JP3711687B2

JP3711687B2 - 空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP3711687B2
Application number: JP08561197A
Authority: JP
Inventors: 卓司山本; 英司東
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 1997-03-18
Filing date: 1997-03-18
Publication date: 2005-11-02
Anticipated expiration: 2017-03-18
Also published as: JPH10258615A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スタッドレスタイヤ等に好適に用いられる空気入りラジアルタイヤにおいて、特にその氷雪路性能と耐摩耗性能の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のタイヤとして、タイヤ踏面部を複数の溝で分割して形成された複数のブロックを備え、これら複数のブロックの一部又は全部のブロック表面にタイヤ幅方向に多数のサイプを配置したタイヤが提供されている。通常、この種のタイヤは、図５に示す様に、ブロック３の表面３ａにストレート状に延びる多数のサイプ１０を配置し、かかるサイプ１０のエッジ効果によって氷雪路性能を実現している。
【０００３】
また、図６に示す様に、氷雪路性能を一層発揮させるため、上記のストレート状のサイプ１０に代えて波形状のサイプ１１をブロック３の表面３ａに多数配置したタイヤも提供されている。これは、波形状のサイプ１１とすることで、サイプ長を稼ぎ、氷雪路性能の一層の向上を狙っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし多数の波形状のサイプ１１をブロック３の表面３ａに配置したタイヤは、サイプ長が長くかつ波形状であるため、エッジ効果の点では氷雪路性能は向上するものの、ブロック剛性については低下し過ぎるため、氷雪で覆われていない通常の乾燥路面を走行した際、図７に示す様に、制動時にブロック３が倒れ込み易く、また加速時にもブロックが倒れ込み易くなる問題が生じた。因って、乾燥路面の走行時に、路面との摩擦力でタイヤブロック表面が摩耗し耐摩耗性が悪化する問題があった。なお、図７中、２は横溝、矢印はタイヤの進行方向を示す。また破線は非制動時における倒れ込みがない状態のブロック３を概略示している。
【０００５】
本発明の課題は、上述の様な二律背反の関係にある氷雪路性能と耐摩耗性能を同時に向上することができる空気入りラジアルタイヤを提供する点にある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を鋭意検討した結果、本発明は、タイヤ踏面部を複数の溝で分割して形成された複数のブロックを備え、これら複数のブロックの一部又は全部のブロック表面にタイヤ幅方向を主に延びる複数のサイプを備えた空気入りラジアルタイヤにおいて、上記サイプには、ブロック表面をタイヤ幅方向に波形状に延びると共にブロック内部に向かって波形の丘陵が傾斜状に延びる複数の波形状サイプを備え、互いに隣接するこれらの波形状サイプはそれぞれの波形の丘陵が互いに逆傾斜する方向にて配置されていることを特徴とする空気入りラジアルタイヤを提供した。なお、ここで、「タイヤ幅方向を主に延びる複数のサイプを備えた空気入りラジアルタイヤ」とは、タイヤ幅方向を延びるサイプのほかに、必要に応じて横滑り防止等のために、タイヤ幅方向以外の斜め、周方向等のサイプをも含む空気入りラジアルタイヤを意味している。
【０００７】
