JP4776265B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は空気入りタイヤに係り、特にスタッドレスタイヤにおいて、踏面部のエッジ効果付与、吸水効果付与、及びブロックを氷雪面に対して柔軟に追従する効果付与を目的としたサイプの形状を改良することによって、氷上性能に最も寄与すると言われるトレッド踏面部の路面との接地性の改良及び一般路（dry, wet路面）でのブロック剛性の確保という相反した性能を両立するサイプ形状およびタイヤ構造の改良に関するものである。

従来、スタッドレスタイヤに用いられるサイプ形状は、エッジ効果及び吸水能力を向上させるために、タイヤ表面（タイヤ踏面）から見て波型形状にすることが一般的である。そのようなサイプを複数ブロック内に配置することにより、トレッド踏面部の路面との接地性を改良することができ、また吸水効果をより発揮できるようになる。

しかし、サイプを多く配置していくと、あるサイプ数領域からはサイプ〜サイプで分断された部分の幅が小さくなっていき、ブロックの剛性が低下してくる。したがって、サイプの量は、一般路面での操縦安定性とのバランスを考慮して決定してくるため、氷雪上性能のみから考えたサイプの量から考えると、相対的に少ない量となってしまうのが現状である。
特開２０００−６６１８号公報 特開２０００−６６１９号公報 特開２００２−１０３９２１号公報

そこで本発明の目的は、サイプを多く配置してもブロック剛性を確保し、一般路性能および氷雪上性能の両方を向上させることができる空気入りタイヤを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、トレッドに溝によって区分された複数のブロック状陸部を含み、前記ブロック状陸部が夫々複数のサイプを有するトレッドを備えた空気入りタイヤにおいて、前記サイプは、少なくともタイヤ踏面側にサイプ長手方向と直角方向に振幅を有し、前記サイプは、タイヤ深さ方向において少なくとも１ヶ所に異なる断面形状を有し、前記サイプは、前記タイヤ踏面およびサイプ底部における形状が同一であり、前記サイプの異なる断面形状は、前記サイプ長手方向と直交する面であってかつ前記タイヤ深さ方向と平行な面の断面視において、該サイプの振幅の山部に半円状の凹み形状を有する形状であって、かつ前記タイヤ踏面と平行な面の断面視において、台形形状であることを特徴とする空気入りタイヤである。

本発明によれば、ブロックに波型サイプを設けた空気入りタイヤにおいて、タイヤ深さ方向において少なくとも１ヶ所に異なる断面形状を有することにより、ブロックの倒れ込みを防ぐことができ、サイプを多く配置してもブロック剛性を確保し、一般路性能および氷雪上性能の両方を向上させることができる。そして、異なる断面形状の部分を挟んで、タイヤ踏面とサイプ底部の形状が同一であることにより、通常のサイプ形状を形成した後に、前記異なる断面形状の部分を追加加工することも容易に行なうことができ、安価なものとできる。また、前記異なる断面形状が、サイプの振幅の山部に半円状の凹み形状を有する形状であれば、その部分でブロックの倒れ込みを効果的に防止することができる。また、このような形状は、通常の形状のサイプを形成した後に、容易に追加加工により形成することができるため、安価なものとできる。

上記発明において、前記異なる断面形状は、サイプ長手方向に平行な直線部を有するものとすることができる。このような直線部を設けることにより、ブロックの倒れ込みを効果的に防止することができる。また、このような直線形状であれば、加工も容易である。

上記発明において、前記異なる断面形状の少なくとも１つの深さ方向における位置が、前記サイプのタイヤ深さの半分よりタイヤ踏面側にあることが好ましい。サイプのタイヤ踏面に近い部分の方がより変形が大きい部分であるため、このようにサイプのタイヤ深さの半分よりタイヤ踏面側に前記異なる断面形状を設けることにより、ブロックの倒れ込みを効果的に防止することができる。

上記発明において、前記サイプは、サイプ全体として、タイヤ深さ方向においてタイヤ踏面法線方向に延びているものとすることができる。このようにサイプがタイヤ深さ方向において、サイプ全体としてタイヤ踏面法線方向に向いているものであれば、あらゆる方向からの応力に対するブロック剛性に優れ、また加工も容易である。

