JP4390216B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、少なくとも１本のサイプを形成した陸部を有するトレッドパターンを備えた空気入りタイヤに関し、特にスタッドレスタイヤとして有用である。

従来、スタッドレスタイヤには、ブロックやリブなどの陸部にサイプと呼ばれる切り込みが設けられており、このサイプによって摩擦係数が低い路面でもエッジ効果が発揮されるため、アイス路面での安定した走行が可能となる。かかるサイプとしては、深さ方向で形状が変化しない、いわゆる２次元サイプが知られており、サイプ内壁面が平坦な平面サイプや、図５に示すように凹凸列が踏面の法線方向ＮＤに延びた波形サイプ４０が実用化されている。

近年、エッジ効果を高めるためにサイプの本数は増加する傾向にあったが、サイプの本数を増やし過ぎると、エッジ数は増えるものの、陸部の剛性が低下して過度に倒れ込んでしまい、逆にエッジ効果が小さくなってアイス性能が低下するという問題が生じる。このため、サイプの形状を深さ方向で変化させて倒れ込みを抑制した、いわゆる３次元サイプが注目されている。

３次元サイプの形状としては種々のものが提案されており、例えばサイプ内壁面の凹凸列を踏面の法線方向に対して傾斜させたもの（下記特許文献１参照）や、図６に示すサイプ５０のように、サイプ内壁面の凹凸列をサイプ長手方向側に傾斜させてジグザグ状をなすもの（下記特許文献２、３参照）が存在する。これらは何れも、陸部が倒れ込む際に、斜め方向に延びたサイプ内壁面の凸条と凹条とが係合する作用によって、過度の倒れ込みを抑制するものである。

しかしながら、下記特許文献１記載のサイプのように、凹凸列がサイプ内壁面内で一方向にのみ傾斜したものでは、その逆傾斜方向からの負荷に対して陸部が剪断的に変形し易く、これによりアイス路面での制動性能などが十分に改善できないという問題がある。また、下記特許文献２、３記載のサイプでは、凸条と凹条とが係合するための斜め成分が小さく、陸部の倒れ込みを十分に抑制するには更に改善する余地がある。

下記特許文献４には、サイプの最深部に向かうほど波長が小さくなる波形サイプが記載されている。しかしながら、かかるサイプでは、凹凸列を全体的に傾斜させることが難しいために係合作用が小さく、陸部の倒れ込みを十分に抑制することができないという問題がある。また、本発明者らが研究したところ、摩擦係数が比較的高い路面では、陸部の端部近傍の接地圧が中央部に比べて高くなる傾向にあり、上記のようなサイプでは端部近傍での係合作用を大きくできないことから、陸部の倒れ込みが助長され、ドライ路面での制動性能や耐偏摩耗性能についても改善する余地があることが分かった。
特開平１０−２５８６１５号公報 特許第３５０４６３２号明細書 特開２００６−２７５５８号公報 特開平１１−２０８２２３号公報

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、陸部の倒れ込みを十分に抑制してアイス性能やドライ性能を改善することができる空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち、本発明の空気入りタイヤは、少なくとも１本のサイプを形成した陸部を有するトレッドパターンを備えた空気入りタイヤにおいて、前記サイプのサイプ内壁面に、最深部の略中央位置を中心として放射状に延びるとともに、前記サイプ内壁面の側端に達する凹凸列が設けられていることを特徴とするものである。

本発明の空気入りタイヤによると、サイプのサイプ内壁面に、最深部の略中央位置を中心として放射状に延びる凹凸列が設けられていることから、陸部が倒れ込む際に凸条と凹条とが係合するための斜め成分が大きくなり、陸部の倒れ込みを十分に抑制してアイス性能を改善することができる。しかも、この凹凸列には、互いに逆傾斜方向となる斜め成分が含まれるため、陸部の剪断的な変形を抑えて倒れ込み抑制効果を十分に発揮することができる。更に、本発明では、凹凸列がサイプ内壁面の側端にまで達することから、陸部の端部近傍では凹凸列の傾斜角度が大きくなって係合作用が高められ、摩擦係数が比較的高い路面での陸部の倒れ込みを十分に抑制して、ドライ性能をも改善することができる。

また、本発明の空気入りタイヤは、少なくとも１本のサイプを形成した陸部を有するトレッドパターンを備えた空気入りタイヤにおいて、前記サイプのサイプ内壁面に、最深部からタイヤ径方向内側にある略中央位置を中心として放射状に且つ直線状に延びるとともに、前記サイプ内壁面の側端に達する凹凸列が設けられており、前記中心から前記最深部までの距離が、サイプ深さをＤとする場合に０．７Ｄ以内であり、前記サイプ内壁面の踏面側部分が、サイプ深さ方向で形状が変化しない２次元サイプで形成されていることを特徴とするものである。