従来の波形状のサイプを備えたタイヤが何故耐摩耗性が低下するかを検討した結果、上述の通り、一つのブロック当りのサイプ長が長くかつ波形状であるのでブロック剛性が低下し過ぎることが大きな原因であるが、それと同時に、ブロック内部に向かうサイプの波形の丘陵が、隣接する各サイプとも鉛直方向に並行に伸びているため、構造上、制動時の前後方向及び左右方向の負荷が作用し易く、因ってブロックの倒れこみが生起しやすいことを見出した。
【０００８】
この点で、ブロック表面をタイヤ幅方向に波形状に伸びると共にブロック内部に向かって波形の丘陵が傾斜状に延びる複数の波形状サイプを、ブロック内においてすべて同一方向に傾斜する様に配置することも考えられるが、かかる構造では、制動時の負荷が傾斜状サイプの逆傾斜方向から作用した場合にブロック全体が同方向に変形しやすく、しかもブロックに捻り方向の応力が働きやすく、かかる点でタイヤ耐久性の点で問題がある。また、制動時の負荷が波形状サイプの逆傾斜方向から作用した場合にブロック全体が同方向に変形しやすくなるため、ブロック表面に開口する波形状サイプのエッジ効果の向上も確保しにくい。
【０００９】
本発明は、上記の見地から、前述の通り、ブロック表面をタイヤ幅方向に波形状に延びると共にブロック内部に向かって波形の丘陵が傾斜状に延びる複数の波形状サイプを備え、更に互いに隣接するこれらの波形状サイプをそれぞれの波形の丘陵が互いに逆傾斜する方向にて配置したものである。
【００１０】
従って、氷雪路の走行時、ブロック表面に形成されたサイプ長の長い波形状サイプのエッジ効果によって氷雪路性能が向上する一方、乾燥路面を走行する際は、制動時の前後方向及び左右方向及び斜め方向のいずれの方向の負荷がブロックに作用しても、各波形状サイプの波形の丘陵が互いに逆傾斜の構造で隣接しているため、構造的にブロックの倒れこみや変形を防止することができ、またこれによってブロック表面に開口する波形状サイプのエッジ効果も向上する。
【００１１】
なお、波形状サイプの傾斜角度θをどの程度にするかが問題となるところであるが、本発明では格別限定されるものではない。但し、波形状サイプの傾斜角度θの絶対値は法線に対して３０〜６０°の範囲内にある場合に特に好ましい。ここで絶対値としているのは順傾斜の傾斜状サイプと逆傾斜の傾斜状サイプの角度の両者を特定するためである。
【００１２】
従って隣接する一方の波形状サイプの傾斜角度θを法線に対して３０〜６０°の範囲内とし、かつ隣接する他方の波形状サイプの傾斜角度θを法線に対して−３０〜−６０°の範囲内にすることが望ましい。波形状サイプの傾斜角度θの絶対値が法線に対し３０°未満の場合は、乾燥路面における制動時のブロックの倒れこみに対する改善が充分ではなく、サイプの波形の丘陵がブロック内を鉛直方向に伸びる従来のタイヤとあまり大差がない。また波形状サイプの傾斜角度θの絶対値が法線に対し６０°を超える場合は、ブロック剛性を低下させてしまうため耐摩耗性の改善が不足となり、また傾斜角度が大きすぎるため、タイヤ成形上支障がある。
【００１３】
すなわち、ブロックにサイプを形成するには、タイヤ成形用金型にサイプ形成用のブレードを取り付け、タイヤ成形後このブレードの付いた金型を成形済みタイヤから抜く工程を必要とするが、波形状サイプの傾斜角度θの絶対値が法線に対し６０°を超える場合は、傾斜角度が大きすぎ、しかも隣接する波形状サイプの傾斜が逆傾斜となっているため、金型を成形済みタイヤから抜き難い難点がある。
【００１４】
因って、波形状サイプの傾斜角度θの絶対値は法線に対して３０〜６０°の範囲内にある場合が特に好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る空気入りラジアルタイヤの一実施形態を示すトレッドパターンの平面図である。図２は同タイヤのブロックの要部拡大概略斜視図である。