なお、「サイプ全体として」とは、例えば、前記異なる断面形状の部分のようにタイヤ深さ方向において屈曲部を有する部分があったとしても、サイプ全体としてみた場合、サイプのタイヤ踏面側からサイプ底部までタイヤ法線方向に延びていることを指す。

本発明によれば、ブロックの倒れ込みを防止することができ、サイプを多く配置してもブロック剛性を確保することができる。そのため、一般路性能および氷雪上性能の両方を向上させることができる。そして、本発明のタイヤは極めて簡単に製造することができるため、安価なものとすることができる。

（空気入りタイヤの構成）
次に、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤについて、図面を参照しながら説明する。

図４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、タイヤ周方向Ａに延びる複数のリブ溝１４と、これらのリブ溝と交わりＶ字状をなしてタイヤ幅方向Ｂに延びる多数のラグ溝１６とが形成されており、これらのリブ溝１４とラグ溝１６とによってブロック状陸部１８が区分されている。

本実施形態では、図４に示すようなＶ字状をなすトレッドパターンを採用しているが、リブ溝１４はジグザグ状、クランク状など左右に所定の間隔をもってタイヤ周方向に連なる公知の溝を用いることができ、またラグ溝１６も直線状のものや、クランク状、への字状溝など他の形状のものを用いることができる。

図１および図２に示すように、本実施形態のブロック状陸部１８は、夫々複数のサイプ２０を有する。サイプ２０は、少なくともタイヤ踏面側にサイプ長手方向Ｌと直角方向に振幅を有する。本実施形態では、図１および図２に示すようなジグザグ形状（三角波形状）とされているが、他にも例えば正弦波形状等のものを用いることができる。

図１および図２に示すように、本実施形態のサイプ２０は、タイヤ深さ方向Ｄの少なくとも１ヶ所に異なる断面形状２２を有する。本実施形態では、図２（ｂ）に示すように、サイプ２０のタイヤ深さの２／５における断面形状２２は、サイプ長手方向Ｌに平行に延びる直線部分を有する。この異なる断面形状２２は、本実施形態では直線形状とされているが、他にも例えばジグザグサイプの山の部分を直線状にプレスした台形波形状とすることができる。異なる断面形状２２は本実施形態ではタイヤ深さの２／５付近に設けてあるが、ブロック変形を防止する観点から、サイプのタイヤ深さの半分よりタイヤ踏面側にあることが好ましい。

そして、図２（ａ）（ｃ）に示すように、サイプ２０は、タイヤ踏面に平行な断面視において、タイヤ踏面のサイプ形状（図２（ａ））とサイプ底部のサイプ形状（図２（ｃ））は、異なる断面形状２２の部分（図２（ｂ））を挟んで同一とされている。このタイヤ踏面およびサイプ底部のジグザグ形状（図２（ａ）（ｃ））と異なる断面形状２２の部分（図２（ｂ））は、図１（ｂ）に示すように、タイヤ踏面とサイプ長手方向Ｌに垂直な断面視において、異なる断面形状２２の部分が、サイプの振幅の山部に逆Ｒの凹み形状を有するように加工されて、滑らかにつながれている。サイプ２０は、異なる断面形状２２の部分で、タイヤ深さ方向に屈曲点を有するものの、サイプ全体としては、タイヤ深さ方向においてタイヤ踏面法線方向に延びている。

（空気入りタイヤの作用・効果）
上述したサイプ形状を有する空気入りタイヤは以下に述べる作用効果を発揮する。

従来の波型サイプ形状は、図６に示すように深さ方向に２次元的な形状（屈曲点を持たない形状）であるため、特に一般路面において走行した場合に、サイプ〜サイプ間でブロック同士が支えあうことがないため、倒れ込みが発生し、変形が大きくなってしまう。そのため、氷雪上性能を確保するためにサイプ数を増やすとブロック剛性は低いものとなるため、一般路面性能を確保するようにすると氷雪上性能は低いものとなっていた。このため従来のタイヤでは、サイプ形状において、タイヤ深さ方向に屈曲点（深さ方向へのクランク形状）を設けて、その部分で変形を抑える手法も開示されている（前述の特開２０００−６６１８号公報、特開２０００−６６１９号公報参照）、あるいはサイプの溝壁面にディンプル状の小さな係合部を設け、その部分で変形を抑える手法も開示されている（前述の特開２００２−１０３９２１号公報参照）。しかし、このような屈曲点やディンプル状の係合部を設けただけの構造では倒れ込みを防止する効果が低い。また、そのようなサイプ形状とすることは加工が難しい。

