JP4715343B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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やコーナリング時のブロック剛性を高めて氷上性能等のタイヤ性能を向上すると共に、金型からの離型性を改善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、トレッド部のブロックに複数本のサイプを設け、これらサイプの形状を深さ方向に沿って波形とし、サイプ壁面同士の接触によりブロック剛性を調整することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。一方、氷上性能の改善策として、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。そのため、ブロックに波形のサイプを設けた場合であっても、トレッドゴムを低硬度化するとブロック剛性が不足し、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、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ものがある（例えば、特許文献２参照）。しかしながら、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、３次元形状を有するサイプを設けた場合、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。
特開２０００−１７７３２９号公報 特開２０００−６６１９号公報

本発明の目的は、サイプ形状に基づいて制駆動時やコーナリング時のブロック剛性を高めて氷上性能等のタイヤ性能を向上すると共に、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と共に、トレッド面側から数えて奇数番目の屈曲部のタイヤ径方向の振幅Ｌ１と偶数番目の屈曲部のタイヤ径方向の振幅Ｒ１とがＬ１＞Ｒ１の関係を満たすことを特徴とするものである。

また、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４箇所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と共に、トレッド面側から数えて１番目の屈曲部のタイヤ径方向の振幅Ｌ１と２番目の屈曲部のタイヤ径方向の振幅Ｒ１と３番目の屈曲部のタイヤ径方向の振幅Ｌ２と４番目の屈曲部のタイヤ径方向の振幅Ｒ２とがＬ１＞Ｌ２＞Ｒ１＞Ｒ２の関係を満たす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。

しかも、タイヤ径方向の２箇所以上に屈曲部を設けるに際して、トレッド面側から数えて奇数番目の屈曲部のタイヤ径方向の振幅Ｌ１と偶数番目の屈曲部のタイヤ径方向の振幅Ｒ１とがＬ１＞Ｒ１の関係を満たすようにするので、離型時の抵抗を低減することができる。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。

つまり、サイプの傾斜面は、サイプ中心線（タイヤ径方向の基準線）に対する傾斜方向が屈曲部を境にして交互に反転し、屈曲部のタイヤ径方向の振幅が大きいほどサイプ中心線に対する傾斜が小さくなる。そこで、トレッド面側から数えて奇数番目の屈曲部のタイヤ径方向の振幅Ｌ１を偶数番目の屈曲部のタイヤ径方向の振幅Ｒ１よりも大きくし、抜け易い部分をサイプ深さ方向に適切に配置することにより、複雑な立体形状を有するサイプを設けた場合の離型性を改善することが可能になる。

また、タイヤ径方向の４箇所に屈曲部を設けるに際して、トレッド面側から数えて１番目の屈曲部のタイヤ径方向の振幅Ｌ１と２番目の屈曲部のタイヤ径方向の振幅Ｒ１と３番目の屈曲部のタイヤ径方向の振幅Ｌ２と４番目の屈曲部のタイヤ径方向の振幅Ｒ２とがＬ１＞Ｌ２＞Ｒ１＞Ｒ２の関係を満たすようにするので、上記と同様の理由により離型時の抵抗を低減し、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。

本発明において、良好な離型性を確保するために、振幅Ｌ２は振幅Ｌ１の７０％〜９０％とし、振幅Ｒ１は振幅Ｌ１の３０％〜６０％とし、振幅Ｒ２は振幅Ｒ１の７０％〜９０％とすることが好ましい。

本発明では、使用開始直後から氷雪路において優れた走行性能を発揮するためにブロックの表層部に深さ０．１〜１．０ｍｍでサイプよりも浅い複数本の浅溝を設けることが可能である。このような浅溝を設けた空気入りタイヤにおいては、浅溝とサイプとの干渉による離型不良を回避するために、サイプのトレッド面に繋がる部位に該トレッド面の法線方向に延びる垂直部分を設けることが好ましい。サイプの垂直部分の高さは浅溝の深さ以上であると良い。

