JP2020124991A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】荷重耐久性を向上させることのできる空気入りタイヤを提供すること。【解決手段】トレッド部２の陸部１５にサイプ２０を備える空気入りタイヤ１であって、サイプ２０は、サイプ２０の幅方向にサイプ壁３１が振幅する三次元壁部３２と、三次元壁部３２よりもサイプ底３５側に位置すると共に、対向する一対のサイプ壁３１のうちの少なくとも一方が他方のサイプ壁３１から離れる方向に凹み、サイプ底３５とサイプ壁３１とが連続して湾曲状に形成される円形部３６と、を有し、円形部３６は、陸部１５の踏面３に対するサイプ２０の開口部２１の開口幅方向における中心を通りタイヤ径方向に延びるサイプ中心線ＣＳに対して、開口幅方向における一方側に偏在する。【選択図】図４

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。

従来の空気入りタイヤの中には、雪道や凍った路面での走行性能である氷雪性能や、濡れた路面での走行性能であるウェット性能の向上等を目的として、トレッド部に形成する切り込みである、いわゆるサイプが形成されているものがある。このようなサイプを有する空気入りタイヤの中には、所望の性能を得るために、サイプの形状を工夫しているものがある。例えば、特許文献１〜４に記載された空気入りタイヤでは、氷上や雪上での性能を確保するために、サイプの底部側に凹面や空隙部、拡大部を形成したり、サイプを深さ方向に波形または折れ線状に形成したりしている。

特開２０１８−６９９８６号公報 特開２０００−１７７３２９号公報 特許第４９８０６５６号公報 特許第３２０８４１７号公報

ここで、サイプは、特許文献２のようにサイプ壁を振幅させることにより、剛性を調整したり剛性を確保したりすることが可能になっている。しかしながら、サイプは、トレッド部に形成される周方向溝やラグ溝と比較してサイプ壁同士の幅が狭いため、トレッド部に荷重が作用した際に、サイプ底付近に応力集中が発生し易くなっている。これにより、トレッド部にサイプが形成された空気入りタイヤでは、高荷重負荷時に、応力集中によってサイプ底より亀裂が生じ易くなる。このため、トレッド部にサイプが形成された空気入りタイヤで、荷重に対する耐久性を確保するのは、大変困難なものとなっていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、荷重耐久性を向上させることのできる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る空気入りタイヤは、トレッド部の陸部にサイプを備える空気入りタイヤであって、前記サイプは、前記サイプの幅方向にサイプ壁が振幅する三次元壁部と、前記三次元壁部よりもサイプ底側に位置すると共に、対向する一対の前記サイプ壁のうちの少なくとも一方が他方の前記サイプ壁から離れる方向に凹み、前記サイプ底と前記サイプ壁とが連続して湾曲状に形成される円形部と、を有し、前記円形部は、前記陸部の踏面に対する前記サイプの開口部の開口幅方向における中心を通りタイヤ径方向に延びるサイプ中心線に対して、前記開口幅方向における一方側に偏在することを特徴とする。

また、上記空気入りタイヤにおいて、前記三次元壁部は、振幅の凸量が、前記サイプ中心線に対して、前記円形部が前記サイプ中心線に対して偏在する側の反対側に偏在することが好ましい。

また、上記空気入りタイヤにおいて、前記サイプは、長さ方向における端部にストレート部を有し、前記サイプ中心線は、前記ストレート部における前記開口部の前記開口幅方向における中心を通りタイヤ径方向に延びることが好ましい。

また、上記空気入りタイヤにおいて、前記サイプ中心線は、前記開口部の長さ方向における両端部のそれぞれの位置での前記開口幅における中心同士を結んだ基準線を通りタイヤ径方向に延びることが好ましい。

また、上記空気入りタイヤにおいて、前記円形部は、前記円形部における前記サイプ中心線から最も離れている位置での前記サイプ中心線からの距離である円形部幅が、前記三次元壁部における、前記サイプ中心線に対して前記円形部が偏在する側の反対側へ前記サイプ中心線から最も離れている位置での前記サイプ中心線からの距離である凸部幅に対して、１００％以上１２０％以下の範囲内であることが好ましい。

また、上記空気入りタイヤにおいて、前記三次元壁部は、振幅の変曲点の角度が１００度以上１５０度以下の範囲内であることが好ましい。

また、上記空気入りタイヤにおいて、前記三次元壁部は、振幅の変曲点が、半径が１ｍｍ以上２ｍｍ以下の曲線になっていることが好ましい。

また、上記空気入りタイヤにおいて、前記円形部は、前記サイプ中心線に対して、タイヤ回転方向における後着側に偏在することが好ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、荷重耐久性を向上させることができる、という効果を奏する。

図１は、実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド部の踏面を示す平面図である。 図２は、図１のＡ部詳細図である。 図３は、図２のＢ−Ｂ断面図である。 図４は、図３のＣ部詳細図である。 図５は、図４のＥ部詳細図である。 図６は、実施形態に係る空気入りタイヤの変形例であり、三次元壁部と円形部との間にサイプ壁ストレート部が形成される場合の説明図である。 図７は、実施形態に係る空気入りタイヤの変形例であり、ストレート部を有さない場合の説明図である。 図８は、実施形態に係る空気入りタイヤの変形例であり、三次元壁部が断続的に振幅する状態を示す説明図である。 図９は、図８のＦ−Ｆ矢視図である。 図１０は、空気入りタイヤの性能評価試験の結果を示す図表である。

