JP2012076718A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】雪氷路面におけるタイヤ性能を確保するとともに、操縦安定性及び耐偏摩耗性の向上を図ることのできる空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】ブロック１１に、タイヤ周方向に対して０゜以上４０゜以下の角度θをなす直線状の複数の周方向サイプ１２と、周方向サイプに対して８０゜以上１００゜以下の角度φをなす直線状の複数の幅方向サイプ１３とを設けたので、互いに角度の異なる周方向サイプと幅方向サイプを略直交する角度で配置することができ、トレッド面の全方向におけるブロック剛性を均一化することができる。この場合、ブロック１１内におけるサイプ１２，１３のタイヤ周方向成分の総和とサイプのタイヤ幅方向成分の総和との比が４：６以上６：４以下になるようにしたので、トレッド面の全方向におけるブロック剛性をより均一化することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば乗用車、トラック、バス等に用いられる空気入りタイヤに関するものである。

一般に、この種の空気入りタイヤにおいては、トレッド部のブロック（またはリブ）に複数のサイプを設け、サイプによるエッジ効果及び排水効果により、ウエット路面や雪氷路面での制動性能を向上させるようにしている。しかしながら、サイプを設けるとブロックの剛性が低下するため、ブロックが倒れ込みやすくなり、乾燥路面での操縦安定性及び耐偏摩耗性を低下させることになる。また、ブロックの剛性が低下すると、雪上路面ではサイプが開いて雪詰まりが生じやすくなる。その結果、サイプの広がりによりラグ溝の幅が狭くなり、雪柱せん断力の低下による制動性能の低下を生ずることになる。

そこで、従来では、少なくとも一つの屈曲部を有する長さの短い多数のサイプをブロックに設け、各サイプを両端が何れもトレッド部の溝に連通しないように形成することにより、各サイプの開きを少なくするとともに、サイプによるブロック剛性の低下を抑制するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

特許第４３７８１６６号公報

前記従来例においては、長さの短い多数のサイプをトレッド部の溝に連通しないように形成しているので、各サイプの開きを少なくして雪詰まりを抑制することができるとともに、十分なブロック剛性を得ることができるため、雪氷路面におけるタイヤ性能の向上を図ることができる。

しかしながら、前記従来例では、各サイプに少なくとも一つの屈曲部が設けられているため、屈曲部によりブロックの剛性が不均一になり、操縦安定性を低下させるという問題点があった。また、サイプの屈曲部を基点とした偏摩耗が生じやすいという問題点もあった。

本発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、雪氷路面におけるタイヤ性能を確保するとともに、操縦安定性及び耐偏摩耗性の向上を図ることのできる空気入りタイヤを提供することにある。

本発明は前記目的を達成するために、トレッド部に、溝によって区画されたブロックまたはリブを有する空気入りタイヤにおいて、前記ブロックまたはリブに、タイヤ周方向に対して０゜以上４０゜以下の角度をなす直線状の複数の周方向サイプと、周方向サイプに対して８０゜以上１００゜以下の角度をなす直線状の複数の幅方向サイプとを設け、各サイプを、両端が何れもトレッド部の溝に連通しないように形成するとともに、４ｍｍ以上１０ｍｍ以下の長さに形成し、サイプの長さをＬ、タイヤ周方向に対してなす角度をα、サイプのタイヤ周方向成分をＬ×ｃｏｓα、サイプのタイヤ幅方向成分をＬ×ｓｉｎαとした場合、一つのブロック内または一つのリブ内におけるサイプのタイヤ周方向成分の総和とサイプのタイヤ幅方向成分の総和との比が４：６以上６：４以下になるように形成している。