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。また、図３（ａ）〜（ｃ）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、（ｃ）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）〜（ｃ）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（Ｌ１，Ｒ１）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のタイヤ径方向の振幅は０．５〜５．０ｍｍに設定すると良い。この振幅が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、トレッド面側から数えて奇数番目の屈曲部６のタイヤ径方向の振幅Ｌ１と偶数番目の屈曲部６のタイヤ径方向の振幅Ｒ１とはＬ１＞Ｒ１の関係を満たしている。このように振幅Ｌ１を振幅Ｒ１よりも大きくすることにより、離型時の抵抗を低減することができる。特に、振幅Ｒ１は振幅Ｌ１の３０％〜６０％であると良い。振幅Ｒ１を振幅Ｌ１の３０％未満にするには離型性の観点から振幅Ｌ１を大きく設定する必要があり、結果的にブロック剛性が低下し、逆に振幅Ｒ１が振幅Ｌ１の６０％を超えると離型性の改善効果が低下する。

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。

また、タイヤ径方向の２箇所以上に屈曲部６を設けるに際して、トレッド面側から数えて奇数番目の屈曲部６のタイヤ径方向の振幅Ｌ１と偶数番目の屈曲部のタイヤ径方向の振幅Ｒ１とがＬ１＞Ｒ１の関係を満たしているので、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。

図４（ａ）〜（ｃ）は本発明の他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におけるサイプ内壁面の一部を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）はIV−IV矢視断面図、（ｃ）はIV' −IV' 矢視断面図である。

図４（ａ）〜（ｃ）において、トレッド面側から数えて１番目の屈曲部６のタイヤ径方向の振幅Ｌ１と２番目の屈曲部６のタイヤ径方向の振幅Ｒ１と３番目の屈曲部６のタイヤ径方向の振幅Ｌ２と４番目の屈曲部６のタイヤ径方向の振幅Ｒ２とはＬ１＞Ｌ２＞Ｒ１＞Ｒ２の関係を満たしている。このように振幅Ｌ１を振幅Ｒ１よりも大きくし、振幅Ｌ１を振幅Ｌ２よりも大きくし、振幅Ｒ１を振幅Ｒ２よりも大きくし、それによってブロック表面に近いほどサイプ５の傾斜面を緩やかにすることで、サイプ５によるブロック表面に捲れ等の故障を防止し、離型性を更に向上することができる。

特に、振幅Ｌ２は振幅Ｌ１の７０％〜９０％であり、振幅Ｒ１は振幅Ｌ１の３０％〜６０％であり、振幅Ｒ２は振幅Ｒ１の７０％〜９０％であると良い。振幅Ｒ１の限定理由は上述の通りであるが、サイプ底部側の振幅Ｌ２，Ｒ２がそれぞれ振幅Ｌ１，Ｒ１の７０％未満であるとサイプ底部にクラックを生じ易くなる。

図５（ａ）〜（ｃ）は本発明の更に他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におけるサイプ内壁面の一部を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）はＶ−Ｖ矢視断面図、（ｃ）はＶ' −Ｖ' 矢視断面図である。

図５（ａ）〜（ｃ）において、トレッド面側から数えて奇数番目の屈曲部６のタイヤ径方向の振幅Ｌ１と偶数番目の屈曲部６のタイヤ径方向の振幅Ｒ１とはＬ１＞Ｒ１の関係を満たしている。また、サイプ５のタイヤ周方向（Ｔｃ）の振幅Ｘはサイプ底部に向けて徐々に小さくなっている。つまり、サイプ５のタイヤ周方向（Ｔｃ）の振幅Ｘはサイプ深さ方向の全長にわたって一定でも良いが、サイプ底部に向けて徐々に小さくすることで離型性の向上に寄与する。

図６は本発明の更に他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示すものである。図７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VII −VII 矢視断面図、（ｃ）はVII −VII 矢視断面図である。

図６において、使用開始直後から氷雪路において優れた走行性能を発揮するために、ブロック４の表層部にはサイプ５よりも浅い複数本の浅溝７が形成されている。浅溝７の深さＤ１は０．１〜１．０ｍｍの範囲に設定されている。これら浅溝７はその延長方向が特に限定されるものではないが、例えば、タイヤ周方向に対して傾斜するように配置することができる。

