JP4424774B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気入りタイヤに係り、特に、氷雪路面での優れた走行性能を有する、空気入りタイヤの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スパイクタイヤの使用禁止に伴い、より優れたスタッドレスタイヤを求めて、トレッドに関する種々の改良がなされてきた。
【０００３】
このスタッドレスタイヤにほぼ共通する特徴として、トレッドに深さ方向にストレートに延びるサイプが多数施されている。
【０００４】
このサイプによりトレッド表面が多数のブロックに区分され、これらのブロック角部による氷上摩擦係数（μ）の向上（エッジ効果）を狙いサイプの幅方向の形状が検討されてきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来技術でより高い氷上摩擦係数を狙うには、サイプの本数を増加させる方法と、除水機能を向上させる方法とがある。
【０００６】
従来技術でサイプ本数を増加させると、ブロック剛性の低下に伴い接地性が悪化し、それほどの効果は望めない。しかも、接地性の悪化による偏摩耗（ヒールアンドトウ摩耗）が生じてしまう。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑みなされたもので、サイプ本数を増加させた際の接地性悪化を抑制でき、これにより、ウェットグリップ性能、氷上制動駆動性能、耐偏摩耗性能を向上させることができる空気入りタイヤを提供することが目的である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、周方向に延びる複数の主溝と、これらの主溝と交わる多数のラグ溝によって区分されたブロック状陸部を含み、前記ブロック状陸部が夫々複数のサイプを有するトレッドを備えた空気入りタイヤにおいて、前記サイプは、少なくとも深さ方向の何れかの位置においてサイプ長手方向と直交方向に振幅を有し、サイプ深さ方向位置の１箇所または複数箇所で振幅が大小大または小大小に変化しており、前記サイプは、踏面において振幅が零であり、前記サイプの踏面よりも底部側の位置で振幅が最大となる部分の深さＡと、前記サイプの深さＢとの関係が、１／１０＜Ａ／Ｂ＜２／３であることを特徴としている。
【０００９】
次に請求項１に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
【００１０】
一般的に、サイプは溝幅が狭いので、駆動制動時等においてブロック状陸部が接地したとき、サイプの壁面同士が接触してサイプで分割された小陸部の倒れ込みはある程度抑制される。
【００１１】
請求項１に記載の空気入りタイヤのサイプは、深さ方向の何れかの位置においてサイプ幅方向の振幅を有しているので、深さ方向に真っ直ぐ延びる従来形状のサイプに比較してサイプ壁面の接触面積が増加し、制動駆動時のブロック状陸部の倒れ込み抑制作用が高い。
【００１２】
また、このサイプは、振幅が深さ方向で変化するので、実質的にはサイプ断面形状（長手方向に対して直角）が深さ方向に屈曲した形状となり、ブロック状陸部が圧縮変形を受けるだけでも対向するサイプ壁面同士が容易に接触するため、ブロック変形時のサイプ接触力が更に強くなり、深さ方向に真っ直ぐに延びるサイプを備えた従来のブロック状陸部に比較してブロック状陸部の倒れ込み抑制作用が高まる。
【００１３】
請求項１に記載の空気入りタイヤでは、振幅を有することによるサイプ壁面の接触面積の増加と、圧縮変形を受けたときのサイプ接触力の増加とにより、サイプ本数を増加した際にも、タイヤ幅方向に延びるサイプの場合では制動駆動時等におけるブロック状陸部の倒れ込み（タイヤ周方向）を従来よりも抑制することができ、タイヤ周方向に延びるサイプの場合ではコーナリング時におけるブロック状陸部の倒れ込み（タイヤ幅方向）を従来よりも抑制することができる。
【００１４】
即ち、請求項１に記載の空気入りタイヤでは、サイプ本数を増加させた際のブロック状陸部の変形量拡大を減少できるので、タイヤ幅方向に延びるサイプの場合では接地性の悪化を抑制することができ、ウェットグリップ性能、氷上制動駆動性能、耐偏摩耗性能を向上させることができ、タイヤ周方向に延びるサイプの場合ではコーナリング性能を向上させることができる。
【００１５】