以下に、本発明に係る空気入りタイヤの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能、且つ、容易に想到できるもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。

［実施形態］
以下の説明において、タイヤ径方向とは、空気入りタイヤ１の回転軸（図示省略）と直交する方向をいい、タイヤ径方向内側とはタイヤ径方向において回転軸に向かう側、タイヤ径方向外側とはタイヤ径方向において回転軸から離れる側をいう。また、タイヤ周方向とは、回転軸を中心軸とする周り方向をいう。また、タイヤ幅方向とは、回転軸と平行な方向をいい、タイヤ幅方向内側とはタイヤ幅方向においてタイヤ赤道面（タイヤ赤道線）ＣＬに向かう側、タイヤ幅方向外側とはタイヤ幅方向においてタイヤ赤道面ＣＬから離れる側をいう。タイヤ赤道面ＣＬとは、空気入りタイヤ１の回転軸に直交すると共に、空気入りタイヤ１のタイヤ幅の中心を通る平面であり、タイヤ赤道面ＣＬは、空気入りタイヤ１のタイヤ幅方向における中心位置であるタイヤ幅方向中心線と、タイヤ幅方向における位置が一致する。タイヤ幅は、タイヤ幅方向において最も外側に位置する部分同士のタイヤ幅方向における幅、つまり、タイヤ幅方向においてタイヤ赤道面ＣＬから最も離れている部分間の距離である。タイヤ赤道線とは、タイヤ赤道面ＣＬ上にあって空気入りタイヤ１のタイヤ周方向に沿う線をいう。

また、本実施形態に係る空気入りタイヤ１は、車両装着時での回転方向が指定された空気入りタイヤ１になっており、即ち、車両の前進時において回転軸を中心に指定された回転方向に回転するように車両に装着される空気入りタイヤ１になっている。また、空気入りタイヤ１は、回転方向を示す回転方向表示部（図示省略）を有する。回転方向表示部は、例えば、タイヤのサイドウォール部（図示省略）に付されたマークや凹凸によって構成される。以下の説明では、タイヤ回転方向における先着側とは、空気入りタイヤ１を指定方向に回転させた際における回転方向側であり、空気入りタイヤ１を車両に装着して指定方向に回転させて走行する場合において、先に路面に接地したり先に路面から離れたりする側である。また、タイヤ回転方向における後着側とは、空気入りタイヤ１を指定方向に回転させた際における回転方向の反対側であり、空気入りタイヤ１を車両に装着して指定方向に回転させて走行する場合において、先着側に位置する部分の後に路面に接地したり、先着側に位置する部分の後に路面から離れたりする側である。

図１は、実施形態に係る空気入りタイヤ１のトレッド部２の踏面３を示す平面図である。図１に示す空気入りタイヤ１は、タイヤ径方向の最も外側となる部分にトレッド部２が配設されており、トレッド部２の表面、即ち、当該空気入りタイヤ１を装着する車両（図示省略）の走行時に路面と接触する部分は、踏面３として形成されている。踏面３には、タイヤ赤道面ＣＬを中心とするタイヤ幅方向における両側のそれぞれに複数の溝１０が形成されており、複数の溝１０によって複数の陸部１５が区画されている。本実施形態では、溝１０としてタイヤ周方向に延びる複数の周方向溝１１と、タイヤ幅方向に延びる複数のラグ溝１２とが形成されており、複数の溝１０により区画される陸部１５は、これらの複数の周方向溝１１やラグ溝１２によって、ブロック状に形成されている。

また、踏面３には、複数のサイプ２０が形成されている。ここでいうサイプ２０は、踏面３に細溝状に形成されるものであり、空気入りタイヤ１を正規リムにリム組みし、正規内圧の内圧条件で、無負荷時には細溝を構成する壁面同士が接触しないが、平板上で垂直方向に負荷させたときの平板上に形成される接地面の部分に細溝が位置する際、または細溝が形成される陸部１５の倒れ込み時には、当該細溝を構成する壁面同士、或いは壁面に設けられる部位の少なくとも一部が、陸部１５の変形によって互いに接触するものをいう。正規リムとは、ＪＡＴＭＡで規定する「標準リム」、ＴＲＡで規定する「Design Rim」、或いは、ＥＴＲＴＯで規定する「Measuring Rim」である。また、正規内圧とは、ＪＡＴＭＡで規定する「最高空気圧」、ＴＲＡで規定する「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に記載の最大値、或いはＥＴＲＴＯで規定する「INFLATION PRESSURES」である。本実施形態では、サイプ２０は、後述する円形部３６（図３参照）以外の位置でのサイプ壁３１（図３参照）同士の間隔であるサイプ幅が、０．６ｍｍ未満になっている。

サイプ２０は、所定の深さでタイヤ幅方向に延びて形成されており、溝１０によって区画される各陸部１５に設けられている。各陸部１５に設けられるサイプ２０は、それぞれの陸部１５に、互いに略平行となる向きで複数ずつが設けられている。

