JP4414726B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、氷雪路面での走行性能を向上させた空気入りタイヤに関する。

氷雪路を走行するのに好適なスノータイヤ、スタッドレスタイヤ等の空気入りタイヤでは、トレッド部に設けられたブロックに、タイヤ軸方向にのびる複数本のサイピングタイヤが周方向に隔設される。サイピングは、溝幅の狭い切り込みであり、これはブロックの柔軟性を高めて実接地面積を増加させ、かつサイピングのエッジが路面を引っ掻くこと等により氷雪路での走行性能を向上させる。

氷雪路での走行性能をさらに向上させるため、１ブロック当たりのサイピングの配設本数を増やしてエッジ成分を多く確保する試みがなされる。しかしながら、このような試みは、ブロック剛性を過度に低下させ、接地時にブロックの大きな倒れ込みを招き、ひいては一般路での操縦安定性を悪化させる。このような問題点を解決するために、例えば下記特許文献１が提案されている。

特開２０００- ２３８５１３号公報

特許文献１では、トレッド面で連続して開口するサイプ主部のタイヤ半径方向内縁に、このサイプ主部の深さ方向中心線に対して一方側、他方側に傾斜してのびる第１、２の傾斜部を長さ方向に交互に配したサイピング形状が提案される。このサイピングは、氷雪路での走行性能と一般路での操縦安定性とをバランス良く向上しうる点で評価される一方、金型からタイヤを抜き取り難いという製造上の問題があった。

本発明は、以上のような実情に鑑み案出なされたもので、ブロックに、特定の長さでサイピングを途切れさせる途切れ部を２以上介してのびる途切れサイピングを設けるとともに、各途切れ部の両端を結ぶ直線をタイヤ軸方向に対して傾かせることを基本として、サイピングのエッジ長さを実質的に低下させることなくブロック剛性を高め、生産性を損ねることなしに氷雪路での走行性能と一般路での操縦安定性とをバランス良く両立しうる空気入りタイヤを提供することを目的としている。

本発明のうち請求項１記載の発明は、トレッド部に、サイピングを設けたブロックを有する空気入りタイヤであって、前記サイピングは、タイヤ軸方向の長さａ及びタイヤ周方向の長さｂをいずれも２mm以下で該サイピングを途切れさせる途切れ部を２以上介して前記ブロックのタイヤ軸方向の一端部側から他端部側にのびる途切れサイピングを含み、しかも前記各途切れ部は、その両端を結ぶ直線がタイヤ軸方向に対して傾くとともに、前記ブロックは、複数本の前記途切れサイピングがタイヤ周方向に隔設されてなり、かつタイヤ周方向で隣り合う途切れサイピングにおいて、途切れ部のタイヤ軸方向の位置を異ならせてなり、しかも前記途切れサイピングは、前記途切れ部を介して向き合う一方のサイピング片と他方のサイピング片とが、タイヤ軸方向に０よりも大かつ２．０mm以下のオーバラップ長さを有することを特徴としている。

また請求項２記載の発明は、前記途切れサイピングは、長さ方向の中間部に形成されかつ前記途切れ部を介してジグザグ状でのびるジグサグ部と、その両側に形成されかつ略タイヤ軸方向に直線状でのびる直線部とを含むことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤである。

また請求項３記載の発明は、前記各途切れ部は、その両端を結ぶ直線がタイヤ軸方向に対して傾く角度αが４５〜９０゜である請求項１又は２記載の空気入りタイヤである。

また請求項４記載の発明は、トレッド部に、サイピングを設けたブロックを有する空気入りタイヤであって、前記サイピングは、周期模様をタイヤ軸方向に繰り返すジグザグ部を含むとともに、タイヤ軸方向の長さａ及びタイヤ周方向の長さｂをいずれも２mm以下で該サイピングを途切れさせる途切れ部を介して前記ブロックのタイヤ軸方向の一端部側から他端部側にのびる途切れサイピングを含み、しかも前記途切れサイピングの各周期模様には同一の位置に一つのみの途切れ部があり、前記各途切れ部は、その両端を結ぶ直線がタイヤ軸方向に対して傾くとともに、前記ブロックは、複数本の前記途切れサイピングがタイヤ周方向に隔設されてなり、かつタイヤ周方向で隣り合う途切れサイピングにおいて、途切れ部のタイヤ軸方向の位置を異ならせたことを特徴としている。

