JP3701021B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ブロック及び／又はリブにサイプを備えた空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、アイス路面及びウェット路面上での性能向上に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、タイヤトレッドにブロック及び／又はリブを備えた空気入りタイヤにおいては、ブロック及び／又はリブにサイプを刻んで、アイス路面及びウェット路面上での性能向上を図ってきた。
【０００３】
例えば、トレッド表面の開口部において直線状であり、溝底部に向かって波形をなし、該波形の振幅が徐々に大きくなるサイプを刻み、摩耗中期以降において振幅の大きくなった波形サイプによりエッジ効果を高め、アイス性能を高めた空気入りタイヤが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平９−１８３３０３号（第２〜３頁、第２〜３図）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
かかる従来技術の空気入りタイヤにおいては、波形の振幅が徐々に大きくなるため、エッジ効果も徐々に増大する。一方、摩耗により比較的浅いサイプが消滅したりブロック等の剛性が高くなったりする。その結果、エッジ効果の低下は急峻となるため、エッジ効果の増大がかかる性能低下に追従できず、十分にエッジ効果を高めることができなかった。また、サイプの波形の振幅が徐々に大きくなる構造を採っていたため、振幅の大きい溝底部においてクラックが発生するおそれがあった。溝底部に向かうにつれ、隣り合うサイプの間隔が狭くなり偏摩耗を起こすおそれがあった。そのため、サイプ密度を大きくすることができず、結果的にはエッジ効果が低くなることもあった。
【０００６】
本発明の目的は、トレッドの摩耗進行時におけるアイス性能及びウェット性能の低下を抑制することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、鋭意検討した結果、本発明は、トレッドに刻まれたタイヤ周方向に連なる主溝と前記主溝同士を連通する横溝とによって区画されたブロック、及び／又は、前記主溝により区画されたリブを備えた空気入りタイヤにおいて、
前記ブロック及び／又は前記リブには波形サイプが刻まれ、トレッド面に垂直な方向に前記波形サイプが２以上の部分に分割され、前記各部分のサイプの波数がトレッド表面からタイヤ溝底部に向かうにつれ段階的に増加していることを特徴とする空気入りタイヤを採用した。
【０００８】
一般に、トレッドの摩耗が進行すると、ブロックの高さが低くなり剛性が高くなる。その結果、ブロックの倒れこみが不足し、エッジ効果が低下する。波形サイプの波数（波の山の数）が多いほど、該サイプによるエッジ効果が高くなる。トレッド面に垂直な方向に波形サイプを２以上の部分に分割し、分割した各部分のサイプの波数がトレッド表面からタイヤ溝底部に向かうにつれ段階的に増加しているようにすると、トレッドの摩耗が進行するにつれ、トレッド表面に現れるサイプの波数が増大する。また、エッジ効果も段階的に増大する。その結果、エッジ効果の低下を補うことができる。
【０００９】
なお、分割された各部において、サイプの振幅は他の各部と同程度であればよいが、サイプの波数を増加させると共に振幅を増大させてもよい。
【００１０】
タイヤ新品時における前記波形サイプのトレッド表面開口部が波形状である空気入りタイヤとすることもできる。
【００１１】
スタッドレスタイヤにおいては、摩耗初期からサイプを波形にしてエッジ効果を高める必要がある。新品時にトレッド表面開口部を波形状にし、段階的に波数を増加させて、摩耗中期から摩耗末期にかけてエッジ効果の低下を抑制し、アイス性能を向上することができる。
【００１２】
タイヤ新品時における前記波形サイプのトレッド表面開口部が直線状である空気入りタイヤとすることもできる。
【００１３】
通常は直線状サイプが刻まれるサマータイヤにおいても、摩耗初期では直線状サイプとし、摩耗中期から摩耗末期にかけては波形サイプとすることにより、エッジ効果を高めることによりウェット路面上の性能を向上することができる。
【００１４】
また、サイプ密度が高くなるとサイプ間の最短距離が短くなる。新品時や摩耗初期段階においては、ブロックの剛性が低いため、サイプ間の狭い部分が欠けなどの損傷を起こす場合があるので、新品時のサイプのトレッド表面開口部を直線状にして、損傷を防止することができる。
【００１５】
分割された少なくとも１つの前記部分の波形凹凸進行方向がトレッド面に垂直な方向に対して傾斜している空気入りタイヤとすることもできる。
【００１６】