図２は、図１のＡ部詳細図である。陸部１５に備えられるサイプ２０は、タイヤ幅方向における端部２５が陸部１５内で終端する、いわゆるクローズドサイプになっている。クローズドサイプとして形成される各サイプ２０は、タイヤ幅方向に延びつつタイヤ周方向に複数回繰り返し屈曲することにより振幅している。また、各サイプ２０は、サイプ２０の平面視における長さ方向における両側の端部２５付近に、ストレート部２６が形成されている。ストレート部２６は、サイプ２０の平面視において、即ち、サイプ２０を深さ方向に見た場合において、屈曲することなく直線状に形成されている。

本実施形態では、ストレート部２６はタイヤ幅方向に延びている。また、サイプ２０の長さ方向における両側に位置するストレート部２６は、互いにほぼ同一線上に位置している。なお、ストレート部２６は、正確にタイヤ幅方向に延びていなくてもよく、タイヤ幅方向に対してタイヤ周方向に±１５°の範囲内で傾斜していてもよい。サイプ２０は、このように長さ方向における両端部２５側に形成されるストレート部２６同士の間の位置が、タイヤ幅方向に延びつつタイヤ周方向に振幅している。

図３は、図２のＢ−Ｂ断面図である。図４は、図３のＣ部詳細図である。サイプ２０は、サイプ２０の長さ方向と深さ方向との双方に対してサイプ２０の幅方向に振幅する、いわゆる三次元サイプになっている。このため、サイプ２０は、サイプ２０の幅方向にサイプ壁３１が振幅する三次元壁部３２を有している。サイプ壁３１が有する三次元壁部３２は、サイプ２０の長さ方向におけるストレート部２６（図２参照）同士の間の位置でサイプ２０の長さ方向に延びつつサイプ２０の幅方向に振幅すると共に、サイプ２０の深さ方向に延びつつサイプ２０の幅方向に振幅している。つまり、三次元壁部３２は、サイプ２０の長さ方向を法線方向とする断面視と、サイプ２０の深さ方向を法線方向とする断面視の双方にて、サイプ２０の幅方向に繰り返し屈曲することにより振幅している。

また、サイプ２０は、三次元壁部３２よりもサイプ底３５側の位置に、円形部３６を有している。円形部３６は、サイプ底３５を含む位置に形成されており、サイプ底３５と、サイプ底３５近傍のサイプ壁３１とにより形成されている。サイプ底３５とサイプ壁３１とにより形成される円形部３６は、サイプ２０の長さ方向に見た断面視において、サイプ底３５とサイプ壁３１とが連続して湾曲することにより、略円形状に形成されている。詳しくは、円形部３６は、対向する一対のサイプ壁３１のうちの少なくとも一方が他方のサイプ壁３１から離れる方向に凹み、サイプ底３５とサイプ壁３１とが連続して湾曲状に形成される。本実施形態では、円形部３６は、サイプ底３５を挟んで対向する一対のサイプ壁３１のうち、一方のサイプ壁３１は、他方のサイプ壁３１から離れる方向に湾曲状に凹み、他方のサイプ壁３１は、サイプ壁３１同士の距離が大きくなる方向に凹むことなく、サイプ底３５から連続して湾曲している。

このように形成される円形部３６は、サイプ２０の長さ方向に見た断面視における形状が同じ形状で、サイプ２０の長さ方向に延びて形成されている。また、円形部３６は、踏面３に対するサイプ２０の開口部２１の開口幅方向における中心を通りタイヤ径方向に延びるサイプ中心線ＣＳに対して、開口部２１の開口幅方向における一方側、或いは、サイプ２０の幅方向における一方側に、偏在している。具体的には、円形部３６は、サイプ中心線ＣＳに対して、タイヤ回転方向における後着側に偏在している。ここでいう円形部３６の偏在は、円形部３６におけるサイプ中心線ＣＳから最も離れている位置でのサイプ中心線ＣＳからの距離である円形部幅Ｄが、サイプ２０の深さ方向における位置が円形部幅Ｄの位置と同じ位置でのサイプ中心線ＣＳとサイプ壁３１との距離Ｄａに対して、３００％以上である状態をいう。

また、サイプ中心線ＣＳは、本実施形態では、ストレート部２６における開口部２１の開口幅方向における中心を通り、タイヤ径方向に延びる仮想線になっている。詳しくは、本実施形態におけるサイプ中心線ＣＳは、サイプ２０の長さ方向における両端部２５側に位置する双方のストレート部２６の開口幅における中心同士を結んだ基準線ＢＬ（図２参照）を通ってタイヤ径方向に延びる仮想面により、サイプ２０の長さ方向における位置ごとに表される仮想線になっている。サイプ中心線ＣＳは、このように基準線ＢＬの位置でもあるため、ストレート部２６の開口部２１の開口幅方向におけるサイプ中心線ＣＳの位置は、サイプ２０の長さ方向における位置に関わらず、一定の位置になっている。

また、三次元壁部３２は、振幅の凸量が、サイプ中心線ＣＳに対して、円形部３６がサイプ中心線ＣＳに対して偏在する側の反対側に偏在している。具体的には、三次元壁部３２は、振幅の凸量が、サイプ中心線ＣＳに対して、タイヤ回転方向における先着側に偏在している。

