JP5045390B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、ブロックパターンのブロックに多数のサイプを設けたタイヤの新品時の氷上性能を摩耗末期まで略同レベルに維持するようにした空気入りタイヤに関する。

一般に、スタッドレスタイヤはトレッドがブロックパターンで構成されると共に、そのブロックに多数のタイヤ幅方向のサイプを形成することにより、サイプエッジによるエッジ効果とサイプ内への水膜の吸い上げ除水効果とを発現させることにより氷上の制駆動性（以下、「氷上性能」という）を発揮するようにしている。

氷上性能をさらに向上させるには、サイプ数を増加してエッジ効果と除水効果とを高くしたり、またサイプの溝幅を標準的な溝幅（０．４ｍｍ）より更に広くして一層除水効果を高くすることなどがある。しかし、サイプ数を増加し過ぎたり、サイプ溝幅を広くし過ぎたりすると、ブロック剛性が低下するため、サイプにより分離された小ブロックが倒れ込みやすくなり、そのため接地面積が減少して氷上摩擦力が低下するため、却って氷上性能が悪化してしまうことがある。

特許文献１は、上述のようなブロックの倒れ込みによる氷上摩擦力の低下を抑制する対策として、サイプ内壁面の両側に複数の突起を、互いに噛み合うように交互に形成することを提案している。このようにサイプの両内壁面間に突起を介在させる対策により、スタッドレスタイヤの氷上性能は一段と向上するが、タイヤ新品時の氷上性能をタイヤ寿命の末期まで維持できないという問題が残っていた。

すなわち、タイヤは使用によりトレッドが摩耗するため、サイプにより分離された小ブロックは曲げ剛性が次第に大きくなり、倒れ込みも次第に小さくなるように変化する。そのため新品時に設定されたタイヤの氷上性能が寿命の末期（摩耗末期）まで同一レベルに維持することができないという課題があった。
特開２０００−１７７３３０号公報

本発明の目的は、ブロックパターンのブロックに多数のサイプを設けたタイヤの新品時の氷上性能を摩耗末期まで略同レベルに維持するよう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本発明の空気入りタイヤは、トレッド面にタイヤ周方向に延びる複数本の主溝と、タイヤ幅方向に延びる複数本の横溝とでブロックを形成し、これらブロックにタイヤ幅方向の複数のサイプを設けた空気入りタイヤにおいて、前記サイプの溝幅を０．４〜２．０ｍｍにし、前記サイプの両内壁面間の片側の位置又は両側の対向する位置に突起を設け、該突起の高さを前記サイプの深さ方向に異ならせると共に、これら突起がそれぞれ前記サイプの深さ方向の同一位置で両内壁面間に占める合計高さを、前記トレッド面に近い位置ほど大きくしたことを特徴とする。

前記突起は、その形状をスポット状にした場合には、該突起は前記サイプの深さ方向に異なる複数の位置に設けると共に、前記サイプの両内壁面間に占める合計高さを前記サイプの深さ方向の位置に応じて下記（Ａ）〜（Ｃ）のように設定するとよい。
（Ａ）前記突起の位置がトレッド面からサイプ深さの２５％未満のとき、サイプ幅の５０％以上９５％以下にすること
（Ｂ）前記突起の位置がトレッド面からサイプ深さの２５％以上５０％未満のとき、サイプ幅の４０％以上８５％以下にすること
（Ｃ）前記突起の位置がトレッド面からサイプ深さの５０％以上のとき、サイプ幅の３０％以上７５％以下にすること

前記突起は、サイプ深さ方向に測定した幅を０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下にするとよい。また、前記突起は、タイヤ軸を含む平面に投影したときのタイヤ幅方向の長さの総和を、前記サイプを前記平面に投影したときのタイヤ幅方向の長さの２０％以上７０％以下にするとよい。前記突起は、サイプ深さ方向に互いに隣接し合う前記突起の最短隙間が０．５〜１．５ｍｍになるように配置するとよい。