この空気入りタイヤは、放射状をなす凹凸列の中心が最深部よりもタイヤ径方向内側にある点で、上述した空気入りタイヤと異なるものであるが、かかる凹凸列の形状により上述したサイプと同様の作用効果を奏して、アイス性能やドライ性能を改善することができる。また、上記構成によれば、凹凸列の中心が最深部よりもタイヤ径方向内側にあることにより、最深部の近傍にある凸条部分及び凹条部分の太さを確保して係合作用を高めることができ、陸部の倒れ込み抑制効果をより改善できるという利点がある。かかる構成において、凹凸列の中心から最深部までの距離が０．７Ｄを超えた位置にある場合には、凹凸列の傾斜角度が小さくなり、陸部の倒れ込み抑制効果が低下する傾向にある。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る空気入りタイヤの陸部の一例を示す斜視図であり、陸部としてのブロックの一部を拡大して示している。図２は、そのブロックに形成されたサイプの平面図とサイプ内壁面の正面図である。図中の「＋」は凸条を、「−」は凹条を示しており、これらの凹凸はサイプの基準面Ｆ（振幅の中央を通る仮想面）を基準としている（他図についても同じ。）。

本発明の空気入りタイヤは、少なくとも１本のサイプを形成した陸部を有するトレッドパターンを備えるものである。本実施形態では、図１に示すように、ブロック１に３本のサイプ１０が形成された例を示す。サイプ１０は、踏面１ａにてタイヤ幅方向ＷＤに沿って波状に延在しており、その両端がブロック１の側壁面１ｂで開口した両側オープンサイプとして形成されている。

本実施形態では、図２に示すように、サイプ１０のサイプ内壁面１ｃに、点Ｐ１を中心として放射状に延びる凹凸列が設けられている。点Ｐ１は、サイプ１０の最深部１ｄのサイプ長手方向の略中央位置にある点である。これにより、凸条と凹条とが係合するための斜め成分が大きくなり、タイヤ周方向ＰＤに沿った前後力が生じた際には、ブロック１の倒れ込みを十分に抑制してアイス性能を改善することができる。しかも、サイプ内壁面１ｃにおいては、図２の右側と左側とで凹凸列が互いに逆傾斜方向に延びており、それによってブロック１の剪断的な変形を抑えて倒れ込み抑制効果を十分に発揮することができる。

凹凸列は、サイプ内壁面１ｃの側端（図２において左右方向の端部）に達しており、本実施形態ではブロック１の側壁面１ｂにまで達して、サイプ１０は図１に示すように側壁面１ｂにて波状に開口している。そのため、ブロック１の端部近傍では、凹凸列の傾斜角度が大きく、凸条と凹条との係合作用が高められる。その結果、摩擦係数が比較的高い路面でのブロック１の倒れ込みを十分に抑制して、ドライ性能をも改善することができる。

点Ｐ１は、ブロック１の倒れ込み抑制効果をサイプ長手方向にバランス良く発揮する観点から、本実施形態のように最深部１ｄの中央位置にあることが好ましいが、多少ずれていても構わない。かかる場合、点Ｐ１は、サイプ長さをＬとして、最深部１ｄの中央位置からサイプ長手方向に±０．１Ｌの範囲内にあることが好ましい。

本実施形態では、放射状に延びる凹凸列が踏面１ａに達しておらず、サイプ内壁面１ｃの踏面側部分１ｅは、凹凸列が踏面１ａの法線方向ＮＤに延びた波形サイプ（２次元サイプの一例）で形成されている。そのため、ブロック１が比較的倒れ込み易い摩耗初期状態において、ブロック片に鋭角部を形成することなく、優れた耐偏摩耗性能を発揮することができる。なお、サイプ１０が踏面１ａにて直線状に延在する場合に、踏面側部分１ｅを平面サイプで形成してもよく、かかる構成は夏用タイヤとして有用になる。

本発明では、上記のようにサイプ内壁面１ｃの踏面側部分１ｅが２次元サイプで形成されていることが好ましいが、ブロック１の倒れ込み抑制効果をより十分に発現する観点から、放射状に延びる凹凸列を踏面１ａにまで達するように設定して、サイプ内壁面１ｃの全面に設けても構わない。本発明では、放射状に延びる凹凸列が、少なくとも踏面１ａから０．１Ｄ〜０．９Ｄとなる領域の全面に設けられていることが好ましい。なお、Ｄはサイプ深さである。

図３は、本発明の別実施形態に係る空気入りタイヤであって、ブロックに形成されたサイプの平面図とサイプ内壁面の正面図である。このサイプ２０は、サイプ内壁面２ｃに設けられた凹凸列が以下の通りの構成である他は、上述したサイプ１０と同様の構成・作用であるので、共通点を省略して主に相違点について説明する。

