JP2023066314A - タイヤ - Google Patents
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Abstract
【課題】氷上グリップ性能を向上させたタイヤを提供する。【解決手段】トレッド踏面2に陸部4を有するタイヤ1であって、陸部4は、一対のサイプ7で構成されたサイプユニット8を備え、一対のサイプ7の各々は、サイプ7の延在方向における両端が陸部4内で終端するように延在し、一対のサイプ7は、互いのタイヤ幅方向における一部のみがタイヤ周方向において対向している。【選択図】図1
Description
本発明は、タイヤに関する。
従来、タイヤ、特にスタッドレスタイヤのトレッド部の陸部には、タイヤの氷上グリップ性能を向上させるためにサイプと称される細溝が設けられていた。このサイプにより、タイヤ接地面において氷路面が融解することで湧出する水を接地面外に排出することができ、これによりタイヤの氷上グリップ性能を向上させ得る。
例えば、特許文献1には、陸部の剛性の低下を抑制しつつサイプを高密度に配置することにより、氷上グリップ性能の向上を図った技術が提案されている。
しかしながら、従来技術における陸部の剛性とサイプによる水の排出との両立は十分でなく、タイヤの氷上グリップ性能の更なる向上が依然として求められている。
かかる事情に鑑みてなされた本発明の目的は、氷上グリップ性能を向上させたタイヤを提供することにある。
本発明に係るタイヤは、トレッド踏面に陸部を有するタイヤであって、前記陸部は、一対のサイプで構成されたサイプユニットを備え、前記一対のサイプの各々は、サイプの延在方向における両端が前記陸部内で終端するように延在し、前記一対のサイプは、互いのタイヤ幅方向における一部のみがタイヤ周方向において対向している。
本発明に係るタイヤによれば、タイヤの氷上グリップ性能を向上させることができる。
本発明に係るタイヤによれば、タイヤの氷上グリップ性能を向上させることができる。
本発明に係るタイヤでは、前記一対のサイプの各々は、タイヤ幅方向とのなす角φが0°<φ<45°を満たすように直線状に延在していることが好ましい。かかる構成を有するタイヤによれば、サイプが、タイヤ周方向における制動力及び駆動力の向上に寄与するだけでなく、タイヤ幅方向における横方向グリップ性能(旋回力)の向上にも寄与することができる。
本発明に係るタイヤでは、前記陸部において、複数の前記サイプユニットが、タイヤ周方向に繰り返して配置されて、サイプユニット列を構成し、前記サイプユニット列を構成する前記複数の前記サイプユニットは、各々のタイヤ幅方向の両端がそれぞれタイヤ周方向に沿って延びる一直線上に並ぶように配置されていることが好ましい。かかる構成を有するタイヤによれば、サイプユニット列が配置されている陸部の範囲において、サイプが設けられていない空白領域を少なくすることができる。
本発明に係るタイヤでは、前記陸部は、タイヤ幅方向に並べて配置された複数の前記サイプユニット列を備え、前記複数の前記サイプユニット列のうち第1のサイプユニット列に含まれる複数のサイプは、タイヤ幅方向の一方側に向かうに従いタイヤ周方向の一方側に向かうように傾いて延在し、前記第1のサイプユニット列と隣り合う第2のサイプユニット列に含まれる複数のサイプは、タイヤ幅方向の前記一方側に向かうに従いタイヤ周方向の前記一方側に向かうように傾いて延在していることが好ましい。かかる構成を有するタイヤによれば、タイヤ製造時にサイプを形成するためのブレードを金型に配置しやすくなり、タイヤの金型の製作が容易になる。
本発明に係るタイヤでは、前記第2のサイプユニット列に含まれる前記複数のサイプの各々は、前記第1のサイプユニット列に含まれるいずれかのサイプの延長線上に延在していることが好ましい。かかる構成を有するタイヤによれば、タイヤの氷上グリップ性能をさらに向上させることができる。
本発明に係るタイヤでは、前記陸部は、タイヤ幅方向に並べて配置された複数の前記サイプユニット列を備え、前記複数の前記サイプユニット列のうち第1のサイプユニット列に含まれる複数のサイプは、タイヤ幅方向の一方側に向かうに従いタイヤ周方向の一方側に向かうように傾いて延在し、前記第1のサイプユニット列と隣り合う第2のサイプユニット列に含まれる複数のサイプは、タイヤ幅方向の前記一方側に向かうに従いタイヤ周方向の他方側に向かうように傾いて延在していることが好ましい。かかる構成を有するタイヤによれば、タイヤの氷上グリップ性能をさらに向上させることができる。
本発明に係るタイヤでは、前記サイプのタイヤ幅方向の長さをd(mm)とし、前記サイプの深さをh(mm)とするとき、d×hは150(mm2)以下であって、前記陸部内の前記サイプの本数をnとし、前記陸部のタイヤ幅方向の最大幅をBW(mm)とし、前記陸部の外輪郭面積(mm2)を前記最大幅BWで除した前記陸部の相当タイヤ周方向長さをBL(mm)とし、相当サイプ本数Nを、d×n/BWとして表し、タイヤ周方向の平均サイプ間隔をBL/(N+1)として表し、タイヤ周方向のサイプ密度SDを平均サイプ間隔の逆数として、SD=(N+1)/BL=((d×n/BW)+1)/BLとして表すとき、SDが0.15(1/mm)以上であることが好ましい。かかる構成を有するタイヤによれば、タイヤの氷上グリップ性能をさらに向上させることができる。
本発明によれば、氷上グリップ性能を向上させたタイヤを提供することができる。
以下、本発明に係るタイヤの実施形態について、図面を参照して説明する。各図において共通する部材及び部位には同一の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なる場合があることに留意されたい。
本明細書において、「タイヤ幅方向」とは、タイヤの回転軸と平行な方向をいう。「タイヤ径方向」とは、タイヤの回転軸と直交する方向をいう。「タイヤ周方向」とは、タイヤの回転軸を中心にタイヤが回転する方向をいう。
また、本明細書において、タイヤ径方向に沿ってタイヤの回転軸に近い側を「タイヤ径方向内側」と称し、タイヤ径方向に沿ってタイヤの回転軸から遠い側を「タイヤ径方向外側」と称する。一方、タイヤ幅方向に沿ってタイヤ赤道面CLに近い側を「タイヤ幅方向内側」と称し、タイヤ幅方向に沿ってタイヤ赤道面CLから遠い側を「タイヤ幅方向外側」と称する。
本明細書において、特に断りのない限り、タイヤの各要素の位置関係等は、基準状態で測定されるものとする。本明細書において、「基準状態」とは、タイヤを適用リムであるホイールのリムに組付け、規定内圧を充填し、無負荷とした状態をいう。
本明細書において、「適用リム」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではJATMA(日本自動車タイヤ協会)のJATMA YEAR BOOK、欧州ではETRTO (The European Tyre and Rim Technical Organization)のSTANDARDS MANUAL、米国ではTRA (The Tire and Rim Association, Inc.)のYEAR BOOK等に記載されている、或いは、将来的に記載される、適用サイズにおける標準リム(ETRTOのSTANDARDS MANUALではMeasuring Rim、TRAのYEAR BOOKではDesign Rim)をいう。上記産業規格に記載のないサイズの場合は、「適用リム」とは、タイヤのビード幅に対応した幅のリムをいう。「適用リム」には、現行サイズに加えて将来的に上記産業規格に含まれ得るサイズも含まれる。「将来的に記載される、適用サイズ」の例として、ETRTOのSTANDARDS MANUAL2013年度版において「FUTURE DEVELOPMENTS」として記載されているサイズが挙げられる。
