JP5215903B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、トレッド面に、複数のサイプを形成した陸部を備える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。

従来より、スタッドレスタイヤにおいて、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」という。）を向上させる目的で、タイヤパターンの各部（センター部、メディエイト部およびショルダー部）に数多くのサイプを配置した例が知られている。そして、アイス路面での制動性能（以下、「アイス制動性能」という。）を向上させる目的で、タイヤ幅方向に延びるサイプを数多く配置して、前後方向のエッジ効果を向上させてきた。このようなサイプを陸部に形成することにより、エッジ効果、除水効果、および凝着効果が向上するため、サイプの本数は近年増加する傾向にあった。

しかし、サイプの本数を増やしてサイプ密度を高めていくと、エッジ数は増えるものの、陸部全体の剛性が低下してサイプが倒れ込むことにより、逆にエッジ効果が小さくなり、アイス性能も低下するという問題が生じる。また、陸部全体の剛性が低下することにより、ドライ路面での制動性能（以下、「ドライ制動性能」という。）が低下するという問題も生じる。このため、サイプの形状を深さ方向で変化させて、陸部全体の剛性を確保しつつ、サイプの倒れ込みを抑制する、いわゆる３次元サイプが近年注目されている。

下記特許文献１では、３次元サイプを形成したブロックをトレッド面に備える空気入りタイヤとして、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、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ものとし、さらにタイヤ踏面およびサイプ底部における形状が同一としたサイプを形成したブロックをトレッド面に備える空気入りタイヤが記載されている。特に、この特許文献１では、異なる断面形状として、サイプの振幅の山部に逆Ｒの凹み形状を有する点が記載されている。しかしながら、本発明者らの鋭意検討の結果、特許文献１に記載の構成では、ブロック全体の剛性を十分に確保できず、かつサイプの倒れ込みの抑制効果が不十分であるため、アイス制動性能およびドライ制動性能の点でさらなる改良の余地があることが判明した。

下記特許文献２では、ブロックパターンを形成するブロックの一部または全部に少なくとも１つのサイプが付加され、サイプとサイプとの間、およびサイプとブロックエッジとの間に形成される小ブロック部の、サイプに隣接する壁面および／または該壁面と対向する小ブロック部の壁面に、サイプ深さ方向中央付近で窪み部が形成された空気入りタイヤが記載されている。また、下記特許文献３では、一部をくりぬいた開口部の縁である開口部縁を有し、空気入りタイヤに埋設された場合におけるカーカス層側を下方とした場合に、前記開口部縁における少なくとも下方の断面は、前記開口部に向かって先細りであるサイプが形成されたブロックを有するトレッドパターンを備えた空気入りタイヤが記載されている。しかしながら、これらの空気入りタイヤは、いずれもブロック全体の剛性を十分に確保できず、かつサイプの倒れ込みの抑制効果が不十分であるため、アイス制動性能およびドライ制動性能が悪化する傾向がある。

特開２００６−２９８３３１号公報 特開２００１−２９４０２２号公報 特開２００７−２１９４２号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的はアイス制動性能とドライ制動性能とを両立した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できる。即ち、本発明の空気入りタイヤは、トレッド面に、複数のサイプを形成した陸部を備える空気入りタイヤにおいて、前記サイプは、前記陸部の表面の波線またはジグザグ線から、サイプ深さ方向に延びる基準面を有すると共に、その基準面の表側頂部および裏側頂部に対して、縦断面が凸状の凸部を有することを特徴とする。

