JP4388159B2

JP4388159B2 - タイヤ

Info

Publication number: JP4388159B2
Application number: JP06202999A
Authority: JP
Inventors: 光晴小矢
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 1999-03-09
Filing date: 1999-03-09
Publication date: 2009-12-24
Anticipated expiration: 2019-03-09
Also published as: JP2000255220A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、氷雪上性能を向上させかつ欠けやクラックを抑制するサイピングを有するタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
スノータイヤ、スタッドレスタイヤ等の冬用タイヤにあっては、トレッド溝により区分されるブロックやリブ等の陸部に、サイピングを形成して氷雪路での走行性能を向上させている。これは、タイヤが路面から摩擦力を受けた際、図１０に示すように、サイピングｓのエッジが立って路面を引っ掻くいわゆるエッジ効果によってグリップ力を高め、駆動・制動性能を向上させるからである。
【０００３】
そして、このようなサイピングとして、一般に、前記陸部を一端から他端まで横切ってのびるオープンタイプのものが多用されている。
【０００４】
しかしながら、前記オープンタイプのサイピングは、陸部の剛性を大巾に低下させる傾向にあり、走行中の陸部の変形量が過大となって、この陸部に欠けやクラックなどの損傷を招きやすいという問題がある。
【０００５】
これに対して、サイピングの一端を陸部内で終端させたクローズドタイプのものも知られているが、このものは陸部剛性の大幅な低下は防げるものの、エッジ長さを減少させるため、氷雪上性能の低下を伴うという不具合がある。
【０００６】
そこで本発明は、陸部内で折り返すＵ字のサイピングを用いることを基本として、エッジ長さの減少を招くことなく、陸部剛性を充分に確保でき、氷雪路での駆動・制動性能を向上させるとともに、欠けやクラックなどの損傷を防止しうるタイヤの提供を目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願の請求項１の発明は、トレッド縁間のトレッド面に、タイヤ周方向にのびる縦溝と、この縦溝に交わる向きにのびる横溝とからなるトレッド溝を具え、これにより前記トレッド面が、陸部である複数のブロックに区分され、前記トレッド溝により区分されるブロックのトレッド面にサイピングを設けたタイヤであって、前記サイピングは、タイヤ赤道の両側を通る前記縦溝に面するブロックの壁面で開口する第１の開口端からこのブロック内にのびる第１のサイプ部と、この第１のサイプ部から一端がのびかつ前記壁面に向かってＵ字に滑らかに折返される折返し部と、この折返し部の他端から前記壁面に向かってのびかつ前記第１の開口端と隣り合って該壁面で開口する第２の開口端まで延在する第２のサイプ部とからなり、かつ該サイピングは第１、第２のサイプ部が実質的にタイヤ軸方向に向けて形成されるとともに、前記ブロックは、すべてのブロックに、各一つの前記サイピングを形成したサイピング入りブロックとしたことを特徴としている。
【０００８】
また請求項２の発明のタイヤでは、前記サイピングのタイヤ軸方向のサイプ長さＬｓは、第１、第２のサイプ部間を通るサイプ中心線の位置における前記ブロックのタイヤ軸方向のブロック長さＬａの０．５〜０．７５倍であることを特徴とし、かつ請求項３の発明のタイヤでは、前記サイピングは、第１、第２のサイプ部間のタイヤ周方向のサイプ部間巾Ｗｓは、前記ブロックのタイヤ周方向のブロック長さＬｂの０．０５〜０．２０倍であることを特徴としている。
【０００９】
請求項４の発明のタイヤでは、前記ブロックは、タイヤ周方向にのびる前記縦溝により区分されてこの縦溝を挟んで向き合うとともに、前記サイピングの第１、第２の開口端が向き合うブロックの前記端面でともに開口する、該向き合うブロックを形成するタイヤ赤道の両側を通る縦溝を有することを特徴としている。
【００１０】