一般に、サイプの波形の凹凸はトレッド面に垂直な方向に進行している。かかる場合、倒れこみが不足し接地面積が減少し、その結果、エッジ効果が低下することがある。しかし、波形の凹凸が傾斜していると倒れこみ方向の剛性が低下し、倒れこみが容易になり、接地面積が増大し、エッジ効果を高めることができる。
【００１７】
隣り合う前記部分において前記凹凸進行方向の、前記波形凹凸進行方向がジグザグ状になっている空気入りタイヤとすることもできる。
【００１８】
傾斜方向が互いに異なりジグザグ状に波形凹凸が進行していると、倒れこみ方向の剛性が過度に低下することがないので、偏摩耗を防止することができる。
【００１９】
前記波形凹凸進行方向の傾斜角度がトレッド面に垂直な方向に対して−４５度〜４５度である空気入りタイヤとすることができる。
【００２０】
波形凹凸の傾斜角度が大きくなると、トレッド表面に現れるサイプの波数が少なくなるので、エッジ効果が低下することがある。したがって、傾斜角度を−４５度〜４５度にすることが好ましい。
【００２１】
前記波形サイプの最深部が直線状である空気入りタイヤとすることができる。
【００２２】
サイプが刻まれたブロックは倒れこみが繰り返されるので、特にサイプの最深部においてクラックなどが発生しやすくなる。クラックなどの防止の観点からサイプの最深部を波形ではなく直線状とすることが好ましい。
【００２３】
また、前記波形サイプの最深部の形状が、タイヤ新品時におけるトレッド表面開口部の形状と同程度である空気入りタイヤとすることもできる。
【００２４】
波数を多くすると波長が短くなり、サイプの波形の曲率が大きくなるので、クラックが発生しやすくなる。そのため、波形サイプの最深部の形状を直線状とするほか、タイヤ新品時におけるトレッド表面開口部の形状と同程度の形状とすることにより、クラック発生を防止できる。ここで、同程度の形状とは、波形の振幅及び波数において、同程度な形状をいう。
【００２５】
また、前記波形サイプの最深部のサイプ長さが、タイヤ新品時におけるトレッド表面開口部のサイプ長さより短い空気入りタイヤとすることもできる。
【００２６】
波形サイプの最深部のサイプ長さをタイヤ新品時におけるトレッド表面開口部のサイプ長さより短くすることにより、サイプ最深部近傍の剛性が高くなり、サイプ間の過度な動きを抑制することができるので、サイプ最深部のクラックを防止することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて、本発明に係る空気入りタイヤの一実施形態を説明する。図１は本発明に係る空気入りタイヤの一実施形態を示す概略パターン展開図である。
【００２８】
図１において、トレッド１には、周方向Ｒに連なる主溝２と、主溝２同士を連通する横溝３が刻まれている。主溝２及び横溝３によってブロック４が形成されている。ブロック４には、タイヤ幅方向に連なる複数の波形サイプ５が刻まれている。図１ではサイプ５の端部はオープンであるが、クローズドであっても構わない。
【００２９】
図2は、サイプ５の断面の詳細を示す図である。トレッド表面（新品時）６とサイプ底（サイプ最深部）７との略中間に分割面８が設けられている。分割面８よりトレッド表面６までの部分サイプ５ａは、Ａ−Ａ’断面９ａに示すように波数が１０であり、分割面８よりサイプ底７までの部分サイプ５ｂは、Ｂ−Ｂ’断面９ｂに示すように波数は１５となって、段階的にサイプ５の波数が増加している。
【００３０】
したがって、摩耗初期、すなわち、トレッド１が分割面８まで摩耗するまでは、部分サイプ５ａがトレッド表面に現れる。部分サイプ５ｂに比べ波数は少ないが、ブロック４の高さが高いのでブロック４の剛性が低い。そのため、ブロック４の倒れこみが十分なため、十分なエッジ効果が得られる。分割面８を超えて摩耗が進行すると、部分サイプ５ｂがトレッド表面に現れる。ブロック４の高さが低いのでブロック４の剛性が低く倒れこみが十分でないが、部分サイプ５ｂに波数が増加しているので、エッジ効果の低下を抑制することができる。なお、トレッド表面６とサイプ底７との中間位置ではなく、分割面８の位置をトレッド表面６側又はサイプ底７側にずらして設けることもできる。
【００３１】
図３は、分割面８よりトレッド表面６までの部分サイプ５ａを直線状としたサイプの例を示す。図において、分割面８よりトレッド表面６までの部分サイプ５ａは、Ａ−Ａ’断面９ａに示すように直線状（波数が０）であり、分割面８よりサイプ底７までの部分サイプ５ｂは、Ｂ−Ｂ’断面９ｂに示すように波数は１０となって、段階的にサイプ５の波数が増加している。
【００３２】
例えば、通常直線状サイプが刻まれるサマータイヤにおいて、かかるサイプの構造を採ると、摩耗初期では直線状の部分サイプ５ａがウェット路面における性能向上の機能を果たす。そして、摩耗中期から摩耗末期にかけては波形状の部分サイプ５ｂがトレッド表面に現れることにより、エッジ効果が高められウェット路面の性能を向上することができる。
【００３３】
図４及び図５は、それぞれ図２及び図３に示したサイプの凹凸進行方向をトレッド面に垂直な方向に対して傾斜させた例である。図４において、部分サイプ５ａの凹凸進行方向は、サイプ底７（溝底部）に向かうにつれ左から右に傾斜し、トレッド面に垂直な方向と角度θａをなしている（この場合の角度を正とする）。逆に、部分サイプ５ｂの凹凸進行方向は、サイプ底７（溝底部）に向かうにつれ右から左に傾斜し、トレッド面に垂直な方向と角度θｂをなしている（この場合の角度を負とする）。このように、波形サイプの凹凸進行方向を傾斜させることにより、倒れこみ方向の剛性が低下する。その結果、倒れこみが容易となり、接地面積が増加するので、エッジ効果を高めることができる。図５に示した部分サイプ５ｂも同様の効果を奏する。
【００３４】
また、図６に示すように、サイプを３分割してもよい。図において、分割面８ａ及び８ｂにより、サイプ５は部分サイプ５ａ、５ｂ、５ｃに３分割され、各部分サイプの波数は、５、１０、１５と段階的に増加している。また、隣り合う部分サイプにおいて傾斜方向は異なり、ジグザグ状になっている。すなわち、傾斜角度の符号が異なるようになっている。このように、傾斜方向が互いに異なりジグザグ状に波形凹凸が進行していると、倒れこみ方向の剛性が過度に低下することがないので、偏摩耗を防止することができる。
【００３５】
さらに、分割面８ｃを設けて、断面が直線状の部分サイプ５ｄを最深部に設けてもよく、直線状の部分サイプ５ｄによりサイプ底７のクラックを防止することができる。また、図７に示すように、新品時のトレッド表面６におけるサイプの長さＸよりもサイプ最深部７のサイプ長さＸ１を短くすることができる。サイプ最深部７近傍の剛性が高くなり、サイプ５間の過度な動きを抑制することができるので、サイプ最深部７のクラックを防止することができる。なお、部分サイプ５ｃの深さ方向途中からサイプ長さを短くした構造としているが、Ｘ＞Ｘ１であればよく、徐々に新品時のトレッド表面６からサイプ最深部７までサイプ長さが短くなるようにしてもよい。
【００３６】
なお、ブレードが立設された加硫成形金型により未加硫タイヤを加硫成形することにより、トレッドにサイプが刻まれる。本発明において、例えば、図２及び図３に示したサイプは、それぞれ図８（ａ）、（ｂ）に示すブレードにより成形することができる。図８（ａ）のブレード１０において、上部１０ａは波数の少ない部分サイプ５ａを、下部１０ｂは波数の多い部分サイプ５ｂを成形する。同様に、図８（ｂ）のブレード１０において、上部１０ａは直線状の部分サイプ５ａを、下部１０ｂは波形の部分サイプ５ｂを成形する。なお、ブレード１０の曲面の連続性を確保する必要があるため、分割面付近では点線で示した断面を有し、徐々にサイプ形状が変形するようなブレードとなっている。
【００３７】
以上、ブロックを備えた空気入りタイヤについて説明したが、リブを備えた空気入りタイヤにおいても、リブに刻まれたサイプを上述した構造としても、同様の効果を得ることができる。また、ブロックやリブの一部のサイプについて上述の構造とすることもできる。また、特定のブロックもしくはブロック列のサイプのみを上述の構造としてもよい。
【００３８】
【実施例】
本発明に係る空気入りタイヤを試作して性能評価を行った。実施例１〜４及び比較例１〜２に係るタイヤは、いずれも図１に示したブロックパターンを有する。実施例１〜４に係るサイプは、それぞれ図２〜図５に示したサイプ形状を有する。比較例１に係るサイプは波数が１０で凹凸進行方向がトレッド面に垂直な方向であるサイプであり、比較例２に係るサイプは直線状のサイプである。実施例、比較例いずれのサイプ深さも７ｍｍとし、分割面はトレッド表面から３．５ｍｍの位置としている。それぞれのサイプ形状は表１に示す通りである。表１において、比較例のサイプは分割されていないが、部分サイプ５ａとしている。また、直線状サイプの場合、波数は０としている。
【００３９】
また、実施例、比較例のいずれにおいても、タイヤサイズは１９５／６５Ｒ１５であり、排気量２０００ｃｃの国産前輪駆動車に装着し、トレッドが最大サイプ深さの６０％摩耗した時点におけるアイス路面及びウェット路面上での性能評価を行った。
【００４０】
性能評価の結果を表１に示す。表１において、アイス制動性能は４０ｋｍ／ｈからのフルロック制動距離の逆数を示し、ウェット制動性能は水深１ｍｍのウェット路面上で１００ｋｍ／ｈよりフルロック制動を行い、９０ｋｍ／ｈから２０ｋｍ／ｈへの区間制動距離の逆数を示し、いずれも比較例１を１００とした指数で表示している。したがって、指数が大きいほど性能が良いことを表す。
【００４１】
【表１】

【００４２】
