JP4688903B2

JP4688903B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4688903B2
Application number: JP2008149631A
Authority: JP
Inventors: 稔之大橋
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2008-06-06
Filing date: 2008-06-06
Publication date: 2011-05-25
Anticipated expiration: 2028-06-06
Also published as: JP2009292382A

Description

本発明は、トレッド面の陸部にサイプを形成した空気入りタイヤに関し、特にスタッドレスタイヤとして有用である。

従来、スタッドレスタイヤでは、ブロックやリブなどの陸部にサイプと呼ばれる切り込みを形成しており、このサイプによるエッジ効果や除水効果によって、摩擦係数が低いアイス路面での走行性能（以下、アイス性能と呼ぶ。）を高めている。かかるサイプとしては、長手方向に沿って直線状に延びる直線サイプや、波状に延びる波形サイプなどが実用化されている。

ところで、ゴムは非圧縮性であるため、タイヤに荷重が作用した場合には、路面に接するトレッド面の動きが大きくなり、サイプの開口部が閉じ易くなる。特に、摩擦係数が低いアイス路面においては、トレッド面が滑るために動き易く、サイプが容易に閉じて開口部が狭小化してしまうので、サイプが本来発揮すべきエッジ効果や除水効果が低下することがあった。

この問題を解決するものとして、下記特許文献１に記載のタイヤでは、サイプ壁面に長手方向に沿った複数の幅広部を設けている。かかる構成によれば、タイヤに荷重が作用した場合に陸部の変形を幅広部で吸収できるため、サイプの開口部の狭小化を抑制してエッジ効果や除水効果を確保できる。しかし、その反面、幅広部によって陸部内に空間が形成されることにより、陸部の剛性が低下してドライ路面での操縦安定性能を悪化させる傾向にあった。
特開２００７−８３０３号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、サイプの開口部の狭小化を抑制してアイス性能を向上しながらも、ドライ路面での操縦安定性能を確保できる空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。即ち、本発明の空気入りタイヤは、トレッド面の陸部にサイプを形成した空気入りタイヤにおいて、前記サイプが、陸部踏面の法線方向に対してサイプ壁面の凹凸列が前記サイプの長手方向に傾斜した波状の第１サイプ部と、その第１サイプ部とはサイプ壁面の凹凸列が逆向きに傾斜し、前記第１サイプ部に深さ方向に連設された波状の第２サイプ部とを備え、前記第１サイプ部におけるサイプ壁面の片側に、前記サイプの長手方向に沿って延びる第１幅広部が形成され、前記第２サイプ部におけるサイプ壁面の他側に、前記サイプの長手方向に沿って延びる第２幅広部が形成され、前記第１幅広部及び前記第２幅広部の少なくとも一方が、サイプ壁面の凹凸列に沿って深さ方向又は反深さ方向に湾曲しているものである。

本発明に係る空気入りタイヤでは、凹凸列が互いに逆向きに傾斜する第１サイプ部と第２サイプ部とが深さ方向に連設されていることから、その第１サイプ部と第２サイプ部との間ではサイプ壁面の凹凸列が屈曲し、陸部が倒れ込む際には該屈曲した凹凸列が互いに係合する。そのため、サイプ壁面の各々に幅広部が形成されているにも関わらず、サイプ壁面の凹凸列の係合作用が大きくなり、陸部の倒れ込みを効果的に抑制できる。しかも、第１幅広部と第２幅広部とが互いに異なる側のサイプ壁面に形成されているため、幅広部を形成していても陸部の剛性バランスは良好となる。その結果、幅広部によりサイプの開口部の狭小化を抑制してアイス性能を向上しながらも、ドライ路面での操縦安定性能を確保することができる。

本発明では、前記サイプに前記第１幅広部と前記第２幅広部とが１箇所ずつ形成されていることが好ましい。かかる構成によれば、幅広部の高さを大きく設定できるため、陸部の変形を幅広部で吸収する効果を確保して、サイプの開口部の狭小化を適切に抑制できる。また、サイプを形成するためのブレードにおいては厚み違いになる箇所の数を抑えられるため、該ブレードの破損を防ぐ点からも有利である。