【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、本発明のタイヤ１が、トラック、バスなどに好ましく用いられる重荷重用の空気入りタイヤとして形成された場合のトレッドパターンを例示している。また図２にはその部分的な内部構造を示し、ラジアル構造プライのカーカス２と、このカーカス２にタガ効果を与えて締め付ける例えば４枚のプライからなるベルト層３とを有している。
【００１１】
図において、タイヤ１は、トレッド溝４により区分されるトレッド面５の陸部６に、サイピング７を設けている。
【００１２】
本例では、タイヤ１は、トレッド縁Ｅ、Ｅ間のトレッド面５に、タイヤ周方向にのびる縦溝９と、この縦溝９に交わる向きにのびる横溝１０とからなる前記トレッド溝４を具え、これにより前記トレッド面５を、陸部６である複数のブロックＢに区分している。このように前記陸部は、図示のようにブロックでもあり、本明細書において陸部乃至ブロックと称する。この陸部６は、それぞれ前記トレッド溝４の壁面又はトレッド縁Ｅがなす壁面によって囲まれるとともに、本例では、全トレッド面５の表面積に対して全陸部表面積が占める割合を６０〜６７％とした冬用タイヤの構成をなす。
【００１３】
前記縦溝９は、本例では、いずれもストレートにのびる直線溝で形成され、トレッド面５に３本設けられたものを例示する。同様に、横溝１０は、本例では、トレッド縁Ｅ、Ｅ間をタイヤ軸方向に連続してのびる直線溝として形成される。その結果、ブロックＢは、前記タイヤ周方向にのびる縦溝９により区分されてこの縦溝９に面して向き合うとともに、縦長の長方形状で形成されるものを例示する。
【００１４】
本願では、前記縦溝９および横溝１０の溝巾Ｗ０、溝深さＨ０等は、特に限定されないが、従来と同程度の寸法、例えば重荷重用タイヤでは、溝巾Ｗ０においては５〜２５ｍｍの範囲、溝深さＨ０においては６〜２０ｍｍの範囲のものが好適に採用できる。また前記縦溝９および横溝１０として、ジグザグ状（波状を含む）に屈曲するものなど図示以外の種々の形状を採用することができる。
【００１５】
次に前記ブロックＢは、一つのサイピング７が形成されているサイピング入りブロックからなり、すべてのブロックＢを、図１に示すように各一つの前記サイピング７が形成されたサイピング入りブロックとしている。
【００１６】
そして本願では、前記サイピング７が、図３、４に示すように、第１のサイプ部１１と、折返し部１２と、第２のサイプ部１３とを連続させたＵ字状をなすことを特徴としている。
【００１７】
なお前記サイピング７は、従来のサイピングと同様、接地に際してその巾を閉じる切込み状体であり、非接地状態におけるトレッド面５での巾Ｗ１は、０．３〜２．０ｍｍ程度としている。又サイピング７の深さＨ１も、従来のサイピングと同様、トレッド溝４の溝深さＨ０の０．４〜１．０倍に設定することができる。
【００１８】
ここで、前記第１のサイプ部１１は、前記縦溝９に面する前記ブロックＢの一つの壁面Ｋ１で開口する第１の開口端７ＡからこのブロックＢ内にのびる。また前記折返し部１２は、前記第１のサイプ部１１から一端１２ａがのびかつ前記壁面Ｋ１に向かってＵ字に滑らかに折返される。また前記第２のサイプ部１３は、前記折返し部１１の他端１１ｂから前記壁面Ｋ１に向かってのび、かつ前記第１の開口端７Ａと隣り合って開口する第２の開口端７Ｂまで延在している。なお本例では、タイヤ周方向にのびる縦溝９に面して向き合う各ブロックＢの壁面Ｋ１で、前記第１、第２の開口端７Ａ、７Ｂが開口する。しかも本例では、前記サイピング７は、図１、図２に明示するように、タイヤ赤道の両側を通る前記縦溝９に面して向き合うブロックＢの前記各向き合う壁面Ｋ１で、前記第１、第２の開口端７Ａ、７Ｂが開口し、従って、本例では、前記トレッド縁Ｅがなす壁面、タイヤ赤道を通る縦溝９の壁面には、第１、第２の開口部７Ａ、７Ｂの形式が防止されるのは明らかである。
【００１９】
この第１、第２のサイプ部１１、１３は、互いに略平行であって、直線状をなしかつ実質的にタイヤ軸方向にのびる。ここで前記のごとくサイピング７は、縦溝９に臨む一方側の壁面Ｋ１に第１、第２の開口端７Ａ、７Ｂを隣合わせに配している。前記「略平行」とは、完全に平行或いは１０度以下の交差角で傾斜する場合を含み、また前記「タイヤ軸方向に実質的にのびる」とは、タイヤ軸方向に対して±１０度以下の角度を有することを意味する。
【００２０】