前記突起は、その形状を前記サイプの内壁面に沿って延長する帯状にした場合には、該突起が前記サイプの両内壁面間に占める合計高さを前記サイプの深さ方向の位置に応じて下記（ａ）〜（ｃ）のように設定するとよい。
（ａ）前記突起の位置がトレッド面からサイプ深さの２５％未満のとき、サイプ幅の７０％以上９５％以下にすること
（ｂ）前記突起の位置がトレッド面からサイプ深さの２５％以上５０％未満のとき、サイプ幅の６０％以上８５％以下にすること
（ｃ）前記突起の位置がトレッド面からサイプ深さの５０％以上のとき、サイプ幅の５０％以上７５％以下にすること

また、前記帯状の突起は、トレッド面に対して４０°〜９０°の角度で延長させると共に、前記サイプの内壁面からの高さを前記トレッド面に近い側の端部から遠い側の端部に向けて低くなるように傾斜させ、前記両端部の高さ比を０．５〜０．８にするとよい。

本発明の空気入りタイヤは、ブロックに設けたサイプの溝幅を０．４〜２．０ｍｍの広幅にしたため水膜の除水効果が向上し、かつサイプの両内壁面間にサイプ深さ方向に高さを異ならせた突起を設けたためブロックの倒れ込みを抑制することで氷上性能を向上することができ、しかもサイプの深さ方向の同一位置でこれら突起の内壁面からの合計高さを、トレッド面に近い位置ほど大きくしたので、サイプに分離された小ブロックの倒れ込み抑制作用を新品時には大きく、摩耗の進行に従って小さくするため、新品時から摩耗末期まで氷上性能を略同一のレベルに維持することができる。

図１は、本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッドパターンを例示し、また図２は、そのブロックを拡大して示したものである。

図１において、トレッド面１には、タイヤ周方向に延びる複数本の主溝２が設けられていると共に、タイヤ幅方向に延びる複数本の横溝３が設けられており、これら主溝２と横溝３により区画された多数のブロック４が形成されている。各ブロック４には、それぞれ多数のジグザク状のサイプ５がタイヤ幅方向に延びるように形成され、これらサイプ５によってブロック４が複数の小ブロック４ａに区分されている。サイプ５の溝幅は０．４〜２．０ｍｍであり、好ましくは０．８〜１．５ｍｍに設定される。溝幅が０．４ｍｍ未満であるとサイプの除水効果が十分に得られず、２．０ｍｍを超えるとブロック剛性の低下が大きくなり、いずれも氷上性能の向上に不利になる。

サイプ５のトレッド平面視の形状は、図示の例のようなジグザグ形状に限定されるものではなく、直線状、湾曲状又は波形状などであってもよい。また、サイプ５の本数は、複数本であればよく、極端な剛性低下を招かない範囲で多い方がよい。これによりエッジ効果と除水効果とを高めることができる。サイプ５の延長方向は、タイヤ幅方向であればよい。タイヤ幅方向とは、厳密にタイヤ軸方向とは限らず、タイヤ軸を含む平面に対し若干傾斜していてもよい。サイプ５の端部は、少なくとも一方が主溝２に開口しているが、両方とも主溝２に開口していてもよい。

本発明の空気入りタイヤは、ブロック４に設けたサイプ５の内壁面に図２（Ａ）（Ｂ）に例示するように、形状がスポット状の多数の突起６が設けられている。

図２（Ａ）（Ｂ）に例示したサイプ５はタイヤ軸方向に対して若干傾斜しながらタイヤ幅方向にジグザグ状に延長し、その一方の端部を主溝２に開口し、他端をブロック４内で終端している。サイプ５の内壁面の片側に、図２（Ａ）の平面視のように、スポット状の複数の突起６が、サイプの長さ方向（タイヤ幅方向）の複数か所（３か所）に突設され、また、図２（Ｂ）の側面視に示すように、サイプ５の深さ方向に異なる複数か所（３か所）に、サイプ５の深さ方向に突起６の高さを異ならせるように設けられている。突起６の縦断面形状は、特に制限されるものではなく、図示のような矩形のほか、例えば半円、半楕円、台形などを例示することができる。