ここでいう三次元壁部３２の振幅の凸量は、振幅による凸部３３の数、またはサイプ中心線ＣＳと凸部３３との最大距離をいう。即ち、三次元壁部３２の振幅の凸量の偏在は、振幅による凸部３３の数、またはサイプ中心線ＣＳと凸部３３との最大距離が、サイプ２０の幅方向におけるサイプ中心線ＣＳの両側で異なる状態をいう。本実施形態では、三次元壁部３２は、サイプ２０の幅方向におけるサイプ中心線ＣＳの一方側で、サイプ中心線ＣＳから最も離れている位置でのサイプ中心線ＣＳから三次元壁部３２までの距離である凸部幅Ｃが、サイプ中心線ＣＳの他方側で、サイプ中心線ＣＳから最も離れている位置でのサイプ中心線ＣＳから三次元壁部３２までの距離である凸部幅Ｃａに対して、１１０％以上になっている。即ち、三次元壁部３２は、タイヤ回転方向における先着側での凸部幅Ｃが、タイヤ回転方向における後着側での凸部幅Ｃａに対して１１０％以上になっており、これにより、三次元壁部３２は、振幅の凸量が、サイプ中心線ＣＳに対して、タイヤ回転方向における先着側に偏在している。

また、三次元壁部３２は、サイプ２０の長さ方向に対してもサイプ２０の幅方向に振幅するため、サイプ２０は、平面視おいても偏在している。具体的には、サイプ２０は、平面視おいてストレート部２６同士の間で振幅している部分が、基準線ＢＬに対してサイプ２０の幅方向における一方側に偏在しており、即ち、基準線ＢＬに対して、タイヤ回転方向における先着側に偏在している（図２参照）。

これらのように、サイプ中心線ＣＳに対して互いに異なる側に偏在する円形部３６と三次元壁部３２とは、円形部３６の円形部幅Ｄが、三次元壁部３２における、サイプ中心線ＣＳに対して円形部３６が偏在する側の反対側への凸部幅Ｃに対して、１００％以上１２０％以下の範囲内になっている。なお、三次元壁部３２の凸部幅Ｃに対する円形部３６の円形部幅Ｄは、１１０％±１０％の範囲内であるのが好ましい。

また、三次元壁部３２は、サイプ２０の長さ方向に見た断面視における、振幅の変曲点３４の角度θが、１００度以上１５０度以下の範囲内になっている。この場合における変曲点３４の角度θは、対向するサイプ壁３１同士の中心位置を示す中心線ＣＷにおける、凸部３３の変曲点３４の両側に位置する部分同士の相対的な角度になっている。なお、振幅の変曲点３４の角度θは、１２０度±１０度の範囲内であるのが好ましい。

また、三次元壁部３２は、振幅の変曲点３４が、サイプ２０の長さ方向に見た断面視において、半径Ｒが１ｍｍ以上２ｍｍ以下の曲線になっている。この場合における変曲点３４の半径Ｒは、変曲点３４の劣角側での三次元壁部３２の半径になっている。つまり、三次元壁部３２は、凸部３３の変曲点３４の部分では、凸部３３における劣角側に位置する三次元壁部３２が、半径Ｒが１ｍｍ以上２ｍｍ以下の曲線になっている。

図５は、図４のＥ部詳細図である。円形部３６における、他方のサイプ壁３１から離れる方向に凹んでいる側のサイプ壁３１における、湾曲している部分と湾曲していない部分との境界部分も、サイプ２０の長さ方向に見た断面視において、半径Ｒが１ｍｍ以上２ｍｍ以下の曲線になっている。

本実施形態に係る空気入りタイヤ１を車両に装着する際には、空気入りタイヤ１をリムホイールにリム組みし、内部に空気を充填してインフレートした状態で車両に装着する。その際に、本実施形態に係る空気入りタイヤ１は、回転方向が指定されているため、車両の前進時に回転する空気入りタイヤ１が、指定された回転方向で回転をする向きで空気入りタイヤ１を車両に装着する。具体的には、サイプ２０のストレート部２６同士の間で振幅する部分が、ストレート部２６の開口幅における中心同士を結ぶ基準線ＢＬに対して、タイヤ回転方向における先着側に偏在する向きで装着する。

空気入りタイヤ１を装着した車両が走行すると、トレッド部２の踏面３のうち下方に位置する踏面３が路面に接触しながら空気入りタイヤ１は回転する。空気入りタイヤ１を装着した車両で乾燥した路面を走行する場合には、主に踏面３と路面との間の摩擦力により、駆動力や制動力を路面に伝達したり、旋回力を発生させたりすることにより走行する。また、濡れた路面を走行する際には、踏面３と路面との間の水が周方向溝１１やラグ溝１２等の溝１０やサイプ２０に入り込み、これらの溝１０で踏面３と路面との間の水を排水しながら走行する。これにより、踏面３は路面に接地し易くなり、踏面３と路面との間の摩擦力により、車両は走行することが可能になる。

また、雪上路面を走行する際には、空気入りタイヤ１は路面上の雪を踏面３で押し固めると共に、路面上の雪が周方向溝１１やラグ溝１２に入り込むことにより、これらの雪も溝内で押し固める状態になる。この状態で、空気入りタイヤ１に駆動力や制動力が作用したり、車両の旋回によってタイヤ幅方向への力が作用したりすると、溝内の雪に対して作用するせん断力である、いわゆる雪柱せん断力が空気入りタイヤ１と雪との間で発生する。雪上路面を走行する際には、この雪柱せん断力によって空気入りタイヤ１と路面との間で抵抗が発生することにより、駆動力や制動力を路面に伝達することができ、スノートラクション性を確保することができる。これにより、車両は雪上路面での走行が可能になる。

また、雪上路面や氷上路面を走行する際には、周方向溝１１やラグ溝１２、サイプ２０のエッジ効果も用いて走行する。つまり、雪上路面や氷上路面を走行する際には、周方向溝１１のエッジやラグ溝１２のエッジ、サイプ２０のエッジが雪面や氷面に引っ掛かることによる抵抗も用いて走行する。また、氷上路面を走行する際には、氷上路面の表面の水をサイプ２０で吸水し、氷上路面と踏面３との間の水膜を除去することにより、氷上路面と踏面３は接触し易くなる。これにより、踏面３は、摩擦力やエッジ効果によって氷上路面との間の抵抗が大きくなり、空気入りタイヤ１を装着した車両の走行性能を確保することができる。

これらのように、雪上路面や氷上路面を走行する際には、陸部１５に形成されるサイプ２０が重要になるが、スノートラクション性等の氷雪上性能を重視してサイプ２０の深さを深くしたり、サイプ２０を多く設けたりした場合、陸部１５の剛性が低下し易くなる。陸部１５の剛性が低下すると、乾燥した路面を走行する際の走行性能が低下したり、陸部１５が摩耗し易くなったりする。

これに対し、本実施形態では、サイプ２０は三次元壁部３２を有する三次元サイプになっているため、陸部１５に荷重が作用した際には、対向する三次元壁部３２同士が接触することにより、三次元壁部３２同士が互いに支え易くなっている。これにより、陸部１５に荷重が作用した際における陸部１５変形を抑制することができ、乾燥した路面を走行する際における走行性能が低下したり、陸部１５が摩耗し易くなったりすることを抑制することができる。

三次元サイプでは、このように三次元壁部３２同士が互いに支え合うことにより、三次元壁部３２が形成される範囲では三次元壁部３２によって剛性を確保することができるものの、サイプ底３５では剛性を確保し難いため、陸部１５に荷重が作用した際には、サイプ底３５付近に応力集中が発生し易くなっている。このため、高荷重負荷時には、サイプ底３５付近の応力集中も大きくなるため、サイプ底３５付近では、この応力集中によって亀裂が発生し易くなる。

これに対し、本実施形態では、サイプ２０には、サイプ底３５を含む位置に円形部３６が形成されている。これにより、陸部１５に大きな荷重が作用した際に、サイプ底３５付近の狭い領域に応力が集中することを抑制することができる。さらに、円形部３６は、サイプ中心線ＣＳに対して、開口部２１の開口幅方向における一方側に偏在するため、開口部２１からサイプ壁３１を伝わってサイプ２０の深さ方向に向かう力の方向に対して、ずれた位置に配置されている。これにより、陸部１５に荷重が作用した場合でも、サイプ底３５付近への応力集中を極力抑制することができる。これにより、高荷重負荷時に、サイプ底３５付近の応力集中が大きくなり過ぎることを抑制することができ、サイプ底３５付近への応力集中に起因してサイプ底３５付近で亀裂が発生することを抑制することができる。この結果、荷重耐久性を向上させることができる。

また、三次元壁部３２は、円形部３６がサイプ中心線ＣＳに対して偏在する側の反対側に、振幅の凸量が偏在するため、陸部１５に荷重が作用した際に開口部２１側から三次元壁部３２により力が伝わる方向と、円形部３６の位置とを、より確実にずらすことができる。即ち、三次元壁部３２の凸量と、円形部３６とは、互いにサイプ中心線ＣＳに対して反対側に偏在するため、サイプ２０に作用する力によってサイプ２０に対して発生する応力を分散することができる。これにより、陸部１５に荷重が作用した際における、サイプ底３５付近への応力集中をより確実に抑制することができ、高荷重負荷時におけるサイプ底３５付近への応力集中に起因する亀裂の発生を、より確実に抑制することができる。この結果、より確実に荷重耐久性を向上させることができる。

また、三次元壁部３２の振幅の凸量と円形部３６とは、ストレート部２６における開口部２１の開口幅における中心を通るサイプ中心線ＣＳに対して、互いに反対側に偏在するため、三次元壁部３２の振幅の凸量が大きくサイプ２０に作用する力が伝わり易い側から、円形部３６をサイプ２０の幅方向により確実にずらすことができる。これにより、サイプ底３５付近への応力集中をより確実に抑制することができ、高荷重負荷時におけるサイプ底３５付近への応力集中に起因する亀裂の発生を、より確実に抑制することができる。この結果、より確実に荷重耐久性を向上させることができる。

また、円形部３６は、円形部幅Ｄが三次元壁部３２の凸部幅Ｃに対して、１００％以上１２０％以下の範囲内であるため、サイプ底３５付近の剛性の低下を抑えつつ、サイプ底３５付近への応力集中を抑制し、応力集中に起因して亀裂が発生することを抑制することができる。つまり、円形部幅Ｄが凸部幅Ｃに対して１００％未満である場合は、サイプ２０の幅方向における円形部３６と三次元壁部３２との距離が小さ過ぎるため、サイプ２０に発生する応力を分散させる効果が低く、サイプ底３５付近への応力集中を抑制する効果が低くなる虞がある。また、円形部幅Ｄが凸部幅Ｃに対して１２０％より大きい場合は、円形部３６をサイプ中心線ＣＳから大きく離間させる分、サイプ２０の容積が大きくなるため、サイプ底３５付近のゴム量が少なくなる虞がある。この場合、サイプ底３５付近の剛性が低下するため、走行性能が低下する虞がある。