これにより、互いに角度の異なる周方向サイプと幅方向サイプが略直交する角度で配置されるとともに、ブロック内におけるサイプのタイヤ周方向成分の総和とサイプのタイヤ幅方向成分の総和との比が４：６以上６：４以下になるように設けられることから、トレッド面の全方向におけるブロック剛性が均一化する。この場合、各サイプは、両端が何れもトレッド部の溝に連通しないように形成されるとともに、４ｍｍ以上１０ｍｍ以下の長さに形成されているので、排水効果及びエッジ効果を不足させることなく十分なブロック剛性が得られる。更に、各サイプが屈曲部のない直線状に形成されていることから、接地圧がより均一化する。

本発明によれば、トレッド面の全方向におけるブロック剛性を均一化することができるので、耐偏摩耗性と操縦安定性を向上させることができる。また、エッヂ効果をトレッド面の全方向に満遍なく得ることができるので、雪上及び氷上性能の向上を図ることができる。更に、ブロック端部での偏摩耗やチッピングを抑制することができるとともに、ブロックの剛性を十分に確保することもできる。

本発明の第１の実施形態を示す空気入りタイヤの部分正面断面図 トレッド部の部分平面図 ブロックの平面図 周方向サイプの周方向成分及び幅方向成分を示す図 幅方向サイプの周方向成分及び幅方向成分を示す図 本発明の第２の実施形態を示すブロックの平面図 本発明の第３の実施形態を示すブロックの平面図 本発明の第４の実施形態を示すブロックの平面図 サイプの変形例を示すブロックの側面断面図 サイプの他の変形例を示すブロックの側面断面図 本発明の第５の実施形態を示すブロックの平面図 試験結果を示す図

以下、本発明の第１の実施形態について、図１乃至図５を参照して説明する。

同図に示す空気入りタイヤは、タイヤ外周面側に形成されるトレッド部１と、タイヤ幅方向両側に形成される一対のサイドウォール部２と、タイヤ幅方向両側に形成される一対のビード部３と、トレッド部１とサイドウォール部２との間に形成されるショルダー部４とから構成されている。

この空気入りタイヤは、タイヤ内面側に配置されるインナーライナ５と、インナーライナ５の外側に配置されるカーカス部材６と、タイヤ幅方向両側に配置される一対のビード部材７と、カーカス部材６の外側に配置されるベルト８と、タイヤ外周面側に配置されるトレッド部材９と、タイヤ両側面側に配置される一対のサイドウォール部材１０とから形成されている。

インナーライナ５は、気体透過性の低いシート状のゴムからなり、カーカス部材６の内周面側に配置される。

カーカス部材６は複数本の補強コード６ａをシート状のゴムで被覆してなり、両端側をビード部材を巻き込むようにタイヤ幅方向内側から外側に向けてサイドウォール部２側に折り返されている。

ビード部材７は、金属線等のワイヤを束ねてなるビードコア７ａと、断面略三角形状のゴムからなるビードフィラー７ｂとからなり、ビードフィラー７ｂはビードコア７ａの外周側に配置される。