本明細書において、「規定内圧」とは、上記のJATMA YEAR BOOK等の産業規格に記載されている、適用サイズ・プライレーティングにおける単輪の最大負荷能力に対応する空気圧(最高空気圧)をいう。上記産業規格に記載のないサイズの場合は、「規定内圧」は、タイヤを装着する車両ごとに規定される最大負荷能力に対応する空気圧(最高空気圧)をいうものとする。さらに、本明細書において、「規定荷重」とは、上記産業規格に記載されている適用サイズ・プライレーティングにおける単輪の最大負荷能力に対応する荷重をいう。上記産業規格に記載のないサイズの場合には、「規定荷重」は、タイヤを装着する車両ごとに規定される最大負荷能力に対応する荷重をいうものとする。
本明細書において、「トレッド踏面」とは、タイヤを適用リムに装着し、規定内圧を充填し、規定荷重を負荷した状態で転動させた際に、路面と接触することになる、タイヤの全周に亘る外周面を意味する。また、「トレッド端」とは、トレッド踏面のタイヤ幅方向端を意味する。
また、「サイプ」とは、基準状態において、サイプの深さの50%以上の領域においてサイプの幅が1mm以下であるものをいう。ここで、サイプの深さは、基準状態において、トレッド踏面に垂直な方向に測るものとし、サイプの幅は、トレッド踏面における延在方向に垂直な断面において、トレッド踏面と平行な方向に測るものとする。また、「サイプの延在方向における長さ」とは、基準状態において、トレッド踏面におけるサイプ幅方向の中心点を連続させた中心線の長さを指す。サイプに関連する距離又は長さ等についても、特に断りのない限り、基準状態にて、上記中心線を基準として、トレッド踏面の展開視において測定されるものとする。
本実施形態において、特に断りのない限り、タイヤの内部構造等は、従来のタイヤと同様の構造とされ得る。一例として、タイヤは、一対のビード部と、当該一対のビード部に連なる一対のサイドウォール部と、当該一対のサイドウォール部間に配置されたトレッド部とを有していてもよい。また、タイヤは、一対のビード部間をトロイダル状に跨るカーカスと、当該カーカスのクラウン部のタイヤ径方向外側に配置されたベルトと、を有していてもよい。
以下において、タイヤは、内腔に空気が充填され、乗用車等の車両に装着されるものとして説明する。ただし、タイヤの内腔には空気以外の流体が充填されていてもよく、タイヤは乗用車以外の車両に装着されてもよい。
以下、本発明の実施形態に係るタイヤ1について、図面を参照して説明する。
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係るタイヤ1(1A)のトレッドパターンを模式的に示した展開図である。図1において、タイヤ1Aのトレッド踏面2の一部が、タイヤ径方向外側からの平面への展開視(トレッド踏面2の展開視で)で示されている。
図1は、本発明の第1の実施形態に係るタイヤ1(1A)のトレッドパターンを模式的に示した展開図である。図1において、タイヤ1Aのトレッド踏面2の一部が、タイヤ径方向外側からの平面への展開視(トレッド踏面2の展開視で)で示されている。
図1に示されるように、タイヤ1Aは、トレッド踏面2に、タイヤ周方向に延びる1本以上(図示例では4本)の周方向主溝3(3A、3B、3C、3D)と、1本以上の周方向主溝3のうちタイヤ幅方向に隣り合う周方向主溝3間に、又は、周方向主溝3(3A又は3D)とトレッド端TEとにより、区画される複数(図示例では5つ)の陸部4(4A、4B、4C、4D、4E)と、を有している。本実施形態では、周方向主溝3A及び3Bは、タイヤ赤道面CLを境界としたタイヤ幅方向の一方の半部に位置しており、他の周方向主溝3C及び3Dは、タイヤ赤道面CLを境界としたタイヤ幅方向の他方の半部に位置している。そして、本実施形態では、タイヤ赤道面CL上に1つの陸部4(4C)と、各タイヤ幅方向半部に2つずつの陸部4(4A及び4B、4D及び4E)とが配置されている。
タイヤ1Aが有する周方向主溝3の数は、4本以外の任意の数とされてもよい。周方向主溝3の数に応じて、タイヤ1Aが有する陸部4の数も、5つ以外の任意の数とされてもよい。さらに、タイヤ1Aは、トレッド踏面2に周方向主溝3を有しない構成とされてもよい。かかる場合、タイヤ1Aは、トレッド踏面2に、タイヤ幅方向において両トレッド端TEの間に区画される1つの陸部4を有していてもよい。
図示例では、周方向主溝3は、いずれもタイヤ周方向に沿って延在している。本明細書において、「直線XがY方向に沿って延在している」とは、直線XがY方向と平行に延在している、或いは、直線XがY方向と略平行に延在していることをいう。「直線Xの延在方向がY方向と略平行である」とは、例えば、直線Xの延在方向とY方向とのなす角度が5度以下の範囲であることをいう。ただし、少なくとも1つの周方向主溝3がタイヤ周方向に対して5度より大きい角度で傾斜して延びていてもよい。また、図示例では、周方向主溝3は、いずれも、タイヤ周方向に沿って直線状に延びているが、少なくとも1本の周方向主溝3が、全体的に又は部分的に、ジグザグ状、湾曲状など、直線状以外の形状を有していてもよい。
周方向主溝3の幅は、周方向主溝3の本数にもよるため特には限定されないが、例えば4~15mmとされてもよい。周方向主溝3の幅は、基準状態での、タイヤ径方向外側からの平面への展開視における、溝の延在方向に対して垂直な開口幅として計測される。同様に、周方向主溝3の深さ(最大深さ)は、特には限定されないが、例えば6~20mmとされてもよい。周方向主溝3の幅は、周方向主溝3の延在方向に亘って一定でなくてもよく、周方向主溝3の設けられるトレッド踏面2の位置に応じて、互いに異なっていてもよい。
タイヤ1Aにおいて、それぞれの陸部4は、陸部4を完全に横切ってタイヤ幅方向に延在している1本以上の幅方向溝5により、複数のブロック陸部6に区切られている。
図示例では、幅方向溝5は、いずれも陸部4を完全に横切ってタイヤ幅方向に延在している。例えば、図示の範囲内で、陸部4Cは、タイヤ周方向に隣り合う2つの幅方向溝5A及び5Bにより、タイヤ周方向に隣り合う3つのブロック陸部6A、6B及び6Cに区切られている。本明細書において、「直線XがY方向に延在している」とは、直線Xが少なくともY方向成分を有していることをいう。すなわち、「直線XがY方向に延在している」とは、直線XがY方向に沿って延在していてもよく、或いは、直線XがY方向に対して所定の角度で傾いて延在していてもよい。幅方向溝5は、タイヤ周方向に直線状に延在していてもよく、或いは、ジグザグ状、湾曲状など、直線状以外の形状で延在していてもよい。幅方向溝5は、タイヤ幅方向に沿って延在していてもよく、図示例のようにタイヤ幅方向に対して0°より大きく45°より小さい角度で延在していてもよい。
幅方向溝5の幅(開口幅)は、幅方向溝5の本数にもよるため特には限定されないが、例えば2~10mmとされてもよい。幅方向溝5の幅は、基準状態での、タイヤ径方向外側からの平面への展開視における、溝の延在方向に対して垂直な開口幅として計測される。同様に、幅方向溝5の深さ(最大深さ)は、特には限定されないが、例えば5~20mmとされてもよい。ただし、幅方向溝5の幅は、基準状態において、接地時にタイヤ周方向に隣り合うブロック陸部6同士が接触しない幅以上であれば、何ら制限されることはない。また、幅方向溝5の幅は、幅方向溝5の延在方向に亘って一定でなくてもよく、また、幅方向溝5の設けられる陸部4の位置に応じて、互いに異なっていてもよい。