また、サイプは踏面において振幅が零であるので、踏面ではなくて踏面よりも底部側の位置で振幅が零となる部分を有する場合に比べ、ブロック状陸部の内部で発生するサイプ接触力が接触面積大の為強い。これにより、ブロック状陸部の変形が抑制され、接地性が良化する。
【００１６】
また、Ａ／Ｂ＜１／１０になると、摩耗初期に振幅が最大となる部分が消滅してしまうため、それ以降、ブロック状陸部の変形抑制作用が得られなくなる。
一方、２／３＜Ａ／Ｂになると、サイプで分割された小陸部の付け根部分のみの剛性が低下してしまい、付け根付近の変形が集中してしまうため、ブロック状陸部の倒れ込み変形を抑制することが出来なくなる。
したがって、１／１０＜Ａ／Ｂ＜２／３とすることが好ましい。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空気入りタイヤにおいて、前記サイプはタイヤ幅方向に沿って延びていることを特徴としている。
【００１８】
次に請求項２に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
【００１９】
請求項２に記載の空気入りタイヤのようにブロック状陸部にタイヤ幅方向に沿って延びたサイプを設けた場合には、サイプで分割された小陸部のタイヤ周方向への倒れ込みを抑制でき、主に直進時の性能、具体的にはウェットグリップ性能、氷上制動駆動性能、耐偏摩耗性能を向上させることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
［第１の実施形態］
以下に本発明の空気入りタイヤの第１実施形態を図１及び図２にしたがって説明する。
【００２１】
本実施形態の空気入りタイヤ１０の内部構造は、一般的なラジアルタイヤの構造であるので内部構造に付いての説明は省略する。
【００２２】
図２に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ１０のトレッド１２には、タイヤ周方向（矢印Ｓ方向）に延びる複数の主溝１４と、これらの主溝１４と交わる多数のラグ溝１６とが形成されており、これらの主溝１４とラグ溝１６とによってブロック状陸部１８が区分されている。
【００２３】
本実施形態では、主溝１４、ラグ溝１６共ストレートのものを使用しているが、主溝１４はジグザグ状、クランク状など左右に所定の間隔をもってタイヤ周方向に連なる公知の溝を用いることができ、またラグ溝１６も同様に、クランク状、への字状溝など他の形状のものを用いることができる。
【００２４】
図１及び図２に示すように、本実施形態のブロック状陸部１８は、タイヤ周方向長さＬ1 とタイヤ幅方向（矢印Ｗ方向）長さＬ2 とが同じに設定された正方形状であるが、長方形等の他の形状であっても良い。
【００２５】
図２に示すように、ブロック状陸部１８には、タイヤ幅方向に延びてブロック状陸部１８を横断する複数のサイプ２０が形成されており、各ブロック状陸部１８はこれら複数のサイプ２０によって複数の小ブロック（小陸部）１８Ｂに分割されている。
【００２６】
図１に示すように、本実施形態のサイプ２０は、踏面１８においてジグザグ形状（三角波形状）であり、その振幅ａは、底部側へ向かって漸減して深さ方向中央部分（Ａ＝０．５Ｂ）で零となり、深さ方向中央部分から底部側へ向かって漸増している。
【００２７】
なお、サイプ２０の踏面１８Ａに現れる形状はジグザグ形状に限らず、例えば、サインカーブ等の他の形状であっても良い。
【００２８】
本実施形態では、各サイプ２０のサイプ深さＢは全て同じに設定されており、また、踏面１８Ａに最も近い振幅ａが零となる位置までの寸法Ａは全て同じ寸法に設定されている。
【００２９】
なお、サイプ深さＢと寸法Ａとの関係は、１／１０＜Ａ／Ｂ＜２／３に設定されている。
【００３０】
次に、本実施形態の空気入りタイヤ１０の作用を説明する。
【００３１】
本実施形態の空気入りタイヤ１０のサイプ２０は、深さ方向に真っ直ぐ延びる従来形状のサイプ（サイプ２０と同一深さの条件）に比較してサイプ壁面の接触面積が増加し、制動駆動時にブロック状陸部１８の倒れ込みを抑制する作用が高い。
【００３２】
さらに、このサイプ２０は、振幅ａが深さ方向で変化するので、実質的にはサイプ断面形状（長手方向に対して直角）が深さ方向に屈曲した形状となり、ブロック状陸部１８が圧縮変形を受けるだけでも対向するサイプ壁面同士が容易に接触するため、ブロック変形時のサイプ接触力が更に強くなり、深さ方向に真っ直ぐに延びるサイプを備えた従来のブロック状陸部に比較して本実施形態のブロック状陸部１８は倒れ込みが少なくなる。