ベルト８はスチールや高強度繊維等からなるベルトコードをシート状のゴムで被覆してなり、カーカス部材６の外周面側に配置される。

トレッド部材９は押出成形によって形成されたゴムからなり、カーカス部材６の幅方向中央側及びベルト８の外周面側を覆うように配置されている。

サイドウォール部材１０は押出成形によって形成されたゴムからなり、カーカス部材６のタイヤ幅方向両側を覆うように配置される。

また、トレッド部１には、タイヤ周方向及びタイヤ幅方向に延びる複数の溝１ａと、各溝１ａによって区画形成される複数のブロック１１が形成され、各ブロック１１はタイヤ周方向及びタイヤ幅方向に配列されている。また、ブロック１１には、タイヤ周方向に対して０゜以上４０゜以下の角度θをなす直線状の複数の周方向サイプ１２と、周方向サイプ１２に対して８０゜以上１００゜以下の角度φをなす直線状の複数の幅方向サイプ１３が設けられている。各サイプ１２，１３は、幅が０．２ｍｍ以上０．８ｍｍ以下、長さが４ｍｍ以上１０ｍｍ以下の細溝からなり、両端が何れもトレッド部１の溝１ａに連通しないように設けられている。ここで、サイプ１２，１３の長さをＬ、タイヤ周方向に対してなす角度をα、サイプ１２，１３のタイヤ周方向成分をＬ1 、サイプ１２，１３のタイヤ幅方向成分をＬ2 とすると、
Ｌ1 ＝Ｌ×ｃｏｓα …(1)
Ｌ2 ＝Ｌ×ｓｉｎα …(2)
となる。即ち、図４及び図５に示すように周方向サイプ１２及び幅方向サイプ１３について、それぞれタイヤ周方向成分Ｌ1 とタイヤ幅方向成分をＬ2 が求まるので、一つのブロック１１内における各サイプ１２，１３のタイヤ周方向成分Ｌ1 の総和ΣＬ1 と、各サイプ１２，１３のタイヤ幅方向成分の総和ΣＬ2 との比ΣＬ1 ：ΣＬ2 とすると、各サイプ１２，１３は、ΣＬ1 ：ΣＬ2 が４：６以上６：４以下になるように形成されている。

また、ブロック１１には、周方向サイプ１１と幅方向サイプ１２がサイプの長手方向及び幅方向に対して交互に配置され、各サイプ１２，１３は隣接するサイプ同士が最短距離で１ｍｍ以上の間隔Ｓを有するように配置されている。

更に、各サイプ１２，１３のうち、トレッド部１１のタイヤ幅方向外側に配置される一部のサイプ１２，１３は、トレッド部１１のタイヤ幅方向内側に配置される他のサイプ１２，１３よりも単位面積当たりのサイプ１２，１３の長さ寸法が小さくなるように形成されている。即ち、タイヤ幅方向中心線ＣＬを中心とするタイヤ幅方向の第１の領域をＡ1 、第１の領域Ａ1 のタイヤ幅方向外側の第２の領域をＡ2 とすると、第２の領域Ａ2 に配置されるサイプ１２，１３が第１の領域Ａ1 に配置されるサイプ１２，１３よりも単位面積当たりのサイプ１２，１３の長さ寸法が小さくなるように形成されている。この場合、第１の領域Ａ1 は、タイヤの接地幅ＴＷの８０％以上１００％以下が好ましい。尚、接地幅とは、ＪＡＴＭＡイヤーブック（２００８年度版）に規定される空気圧−負荷能力対応表において最大負荷能力に対応する空気圧を充填し、その最大負荷能力の８０％に相当する荷重をかけたときのタイヤ接地面の最大幅をいう。更に、第２の領域Ａ2 に配置されるサイプ１２，１３は、図２に示すように単位面積当たりのサイプ１２，１３の長さ寸法がタイヤ幅方向内側から外側に向かって徐々に小さくなるように形成されている。

本実施形態の空気入りタイヤによれば、各サイプ１２，１３によるエッジ効果及び排水効果により、ウェット路面や雪氷路面での制動性能を向上させることができる。この場合、ブロック１１に、タイヤ周方向に対して０゜以上４０゜以下の角度θをなす直線状の複数の周方向サイプ１２と、周方向サイプに対して８０゜以上１００゜以下の角度φをなす直線状の複数の幅方向サイプ１３とを設けたので、角度の異なるサイプ同士が略直交する角度で配置されることにより、トレッド面の全方向におけるブロック剛性を均一化することができ、耐偏摩耗性の向上と操縦安定性を確保することができる。また、エッヂ効果もトレッド面の全方向に満遍なく得ることができるので、雪上及び氷上性能の向上を図ることができる。この場合、例えば周方向サイプ１２をタイヤ周方向に対して０゜〜１５゜以下の範囲で設定することにより、幅方向サイプ１３をタイヤ回転方向に対し略直交させることができるので、雪上及び氷上の直進安定性をより向上させることができる。