そして、前記サイピング７のタイヤ軸方向のサイプ長さＬｓは、前記ブロックＢのタイヤ軸方向のブロック長さＬａの０．５〜０．７５倍としている。
【００２１】
このサイプ長さＬｓは、前記第１、第２の開口端７Ａ、７Ｂを通る直線ＸＡに対して平行をなしかつ前記折返し部に接する接線ＸＢと、前記直線ＸＡとの間のタイヤ軸方向の距離として定義される。従って、図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、前記壁面Ｋ１が周方向に対して傾斜している場合、第１、第２の開口端７Ａ、７Ｂの間で壁面Ｋ１が屈曲する場合、或いは第１、第２のサイプ部１１、１３間を通るサイプ中心線Ｎがタイヤ軸方向に対して傾斜している場合などにも設定される。又前記ブロック長さＬａとは、前記サイプ中心線Ｎが通る位置におけるブロックＢのタイヤ軸方向の長さとして定義される。
【００２２】
このようなサイピング７は、ほぼ２×Ｌｓに相当する値のタイヤ軸方向のエッジ長さを有する反面、ブロックを完全に横切ることなく一つの壁面Ｋ１で開口している。すなわち、エッジ長さに対して優れるオープンタイプのサイピングの特性と、ブロック剛性が高いというクローズドタイプのサイピングの特性との双方を兼ね備えた特性を発揮することができる。従って、タイヤ周方向に対して、優れたエッジ効果を発揮し、氷雪路での駆動・制動性能を大巾に向上させるとともに、ブロックＢのタイヤ周方向に対する変形量を減じ、ブロックＢの欠けやクラックなどといった損傷を効果的に抑制することができる。
【００２３】
なお、前記サイプ長さＬｓが、０．５×Ｌａ未満の時には、エッジ長さが過小となるなど充分なエッジ効果を得るのが難しい。逆に０．７５×Ｌａを越えると、ブロック剛性が急激に低下するなど前記損傷の抑制効果を著減させる。
【００２４】
又このエッジ効果および損傷の抑制効果をより有効に発揮させるためには、前記第１、第２のサイプ部間のタイヤ周方向のサイプ部間巾Ｗｓを、前記ブロックＢのタイヤ周方向のブロック長さＬｂの０．０５〜０．２０倍とすることが好ましい。なお図６（Ａ）、（Ｂ）に示す如く、ブロック長さＬｂがタイヤ軸方向で変化する場合、或いはサイプ部間巾Ｗｓがタイヤ軸方向で変化する場合には、第１、第２のサイプ部１１、１３を横切る全ての周方向線Ｙ上において、サイプ部間巾Ｗｓが０．０５×Ｌｂ〜０．２０×Ｌｂの範囲である。
【００２５】
なおサイプ部間巾Ｗｓが０．０５×Ｌｂ未満の時、特にサイプ部１１、１３間のゴム部分１５の強度が過小となり、このゴム部分１５に集中的に損傷を招く。逆に、サイプ部間巾Ｗｓが０．２０×Ｌｂより大の時、ブロック全体の剛性が減じられ損傷の抑制効果が有効に機能しなくなる傾向となる。
【００２６】
なお一つのブロックＢに対して複数のサイピング７を設けることもでき、係る場合には、各サイピング７のサイプ部間巾Ｗｓの総和は、０．２×Ｌｂ以下とする。
【００２７】
次に、前記第１、第２のサイプ部１１、１３は、例示の如く直線状をなしているが、例えば図７に示すように、ジグザグ状（波状を含む）に屈曲させることもでき、この時ジグザグの振幅Ｗｐは、サイプ部間巾Ｗｓの０．３倍以下、かつジグザグの繰り返し数（ピッチ数）は２以上とするのがよい。なお直線状のサイプ部１１、１３は、ジグザグの振幅Ｗｐが０或いはピッチ数が無限大の時に実質的に相当し、従って、ジグザグの場合にはそのジグザグ中心Ｊが、略平行をなし又タイヤ軸方向にのびる。
【００２８】
又本願においては、タイヤ周方向に実質的に連続するリブである陸部６に、前記サイピング７を設けることができ、この時ブロックＢの場合と同様に、タイヤ軸方向のサイプ長さＬｓは、リブのタイヤ軸方向のリブ長さＬａの０．５〜０．７５倍とするのが好ましい。
【００２９】
又サイピング７は、サイプ部１１、１３が実質的にタイヤ軸方向に向けて形成されるため、優れたグリップ性を発揮し直進安定性を高めることができる。
【００３０】
また本願のタイヤ１は、ラジアル構造やバイアス構造などの種々の内部構造のタイヤに適用でき、又重荷重用、商業車用、乗用車用、自動二輪車用、航空機用など種々のカテゴリーのタイヤとして形成することもできる。
【００３１】
【実施例】
表１の仕様を有するタイヤサイズが１１Ｒ２２．５の重荷重用の冬用タイヤを試作するとともに、各試供タイヤにおける、氷雪上性能、ブロック耐久性、及びブロックの変形量をテストし、その結果を表１に記載した。
【００３２】