また請求項５記載の発明は、サイピングを形成するナイフブレードを具え、かつ前記ナイフブレードは、金型本体に埋着されかつ途切れることなくサイピングの長さ方向に連続する取付基部と、該取付基部から前記途切れ部を形成する切欠き部を介在させて断続的に突出したブレード部とを含む櫛歯状をなすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤを製造するタイヤ加硫金型である。

請求項１記載の発明では、ブロックに、途切れ部を２以上介して前記ブロックのタイヤ軸方向の一端部側から他端部側にのびる途切れサイピングを設けることによって、せん断力によるブロックの過度の倒れ込みが抑制される。また、途切れ部は、タイヤ軸方向の長さａ及びタイヤ周方向の長さｂをいずれも２mm以下に限定しているため、エッジ長さの大きな減少を招くこともない。とりわけ各途切れ部は、その両端を結ぶ直線がタイヤ軸方向に対して傾くため、タイヤ軸方向のエッジ成分の低下がより一層小さく抑えられる。またサイピングは小さいながらも幅を有していることから、途切れ端の溝幅方向のエッジにて途切れ部のエッジの減少を補い得る。このように、本発明の空気入りタイヤでは、サイピングのエッジ長さを実質的に低下させることなくブロック剛性を高めることが可能となるとともに、金型からタイヤを抜き取る際の不具合もない。また、ブロックは、複数本の途切れサイピングがタイヤ周方向に隔設されてなり、かつタイヤ周方向で隣り合う途切れサイピングにおいて、途切れ部のタイヤ軸方向の位置を異ならせた場合、剛性の大きい途切れ部を分散配置することができ、ブロック剛性の均一化を図り、ひいては偏摩耗を抑制するのに役立つ。

また請求項２記載の発明のように、途切れサイピングは、長さ方向の中間部に形成されかつ前記途切れ部を介してジグザグ状でのびるジグサグ部と、その両側に形成されかつ略タイヤ軸方向に直線状でのびる直線部とを含む場合には、前記ジグザグ部においてサイピングのエッジ長さを有効に増加させつつもブロック剛性の低下を抑制できる。ジグザグ部の過度の剛性低下を防ぐことで、一般路での操縦安定性の向上に役立つ。

なお途切れサイピングは、途切れ部を介して向き合う途切れ端の溝厚さが、前記直線部の溝厚さよりも大きいときには、ブロック全体の剛性を確保しつつ、途切れ端における溝厚さ方向のエッジ成分により全体的なエッジ長さの減少を防止ないし増加させることが可能となる。

また請求項４記載の発明のような途切れ部の配置は、ブロック剛性の均一化を促進しうる点で好ましい。

また請求項５記載の発明のように、途切れサイピングは、途切れ部を介して向き合う一方のサイピング片と他方のサイピング片とが、タイヤ軸方向に０よりも大かつ２．０mm以下のオーバラップ長さを有するときには、途切れ部を有しつつもエッジ長さを増加させるのに役立つ。

また請求項５記載の発明のように、タイヤ加硫金型が、サイピングを形成するナイフブレードを具え、かつ前記ナイフブレードは、金型本体に埋着されかつ途切れることなくサイピングの長さ方向に連続する取付基部と、該取付基部から前記途切れ部を形成する切欠き部を介在させて断続的に突出したブレード部とを含む櫛歯状をなすときには、途切れサイピングを形成する金型を安価に製造することができ、生産性をより一層向上しうる。

