JP4964905B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、波形サイプを形成した陸部を有するトレッドパターンを備え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」と称する。）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が実用化されている。

サイプによるエッジ効果や除水効果は、サイプ本数を増やしてサイプ密度を高めることにより増大させることができる。しかし、サイプ本数を増やし過ぎると、陸部の剛性が低下して過度に倒れ込んでしまうため、却ってエッジ効果が小さくなり、アイス性能が低下するという問題がある。近年では、サイプ形状を深さ方向で変化させて陸部の過度の倒れ込みを抑制した、所謂３次元サイプが提案されているものの（例えば、下記特許文献１）、実用上は３次元サイプでなくともアイス性能を高められる手法が望まれる。

下記特許文献２には、タイヤ幅方向に延びる横サイプの開口側に傾斜面を形成した空気入りタイヤが記載されている。この傾斜面は、横サイプの回転方向後側側面にて半径方向外側に向かって回転方向後方に傾斜する、或いは、回転方向前側側面にて半径方向外側に向かって回転方向前方に傾斜するものである。このような傾斜面を形成することで、陸部の倒れ込みによる反作用力の作用方向を半径方向に近付けて、エッジ効果を高めるようにしている。

しかし、上記のサイプ構造は、ひとえに直線サイプを対象とするものであり、仮に波形サイプにそのまま適用しても企図する作用効果が得られるものではない。即ち、波形サイプは、回転方向に対してエッジ部の向きを変化させながら延在するため、上記の如き傾斜面を一律に形成してもエッジ効果が然程に向上せず、そればかりか、トレッドゴムの配合によっては、傾斜面の形成により接地面積が減少することで、却ってアイス性能が低下する場合がある。

特開２００２−３２１５０９号公報 特開２００７−２２３４９３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、波形サイプに対する簡単な形状変更によってアイス路面での走行性能を効果的に向上できる空気入りタイヤを提供することにある。

本発明者らは、上記目的を達成すべく、アイス路面での波形サイプの挙動について鋭意研究を重ねたところ、走行時に波形サイプの振幅方向に沿って入力があると、波形サイプの頂部のうち入力方向に突き出ている方の頂部に接地圧が局所的に集中し、それに隣接する逆向きの頂部では接地圧が低いことを見出した。本発明は、このような波形サイプに特有の挙動に着目してなされたものであり、下記の如き構成により上記目的を達成することができるものである。

即ち、本発明の空気入りタイヤは、長手方向に沿って波状に延びる波形サイプを形成した陸部を有するトレッドパターンを備えた空気入りタイヤにおいて、前記波形サイプが、互いに逆向きとなる第１の頂部と第２の頂部とを長手方向に沿って交互に有しており、その両頂部の接地面側に、前記波形サイプを振幅方向に沿って傾斜させた傾斜部が設けられると共に、前記第１の頂部の傾斜部と前記第２の頂部の傾斜部とが傾斜方向を互いに逆向きにしていて、前記傾斜部が、接地面を基準として前記波形サイプの深さの５〜３０％となる深さの範囲でのみ設けられているものである。

本発明では、波形サイプが有する第１の頂部と第２の頂部の両方の接地面側に、サイプを振幅方向に沿って傾斜させた傾斜部が設けられている。そのため、アイス路面上での入力時に接地圧が集中する頂部において、陸部の倒れ込みによる反作用力の作用方向を半径方向に近付けることができる。その結果、波形サイプによるエッジ効果、特に該頂部におけるエッジ効果を高めて、アイス路面での走行性能を効果的に向上することができる。

しかも、第１の頂部の傾斜部と第２の頂部の傾斜部とが傾斜方向を互いに逆向きにしていることから、陸部への入力が逆方向であっても対応することができ、タイヤの装着方向（回転方向）に関して特段の制約を設ける必要がない。また、傾斜部では、波形サイプを振幅方向に沿って傾斜させているので、接地面積の減少が抑えられ、アイス性能を好適に確保できる。そのうえ、傾斜部をサイプの接地面側に設けているため、陸部の剛性を確保して過度の倒れ込みを抑制することができる。

本発明では、前記傾斜部が、前記波形サイプの振幅が接地面に向かって小さくなるように設けられているものが好ましい。これにより、波形サイプを形成するためのブレードの製作が比較的容易となるうえ、タイヤの加硫成形時に該ブレードをタイヤから引き抜き易くなり、脱型時の作業性が向上する。