このサイプ２０では、サイプ内壁面２ｃに、点Ｐ２を中心として放射状に延びる凹凸列が設けられている。この点Ｐ２は、サイプ２０の最深部２ｄからタイヤ径方向内側（図３において下側）の略中央位置にある点である。これによって、最深部２ｄの近傍にある凸条部分及び凹条部分がサイプ１０の場合に比べて太くなり、係合作用を高めてブロック１の倒れ込み抑制効果をより向上することができる。点Ｐ２から最深部２ｄまでの距離ｘは、凹凸列の傾斜角度を適度に大きくしてブロック１の倒れ込み抑制効果を確保する観点から、０．７Ｄ以内に設定されている。

放射状に延びる凹凸列の振幅（両側頂部の高さの和）は、ブロック１の倒れ込み抑制効果を十分に発現する上で１〜２ｍｍが好ましい。サイプの溝幅は、各部において同じ幅でも、多少異なっていてもよいが、十分なエッジ効果を発現する上で０．２〜０．７ｍｍが好ましい。また、サイプ深さＤは、主溝深さの２０〜８０％が好ましい。

トレッドパターンのブロック１以外の部分は何れのパターンでもよく、例えばブロック１の左右にブロックやリブを設けたものが例示される。ブロック１は、上述のような平面視矩形をなすものに限られず、平行四辺形、Ｖ字型、多角形又は曲線基調をなすものなど何れでもよい。

本発明では、陸部としてのブロックの代わりに、タイヤ周方向ＰＤに沿って直線状又はジグザグ状に延びるリブを採用してもよく、そのリブに形成されたサイプのサイプ内壁面に、上記の如き凹凸列を設けることで、倒れ込み抑制効果を十分に発揮してアイス性能やドライ性能を改善することができる。

本発明では、ブロック１の倒れ込み抑制効果が大きいため、サイプ１０の本数を増やしてサイプ密度を高めることで、エッジ数を増やしてエッジ効果を更に高めることができる。このような観点から本発明では、サイプ密度が０．０５〜０．２ｍｍ／ｍｍ^２であることが好ましい。なお、サイプ密度とは、全サイプの長さの総和を踏面の面積で除した値である。

通常、１つのブロック又は１本のリブに対して複数本のサイプが形成されるが、隣接するサイプ同士は、同一形状でも異なる波形状、傾斜角度、凹凸の周期、振幅であってもよい。但し、加硫成型後の脱型性を良好にするうえで、隣接するサイプ同士が同一形状であることが好ましい。

本発明では、上記の如きサイプ構造を、トレッドパターン内の全ての陸部に対して適用することができるが、トレッドパターン内の一部の陸部に対してだけ適用しても構わない。

本発明の空気入りタイヤは、ブロックやリブなどの陸部に上記の如きサイプが形成されること以外は、通常の空気入りタイヤと同等であり、従来公知の材料、形状、構造、製法などが何れも本発明に採用できる。

本発明は、陸部の倒れ込み抑制効果が大きいことから、ブロック基調のトレッドパターンを備えたタイヤに有用であり、アイス性能を改善可能であることから、特にスタッドレスタイヤ（冬用タイヤ）として有用である。

［他の実施形態］
（１）本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能であり、例えばサイプを片側オープンサイプや両側クローズドサイプで形成しても構わない。但し、陸部の端部近傍での係合作用を高める観点から、前述の実施形態のように放射状に延びる凹凸列が陸部の側壁面に達することが好ましく、中でも両側オープンサイプであることが好ましい。

（２）前述の実施形態では、放射状に延びる凹凸列がサイプ内壁面の踏面側部分を除いた全面に設けられた例を示したが、本発明はこれに限られない。例えば図４に示すサイプ３０は、最深部３ｄの略中央位置にある半円形領域３ｅを平面サイプで形成しており、これによって最深部３ｄでの局部的な応力集中を防いで、クラックの発生或いはブロック片のチャンクアウト（破断、脱落）を防止することができる。このサイプ３０では、放射状をなす凹凸列が、最深部３ｄの中央位置にある点Ｐ３を中心として延びるとともに、ブロックの側壁面に達しており、上述した本発明の作用効果が発現される。

（３）前述の実施形態では、サイプ１０の基準面Ｆが、踏面１ａの法線に対して略平行になるように形成された例を示したが、本発明はこれに限られず、サイプの基準面が踏面の法線に対して若干（例えば１５°以下）傾斜していても構わない。

（４）前述の実施形態では、サイプ長手方向がタイヤ幅方向に対して略平行になるように形成された例を示したが、本発明はこれに限られず、サイプ長手方向がタイヤ幅方向に対して傾斜していてもよく、その場合の傾斜角度は４５°以内が好ましい。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、タイヤの各性能評価は、次のようにして行った。