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は、本実施形態の空気入りタイヤのトレッドパターンの展開図を示し、この実施形態では乗用車用のスタッドレスタイヤのものが例示される。空気入りタイヤ（全体不図示）は、トレッド部２に、タイヤ周方向にのびる複数本の縦主溝３と、この縦主溝３と交わる向きにのびる横溝４とが設けられている。これによりトレッド部２には、縦主溝３と横溝４（又は縦主溝３と横溝４とトレッド縁Ｅ）とで囲まれる矩形状のブロック５が複数個区分されたブロックパターンが形成される。なおこのパターンを形成するトレッドゴムはＪＩＳＡ硬さで５５°以下、より好ましくは５０°以下の柔らかいゴムが好適である。

縦主溝３及び横溝４は、排水性能を向上するために、いずれも溝幅が３．５mm以上で形成されることが望ましい。本実施形態の縦主溝３及び横溝４はいずれも直線状でタイヤ周方向及びタイヤ軸方向にのびるものを示すが、曲線状、波状及び／又はジグザグ状など種々の形状で実施できるのは言うまでもない。また本実施形態のトレッドパターンは、全てがブロック５から構成されたブロックパターンを例示するが、これに限定されるものではなくリブ列などを含むものでも良い。

図２には、一つのブロック５の平面図を拡大して示し、図３にはその斜視図を示す。各ブロック５には、両端がブロック５のタイヤ軸方向の一端部、他端部に夫々連通した複数本のサイピング６がタイヤ周方向に隔設されている。サイピング６は、溝厚さが小さい切り込み状をなし、走行時のせん断力等の作用により容易に閉じることができる。本実施形態では、前記サイピング６が全て途切れサイピング７からなるものが例示される。

途切れサイピング７は、図２のＡ部拡大平面図である図４に示すように、タイヤ軸方向の長さａ及びタイヤ周方向の長さｂをいずれも２mm以下で該サイピングを途切れさせる途切れ部８を２以上介して前記ブロックのタイヤ軸方向の一端部側から他端部側（本例では一端部から他端部）にのびている。途切れ部８の前記各長さａ、ｂは、図４に示すように、サイピング溝厚さの中心線ＣＬを基準として測定される。このような途切れ部８は、サイピング６をブロック５の接地表面からブロックの底部に至って途切れさせる。換言すれば、この例では途切れ部８の前記長さａ、ｂは、ブロックの高さ方向の位置において一定である。

途切れサイピング７、７に挟まれるブロック小片９…は、いずれも互いに完全に分離せず、途切れ部８の小部分によって連結される。そして途切れ部８は、ブロック５に大きなせん断力が作用した場合、ブロック小片９の変形に対する抵抗として働くためブロック剛性を高める。つまり、該ブロック小片９の大きな倒れ込みを抑制しうる。これは、とりわけ一般路での操縦安定性の向上に役立つ。また途切れ部８は、前記長さａ、ｂが２mm以下に限定されているため、ブロック小片９のブロック剛性を高めるものの、過度に剛性を向上させない。従って、氷雪路において必要な適度の柔軟性を確保して、氷雪路性能の低下を防止できる。

また各途切れ部８は、図４に示すように、その両端８ａ、８ｂを結ぶ直線Ｋがタイヤ軸方向に対して角度α（α≠０）で傾く。このため、途切れ部８を設けたことによるタイヤ軸方向のエッジ長さの減少をα＝０の場合に比べて小さく抑えることができるから、前記長さａ、ｂの限定とともに、サイピングのタイヤ軸方向のエッジ長さの実質的な減少を防止しうる。好ましくは、前記角度αを４５〜９０゜程度とするのが望ましい。なお途切れ部８の両端は、サイヒングの中心縁ＣＬが途切れ端と交わる点とする。

なお途切れ部８の前記長さａ又はｂが２mmを超えると、エッジ長さの減少を招きやすいばかりか、ブロック剛性を過度に高めやすくなり、氷雪路での性能を低下させるため好ましくない。さらに本実施形態の途切れサイピング７は、深さ方向に対しては、ブロック５の接地表面５ａに対して垂直にのびているため、金型からのタイヤを抜き取る際の妨げとならず製造上の不具合もない。

１本の途切れサイピング７において、途切れ部８を設ける数は２以上であれば、特に限定はされないが、多すぎると、ブロック剛性が過度に上昇し、氷雪路での走行性能を悪化させるおそれがある。このような観点より、１本の途切れサイピング７において、途切れ部８を設ける数は２〜１０個、より好ましくは３〜８個、さらに好ましくは３〜５個程度が望ましい。

本実施形態の途切れサイピング７は、長さ方向の中間部に形成されかつ途切れ部８を介してジグザグ状でのびるジグサグ部７Ａと、その両側に形成されかつ略タイヤ軸方向に直線状でのびる直線部７Ｂとを含んでいる。

本実施形態では、前記直線部７Ｂは、いずれもブロック側面５ｂ、５ｂで開口するものが例示される。但し、ブロック剛性をさらに高めるため、ブロック側面５ｂの近傍でサイピングの少なくとも一端を途切れさせることもできる。また好ましくはタイヤ軸方向に平行に形成されるが、タイヤ軸方向線に対して±２０゜程度で傾かせても良い。またジグザグ部７Ａは、サイピングのエッジ長さを増し、ブロックの中央部において剛性を最適に緩和するのに役立つ。本例のジグザグ部７Ａは、滑らかな正弦波を周期模様Ｐとしこれをタイヤ軸方向に繰り返す模様パターンを示すが、周期模様Ｐとしても直線のみからなる鋭利なジグザグであっても良い。周期模様Ｐの振幅、周期については慣例に従い種々設定できる。

特に好適な実施形態としては、ジグザグ部７Ａを構成する前記一つの周期模様の中に少なくとも一つの途切れ部８、好ましくは１〜２個の途切れ部８を含ませるのが望ましい。本実施形態では、図２に示すように、ジグザグ部７Ａが５つの周期模様Ｐで構成されており、各一つの周期模様にそれぞれ同一位置に一つの途切れ部８を含ませることにより、１本の途切れサイピング７当たり、５つの途切れ部８を設けた態様を示す。このような途切れ部８の配置は、ブロック剛性の均一化を促進しうる点で好ましい。

また途切れサイピング７の溝厚さＷ（図２、図４に示す）は特に限定はされない。ただし、溝厚さＷが大きすぎるとブロック５の剛性が過度に低下する傾向があり、逆に小さすぎても加工が困難となり生産性を悪化させる。このような観点より、前記溝厚さＷは、好ましくは２mm以下、より好ましくは１．５mm以下、さらに好ましくは０．２〜０．５mmとするのが望ましい。とりわけ、途切れ部８を介して向き合うサイピングの途切れ端７ｅの溝厚さＷａ（図４に示す）が、前記直線部７Ｂの溝厚さＷｂ（図２に示す）よりも大きいことが望ましい。具体的には比（Ｗａ／Ｗｂ）を１．５〜３．０程度とするのが良い。これにより、ブロック５の全体の剛性を確保しつつ、途切れ端７ｅにおける溝厚さ方向のエッジ成分により、全体的なエッジ長さの減少を防止ないし増加させることが可能となる。なお途切れサイピング７の深さＤ（図３に示す）は、特に制限がないが、好ましくはブロック最大高さＨｂの５０〜１００％程度が望ましく、深さを部分的に変化させることもできる。

図５ないし図６には本発明の他の実施形態を示している。
この実施形態では、タイヤ周方向で隣り合う途切れサイピング７…において、途切れ部８のタイヤ軸方向の位置を異ならせたものを示す。図５の態様では、途切れ部８がいずれも周期模様Ｐの図において右下がりの傾斜部分に設けられかつその範囲内で位置ずれさせて形成されるのに対して、図６の態様では、途切れ部８が周期模様Ｐの図において右下がりの傾斜部分と、左下がりの傾斜部分とに交互に設けられているものを示す。またこれらの態様を混在させることもできる。