【００１６】
図において、１は主溝、２は横溝、３は主溝１及び横溝２で分割して形成されたブロックである。なおＴＲはタイヤ踏面部である。４は波形状サイプ、５は直線状サイプである。この実施形態では、波形状サイプ４と直線状サイプ５とは連続する１本のサイプ６として構成されており、直線状サイプ５がブロックの壁面即ち主溝１又は横溝２の溝壁７ａ、７ｂ、７ｃに開口している。なお、本発明でいう横溝は、タイヤ幅方向を水平又は斜め方向に延びる溝すべてを含む概念である。
【００１７】
本実施形態の波形状サイプ４のうち、波形状サイプ４ａは、図２に示す様に、波形の丘陵８の傾斜角度θが法線９に対して３０〜６０°をなす角度で傾斜しており、またこの波形状サイプ４ａに隣接する波形状サイプ４ｂは、同図に示す様に、波形の丘陵８の傾斜角度θが法線９に対して３０〜６０°をなす角度で傾斜している。そして、この関係が交互に繰り返されて波形状サイプ４が一つのブロック内に形成されている。図３（ａ）（ｂ）は図２で示された本実施形態の波形状サイプ４ａ、４ｂをそれぞれ取り出した状態を示す概念図である。
【００１８】
従って、ブロック３の表面に形成されたサイプ長の長い波形状サイプ４のエッジ効果によって氷雪路性能が向上する一方、乾燥路面を走行する際には、制動時の前後方向及び左右方向及び斜め方向のいずれの方向の負荷がブロック３に作用しても、各波形状サイプ４ａ、４ｂの波形の丘陵８、８が互いに逆傾斜の構造で隣接しているため、図４に示す様に、ブロック剛性の低下が構造上安定的に抑止され、ブロック３の倒れこみや変形を防止することができる。またブロック３全体の倒れこみや変形が防止されることから、ブロック３表面に開口する波形状サイプ４のエッジ４ｃは氷雪路に対して良好な引っ掻き状態を確保でき、サイプのエッジ効果が向上する。なお、図４中、２は横溝、矢印はタイヤの進行方向を示す。また破線は非制動時における倒れ込みがない状態のブロック３を概略示している。
【００１９】
ところで、本発明の波形状サイプは、隣接する波形状サイプの波形の丘陵が逆傾斜しなければならないため一つのブロック内には少なくとも２本形成する必要がある。但しこの種の波形状サイプは上記実施形態に示す様に多数配置されればされる程、氷雪路性能と耐摩耗性の向上の効果は一層顕著となる。
【００２０】
なお、ブロックに配置されるサイプのすべてが既述した本発明の波形状サイプであってもよくまたなくてもよい。例えば一つブロック内に従来のストレート状のサイプや波形状のサイプを配置する様にしても差し支えない。また、複数のブロック全部に既述の本発明の波形状サイプを配置してもよいが、一部のブロックだけに既述の本発明の波形状サイプを配置することもできる。
【００２１】
さらには、上記実施形態に示す様に、ブロック３の表面をタイヤ幅方向に波形状に延びる本発明の波形状サイプ４に続いて、更にタイヤ幅方向にブロック側壁に至るまで直線状に延びるサイプ５を形成することもできる。この場合は、波形状サイプ４と直線状のサイプ５とが連続する１本のサイプ６が一つのブロック内に形成されていることになる。そして、隣接する逆傾斜の波形状サイプ４ａ、４ｂの波形状サイプ４と直線状のサイプ５が連続した１本のサイプ６となって形成することもできる。また、ブロックの形状によっては、波形状サイプ４ａと直線状のサイプ６とが連続する１本のサイプ６と、逆傾斜の波形状サイプ４ｂ単独とが隣接して形成される場合もある。この場合であっても相互に隣接する波形状サイプ４ａ、４ｂはブロック内に延びる波形の丘陵８が逆傾斜の関係で配置されている。
【００２２】
なお、前記実施形態に示す様に、波形状サイプと直線状のサイプが連続した１本のサイプをなし、直性状のサイプがブロックの表面から壁面に対しても開口するタイヤの場合は、特に耐摩耗性の点で優れる。波形サイプのみで形成されたブロックではブロック端部にサイプで囲まれた鋭角ブロックができるためブロック端部が摩耗しやすく、偏摩耗からパターンノイズが悪化するおそれがある。またタイヤ成形上、金属から成形済みタイヤを抜き取るに当たってもタイヤに傷が付きにくく有利である点で好ましい。
【００２３】
本発明のタイヤは、公知のタイヤ成形方法によって製造される。特にブロック内にて波形状サイプの波形の丘陵が逆傾斜する様に交互に波形状サイプを形成するには、既述の通り、タイヤ成形用金型に互いに波形の丘陵が逆傾斜する波形状サイプ形成用のブレードを隣接して取り付け、タイヤ成形後このブレードの付いた金型を成形済みタイヤから抜くことで製造することができる。波形状サイプの波形の丘陵が鉛直方向に延びる通常のサイプの場合は、そのブレードの付いた金型はタイヤ成形後抜き取りやすいが、この逆傾斜するサイプ形成用ブレードを取り付けたタイヤ成形用金型になると一見抜き取り難いと思われるが、実際はゴムの弾力性によって充分抜き取ることができ、所定の波形状サイプを一つのブロック内に形成することができる。
【００２４】
なお、波形状サイプの波形の丘陵が一つのブロックの壁面、すなわち溝壁面にまで開口した場合は、ブロック壁面には波形状の開口部が形成される。一方、波形状サイプと直線状のサイプが連続した１本のサイプをなし、直性状のサイプがブロックの表面から壁面に対して開口する場合は、ブロック壁面には直線状の開口部が形成される。かかるサイプを形成するには、例えば、波形状サイプの波形の丘陵がブロック内で波形から漸次偏平状となるブレードをタイヤ成形用金型に取り付けることで達成される。
【００２５】
【実施例】
タイヤサイズ１８５／７０Ｒ１４８８Ｑのタイヤを用いて図１に示すトレッドパターンを備えた図２に示すサイプ構造のタイヤを試作し、氷雪路性能及び耐摩耗性能についてそれぞれ評価した。その結果を表１に示す。
【００２６】
【表１】

【００２７】
なお、本実施例タイヤは、ブロックの高さを９．０ｍｍ、波形状サイプのブロック表面からの深さを６．５ｍｍ、直線状サイプの深さを６．５ｍｍとした。また本実施例タイヤは波形状サイプの波形の丘陵は法線方向に４５°又は−４５°の角度で傾斜している。なお、比較のため、波形状サイプの波形の丘陵が垂直方向に伸びた従来のタイヤを比較例１タイヤ、波形状サイプの波形の丘陵が法線方向に４５°の角度で傾斜した順方向傾斜のみの波形状サイプを配置したタイヤを比較例２タイヤとして評価した。実施例タイヤ及び比較例タイヤいずれも同一のタイヤサイズ及びトレッドパターンを有している。
【００２８】
氷雪路性能及び耐摩耗性能は、これらのタイヤをそれぞれ装着した普通乗用車（１８００ｃｃ）で、下記の試験で評価した。なお、空気充填率及び試験方法はＪＡＴＭＡ規定に準拠する。
【００２９】
（氷上試験）
氷上性能は制動距離で評価した。すなわち、４０ｋｍ／ｈからフルブレーキで制止するまでの距離で示す。評価結果は、制止距離の逆数を算出した上で、比較例タイヤの制止距離の逆数を基準値１００として指数により換算表示している。数値が大きいほど、氷上性能が良好である。
【００３０】
（圧雪路試験）
圧雪路性能も制動距離で評価した。すなわち、３０ｋｍ／ｈからフルブレーキで制止するまでの距離で示す。評価結果は、制止距離の逆数を算出した上で、比較例タイヤの制止距離の逆数を１００として指数に換算表示している。数値が大きいほど、圧雪路性能が良好である。
【００３１】
（耐摩耗性能）
あらかじめ溝深さを測定したタイヤを自動車に装着して、２名乗車で走行し、２０００ｋｍ走行ごとに装着位置の交換を行いながら、乾燥路を１２０００ｋｍ走行後、溝深さを測定して、走行前後の溝深さの差から摩耗量を求める。評価結果は、摩耗量の逆数を算出した上で、比較例タイヤの摩耗量の逆数を基準値１００として指数により換算表示している。数値が大きいほど耐摩耗性能が良好であることを示している。