本発明によると、陸部表面の波線またはジグザグ線から、サイプ深さ方向に延びる基準面を有するため、いわゆる波形サイプの長所を生かすことができ、また縦断面が凸状の凸部を表裏両側から設けてあるため、サイプの倒れ込み方向によりその抑制効果が左右されにくい。その際、縦断面が凸状の凸部により係合面が形成されるため、サイプ深さ方向の係合力が大きく、しかも基準面の頂部に凸状の係合面を設けてあるため、係合力をより大きくすることができる。このため、波形サイプの長所を生かしつつ、サイプ深さ方向に十分な係合力を得ることができ、しかもサイプの倒れ込み方向によりその抑制効果が左右されにくい。サイプの倒れ込みを抑制できることに起因して、本発明に係る空気入りタイヤでは、サイプが過度に倒れ込むことで生ずる陸部の接地面積の低下を抑制し、かつ陸部全体の剛性を十分に確保することができる。

陸部の接地面積の低下を抑制し、かつ陸部全体の剛性を十分に確保することできることから、本発明に係る空気入りタイヤでは、アイス制動性能とドライ制動性能とを両立することができる。

上記空気入りタイヤにおいて、前記サイプは、前記基準面の表側頂部および裏側頂部に対して、縦断面が凹状の凹部をさらに有するものであり、前記凹部は、サイプ深さ方向の前記凸部側に位置し、サイプ幅方向に延びる平坦面部を有するものであり、前記凸部は、前記平坦面部と連設されたものであることが好ましい。かかる構成によれば、制動時などにサイプが倒れ込む際、サイプが有する凹部の平坦面部により、サイプ深さ方向の噛み合わせ力が大きくなり、サイプの倒れ込みをより効果的に抑制することができる。加えて、凸部と凹部の平坦面部とが連設されているため、サイプの倒れ込みを抑制する効果が増大する。このため、陸部の接地面積の低下をより効果的に抑制し、かつ陸部全体の剛性をより高めることができる。その結果、かかる構成によれば、空気入りタイヤのアイス制動性能とドライ制動性能との両方をさらに向上することができる。

上記空気入りタイヤにおいて、前記陸部の表面の波線またはジグザグ線の振幅の半分の長さをＴ、前記平坦面部の最大サイプ幅方向長さをＴ１としたとき、１．１Ｔ≦Ｔ１≦２Ｔであることが好ましい。かかる構成によれば、平坦面部のサイプ幅方向長さが十分に確保されることから、サイプ深さ方向の噛み合わせ力が特に大きくなり、サイプの倒れ込みを確実に抑制することができる。このため、陸部の接地面積の低下を確実に抑制し、かつ陸部全体の剛性を特に高めることができる。その結果、かかる構成によれば、空気入りタイヤのアイス制動性能とドライ制動性能との両方を特に向上することができる。

上記空気入りタイヤにおいて、前記凹部は、前記凸部と反対側の前記平坦面部の端部に連結され、サイプ幅方向に凸となる断面円弧状の側壁面部を有するものであることが好ましい。かかる構成によれば、サイプの凹部が有する平坦面部のサイプ幅方向長さを十分に確保しつつ、平坦面部と側壁面部とのなす角度を大きくすることができる。その結果、空気入りタイヤのアイス制動性能とドライ制動性能との両方を向上しつつ、このサイプを形成するためのサイプブレードの製作を容易にすることができる。

本発明の空気入りタイヤのトレッド面の一例を示す正面図 図１の陸部を示す要部拡大図であって、その一部破断した斜視図 図２のＩ−Ｉ矢視断面図 図２のＩＩ−ＩＩ矢視断面図 他の実施形態のサイプの断面図の例 比較例２の空気入りタイヤに形成したサイプの断面図

以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明の空気入りタイヤのトレッド面の一例を示す正面図である。図２は、図１の陸部を示す要部拡大図であって、その一部破断した斜視図である。図３は、図２のＩ−Ｉ矢視断面図であり、図４は、図２のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。図２〜図４において、ＷＤはサイプ幅方向を示す。

本発明の空気入りタイヤは、トレッド面に、複数のサイプを形成した陸部を備える。本実施形態では、図１に示すとおり、トレッド面１に、陸部としてブロック２を備える空気入りタイヤの例を示す。図１に示すとおり、ブロック２には、タイヤ幅方向（図１の左右方向）に延びる複数のサイプ３が形成されている。本実施形態では、１つのブロック２に６本のサイプ３が形成された例を示すが、１つのブロックあたりのサイプの本数は特に限定されるものではない。また、本実施形態では、各々のサイプ３の両端は、ブロック２に隣接する溝に開口しているが、それに限定されるものではなく、ブロック２の側壁から露出せずにブロック２の側壁の内側に留めたり、片側のみを留めたりと、パターン構成によって適宜使い分けることができる。

本発明におけるサイプ３は、図３および図４に示すように、ブロック２の表面の波線またはジグザグ線から、サイプ深さ方向に延びる基準面Ｂを有し、この基準面Ｂは何れの深さにおいても、略同じ横断面形状を有している。波線としては正弦波に近いものに限られず、直線と曲線とを交互に組み合わせた波線や矩形波に近いものなど、何れの形状でもよい。

波線またはジグザグ線の周期は、いわゆる波形サイプの特性を好適に発現する上で１．５〜４ｍｍが好ましく、振幅（両側頂部の高さの和；図３および図４の「２Ｔ」に相当）は１〜２ｍｍが好ましい。

本実施形態では図３に示すとおり、基準面Ｂの表側頂部には、ブロック２踏面に近い側より、縦断面が凹状の凹部４と縦断面が凸状の凸部５とが配設されている。一方、基準面Ｂの裏側頂部には、図４に示すとおり、ブロック２踏面に近い側より、縦断面が凹状の凹部４と縦断面が凸状の凸部５とが配設されている。本実施形態では、縦断面が凸状の凸部５と凹状の凹部４とを表裏両側から設けてあるため、サイプ３の倒れ込み方向によりその抑制効果が左右されにくい。なお、本実施形態のサイプ３は、凸部５のサイプ深さ方向下側に、縦断面が凹状の第２凹部４’をさらに有する。

本実施形態では、サイプ３は凸部５を有し、この凸部５は表側頂部および裏側頂部から突出し、ブロック２踏面の法線と略平行な突出面部５ａを有する。これにより、本実施形態の空気入りタイヤでは、サイプ深さ方向の係合力をより大きくすることができ、しかもサイプ３の倒れ込み方向によりその抑制効果が左右されにくい。

また、本実施形態では、サイプ３はさらに凹部４を有し、この凹部４はサイプ深さ方向の凸部５側に位置し、サイプ幅方向ＷＤに延びる平坦面部４ａを有する。この平坦面部４ａは、ブロック２の踏面に対して平行に、サイプ幅方向ＷＤに延びるものの他、ブロック２の踏面に対して７０°以内の角度で傾きを有しつつ、サイプ幅方向ＷＤに延びるものであってもよい。

本実施形態では、凸部５の突出面部５ａのブロック２踏面側端部と、凹部４の平坦面部４ａの端部とが連設されている。このように、凹部４がサイプ幅方向ＷＤに延びる平坦面部４ａを有し、凸部５と凹部４とが連設されたものであると、制動時などにサイプ３が倒れ込む際、サイプ３が有する凹部４の平坦面部４ａにより、サイプ深さ方向の噛み合わせ力が大きくなり、サイプ３の倒れ込みをより効果的に抑制することができる。このため、ブロック２の接地面積の低下をより効果的に抑制し、かつブロック２全体の剛性をより高めることできる。その結果、本実施形態によれば、空気入りタイヤのアイス制動性能とドライ制動性能との両方をさらに向上することができる。

図３および図４に示すとおり、ブロック２の表面の波線の振幅の半分の長さをＴ、凹部４の平坦面部４ａの最大サイプ幅方向ＷＤ長さをＴ１としたとき、本実施形態では１．１Ｔ≦Ｔ１≦２Ｔに設定されている。この場合、平坦面部４ａのサイプ幅方向長さが十分に確保されることから、サイプ深さ方向の噛み合わせ力が特に大きくなり、サイプ３の倒れ込みを確実に抑制することができる。このため、ブロック２の接地面積の低下を確実に抑制し、かつ陸部全体の剛性を特に高めることできる。