この場合、ブロック１１内におけるサイプ１２，１３のタイヤ周方向成分の総和とサイプのタイヤ幅方向成分の総和との比が４：６以上６：４以下になるようにしたので、トレッド面の全方向におけるブロック剛性をより均一化することができ、耐偏摩耗性の向上と乾燥路面での操縦安定性を確保に極めて有利である。

また、各サイプ１２，１３は、両端が何れもトレッド部１１の溝１ａに連通しないように形成されているので、ブロック端部での偏摩耗やチッピングを抑制することができるとともに、ブロック１１がサイプで小区分化されないため、ブロック１１の剛性を十分に確保することができる。これにより、ブロック１１の倒れ込みを抑制することができ、耐偏摩耗性及び操縦安定性の向上を図ることができる。この場合、各サイプ１２，１３を４ｍｍ以上１０ｍｍ以下の長さに形成することにより、排水効果及びエッジ効果を不足させることなく十分なブロック剛性を得ることができる。

更に、各サイプ１２，１３を屈曲部のない直線状に形成したので、接地圧をより均一化することができるとともに、屈曲部を起点とした偏摩耗やチッピングの抑制にも効果的である。

また、各サイプ１２，１３を、隣接するサイプ同士が最短距離で１ｍｍ以上の間隔を有するように配置したので、走行時にトレッド部１に生ずる剪断力によってサイプ同士が連通することがなく、サイプ同士の連通によるブロック剛性の低下を防止することができる。

更に、周方向サイプ１２と幅方向サイプ１３とを交互に設けたので、ブロック剛性をより均一化することができ、耐偏摩耗性の向上に効果的である。

また、各サイプ１２，１３のうち、トレッド部１のタイヤ幅方向外側に配置される一部のサイプ１２，１３を、トレッド部１のタイヤ幅方向内側に配置される他のサイプ１２，１３よりも単位面積当たりのサイプの長さが小さくなるように形成したので、タイヤの撓みが大きい一般路でのコーナリング走行の際に接地するショルダー部３側（第２の領域Ａ2 ）におけるブロック剛性を十分に確保することができる。一方、雪上走行時に接地する部分（第１の領域Ａ1 ）においては、十分なサイプのエッヂ効果を確保得ることができる。これにより、乾燥路面と雪氷路面での両性能をそれぞれ向上させることができる。

更に、トレッド部１のタイヤ幅方向外側（第２の領域Ａ2 ）に配置されるサイプ１２，１３を、単位面積当たりのサイプの長さがタイヤ幅方向内側から外側に向かって徐々に小さくなるように形成したので、コーナリング走行時の横荷重に対する剛性をより高めることができ、乾燥路面での操縦安定性向上に極めて有利である。

尚、前記実施形態では、サイプ１２，１３の単位面積当たりのサイプの長さをタイヤ幅方向の位置に応じて変えるようにしたが、サイプ１２，１３の本数または深さを変えるようにしてもよい。

図６は本発明の第２の実施形態を示すもので、互いに角度の異なる第１及び第２の幅方向サイプ１４，１５を設けたものである。この場合、例えば周方向サイプ１２の角度θは３５゜、第１の幅方向サイプ１４の角度φ1 は８０゜、第２の幅方向サイプ１５の角度φ2 は１００゜をなす。これにより、互いに角度の異なる３種類のサイプ１３，１４，１５が設けられるので、ブロックの剛性をより均一化することができる。

図７は本発明の第３の実施形態を示すもので、互いに角度の異なる第１、第２及び第３の幅方向サイプ１６，１７，１８を設けたものである。この場合、例えば周方向サイプ１２の角度θは０゜、第１の幅方向サイプ１６の角度φ1 は８０゜、第２の幅方向サイプ１７の角度φ2 は９０゜、第２の幅方向サイプ１８の角度φ3 は１００゜をなす。これにより、互いに角度の異なる４種類のサイプ１３，１６，１７，１８が設けられるので、ブロックの剛性をより一層均一化することができる。

