JP4658579B2

JP4658579B2 - 空気入りタイヤ

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Publication number: JP4658579B2
Application number: JP2004357211A
Authority: JP
Inventors: 剛吉田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2004-12-09
Filing date: 2004-12-09
Publication date: 2011-03-23
Anticipated expiration: 2024-12-09
Also published as: JP2006160158A; EP1826027B1; US20080105349A1; EP1826027A4; WO2006062156A1; NO20072899L; EP1826027A1; NO330382B1

Description

本発明は、空気入りタイヤにかかり、特に、氷雪上性能、ウエット性能、及び耐摩耗性能を向上させた空気入りタイヤに関する。

従来の冬用のタイヤ、特に重荷重用の空気入りタイヤのトレッドには、周方向溝とラグ溝とで区画されたブロックに、サイプを形成している（例えば、特許文献１参照。）。

空気入りタイヤにおいて、氷雪上性能、ウエット性能を向上させるには、エッジ成分を向上させることが効果的である。

また、特に雪上性能については、隣り合う周方向主溝を繋ぐラグ溝をトレッドに配置することが効果的である。
特開２００２―３６２１１４号公報

冬用のタイヤでは、周方向主溝及びラグ溝によってトレッドに独立したブロックを形成しているが、単にサイプを形成してエッジ成分を向上させるとブロック剛性が低下してブロックの変形が大きくなるため、結果的に氷雪上性能が向上せず、また、ブロック欠け等の発生によりブロック耐久性にも悪影響を及ぼす。

よって、独立したブロックにおいては、ブロック剛性の維持とエッジ成分向上の両立が肝要となる。

従来技術では、エッジ成分を増加させると、ブロック剛性が低下してしまう問題がある。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、特に、氷雪上性能、ウエット性能、及び耐摩耗性能を向上させた空気入りタイヤの提供を目的とする。

請求項１に記載の発明は、タイヤ周方向に沿って延びる少なくとも２本の周方向溝と、前記周方向溝と交差する方向に延びる複数のラグ溝と、前記周方向溝と前記ラグ溝とで区画された複数のブロックとをトレッドに備えた空気入りタイヤであって、前記ブロックは、タイヤ周方向両側の前記ラグ溝同士を結ぶ周方向サイプにより２つの小ブロックに分割され、前記周方向サイプからタイヤ幅方向側のブロック端に延びる２本の横方向サイプを前記小ブロックにそれぞれ有し、前記２本の横方向サイプにより形成される中央の幅狭小ブロックのタイヤ周方向の寸法が、前記２本の横方向サイプのタイヤ周方向両側の幅広小ブロックのタイヤ周方向寸法より短くされ、かつ一方の前記幅狭小ブロックと他方の幅狭小ブロックとがタイヤ周方向に離間し、前記周方向サイプは、少なくとも１回以上方向を変えて延びている、ことを特徴としている。

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。

ブロックに周方向サイプを形成したことで、主として横方向（コーナリング）に効くエッジ成分が得られる。この周方向サイプは、少なくとも１回以上方向を変えて延びているので、周方向（トラクション、ブレーキング）に効くエッジ成分も有する。

さらに、ブロックは周方向サイプで２つの小ブロックに分割されるが、周方向サイプは少なくとも１回以上方向を変えて延びているので、周方向サイプには少なくともタイヤ周方向に対して角度を有する部分が存在する。

したがって、トラクション、またはブレーキングで、ブロックに対して周方向の力が作用したとき、周方向サイプのタイヤ周方向に対して角度を有する部分の溝壁（小ブロックの側壁）同士が互いに強く接触するので、小ブロックのタイヤ周方向の倒れ込みが抑制され、接地時のブロック剛性（対周方向）が向上する。これにより、ブロックの耐摩耗性が向上する。

なお、小ブロックには、それぞれ２本の横方向サイプが形成されているので、必要なブロック剛性を維持しつつ氷雪路、及びウエット路面にてトラクション、ブレーキングの高い性能が得られる。
請求項２に記載の請求項１に記載の空気入りタイヤは、一方の前記小ブロックを構成するタイヤ周方向一方側の前記幅広小ブロックと、他方の前記小ブロックを構成するタイヤ周方向他方側の前記幅広小ブロックとは、タイヤ周方向に対して角度を有する前記周方向サイプを挟んで隣接している。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤにおいて、前記ラグ溝の溝壁面のタイヤ軸方向となす角度は０〜１０°の範囲内であり、前記２本の横方向サイプは、互いに平行であり、かつタイヤ軸方向となす角度が０〜１０°の範囲内である、ことを特徴としている。