図７には、さらに本発明の他の実施形態を示している。この実施形態では、途切れ部８を介して向き合う一方のサイピング片７ａと他方のサイピング片７ｂとが、タイヤ軸方向で０よりも大かつ２．０mm以下のオーバラップ長さＬを有する態様が示される。前記実施形態では、途切れサイピング７の途切れ部８を介して向き合う一方のサイピング片と他方のサイピング片とは、タイヤ軸方向のオーバラップ長さを有していないものを示したが、本実施態様では、途切れ部８を有しつつもタイヤ軸方向のエッジ長さの実質的な増加を図ることができるため、より氷雪路での走行性能を向上させるのに役立つ。なおこの実施形態では、前記オーバーラップ長さＬが０mm以下では、エッジ長さの増大が得られず、逆に２mmを超えるとブロック剛性が大となりやすい。

図８（Ａ）、（Ｂ）には、途切れサイピング７を形成するタイヤ加硫金型の説明図を示す。該タイヤ加硫金型Ｍは、タイヤ外面を成形しうる金型本体Ｍａと、この金型本体Ｍａに埋着されかつ途切れサイピング７を形成するナイフブレードＭｂとを含んでいる。またナイフブレードＭｂは、例えば図８（Ａ）に示すように、途切れることなくサイピングの長さ方向に連続する取付基部１０と、該取付基部１０から前記途切れ部８を形成する切欠き部１２を介在させて前記長さ方向に断続的に突出したブレード部１１とを含む櫛歯状の平板金物から形成される。図８（Ｂ）では、この平板金物の長さ方向の中間部分を波状に屈曲させたものが示されている。

他方、金型本体Ｍａには、ナイフブレード埋着用の差込溝１３が形成されており、この溝深さｄは、前記ナイフブレードＭｂの取付基部１０のタイヤ半径方向の長さＳと実質的に等しく設定される。そして、ナイフブレードＭｂの取付基部１０を前記差込溝１３に埋着して固着することによって途切れサイピング７を成形しうるタイヤ加硫金型Ｍを製造しうる。これにより、途切れサイピング７を形成しうる金型を安価に製造することができ、生産性を一層向上しうる。

以上本発明の実施形態について説明したが、例えば途切れサイピング７は、ジグザグ部に代えて階段状にのびる部分を含んでも良く、またＺ字状やＳ字状にのびる部分を含むものでも良い。また本実施形態では、全てのブロック５に途切れサイピング７が設けられた例を示したが、その一部だけに適用されても良いのは言うまでもない。

図１に示すトレッドパターンを有する乗用車用スタッドレスタイヤ（サイズ１９５／６５Ｒ１５）を表１の仕様に基づき製造し、氷上制動能力、乾燥舗装路での操縦安定性、耐摩耗性についてテストを行った。サイピングの深さは、いずれもブロック高さの７５％とした。テスト方法は次の通りである。

＜氷上制動能力＞
各供試タイヤを排気量２０００cm³ の後輪駆動車の全輪に装着し、乾燥舗装路で約１００ｋｍのならし走行を行った後、氷路において制動テストを行った。制動テストは、試験路面上を３０km／ｈの速度で走行させ、４輪をロックさせた急ブレーキをかけ、車が停止するまでの制動距離を各タイヤ毎３回づつ測定しその平均値を計算した。評価は、比較例１の制動距離の平均値を１００とする指数で表示している。数値が大きいほど、制動距離が短く性能が優れていることを示す。

＜操縦安定性＞
上記車両を用いて乾燥舗装路のテストコースで高速直進走行、旋回走行等を行い、操縦安定性をドライバーの官能により１０点法で評価した。数値が大きいほど良好である。