このようにサイプ５の内壁面に複数の突起６を設けたので、トレッドの接地部においてサイプ５に分割された小ブロック４ａが変形しようとするとき、突起６が対向するサイプ内壁面に当接することにより小ブロック４ａの倒れ込みを防止するため、ブロックのトレッド面の浮き上がりを抑制し、接地面積の減少を防止することができる。したがって、サイプ数を増やしたり、サイプ溝幅を広くした場合でも、氷路に対する摩擦力の低下を防いで氷上性能能を向上することができる。

さらに、本発明の空気入りタイヤは、サイプ深さ方向の複数か所に配置した突起６ａ，６ｂ，６ｃについて、内壁面からの高さｈａ，ｈｂ，ｈｃをトレッド面に近い位置ほど大きくしているので、トレッド表面が走行により摩耗し、小ブロック４ａが短くなってブロック剛性が増加した場合でも、図３（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、短縮した小ブロック４ａほど倒れ込みの大きさを許容するので、接地面積の減少抑制作用を新品時から摩耗後にも略一定にすることができる。

すなわち、突起６の高さをトレッド面に近いほど大きくしたので、タイヤの新品時には、図３（Ａ）に示すように、サイプ５の深さが大きく小ブロック４ａの剛性が低いので、高さｈａの大きい突起６ａが小ブロック４ａの倒れ込みを小さくするようにしている。また、トレッド面が摩耗しサイプ深さが小さく小ブロック４ａの剛性が高くなると、図３（Ｂ）（Ｃ）のように、順次高さｈｂ，ｈｃが低くなった突起６ｂまたは６ｃが小ブロック４ａの倒れ込みを順次大きくするように調整するようになっている。

サイプ内壁面に対するスポット状の突起６の配置方法として、図２（Ａ）（Ｂ）の実施形態では、１つのブロック４に設けたすべてのサイプ５に対して、両内壁面のうちの同じ側に突起６を配置したが、図４（Ａ）（Ｂ）〜図６（Ａ）（Ｂ）に例示するように配置してもよい。

図４（Ａ）（Ｂ）の実施形態は、同一のブロック４に設けた複数のサイプ５群を２群に分け、その２群間で両内壁面のうち突起６を設ける内壁面のサイドを互いに異ならせたものである。図５（Ａ）（Ｂ）の実施形態は、１本のサイプ５において、サイプの深さ方向に両内壁面に対して突起６を交互に配置したものである。

また、図６（Ａ）（Ｂ）の実施形態は、サイプ５の両内壁面に対し、両側から対向するように対をなす突起６，６′を突設したものである。このように対の突起６，６′を設けるときは、サイプの深さ方向の同一位置で対をなす突起６と突起６′の高さの合計がトレッド面１に近い位置ほど大きくなるように設定すればよい。

上記のように突起６の形状がスポット状の場合には、突起６をサイプ５の深さ方向に異なる複数の位置に設けると共に、サイプ５の深さ方向に配置した各位置における突起６の合計高さは、サイプ深さ方向の位置に対して、図７に示すように、下記（Ａ）〜（Ｃ）を満たすようにすることが好ましい。
（Ａ）突起６の位置がトレッド面からサイプ深さＤの２５％未満の領域Ｄａのとき、サイプ幅Ｗの５０％以上９５％以下にすること
（Ｂ）突起６の位置がトレッド面からサイプ深さＤの２５％以上５０％未満の領域Ｄｂのとき、サイプ幅Ｗの４０％以上８５％以下にすること
（Ｃ）突起６の位置がトレッド面からサイプ深さＤの５０％以上の領域Ｄｃのとき、サイプ幅Ｗの３０％以上７５％以下にすること

各位置における突起６の合計高さをサイプの深さ方向に対して上記（Ａ）〜（Ｃ）のように規定することにより、新品時からトレッドの摩耗末期まで、小ブロックの接地面積を略一定になるように調整し、氷上性能を一定にすることができる。