本発明では、頂部の向きに対する傾斜部の傾斜方向を一致させた複数の波形サイプが、振幅方向に間隔を置いて並設されているものが好ましい。かかる構成によれば、アイス路面を走行時の入力に対して、並設された複数の波形サイプが一様にエッジ効果の向上効果を奏するため、アイス性能をより効果的に向上することができる。

本発明では、前記傾斜部におけるサイプ壁面が平面視にて三日月状をなすものが好ましい。この場合、接地圧が特に集中しがちな頂部の先端側にて傾斜部の傾斜角度が大きくなるため、傾斜部によるエッジ効果の向上効果を高めることができる。

上記において、前記第１の頂部の傾斜部と前記第２の頂部の傾斜部とが、互いのサイプ壁面をなだらかに連続させて、長手方向に波状に延びる湾曲面を形成するものが好ましい。かかる構成によれば、波形サイプの波形状が接地面側においても適切に保持されるため、波形サイプとしての利点が損なわれないと共に、ブレードの製作に関しても有利である。

本発明では、前記傾斜部が、接地面を基準として前記波形サイプの深さの５〜３０％の深さで設けられている。かかる構成によれば、傾斜部が適度な深さで設けられ、上述したエッジ効果の向上効果を適切に発現し得ると共に、陸部の剛性を適切に確保することができる。

本発明では、陸部の幅方向における中央領域での前記傾斜部の傾斜角度が、その両端領域での前記傾斜部の傾斜角度よりも大きいものが好ましい。一般に、アイス路面では、陸部の中央部における接地圧が端部よりも高くなり、ドライ路面では、陸部の端部における接地圧が中央部よりも高くなる傾向にある。本発明の上記構成によれば、アイス路面で接地圧が高くなりがちな領域では、傾斜部の傾斜角度が大きいことから、アイス性能を良好に高めることができる。それでいて、ドライ路面で接地圧が高くなりがちな領域では、傾斜部の傾斜角度が小さいことから、陸部の剛性を確保して過度の倒れ込みが抑えられ、ドライ路面での走行性能が確保される。

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 ブロックの拡大図 図２のＡ−Ａ矢視断面図 図２のＢ−Ｂ矢視断面図 波形サイプのサイプ壁面を示す斜視図 図５のサイプ壁面を拡大して示す平面図 ３次元サイプとしての波形サイプに本発明を適用したときのサイプ壁面の斜視図

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、図１に示すように、長手方向に沿って波状に延びる波形サイプ１０を形成したブロック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ＰＤに延びる主溝２と、それに交差して延びる横溝３とにより区分されている。

図２に拡大して示すように、波形サイプ１０は、互いに逆向きとなる頂部１１（第１の頂部に相当）と頂部１２（第２の頂部に相当）とを長手方向に沿って交互に有している。図１，２では、頂部１１が上向きであり、頂部１２が下向きである。各ブロック１には、複数（本実施形態では６本）の波形サイプ１０が振幅方向ＡＤに間隔をおいて並設されている。振幅方向ＡＤは、波形サイプ１０の振幅基準線に対して直交する方向であり、本実施形態では振幅方向ＡＤがタイヤ周方向ＰＤに一致している。

図３は、図２のＡ−Ａ矢視断面図であり、図４は、図２のＢ−Ｂ矢視断面図である。図５は、波形サイプ１０のサイプ壁面を示す斜視図である。図６は、図５のサイプ壁面を拡大して示す平面図である。両頂部１１，１２の接地面側には、波形サイプ１０を振幅方向ＡＤに沿って傾斜させた傾斜部１１Ｓ、１２Ｓが設けられており、その傾斜部１１Ｓと傾斜部１２Ｓとは傾斜方向を互いに逆向きにしている。

波形サイプ１０は、その長手方向がタイヤ幅方向に沿ったものであり、図２の上向きに制動力が入力されると、接地圧が頂部１１に局所的に集中し、制動に対する寄与度が他の部分に比べて大きくなる。そして、その頂部１１に傾斜部１１Ｓが設けられていることから、ブロック１の倒れ込みによるエッジ部１１Ｅでの反作用力の作用方向が半径方向に近付き、エッジ効果が効率良く高められて制動性能がアップする。その結果、アイス性能を効果的に向上することができる。

このタイヤの車両への装着方向を左右で入れ替えると、制動力は図２の下向きに入力され、接地圧が頂部１２に集中することになる。かかる場合であっても、頂部１２には頂部１１Ｓとは逆向きの傾斜部１２Ｓが設けられているため、ブロック１の倒れ込みによるエッジ部１２Ｅでの反作用力の作用方向が半径方向に近付き、上記と同様にエッジ効果が効率良く高められ、アイス性能を効果的に向上することができる。