【００３２】
表１より、本実施例タイヤは比較例１タイヤに比して氷雪路性能及び耐摩耗性がいずれも向上している。また、波形状サイプの波形の丘陵が法線方向に４５°の角度で傾斜した順方向傾斜のみの波形状サイプを備えた比較例２タイヤと比較しても本実施例タイヤは氷雪路性能及び耐摩耗性がいずれも向上している。従って、本発明のタイヤではブロック剛性を向上することができるので、従来タイヤよりもサイプを増加させたり、ゴムの硬度を更に低下させることができることから、耐摩耗性の向上と共に氷雪路性能を一層向上することができる。また従来タイヤとサイプ数及びゴム硬度等を同条件とした場合でも、ブロックを適度に撓ませることができるため、耐摩耗性及び氷雪路性能が向上する。
【００３３】
【発明の効果】
以上の様に、本発明は、ブロック表面をタイヤ幅方向に波形状に延びると共にブロック内部に向かって波形の丘陵が傾斜状に延びる複数の波形状サイプをブロック内に備え、しかも互いに隣接するこれらの波形状サイプはそれぞれの波形の丘陵が互いに逆傾斜する方向にて配置されている空気入りラジアルタイヤであるので、波形状サイプの形成に伴うブロック剛性の低下を、波形の丘陵が互いに逆傾斜して隣接している上記波形状サイプで構造的に抑止している。
【００３４】
特に、ブロック内に形成された波形状サイプは、ブロック内に延びる波形の丘陵が互いに逆傾斜する様に波形状サイプを隣接して配置しているので、制動時の前後方向及び左右方向及び斜め方向のいずれの方向の負荷がブロックに作用しても、ブロックの倒れこみや変形を防止することができると共に、サイプエッジの引っ掻き効果が向上する。従って、本発明は二律背反の関係にある氷雪路性能と乾燥路面での耐摩耗性能を同時に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る空気入りラジアルタイヤの一実施形態を示すトレッドパターンの平面図である。
【図２】同タイヤのブロックの要部拡大概略斜視図である。
【図３】（ａ）（ｂ）は図２で示された本実施形態の波形状サイプ４ａ、４ｂをそれぞれ取り出した状態を示す概念図である。
【図４】同タイヤのブロックの制動時の挙動を示す周方向側面図である。
【図５】ストレート状サイプが形成された従来タイヤのブロックの要部拡大斜視図である。
【図６】波形状サイプが形成された従来タイヤのブロックの要部拡大概略斜視図である。
【図７】同波形状サイプが形成された従来タイヤのブロックの制動時の挙動を示す周方向断面図である。
【符号の説明】
３ブロック
４波形状サイプ
４ａ波形状サイプ
４ｂ波形状サイプ
８波形の丘陵
９法線
θ 傾斜角度

Claims

タイヤ踏面部を複数の溝で分割して形成された複数のブロックを備え、これら複数のブロックの一部又は全部のブロック表面にタイヤ幅方向を主に延びる複数のサイプを備えた空気入りラジアルタイヤにおいて、上記サイプには、ブロック表面をタイヤ幅方向に波形状に延びると共にブロック内部に向かって波形の丘陵が傾斜状に延びる複数の波形状サイプを備え、互いに隣接するこれらの波形状サイプはそれぞれの波形の丘陵が互いに逆傾斜する方向にて配置されていることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
波形状サイプにおける波形の丘陵の傾斜角度θの絶対値が法線に対して３０〜６０°の範囲内にある請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
ブロック表面をタイヤ幅方向に波形状に延びる請求項１又は２の波形状サイプに続いてタイヤ幅方向にブロック側壁に至るまで直線状に延びるサイプを備えた請求項１又は２記載の空気入りラジアルタイヤ。