上述したスポット状の突起６のサイプ深さ方向に測った幅ｔは、０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは１．０〜１．５ｍｍにするとよい。幅ｔを０．５ｍｍ以上にすることにより、ブロックの倒れ込みを支えることができ、２．０ｍｍ以下にすることにより、サイプ内の容積を大きくし除水性能を維持することができる。また、サイプの深さ方向に隣接する突起間の最短隙間Ｌ，Ｌ′は、好ましくは０．５〜１．５ｍｍ、より好ましくは０．８〜１．２ｍｍにするとよい。

また、本発明において、突起６は、図１１に示すように、突起６をタイヤ軸を含む平面に投影したときのタイヤ幅方向の長さＬ_１，Ｌ_２，Ｌ_３の総和が、サイプ５を前記平面に投影したときのタイヤ幅方向の長さＬｓの２０％以上７０％以下になるようにするとよい。突起６を投影した合計長さを２０％以上にすることにより、ブロックの倒れ込み時の支持を確実にし、ブロックの倒れ込みを抑制することができる。また、突起６を投影した合計長さを５０％以下にすることにより、サイプ内の空間を確保し除水性能を維持することができる。

本発明において、突起の形状は、上述したようにスポット状に形成するほか、図８に示すように、サイプ５の内壁面に沿ってタイヤ幅方向に延長する帯状に形成してもよいし、図９に示すように、サイプ５の深さ方向に延長する帯状に形成してよい。

図８の実施形態の帯状の突起６０は、サイプ５の深さ方向に並べて３本の突起６０ａ，６０ｂ，６０ｃとして配置されている。各突起６０は、サイプ５の片側の内壁面５ａにトレッド面に対して角度αで延長するように配置され、かつ各突起６０の内壁面からの高さがトレッド面に近い側の端部が最も高く、トレッド面に遠い側の端部に向かって次第に低くなるように形成されている。このように形成された帯状の３本の突起６０ａ，６０ｂ，６０ｃは、内壁面から高さが、トレッド面に近い突起ほど大きくなっている。すなわち、突起６０ａの高さｈａが最も大きく、これより深い方向に位置する突起６０ｂ，６０ｃの高さｈｂ，ｈｃが順に小さくなっている。

図９に示す帯状の突起６０は、３本の突起６０ａ，６０ｂ，６０ｃは、サイプ５の片側の内壁面５ａのトレッド面に対して角度αで、トレッド面側からサイプ底部側に向けて延長し、底部に至る手前で終端している。各突起６０の内壁面からの高さがトレッド面に近い側の端部の高さｈ（ｈａ，ｈｂ，ｈｃ）が最も高く、トレッド面に遠い側の端部の高さｈ′（ｈａ′，ｈｂ′，ｈｃ′）に向かって次第に低くなるように形成されている。

突起６０の延長方向を表わす角度αは、４０°〜９０°であり、好ましくは７０°〜９０°である。角度αを４０°以上にすることにより、除水性能を向上することができる。

突起６０をこのように配置したことにより、前述した図２，図４〜図６の実施形態と同じように新品時から摩耗末期までのブロックの倒れ込みを終始接地面積が一定になるように制御する。これにより新品時から摩耗末期までのタイヤの氷上性能を一定に維持することができる。

サイプ内壁面に対する突起６０の配置の仕方は、前述した図４〜図６の実施形態と同様に、両内壁面のうちの反対側の内壁面に設けてもよく、また両内壁面から互いに対向するように対状に設けてもよい。

帯状の突起６０の場合のサイプの内壁面からの合計高さは、サイプ深さ方向の位置に応じて、図１０に示すように、下記（ａ）〜（ｃ）を満たすように設定するとよい。
（ａ）突起６０の位置がトレッド面からサイプ深さＤの２５％未満の領域Ｄａのとき、サイプ幅Ｗの７０％以上９５％以下にすること
（ｂ）突起６０の位置がトレッド面からサイプ深さＤの２５％以上５０％未満の領域Ｄｂのとき、サイプ幅Ｗの６０％以上８５％以下にすること
（ｃ）突起６０の位置がトレッド面からサイプ深さＤの５０％以上の領域Ｄｃのとき、サイプ幅Ｗの５０％以上７５％以下にすること

突起６０の高さをサイプの深さ方向の位置に応じて上記のように規定することにより、新品時から摩耗末期までブロックの倒れ込み時の接地面積を終始一定に維持するため、常に一定の氷上性能を維持することができる。