傾斜部１１Ｓ及び傾斜部１２Ｓでは、波形サイプ１０を振幅方向ＡＤに沿って傾斜させていることから、単なる面取りによる傾斜面を形成した場合に比べて、接地面積の減少が抑えられたものとなる。これにより、ブロック１による粘着摩擦効果が低下することを避け、アイス性能を好適に確保できる。

波形サイプ１０は、頂部１１，１２を適切な向きにしてアイス路面での制動性能を高める観点から、タイヤ幅方向に対する振幅基準線の傾斜角度が８０°以下で傾斜していることが好ましい。但し、本発明では、波形サイプ１０の振幅基準線をタイヤ周方向に近付けて、アイス路面での旋回性能を高めるようにしても構わない。なお、振幅基準線は、波形状の振幅中央（振幅＝０）を通る仮想線を意味する。

傾斜部１１Ｓ，１２Ｓの接地面を基準とした深さｄＳは、波形サイプ１０の深さｄの５〜３０％であり、それによってエッジ効果の向上効果を適切に発現し得ると共に、ブロック１の剛性を良好に確保できる。波形サイプ１０の深さｄは、十分なエッジ効果を発現するうえで、主溝２の深さの３０〜８０％であることが好ましい。また、波形サイプ１０の厚みとしては、０．２〜１ｍｍが例示される。

本実施形態では、傾斜部１１Ｓ，１２Ｓが、波形サイプ１０の振幅が接地面に向かって小さくなるように設けられているが、本発明では、これと逆向きになるように、即ち、傾斜部１１Ｓ，１２Ｓが、波形サイプ１０の振幅が接地面に向かって大きくなるように設けられるものでもよい。かかる場合には、図３，４における傾斜部１１Ｓ，１２Ｓの傾斜方向が左右反対となる。

このブロック１には、頂部の向きに対する傾斜部の傾斜方向を一致させた複数の波形サイプが、振幅方向ＡＤに間隔を置いて並設されている。つまり、ブロック１に形成された６本の波形サイプ１０においては、傾斜部１１Ｓ，１２Ｓの傾斜方向が統一されている。これにより、アイス路面を走行時の入力に対して、ブロック１に形成された複数の波形サイプ１０が一様にエッジ効果の向上効果を奏し、アイス性能をより効果的に向上することができる。

半径方向に対する傾斜部１１Ｓ，１２Ｓの傾斜角度θは、例えば５０〜８０°に設定される。この角度θが８０°を超えると、ブロック１の倒れ込みによる反作用力の作用方向を半径方向に近付けることによるエッジ効果の向上代を大きくできず、アイス性能の改善効果が小さくなる傾向にある。また、角度θが５０°未満であると、接地面にて波形状を維持するのが難しくなる場合がある。

傾斜部１１Ｓ，１２Ｓにおけるサイプ壁面は、図６に示すように平面視にて三日月状をなす。これにより、接地圧が特に集中しがちな頂部１１，１２の先端側にて傾斜部１１Ｓ，１２Ｓの傾斜角度を大きくできるため、エッジ効果の向上効果が高められる。また、傾斜部１１Ｓと傾斜部１２Ｓとが、互いのサイプ壁面をなだらかに連続させて、長手方向に波状に延びる湾曲面を形成していることから、接地面側においても波形状が適切に維持され、波形サイプとしての利点が確保される。

図２に示すように、ブロック１のタイヤ幅方向における中央領域をＹ１、その両端の領域をＹ２とした場合、領域Ｙ１における傾斜部１１Ｓ，１２Ｓの傾斜角度θを、領域Ｙ２における傾斜角度θよりも大きくすることが好ましい。これにより、アイス性能を向上しながら、ドライ路面での走行性能を確保できる。領域Ｙ１のタイヤ幅方向長さは、ブロック１のタイヤ幅方向長さの４０〜６０％に設定される。かかる場合においては、少なくとも中央領域Ｙ１における傾斜角度θが、上述した数値範囲に収められることが好ましい。

本発明の空気入りタイヤは、トレッド面の陸部に上記の如き波形サイプを形成したこと以外は、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、アイス路面での走行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）本発明の空気入りタイヤが有するトレッドパターンは、上述したものに限定されず、種々のパターンを採用可能である。本発明では、上記の如き波形サイプを、前掲したような矩形のブロックや、その他の形状のブロック、或いは、タイヤ周方向に沿って延びるリブに形成することができる。