そこで本実施形態においては、サイプ深さ方向に少なくとも１ヶ所、異なる断面形状部を設けることとした。深さ方向に少なくとも１ヶ所、異なる断面形状部を作ることにより、従来型よりも三次元効果がより簡単に得られる。そして、サイプ〜サイプ間の倒れ込みに対して異なる断面形状部が抵抗となり、支えることでブロック剛性を確保し、一般路性能を向上させることができる。

すなわち、波型サイプの深さ方向に対して少なくとも１ヶ所に異なる断面形状を有することで、ブロックが倒れこもうとしたときにサイプを挟んだ両側のブロック同士が支え合うことができる。また異なる断面形状部を挟んで、踏面側、サイプ底部側のサイプ形状を実質上同じ波形としてある。このため、異なる断面形状部をサイプ加工後に追加加工して、３次元形状を簡単に付加させることができる。さらに、異なる断面形状をサイプ深さの半分より踏面側に配置することでより効果を発揮させることができる。

サイプ断面を一部異なる形状とすることで、ブロックが稜線方向へ変形しようとするのをサイプを挟んだ両側のブロックの稜線の山同士が接触することで抑制することができる。その際、サイプの振幅の山部に逆Ｒの凹み形状を設けて、波型にすることにより、接触部分が点接触ではなく、線（面）接触することができるため、より大きな補強効果を発揮することができる。なお、異なる断面形状をサイプ深さの半分より上に配置する理由としては、より変形が大きい部分であるため、そこを効果的に補強することができるからである。

（変更例）
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更を加えることができる。

例えば、図５（ａ）に示すように、サイプ２０は、タイヤ深さ方向Dにおいて、タイヤ深さ方向Ｄと直角方向に振幅を有する形状とすることができる。このようにタイヤ深さ方向Ｄと直角方向に振幅を有する形状とすることにより、さらにブロックがサイプ稜線方向に変形するのを防ぐ効果は増大する。図５（ａ）の例では、タイヤ深さ方向Ｄと直角方向の振幅は、ジグザグ形状（三角波形状）とされているが、例えば、正弦波形状としても良い。

また、図５（ｂ）に示すように、タイヤ深さ方向Ｄと直角な振幅は、タイヤ深さ方向の少なくとも１ヶ所において、振幅の波長が異なるものとすることができる。このようにすることにより、その部分のサイプを挟んだブロック同士が接触し、倒れ込みを防止する効果が増大するため、より大きな補強効果を発揮することができる。なお図５（ｂ）においては、一部に直線部を設け、振幅の波長が異なるものとしているが、例えば、その部分の波長を増減したり、あるいは２ヶ所以上の部分の波長を変更しても良い。

この発明を実施例に基づき以下詳細に説明する。本発明の効果を確かめるために、本発明が適用された実施例１のタイヤと、比較例のタイヤを用意し、以下の方法により、ブロック剛性、氷上制動距離、Ｄｒｙ操縦安定性、Ｄｒｙブレーキ、Ｗｅｔブレーキの比較を行なった。なお、タイヤのリム及び内圧は、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ（１９９２、日本自動車タイヤ協会規格）にて定めるラジアルプライタイヤのサイズに対応する適用リム及び空気圧−負荷能力対応表に基づく。

実施例１および比較例のタイヤは、タイヤサイズが195/65R15のスタッドレスタイヤを使用した。実施例１のタイヤは、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、サイプ深さは７ｍｍ、タイヤ踏面と法線方向にサイプのジグザグ折り曲げ稜線があり、その折り曲げピッチは２．８ｍｍ、振幅は１．４ｍｍである。その稜線の山部に、加工中心線を踏面からの深さで３ｍｍ、加工幅２ｍｍ、加工深さ０．６ｍｍで、長手方向にプレスして台形断面にしたものを用いた。一方、比較例のタイヤは図６に示すような、サイプの深さ方向の全てにわたってサイプ形状が変化しない従来型のものを用いた。サイプ形状以外は、実施例１と比較例のタイヤは同じ条件のものを用いた。