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。

ラグ溝の溝壁の角度、及び２本の横方向サイプの角度をタイヤ軸方向に対して０〜１０°としたので、特に、氷雪上でブロックが路面から離れる際、横方向サイプを迅速に開かせてサイプ内に取り込んだ水を効率的に排出でき、氷雪上性能を高めることができる。

なお、上記角度が１０°を超えると、横方向サイプの開きが遅くなる。

また、ラグ溝の溝壁と横方向サイプとは同方向に傾斜させ、同一角度に設定することが好ましい。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の空気入りタイヤにおいて、前記２本の横方向サイプの間隔は、３〜７mmの範囲内である、ことを特徴としている。

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。

周方向サイプで区画された小ブロックの周方向中間部分に２本の横方向サイプを形成することで、該小ブロックは、さらにタイヤ周方向に３つの小ブロックに区画される。

２本の横方向サイプの間隔を３〜７mmとすることで、３つの小ブロックの内の中央の小ブロックのタイヤ周方向の寸法を、両側の小ブロック対比で短くすることができ、中央の小ブロックの剛性を両側の小ブロック対比で小さくできる。

このため、駆動時又は制動時にブロックが路面に接してブロックにタイヤ外周接線方向の摩擦力が作用した際に、両側の小ブロックの変形（倒れ込み）は小さく、中央の小ブロックの変形（倒れ込み）は相対的に大きくなる。

これによって、２本の横方向サイプのうち一方の横方向サイプが閉じ、他方の横方向サイプが開くことになり、中央の小ブロックの踏面側のエッジが路面に確実に接触するようになり、該エッジによるエッジ効果により氷雪上性能を向上させることができる。

なお、２本の横方向サイプの間隔が３ｍｍ未満になると、中央の小ブロックの剛性が低下し過ぎて該小ブロックの耐久性が低下するため好ましくない。

一方、２本の横方向サイプの間隔が７ｍｍを超えると、中央の小ブロックと両側の小ブロックとの剛性差が少なくなり、制動時及び駆動時に横方向サイプが開き難くなりエッジ効果が不足する虞がある。

請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の空気入りタイヤにおいて、前記ラグ溝の深さ、及び前記周方向サイプの深さ、及び前記横方向サイプの深さは、何れも前記周方向溝の溝深さの５０％以上である、ことを特徴としている。

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。

ラグ溝の深さ、及び周方向サイプの深さ、及び横方向サイプの深さが、周方向溝の溝深さの５０％未満では、氷雪路、及びウエット路面にてトラクション、ブレーキングの高い性能が得られなくなる。また、摩耗後期にエッジ効果が不十分となる。

なお、ラグ溝の深さ、及び周方向サイプの深さ、及び横方向サイプの深さの上限は、何れも周方向溝の溝深さの１００％である。

以上説明したように本発明の空気入りタイヤによれば、氷雪上性能、ウエット性能、及び耐摩耗性能を向上させることができる、という優れた効果がある。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。

図１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、タイヤ赤道面ＣＬの両側にタイヤ周方向（矢印Ｓ方向）に沿って延びる第１の周方向溝１４が形成され、第１の周方向溝１４のタイヤ幅方向外側には第２の周方向溝１６が形成され、さらに第２の周方向溝１６のタイヤ幅方向外側には第３の周方向溝１８が形成されている。

また、トレッド１２には、第１の周方向溝１４と第１の周方向溝１４とを連結する第１のラグ溝２０、第１の周方向溝１４と第２の周方向溝１６とを連結する第２のラグ溝２２、第２の周方向溝１６と第３の周方向溝１８とを連結する第３のラグ溝２４、及び第３の周方向溝１８からトレッド端１２Ｅに向けて延びる第４のラグ溝２６、及び第５のラグ溝２８が形成されている。

そして、第１の周方向溝１４、及び第１のラグ溝２０によって第１のブロック３０が区画され、第１の周方向溝１４、第２の周方向溝１６、及び第２のラグ溝２２によって第２のブロック３２が区画され、第２の周方向溝１６、第３の周方向溝１８及び第３のラグ溝２４によって第３のブロック３４が区画され、第３の周方向溝１８、第４のラグ溝２６及び第５のラグ溝２８によって第４のブロック３６、及び第５のブロック３８が区画されている。