本発明では、前記第１幅広部及び前記第２幅広部が、前記第１サイプ部と前記第２サイプ部との間で屈曲した凹凸列の頂部に重複せずに配置されていることが好ましい。本発明では、サイプ壁面の凹凸列が互いに係合するに際し、深さ方向の引っ掛かりが効果的に得られることから、その屈曲した凹凸列の頂部において係合作用が最も大きくなる。そのため、上記構成によれば、陸部の倒れ込み抑制効果を良好に確保し、優れたドライ路面での操縦安定性能を発揮することができる。

本発明では、前記第１幅広部及び前記第２幅広部の少なくとも一方が、サイプ壁面の凹凸列に沿って深さ方向又は反深さ方向に湾曲しているものである。かかる構成によれば、タイヤに荷重が作用した場合に陸部の変形を幅広部で吸収する効果を向上して、サイプの開口部の狭小化をより良好に抑制することができる。

本発明では、前記第１幅広部及び前記第２幅広部の少なくとも一方が、前記サイプの長手方向の両端部よりも中央部で高さが大きく形成されているものでもよい。摩擦係数が低いアイス路面では、陸部の中央部の接地圧が周辺に比べて高くになる傾向にあるため、上記構成によれば、陸部の接地圧を均一化せしめて接地性を向上し、それによってアイス性能の向上に寄与することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る空気入りタイヤのトレッド面の一例を示す展開図である。この空気入りタイヤは、複数のブロック１（陸部の一例）を有するトレッドパターンを備える。ブロック１は、タイヤ周方向に延びる主溝２とタイヤ幅方向に延びる横溝３とによって区分されており、タイヤ赤道線Ｃに関して対称的に５列のブロック１が配列されている。

本発明の空気入りタイヤは、トレッド面の陸部に少なくとも１本のサイプが形成されている。本実施形態では、ブロック１の各々において、波状の開口部を有する複数本（本実施形態では３本）のサイプ１０が所定の間隔を置いて平行に形成されている。このトレッド面では、サイプ１０の長手方向Ｎがタイヤ幅方向と平行になっているが、本発明はこれに限られるものではない。

サイプ１０は、ブロック１の側壁にて両端が開口した両側オープンサイプであるが、本発明はこれに限定されず、片端又は両端がブロック１の内部で終端していても構わない。但し、ブロック１の側壁にてサイプ１０の片端又は両端が開口していると、ブロック１の剛性が低くなりがちであることから、本発明はサイプの片端又は両端が開口している場合において特に有用となる。

本発明は、図６に例示されるように、第１幅広部及び第２幅広部の少なくとも一方が、サイプ壁面の凹凸列に沿って深さ方向又は反深さ方向に湾曲しているものであるが、図２〜４において、そのような湾曲がない場合について、サイプ１０の構造を予め説明する。図２は、サイプ１０を長手方向Ｎに沿って分割したときの縦断面斜視図である。図３は、そのサイプ壁面１０ａの側面と正面を示す図であり、図４は、そのサイプ壁面１０ｂの側面と正面を示す図である。また、図５は、サイプ１０の横断面図であり、（Ａ）〜（Ｄ）がそれぞれ図２におけるａ−ａ断面、ｂ−ｂ断面、ｃ−ｃ断面、ｄ−ｄ断面に相当する。符号Ｗは、サイプ１０の幅寸法である。

図２〜５に示すように、サイプ１０は、陸部踏面１ａの法線方向に対してサイプ壁面１０ａ，１０ｂの凹凸列が長手方向Ｎに傾斜した波状のサイプ部１１（第１サイプ部）と、そのサイプ部１１とは凹凸列が逆向きに傾斜し、サイプ部１１に深さ方向に連設された波状のサイプ部１２（第２サイプ部）とを備える。本実施形態のサイプ１０は、更にサイプ部１３（第３サイプ部）とサイプ部１４（第４サイプ部）とを備えており、陸部踏面１ａからサイプ部１３、サイプ部１１、サイプ部１２、サイプ部１４の順に連設されている。

サイプ部１３は、サイプ部１１に連設されていて陸部踏面１ａに露出しており、サイプ壁面１０ａ，１０ｂの凹凸列が深さ方向に沿って直線状に延びている。このため、ブロック１が比較的倒れ込み易い摩耗初期状態においては、凹凸列が傾斜したサイプ部１１が陸部踏面１ａに露出せず、凸条の接地箇所に鋭角部が形成されることを防いで偏摩耗の発生を抑制できる。

また、サイプ部１４は、サイプ部１２に連設されていてサイプ底１０ｃに到達しており、サイプ部１３と同様に、サイプ壁面１０ａ，１０ｂの凹凸列が深さ方向に沿って直線状に延びている。このため、サイプ底１０ｃでの局部的な応力集中を防いでクラック等の発生を抑制することができる。

サイプ部１１におけるサイプ壁面１０ａ，１０ｂの片側（本実施形態ではサイプ壁面１０ａ）には、長手方向Ｎに沿って延びる幅広部２１（第１幅広部）が形成されている。また、サイプ部１２におけるサイプ壁面１０ａ，１０ｂの他側（本実施形態ではサイプ壁面１０ｂ）には、長手方向Ｎに沿って延びる幅広部２２（第２幅広部）が形成されている。タイヤに荷重が作用した際には、この幅広部２１，２２によってブロック１の変形を吸収し、サイプ１０の開口部の狭小化を抑制することができる。

このサイプ１０では、凹凸列が互いに逆向きに傾斜するサイプ部１１とサイプ部１２とが深さ方向に連設されているため、図３，４に示す如く屈曲した凹凸列が横向きのＶ字状をなし、ブロック１が倒れ込む際には該Ｖ字状の凹凸列が互いに係合する。このため、幅広部２１，２２が形成されているにも関わらず、サイプ壁面１０ａ，１０ｂの凹凸列の係合作用が大きくなり、ブロック１の倒れ込みを効果的に抑制することができる。そのうえ、幅広部２１と幅広部２２とが互いに異なる側のサイプ壁面に形成されているため、ブロック１の剛性バランスは良好となる。

幅広部２１，２２の高さｈ１、ｈ２は１〜２ｍｍであることが好ましい。これが１ｍｍ未満であると、ブロック１の変形を幅広部２１，２２で吸収する効果が小さくなる傾向にあり、これが２ｍｍを超えると、サイプ部１１，１２の高さ寸法との関係において幅広部２１，２２の設定が難しくなる傾向にある。また、サイプ１０による十分なエッジ効果を発現するうえで、サイプ１０の深さＤは主溝２の深さの３０〜８０％が好ましい。

幅広部２１，２２の厚みｔ１、ｔ２は、それぞれサイプ幅Ｗに対して５０〜１５０％であることが好ましい。これが５０％未満であると、幅広部１１，１２にて変形を吸収する効果が小さくなる傾向にあり、これが１５０％を超えると、ブロック１の剛性が低下して倒れ込みが過度に大きくなる場合がある。また、サイプ１０による十分なエッジ効果を発現するうえで、サイプ幅Ｗは０．２〜０．６ｍｍが好ましい。

本実施形態では、幅広部２１，２２の長さ（長手方向Ｎの距離）がサイプ１０の長さＬと同じである例を示すが、本発明では幅広部２１，２２がサイプ１０より短くても構わない。但し、その場合には、ブロック１の変形を吸収する効果を確保する観点から、各幅広部２１，２２の長さがサイプ１０の長さＬの０．３〜０．８倍となることが好ましい。

本発明では、幅広部２１又は幅広部２２が深さ方向の２箇所に形成されていても構わないが、本実施形態のようにサイプ１０に幅広部２１と幅広部２２とが１箇所ずつ形成されていることが好ましい。これにより、各幅広部２１，２２の高さを大きく設定するうえで有利となり、ブロック１の変形を吸収する効果を確保して、サイプ１０の開口部の狭小化を適切に抑制することができる。

サイプ部１１とサイプ部１２との境界線は、陸部踏面１ａに対して平行な面内に位置しており、サイプ部１１とサイプ部１２との間で屈曲した凹凸列の頂部２３は、一定の深さで配置されている。本実施形態のサイプ１０では、幅広部２１と幅広部２２が頂部２３に重複せずに配置されているため、頂部２３における凹凸列の係合作用を良好に確保し、優れたドライ路面での操縦安定性能を発揮することができる。

サイプ部１１及びサイプ部１２における凹凸列の陸部踏面１ａに対する傾斜角度は、３０〜７０°が好ましく、４０〜５０°がより好ましい。この角度が３０°未満であると、Ｖ字状の凹凸列による係合作用が小さくなる傾向にあり、これが７０°を超えると、摩耗が進行して傾斜した凹凸列が接地する段階において凸条に作用する曲げ力が大きくなり、ブロック内で接地圧が不均一化し易くなる傾向にある。

本発明では、ブロック１の単位面積当たりのサイプ長さであるサイプ密度が０．０５ｍｍ／ｍｍ^２以上であることが好ましい。このサイプ密度が０．０５ｍｍ／ｍｍ^２未満であると、サイプ１０が本来発揮すべき効果が適切に発揮されないことがある。また、ブロック１の剛性を適度に確保する観点から、サイプ密度は０．２ｍｍ／ｍｍ^２を超えないことが好ましい。

本発明の空気入りタイヤが有するトレッドパターンは特に限定されるものではなく、サイプが形成される陸部としては、前述の如き矩形のブロックのほか、Ｖ字形や多角形、曲線基調など種々の形状のブロックを採用可能である。また、ブロックに代えて、タイヤ周方向に沿って直線状又はジグザグ状に延びるリブも採用できる。但し、上記の如きサイプ構造によれば陸部の倒れ込みを効果的に抑制できることから、本発明は幅広部によって剛性が大きく低下しがちなブロックにおいて特に有用となる。

本発明では、上記の如きサイプ構造を、トレッドパターン内の全ての陸部に対して採用することができるが、トレッドパターン内の一部の陸部に対してだけ採用しても構わない。

本発明の空気入りタイヤは、陸部に上記の如きサイプが形成されること以外は、通常の空気入りタイヤと同等であり、従来公知の材料、形状、構造、製法などが何れも本発明に採用できる。

本発明は、いわゆる夏用タイヤにも適用できるが、アイス性能に優れていることから、特にスタッドレスタイヤ（冬用タイヤ）として有用である。

［他の実施形態］
（１）前述の実施形態では、サイプ壁面１０ａ、１０ｂの正面視において幅広部２１，２２がサイプ１０の長手方向Ｎに直線状に延びる例を示したが、本発明では、第１幅広部及び第２幅広部の少なくとも一方を、サイプ壁面の凹凸列に沿って深さ方向又は反深さ方向に湾曲させる。この場合、ブロック１の変形を幅広部２１，２２で吸収する効果を向上して、サイプ１０の開口部の狭小化をより良好に抑制することができる。

図６は、図３に示すサイプ壁面１０ａの変形例であり、幅広部２１を凹凸列に沿って深さ方向及び反深さ方向に湾曲させたものである。この幅広部２１は、サイプ１０の深さ方向に振幅を持つ波状に延びて、その波長はサイプ壁面１０ａの凹凸列に対応しており、凸条１５に重なる部分では反深さ方向に湾曲しつつ、凹条１６に重なる部分では深さ方向に湾曲している。

（２）前述の実施形態では、幅広部２１，２２がサイプ１０の長手方向Ｎに沿って一律の高さで延びる例を示したが、本発明では、第１幅広部及び第２幅広部の少なくとも一方において、サイプの長手方向の両端部よりも中央部で高さを大きく形成することができる。この場合、ブロック１の接地圧を均一化せしめて接地性を向上し、それによってアイス性能の向上に寄与することができる。図７は、幅広部２１の高さを長手方向Ｎの両端部よりも中央部で大きくした例である。

（３）前述の実施形態では、サイプ１０がサイプ部１１及びサイプ部１２を１つずつ備える例を示したが、本発明では、サイプが第１サイプ部又は第２サイプ部を２つ以上備えるものでもよく、かかる場合には第１サイプ部と第２サイプ部とが深さ方向に交互に連設される。但し、この場合においても、サイプには第１幅広部と第２幅広部とがそれぞれ１箇所ずつ形成されていることが好ましい。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例について説明する。なお、タイヤの各性能評価は、次のようにして行った。

（１）アイス制動性能
タイヤを実車（３０００ｃｃクラスのＦＲセダン）に装着し、アイス路面を走行して速度４０ｋｍ／ｈから制動力をかけてＡＢＳを作動させた際の制動距離を測定することで評価した。比較例１の結果を１００として指数で示し、数値が大きいほどアイス制動性能が良好であることを示す。

（２）ドライ路面での操縦安定性能
タイヤを実車（国産３０００ｃｃクラスＦＲセダン）に装着し、ドライ路面を走行して官能評価により評価した。比較例１の結果を１００として指数で示し、数値が大きいほどドライ路面での操縦安定性能が良好であることを示す。

比較例１
図１に示したトレッドパターンを有するタイヤであって、サイプの幅寸法が深さ方向に一定であると共に、サイプ壁面の凹凸列が深さ方向に真っ直ぐに延びたサイプ構造（通常の波形サイプ）を有するタイヤを比較例１とした。タイヤサイズを２０５／６５Ｒ１５、サイプの深さを７ｍｍ、サイプの幅を０．３ｍｍとした。

実施例１
図１に示したトレッドパターンを有するタイヤであって、図２〜５に示すようなサイプ構造を有するタイヤを実施例１とした。各幅広部の高さを１ｍｍ、各幅広部の厚みを０．３ｍｍとし、タイヤサイズ、サイプの深さ及び幅は比較例１と同じにした。

比較例２
サイプに幅広部を形成したこと以外は比較例１と同じであるタイヤを比較例２とした。幅広部の位置とサイズは実施例１と同じにした。

実施例２
第１幅広部と第２幅広部が屈曲した凹凸列の頂部に重複して配置されるように、第１幅広部と第２幅広部とが互いに接近して第１サイプ部と第２サイプ部との境界線上に配置されていること以外は実施例１と同じであるタイヤを実施例２とした。評価結果を表１に示す。

比較例２は、比較例１よりもアイス制動性能が改善されているものの、ドライ路面での操縦安定性能については悪化している。これに対し、実施例１，２では、アイス制動性能を改善しながらも、ドライ路面での操縦安定性能に優れている。特に、実施例１では、実施例２に比べてドライ路面での操縦安定性能が良好である。

本発明に係る空気入りタイヤのトレッド面の一例を示す展開図サイプを長手方向に沿って分割したときの縦断面斜視図サイプ壁面の側面と正面を示す図サイプ壁面の側面と正面を示す図サイプの横断面図サイプ壁面の変形例の側面と正面を示す図サイプ壁面の変形例の側面と正面を示す図

符号の説明

１ブロック
１ａ陸部踏面
１０サイプ
１０ａサイプ壁面
１０ｂサイプ壁面
１０ｃサイプ底
１１サイプ部（第１サイプ部）
１２サイプ部（第２サイプ部）
１３サイプ部（第３サイプ部）
１４サイプ部（第４サイプ部）
２１幅広部（第１幅広部）
２２幅広部（第２幅広部）
２３頂部
Ｎサイプの長手方向

Claims

トレッド面の陸部にサイプを形成した空気入りタイヤにおいて、
前記サイプが、陸部踏面の法線方向に対してサイプ壁面の凹凸列が前記サイプの長手方向に傾斜した波状の第１サイプ部と、その第１サイプ部とはサイプ壁面の凹凸列が逆向きに傾斜し、前記第１サイプ部に深さ方向に連設された波状の第２サイプ部とを備え、
前記第１サイプ部におけるサイプ壁面の片側に、前記サイプの長手方向に沿って延びる第１幅広部が形成され、前記第２サイプ部におけるサイプ壁面の他側に、前記サイプの長手方向に沿って延びる第２幅広部が形成され、
前記第１幅広部及び前記第２幅広部の少なくとも一方が、サイプ壁面の凹凸列に沿って深さ方向又は反深さ方向に湾曲していることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記サイプに前記第１幅広部と前記第２幅広部とが１箇所ずつ形成されている請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記第１幅広部及び前記第２幅広部が、前記第１サイプ部と前記第２サイプ部との間で屈曲した凹凸列の頂部に重複せずに配置されている請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
前記サイプが、陸部踏面に露出してサイプ壁面の凹凸列が深さ方向に直線状に延びる波状の第３サイプ部と、サイプ底に到達してサイプ壁面の凹凸列が深さ方向に直線状に延びる波状の第４サイプ部とを有する請求項１〜３いずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
前記第１幅広部及び前記第２幅広部の少なくとも一方が、前記サイプの長手方向の両端部よりも中央部で高さが大きく形成されている請求項１〜４いずれか１項に記載の空気入りタイヤ。