JP3776579B2 - スタッドレスタイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、氷上性能と耐摩耗性能とをともに向上しうるスタッドレスタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
スパイクタイヤが、路面の損傷及び粉塵公害を防止するために使用が禁止されて以来、積雪地帯においては、いわゆるスタッドレスタイヤが広く普及しつつある。特に近年では、低温環境下においても柔軟なトレッドゴム材料の開発や、サイピングを設けたブロックパターンの採用などにより、スタッドレスタイヤの雪上走行性能は格段に向上しているが、依然として氷上走行性能に関しては、スパイクタイヤに劣る。
【０００３】
本発明者らは、サイピングの改善によりスタッドレスタイヤの氷上性能を向上するべく、同一パターンのスタッドレスタイヤにおいて、サイピングの溝巾のみを種々変化させて氷上走行テストを行った。代表的な結果として、サイピングの溝巾を０．４mmとしたタイヤの氷上ロック摩擦係数とブロック１mm当たりの耐摩耗性を、それぞれ１００とする指数で表した場合、サイピングの溝巾を０．３mmに狭めたタイヤでは、氷上ロック摩擦係数は指数９２、耐摩耗性は指数１３０となった。これらの結果から、サイピングの溝巾を相対的に大きくしていくと氷上走行性能が向上し、逆に小さくしていくと耐摩耗性能が向上するとの知見を得た。
【０００４】
本発明者らは、これらの相反する氷上性能と耐摩耗性能とを両立すべく鋭意研究を重ねたところ、従来のスタッドレスタイヤのサイピングは溝巾が全て一定巾で形成されていることに着目し、１本のサイピング中に異なる溝巾部分を種々設けてさらに実験を重ねたところ、主としてサイピングの中間部分の溝巾が耐摩耗性能に強く影響しているとの知見を得た。そして、このサイピングの中間部分の溝巾をその両側に位置するサイピングの端部分の溝巾に比して小さくすることにより、相反する氷上性能と耐摩耗性能とを高い次元で向上しうることを見出したのである。
【０００５】
以上のように本発明は、氷上性能と耐摩耗性能とを高い次元において両立させうるスタッドレスタイヤを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち、請求項１記載の発明は、スタッドレスタイヤであって、トレッド面に複数のブロックが区画形成されるとともに、該ブロックの両側縁側の端部分と端部分間の中間部分とを有しかつ該ブロックの両側縁間を連ねてタイヤ周方向と交わる向きにのびるサイピングを形成したサイピング入りブロックを含み、
前記中間部分のサイピングの溝巾ａ１は、前記端部分のサイピングの溝巾ａ２よりも小であり、かつ下記式を満足するとともに、
中間部分の深さはブロック高さＢＨの０．５〜１．２倍、
しかも前記端部分は、ブロック側縁から一定の深さｄ１をなす一定深さ部を具えるとともに、この一定深さ部の深さｄ１を、前記ブロック高さＢＨの０．０５〜０．３倍としたことを特徴とする。
０．３（mm）≦ａ１（mm）≦０．８×ａ２（mm）
ただし、ａ２（mm）≦１．０（mm）
【０００７】
また請求項２記載の発明は、前記中間部分は、サイピングの全長さＬの１／３倍以上かつ３／５倍以下の長さかつサイピング全長さＬの中央部に位置するとともに、
サイピングは波状、ジグザグ状又は波状に屈曲させた折り曲がり部により前記中間部分を形成したことを特徴とす前記中間部分は、サイピングの全長さＬの１／３倍以上かつ３／５倍以下の長さかつサイピング全長さＬの中央部に位置することを特徴とする。
【０００８】
また請求項３記載の発明は、前記サイピングは、前記一定深さ部の軸方向内側から前記サイピングの中間部分の深さｄ２まで深さを漸増する漸増深さ部を具えることを特徴としている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図１には、乗用車用スタッドレスタイヤのトレッドパターンを例示している。トレッド面２には、本例ではタイヤ周方向にのびる複数本の縦溝３…と、この縦溝３に交わる向きにのびる横溝４とを設け、略平行四辺形状をなす複数のブロック５…を区画形成したブロックパターンが形成されている。
【００１０】