図８は本発明の第４の実施形態を示すもので、前記周方向サイプ１２及び幅方向サイプ１３のうち、ブロック１１のタイヤ周方向両端側（第１の領域Ｂ1 ）の縁部に配置される一部のサイプ１２，１３（図中破線で囲んだサイプ）を、タイヤ周方向中央側（第２の領域Ｂ2 ）に配置される他のサイプ１２，１３よりも単位面積当たりのサイプの長さが小さくなるように形成したものである。これにより、ブロック１１の縁部の剛性を高めることができるので、ブロック１１の倒れ込みを抑制することができ、十分な操縦安定性を得ることができるとともに、耐チッピング性の向上も図ることができる。

尚、前記実施形態では、サイプ１２，１３の単位面積当たりのサイプの長さをタイヤ周方向の位置に応じて変えるようにしたが、サイプ１２，１３の本数を変えるようにしてもよい。また、図９の変形例に示すようにブロック１１のタイヤ周方向両端側の縁部に配置される一部のサイプ１２，１３の深さＺ1 を、タイヤ周方向中央側の他のサイプ１２，１３の深さＺ2 よりも小さくするようにしてもよい。更に、図１０の他の変形例に示すようにブロック１１のタイヤ周方向一端側及び他端側の縁部に配置される一部のサイプ１２，１３を波形に屈曲しながらサイプの深さ方向に延びる三次元形状に形成するようにしてもよい。

図１１は本発明の第５の実施形態を示すもので、各サイプ１２，１３のうち、ブロック１１のタイヤ周方向一端側（蹴り出し側）の縁部（第１の領域Ｃ1 ）に配置される一部のサイプ１２，１３（図中破線で囲んだサイプ）を、他の部分（第２の領域Ｂ2 ）サイプよりも単位面積当たりのサイプの長さが小さくなるように形成したものである。これにより、タイヤ回転時に最初に路面と接するプロック１１の踏み込み側では剛性を高く、ブロック１１の蹴り出し側では剛性を低くすることができるので、ヒールアンドトゥ摩耗の発生を抑制することができる。

尚、前記実施形態では、トレッド部１のブロック１１に設けられるサイプを示したが、トレッド部に設けられるリブにも本発明のサイプを適用することができる。

ここで、本発明の実施例１〜４及び比較例について、雪氷路操縦安定性、乾燥路操縦安定性及び耐偏摩耗性の試験を行ったところ、図１２に示す結果が得られた。

実施例１〜４には、ブロックに、タイヤ周方向に対して０゜の角度をなす直線状の複数の周方向サイプと、周方向サイプに対して９０゜の角度をなす直線状の複数の幅方向サイプとを設け、各サイプを両端が何れもトレッド部の溝に連通しないように４ｍｍ以上１０ｍｍ以下の長さに形成し、隣接するサイプ同士が最短距離で１ｍｍ以上の間隔を有するものを用いた。また、ブロック内におけるサイプのタイヤ周方向成分の総和とサイプのタイヤ幅方向成分の総和との比が５０：５０のものを用いた。

この場合、実施例２〜４には、周方向サイプと幅方向サイプを交互に配置したものを用いた。また、実施例３〜４には、ブロックのタイヤ周方向両端側の縁部に配置される一部のサイプの長さの総和と、タイヤ周方向中央側に配置される他のサイプの長さの総和との比が４５：５５のものを用いた。更に、実施例４には、トレッド部のタイヤ幅方向外側（ショルダー側）に配置される一部のサイプを、トレッド部のタイヤ幅方向内側に配置される他のサイプよりも単位面積当たりのサイプの長さが小さくなるように形成したものを用いた。

従来例には、一つの屈曲部を有する複数のサイプが設けられ、ブロック内におけるサイプのタイヤ周方向成分の総和とサイプのタイヤ幅方向成分の総和との比が６０：４０のものを用いた。