＜耐摩耗性＞
上記車両を用いて乾燥舗装路のテストコースを約２０００ｋｍ走行し、ブロックの摩耗状況を目視により判定した。
テストの結果を表１に示す。

本発明の空気入りタイヤのトレッドパターンの展開図である。 そのブロックの拡大平面図である。 その部分斜視図である。 図２のＡ部拡大図である。 本発明の他の実施形態を示すブロックの拡大平面図である。 本発明の他の実施形態を示すブロックの拡大平面図である。 本発明の他の実施形態である途切れ部の拡大平面図である。 （Ａ）はナイフブレード、（Ｂ）はこれを用いたタイヤ加硫金型の部分分解図である。 （Ａ）は比較例１、（Ｂ）は比較例２のブロックの平面図である。

符号の説明

２ トレッド部
３ 縦主溝
４ 横溝
５ ブロック
６ サイピング
７ 途切れサイピング
７Ａ ジグザグ部
７Ｂ 直線部
７ｅ 途切れ端
７ａ、７ｂ サイピング片
１０ 取付基部
１１ ブレード部
８ 途切れ部
ａ 途切れ部のタイヤ軸方向の長さ
ｂ 途切れ部のタイヤ周方向の長さ
Ｋ 途切れ部の両端を結ぶ直線
Ｗ サイピングの溝厚さ
Ｍ タイヤ加硫金型
Ｍａ 金型本体
Ｍｂ ナイフブレード

Claims (5)

1. トレッド部に、サイピングを設けたブロックを有する空気入りタイヤであって、
   前記サイピングは、タイヤ軸方向の長さａ及びタイヤ周方向の長さｂをいずれも２mm以下で該サイピングを途切れさせる途切れ部を２以上介して前記ブロックのタイヤ軸方向の一端部側から他端部側にのびる途切れサイピングを含み、しかも
   前記各途切れ部は、その両端を結ぶ直線がタイヤ軸方向に対して傾くとともに、
   前記ブロックは、複数本の前記途切れサイピングがタイヤ周方向に隔設されてなり、
   かつタイヤ周方向で隣り合う途切れサイピングにおいて、途切れ部のタイヤ軸方向の位置を異ならせてなり、しかも
   前記途切れサイピングは、前記途切れ部を介して向き合う一方のサイピング片と他方のサイピング片とが、タイヤ軸方向に０よりも大かつ２．０mm以下のオーバラップ長さを有することを特徴とする空気入りタイヤ。
   
2. 前記途切れサイピングは、長さ方向の中間部に形成されかつ前記途切れ部を介してジグザグ状でのびるジグサグ部と、その両側に形成されかつ略タイヤ軸方向に直線状でのびる直線部とを含むことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記各途切れ部は、その両端を結ぶ直線がタイヤ軸方向に対して傾く角度αが４５〜９０゜である請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
   
4. トレッド部に、サイピングを設けたブロックを有する空気入りタイヤであって、
   前記サイピングは、周期模様をタイヤ軸方向に繰り返すジグザグ部を含むとともに、タイヤ軸方向の長さａ及びタイヤ周方向の長さｂをいずれも２mm以下で該サイピングを途切れさせる途切れ部を介して前記ブロックのタイヤ軸方向の一端部側から他端部側にのびる途切れサイピングを含み、しかも
   前記途切れサイピングの各周期模様には同一の位置に一つのみの途切れ部があり、
   前記各途切れ部は、その両端を結ぶ直線がタイヤ軸方向に対して傾くとともに、
   前記ブロックは、複数本の前記途切れサイピングがタイヤ周方向に隔設されてなり、
   かつタイヤ周方向で隣り合う途切れサイピングにおいて、途切れ部のタイヤ軸方向の位置を異ならせたことを特徴とする空気入りタイヤ。
   
5. サイピングを形成するナイフブレードを具え、かつ前記ナイフブレードは、金型本体に埋着されかつ途切れることなくサイピングの長さ方向に連続する取付基部と、
   該取付基部から前記途切れ部を形成する切欠き部を介在させて断続的に突出したブレード部とを含む櫛歯状をなすことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤを製造するタイヤ加硫金型。

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