【００３３】
本実施形態の空気入りタイヤ１０では、振幅ａを有することによるサイプ壁面の接触面積の増加と、圧縮変形を受けたときのサイプ接触力の増加とにより、サイプ本数を増加した際にも制動駆動時におけるブロック状陸部１８の倒れ込みを従来よりも抑制することができる。
【００３４】
このように、本実施形態の空気入りタイヤ１０では、サイプ本数を増加させた際のブロック状陸部１８の変形量拡大を少なくし、接地性悪化を抑制できるため、ウェットグリップ性能、氷上制動駆動性能、耐偏摩耗性能を向上させることができる。
【００３５】
なお、Ａ／Ｂ＜１／１０になると、摩耗初期に振幅が零になる部分（本発明でいう大小大に変化する箇所）が消滅してしまうため本発明の効果が無くなり、摩耗中期においてブロック剛性の低下によりヒール・アンド・トー摩耗が生じてしまう。
【００３６】
一方、２／３＜Ａ／Ｂになると、サイプ２０で分割された小ブロックの付け根部分（基部）のみの剛性が低下してしまい、付け根付近に変形が集中してしまうためブロック状陸部１８の倒れ込み変形を抑制することができない。このため、摩耗初期からヒール・アンド・トー摩耗が生じてしまう。
【００３７】
また、一般的に、タイヤ幅方向に直線状のサイプでは、エッジ長さが十分でないため水膜を十分に切ることができない。一方、深さ方向に一定振幅のサイプでは、ブロック踏面のジグザグ形状で水膜を切り、サイプ内部に水を吸い上げることは可能であるが、特にブロック中央部で吸い上げた水をスムーズにブロック外部へ排水することができない。
【００３８】
しかし、本実施形態の空気入りタイヤ１０では、振幅ａが深さ方向で変化することで、踏面１８Ａで水膜を切り、サイプ内部に吸い上げた水を振幅ａが零または小の部分を介してブロック状陸部１８の側面（サイプ２０の長手方向端部）から主溝１４へスムーズに排水することが可能となり、これにより排除水性能が向上する。
【００３９】
なお、このようにサイプ２０の振幅ａが零または小の部分を介してサイプ内に吸い上げた水をスムーズに排水するには、サイプ深さＢと寸法Ａとの関係を、１／１０＜Ａ／Ｂ＜１／２に設定することが好ましい。
【００４０】
Ａ／Ｂ＜１／１０になると摩耗初期に効果が無くなり、１／２＜Ａ／Ｂになるとサイプ２０が水を十分に吸い上げることが出来ず、これほどの効果が望めない。
【００４１】
なお、本実施形態では、ブロック状陸部１８に４本のサイプ２０が形成されていたが、一つのブロック状陸部１８に４本以上のサイプ２０を形成しても良く、一つのブロック状陸部１８におけるサイプ２０の形成数は本実施形態の数には限定されるものではない。
【００４２】
また、サイプ２０は、図１に示すようにブロック状陸部１８を横断することなく、例えば、サイプ２０の長手方向一端がブロック状陸部１８内に止まる行き止まり横向きサイプを互い違い千鳥状に設けたり、またサイプ２０のような所謂横断サイプと行き止まりサイプとを適宜併用することなども可能である。
【００４３】
［第２の実施形態］
次に本発明の空気入りタイヤの第２の実施形態を図３にしたがって説明する。なお、前述した実施形態と同一構成については同一符号を付しその説明は省略する。
【００４４】
図３に示すように、本実施形態のサイプ２４は、踏面１８においてジグザグ形状であり、その振幅ａは、底部側へ向かって漸減してある一定深さ（Ａ）で零となり、そこから底部側へ向かって漸増してある一定深さ（Ａ＋λ）で踏面１８Ａと同じ振幅となり、更にそこから底部側へ向かって漸減して底部において零となる。
【００４５】
本実施形態のサイプ２４においても、第１の実施形態と同様に深さ方向に真っ直ぐ延びる従来形状のサイプ（サイプ２４と同一深さの条件）に比較してサイプ壁面の接触面積が増加するので、制動駆動時にブロック状陸部１８の倒れ込みを抑制する作用が高い。
【００４６】
また、このサイプ２４も、振幅ａが深さ方向で変化するので、実質的にはサイプ断面形状（長手方向に対して直角）が深さ方向に屈曲した形状となり、ブロック状陸部１８が圧縮変形を受けるだけでも対向するサイプ壁面同士が容易に接触するため、ブロック変形時のサイプ接触力が更に強くなり、深さ方向に真っ直ぐに延びるサイプを備えた従来のブロック状陸部に比較して本実施形態のブロック状陸部１８は倒れ込みが少なくなる。