また、各突起６０のトレッド面に近い側の端部の高さｈ（ｈａ，ｈｂ，ｈｃ）に対して、反対側の遠い側の端部の高さｈ′（ｈａ′，ｈｂ′，ｈｃ′）が低くなるように傾斜させ、両端部の高さ比（ｈ′／ｈ）は０．５〜０．８にすると上記効果をさらに良好にする。より好ましくは比（ｈ′／ｈ）は０．６〜０．７にするとよい。

以下、実施例によって本発明をさらに説明するが、本発明の範囲をこれらの実施例に限定されるものではない。

実施例１
タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５で図１のブロックパターンとし、サイプ深さが７ｍｍであることを共通条件として、サイプ溝幅、サイプ内壁面のスポット状の突起の有無、スポット状の突起を設ける場合には、突起のサイプ深さ方向の位置、高さｈａ，ｈｂを表１に示すように異ならせた３種類の空気入りタイヤ（実施例１、比較例１，２）を製作した。

得られた３種類の空気入りタイヤについて、テストコース内に設定したコースを一定の走行パターンで走行し、サイプ深さの４０％の厚み分を摩耗させた摩耗タイヤをそれぞれ製作した。

３種類の空気入りタイヤ（実施例１、比較例１，２）の新品タイヤおよび摩耗タイヤのそれぞれについてリムサイズ１５×６１／２Ｊのホイールにリム組みし空気圧を２００ｋＰａにして、ＡＢＳ制動機構付きの国産２０００ｃｃの後輪駆動車に装着し、氷路走行時に初速４０ｋｍ／ｈから制動をかけたときの氷上制動距離を測定した。得られたそれぞれの氷上制動距離の逆数を比較例１を１００とする指数として表１に示した。この指数が大きいほど氷上制動性に優れている。

実施例２〜４
タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５で図１のブロックパターンとし、サイプ溝幅が０．８ｍｍ、サイプ深さが７ｍｍであることを共通条件として、サイプ内壁面の帯状の突起の有無、帯状の突起を設ける場合には、トレッド面に対する傾斜角度α、突起のトレッド面に近い端部の高さｈおよび遠い端部の高さｈ′のｈに対する比（ｈ′／ｈ）を表２に示すように異ならせた６種類の空気入りタイヤ（実施例２〜４、比較例３〜５）を製作した。

得られた６種類の空気入りタイヤについて、テストコース内に設定したコースを一定の走行パターンで走行し、サイプ深さの３０％の厚み分を摩耗させた摩耗タイヤをそれぞれ製作した。

６種類の空気入りタイヤ（実施例２〜４、比較例３〜５）の新品タイヤおよび摩耗タイヤのそれぞれについてリムサイズ１５×６ １／２Ｊのホイールにリム組みし空気圧を２００ｋＰａにして、ＡＢＳ制動機構付きの国産２０００ｃｃの後輪駆動車に装着し、以下に示す評価方法で氷上制動性および氷上旋回性能を評価した。

氷上制動性
氷路走行時に、初速４０ｋｍ／ｈから制動をかけたときの制動距離を測定し、得られた制動距離の逆数を比較例３を１００とする指数として表２に示した。この指数が大きいほど氷上制動性に優れている。