このような浅溝７を設ける場合、浅溝７とサイプ５との干渉による離型不良を回避するために、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、サイプ５のトレッド面Ｓに繋がる部位に該トレッド面Ｓの法線方向に延びる垂直部分を設けると良い。そして、サイプ５の垂直部分の高さＤ２は浅溝７の深さＤ１と同等以上に設定することが好ましい。つまり、Ｄ１≦Ｄ２の関係を満たすのが良い。これにより、トレッド面Ｓにおける微細な浅溝７（表面加工）とサイプ５との干渉を防ぎ、離型性を更に向上することができる。

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、実施例１〜２及び比較例のタイヤをそれぞれ製作した。

従来例は、トレッド面では直線状をなし、ブロック内部では深さ方向に沿って波形をなすサイプを採用したものである。一方、実施例１〜２及び比較例は、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４箇所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サイプを採用したものであり、トレッド面側から数えて奇数番目の屈曲部のタイヤ径方向の振幅Ｌ１と偶数番目の屈曲部のタイヤ径方向の振幅Ｒ１を種々異ならせた。実施例２においては、ブロックの表層部に浅溝を設け、サイプのトレッド面に繋がる部位に長さ０．５ｍｍの垂直部分を設けた。また、全ての試験タイヤにおいて、サイプ深さは７．０ｍｍ、サイプ厚さは０．４ｍｍ、サイプ振幅は１．２ｍｍ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、氷上制動性能を評価すると共に、加硫時の故障発生率を求め、その結果を表１に示した。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。

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。

この表１から判るように、実施例１〜２のタイヤは氷上制動性能が従来例に比べて優れており、故障発生率も低いものであった。一方、比較例のタイヤは氷上制動性能が良好であるものの、故障発生率が高いものであった。

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、（ｃ）はIII'−III'矢視断面図である。 本発明の他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におけるサイプ内壁面の一部を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）はIV−IV矢視断面図、（ｃ）はIV' −IV' 矢視断面図である。 本発明の更に他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におけるサイプ内壁面の一部を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）はＶ−Ｖ矢視断面図、（ｃ）はＶ' −Ｖ' 矢視断面図である。 本発明の更に他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示す側面図である。 図６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VII −VII 矢視断面図、（ｃ）はVII'−VII'矢視断面図である。

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
７ 浅溝
Ｓ トレッド面
Ｌ１．Ｌ２，Ｒ１，Ｒ２ 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 (6)

1. トレッド部に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と共に、トレッド面側から数えて奇数番目の屈曲部のタイヤ径方向の振幅Ｌ１と偶数番目の屈曲部のタイヤ径方向の振幅Ｒ１とがＬ１＞Ｒ１の関係を満たすことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記振幅Ｒ１が前記振幅Ｌ１の３０％〜６０％である請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. トレッド部に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４箇所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と共に、トレッド面側から数えて１番目の屈曲部のタイヤ径方向の振幅Ｌ１と２番目の屈曲部のタイヤ径方向の振幅Ｒ１と３番目の屈曲部のタイヤ径方向の振幅Ｌ２と４番目の屈曲部のタイヤ径方向の振幅Ｒ２とがＬ１＞Ｌ２＞Ｒ１＞Ｒ２の関係を満たすことを特徴とする空気入りタイヤ。
4. 前記振幅Ｌ２が前記振幅Ｌ１の７０％〜９０％であり、前記振幅Ｒ１が前記振幅Ｌ１の３０％〜６０％であり、前記振幅Ｒ２が前記振幅Ｒ１の７０％〜９０％である請求項３に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記ブロックの表層部に深さ０．１〜１．０ｍｍで前記サイプよりも浅い複数本の浅溝を設けた空気入りタイヤにおいて、前記サイプのトレッド面に繋がる部位に該トレッド面の法線方向に延びる垂直部分を設けた請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記サイプの垂直部分の高さを前記浅溝の深さ以上にした請求項５に記載の空気入りタイヤ。
   

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