陸部4の各々を横切る幅方向溝5の数は、任意の数とされてもよい。幅方向溝5の数に応じて、陸部4が有するブロック陸部6の数も、任意の数とされてもよい。さらに、陸部4は、幅方向溝5により横切られていない構成、すなわち、陸部4が周方向に途切れなく連続しているリブ状陸部である構成とされてもよい。
陸部4は、一対のサイプ7で構成されたサイプユニット8を備えている。より具体的には、陸部4に含まれるブロック陸部6には、一対のサイプ7A及び7Bで構成された、サイプユニット8が配置されている。以下、サイプ7A及び7Bを特に区別しない場合、単にサイプ7と総称する。
サイプユニット8を構成する一対のサイプ7A及び7Bの各々は、サイプ7の延在方向における両端が陸部4内で終端するように延在している。より具体的には、一対のサイプ7A及び7Bの各々は、サイプ7の延在方向における両端がブロック陸部6内で終端するように延在している。すなわち、サイプ7は、陸部4を区画する周方向主溝3又は幅方向溝5に開口する開放端を有していない。このように、サイプ7が開放端を有さずに、サイプ7の周囲のブロック陸部6が連結していることで、ブロック陸部6がサイプ7の周囲で倒れ込みにくくなり、ブロック陸部6の剛性が向上する。
一般的に、図2に示されるように、トレッド踏面2の路面と接触している接地面に路面から摩擦力等の外力が入力されると、ブロック陸部6がサイプ7の空隙側に倒れ込む、これにより、サイプ7の周囲のブロック陸部6に路面からの浮き上がりUが生じる。図2は、サイプ7の周囲におけるブロック陸部6の浮き上がりUを示した模式図である。図2は、タイヤ1Aをタイヤ周方向に沿って切断した、タイヤ周方向断面図で示されている。タイヤ1Aに対して図2において矢印で示される方向に外力が入力された場合、サイプ7よりも外力が入力される側のブロック陸部6に浮き上りが生じる。これに対して、サイプ7の周囲のブロック陸部6が連結していることで、サイプ7の周囲のブロック陸部6が互いに拘束しあい、入力される外力によってサイプ7の周囲のブロック陸部6の路面からの浮き上がりUを抑制することができ、外力入力時におけるタイヤ1Aの接地面積を広げることができる。これにより、ブロック陸部6にサイプ7を配置することによる、タイヤ1Aの陸部の剛性の低下を抑制し、ひいてはタイヤ1Aの接地面積の減少を抑制することができる。そのため、タイヤ1Aの氷上グリップ性能が向上する。
再び図1を参照して、サイプユニット8を構成する一対のサイプ7A及び7Bの各々は、図1上すなわちトレッド踏面2の展開視で、タイヤ幅方向に対して傾斜して直線状に延在している。
以下、図3及び図4を参照して、サイプユニット8の構成を説明する。図3は、図1に示されるサイプユニット8の配置を示した模式図である。図4は、図3に示されるA-A’断面(サイプ7の延在方向に直交する断面)を示した断面図である。図3において、サイプユニット8を構成する一対のサイプ7A及び7Bの各々は、タイヤ幅方向とのなす角φが0°<φ<45°を満たすように直線状に延在している。このように、サイプ7A及び7Bがタイヤ幅方向に対して傾斜していることにより、サイプ7A及び7Bが、タイヤ周方向における制動力及び駆動力の向上に寄与するだけでなく、タイヤ幅方向における横方向グリップ性能(旋回力)の向上にも寄与することができる。特に、φ<45°とされることで、サイプ7のタイヤ幅方向成分がタイヤ周方向成分よりも大きくなり、サイプ7が安全上最も重要なタイヤ周方向における制動力及び駆動力の向上に寄与することができる。本実施形態では、サイプ7Aとサイプ7Bとは平行に延在している。ただし、サイプ7A及び7Bは、それぞれタイヤ幅方向に対して異なる角度で傾斜して延在していてもよい。
図3において、サイプ7の延在方向における長さはaで示されている。サイプ7の延在方向における長さaは、例えば、3~15mmの間の長さとされる。サイプ7の延在方向における長さaは、好ましくは3~10mmの間の長さとされ、より好ましくは、3~5mmの間の長さとされる。サイプ7の長さaは、サイプ7の深さ(最大深さ)hに応じて定められてもよい。具体的には、サイプ7の長さaは、サイプ7のタイヤ幅方向の長さd(d=a×cosφ)とサイプ7の深さhがd×h≦150mm2を満たす範囲で深さhに応じて定められてもよい。サイプ7の長さaは、好ましくはd×h≦100mm2を満たす範囲で定められ、より好ましくはd×h≦50mm2を満たす範囲で定められる。サイプ7の深さhは、例えば3mm以上とされる。サイプ7の深さhは、例えば6.7mmとされてよい。
図4を参照して、トレッド踏面2におけるサイプ7の延在方向に直交する断面形状について説明する。本実施形態では、図4の(a)に示されるように、サイプ7の延在方向に直交する断面は略矩形とされる。図4の(a)に示されるサイプ7では、サイプ7の幅wは、上述のように1mm以下とされ、例えば0.4mmとされてよい。ただし、サイプ7の延在方向に直交する断面は、矩形以外の形状とされてもよい。例えば、サイプ7は、図4の(b)に示されるように、サイプ7の延在方向に直交する断面において溝底部分が膨らんだ形状とされてもよい。また例えば、サイプ7は、サイプ7の延在方向に直交する断面において、溝底部分が丸みを帯びた形状とされてもよい。例えば、サイプ7は、図4の(a)に示されるサイプ7の延在方向に直交する断面において、溝底部分のサイプ7の幅方向における両端がR面取りをされた形状とされてもよく、或いは、溝底部分が半円形とされてもよい。図4の(b)に示されるサイプ7では、サイプ7の幅wは、例えば、サイプ7の深さの50%以上の領域において0.4mmとされてよい。
再び図3を参照して、サイプ7Bは、サイプ7Aに対して、タイヤ幅方向にオフセットsだけ、タイヤ周方向にオフセットqだけ、位置をずらして配置されている。サイプ7A及び7Bのタイヤ幅方向のオフセットsは、例えば、s≧1.5mmを満たす範囲で定められてもよい。
サイプユニット8を構成する一対のサイプ7A及び7Bは、互いのタイヤ幅方向における一部のみがタイヤ周方向において対向している。ここで、「線分X及び線分YがZ方向において対向する」とは、線分Xと線分YとがZ方向において互いに離隔されており、線分Xの両端からそれぞれZ方向に沿って延ばした2つの直線上に線分Yの両端のそれぞれが位置していることをいう。ただし、「サイプ7A及び7Bは、互いのタイヤ幅方向における一部のみがタイヤ周方向において対向している」とは、サイプ7A及び7Bそれぞれの端点同士のみが、タイヤ周方向に沿って延びる一直線上に位置している場合も含むものとする。本実施形態では、サイプ7Aとサイプ7Bとのタイヤ幅方向において、sだけオフセットされている。図3において、サイプ7Aのタイヤ幅方向における一部7aとサイプ7Bのタイヤ幅方向における一部7bとが、タイヤ周方向において対向している。このとき、サイプ7A及び7Bそれぞれのタイヤ幅方向の長さd(d=a×cosφ)と、サイプ7A及び7Bのタイヤ幅方向のオフセットsとが、d-s≧0を満たしている。これにより、図3に斜線網掛けで示されるように、サイプユニット8に含まれる一対のサイプ7A及び7Bをタイヤ周方向に沿って投影したときに、サイプ7A及び7Bの少なくとも一方がサイプユニット8のタイヤ幅方向に亘って切れ目なく延在している。このため、サイプユニット8を構成するそれぞれのサイプ7の長さを変えずに、d-s≧0が満たされる範囲でサイプユニット8のタイヤ幅方向の長さを広げることによって、ブロック陸部6におけるサイプ密度を保ちながら、サイプユニット8がエッジ効果及び除水効果を発揮できる範囲を広くすることができる。これにより、タイヤ1Aの氷上グリップ性能を向上させることができる。