なお、トレッド溝の深さＨ０（ブロック高さ）は１９．５ｍｍ、ブロックのタイヤ軸方向長さＬａ（３０ｍｍ）、タイヤ周方向Ｌｂ（４０ｍｍ）で、サイピング以外は同一構成をしている。
【００３３】
（１）氷雪上性能
試供タイヤをリム（７．５０×２２．５）、内圧（８００ｋｐａ）で、１０トン車の駆動輪に装着し、外気温−５゜Ｃでの雪路（積雪５０ｍｍ）上で走行したときの操縦安定性を、ドライバーの官能評価により５点法で評価した。数値が大きいほど優れている。
【００３４】
（２）ブロック耐久性
前記車両を用い、乾燥舗装路を２００００ｋｍ走行した時に発生するクラック数を計測した。
【００３５】
（３）ブロックの変形量
前記リム組みした試供タイヤを用い、そのうちの１つのブロックに垂直荷重（１２０ｋｇｆ）及び周方向荷重（６０ｋｇｆ）を与えた時のブロックの変形を観測し、図８の如く、ブロックＢの先着側と後着側の壁面Ｋｆ、Ｋｒの倒れ角θｆ、θｒを測定した。倒れ角θｆ、θｒの値、及び差θｆ−θｒが小なほど変形量は小さい。
【００３６】
【表１】

【００３７】
表の如く実施例のタイヤは、優れた氷雪上性能を発揮しながら、ブロックに生じるクラックなどの損傷を大幅に抑制することができる、特に今回のテストでは、クローズドタイプのサイピングを有する比較例２の場合よりも、一段とブロックの変形量を抑えることができ、損傷をいっそう抑制しうることが確認できた。
【００３８】
【発明の効果】
本発明は叙上の如く、陸部内で折り返すＵ字状のサイピングを用いているため、エッジ長さの減少を招くことなく、陸部剛性を充分に確保でき、氷雪路での駆動・制動性能を向上させるとともに、欠けやクラックなどの損傷を防止しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のタイヤのトレッドパターンを示す展開図である。
【図２】その部分断面図である。
【図３】サイピングを示す斜視図である。
【図４】サイピングを示す平面図である。
【図５】（Ａ）〜（Ｃ）はサイピング長さを説明する線図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）はタイヤ周方向のブロック長さとサイプ部間巾との関係を示す線図である。
【図７】サイピングの他の例を示す線図である。
【図８】表１のテストにおけるブロック変形量を説明する線図。
【図９】（Ａ）、（Ｂ）は表１で使用した比較例タイヤのトレッドパターンを示す展開図である。
【図１０】従来技術の問題点を説明する線図である。
【符号の説明】
４トレッド溝
５トレッド面
６陸部
７サイピング
７Ａ第１の開口端
７Ｂ第２の開口端
１１第１のサイプ部
１２折返し部
１３第２のサイプ部
Ｂブロック
Ｋ１陸部の壁面
Ｎサイプ中心線

Claims

トレッド面に、タイヤ周方向にのびる縦溝と、この縦溝に交わる向きにのびる横溝とからなるトレッド溝を設けることにより、トレッド面をトレッド溝の溝壁又はトレッド縁がなす壁面に囲まれる複数のブロックに区分し、かつブロックのトレッド面にサイピングを設けたタイヤであって、
前記サイピングは、前記縦溝に面するブロックの壁面で開口する第１の開口端からこのブロック内にのびる第１のサイプ部と、この第１のサイプ部から一端がのびかつ前記壁面に向かってＵ字に滑らかに折返される折返し部と、この折返し部の他端から前記壁面に向かってのびかつ前記第１の開口端と隣り合って該壁面で開口する第２の開口端まで延在する第２のサイプ部とからなり、
かつ該サイピングは第１、第２のサイプ部が実質的にタイヤ軸方向に向けて形成されるとともに、
前記ブロックは、すべてのブロックに、各一つの前記サイピングを形成したサイピング入りブロックとした
ことを特徴とするタイヤ。
前記サイピングのタイヤ軸方向のサイプ長さＬｓは、第１、第２のサイプ部間を通るサイプ中心線の位置における前記ブロックのタイヤ軸方向のブロック長さＬａの０．５〜０．７５倍であることを特徴とする請求項１記載のタイヤ。
前記サイピングは、第１、第２のサイプ部間のタイヤ周方向のサイプ部間巾Ｗｓは、前記ブロックのタイヤ周方向のブロック長さＬｂの０．０５〜０．２０倍であることを特徴とする請求項１又は２記載のタイヤ。
前記ブロックは、タイヤ周方向にのびる前記縦溝に面して向き合うとともに、向き合う該ブロックの前記各壁面で、前記第１、第２の開口端が開口することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ。