JP4561313B2

JP4561313B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4561313B2
Application number: JP2004312399A
Authority: JP
Inventors: 佳昌橋本
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2004-10-27
Filing date: 2004-10-27
Publication date: 2010-10-13
Anticipated expiration: 2024-10-27
Also published as: JP2006123636A

Description

本発明は、ブロックに複数本のサイプを設けた空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、サイプ形状に基づいて制駆動時のブロック剛性のみならずコーナリング時のブロック剛性も高めることを可能にし、それによって制駆動時のタイヤ性能とコーナリング時のタイヤ性能を同時に向上するようにした空気入りタイヤに関する。

氷雪路用空気入りタイヤにおいて、氷上性能の改善策として、ブロックに設けるサイプのエッジ量を増やしたり、トレッドゴムを低硬度化することが一般的に行われている。しかしながら、トレッドゴムを低硬度化した場合、ブロック剛性が低下するため、制駆動時やコーナリング時にブロックが倒れ込んで接地面積が減少し、夏季及び冬季でのタイヤ性能が低下することになる。そこで、ブロックの倒れ込みを防止するためにサイプを３次元形状にすることが提案されている。

３次元形状を有するサイプとして、トレッド面ではジグザグ形状をなし、ブロック内部ではジグザグ形状の振幅が変化するようにしたサイプが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この場合、制駆動時のブロック剛性を高めることは可能であるものの、コーナリング時のブロック剛性を高める効果は殆ど得られないという欠点がある。

また、トレッド面ではジグザグ形状をなし、ブロック内部では三角錐と逆三角錘とを交互に配置するようにしたサイプが提案されている（例えば、特許文献２参照）。この場合、コーナリング時のブロック剛性を高める効果が期待できるものの、サイプに方向性があるため、その配置場所が限定されるという欠点がある。

更に、トレッド面ではジグザグ形状をなし、ブロック内部ではタイヤ径方向に連なる屈曲部をタイヤ幅方向に屈曲するようにしたサイプが提案されている（例えば、特許文献３参照）。この場合も、コーナリング時のブロック剛性が制駆動時のブロック剛性に比べて低いという欠点がある。

また、上述した３次元形状を有するサイプを成形するためのサイプ成形刃を金型に設けた場合、離型時の抵抗が大きくなり、サイプ成形刃によるブロック欠け等の故障を生じることがある。そのため、サイプ形状に基づいてブロック剛性を高めることに加えて、離型性を改善することも要求されている。

更に、３次元形状を有するサイプを成形するためのサイプ成形刃は、サイプの屈曲部に相当する部分を起点として折れ曲がり易いので、一般に高強度の材料から構成する必要がある。そのため、サイプ成形刃をプレス加工する際に割れが発生し易く、また加工コストが高いという欠点がある。
特開２０００−６６１９号公報特開２００２−３０１９１０号公報特開２００２−３２１５０９号公報

本発明の目的は、サイプ形状に基づいて制駆動時のブロック剛性のみならずコーナリング時のブロック剛性も高めることを可能にし、それによって制駆動時のタイヤ性能とコーナリング時のタイヤ性能を同時に向上すると共に、金型からの離型性を改善することを可能にし、更にはサイプ成形刃の加工コストの増大を抑制することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、トレッド部に、タイヤ周方向に延びる複数本の縦溝と、タイヤ幅方向に延びる複数本の横溝とを設け、これら縦溝及び横溝によって複数のブロックを区画し、該ブロックにタイヤ幅方向に延びる複数本のサイプを設けた空気入りタイヤにおいて、
前記サイプは、トレッド面においてタイヤ周方向に振幅を持ったジグザグ形状を形成し、ブロック内部ではタイヤ径方向の２箇所以上でタイヤ周方向に屈曲してタイヤ幅方向に連なる屈曲部を形成し、かつ該屈曲部においてタイヤ径方向に振幅を持ったジグザグ形状を形成する３次元構造を有し、
前記ジグザグ形状を有する屈曲部がトレッド面の法線に対してなす角度を５５°以下にし、隣り合う屈曲部をジグザグ形状の頂点同士がタイヤ径方向に噛み合うように配置し、隣り合う屈曲部のタイヤ径方向の重なり幅を０ｍｍ〜３ｍｍにしたことを特徴とするものである。

本発明では、サイプがタイヤ径方向の２箇所以上でタイヤ周方向に屈曲してタイヤ幅方向に連なる屈曲部を備えているので、制駆動時にサイプの両側の小ブロックが互いに噛み合ってブロックの変形を抑制し、制駆動時のタイヤ性能を向上することができる。また、上記サイプは屈曲部においてタイヤ径方向に振幅を持ったジグザグ形状を形成しているので、コーナリング時においてもサイプの両側の小ブロックが互いに噛み合ってブロックの変形を抑制し、コーナリング時のタイヤ性能を向上することができる。従って、トレッドゴムを低硬度化した場合であっても、制駆動時のタイヤ性能とコーナリング時のタイヤ性能を同時に向上することが可能である。また、上記サイプは実質的に方向性を持たないので、その配置場所が限定されることもない。

更に、ジグザグ形状を有する屈曲部がトレッド面の法線に対してなす角度を５５°以下に規定しているので、離型時におけるサイプの引っ掛かりを抑制することができる。従って、空気入りタイヤの金型からの離型性を向上することができる。

しかも、サイプにおける隣り合う屈曲部をジグザグ形状の頂点同士がタイヤ径方向に噛み合うように配置しているので、それを成形するためのサイプ成形刃に折れ曲がりを生じ難くなる。そのため、サイプ成形刃に強度が比較的低い材料を使用することができ、その結果として、サイプ成形刃をプレス加工する際に割れが発生するのを回避し、サイプ成形刃の加工コストの増大を抑制することができる。なお、隣り合う屈曲部をジグザグ形状の頂点同士がタイヤ径方向に噛み合うように配置するとは、隣り合う屈曲部のタイヤ径方向の重なり幅が０ｍｍ以上であることを意味する。特に、隣り合う屈曲部のタイヤ径方向の重なり幅は０ｍｍ〜３ｍｍにする。

本発明は、スタッドレスタイヤに代表される氷雪路用空気入りタイヤに適用した場合に顕著な作用効果が得られるが、オールシーズン用の空気入りタイヤにも適用することが可能である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態からなる氷雪路用空気入りタイヤのトレッドパターンを示し、図２はそのブロックを示すものである。図３（ａ），（ｂ）は上記ブロックにおけるサイプ内壁面の一部を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）はIII −III 矢視断面図である。

図１に示すように、トレッド部１には、タイヤ周方向に延びる複数本の縦溝２と、タイヤ幅方向に延びる複数本の横溝３とが形成され、これら縦溝２及び横溝３によって複数のブロック４が区画されている。そして、各ブロック４にはタイヤ幅方向に延びる複数本のサイプ５が形成されている。なお、ブロック４の形状やサイプ５の本数は特に限定されるものではない。

図２に示すように、サイプ５は、トレッド面Ｓにおいてタイヤ周方向に振幅Ｘを持ったジグザグ形状を形成し、ブロック内部ではタイヤ径方向（Ｔｒ）の２箇所以上でタイヤ周方向（Ｔｃ）に屈曲してタイヤ幅方向（Ｔｗ）に連なる複数の屈曲部６を形成している。これら屈曲部６は凸状の屈曲部６ａと凹状の屈曲部６ｂとを有し、サイプ５の一方の壁面では凸状の屈曲部６ａと凹状の屈曲部６ｂとが交互に配置され、これに対向する他方の壁面（不図示）では凸状の屈曲部６ａと凹状の屈曲部６ｂとの位置関係が逆になっている。サイプ５にタイヤ周方向に屈曲する屈曲部６を設けた場合、制駆動時にサイプ５の両側の小ブロックが互いに噛み合ってブロック４の変形を抑制し、ブロック４のタイヤ周方向への倒れ込みを抑制することができる。なお、屈曲部６を各サイプ５において２箇所以上設けることで、タイヤの正転及び逆転に起因してブロック剛性に差を生じるのを回避することができる。

図３（ａ），（ｂ）に示すように、サイプ５は屈曲部６においてタイヤ径方向（Ｔｒ）に振幅Ｔを持ったジグザグ形状を形成している。サイプ５を屈曲部６においてタイヤ径方向（Ｔｒ）に振幅Ｔを持ったジグザグ形状とした場合、コーナリング時にサイプ５の両側の小ブロックが互いに噛み合ってブロック４の変形を抑制し、ブロック４のタイヤ幅方向への倒れ込みを抑制することができる。屈曲部６の振幅Ｔは０．５〜５．０ｍｍに設定すると良い。この振幅Ｔが０．５ｍｍ未満であるとコーナリング時におけるブロック４の倒れ込みを支える効果が不十分になり、逆に５．０ｍｍを超えると金型からの抜けが悪くなる。

また、図３（ａ），（ｂ）に示すように、ジグザグ形状を有する屈曲部６がトレッド面Ｓの法線に対してなす角度θは５５°以下、より好ましくは２０〜４５°に設定されている。この角度θを５５°以下として屈曲部６の傾きを離型時のサイプ成形刃の抜け方向に近づけることで、サイプ成形刃とブロックとの間の抵抗が小さくなり、金型からの離型性を改善することができる。一方、角度θが小さくなり過ぎると制駆動時にブロックの倒れ込みを防止する効果が不十分になる。

更に、隣り合う屈曲部６ａ，６ｂはジグザグ形状の頂点同士がタイヤ径方向に噛み合うように配置されている。例えば、任意の屈曲部６ａのタイヤ径方向内側の頂点Ｐ１と、そのタイヤ径方向内側に位置する屈曲部６ｂのタイヤ径方向外側の頂点Ｐ２とを比較したとき、頂点Ｐ２は頂点Ｐ１に対してタイヤ径方向の同じ位置又は頂点Ｐ１よりもタイヤ径方向外側になっている。ここで、隣り合う屈曲部６ａ，６ｂのタイヤ径方向の重なり幅Ｅは０ｍｍ〜３ｍｍにする。隣り合う屈曲部６ａ，６ｂの頂点同士がタイヤ径方向に噛み合っておらず、重なり幅Ｅが０ｍｍ未満であるとサイプ５を成形するためのサイプ成形刃の強度を確保することが困難になり、逆に３ｍｍを超えると空気入りタイヤの離型性やサイプ成形刃の加工性が悪化することになる。

上記氷雪路用空気入りタイヤにおいて、トレッド部を構成するゴム組成物のJIS-A 硬度（０℃）は４０〜６０、好ましくは４５〜５５にすると良い。トレッドゴムのJIS-A 硬度が４０未満であるとブロック４の倒れ込みを生じ易くなり、逆に６０を超えると氷上摩擦力が低下する。

上記氷雪路用空気入りタイヤによれば、サイプ５がタイヤ径方向（Ｔｒ）の２箇所以上でタイヤ周方向（Ｔｃ）に屈曲してタイヤ幅方向（Ｔｗ）に連なる屈曲部６を備えているので、制駆動時にサイプ５の両側の小ブロックが互いに噛み合ってブロックの変形を抑制し、制駆動時のタイヤ性能を向上することができる。しかも、サイプ５は屈曲部６においてタイヤ径方向（Ｔｒ）に振幅Ｔを持ったジグザグ形状を形成しているので、コーナリング時においてもサイプ５の両側の小ブロックが互いに噛み合ってブロックの変形を抑制し、コーナリング時のタイヤ性能を向上することができる。

従って、トレッドゴムを低硬度化した場合であっても、制駆動時のタイヤ性能とコーナリング時のタイヤ性能を同時に向上することが可能である。特に、ブロック当たりのサイプ数を増やしたり、トレッドゴムに低硬度のゴムを使用することが可能になるので、氷上性能を向上しながら夏季のタイヤ性能を維持することができる。

更に、ジグザグ形状を有する屈曲部６がトレッド面Ｓの法線に対してなす角度θを５５°以下に規定しているので、離型時におけるサイプ５の引っ掛かりを抑制することができる。従って、上述のように特殊な形状を有するサイプ５を設けた場合であっても、空気入りタイヤの金型からの離型性を向上することができる。

また、隣り合う屈曲部６ａ，６ｂをジグザグ形状の頂点同士がタイヤ径方向に噛み合うように配置しているので、サイプ５を成形するためのサイプ成形刃に折れ曲がりを生じ難くなる。そのため、サイプ成形刃に強度が比較的低い材料を使用することができ、その結果として、サイプ成形刃をプレス加工する際に割れが発生するのを回避し、サイプ成形刃の加工コストの増大を抑制することができる。

先ず、タイヤサイズが１９５／６５Ｒ１５でブロックパターンを有する氷雪路用空気入りタイヤにおいて、ブロックに設けるサイプの形状だけを種々異ならせた従来例１〜３、実施例１〜３及び比較例１〜３のタイヤをそれぞれ製作した。

従来例１は、特開２０００−６６１９号公報に記載されるように、トレッド面ではジグザグ形状をなし、ブロック内部ではジグザグ形状の振幅が変化するようにしたサイプ（図４参照）を採用したものである。従来例２は、特開２００２−３０１９１０号公報に記載されるように、トレッド面ではジグザグ形状をなし、ブロック内部では三角錐と逆三角錘とを交互に配置するようにしたサイプ（図５参照）を採用したものである。従来例３は、特開２００２−３２１５０９号公報に記載されるように、トレッド面ではジグザグ形状をなし、ブロック内部ではタイヤ径方向に連なる屈曲部をタイヤ幅方向に屈曲するようにしたサイプ（図６参照）を採用したものである。

一方、実施例１〜３及び比較例１〜３は、トレッド面においてタイヤ周方向に振幅を持ったジグザグ形状を形成し、ブロック内部ではタイヤ径方向の２箇所以上でタイヤ周方向に屈曲してタイヤ幅方向に連なる屈曲部を形成し、かつ該屈曲部においてタイヤ径方向に振幅を持ったジグザグ形状を形成する３次元構造を有するサイプ（図２参照）を採用し、ジグザグ形状を有する屈曲部がトレッド面の法線に対してなす角度θと、隣り合う屈曲部のタイヤ径方向の重なり幅Ｅを種々異ならせたものである。重なり幅Ｅのマイナス値は隣り合う屈曲部のタイヤ径方向の離間距離を意味する。実施例１〜３及び比較例１〜３において、サイプ厚さ（サイプ成形刃の厚さ）を０．４ｍｍとし、サイプ深さを７．０ｍｍとし、トレッド面におけるサイプ振幅を１．２ｍｍとし、トレッド面におけるサイプピッチを４．８ｍｍとし、サイプ間隔を４ｍｍとした。

これら試験タイヤについて、下記の試験方法により、氷上制動性能、ウェット制動性能及びウェット旋回性能を評価した。実施例１〜３及び比較例１〜３については、加硫時のタイヤ故障発生率と金型故障発生率を求め、その結果を表１に示した。タイヤ故障発生率は、加硫後のタイヤについてサイプ成形刃によるトレッド部の欠けやカット傷等の発生状況を調査したときのタイヤ加硫本数に対する故障発生タイヤの百分率（％）である。金型故障発生率は、加硫後の金型についてサイプ成形刃の損傷の発生状況を調査したときの加硫回数に対する故障発生回数の百分率（％）である。

氷上制動性能：
試験タイヤをリムサイズ１５×６．５ＪＪ、空気圧２００ｋＰａの条件で排気量２０００ｃｃのＦＲ車に装着し、凍結路面において速度４０ｋｍ／ｈの走行状態から制動を行い、その制動距離を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど氷上制動性能が優れていることを意味する。

ウェット制動性能：
試験タイヤをリムサイズ１５×６．５ＪＪ、空気圧２００ｋＰａの条件で排気量２０００ｃｃのＦＲ車に装着し、水深１ｍｍのウェット路面において速度１００ｋｍ／ｈの走行状態から制動を行い、その制動距離を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほどウェット制動性能が優れていることを意味する。

ウェット旋回性能：
試験タイヤをリムサイズ１５×６．５ＪＪ、空気圧２００ｋＰａの条件で排気量２０００ｃｃのＦＲ車に装着し、水深１ｍｍのウェット路面において半径３０ｍの定常円旋回を実施し、最大横加速度を測定した。評価結果は、従来例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほどウェット旋回性能が優れていることを意味する。

この表１から判るように、実施例１〜３のタイヤは氷上制動性能、ウェット制動性能及びウェット旋回性能が従来例１〜３に比べて優れていた。また、実施例１〜３のタイヤはいずれもタイヤ故障発生率及び金型故障発生率が極めて低いものであった。

本発明の実施形態からなる氷雪路用空気入りタイヤのトレッドパターンを示す平面図である。本発明の実施形態からなる氷雪路用空気入りタイヤのブロックを一部切り欠いて示す斜視図である。図２のブロックにおけるサイプ内壁面の一部を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）はIII −III 矢視断面図である。従来例１のブロックを示す斜視図である。従来例２のブロックを示す斜視図である。従来例３のブロックを示す斜視図である。

符号の説明

１トレッド部
２縦溝
３横溝
４ブロック
５サイプ
６屈曲部
θ トレッド面の法線に対する屈曲部の角度
Ｅ隣り合う屈曲部の重なり幅
Ｓトレッド面
Ｔサイプのタイヤ径方向の振幅
Ｘサイプのタイヤ周方向の振幅

Claims

トレッド部に、タイヤ周方向に延びる複数本の縦溝と、タイヤ幅方向に延びる複数本の横溝とを設け、これら縦溝及び横溝によって複数のブロックを区画し、該ブロックにタイヤ幅方向に延びる複数本のサイプを設けた空気入りタイヤにおいて、
前記サイプは、トレッド面においてタイヤ周方向に振幅を持ったジグザグ形状を形成し、ブロック内部ではタイヤ径方向の２箇所以上でタイヤ周方向に屈曲してタイヤ幅方向に連なる屈曲部を形成し、かつ該屈曲部においてタイヤ径方向に振幅を持ったジグザグ形状を形成する３次元構造を有し、
前記ジグザグ形状を有する屈曲部がトレッド面の法線に対してなす角度を５５°以下にし、隣り合う屈曲部をジグザグ形状の頂点同士がタイヤ径方向に噛み合うように配置し、隣り合う屈曲部のタイヤ径方向の重なり幅を０ｍｍ〜３ｍｍにしたことを特徴とする空気入りタイヤ。