前記縦溝３は、本例では、タイヤ赤道Ｃの両側に配されかつタイヤ軸方向の左右に屈曲しつつタイヤ周方向にのびる中央縦溝３ａ、３ａと、この中央縦溝３ａ、３ａのタイヤ軸方向外側で略ストレート状でのびる外縦溝３ｂ、３ｂとを含み、合計４本設けられたものを例示している。
【００１１】
また、前記横溝４は、本例では、前記中央縦溝３ａ、３ａ間を継ぐ中央横溝４ａと、中央縦溝３ａと外縦溝３ｂ間を継ぐ中間横溝４ｂと、外縦溝３ｂからトレッド縁Ｅに向けてのびるショルダー横溝４ｃとを含む。
【００１２】
各横溝４は、例えばタイヤ軸方向に対し小角度で傾斜することによって、ブロック５のエッジ成分の剛性を低下させずに有効に増加させることができ、これによって排雪性を十分に確保して雪上でのグリップ性能を高めている。前記小角度としては、例えば５〜３０°、好ましくは５〜２０°、より好ましくは５〜１５°とするのが良い。
【００１３】
また、本例では、中央横溝４ａと中間横溝４ｂとの傾き方向を、互いに逆方向にすることによって、雪柱剪断力及び排雪時の力のバランスを保つことができるから、雪道での直進走行性能が高く確保される。
【００１４】
なお、これらの縦溝３、横溝４は、例示の他、波状或いはジグザグ状に屈曲するものなど種々の形状を含み、タイヤに正規内圧を充填した時に、トレッド表面にて測定した溝巾が、好ましくは５mm以上とするのが望ましく、また、溝深さも例えば５mm以上確保することが望ましい。
【００１５】
また前記ブロック５は、該ブロック５の両側縁ｅ、ｅ間（なおブロックの側縁ｅは、トレッド縁Ｅ又は縦溝によって形成される）を連ねてタイヤ周方向と交わる向きにのびるサイピング６を形成したサイピング入りブロック５ａ〜５ｄを含む。本例では全てのブロックが、サイピング入りブロックとなり、またサイピング６がタイヤ軸方向にのびるとともに、各ブロック当たり、サイピング６の本数は２本以上、本例では３〜４本形成しているものを示す。
【００１６】
このようなサイピング６を設けることにより、例えば制動時の状態を図４に示すように、接地部において、ブロック５は制動力によりブロック倒れを起こすが、このサイピング６によって分割されたブロック小片５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄにも倒れ込みが生じ、そのエッジにより、氷路面とトレッド表面の圧力により融け出た水分を排出できかつサイピング６内に毛細管現象により吸い上げでき、氷路でのグリップ性能を向上させうる。
【００１７】
前記サイピング６は、図２に拡大して示すように、ブロック５の両側縁ｅ、ｅ側の端部分６ｅ、６ｅと端部分６ｅ、６ｅ間の中間部分６ｃとを有し、この中間部分６ｃのサイピングの溝巾ａ１を、前記端部分６ｅのサイピングの溝巾ａ２よりも小とすることを特徴の一つとしている。
【００１８】
本発明者らの種々の実験の結果、相反する氷上性能と耐摩耗性能とを高い次元で向上させるためには、さらに前記中間部分６ｃのサイピングの溝巾ａ１と端部分６ｅのサイピングの溝巾ａ２とは、下記の関係を満たすことが必要であることが判明した。
０．３（mm）≦ａ１（mm）≦０．８×ａ２（mm）
ただし、ａ２（mm）≦１．０（mm）
【００１９】
すなわち、製造上の理由やブロックの剛性の低下を防止する観点から前記中間部分６ｃのサイピングの溝巾ａ１は０．３mm以上、前記端部分６ｅのサイピングの溝巾ａ２を１．０mm以下に制限することを前提とし、前記中間部分６ｃのサイピングの溝巾ａ１は、端部分６ｅのサイピングの溝巾ａ２の０．８倍以下の小巾とすることが望ましいのである。
【００２０】
このようにしてサイピング６の溝巾を規定することにより、前記サイピングの中間部分６ｃと端部分６ｅとの協働作用によって相反する氷上性能と耐摩耗性能とを高い次元で向上することが可能となる。
【００２１】
また前記サイピング６の中間部分６ｃは、サイピングの全長さＬの１／４倍以上かつ４／５倍以下、より好ましくは１／３倍以上かつ３／５倍以下の長さＬｃを有し、しかもこのサイピング全長さＬの中央部に位置するものを示す。
【００２２】
前記サイピング６の中間部分６ｃの長さＬｃが、サイピング６の全長さＬの１／３倍未満であるとき、耐摩耗性の効果が相対的に低下する傾向があり、逆に３／５倍を超えると、氷上性能が低下する傾向が促進される。このような観点より、サイピング６の中間部分６ｃの長さＬｃを設定するのが良い。