これに対し、円形部幅Ｄが凸部幅Ｃに対して、１００％以上１２０％以下の範囲内である場合は、サイプ底３５付近の剛性の低下を抑えつつ、サイプ底３５付近への応力集中を抑制し、応力集中に起因して亀裂が発生することを抑制することができる。この結果、走行性能を低下させることなく、より確実に荷重耐久性を向上させることができる。

また、三次元壁部３２は、振幅の変曲点３４の角度θが１００度以上１５０度以下の範囲内であるため、製造性の悪化を抑制しつつ、陸部１５の剛性を確保することができる。つまり、変曲点３４の角度θが１００度未満である場合は、変曲点３４の角度θが小さ過ぎるため、三次元壁部３２の角度が、サイプ２０の深さ方向に対して傾斜し過ぎる虞がある。この場合、空気入りタイヤ１の製造時に、トレッド部２を形成するゴムに対して挿し込むことによりサイプ２０を形成する金型であるサイプブレード（図示省略）を、加硫成形後のトレッド部２から引き抜くのが困難になり、製造性が悪化する虞がある。また、変曲点３４の角度θが１５０度より大きい場合は、変曲点３４の角度θが大き過ぎるため、サイプ壁３１に三次元壁部３２を設けても、対向する三次元壁部３２同士が接触することによって、三次元壁部３２同士を互いに支え易くするのが困難になる虞がある。この場合、サイプ壁３１に三次元壁部３２を設けても、三次元壁部３２によって陸部１５の剛性を確保するのが困難になり、走行性能を確保したり、陸部１５の摩耗を抑制したりするのが困難になる虞がある。

これに対し、三次元壁部３２の変曲点３４の角度θが、１００度以上１５０度以下の範囲内である場合は、製造性の悪化を抑制しつつ、陸部１５の剛性を確保することができる。この結果、空気入りタイヤ１の製造時における製造性を確保しつつ、走行性能や陸部１５の耐摩耗性能を確保することができる。

また、三次元壁部３２は、振幅の変曲点３４が、半径Ｒが１ｍｍ以上２ｍｍ以下の曲線になっているため、三次元壁部３２で発生する応力を分散しつつ、陸部１５の剛性を確保することができる。つまり、三次元壁部３２の変曲点３４の半径Ｒが１ｍｍ未満である場合は、変曲点３４の半径Ｒが小さ過ぎるため、三次元壁部３２に荷重が作用した際に、変曲点３４に応力集中が発生する虞がある。この場合、三次元壁部３２に作用する荷重が大きく、大きな応力集中が発生した際に、変曲点３４の位置に亀裂が発生し易くなる虞がある。また、三次元壁部３２の変曲点３４の半径Ｒが２ｍｍより大きい場合は、変曲点３４の半径Ｒが大き過ぎるため、凸部３３の突出量を確保し難くなる虞がある。この場合、サイプ壁３１に三次元壁部３２を設けても、三次元壁部３２によって陸部１５の剛性を確保するのが困難になり、走行性能を確保したり、陸部１５の摩耗を抑制したりするのが困難になる虞がある。

これに対し、三次元壁部３２の変曲点３４の半径Ｒが、１ｍｍ以上２ｍｍ以下の範囲内である場合は、三次元壁部３２で発生する応力を分散しつつ、陸部１５の剛性を確保することができる。この結果、より確実に荷重耐久性を向上させると共に、走行性能や陸部１５の耐摩耗性能を確保することができる。

また、円形部３６は、サイプ中心線ＣＳに対して、タイヤ回転方向における後着側に偏在するため、車両の制動時に円形部３６付近に大きな応力集中が発生することを抑制することができる。つまり、走行中の車両の制動時には、空気入りタイヤ１のトレッド部２には、踏面３寄りの位置ではタイヤ回転方向への力が作用し、相対的にタイヤ径方向内側に位置する部分では、タイヤ回転方向の反対方向への力が作用する。このため、円形部３６がサイプ中心線ＣＳに対してタイヤ回転方向における後着側に偏在する場合は、車両の制動時には、サイプ底３５側に位置する円形部３６が、タイヤ周方向において三次元壁部３２やサイプ中心線ＣＳから離れる方向の力がサイプ２０に作用する。円形部３６が、タイヤ周方向において三次元壁部３２から離れる方向の力がサイプ２０に作用した場合、この力は、円形部３６から三次元壁部３２にかけたサイプ壁３１を引き延ばす方向の力として作用する。この場合、円形部３６を、タイヤ周方向において三次元壁部３２が位置する側に向かわせる方向の力がサイプ２０に作用することにより、円形部３６から三次元壁部３２にかけたサイプ壁３１を押し縮める方向の力がサイプ２０に作用する場合と比較して、応力集中が小さくなる。

