部E1,E2にて、それぞれ大きく拡幅させる側と反対側の壁面を平坦に形成しており、端部E1における拡幅長さWL1と、端部E2における拡幅長さWL2は実質的にゼロである。これにより、ブロック5の端部の剛性を確保しやすく、特に図1のように横溝2と交差して延びるサイプ8に関して、ブロック5のコーナー部の剛性低下を抑えるのに有効である。
ショルダー陸部13を構成するブロック6には、横溝3と略平行に配列された複数のサイプ9のほか、図2と同様な内部形状を有するサイプ10が形成されている。横溝3及びサイプ9は、横溝2と同等の深さで形成されており、摩耗が進行すると図4に示すように消失する。一方、サイプ10は、摩耗後に幅広部が角度変化を伴って踏面に出現し、これによって耐ハイドロプレーニング性能を向上できる。このサイプ10に関し、雪上路面でのトラクションを向上する観点から角度θ1は0〜5°が好ましく、耐ハイドロプレーニング性能を向上する観点から角度θ3は3〜15°が好ましい。
図5〜7に、サイプ8の変形例を示す。図5に示すサイプ8では、幅広部82が、一方の端部E1から他方の端部E2に向かって、踏面から幅方向の一方の側(図5左側)における拡幅部分までの深さ(図2の深さD8a又はD8bに相当)を漸減させるとともに、踏面から幅方向の他方の側(図5右側)における拡幅部分までの深さを漸増させている。かかる構成によれば、幅広部82の拡幅部分による剛性低下を更に抑えて、ヒールアンドトウ摩耗を良好に抑制できるとともに、サイプブレードを引き抜きやすくして成形性を向上できる。
図6に示すサイプ8では、幅広部82がタイヤ径方向内側に向かって徐々に拡幅するように形成され、その中間部82aの壁面が、タイヤ径方向に対して傾斜した傾斜面で形成されている。このため、摩耗が進行する過程での急激な剛性変化を緩和する効果に優れたものとなる。
図7に示すサイプ8は、タイヤ幅方向外側に向かって、即ち他方の端部E2から一方の端部E1に向かって幅を漸増させている。かかる構成によれば、排水性を効率良く高めることができ、特にショルダー陸部13を構成するブロック6に形成することが有益である。この例では、幅狭部81及び幅広部82の各々の幅(図2の幅W1〜W3に相当)を漸増させているが、少なくとも幅広部82の幅を漸増させることが好ましい。
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る。上述の実施形態で示したトレッドパターンは一例であり、本発明に係る空気入りタイヤのトレッドに形成されるパターンは、これに限られるものではない。
本発明は、前述の如き作用効果を奏することから特にスタッドレスタイヤとして有用であるが、所謂オールシーズンタイヤや夏タイヤにも適用できる。かかる場合においても耐ハイドロプレーニング性能を向上しつつ、ヒールアンドトウ摩耗を抑制できるために実用性がある。
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)耐ハイドロプレーニング性能
テスト車両(1500cc、4WDミドルセダン車)にテストタイヤを装着し、新品時と50%摩耗時の各々について、8mmの水深で車輪が完全に空転してハイドロプレーニング現象を起こす速度を計測した。比較例1の結果を100として指数で評価し、数値が大きいほど速度が大きく、耐ハイドロプレーニング性能に優れていることを示す。
(2)耐ヒールアンドトウ摩耗性能
上記のテスト車両にテストタイヤを装着して一般路を走行し、プラットフォームが踏面に露出する50%摩耗時と75%摩耗時の各々について、ヒールアンドトウ摩耗による摩耗量を計測した。なお、50%摩耗時の計測後に、タイヤの装着方向を変更して回転方向を反転させている。
(3)雪上路面での操縦安定性能
上記のテスト車両にテストタイヤを装着して雪上路面を走行し、新品時についてフィーリング試験による官能評価を行った。比較例1の結果を100として指数で評価し、数値が大きいほど雪上路面での操縦安定性能に優れていることを示す。
図1に示したトレッドパターンを有する空気入りタイヤ(サイズ:195/65R15)において、符号8,10で示されるサイプに、図8に示す断面形状で一律に形成したスリットを適用したものを比較例1とした。該スリットの各寸法は、D21:9.0mm、D23:4.5mm、W21:0.5mm、W23:5.0mmである。
図1に示したトレッドパターンを有する空気入りタイヤ(サイズ:195/65R15)において、符号8,10で示されるサイプに、図2に示すサイプを適用したものを実施例1、図5に示すサイプを適用したものを実施例2、図7に示すサイプを適用したものを実施例3とした。該サイプの両端部E1,E2で計測される各寸法は、D8:9.0mm、D8a:3.0mm、D8b:6.0mm、W1:0.5mm、W2:1.7mm、W3:3.0mmである。但し、実施例3の端部E1では、W1:0.7mm、W2:2.2mm、W3:5.0mmとした。
比較例1と実施例1〜3に共通する寸法として、周方向溝1a〜1dの溝深さは9.0mm、横溝2,3の深さは4.5mm、横溝2,3の幅は3mm、サイプ71の深さは4.5mm、サイプ72,73の最大深さは7.0mm、サイプ7,9の幅は0.4mmである。
Figure 2011183952
実施例1〜3では、比較例1と遜色がない程度に耐ハイドロプレーニング性能を発揮できており、中でも実施例1,3では、サイプの溝容積を確保できることから優れた結果が得られている。また、比較例1では、50%摩耗時にヒールアンドトウ摩耗が生じているのに対し、実施例1〜3ではヒールアンドトウ摩耗を抑制できており、中でも実施例2では優れた結果が得られている。更に、実施例1〜3では、比較例1よりも雪上路面での操縦安定性能に優れており、ブロックの剛性を良好に確保できていると考えられる。
2 横溝
3 横溝
5 ブロック
6 ブロック
8 サイプ
10 サイプ
81 幅狭部
82 幅広部
82a 中間部
82b 底部
E1 一方の端部
E2 他方の端部
Tr トレッド
WL1 一方の側における拡幅長さ
WL2 他方の側における拡幅長さ

Claims (6)

  1. トレッドに、横溝によってタイヤ周方向に区画された複数のブロックが設けられている空気入りタイヤにおいて、
    前記ブロックに形成されているサイプが、踏面にて開口する幅狭部と、その幅狭部のタイヤ径方向内側に連通し、前記幅狭部よりも拡幅してなる幅広部とを有し、
    前記幅広部が、前記サイプの一方の端部から他方の端部に向かって、幅方向の一方の側における拡幅長さを漸増させるとともに、幅方向の他方の側における拡幅長さを漸減させ、摩耗の進行により踏面に出現する際に角度変化を伴うように構成されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 前記幅広部がタイヤ径方向内側に向かって徐々に拡幅する請求項1に記載の空気入りタイヤ。
  3. 前記幅広部が、タイヤ径方向に延びる部分を含んだ階段状の壁面にて拡幅する請求項2に記載の空気入りタイヤ。
  4. 前記横溝が前記サイプよりも浅く形成されていて、摩耗の進行により前記横溝が消失したときに前記幅広部が踏面に出現しているように構成されている請求項1〜3のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
  5. 前記サイプが前記横溝と交差して延び、そのサイプの両端部にて前記幅広部が前記横溝から遠い側を近い側よりも大きく拡幅させている請求項1〜4のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
  6. 前記幅広部が、前記サイプの一方の端部から他方の端部に向かって、踏面から幅方向の一方の側における拡幅部分までの深さを漸減させるとともに、踏面から幅方向の他方の側における拡幅部分までの深さを漸増させる請求項1〜5のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
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