JP4472131B2 - 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関し、詳細には、新品時には勿論、摩耗が進行した後にかけても、湿潤制動性能と氷雪制動性能の良好な空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
冬季の永い寒冷地にあっては、冬季の氷雪路を走行するために、夏季用タイヤに代えて冬季用タイヤを使用する場合が多い。
【０００３】
一般路面を走行するタイヤは湿潤路面における制動性能（ウエットスキッド性）や操縦安定性を重視するために、タイヤトレッド用ゴムとして比較的高いガラス転移温度を示すＳＢＲ共重合体を主とするゴム組成物が使用されている。一方、冬期用タイヤでは、氷上及び雪上における制動性能（アイススキッド性）を重視するために、主としてガラス転移温度の低いＢＲゴムないし天然ゴムが使用されている。
【０００４】
アイススキッド性能については、トレッド部のゴム組成物の低温下（−２０℃付近）における柔軟性を維持することによって、路面との摩擦係数を高めることが重要である。低温下ではゴムの弾性率が上昇して路面の凹凸に追従できなくなり、また、凍結路面では通常の路面に比べて表面の凹凸が少ないため、トレッド踏面と路面との間で生じるエネルギー散逸（ｔａｎδ）のアイススキッド性能への寄与は小さくなる。従って、低温下でトレッド踏面と路面の真実接触面積を増大させる必要があり、−２０℃付近の貯蔵弾性率（Ｅ´）を低下させること（低弾性率化）がより重要となる。
【０００５】
冬季用タイヤは、氷雪路面での接地性に加え、トレッドのブロックエッジ端での路面の引っ掻きを向上するトレッドパターンを踏面に形成することにより氷雪性能を向上してきた。その為に、周方向主溝を横溝乃至は斜溝で区画して、多数の独立したブロック状陸部からなるブロックパターンが多く採用されてきた。
【０００６】
しかしながら、冬季用の空気入りタイヤであっても、雪道での発進時にタイヤの回転を加速する場合、加速の程度が大きすぎるとタイヤが雪道をグリップしきれずにタイヤが雪上をスリップする難点があった。
【０００７】
このような雪道における発進時の加速性（雪上トラクション性能）を改良するために、従来からタイヤトレッドのパターン溝部の面積を増加させることがなされてきたが、同じ冬季用タイヤの要求性能である氷上性能が、溝部の面積を増加させると氷に接触する面積が減少するために低下するという難点があり、雪上性能と氷上性能の両立から、溝部の占める面積（ネガティブ率）の増加による雪上トラクション性能の改良には限度があった。
【０００８】
冬季用タイヤは、氷雪路面での制動性能を向上させるために、貯蔵弾性率（Ｅ´）を低くしエネルギー散逸（ｔａｎδ）を大きくしているために、トレッドゴムの摩耗速度が比較的速くなる。摩耗が進行するに従って、溝深さが減少しブロックエッジの鋭角が丸くなるため、溝部が雪を押し固めて剪断させトラクションを得る効果（雪柱剪断力）とブロックエッジが氷雪路面を引っ掻く効果が、トレッドの摩耗と共に減少していき、摩耗の進行に伴って駆動及び制動性能が低下するという問題がある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
以上述べたようなトレッド材質上及びパターン構造上の諸種の提案により、タイヤが新品状態乃至は摩耗の進行が初期段階では、氷雪路面及び湿潤路面の制動性能がかなり改善されてきているが、摩耗が約２０％或はそれ以上進行した後のタイヤに付いては、材質と構造上の作用効果が次第に働かなくなるために、氷雪路面及び湿潤路面での制動性能の低下が見られ、この改善が緊急の重要な問題になっている。
【００１０】
本発明は上記事実を考慮し、トレッドパターンの溝部面積を変えずに、即ち、氷上性能を犠牲にすることなく、摩耗後の氷雪路面及び湿潤路面の制動性能の低下を抑えることのできる空気入りタイヤを提供することが目的である。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、冬季使用に適するタイヤとして、トレッドの踏面のパターン特にサイプの配設と構造を鋭意検討した結果、上記問題点を解決し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１２】
請求項１に記載の発明は、タイヤのトレッドの踏面に、周方向に延びる複数のリブ溝と、幅方向に延びる多数のラグ溝と、により区画された複数のブロック状陸部列を備えた空気入りタイヤであって、前記ブロック状陸部列は、タイヤ赤道面が通るセンターブロック列と、前記センターブロック列の幅方向外側に隣接するセカンドブロック列と、を有し、
前記セカンドブロック列の幅方向内側の端部にのみ、テーパー部と該テーパー部を横切りタイヤ踏面部の軸方向に対してなす角度が２５〜５０°である多数のサイプと、が形成されている、ことを特徴とする空気入りタイヤである。
【００１３】
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。
【００１４】
従来、一般の冬季用の空気入りタイヤでは、トレッド踏面のブロック状陸部が摩耗するに伴って、鋭利なエッジ角や端が丸くなり、“引っ掻き”効果が作用しなくなるので、湿潤制動性や氷雪制動性が低下していた。また、トレッドのゴム高さ（溝深さ）が摩耗で減少することにより、柔軟性を失って路面の凹凸に追随できなくなり、路面との真実接触面積が減少することにより、凍結路面などでの制動性能が低下していた。
【００１５】
本項に記載の空気入りタイヤでは、トレッドの摩耗に伴ない、テーパー部の新しいサイプが踏面に次々と出現して接地するようになるので、この新しいサイプのエッジ角や端が“引っ掻き”効果を発揮し、またトレッドゴムに柔軟性をもたらすことにより、タイヤの摩耗進行による制動性能の低下を抑止することが出来る。摩耗の度合が進行するに連れ、新しいサイプのエッジ角や端の出現部分が多くなるので、制動性能の低下を抑止する効果が大きくなる。なお、本項発明の空気入りタイヤでは、溝面積を拡大することによって雪上トラクション性能を向上させているのではないので、氷上駆動制動性能を犠牲にすることがない。
【００１６】
また、テーパー部を横切る多数のサイプが、タイヤ踏面部の軸方向に対してなす角度を好適な２５〜５０°の範囲に設定されているので、多数のサイプの配設によるブロック状陸部の周方向及び幅方向剛性の低下を最小限に抑えることができ、操縦安定性の面で有利である。テーパー部を斜めに横切るサイプがタイヤ軸方向に対してなす角度が、２５°未満では、ブロック状陸部の周方向剛性の低下が、また５０°を越えると軸方向剛性の低下の懸念がある。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、請求項１の空気入りタイヤにおいて、テーパー部のタイヤ軸方向の幅が、該陸部列のタイヤ軸方向の幅の１０〜３０％であ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。本項記載の発明では、テーパー部のタイヤ軸方向の幅が好適な範囲、即ち該陸部列のタイヤ軸方向の幅の１０〜３０％に設定されているので、前述の新しいサイプの出現による、タイヤの摩耗後の制動性低下を抑止する効果が更に顕著に発揮され、実施に当たり有利である。テーパー部の幅が１０％未満では、新しいサイプの出現の割合が少なすぎ、また３０％を越えるとブロック陸部の占める面積が減少して、操縦性と雪上トラクションを低下させる恐れがある。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、請求項１と２の空気入りタイヤにおいて、テーパー部のタイヤ赤道面となすテーパー角度が、２０〜３０°であることを特徴とする。
【００２０】
次に、請求項３に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。本項発明のテーパー部のタイヤ赤道面となすテーパー角度の範囲が、好適な２０〜３０°に設定されているので、タイヤの諸性能を損なわないで、ブロック状陸部の摩耗後の制動性能の低下を抑止する効果が顕著に発揮され好ましい。テーパー角度が２０°未満では、勾配が急俊でブロック剛性を弱くし、一方３０°を越えると、テーパーの深さが足りず摩耗後期での制動性能の低下を抑止する効果が少な過ぎる恐れがある。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、請求項１から３の空気入りタイヤにおいて、テーパー部を横切る多数のサイプの深さが、周方向に延びるリブ溝の深さの７０〜９５％であることを特徴としている。
【００２２】
次に、請求項４に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。本項発明では、テーパー部を斜めに横切る多数のサイプの深さが、周方向に延びるリブ溝の深さの７０〜９５％と好適な範囲内に設定されているので、摩耗後の制動性能の低下を効果的に抑止し、かつブロック状陸部の剛性低下の影響は未然に防いでいる。サイプの深さが、周方向に延びるリブ溝の深さの７０％未満では、摩耗後期の制動性低下を充分には抑止できず、一方９５％を越えると陸部の剛性低下の影響が懸念される。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、請求項１から４の空気入りタイヤにおいて、テーパー部を横切る多数のサイプの幅は、深さ方向に深くなるに従って広くなることを特徴としている。
【００２４】
次に、請求項５に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。一般に、タイヤのトレッドが摩耗して陸部高さが低くなると、陸部ゴムの変形が少なくなり路面を把握する力が弱くなる。本項の発明タイヤでは、テーパー部を横切る多数のサイプの幅は、深さ方向に深くなるに従って広くなるように設定されているので、トレッドが摩耗して陸部高さが低くなるに連れて、陸部ゴムを柔軟にし変形し易くして、路面を把握する力を増強している。この作用により、摩耗の進行による制動性能の低下を効果的に抑止している。
【００２５】
請求項６に記載の発明は、請求項１から５の空気入りタイヤにおいて、テーパー部を横切る多数のサイプの幅は、深さ方向に深くなるに従って広くなり、広くなる量は１〜１０ｍｍであることを特徴としている。
【００２６】
次に、請求項６に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。本項発明のタイヤは、テーパー部を横切る多数のサイプの幅が、深さ方向に深くなるに従って広くなり、この広くなる量を好適な１〜１０ｍｍの範囲に設定しているので、上述の摩耗の進行による制動性能の低下を抑止する効果が、タイヤ諸性能を損なわない範囲で、最も顕著に発揮される。サイプの幅の広くなる量が、１ｍｍ未満では、摩耗進行に追随できる程の制動性能の低下抑止効果が期待できず、一方１０ｍｍを越えて広げると、ブロック陸部の剛性が弱くなる操縦安定性を悪化させる恐れがある。
【００２７】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の空気入りタイヤの１つの実施形態を図１〜５に従って説明する。
【００２８】
図１に示すように、本発明の空気入りタイヤのトレッド踏面には、タイヤ周方向（ＣＬ軸方向）に沿って延びる複数の周方向リブ１２と、タイヤ軸方向に沿って延びる多数のラグ溝１４と、によって区画された複数のブロック状陸部列１６を備えており、図１と図５に示すように、本発明のブロック状陸部列は、少なくとも前記リブ溝に沿う端部１８にテーパー部を有し、このテーパー部には、該テーパー部を横切る多数のサイプ１９が設けられ、図５に示すように、テーパー部を横切る多数のサイプ１９が、タイヤ踏面部の軸方向（ＣＬに垂直）に対してなす角度βが２５〜５０°であることを特徴としている。
【００２９】
請求項２の発明は、図３に示すように、テーパー部１８のタイヤ軸方向の幅Ｂが、陸部列１６のタイヤ軸方向の幅Ａの１０〜３０％であることを特徴とする。
【００３０】
請求項３の発明は、図３に示すように、テーパー部のタイヤ赤道面ＣＬとなすテーパー角度αが、２０〜３０°であることを特徴とする。
【００３１】
請求項４の発明は、テーパー部を横切る多数のサイプ１９の深さが、周方向に延びるリブ溝１２の深さの７０〜９５％であることを特徴とする。
【００３２】
請求項５の発明は、図４に示すように、テーパー部を横切る多数のサイプの幅は、深さ方向に深くなるに従って広くなることを特徴とする。
【００３３】
請求項６の発明は、図４に示すように、テーパー部を横切る多数のサイプの幅Ｃは、深さ方向に深くなるに従って広くなり、広くなる量（Ｃ−Ｄ）は１〜１０ｍｍであることを特徴とする。
【００３４】
なお、本発明の空気入りタイヤの内部構造（ケース）は、一般のラジアルタイヤと同様の構造であるので、内部の構成に関しての説明は省略する。
（作用）
次に、本実施形態の空気入りタイヤの作用を説明する。
【００３５】
一般にブロック状陸部１６が摩耗すると、新品時には存在していた陸部１６の鋭利な角が丸くなり、路面を“引っ掻く”効果が弱くなるので、制動性能が低下する。本発明のトレッド踏面のブロック状陸部列１６には、少なくとも前記リブ溝に沿う端部１８に、図３及び図４に示すようにテーパー部を有し、このテーパー部には、これを横切る多数のサイプ１９が設けられているので、ブロック状陸部１６が摩耗するにつれて、テーパー部１８を横切るように設けられた多数のサイプ１９が踏面に出現して、鋭利なサイプエッジが増加するために、サイプエッジの路面を“引っ掻く”効果により制動性能の低下を抑えることができる。
【００３６】
一般にトレッドの摩耗により、ブロック状陸部列１６の高さ（溝深さ）が減少し、トレッドゴムの変位量が少なくなることにより、路面の凹凸に追随し路面を把握する力が弱くなるが、本実施形態では、前記テーパー部を横切る多数のサイプの幅が、図４に示すように、深さ方向に深くなるに従って幅Ｄから幅Ｃと広くなるように設けられているので、陸部列１６の高さが減少しても、陸部ブロックの柔軟性を上げることより、トレッドゴムが変位し易くなり、充分に接地面積を確保して、路面を把握する力の低下を抑止することが出来る。
【００３７】
【実施例】