氷上旋回性能
Ｒ３０ｍの氷盤路にて１周のタイムを計測し、得られたタイムの逆数を比較例３を１００とする指数として表２に示した。この指数が大きいほど氷上旋回性能に優れている。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッドパターンを例示する平面図である。 本発明の空気入りタイヤを構成するブロックの一例を示す説明図であり、（Ａ）は平面図、（Ｂ）はタイヤ幅方向から見た側面図である。 本発明の空気入りタイヤのブロックが接地した状態を模式的示す説明図であり、（Ａ）はタイヤ使用初期のとき、（Ｂ）（Ｃ）はタイヤが摩耗したときを示す拡大側面図である。 （Ａ）（Ｂ）は、図２（Ａ）（Ｂ）に相当する本発明の空気入りタイヤを構成する他のブロックの一例を示す説明図である。 （Ａ）（Ｂ）は、図２（Ａ）（Ｂ）に相当する本発明の空気入りタイヤを構成する他のブロックの一例を示す説明図である。 （Ａ）（Ｂ）は、図２（Ａ）（Ｂ）に相当する本発明の空気入りタイヤを構成する他のブロックの一例を示す説明図である。 図２（Ｂ）のサイプを拡大して示す要部拡大図である。 本発明の空気入りタイヤに設けられるサイプの他の実施形態をサイプ中心面から拡開して示す要部斜視図である。 本発明の空気入りタイヤに設けられるサイプのさらに他の実施形態をサイプ中心面から拡開して示す要部斜視図である。 図８のサイプをタイヤ幅方向から見た側面図である。 図２（Ａ）のブロックを拡大して示す要部部分拡大図である。

符号の説明

１ トレッド面
２ 主溝
３ 横溝
４ ブロック
４ａ 小ブロック
５ サイプ
６，６ａ，６ｂ，６ｃ 突起
６０，６０ａ，６０ｂ，６０ｃ 突起

Claims (7)

1. トレッド面にタイヤ周方向に延びる複数本の主溝と、タイヤ幅方向に延びる複数本の横溝とでブロックを形成し、これらブロックにタイヤ幅方向の複数のサイプを設けた空気入りタイヤにおいて、
   前記サイプの溝幅を０．４〜２．０ｍｍにし、前記サイプの両内壁面間の片側の位置又は両側の対向する位置に突起を設け、該突起の高さを前記サイプの深さ方向に異ならせると共に、これら突起がそれぞれ前記サイプの深さ方向の同一位置で両内壁面間に占める合計高さを、前記トレッド面に近い位置ほど大きくした空気入りタイヤ。
2. 前記突起の形状をスポット状にし、該突起を前記サイプの深さ方向に異なる複数の位置に設けると共に、前記サイプの両内壁面間に占める合計高さを前記サイプの深さ方向の位置に応じて下記（Ａ）〜（Ｃ）のように設定した請求項１に記載の空気入りタイヤ。
   （Ａ）前記突起の位置がトレッド面からサイプ深さの２５％未満のとき、サイプ幅の５０％以上９５％以下にすること
   （Ｂ）前記突起の位置がトレッド面からサイプ深さの２５％以上５０％未満のとき、サイプ幅の４０％以上８５％以下にすること
   （Ｃ）前記突起の位置がトレッド面からサイプ深さの５０％以上のとき、サイプ幅の３０％以上７５％以下にすること
3. 前記突起のサイプ深さ方向に測定した幅を０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下にした請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記突起をタイヤ軸を含む平面に投影したときのタイヤ幅方向の長さの総和を、前記サイプを前記平面に投影したときのタイヤ幅方向の長さの２０％以上７０％以下にした請求項１，２又は３に記載の空気入りタイヤ。
5. サイプ深さ方向に互いに隣接し合う前記突起の最短隙間を０．５〜１．５ｍｍにした請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記突起の形状を前記サイプの内壁面に沿って延長する帯状にし、該突起が前記サイプの両内壁面間に占める合計高さを前記サイプの深さ方向の位置に応じて下記（ａ）〜（ｃ）のように設定した請求項１に記載の空気入りタイヤ。
   （ａ）前記突起の位置がトレッド面からサイプ深さの２５％未満のとき、サイプ幅の７０％以上９５％以下にすること
   （ｂ）前記突起の位置がトレッド面からサイプ深さの２５％以上５０％未満のとき、サイプ幅の６０％以上８５％以下にすること
   （ｃ）前記突起の位置がトレッド面からサイプ深さの５０％以上のとき、サイプ幅の５０％以上７５％以下にすること
7. 前記帯状の突起を、トレッド面に対して４０°〜９０°の角度で延長させると共に、前記サイプの内壁面からの高さを前記トレッド面に近い側の端部から遠い側の端部に向けて低くなるように傾斜させ、前記両端部の高さ比を０．５〜０．８にした請求項６に記載の空気入りタイヤ。

Images