なお、第１のラグ溝２０のタイヤ軸方向となす角度θ２（図２参照）は、０〜１０°の範囲内、同様に、第２のラグ溝２２のタイヤ軸方向となす角度θ２（図３参照）は、０〜１０°の範囲内であることが好ましい。

第１のブロック３０には、タイヤ幅方向（矢印Ｗ方向）中央部分にほぼタイヤ周方向（矢印Ｓ方向）に延びる屈曲した周方向サイプ４０が形成されており、周方向サイプ４０の両側にそれぞれタイヤ幅方向に延びる２本の横方向サイプ４２が形成されている。また、第１のブロック３０には、短いサイプ４４が形成されている。

周方向サイプ４０は、１回以上、本実施形態で中間部分で４回曲げられており、主としてタイヤ周方向のエッジ成分を有するが、タイヤ幅方向のエッジ成分も有している。

横方向サイプ４２は、互いに平行に配置し、タイヤ軸方向となす角度θ１を０〜１０°の範囲内とすることが好ましく、２本の横方向サイプ４２の間隔ａを３〜７mmの範囲内とすることが好ましい。

なお、図３に示すように、第２のブロック３２にも第１のブロック３０と同様の形態の周方向サイプ４６、横方向サイプ４８、及び短いサイプ５０が形成されている。

図１に示すように、第３のブロック３４には、タイヤ幅方向に延びる横方向サイプ５２が２本形成されている。

また、第４のブロック３６にはタイヤ周方向に延びる周方向サイプ５４が形成されており、第５のブロック３８にはタイヤ周方向に延びる周方向サイプ５６が形成されている。

本実施形態では、第１の周方向溝１４、第２の周方向溝１６、及び第３の周方向溝１８の夫々の溝深さは全て同一寸法である。

なお、第１のラグ溝２０、第２のラグ溝２２、第３のラグ溝２４、第４のラグ溝２６、第５のラグ溝２８、さらに、周方向サイプ４０、横方向サイプ４２、周方向サイプ４６、及び横方向サイプ４８の夫々の溝深さは、前記周方向溝の溝深さの５０％〜１００％の範囲内に設定することが好ましい。
（作用）
第１のブロック３０に形成した周方向サイプ４０は、タイヤ周方向に屈曲して延びているので、主として横方向（コーナリング）に効くエッジ成分を有すると共に、周方向（トラクション、ブレーキング）に効くエッジ成分も有する。

この周方向サイプ４０は方向を４回変えて延びているため、周方向サイプ４０にはタイヤ周方向に対して角度を有する部分が存在することになる。

第１のブロック３０は、周方向サイプ４０によってタイヤ幅方向に分割されるが、トラクション、またはブレーキング時に第１のブロック３０に対して周方向の力Ｆ（図２参照）が作用したとき、分割された小ブロックに矢印ｆで示すような溝壁を閉じる方向の力が作用する。このため、周方向サイプ４０のタイヤ周方向に対して角度を有する部分の溝壁（小ブロックの側壁）同士が互いに強く接触し、小ブロックのタイヤ周方向の倒れ込みが抑制され、接地時のブロック剛性（対周方向）が向上し、第１のブロック３０の耐摩耗性を向上させることができる。

また、周方向サイプ４０の左右の小ブロックには、それぞれ２本の横方向サイプ４２が形成されているので、氷雪路、及びウエット路面にてトラクション、ブレーキングの高い性能を得ることができる。

なお、第２のブロック３２も周方向サイプ４６、及び横方向サイプ４８を形成して第１のブロック３０と同様の構成としているので、耐摩耗性を向上させることができ、また、氷雪路、及びウエット路面にてトラクション、ブレーキングの高い性能を得ることができる。

なお、第１のラグ溝２０、第２のラグ溝２２の溝壁の角度θ２をタイヤ軸方向に対して０〜１０°とすることで、氷雪路、及びウエット路面にてトラクション、ブレーキングの高い効果を最大限に引き出すことができる。角度θ２が１０°を超えると、氷雪路、及びウエット路面にてトラクション、ブレーキングの高い性能が得られなくなる。