【００２３】
なおサイピングの全長さＬは、図２に示したように、途中に波状部などを有する場合でも、サイピングの両開口を結ぶ直線と平行に測定する。また前記中間部分６ｃ、端部分６ｅの長さについても、これと同様に測定する。またサイピング６の溝巾ａ１、ａ２は、図２に示すように測定位置において、サイピング６ののびる向きと直交して測定する。これらの測定は、いずれもタイヤをリム組みして使用内圧を充填して行われる。
【００２４】
また前記サイピング６は、ジグザグ又は波状にトレッド面で向き変えしつつのびる折り曲がり部７を有することが望ましい。本例では、図１、図２に示す如く、サイピング６は波状、より具体的には正弦波状に屈曲させた折り曲がり部７を、前記溝巾ａ１を端部分６ｅに比して相対的に小とした中間部分６ｃに設けることにより、サイピング６の本数を著しく増加させることなくこの中間部分６ｃにおいて実質的にサイピング６のエッジ成分を増加させ、耐摩耗性を向上しながらも氷上性能の低下をも防止している。このように、サイピング６は波状、ジグザグ状又は波状に屈曲させた折り曲がり部７により前記中間部分６ｃを形成している。
【００２５】
前記折り曲がり部７は、例えば波長（Ｗ）が２〜１５mmであり、かつこの波長（Ｗ）と振幅（ｈ）との比（ｈ／Ｗ）が、０．２〜０．７５の１．０周期以上の長さを有することが好ましい。これにより、氷上コーナリング時など、サイピング６の折り曲がり部７が互いに噛み合いブロックの軸方向剛性を高め、氷上での旋回性能を向上するのに役立つ。
【００２６】
また本例では、タイヤ赤道Ｃ上に配されたブロック５ａと、その両隣のブロック５ｂに施されたサイピング６は、約２周期の折り曲がり部７を有する。また、最もトレッド縁Ｅに近いブロック５ｃに施されたサイピング６は、それよりも大、本例では約２．５周期の折り曲がり部７を有している。
【００２７】
一般に、車両旋回時には、トレッド部２のショルダ部側において特に大きな横力が作用するため、本例の如く、トレッドクラウン部分に配されたブロック５ａ、５ｂよりも、ショルダ部側に配されたブロック５ｃにおいて、サイピングの折り曲がり部７の周期を大きくすることによりショルダ部でのブロック横剛性をクラウン部に比して高めることができ、さらに氷上旋回性能などを高めうる。
【００２８】
次に、図３にはブロック５の周方向断面図を示す。サイピング６は、この例では、ブロック５の表面からほぼ垂直に形成される。また、サイピング６は、ブロック５の表面側からから溝底側に向けて均一巾となるものを示す。
【００２９】
図６に示すように、サイピング６は、その中間部分６ｃの深さｄ２を一定、例えば前記ブロック高さＢＨの０．５〜１．２倍として形成している。他方、サイピング６の端部分６ｅ、６ｅは、ブロック側縁ｅから一定の深さｄ１をなす一定深さ部１１と、この一定深さ部１１の軸方向内側から前記サイピングの中間部分６ｃの深さｄ２まで深さを漸増する漸増深さ部１０とを具える。
【００３０】
前記一定深さ部１１の深さｄ１は、前記ブロック高さＢＨの０．０５〜０．３倍、好ましくは０．１〜０．３倍とするのが望ましく、本例では約０．１倍としているものを示す。サイピング深さをこのように形成した場合には、ブロックの端部分の剛性低下を効果的に防止しつつサイピングのエッジ効果を発揮できる。また、サイピングの溝巾が相対的に小となる中間部分６ｃを一定深さとすることにより、この中間部分６ｃの溝底での応力集中を防止でき、ブロックの耐久性が増す点で好ましい。なお、サイピングの端部分６ｅは、漸増深さ部１０のみから構成しても良い。
【００３１】
以上詳述したが、本発明は、種々の形状のブロックに採用できるのは言うまでもなく、又トレッドパターンの一部にリブ等を含むものにも採用しうる。さらには、サイピングの折り曲がり部は、前記実施形態で示した正弦波状のもの以外にも図５（ａ）、（ｂ）に示すようなＺ字状やジグザグ状など種々の態様で構成しうる。
【００３２】
【実施例】
タイヤサイズが１７５／８０Ｒ１４（リム１４−５ １／２ＪＪ、内圧２００ＫＰａ）であり、かつ図１のトレッドパターンを有し、表１の仕様にて種々のタイヤ（実施例１〜８）を試作するとともに、氷上での制動テストと、乾燥舗装路での耐摩耗テストとを行った。また、同一のパターンでサイピングの溝巾が全て一定である従来タイヤ（従来例）についても併せて試作し性能を比較した。