本発明の効果を確かめるために、サイズ２０５／６０Ｒ１５のラジアルタイヤにつき、比較例のタイヤと本発明の適用された実施形態のタイヤを用意し、湿潤路面での制動試験（新品時及び７５％摩耗時）と氷雪路面での制動試験（新品時及び７５％摩耗時）を実施した。
【００３８】
実施例のタイヤ及び比較例のタイヤは共に、ブロック状陸部列の前記リブ溝に沿う端部にテーパー部を有しており、実施例タイヤのテーパー部には、テーパー部を横切る多数のサイプが設けられているが、比較例のタイヤのテーパー部には、サイプは設けられていない。実施例タイヤのテーパー部のタイヤ軸方向の幅、タイヤ赤道面となすテーパー角度、サイプが軸方向に対してなす角度、サイプの深さ及びサイプの底幅は、表１のテーパー部の仕様欄に記した通りである。これらのテスト用タイヤにつき、新品と摩耗後の制動性能を測定して、その結果を相対指数で表１に示した。
【００３９】
【表１】
【００４０】
以上の試験結果が示す通り、本発明の適用された実施例のタイヤは、比較例タイヤに比べて、新品時から摩耗後にかけて湿潤路面制動性と氷雪路面制動性に優れ、摩耗の進行による制動性能の低下が抑止されていることが分かる。
【００４１】
なお、比較例１のタイヤの摩耗後の制動性能が良くないのは、テーパー部にサイプが形成されていないためである。
【００４２】
ここで、本実施例中のタイヤの評価試験は、次に記載する方法で実施された。
【００４３】
＜氷雪路面制動試験＞
氷雪路面上での制動性能は、その指標として氷雪上加速及び制動性能で表す。試験タイヤ４本を排気量２５００ｃｃの乗用車に（ＡＢＳ車両、標準内圧）装着し、氷温−１℃、−８℃の氷雪上での制動距離を測定し、雪上制動性能は次式により指数表示した。
【００４４】
氷雪制動性能＝(比較タイヤの制動距離／試験タイヤの制動距離)×１００
指数の値が大きいほど、氷雪制動性能に優れると評価する。
【００４５】
＜湿潤路面制動試験＞
湿潤路面上での制動性能は、その指標としてウエットスキッド性能で表す。試験タイヤ４本を車両（ＡＢＳ車両、標準内圧）に装着し、湿潤テストコースで２名乗車相当で１００ｋｍ／ｈからの制動距離を測定して、比較例を１００として指数化して表示した。ウエットスキッド性能は、数値が大きいほど優れていると評価する。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の空気入りタイヤは上記の構成としたので、氷上性能を犠牲にすることなく、摩耗後の氷雪路面トラクション性能の低下を抑えることができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のタイヤトレッドの踏面の展開図である。
【図２】比較例のタイヤトレッドの踏面の展開図である。
【図３】本発明のテーパー部を有するブロック状陸部の断面図である。
【図４】本発明のテーパー部を横切るサイプを有するブロック状陸部の断面図である。
【図５】本発明のテーパー部を横切る多数のサイプを有するブロック状陸部の平面図である。
【符号の説明】
１０ トレッドの踏面
１２ 周方向リブ溝
１４ 幅方向ラグ溝
１６ ブロック状陸部
１８ テーパー部
１９ サイプ

Claims (6)

1. タイヤのトレッドの踏面に、周方向に延びる複数のリブ溝と、幅方向に延びる多数のラグ溝と、により区画された複数のブロック状陸部列を備えた空気入りタイヤであって、
   前記ブロック状陸部列は、タイヤ赤道面が通るセンターブロック列と、前記センターブロック列の幅方向外側に隣接するセカンドブロック列と、を有し、
   前記セカンドブロック列の幅方向内側の端部にのみ、テーパー部と該テーパー部を横切りタイヤ踏面部の軸方向に対してなす角度が２５〜５０°である多数のサイプと、が形成されている、ことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記テーパー部のタイヤ軸方向の幅が、陸部列のタイヤ軸方向の幅の１０〜３０％であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記テーパー部のタイヤ赤道面となすテーパー角度が、２０〜３０°であることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記テーパー部を横切る多数のサイプの深さが、周方向に延びるリブ溝の深さの７０〜９５％であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記テーパー部を横切る多数のサイプの幅は、深さ方向に深くなるに従って広くなることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記テーパー部を横切る多数のサイプの幅は、深さ方向に深くなるに従って広くなり、広くなる量は１〜１０ｍｍであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。