【００４７】
したがって、本実施形態においても、振幅ａを有することによるサイプ壁面の接触面積の増加と、圧縮変形を受けたときのサイプ接触力の増加とにより、サイプ本数を増加した際にも制動駆動時におけるブロック状陸部１８の倒れ込みを従来よりも抑制することができ、第１の実施形態と同様にウェットグリップ性能、氷上制動駆動性能、耐偏摩耗性能を向上させることができる。
【００４８】
なお、本実施形態のサイプ２４のように、その振幅変化位置が１箇所ではなく複数箇所ある場合には、踏面１８Ａ側から数えて１番目の振幅変化位置が摩耗により消滅しても、更にその下に振幅変化位置があるので、摩耗時の性能低下を抑制することができる。
【００４９】
また、本実施形態のサイプ２４のように、その振幅変化位置が複数箇所ある場合、踏面１８Ａから数えて２つ目以降の振幅変化位置は前記第１の実施形態で説明したサイプ内部に吸い上げた水をスムーズに排水できる条件１／１０＜Ａ／Ｂ＜１／２から外れても良いが、サイプ振幅変化位置の隣接距離λは、少なくとも０．１２５Ｂ以上であることが望ましい。
【００５０】
［第３の実施形態］
次に本発明の空気入りタイヤの第３の実施形態を図４にしたがって説明する。なお、前述した実施形態と同一構成については同一符号を付しその説明は省略する。
【００５１】
本実施形態のサイプ２６は、踏面１８において一直線状であり、底部側へ向かってジグザグ形状（三角波形状）となり、その振幅ａは、底部側へ向かって漸増して深さ方向中央部分で最大値となり、深さ方向中央部分から底部側へ向かって漸減して底部にて零となる。
【００５２】
本実施形態においては、サイプ深さＢと寸法Ａとの関係は、１／１０＜Ａ／Ｂ＜２／３に設定されている。
【００５３】
本実施形態のサイプ２６においても、前述した第１の実施形態と同様に深さ方向に真っ直ぐ延びる従来形状のサイプ（サイプ２６と同一深さの条件）に比較してサイプ壁面の接触面積が増加するので、制動駆動時にブロック状陸部１８の倒れ込みを抑制する作用が高い。
【００５４】
また、このサイプ２６も、振幅ａが深さ方向で変化するので、実質的にはサイプ断面形状（長手方向に対して直角）が深さ方向に屈曲した形状となり、ブロック状陸部１８が圧縮変形を受けるだけでも対向するサイプ壁面同士が容易に接触するため、ブロック変形時のサイプ接触力が更に強くなり、深さ方向に真っ直ぐに延びるサイプを備えた従来のブロック状陸部に比較して本実施形態のブロック状陸部１８は倒れ込みが少なくなる。
【００５５】
したがって、本実施形態においても、振幅ａを有することによるサイプ壁面の接触面積の増加と、圧縮変形を受けたときのサイプ接触力の増加とにより、サイプ本数を増加した際にも制動駆動時におけるブロック状陸部１８の倒れ込みを従来よりも抑制することができ、第１の実施形態と同様にウェットグリップ性能、氷上制動駆動性能、耐偏摩耗性能を向上させることができる。
【００５６】
また、サイプ２６の接触面積が大の為、サイプ接触力がより強まる。
【００５７】
これにより、ブロック状陸部１８の変形が抑制され、接地性が良化する。特に、耐偏摩耗性能が向上する。
【００５８】
なお、前述した実施形態のサイプの振幅ａは、１〜３mmが好ましい。振幅ａが１mm未満ではサイプ壁面の接触面積が小となるため効果が少なくなる。一方、振幅ａが３mmよりも大きいと、サイプ間隔が広がるためブロック状陸部に形成されるサイプ本数が減少する。
【００５９】
なお、上記実施形態では、ブロック状陸部にタイヤ幅方向に延びるサイプを形成したが、ブロック状陸部にタイヤ周方向に延びるサイプを形成しても良い。
【００６０】
タイヤ周方向に延びる本発明のサイプをブロック状陸部に形成することにより、ストレートサイプを形成した従来のタイヤよりもコーナリング性能を向上させることができる。
［試験例］
本発明の効果を確かめるために、従来例の空気入りタイヤと本発明の適用された実施例の空気入りタイヤとを用意し、氷上ブレーキ性能についてテストを行った。何れのタイヤもタイヤサイズは１８５／７０Ｒ１４のものを用いた。
【００６１】
氷上ブレーキ性能はタイヤを車輛に装着し時速２０ｋｍ／ｈで走行中急ブレーキをかけ、かけた地点から停止した地点までの距離を測定し、その逆数を氷上ブレーキ性能として、指数表示（従来例を１００とする）し表１に示した。なお、数値が大きい程性能が良いことを示す。また、測定は新品時と５０％摩耗時で各々２回ずつ行った。
【００６２】
実施例１：図１に示されるブロック状陸部をトレッドに備えた空気入りタイヤであって、ブロック状陸部は、タイヤ周方向長さＬ1 が２０mm、タイヤ幅方向長さＬ2 が２０mm、高さＨが１０mmである。また、サイプは、サイプ深さＢが７mm、踏面からの振幅変化位置までの寸法Ａが３．５mm、振幅ａが１．５mmである。
【００６３】
実施例２：図５に示されるブロック状陸部をトレッドに備えた空気入りタイヤであって、ブロック状陸部の寸法は実施例１と同一である。サイプ２８は、深さＢが７mmであり、踏面と底部との間で振幅変化位置が３箇所あり、サイプ振幅変化位置の隣接距離λが０．２５Ｂ（＝１．７５mm）、振幅ａ（最大部分）が１．５mmである。
【００６４】
従来例：図６に示される如く、実施例１，２と同一寸法のブロック状陸部７０に、ストレートサイプ７２を形成した空気入りタイヤである。ストレートサイプ７２のサイプ深さＢは実施例と同一の７mmである。
【００６５】
【表１】

【００６６】
表１の結果から、本発明の実施例タイヤ１，２の氷上ブレーキ性能が従来例タイヤよりも優れていることが明らかになった。
【００６７】
また、実施例２のタイヤが実施例１のタイヤよりも５０％摩耗時氷上ブレーキ性能に優れているのは、振幅変化位置が複数箇所あるためである。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の空気入りタイヤは上記の構成としたので、タイヤ幅方向に延びるサイプの場合ではウェットグリップ性能、氷上制動駆動性能、耐偏摩耗性能を向上させることができ、タイヤ周方向に延びるサイプの場合ではコーナリング性能を向上させることができる、という優れた効果を有する。
また、サイプは踏面において振幅が零であるので、踏面ではなくて踏面よりも底部側の位置で振幅が零となる部分を有する場合に比べて変形抑制作用が大であるため耐偏摩耗性能が良く、サイプの振幅が増加するため摩耗時の氷上性能がより向上する、という優れた効果を有する。
また、摩耗初期から摩耗後期に至るまでブロック状陸部の変形抑制作用が確実に得られる、という優れた効果を有する。
【００６９】
請求項２に記載の空気入りタイヤは上記の構成としたので、主に直進時の性能、具体的にはウェットグリップ性能、氷上制動駆動性能、耐偏摩耗性能を向上させることができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】 第１の実施形態に係る空気入りタイヤのブロック状陸部の斜視図である。
【図２】 第１の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドの一部を示す平面図である。
【図３】 第２の実施形態に係る空気入りタイヤのブロック状陸部の斜視図である。
【図４】 第３の実施形態に係る空気入りタイヤのブロック状陸部の斜視図である。
【図５】 試験に用いた実施例２に係る空気入りタイヤのブロック状陸部の斜視図である。
【図６】 従来例に係る空気入りタイヤのブロック状陸部を示す斜視図である。
【符号の説明】
１０ 空気入りタイヤ
１２ トレッド
１４ 主溝
１６ ラグ溝
１８ ブロック状陸部
１８Ａ 踏面
２０ サイプ
２４ サイプ
２６ サイプ
２８ サイプ

Claims (2)

1. 周方向に延びる複数の主溝と、これらの主溝と交わる多数のラグ溝によって区分されたブロック状陸部を含み、前記ブロック状陸部が夫々複数のサイプを有するトレッドを備えた空気入りタイヤにおいて、
   前記サイプは、少なくとも深さ方向の何れかの位置においてサイプ長手方向と直交方向に振幅を有し、サイプ深さ方向位置の１箇所または複数箇所で振幅が大小大または小大小に変化しており、
   前記サイプは、踏面において振幅が零であり、
   前記サイプの踏面よりも底部側の位置で振幅が最大となる部分の深さＡと、前記サイプの深さＢとの関係が、１／１０＜Ａ／Ｂ＜２／３であることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記サイプはタイヤ幅方向に沿って延びていることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。

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