ブロック剛性は、片持ち梁状の軸にタイヤを装着し、そのタイヤをＪＡＴＭＡ最大荷重の８０％の荷重で路面（表面はセーフティーウォーク）に押し付け、軸の回転を止めた状態で路面を動かし、軸に伝わる反力を測定したものを比較した。数字が大きい方が良好な評価である。

氷上性能は一定摩擦係数μの氷上で一定荷重（車両：ＶＷ ＧＯＬＦ、フロント２名乗車）車両指定内圧で、初速度２０ｋｍ／ｈ走行からのロック停止距離で測定した。数字が大きい方が良好な評価である。

Ｄｒｙ操縦安定性は、テストコースにて、１周約１２００ｍのハンドリングトラックでの所要タイムを比較した。数字が大きい方が良好な評価である。

Ｄｒｙブレーキ、Ｗｅｔブレーキは、時速８０ｋｍ／ｈからのブレーキングを実施、その平均減速速度にて評価した。数字が大きい方が良好な評価である。なお、Ｗｅｔブレーキは、ハイドロプレーニングが起きないよう、水深２ｍｍにて実施した。

これより本発明に係るタイヤは、そのサイプ形状により、一般路性能および氷雪上性能の両方において向上していることが解る。

（ａ）は本発明の実施形態に係る空気入りタイヤのブロック状陸部の斜視図であり、（ｂ）はタイヤ踏面およびサイプ長手方向に垂直な面での断面視である。 （ａ）〜（ｃ）は本発明の実施形態に係る空気入りタイヤのサイプ形状を示す図であって、種種のサイプ深さ方向におけるタイヤ踏面に平行な面での断面視である。 （ａ）〜（ｃ）は本発明の実施例に係る空気入りタイヤのサイプ形状を示す図であって、（ａ）はタイヤ踏面に垂直でサイプ長手方向に平行な面での断面視であり、（ｂ）はタイヤ踏面に平行な面での断面視であり、（ｃ）はタイヤ踏面およびサイプ長手方向に垂直な面での断面視である。 本発明の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドの一部を示す平面図である。 （ａ）（ｂ）は本発明の別の実施形態に係る空気入りタイヤのサイプ形状を示す図であって、ブロック状陸部斜視図、およびタイヤ踏面およびサイプ長手方向に垂直な面での断面視である。 従来の空気入りタイヤのブロック状陸部の斜視図である。

符号の説明

１０…空気入りタイヤ
１２…トレッド
１４…リブ溝
１６…ラグ溝
１８…ブロック状陸部
２０…サイプ
２２…異なる断面形状
Ａ…タイヤ周方向
Ｂ…タイヤ幅方向
Ｄ…タイヤ深さ方向
Ｌ…サイプ長手方向

Claims (3)

1. トレッドに溝によって区分された複数のブロック状陸部を含み、前記ブロック状陸部が夫々複数のサイプを有するトレッドを備えた空気入りタイヤにおいて、
   前記サイプは、少なくともタイヤ踏面側にサイプ長手方向と直角方向に振幅を有し、
   前記サイプは、タイヤ深さ方向において少なくとも１ヶ所に異なる断面形状を有し、
   前記サイプは、前記タイヤ踏面およびサイプ底部における形状が同一であり、
   前記サイプの異なる断面形状は、前記サイプ長手方向と直交する面であってかつ前記タイヤ深さ方向と平行な面の断面視において、該サイプの振幅の山部に半円状の凹み形状を有する形状であって、かつ前記タイヤ踏面と平行な面の断面視において、台形形状であることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記異なる断面形状の少なくとも１つの深さ方向における位置が、前記サイプのタイヤ深さの半分よりタイヤ踏面側に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. 前記サイプは、サイプ全体として、タイヤ深さ方向においてタイヤ踏面法線方向に延びていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気入りタイヤ。

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