また、車両の走行時に空気入りタイヤ１に対して作用するタイヤ周方向における力は、駆動力が空気入りタイヤ１に対して作用する力よりも、制動力が空気入りタイヤ１に対して作用する力の方が大きくなり易くなっている。従って、円形部３６を、サイプ中心線ＣＳに対してタイヤ回転方向における後着側に偏在させることにより、タイヤ周方向における力が大きくなり易い制動時に、円形部３６付近で発生する応力集中を小さくすることができ、応力集中に起因する亀裂の発生を抑制することができる。この結果、より確実に荷重耐久性を向上させることができる。

［変形例］
なお、上述した実施形態では、円形部３６は、三次元壁部３２から連続して設けられているが、円形部３６は、三次元壁部３２から連続していなくてもよい。図６は、実施形態に係る空気入りタイヤ１の変形例であり、三次元壁部３２と円形部３６との間にサイプ壁ストレート部４０が形成される場合の説明図である。サイプ壁３１には、図６に示すように、三次元壁部３２と円形部３６との間に、サイプ２０の長さ方向に見た断面視において、タイヤ径方向に延びるサイプ壁ストレート部４０が形成されていてもよい。サイプ壁ストレート部４０は、サイプ２０の深さ方向と長さ方向とのいずれにおいても振幅しない、平面状のサイプ壁３１として形成されており、円形部３６は、サイプ壁ストレート部４０に接続されている。これにより、円形部３６を容易に配置することができる。

つまり、三次元壁部３２は、サイプ２０の幅方向に振幅して形成されるため、三次元壁部３２における円形部３６寄りの位置の形状によっては、三次元壁部３２と円形部３６との接続部分の形状を、双方をスムーズに接続することのできる形状にするのが困難になる虞がある。これに対し、三次元壁部３２と円形部３６との間にサイプ壁ストレート部４０を形成する場合は、円形部３６は、サイプ壁ストレート部４０に対して容易に接続することができる。また、三次元壁部３２とサイプ壁ストレート部４０との接続についても、双方の接続位置を、三次元壁部３２の振幅に合わせてサイプ２０の深さ方向に振幅させることにより、容易に接続することができる。従って、三次元壁部３２を有するサイプ２０に対して、円形部３６を容易に配置することができる。この結果、より容易に荷重耐久性を向上させることができる。

また、上述した実施形態では、サイプ２０は、長さ方向における両側の端部２５付近にストレート部２６を有しているが、サイプ２０はストレート部２６を有していなくてもよい。図７は、実施形態に係る空気入りタイヤ１の変形例であり、ストレート部２６を有さない場合の説明図である。サイプ２０は、図７に示すようにストレート部２６を有さずに、サイプ２０の長さ方向における三次元壁部３２の端部の位置が、サイプ２０の長さ方向における端部２５として形成されていてもよい。この場合、サイプ中心線ＣＳは、開口部２１の長さ方向における両端部２５のそれぞれの位置での開口幅における中心同士を結んだ基準線ＢＬを通り、タイヤ径方向に延びる仮想線になる。このように、サイプ２０にストレート部２６が形成されない場合でも、両端部２５のそれぞれの位置での開口幅における中心同士を結んだ基準線ＢＬを通るサイプ中心線ＣＳに対して、円形部３６を開口幅方向における一方側に偏在させることにより、サイプ底３５付近への応力集中を抑制することができる。この結果、荷重耐久性を向上させることができる。

また、上述した実施形態では、三次元壁部３２は、連続的に振幅しているが、三次元壁部３２の振幅は断続的であってもよい。図８は、実施形態に係る空気入りタイヤ１の変形例であり、三次元壁部３２が断続的に振幅する状態を示す説明図である。図９は、図８のＦ−Ｆ矢視図である。三次元壁部３２は、例えば、図８、図９に示すように、サイプ２０の幅方向に突出する複数の凸部３３が断続的に配置されることにより、サイプ２０の幅方向に振幅していてもよい。この場合における凸部３３は、サイプ２０を厚さ方向に見た場合には略円形となり、サイプ２０を長さ方向や深さ方向に見た場合には湾曲する形状で形成されている。また、複数の凸部３３は、サイプ２０の幅方向において全て同じ方向に突出しており、サイプ中心線ＣＳに対して円形部３６が偏在する側の反対側に突出している。即ち、三次元壁部３２は、サイプ中心線ＣＳに対して円形部３６が偏在する側の反対側に複数の凸部３３が突出することにより、振幅の凸量が、サイプ中心線ＣＳに対して、円形部３６がサイプ中心線ＣＳに対して偏在する側の反対側に偏在する。このように、三次元壁部３２は、サイプ２０の長さ方向と深さ方向とのいずれの方向においてもサイプ２０の幅方向に振幅していれば、振幅の形態は問わない。

また、上述した実施形態では、三次元壁部３２は、サイプ中心線ＣＳと凸部３３との最大距離が、サイプ中心線ＣＳの両側で大きく異なることにより、振幅の凸量が偏在しているが、三次元壁部３２は、凸部３３の数、即ち、変曲点３４の数がサイプ中心線ＣＳの両側で大きく異なることにより、振幅の凸量が偏在していてもよい。これらのように、三次元サイプにおいて振幅するサイプ壁３１として形成される三次元壁部３２は、振幅の凸量が、サイプ中心線ＣＳに対して、円形部３６がサイプ中心線ＣＳに対して偏在する側の反対側に偏在していれば、振幅の形態は問わない。