第１のラグ溝２０、第２のラグ溝２２と同様に、２本の横方向サイプ４２，４８についても、タイヤ軸方向に対する横方向サイプ４２，４８の角度θ１を０〜１０°とすることで、氷雪路、及びウエット路面にてトラクション、ブレーキングの高い効果を最大限に引き出すことができる。なお、横方向サイプ４２，４８の角度θ１が１０°を超えると、氷雪路、及びウエット路面にてトラクション、ブレーキングの高い性能が得られなくなる。

さらに、２本の横方向サイプ４２の間隔、及び２本の横方向サイプ４８の間隔を夫々３〜７ｍｍの範囲内としたので、接地時に一方の横方向サイプ４２を確実に開かせ、サイプ間の小ブロック部分のエッジでのエッジ効果を確実に得ることが出来る。

なお、２本の横方向サイプ４２の間隔が３ｍｍ未満になると、サイプ間の小ブロックの剛性が低下し過ぎて該小ブロックの耐久性が低下するため好ましくない。

一方、２本の横方向サイプ４２の間隔が７ｍｍを超えると、サイプ間の小ブロックと両側の小ブロックとの剛性差が少なくなり、制動時及び駆動時に横方向サイプ４２が開き難くなりエッジ効果が不足する虞がある。

上記ラグ溝の深さ、及び周方向サイプの深さ、及び横方向サイプの深さが、周方向溝の溝深さの５０％未満では、氷雪路、及びウエット路面にてトラクション、ブレーキングの高い性能が得られなくなり、また、摩耗後期にエッジ効果が不十分となる。

なお、本実施形態では、周方向サイプ４０，４６が中間部分で４回曲げられていたが、少なくとも１回以上曲げられていれば良く、曲げの回数は本実施形態のものに限らない。
（試験例１）
本発明の効果を確かめるために、従来例のタイヤ、及び本発明の適用された実施例のタイヤを用意し、ブレーキ性能試験、及び偏摩耗性能試験を行った。また、それぞれのタイヤのブロックについて、エッジ部分をタイヤ幅方向投影したときのエッジ成分の長さを計測すると共に、及びブロック剛性（タイヤ周方向の剪断）を調べた。

実施例のタイヤ：上記実施形態（図１〜３参照）で説明したパターンを有するタイヤである。

従来例のタイヤ：図４に示すパターンを有するタイヤである。図４において、符号１００，１０２，１０４，１０６は周方向溝、符号１０８，１１０，１１２，１１４，１１６はラグ溝、符号１１８，１２０，１２２，１２４，１２６はブロック、符号１２８，１３０，１３２は横方向サイプ、符号１３４，１３６は周方向サイプである。

なお、実施例のタイヤとの主な違いは、トレッド中央側のブロック１１８，１２０の形状である。
・ウエットブレーキ性能試験：タイヤ（サイズ：１１Ｒ２２５１４ＰＲ。内圧：ＪＡＴＭＡの正規内圧７００ｋｐａ）を実車（ＡＢＳ付きの２Ｄ車。定積条件）の全軸に着し、鉄板を敷いたウエット路面での５０ｋｍ／ｈ及び３０ｋｍ／ｈからの停止距離を各々５回ずつ測定した。評価は、停止距離の平均値を求め、その平均の停止距離の逆数を従来例を１００として指数化した。指数が大きいほどウエットブレーキ性能に優れていることを表している。評価は、表１に記載した通りである。
・氷雪上ブレーキ性能試験：ウエットブレーキ試験と同様の試験を氷雪路面上で行った。評価は、指数が大きいほど氷雪上ブレーキ性能に優れていることを表している。評価は、表１に記載した通りである。
・偏摩耗試験：テストタイヤを実車に装着して一般道（舗装路）１００００ｋｍ走行後、ブロックに生じたヒール・アンド・トゥ摩耗の段差量（単位：ｍｍ）を測定した。

試験の結果、本発明の適用された実施例のタイヤは、従来例のタイヤに比較してブレーキ性能が向上しているのが分かる。これは、実施例のタイヤにおいて、ブロックに形成した方向を変えて延びる周方向サイプのエッジ効果によるものである。

また、本発明の適用された実施例のタイヤは、従来例のタイヤに比較して偏摩耗が少なく、耐偏摩耗性能が向上しているのが分かる。これは、実施例のタイヤの、例えば第１のブロック３０、及び第２のブロック３２に、方向を４回変えながら全体としてタイヤ周方向方向に延びる周方向サイプ４０，４６を形成して接地時のブロック剛性を高めたことによる。