（２）前述の実施形態では、サイプ形状が深さ方向で変化しない、通常の波形サイプの頂部に傾斜部を設けた例を示したが（図３〜５参照）、本発明はこれに限定されず、サイプ形状を深さ方向で変化させて陸部の過度の倒れ込みを抑制した、所謂３次元サイプに適用することも可能である。

図７は、３次元サイプである波形サイプに本発明を適用した例である。この波形サイプ２０は、サイプ壁面の凹凸列を長手方向に沿って「く」の字状に屈曲させたサイプ部２５を備える。波形サイプ２０は、互いに逆向きとなる頂部２１と頂部２２とを長手方向に沿って交互に有し、各頂部２１，２２の接地面側に、上記と同様な傾斜部２１Ｓ，２２Ｓが設けられている。かかる構成によれば、３次元サイプの構造に基づく作用効果に加えて、本発明による既述の作用効果が奏されるため、アイス性能をより効果的に高めることができる。

本発明の構成と効果を具体的に示すためにアイス路面における制動性能を評価したので説明する。この制動性能は、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、制動距離の逆数を算出して評価した。比較例１の結果を１００として指数で示し、数値が大きいほど制動性能が良好であることを示す。

比較例１，２
図１に示すようなトレッドパターンを有し、ブロックに一般的な波形サイプ（図５において傾斜部を有しないもの）を形成したタイヤを比較例１、上記特許文献１に記載された３次元サイプとしての波形サイプ（図７において傾斜部を有しないもの）を形成したタイヤを比較例２とした。いずれのタイヤサイズも２０５／６５Ｒ１５とした。

実施例１〜４
図３〜５の如く頂部の接地面側に傾斜部を設けたこと以外は、比較例１と同じものを実施例１とした。図７の如く頂部の接地面側に傾斜部を設けたこと以外は、比較例２と同じものを実施例２とした。いずれの傾斜部の傾斜角度θも６０°とした。更に、各傾斜部の傾斜角度をブロックの中央領域で５５°、両端領域で７０°としたこと以外は、実施例１と同じものを実施例３とし、同様に実施例２と同じものを実施例４とした。該中央領域の幅寸法は、ブロックの幅寸法の６０％とした。評価結果を表１に示す。

表１に示すように、実施例１，３では、比較例１に比べてアイス路面での制動性能が改善されている。また、３次元サイプとしての構造が同じでありながら、実施例２，４では、比較例２に比べてアイス路面での制動性能が改善されている。そのうえ、実施例３，４では、両端領域における傾斜部の傾斜角度を中央領域よりも大きくしたことにより、ブロック剛性を確保して過度の倒れ込みが抑えられ、ドライ路面での制動性能も改善されている。

１ ブロック（陸部の一例）
１０ 波形サイプ
１１Ｓ 傾斜部
１１ 頂部（第１の頂部）
１２ 頂部（第２の頂部）
１２Ｓ 傾斜部
ＡＤ 振幅方向
Ｙ１ 中央領域
Ｙ２ 両端領域
θ 傾斜部の傾斜角度

Claims (6)

1. 長手方向に沿って波状に延びる波形サイプを形成した陸部を有するトレッドパターンを備えた空気入りタイヤにおいて、前記波形サイプが、互いに逆向きとなる第１の頂部と第２の頂部とを長手方向に沿って交互に有しており、その両頂部の接地面側に、前記波形サイプを振幅方向に沿って傾斜させた傾斜部が設けられると共に、前記第１の頂部の傾斜部と前記第２の頂部の傾斜部とが傾斜方向を互いに逆向きにしていて、前記傾斜部が、接地面を基準として前記波形サイプの深さの５〜３０％となる深さの範囲でのみ設けられていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記傾斜部が、前記波形サイプの振幅が接地面に向かって小さくなるように設けられている請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 頂部の向きに対する傾斜部の傾斜方向を一致させた複数の波形サイプが、振幅方向に間隔を置いて並設されている請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記傾斜部におけるサイプ壁面が平面視にて三日月状をなす請求項１〜３いずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記第１の頂部の傾斜部と前記第２の頂部の傾斜部とが、互いのサイプ壁面をなだらかに連続させて、長手方向に波状に延びる湾曲面を形成する請求項４に記載の空気入りタイヤ。
6. 陸部の幅方向における中央領域での前記傾斜部の傾斜角度が、その両端領域での前記傾斜部の傾斜角度よりも大きい請求項１〜５いずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
   

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