テストの内容は次の通りである。
【００３３】
＜氷上性能＞
試供タイヤをテスト車両に装着し、気温０℃の環境下の氷路で、速度１５km／ｈからフルロックの急制動をかけて制動距離を調べるとともに、その逆数を、従来例を１００とする指数で表示している。数値が大きいほど制動距離が短く氷上性能に優れる。
【００３４】
＜耐摩耗性能＞
試供タイヤで乾燥舗装路疑似表面を有するテストドラムを走行させ、摩耗１mm当たりの走行距離を調べ、従来例を１００とする指数で表示している。た。数値が大きいほど摩耗１mm当たりの走行距離が長く耐摩耗性に優れている。
テストの結果を表１に示す。
【００３５】
【表１】

【００３６】
テストの結果、実施例は、良好な氷上性能と耐摩耗性能とを両立していることが確認できた。特に、サイピングの中間部分の長さＬｃをサイピングの全長さＬの１／３〜３／５倍としたものは特に良性の内側をバランス良く向上していることが解る。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明では、サイピングの中間部分のの溝巾ａ１をその両側に位置するサイピングの端部分の溝巾ａ２に比して一定範囲で小さくすることにより、相反する氷上性能と耐摩耗性能とを高い次元で向上しうる。
【００３８】
また請求項２記載の発明では、前記サイピングの全長さＬに占めるサイピングの中間部分の長さＬｃを限定したことにより、さらに高い次元で氷上性能と耐摩耗性能とをともに向上しうる。
【００３９】
また請求項２記載の発明では、前記サイピングは、ジグザグ又は波状にトレッド面で向き変えしつつのびる折り曲がり部を有することにより、サイピングの本数を著しく増加させることなくこの折り曲がり部により実質的にサイピングのエッジ成分を増加させ、耐摩耗性を向上しながらも氷上性能の低下をも防止している。また折り曲がり部は、氷上コーナリング時などの横力作用時において、互いに噛み合いブロックの軸方向剛性を高め、氷上での旋回性能を向上するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示すトレッドパターン図である。
【図２】そのブロックの詳細を示す平面図である。
【図３】そのブロックの詳細を示す断面図である。
【図４】接動時のブロックの挙動を示す模式図である。
【図５】折り曲がり部の他の例を示す平面図である。
【図６】サイピングの深さを説明する他の例を示す線図である。
【符号の説明】
２ トレッド面
３ 縦溝
４ 横溝
５ ブロック
６ サイピング
７ 折り曲がり部
ａ１ サイピングの中間部分の溝巾
ａ２ サイピングの端部分の溝巾
Ｌ サイピングの全長さ
Ｌｃ サイピングの中間部分の長さ

Claims (3)

1. トレッド面に複数のブロックが区画形成されるとともに、該ブロックの両側縁側の端部分と端部分間の中間部分とを有しかつ該ブロックの両側縁間を連ねてタイヤ周方向と交わる向きにのびるサイピングを形成したサイピング入りブロックを含み、
   前記中間部分のサイピングの溝巾ａ１は、前記端部分のサイピングの溝巾ａ２よりも小であり、かつ下記式を満足するとともに、
   中間部分の深さはブロック高さＢＨの０．５〜１．２倍、
   しかも前記端部分は、ブロック側縁から一定の深さｄ１をなす一定深さ部を具えるとともに、この一定深さ部の深さｄ１を、前記ブロック高さＢＨの０．０５〜０．３倍としたことを特徴とするスタッドレスタイヤ。
   ０．３（mm）≦ａ１（mm）≦０．８×ａ２（mm）
   ただし、ａ２（mm）≦１．０（mm）
2. 前記中間部分は、サイピングの全長さＬの１／３倍以上かつ３／５倍以下の長さかつサイピング全長さＬの中央部に位置するとともに、
   サイピングは波状、ジグザグ状又は波状に屈曲させた折り曲がり部により前記中間部分を形成したことを特徴とする請求項１記載のスタッドレスタイヤ。
3. 前記サイピングは、前記一定深さ部の軸方向内側から前記サイピングの中間部分の深さｄ２まで深さを漸増する漸増深さ部を具えることを特徴とする請求項１又は２記載のスタッドレスタイヤ。

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