また、実施例１〜４及び従来例には、ブロックの高さが９．２ｍｍ、サイプの幅が０．６ｍｍのものを用いた。

尚、本試験は、タイヤサイズ２２５／６５Ｒ１７、空気圧２２０ｋＰａのタイヤを排気量２０００ｃｃの普通乗用車に装着して行った。

雪氷路操縦安定性の試験では、雪上路面及び氷上路面を速度４０ｋｍ／ｈで走行し、ドライバーの官能評価に基づいて５段階評価を行った。この場合、数値が大きいほど優位性があるとした。

乾燥路操縦安定性の試験では、テストコース（乾燥路面）を速度１００ｋｍ／ｈで走行し、ドライバーの官能評価に基づいて５段階評価を行った。この場合、数値が大きいほど優位性があるとした。

耐偏摩耗性の試験では、乾燥路面を１２０００ｋｍ走行した後、走行後のトレッド部における偏摩耗の程度（偏摩耗量及び大きさ）の外観による評価結果の逆数を指数化し、従来例を１００として実施例１〜４を評価した。この場合、指数の値が大きいほど優位性があるとした。

試験の結果、実施例１〜４は、従来例よりも雪氷路操縦安定性、乾燥路操縦安定性及び耐偏摩耗性に優れるという結果が得られた。

１…トレッド部、１ａ…溝、１１…ブロック、１２…周方向サイプ、１３，１４，１５，１６，１７，１８…幅方向サイプ。

Claims (8)

1. トレッド部に、溝によって区画されたブロックまたはリブを有する空気入りタイヤにおいて、
   前記ブロックまたはリブに、タイヤ周方向に対して０゜以上４０゜以下の角度をなす直線状の複数の周方向サイプと、周方向サイプに対して８０゜以上１００゜以下の角度をなす直線状の複数の幅方向サイプとを設け、
   各サイプを、両端が何れもトレッド部の溝に連通しないように形成するとともに、４ｍｍ以上１０ｍｍ以下の長さに形成し、サイプの長さをＬ、タイヤ周方向に対してなす角度をα、サイプのタイヤ周方向成分をＬ×ｃｏｓα、サイプのタイヤ幅方向成分をＬ×ｓｉｎαとした場合、一つのブロック内または一つのリブ内におけるサイプのタイヤ周方向成分の総和とサイプのタイヤ幅方向成分の総和との比が４：６以上６：４以下になるように形成した
   ことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記各サイプを、隣接するサイプ同士が最短距離で１ｍｍ以上の間隔を有するように配置した
   ことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記周方向サイプと幅方向サイプを交互に配置した
   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. 前記各サイプのうち、ブロックまたはリブにおける縁部の少なくとも一辺側に配置される一部のサイプを、他のサイプよりも単位面積当たりのサイプの本数、長さまたは深さが小さくなるように形成した
   ことを特徴とする請求項１、２または３記載の空気入りタイヤ。
5. 前記各サイプのうち、ブロックの蹴り出し側の縁部側に配置される一部のサイプを、他のサイプよりも単位面積当たりのサイプの本数、長さまたは深さが小さくなるように形成した
   ことを特徴とする請求項１、２または３記載の空気入りタイヤ。
6. 前記各サイプのうち、ブロックまたはリブにおける縁部の少なくとも一辺側に配置される一部のサイプを、波形に屈曲しながらサイプの深さ方向に延びる三次元形状に形成した
   ことを特徴とする請求項１、２または３記載の空気入りタイヤ。
7. 前記各サイプのうち、トレッド部のタイヤ幅方向外側に配置される一部のサイプを、トレッド部のタイヤ幅方向内側に配置される他のサイプよりも単位面積当たりのサイプの本数、長さまたは深さが小さくなるように形成した
   ことを特徴とする請求項１、２または３記載の空気入りタイヤ。
8. 前記トレッド部のタイヤ幅方向外側に配置されるサイプを、単位面積当たりのサイプの本数、長さまたは深さがタイヤ幅方向内側から外側に向かって徐々に小さくなるように形成した
   ことを特徴とする請求項７記載の空気入りタイヤ。

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