表１によれば、実施例では、段階的に波形サイプの波数が増加した構造としているので、波数が増加したサイプによるエッジ効果によりアイス制動及びウェット制動が向上している。したがって、本発明のタイヤは、アイス性能及びウェット性能が優れていることがわかる。
【００４３】
【発明の効果】
以上の通り、本発明の空気入りタイヤでは、ブロック及び／又はリブに刻まれたサイプを、トレッド面に垂直な方向に２以上の部分に分割し、前記各部分のサイプの波数がトレッド表面からタイヤ溝底部に向かうにつれ段階的に増加している構造とした。その結果、トレッドの摩耗が進行しても、路面に接地するサイプの波数が段階的に増加し、アイス性能及びウェット性能の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る空気入りタイヤの一実施形態を示す概略パターン展開図である。
【図２】本発明に係る空気入りタイヤのサイプの断面を示す図である。
【図３】本発明に係る空気入りタイヤのサイプの断面を示す図である。
【図４】本発明に係る空気入りタイヤのサイプの断面を示す図である。
【図５】本発明に係る空気入りタイヤのサイプの断面を示す図である。
【図６】本発明に係る空気入りタイヤのサイプの断面を示す図である。
【図７】本発明に係る空気入りタイヤのサイプの断面を示す図である。
【図８】図２及び図３に示したサイプを形成するブレードの一実施例を示す概略斜視図である。
【符号の説明】
１ トレッド
２ 主溝
３ 横溝
４ ブロック
５ 波形サイプ
１０ ブレード

Claims (9)

1. トレッドに刻まれたタイヤ周方向に連なる主溝と前記主溝同士を連通する横溝とによって区画されたブロック、及び／又は、前記主溝により区画されたリブを備えた空気入りタイヤにおいて、
   前記ブロック及び／又は前記リブには波形サイプが刻まれ、トレッド面に垂直な方向に前記波形サイプが２以上の部分に分割され、前記各部分のサイプの波数がトレッド表面からタイヤ溝底部に向かうにつれ段階的に増加していることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. トレッドに刻まれたタイヤ周方向に連なる主溝と前記主溝同士を連通する横溝とによって区画されたブロック、及び／又は、前記主溝により区画されたリブを備えた空気入りタイヤにおいて、
   前記ブロック及び／又は前記リブには波形サイプが刻まれ、トレッド面に垂直な方向に前記波形サイプが３以上の部分に分割され、前記波形サイプの最深部が直線状であって、前記最深部を除いた前記各部分のサイプの波数がトレッド表面からタイヤ溝底部に向かうにつれ段階的に増加していることを特徴とする空気入りタイヤ。
3. トレッドに刻まれたタイヤ周方向に連なる主溝と前記主溝同士を連通する横溝とによって区画されたブロック、及び／又は、前記主溝により区画されたリブを備えた空気入りタイヤにおいて、
   前記ブロック及び／又は前記リブには波形サイプが刻まれ、トレッド面に垂直な方向に前記波形サイプが３以上の部分に分割され、前記波形サイプの最深部がタイヤ新品時におけるトレッド表面開口部と同振幅及び同波数の波形であって、前記最深部を除いた前記各部分のサイプの波数がトレッド表面からタイヤ溝底部に向かうにつれ段階的に増加していることを特徴とする空気入りタイヤ。
4. タイヤ新品時における前記波形サイプのトレッド表面開口部が波形状である請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. タイヤ新品時における前記波形サイプのトレッド表面開口部が直線状である請求項１又は３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 分割された少なくとも１つの前記部分の波形凹凸のトレッド深さ方向の進行方向が、サイプの深さ方向断面においてトレッド面に垂直な方向に対して傾斜している請求項１乃至５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
7. 隣り合う前記部分において前記波形凹凸のトレッド深さ方向の進行方向の傾斜方向が互いに異なり、前記波形凹凸進行方向がジグザグ状になっている請求項６に記載の空気入りタイヤ。
8. 前記波形凹凸のトレッド深さ方向の進行方向の傾斜角度が、サイプの深さ方向断面においてトレッド面に垂直な方向に対して−４５度〜４５度である請求項６又は７に記載の空気入りタイヤ。
9. 前記波形サイプの最深部のサイプ長さが、タイヤ新品時におけるトレッド表面開口部のサイプ長さより短い請求項１乃至８のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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