再び図1を参照して、陸部4において、複数のサイプユニット8が、互いに離隔されて、タイヤ周方向に繰り返して配置されて、サイプユニット列9を構成している。図示例では、1つのブロック陸部6において、それぞれ3つのサイプユニット8が、タイヤ周方向に繰り返して配置されて、サイプユニット列9を構成している。ただし、1つのサイプユニット列9を構成するサイプユニット8の数は、2以上の任意の数とされてもよい。
図3において、サイプユニット列9を構成する複数のサイプユニット8は、タイヤ周方向においてピッチpで繰り返して配置されている。本実施形態では、ブロック陸部6に配置される複数のサイプ7は、トレッド踏面2の展開視において、互いに略平行に延在している。ここで、サイプユニット列9においてタイヤ周方向において隣り合うサイプユニット8同士の間のタイヤ周方向における距離をユニット間距離rとすると、ユニット間距離rは、r=p-qで示される。特に、サイプユニット列9を構成するサイプユニット8のピッチpと、サイプユニット8を構成するサイプのタイヤ周方向のオフセットqとが、q=p/2であるとき、r=qとなり、サイプユニット列9に含まれる全てのサイプ7がタイヤ周方向に等間隔で並ぶ。このため、好ましくはqを(p/2)×0.8~(p/2)×1.2の範囲とし、より好ましくはqをp/2とすることで、ブロック陸部6におけるタイヤ周方向のサイプ密度を均一化することができる。これにより、トレッド踏面2をより均一に路面に接触させて、トレッド踏面2の接地面に加わる接地圧の分布を均一化することができ、タイヤ1Aの接地面積を増加させることができる。
サイプユニット列9を構成する複数のサイプユニット8は、各々のタイヤ幅方向の両端がそれぞれタイヤ周方向に沿って延びる一直線上に並ぶように配置されていることが好ましい。具体的には、図3において、サイプユニット列9を構成する複数のサイプユニット8のタイヤ幅方向の両端E1及びE2が、それぞれタイヤ周方向に沿って延びる一直線上に並んでいる。これにより、サイプユニット列9が配置されているブロック陸部6の範囲において、サイプ7が設けられていない空白領域(図中の破線で囲まれた領域)を少なくすることができる。比較対象として、図5に、図3とは異なるサイプユニット8の配置を示す。図5では、サイプユニット列9を構成する複数のサイプユニット8各々のタイヤ幅方向の両端がそれぞれタイヤ周方向に沿って延びる一直線上に並んでいない。図3及び図5を比較すると、図3の破線で囲まれた領域が、図5の破線で囲まれた領域よりも小さい。このように、サイプユニット列9を構成する複数のサイプユニット8のタイヤ幅方向の両端をそれぞれタイヤ周方向に沿って延びる一直線上に並べて配置させることで、サイプユニット列9が配置されているブロック陸部6の範囲において、サイプ7が設けられていない空白領域を少なくすることができる。ただし、サイプユニット8の配置は、図5に示されるようなものであってもよい。
再び図1を参照して、陸部4は、タイヤ幅方向に並べて配置された複数のサイプユニット列9を備えている。図示例では、陸部4A及び4Eのブロック陸部6において、それぞれ2つのサイプユニット列9が、タイヤ幅方向に並べて配置されている。また、陸部4B、4C及び4Dのブロック陸部6において、それぞれ4つのサイプユニット列9が、タイヤ幅方向に並べて配置されている。ただし、1つのブロック陸部6に配置されるサイプユニット列9の数は、任意の数とされてもよい。
以下、図6を参照して、第1の実施形態における複数のサイプユニット列9の配置について説明する。図6は、第1の実施形態における複数のサイプユニット列9の配置を示した模式図である。図6では、2つのサイプユニット列9A及び9Bがタイヤ幅方向に並べて配置されている。
図6に示される第1の実施形態では、タイヤ幅方向において隣り合う2つのサイプユニット列9A及び9Bに含まれる複数のサイプ7は、サイプユニット列9Aと9Bとの間で、タイヤ幅方向に対して同一方向に傾いて延在している。具体的には、複数のサイプユニット列9A及び9Bのうち第1のサイプユニット列9Aに含まれる複数のサイプ7は、タイヤ幅方向の一方側(図面において右側)に向かうに従いタイヤ周方向の一方側(図面において上側)に向かうように傾いて延在している。さらに、第1のサイプユニット列9Aと隣り合う第2のサイプユニット列9Bに含まれる複数のサイプ7は、第1のサイプユニット列9Aに含まれる複数のサイプ7と同様に、タイヤ幅方向の一方側(図面において右側)に向かうに従いタイヤ周方向の一方側(図面において上側)に向かうように傾いて延在している。
このように、タイヤ幅方向において隣り合う複数のサイプユニット列9に含まれる複数のサイプ7が、当該サイプユニット列9の間で、同じ方向に向けて延在するように配置されることで、タイヤ製造時にサイプ7を形成するためのブレードを金型に配置しやすくなり、タイヤ1Aの金型の製作が容易になる。
図6において、タイヤ幅方向において隣り合うサイプユニット列9A及び9Bのタイヤ幅方向の間隔がvで示されている。また、タイヤ幅方向において隣り合うサイプユニット列9A及び9Bのタイヤ周方向のオフセットがuで示されている。タイヤ幅方向の間隔v及びタイヤ周方向のオフセットuは、それぞれ任意の値に設定されていてもよい。
タイヤ幅方向間隔vは、好ましくは、-s~s(s>0)とされる。ここで、sは、サイプユニット8を構成する一対のサイプ7間のタイヤ幅方向のオフセットである。なお、タイヤ幅方向間隔vが正の値であることは、図6に示されるように、サイプユニット列9Aのタイヤ幅方向における両端の間の領域と、タイヤ幅方向においてサイプユニット列9Aと隣り合うサイプユニット列9Bのタイヤ幅方向における両端の間の領域とが、タイヤ幅方向において間隔vだけ離れていることを意味する。一方で、タイヤ幅方向間隔vが負の値であることは、サイプユニット列9Aのタイヤ幅方向における両端の間の領域と、タイヤ幅方向においてサイプユニット列9Aと隣り合うサイプユニット列9Bのタイヤ幅方向における両端の間の領域とが、タイヤ幅方向において間隔vの絶対値の分だけ重複していることを意味する。このようにタイヤ幅方向間隔vが定められることにより、タイヤ幅方向において隣り合うサイプユニット列9A及び9Bが配置されているブロック陸部6の範囲において、サイプ7が設けられていない空白領域(図中の破線で囲まれた領域)が少なくなる。
より好ましくは、タイヤ幅方向の間隔vが0とされ、タイヤ周方向オフセットuが(d+s)×tanφとされる。ここで、φは、サイプユニット8を構成する一対のサイプ7の各々とタイヤ幅方向とのなす角であり、dはサイプ7のタイヤ幅方向の長さであり、sはサイプユニット8を構成する一対のサイプ7間のタイヤ幅方向のオフセットである。タイヤ幅方向間隔vを0とし、タイヤ周方向オフセットuを(d+s)×tanφとした場合のサイプユニット列9の配置を示した模式図を、図7に示す。
タイヤ幅方向間隔vを0とすることで、図7に斜線網掛けで示されるように、タイヤ幅方向に並ぶ複数のサイプ7をタイヤ周方向に沿って投影したとき、複数のサイプ7のタイヤ幅方向成分がタイヤ幅方向において隙間なく連続的に配置される。これにより、複数のサイプユニット列9に亘って隙間なく均等にサイプ7を分散配置することができ、ブロック陸部6におけるエッジ効果及び除水効果を向上させることができる。また、複数のサイプユニット列9に亘って隙間なく均等にサイプ7が分散配置されていることで、ブロック陸部6におけるサイプ密度を均一化することができる。このため、トレッド踏面2をより均一に路面に接触させて、トレッド踏面2の接地面に加わる接地圧の分布を均一化することで、タイヤ1Aの接地面積を増加させることができる。
図7において、第2のサイプユニット列9Bに含まれる複数のサイプ7の各々は、第1のサイプユニット列9Aに含まれるいずれかのサイプ7の延長線上に延在している。これにより、ブロック陸部6において、複数のサイプ7がタイヤ幅方向に、一直線上に並んで配置されている。このため、好ましくはuを((d+s)×tanφ)×0.8~((d+s)×tanφ)×1.2の範囲とし、より好ましくはuを(d+s)×tanφとすることで、サイプ7の空隙に取り込まれた水が一直線上に配置される複数のサイプ7に沿ってタイヤ幅方向に向かって排水されるため、陸部4における氷上グリップ性能が向上する。さらに、隣り合うサイプユニット列9A及び9Bに含まれる複数のサイプ7が同一直線状に並ぶことで、サイプ7を形成するためのブレードを配置した金型の製作が容易になる。
再び図1を参照して、陸部4A及び4Eのブロック陸部6には、それぞれ12本のサイプ7が配置されており、陸部4B、4C及び4Dのブロック陸部6には、それぞれ24本のサイプ7が配置されている。ただし、1つのブロック陸部6に配置されるサイプ7の本数は、任意の数とされてもよい。
例えば、ブロック陸部6に配置されるサイプ7の本数は、タイヤ周方向のサイプ密度SDに基づいて定められていてもよい。タイヤ周方向のサイプ密度SDは、ブロック陸部6を完全に横切るように設けられた横断サイプが、タイヤ周方向にどのくらいの密度で配置されているかを表す指標である。ブロック陸部6の外輪郭面積(mm2)を最大幅BWで除したブロック陸部6の相当タイヤ周方向長さをBL(mm)とし、ブロック陸部6を完全に横切るように設けられた横断サイプの本数をN’とすると、タイヤ周方向の平均サイプ間隔は、BL/(N’+1)として表される。タイヤ周方向のサイプ密度SDは、平均サイプ間隔の逆数として以下の式(1)で表わされる。
SD=(N’+1)/BL (1)
SD=(N’+1)/BL (1)
ブロック陸部6の「外輪郭面積」とは、トレッド踏面2の展開視でブロック陸部6の外輪郭で囲まれた面積をいう。したがって、ブロック陸部6内にサイプ、小穴、細溝等の非接地部分が配置されている場合であっても当該サイプ、小穴、細溝等の面積を除外しない面積を意味する。
以下、本実施形態におけるサイプ密度SDの算出方法について説明する。例えば、図14のサイプ形状図に示されるように、菱形のブロック陸部6に複数のサイプ7が設けられているものとする。はじめに、ブロック陸部6内のサイプ7の本数をn本とし、サイプ7のタイヤ幅方向の長さをd(mm)とし、ブロック陸部6のタイヤ幅方向の最大幅をBW(mm)とすると、相当サイプ本数Nは、d×n/BWとして表される。ここで、相当サイプ本数Nは、本実施形態のサイプ7を、ブロック陸部6を完全に横切るように設けられた横断サイプ(相当サイプ)に換算した場合の本数である。さらに、ブロック陸部6の相当タイヤ周方向長さをBL(mm)とすると、タイヤ周方向の平均サイプ間隔は、BL/(N+1)として表される。ここで、タイヤ周方向の平均サイプ間隔は、本実施形態のサイプ7を相当サイプに換算した場合における、相当サイプのブロック陸部6におけるタイヤ周方向における間隔である。タイヤ周方向のサイプ密度SDは、平均サイプ間隔の逆数として以下の式(2)で表わされる。
SD=(N+1)/BL=((d×n/BW)+1)/BL (2)
SD=(N+1)/BL=((d×n/BW)+1)/BL (2)
なお、ブロック陸部6内のサイプ7の本数n、サイプ7のタイヤ幅方向の長さd、ブロック陸部6のタイヤ幅方向の最大幅BW、及びブロック陸部6の外輪郭面積は、トレッド踏面2の展開視で計測された値とする。
例えば、ブロック陸部6には、サイプ密度SDが0.15(1/mm)以上となるように、複数のサイプ7が配置されていてもよい。これにより、タイヤ1Aの氷上グリップ性能を向上させることができる。
ブロック陸部6において複数のサイプ7が、浅溝10で連結されていてもよい。図8は、第1の実施形態におけるサイプ7が浅溝10で連結されたサイプユニット8の配置を示した模式図である。図8に示されるブロック陸部6は、例えば、図1に示されるタイヤ1Aのブロック陸部6Bに相当する。図8において、ブロック陸部6には、サイプユニット列9が4列、タイヤ幅方向に並んで配置されている。サイプユニット列9において、3つのサイプユニット8がタイヤ周方向に繰り返し配置されている。図8において、タイヤ幅方向に一直線上に並ぶサイプ7が、ブロック陸部6を完全に横切る浅溝10で連結されている。図8において、浅溝10の延在方向に沿ってタイヤ1Aを切断した断面(B-B’断面)を、図9に示す。図9において、浅溝10の深さ(最大深さ)Hは、サイプ7の深さhに応じて定められてもよい。例えば、浅溝10の深さHは、サイプ7の深さhの5~60%の範囲で定められてもよく、好ましくは5~20%の範囲で定められてもよい。例えば、サイプ7の深さhが6.7mmとされ、浅溝10の深さHが0.7mmとされてもよい。かかる構成を有することにより、サイプ7の空隙に取り込まれた水が浅溝10を介してタイヤ幅方向に向かって排水されるため、ブロック陸部6における氷上グリップ性能が向上する。
再び図1を参照して、タイヤ1Aのブロック陸部6には、上述したサイプユニット8以外のサイプが設けられていてもよい。例えば、図示例では、陸部4A及び4Eに、トレッド端TEに向かって、タイヤ幅方向に延在する、ジグザグ状のサイプ11が複数設けられている。これにより、トレッド踏面2における排水性が向上し、タイヤ1Aの氷上グリップ性能が向上する。
(第2の実施形態)
以下、本発明の第2の実施形態であるタイヤ1(1B)について、図10を参照して説明する。図10は、本発明の第2の実施形態に係るタイヤ1Bのトレッドパターンを模式的に示した展開図である。以下、タイヤ1A及び1Bを特に区別しない場合、単にタイヤ1と総称する。
以下、本発明の第2の実施形態であるタイヤ1(1B)について、図10を参照して説明する。図10は、本発明の第2の実施形態に係るタイヤ1Bのトレッドパターンを模式的に示した展開図である。以下、タイヤ1A及び1Bを特に区別しない場合、単にタイヤ1と総称する。
図10に示されるように、第2の実施形態では、タイヤ幅方向において隣り合う2つのサイプユニット列9に含まれる複数のサイプ7が、当該サイプユニット列9の間で、異なる方向に延在するように配置されている点で、第1の実施形態と異なっている。以下に、第1の実施形態と異なる点を中心に第2の実施形態について説明する。なお、第1の実施形態と同じ構成を有する部位には同じ符号を付す。
タイヤ1Bは、第1の実施形態と同様に、トレッド踏面2に、タイヤ周方向に延びる1本以上(図示例では4本)の周方向主溝3(3A、3B、3C、3D)と、1本以上の周方向主溝3のうちタイヤ幅方向に隣り合う周方向主溝3間に、又は、周方向主溝3(3A又は3D)とトレッド端TEとにより、区画される複数(図示例では5つ)の陸部4(4A、4B、4C、4D、4E)と、を有している。
タイヤ1Bにおいて、第1の実施形態と同様に、それぞれの陸部4は、陸部4を完全に横切ってタイヤ幅方向に延在している1本以上の幅方向溝5により、複数のブロック陸部6に区切られている。例えば、図示の範囲内で、陸部4Cは、タイヤ周方向に隣り合う2つの幅方向溝5A及び5Bにより、タイヤ周方向に隣り合う3つのブロック陸部6A、6B及び6Cに区切られている。
陸部4は、第1の実施形態と同様に、一対のサイプ7で構成されたサイプユニット8を備えている。より具体的には、陸部4に含まれるブロック陸部6には、一対のサイプ7A及び7Bで構成された、サイプユニット8が配置されている。
サイプユニット8を構成する一対のサイプ7A及び7Bの各々は、第1の実施形態と同様に、サイプ7の延在方向における両端が陸部4内で終端するように延在している。より具体的には、一対のサイプ7A及び7Bの各々は、サイプ7の延在方向における両端がブロック陸部6内で終端するように延在している。
サイプユニット8を構成する一対のサイプ7A及び7Bの各々は、第1の実施形態と同様に、トレッド踏面2の展開視で、タイヤ幅方向に対して傾斜して直線状に延在している。サイプユニット8を構成する一対のサイプ7A及び7Bの各々は、タイヤ幅方向とのなす角φが0°<φ<45°を満たすように直線状に延在している。
サイプユニット8を構成する一対のサイプ7A及び7Bは、第1の実施形態と同様に、互いのタイヤ幅方向における一部のみがタイヤ周方向において対向している。
陸部4において、複数のサイプユニット8が、第1の実施形態と同様に、タイヤ周方向に繰り返して配置されて、サイプユニット列9を構成している。図示例では、1つのブロック陸部6において、それぞれ3つのサイプユニット8が、タイヤ周方向に繰り返して配置されて、サイプユニット列9を構成している。サイプユニット列9を構成する複数のサイプユニット8は、各々のタイヤ幅方向の両端がそれぞれタイヤ周方向に沿って延びる一直線上に並ぶように配置されていることが好ましい。
陸部4において、複数のサイプユニット列9がタイヤ幅方向に並べて配置されている。図示例では、陸部4A及び4Eのブロック陸部6において、それぞれ2つのサイプユニット列9が、タイヤ幅方向に並べて配置されている。また、陸部4B、4C及び4Dのブロック陸部6において、それぞれ4つのサイプユニット列9が、タイヤ幅方向に並べて配置されている。
以下、図11を参照して、第2の実施形態における複数のサイプユニット列9の配置について説明する。図11は、第2の実施形態における複数のサイプユニット列9の配置を示した模式図である。図11では、2つのサイプユニット列9A及び9Bがタイヤ幅方向に並べて配置されている。
図11に示される第2の実施形態では、第1の実施形態とは異なり、タイヤ幅方向において隣り合う2つのサイプユニット列9A及び9Bに含まれる複数のサイプ7は、サイプユニット列9Aと9Bとの間で、タイヤ幅方向に対して異なる方向に傾いて延在している。具体的には、複数のサイプユニット列9A及び9Bのうち第1のサイプユニット列9Aに含まれる複数のサイプ7は、タイヤ幅方向の一方側(図面において右側)に向かうに従いタイヤ周方向の一方向(図面において上側)に向かうように傾いて延在している。一方で、第1のサイプユニット列9Aと隣り合う第2のサイプユニット列9Bに含まれる複数のサイプ7は、タイヤ幅方向の一方側(図面において右側)に向かうに従いタイヤ周方向の他方側(図面において下側)に向かうように傾いて延在している。
このようにサイプユニット列9が配置されていることにより、タイヤ1Bに外力が入力された際に、隣り合うサイプユニット列9A及び9Bが配置されている範囲のブロック陸部6が互いに支えあうことにより、倒れ込みにくくなる。例えば、図11において矢印で示される方向に外力が入力された場合、サイプユニット列9Aに含まれるサイプ7の周囲のブロック陸部6は、図面において右下に向かって倒れ込む。一方で、サイプユニット列9Bに含まれるサイプ7の周囲のブロック陸部6は、図面において左下に向かって倒れ込む。このように、タイヤ1Bに外力が入力された際に、タイヤ幅方向において隣り合うサイプユニット列9A及び9Bが配置されている範囲のブロック陸部6が、タイヤ幅方向において異なる方向に傾いて倒れ込む際に、互いに支えあうことで、倒れ込みにくくなる。このため、ブロック陸部6の剛性が増大する。また、トレッド踏面2にタイヤ周方向の外力が入力された場合に、サイプユニット列9A及び9Bの周囲のブロック陸部6に加わる外力のタイヤ幅方向の成分が互いに打ち消しあうことで、タイヤ1Bに予期せぬタイヤ幅方向の力が加わることを抑制し、タイヤ1Bを装着する車両の操縦安定性にも影響を与えにくい。
図11において、サイプ7の延在方向における長さがaで、サイプ7とタイヤ幅方向とのなす角がφで示されている。本実施形態では、1つのサイプユニット列9に含まれる複数のサイプ7は、トレッド踏面2の展開視において、互いに略平行に延在している。サイプユニット8において、1対のサイプ7A及び7Bは、互いにタイヤ幅方向にオフセットsだけ、タイヤ周方向にオフセットqだけ位置をずらして配置されている。また、サイプユニット列9を構成する複数のサイプユニット8は、タイヤ周方向においてピッチpで繰り返して配置されている。ここで、サイプユニット列9において隣り合うサイプユニット8の間のタイヤ周方向における距離をユニット間距離rとすると、ユニット間距離rは、r=p-qで示される。
特に、サイプユニット列9を構成するサイプユニット8のピッチpと、サイプユニット8を構成するサイプのタイヤ周方向のオフセットqとが、q=p/2であるとき、r=qとなり、サイプユニット列9に含まれる全てのサイプ7がタイヤ周方向に等間隔で並ぶ。このため、好ましくはqを(p/2)×0.8~(p/2)×1.2の範囲とし、より好ましくはqをp/2とすることで、ブロック陸部6におけるタイヤ周方向のサイプ密度を均一化することができる。このため、トレッド踏面2をより均一に路面に接触させて、トレッド踏面2の接地面に加わる接地圧の分布を均一化することができ、タイヤ1Bの接地面積を増加させることができる。
図11において、タイヤ幅方向において隣り合うサイプユニット列9A及び9Bのタイヤ幅方向の間隔がvで示されている。また、タイヤ幅方向において隣り合うサイプユニット列9A及び9Bのタイヤ周方向のオフセットがuで示されている。
タイヤ幅方向間隔vは、好ましくは、-s~s(s>0)とされる。ここで、sは、サイプユニット列9を構成するサイプユニット8の一対のサイプ7間のタイヤ幅方向のオフセットである。なお、タイヤ幅方向間隔vが正の値であることは、図11に示されるように、サイプユニット列9Aのタイヤ幅方向における両端の間の領域と、タイヤ幅方向においてサイプユニット列9Aと隣り合うサイプユニット列9Bのタイヤ幅方向における両端の間の領域とが、タイヤ幅方向において間隔vだけ離れていることを意味する。一方で、タイヤ幅方向間隔vが負の値であることは、サイプユニット列9Aのタイヤ幅方向における両端の間の領域と、タイヤ幅方向においてサイプユニット列9Aと隣り合うサイプユニット列9Bのタイヤ幅方向における両端の間の領域とが、タイヤ幅方向において間隔vの絶対値の分だけ重複していることを意味する。このようにタイヤ幅方向間隔vが定められることにより、タイヤ幅方向において隣り合うサイプユニット列9A及び9Bが配置されているブロック陸部6の範囲において、サイプ7が設けられていない空白領域(図中の破線で囲まれた領域)が少なくなる。
より好ましくは、タイヤ幅方向の間隔vが0とされ、タイヤ周方向オフセットuが(d+s)×tanφとされる。ここで、φは、サイプユニット8を構成する一対のサイプ7の各々とタイヤ幅方向とのなす角であり、dはサイプ7のタイヤ幅方向の長さであり、sはサイプユニット8を構成する一対のサイプ7間のタイヤ幅方向のオフセットである。タイヤ幅方向間隔vを0とし、タイヤ周方向オフセットuを(d+s)×tanφとした場合のサイプユニット列9の配置を示した模式図を、図12に示す。
タイヤ幅方向間隔vを0とすることで、図12に斜線網掛けで示されるように、タイヤ幅方向に並ぶ複数のサイプ7をタイヤ周方向に沿って投影したとき、複数のサイプ7のタイヤ幅方向成分がタイヤ幅方向において隙間なく連続的に配置される。これにより、複数のサイプユニット列9に亘って隙間なく均等にサイプ7を分散配置することができ、ブロック陸部6におけるエッジ効果及び除水効果を向上させることができる。また、複数のサイプユニット列9に亘って隙間なく均等にサイプ7が分散配置されていることで、ブロック陸部6におけるサイプ密度を均一化することができる。このため、トレッド踏面2をより均一に路面に接触させて、トレッド踏面2の接地面に加わる接地圧の分布を均一化することで、タイヤ1Bの接地面積を増加させることができる。
図12において、第2のサイプユニット列9Bに含まれる複数のサイプ7の各々は、第1のサイプユニット列9Aに含まれるいずれかのサイプ7の延在方向に沿った延長線と交差するように延在している。このため、あるサイプ7の空隙に取り込まれた水がサイプ7の延在方向に沿ってサイプ7から排水された際に、サイプ7の延長線と交差するように延在する他のサイプ7に再び取り込まれるため、陸部4における氷上グリップ性能が低下しにくい。
タイヤ1Bにおいても、ブロック陸部6に配置されるサイプ7の本数は、第1の実施形態において上述した、サイプ密度SDに基づいて定められていてもよい。例えば、ブロック陸部6には、サイプ密度SDが0.15(1/mm)以上となるように、複数のサイプ7が配置されていてもよい。これにより、ブロック陸部6にサイプ7を配置することによる、タイヤ1Bのブロック陸部6の剛性の低下を抑制し、ひいてはタイヤ1Bの接地面積の減少を抑制することができる。このため、タイヤ1Bの氷上グリップ性能を向上させることができる。
タイヤ1Bにおいても、第1の実施形態と同様に、ブロック陸部6において複数のサイプ7が、ブロック陸部6をタイヤ幅方向に横切る浅溝10で連結されていてもよい。図13は、第2の実施形態におけるサイプ7が浅溝10で連結されたサイプユニット8の配置を示した模式図である。図13に示されるブロック陸部6は、例えば、図10に示されるタイヤ1Bのブロック陸部6Bに相当する。図13において、ブロック陸部6には、サイプユニット列9が4列、タイヤ幅方向に並んで配置されている。サイプユニット列9において、3つのサイプユニット8がタイヤ周方向に繰り返し配置されている。サイプ7の各々(例えば図13中の7A)は、サイプ7(7A)の延在方向に沿った延長線上に一端が存在しているサイプ7(図13中の7C)と、ブロック陸部6を完全に横切る浅溝10で連結されている。すなわち、タイヤ1Bでは、ブロック陸部6において複数のサイプ7が、ブロック陸部6をタイヤ幅方向に横切るジグザグ状の浅溝10で連結されている。浅溝10の深さHは、第1の実施形態と同様に、サイプ7の深さhに応じて定められてもよい。かかる構成を有することにより、サイプ7の空隙に取り込まれた水が浅溝10を介してタイヤ幅方向に向かって排水されるため、ブロック陸部6における氷上グリップ性能が向上する。
以下に、図14及び図15を参照して、本発明の一実施形態に係るタイヤ1の実施例について説明する。図14は、実施例及び比較例を示した表である。図15は、図14に示した実施例及び比較例におけるブロック剛性及び接地面積を示す図である。
図14に示される実施例1~2及び比較例1~3のタイヤについて有限要素法(FEM:Finite Element Method)を用いたシミュレーションを行い、ブロック陸部の外輪郭面積に乗用車用タイヤの標準的な接地圧230kPaを乗じた垂直荷重を負荷した条件で、ブロック剛性及び接地面積を評価した。実施例1~2及び比較例1~3では、タイヤ周方向の長さが45.6mm、タイヤ幅方向の長さが27mmの菱形のブロック陸部に、それぞれ図14のサイプ形状図に示されるサイプを配置したものとして評価を行った。
その結果、図15に示されるように、実施例では、同じサイプ密度の比較例に比べて、ブロック剛性Kx(N/mm)及び剪断時の実接地面積Ar(mm2)が、共に向上する結果が得られた。例えば、比較例2は、実施例2に対して、Kxが11%アップし、Kxが23%アップした。ここで、ブロック剛性Kx(N/mm)は、タイヤ周方向の横変位が1mmとなる時の同方向のせん断入力値であり、剪断時の実接地面積Ar(mm2)は、タイヤ周方向のせん断入力が上記垂直荷重の0.3倍の時の、部分的に浮き上がりが生じた状態の残存接地面積である。このように、本発明の一実施形態に係るタイヤ1では、サイプ密度と陸部剛性を両立させる(換言すれば、サイプ密度を保ちながら陸部剛性を向上させる、或いは、陸部剛性を保ちながらサイプ密度を大きくする)ことにより、氷上グリップ性能を向上させることができる。
以上から、本発明の一実施形態に係るタイヤ1によれば、タイヤ1の氷上グリップ性能を向上させることが明らかになった。
以上述べたように、本発明の各実施形態に係るタイヤ1は、トレッド踏面2に陸部4(ブロック陸部6)を有するタイヤ1であって、陸部4(ブロック陸部6)は、一対のサイプ7で構成されたサイプユニット8を備え、一対のサイプ7の各々は、サイプ7の延在方向における両端が陸部4(ブロック陸部6)内で終端するように延在し、一対のサイプ7は、互いのタイヤ幅方向における一部のみがタイヤ周方向において対向している。かかる構成によれば、陸部4(ブロック陸部6)にサイプ7を配置することによる、タイヤ1の陸部4(ブロック陸部6)の剛性の低下を抑制し、ひいてはタイヤ1の接地面積の減少を抑制することができる。また、陸部4(ブロック陸部6)におけるサイプ密度を保ちながら、サイプ7がエッジ効果及び除水効果を発揮できる範囲を広くすることができる。このため、タイヤ1の氷上グリップ性能を向上させることができる。
本発明の各実施形態に係るタイヤ1では、一対のサイプ7の各々は、タイヤ幅方向とのなす角φが0°<φ<45°を満たすように直線状に延在していることが好ましい。かかる構成によれば、サイプ7が、タイヤ周方向における制動力及び駆動力の向上に寄与するだけでなく、タイヤ幅方向における横方向グリップ性能(旋回力)の向上にも寄与することができる。
本発明の各実施形態に係るタイヤ1では、陸部4(ブロック陸部6)において、複数のサイプユニット8が、タイヤ周方向に繰り返して配置されて、サイプユニット列9を構成し、サイプユニット列9を構成する複数のサイプユニット8は、各々のタイヤ幅方向の両端がそれぞれタイヤ周方向に沿って延びる一直線上に並ぶように配置されていることが好ましい。かかる構成によれば、サイプユニット列9が配置されている陸部4(ブロック陸部6)の範囲において、サイプ7が設けられていない空白領域を少なくすることができる。
本発明の第1の実施形態に係るタイヤ1Aでは、陸部4(ブロック陸部6)は、タイヤ幅方向に並べて配置された複数のサイプユニット列9を備え、複数のサイプユニット列9のうち第1のサイプユニット列9Aに含まれる複数のサイプ7は、タイヤ幅方向の一方側に向かうに従いタイヤ周方向の一方側に向かうように傾いて延在し、第1のサイプユニット列9Aと隣り合う第2のサイプユニット列9Bに含まれる複数のサイプ7は、タイヤ幅方向の一方側に向かうに従いタイヤ周方向の一方側に向かうように傾いて延在していることが好ましい。かかる構成によれば、タイヤ製造時にサイプ7を形成するためのブレードを金型に配置しやすくなり、タイヤ1Aの金型の製作が容易になる。
本発明の第1の実施形態に係るタイヤ1Aでは、第2のサイプユニット列9Bに含まれる複数のサイプ7の各々は、第1のサイプユニット列9Aに含まれるいずれかのサイプ7の延長線上に延在していることが好ましい。かかる構成によれば、サイプ7の空隙に取り込まれた水が一直線上に配置される複数のサイプ7に沿ってタイヤ幅方向に向かって排水されるため、タイヤ1Aの氷上グリップ性能をさらに向上させることができる。
本発明の第2の実施形態に係るタイヤ1Bでは、陸部4(ブロック陸部6)は、タイヤ幅方向に並べて配置された複数のサイプユニット列9を備え、複数のサイプユニット列9のうち第1のサイプユニット列9Aに含まれる複数のサイプ7は、タイヤ幅方向の一方側に向かうに従いタイヤ周方向の一方側に向かうように傾いて延在し、第1のサイプユニット列9Aと隣り合う第2のサイプユニット列9Bに含まれる複数のサイプ7は、タイヤ幅方向の一方側に向かうに従いタイヤ周方向の他方側に向かうように傾いて延在していることが好ましい。かかる構成によれば、タイヤ1Bに外力が入力された際に、隣り合うサイプユニット列9が配置されている範囲の陸部4(ブロック陸部6)が互いに支えあうことにより、倒れ込みにくくなる。このため、陸部4(ブロック陸部6)の剛性が増大し、ひいてはタイヤ1Bの接地面積を増加させることができる。これにより、タイヤ1Bの氷上グリップ性能をさらに向上させることができる。
本発明の各実施形態に係るタイヤ1では、サイプ7のタイヤ幅方向の長さをd(mm)とし、サイプ7の深さをh(mm)とするとき、d×hは150(mm2)以下であって、陸部4(ブロック陸部6)内のサイプ7の本数をnとし、陸部4(ブロック陸部6)のタイヤ幅方向の最大幅をBW(mm)とし、陸部4(ブロック陸部6)の外輪郭面積(mm2)を最大幅BWで除した陸部4(ブロック陸部6)の相当タイヤ周方向長さをBL(mm)とし、相当サイプ本数Nを、d×n/BWとして表し、タイヤ周方向の平均サイプ間隔をBL/(N+1)、として表し、タイヤ周方向のサイプ密度SDを平均サイプ間隔の逆数として、SD=(N+1)/BL=((d×n/BW)+1)/BL、として表すとき、SDが0.15(1/mm)以上であることが好ましい。かかる構成によれば、陸部4(ブロック陸部6)にサイプ7を配置することによる、タイヤ1の陸部4(ブロック陸部6)の剛性の低下を抑制しつつ、サイプ密度を増大させることができる。これにより、タイヤ1の氷上グリップ性能を向上させることができる。
本発明を諸図面及び実施形態に基づき説明してきたが、当業者であれば本発明に基づき種々の変形及び修正を行うことが可能であることに注意されたい。したがって、これらの変形及び修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各実施形態に含まれる構成又は機能等は論理的に矛盾しないように再配置可能である。また、各実施形態に含まれる構成又は機能等は、他の実施形態に組み合わせて用いることができ、複数の構成又は機能等を1つに組み合わせたり、分割したり、或いは一部を省略したりすることが可能である。
1(1A、1B):タイヤ、 2:トレッド踏面、 3(3A、3B、3C、3D):周方向主溝、 4(4A、4B、4C、4D、4E):陸部、 5(5A、5B):幅方向溝、 6(6A、6B、6C):ブロック陸部、 7(7A、7B、7C):サイプ、 7a、7b:サイプの一部、 8:サイプユニット、 9(9A、9B):サイプユニット列、 10:浅溝、 a:サイプの長さ、 h:サイプの深さ、 w:サイプの幅、 d:サイプのタイヤ幅方向の長さ、 s:タイヤ幅方向のオフセット、 q:タイヤ周方向のオフセット、 φ:サイプとタイヤ幅方向とのなす角、 p:タイヤ周方向におけるユニットのピッチ、 r:タイヤ周方向におけるユニット間距離、 v:タイヤ幅方向に隣り合うサイプユニット列の間のタイヤ幅方向の間隔、 u:タイヤ幅方向に隣り合うサイプユニット列のタイヤ周方向のオフセット、 SD:サイプ密度、 N:相当サイプ本数、 BW:ブロック陸部のタイヤ幅方向の最大幅、 BL:ブロック陸部の相当タイヤ周方向長さ、 A-A’、B-B’:切断面、 E1、E2:サイプユニットのタイヤ幅方向の端、 TE:トレッド端、 CL:タイヤ赤道面、 Ar:剪断時の実接地面積、 Kx:ブロック剛性、 H:浅溝の深さ、 U:浮き上がり
Claims (7)
- トレッド踏面に陸部を有するタイヤであって、
前記陸部は、一対のサイプで構成されたサイプユニットを備え、
前記一対のサイプの各々は、サイプの延在方向における両端が前記陸部内で終端するように延在し、
前記一対のサイプは、互いのタイヤ幅方向における一部のみがタイヤ周方向において対向している、タイヤ。 - 前記一対のサイプの各々は、タイヤ幅方向とのなす角φが0°<φ<45°を満たすように直線状に延在している、請求項1に記載のタイヤ。
- 前記陸部において、複数の前記サイプユニットが、タイヤ周方向に繰り返して配置されて、サイプユニット列を構成し、
前記サイプユニット列を構成する前記複数の前記サイプユニットは、各々のタイヤ幅方向の両端がそれぞれタイヤ周方向に沿って延びる一直線上に並ぶように配置されている、請求項1又は2に記載のタイヤ。 - 前記陸部は、タイヤ幅方向に並べて配置された複数の前記サイプユニット列を備え、
前記複数の前記サイプユニット列のうち第1のサイプユニット列に含まれる複数のサイプは、タイヤ幅方向の一方側に向かうに従いタイヤ周方向の一方側に向かうように傾いて延在し、
前記第1のサイプユニット列と隣り合う第2のサイプユニット列に含まれる複数のサイプは、タイヤ幅方向の前記一方側に向かうに従いタイヤ周方向の前記一方側に向かうように傾いて延在している、請求項3に記載のタイヤ。 - 前記第2のサイプユニット列に含まれる前記複数のサイプの各々は、前記第1のサイプユニット列に含まれるいずれかのサイプの延長線上に延在している、請求項4に記載のタイヤ。
- 前記陸部は、タイヤ幅方向に並べて配置された複数の前記サイプユニット列を備え、
前記複数の前記サイプユニット列のうち第1のサイプユニット列に含まれる複数のサイプは、タイヤ幅方向の一方側に向かうに従いタイヤ周方向の一方側に向かうように傾いて延在し、
前記第1のサイプユニット列と隣り合う第2のサイプユニット列に含まれる複数のサイプは、タイヤ幅方向の前記一方側に向かうに従いタイヤ周方向の他方側に向かうように傾いて延在している、請求項3に記載のタイヤ。 - 前記サイプのタイヤ幅方向の長さをd(mm)とし、前記サイプの深さをh(mm)とするとき、d×hは150(mm2)以下であって、
前記陸部内の前記サイプの本数をnとし、前記陸部のタイヤ幅方向の最大幅をBW(mm)とし、前記陸部の外輪郭面積(mm2)を前記最大幅BWで除した前記陸部の相当タイヤ周方向長さをBL(mm)とし、相当サイプ本数Nを、d×n/BWとして表し、タイヤ周方向の平均サイプ間隔をBL/(N+1)として表し、タイヤ周方向のサイプ密度SDを平均サイプ間隔の逆数として、SD=(N+1)/BL=((d×n/BW)+1)/BLとして表すとき、SDが0.15(1/mm)以上である、請求項1から6のいずれか一項に記載のタイヤ。
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