（１）アイス制動性能
タイヤを実車（国産３０００ｃｃクラスのＦＲセダン）に装着し、１名乗車の荷重条件にてアイス路面を走行させ、速度４０ｋｍ／ｈで制動力をかけてＡＢＳを作動させた際の制動距離を指数で評価した。なお、評価は、従来品（比較例１）を１００としたときの指数で示し、数値が大きいほどアイス制動性能が良好であることを示す。

（２）耐偏摩耗性能
舗装道路を８０００ｋｍ走行したときの段差摩耗量（摩耗によるサイプとサイプとの段差）を測定し、指数で評価した。なお、評価は従来品（比較例１）を１００としたときの指数で示し、数値が大きいほど耐偏摩耗性能が良好であることを示す。

（３）ドライ制動性能
タイヤを実車（国産３０００ｃｃクラスのＦＲセダン）に装着し、１名乗車の荷重条件にてドライ路面（舗装道路）を走行させ、速度４０ｋｍ／ｈで制動力をかけてＡＢＳを作動させた際の制動距離を指数で評価した。なお、評価は、従来品（比較例１）を１００としたときの指数で示し、数値が大きいほどドライ制動性能が良好であることを示す。

比較例１
図５に示す波形サイプを有する正方形ブロック（縦３０ｍｍ、横３０ｍｍ、両側オープンサイプ）を全面（５列）に有するトレッドパターンを備えたラジアルタイヤ（サイズ２０５／６５Ｒ１５）を比較例１とした。なお、サイプ深さを８ｍｍ、溝幅を０．３ｍｍ、サイプ間隔を５ｍｍ、サイプ振幅を１．２ｍｍとした。

比較例２
図６に示すサイプ５０のように、サイプ長手方向側に傾斜してジグザグ状をなす凹凸列を設けたこと以外は、比較例１と同じであるラジアルタイヤを比較例２とした。なお、踏面の法線方向ＮＤに対する凹凸列の傾斜角度を４５度とした。

実施例１、２
図２、３に示すような凹凸列を設けたこと以外は、比較例１と同じであるラジアルタイヤを、それぞれ実施例１、２とした。なお、実施例２では、凹凸列の中心となる点から最深部までの距離ｘを１．２ｍｍ（０．１５Ｄに相当）とした。

比較例３
図７に示すサイプ６０のように、サイプ内壁面６ｃの両側部分６ｅを平面サイプで形成したこと以外は、実施例２と同じであるラジアルタイヤを比較例３とした。各例の評価結果を表１に示す。

表１より、実施例１、２では、アイス制動性能、耐偏摩耗性能及びドライ制動性能が比較例１〜３に比べて改善されており、サイプ内壁面の凹凸列を上記の如く構成することによって、ブロックの倒れ込みを十分に抑制できることが分かる。なお、比較例３では、ブロックの端部近傍での係合作用を大きくできないことから、倒れ込み抑制効果が十分ではないために各性能が改善されていない。

本発明の空気入りタイヤに係る陸部の一例を示す斜視図 本発明の空気入りタイヤに係るサイプの平面図とサイプ内壁面の正面図 本発明の別実施形態に係る空気入りタイヤに係るサイプの平面図とサイプ内壁面の正面図 本発明の別実施形態に係る空気入りタイヤに係るサイプの平面図とサイプ内壁面の正面図 従来の空気入りタイヤに係るサイプの平面図とサイプ内壁面の正面図 従来の空気入りタイヤに係るサイプの平面図とサイプ内壁面の正面図 本発明との比較のために例示した空気入りタイヤに係るサイプの平面図とサイプ内壁面の正面図

符号の説明

１ ブロック（陸部）
１ａ 踏面
１ｂ 側壁面
１ｃ サイプ内壁面
１ｄ 最深部
１ｅ 踏面側部分
１０ サイプ
Ｄ サイプ深さ
Ｌ サイプ長さ

Claims (2)

1. 少なくとも１本のサイプを形成した陸部を有するトレッドパターンを備えた空気入りタイヤにおいて、前記サイプのサイプ内壁面に、最深部の略中央位置を中心として放射状に延びるとともに、前記サイプ内壁面の側端に達する凹凸列が設けられていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 少なくとも１本のサイプを形成した陸部を有するトレッドパターンを備えた空気入りタイヤにおいて、前記サイプのサイプ内壁面に、最深部からタイヤ径方向内側にある略中央位置を中心として放射状に且つ直線状に延びるとともに、前記サイプ内壁面の側端に達する凹凸列が設けられており、前記中心から前記最深部までの距離が、サイプ深さをＤとする場合に０．７Ｄ以内であり、前記サイプ内壁面の踏面側部分が、サイプ深さ方向で形状が変化しない２次元サイプで形成されていることを特徴とする空気入りタイヤ。

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