例えば、実施例の第２のブロック３２を例にとると、実施例の第２のブロック３２は、従来例のブロック１１８とブロック１２０とを互いにサイプを挟んで隣接させたものに相当する。即ち、従来例では、ブロック１１８とブロック１２０とが周方向溝１０２で区画されているので、駆動・制動時に各ブロックが実施例対比で動き易く、偏摩耗に対してブロック構成上で不利となっている。
（試験例２）
ラグ溝の溝壁及び横方向サイプのタイヤ軸方向に対する角度を９°に設定したブロック（第１のブロック３０、及び第２のブロック３２）を有するタイヤと、ラグ溝の溝壁及び横方向サイプのタイヤ軸方向に対する角度を１５°に設定したブロック（第１のブロック３０、及び第２のブロック３２）を有するタイヤとを試作し、タイヤを転動させて接地したブロックのブロック端が路面から離れ始める時点を０として横軸に経過時間を、縦軸にサイプの開き量（mm）をとって経過時間とサイプの開き量との関係をそれぞれのブロックについて調べた。

図５に示すグラフの実線はラグ溝、及び横方向サイプの角度を９°としたブロックの測定値であり、点線はラグ溝、及び横方向サイプの角度を１５°としたブロックの測定値である。

試験結果から、ラグ溝、及び横方向サイプの角度を９°としたブロックの方が、横方向サイプの開きが早いことが分かる。横方向サイプの開きが早いと、路面から吸水した水をサイプ外へ迅速かつ効率的に排水でき、氷雪上性能の向上に好ましい。

本発明の第１の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドの平面図である。第１のブロックの拡大平面図である。第２のブロックの拡大平面図である。従来例の空気入りタイヤのトレッドの平面図である。サイプ開き量と経過時間との関係を示すグラフである。

符号の説明

１０空気入りタイヤ
１２トレッド
１４第１の周方向溝
１６第２の周方向溝
１８第３の周方向溝
２０第１のラグ溝
２２第２のラグ溝
２４第３のラグ溝
２６第４のラグ溝
２８第５のラグ溝
３０第１のブロック
３２第２のブロック
３４第３のブロック
３６第４のブロック
３８第５のブロック
４０周方向サイプ
４２横方向サイプ
４６周方向サイプ
４８横方向サイプ

Claims

タイヤ周方向に沿って延びる少なくとも２本の周方向溝と、前記周方向溝と交差する方向に延びる複数のラグ溝と、前記周方向溝と前記ラグ溝とで区画された複数のブロックとをトレッドに備えた空気入りタイヤであって、
前記ブロックは、タイヤ周方向両側の前記ラグ溝同士を結ぶ周方向サイプにより２つの小ブロックに分割され、前記周方向サイプからタイヤ幅方向側のブロック端に延びる２本の横方向サイプを前記小ブロックにそれぞれ有し、前記２本の横方向サイプにより形成される中央の幅狭小ブロックのタイヤ周方向の寸法が、前記２本の横方向サイプのタイヤ周方向両側の幅広小ブロックのタイヤ周方向の寸法より短くされ、かつ一方の前記幅狭小ブロックと他方の幅狭小ブロックとがタイヤ周方向に離間し、前記周方向サイプは、少なくとも１回以上方向を変えて延びている、ことを特徴とする空気入りタイヤ。
一方の前記小ブロックを構成するタイヤ周方向一方側の前記幅広小ブロックと、他方の前記小ブロックを構成するタイヤ周方向他方側の前記幅広小ブロックとは、タイヤ周方向に対して角度を有する前記周方向サイプを挟んで隣接している、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記ラグ溝の溝壁面のタイヤ軸方向となす角度は０〜１０°の範囲内であり、前記２本の横方向サイプは、互いに平行であり、かつタイヤ軸方向となす角度が０〜１０°の範囲内である、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤ。
前記２本の横方向サイプの間隔は、３〜７mmの範囲内である、ことを特徴とする請求項３に記載の空気入りタイヤ。
前記ラグ溝の深さ、及び前記周方向サイプの深さ、及び前記横方向サイプの深さは、何れも前記周方向溝の溝深さの５０％以上である、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の空気入りタイヤ。