また、上述した実施形態や変形例は、適宜組み合わせてもよい。三次元壁部３２と円形部３６とを有し、円形部３６がサイプ中心線ＣＳに対して、開口部２１の開口幅方向における一方側に偏在することにより、荷重耐久性を向上させることができる。

［実施例］
図１０は、空気入りタイヤの性能評価試験の結果を示す図表である。以下、上記の空気入りタイヤ１について、従来例の空気入りタイヤと、本発明に係る空気入りタイヤ１と、本発明に係る空気入りタイヤ１と比較する比較例の空気入りタイヤとについて行なった性能の評価試験について説明する。性能評価試験は、荷重が負荷した状態での耐久性である荷重耐久性についての試験を行った。

荷重耐久性についての性能評価試験は、ＪＡＴＭＡで規定されるタイヤの呼びが２２５／６５Ｒ１７の試験タイヤをＪＡＴＭＡ標準のリムホイールにリム組みし、速度１１０ｋｍ／ｈ、最大負荷荷重の８５％、９０％、１００％を４分、６分、２４分とかけていき、最終ステップ時のサイプ底の亀裂を確認した。荷重耐久性の評価は、この試験によってサイプ底に亀裂が発生したサイプの数の逆数を、後述する従来例を１００とする指数で表すことにより行った。指数が大きいほどサイプ底に亀裂が発生したサイプの数が少なく、荷重耐久性が優れていることを示している。

性能評価試験は、従来の空気入りタイヤの一例である従来例の空気入りタイヤと、本発明に係る空気入りタイヤ１である実施例１〜７と、本発明に係る空気入りタイヤ１と比較する空気入りタイヤである比較例との９種類の空気入りタイヤについて行った。このうち、従来例は、サイプ２０に円形部３６が設けられていない。また、比較例は、サイプ２０に円形部３６が設けられているものの、円形部３６はサイプ中心線ＣＳに対して偏在していない。

これに対し、本発明に係る空気入りタイヤ１の一例である実施例１〜７は、全てサイプ２０に円形部３６が設けられており、円形部３６はサイプ中心線ＣＳに対して偏在している。さらに、実施例１〜７に係る空気入りタイヤ１は、三次元壁部３２の振幅の凸量と円形部３６との偏在している側の相対関係や、凸部幅Ｃに対する円形部幅Ｄの比率、三次元壁部３２の振幅の変曲点３４の角度θ、タイヤ回転方向における円形部３６が偏在する側が、それぞれ異なっている。

これらの空気入りタイヤ１を用いて性能評価試験を行った結果、図１０に示すように、実施例１〜７に係る空気入りタイヤ１は、従来例や比較例に対して、サイプ底３５付近での亀裂の発生を低減することができ、荷重を負荷しながら回転させた際における耐久性を向上させることができることが分かった。つまり、実施例１〜７に係る空気入りタイヤ１は、荷重耐久性を向上させることができる。

１ 空気入りタイヤ
２ トレッド部
３ 踏面
１０ 溝
１１ 周方向溝
１２ ラグ溝
１５ 陸部
２０ サイプ
２１ 開口部
２５ 端部
２６ ストレート部
３１ サイプ壁
３２ 三次元壁部
３３ 凸部
３４ 変曲点
３５ サイプ底
３６ 円形部
４０ サイプ壁ストレート部
ＣＳ サイプ中心線

Claims (8)

1. トレッド部の陸部にサイプを備える空気入りタイヤであって、
   前記サイプは、
   前記サイプの幅方向にサイプ壁が振幅する三次元壁部と、
   前記三次元壁部よりもサイプ底側に位置すると共に、対向する一対の前記サイプ壁のうちの少なくとも一方が他方の前記サイプ壁から離れる方向に凹み、前記サイプ底と前記サイプ壁とが連続して湾曲状に形成される円形部と、
   を有し、
   前記円形部は、前記陸部の踏面に対する前記サイプの開口部の開口幅方向における中心を通りタイヤ径方向に延びるサイプ中心線に対して、前記開口幅方向における一方側に偏在することを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記三次元壁部は、振幅の凸量が、前記サイプ中心線に対して、前記円形部が前記サイプ中心線に対して偏在する側の反対側に偏在する請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記サイプは、長さ方向における端部にストレート部を有し、
   前記サイプ中心線は、前記ストレート部における前記開口部の前記開口幅方向における中心を通りタイヤ径方向に延びる請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記サイプ中心線は、前記開口部の長さ方向における両端部のそれぞれの位置での前記開口幅における中心同士を結んだ基準線を通りタイヤ径方向に延びる請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記円形部は、前記円形部における前記サイプ中心線から最も離れている位置での前記サイプ中心線からの距離である円形部幅が、
   前記三次元壁部における、前記サイプ中心線に対して前記円形部が偏在する側の反対側へ前記サイプ中心線から最も離れている位置での前記サイプ中心線からの距離である凸部幅に対して、１００％以上１２０％以下の範囲内である請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記三次元壁部は、振幅の変曲点の角度が１００度以上１５０度以下の範囲内である請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記三次元壁部は、振幅の変曲点が、半径が１ｍｍ以上２ｍｍ以下の曲線になっている請求項１〜６のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
8. 前記円形部は、前記サイプ中心線に対して、タイヤ回転方向における後着側に偏在する請求項１〜７のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

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