サイプ３のサイプ深さ方向長さＤは、５〜１３ｍｍのものが好ましい。一方、サイプ３の倒れ込みを効果的に抑制するためには、サイプ３の凸部５のサイプ深さ方向長さＤ１を、０．１Ｄ≦Ｄ１≦０．３Ｄに設定することが好ましい。同様にサイプ３の倒れ込みを効果的に抑制するためには、サイプ３の凹部４のサイプ深さ方向長さＤ２を、０．１Ｄ≦Ｄ２≦０．３Ｄに設定することが好ましい。

本発明では、サイプ３の凸部５および凹部４の角部を断面円弧状に形成することが好ましい。このように構成した場合、サイプ３のサイプブレードを形成するためのサイプブレードの製作が容易になり、かつタイヤ加硫成形時におけるサイプブレードの抜け性が良好なものとなる。特にサイプブレードの製作を容易にするとともに、サイプブレードの抜け性を良好なものとするためには、サイプ３の凸部５および凹部４の角部を断面円弧状とし、その曲率半径を０．５ｍｍ以下とすることが好ましい。

本発明では、サイプ３のサイプ幅が小さいほど、凹部４および凸部５によるブロック２の倒れ込み抑制効果が大きくなるが、サイプ幅が小さ過ぎるとエッジ部が生じにくくなり、エッジ効果が低減するため、サイプ幅は０．２〜０．７ｍｍが好ましい。

本発明では、凹部４および凸部５によるブロック２の倒れ込み抑制効果が大きく、サイプの本数を増やしてサイプ密度を高めることで、エッジ数を増やしてエッジ効果を更に高めることができる。このような観点から本発明では、サイプ密度０．１〜０．３ｍｍ／ｍｍ^２が好ましく、０．１５〜０．３ｍｍ／ｍｍ^２がより好ましい。

本発明の空気入りタイヤは、上記の如きサイプ３を形成した陸部を備える以外は、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。

本発明の空気入りタイヤは、前述の如き作用効果を奏し、アイス性能に優れるため、特にスタッドレス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、トレッド面１に、複数のサイプ３を形成したブロック２を備える空気入りタイヤの例を示したが、本発明においては、陸部としてのリブを備える空気入りタイヤであって、このリブに前述したサイプ３を形成した空気入りタイヤであってもよい。

（２）前述の実施形態では、ブロック２踏面に近い側より、基準面Ｂの表側頂部および裏側頂部に対して、縦断面が凹状の凹部４と縦断面が凸状の凸部５とを有するサイプ３の例を示した。しかしながら本発明では、図５（ａ）に示すとおり、サイプ３が凸部５のみを有するものであっても、サイプ深さ方向の係合力を十分に大きくすることができ、しかもサイプ３の倒れ込み方向によりその抑制効果が左右されにくい。したがって、サイプ３が凸部５のみを有する場合であっても、陸部の接地面積の低下を抑制し、かつ陸部全体の剛性を十分に確保することできる。

（３）前述の実施形態では、凹部４は、サイプ深さ方向の凸部５側に位置し、サイプ幅方向ＷＤに延びる平坦面部４ａを有する例を示した。しかしながら、本発明では、図５（ｂ）に示すとおり、凹部４は、平坦面部４ａに加えて、凸部５とサイプ深さ方向で反対側に位置し、サイプ幅方向ＷＤに延びる第２平坦面部４ｂを有するものであってもよい。

（４）前述の実施形態では、ブロック２踏面に近い側より、基準面Ｂの表側頂部および裏側頂部に対して、縦断面が凹状の凹部４と縦断面が凸状の凸部５とを有するサイプ３の例を示した。しかしながら、本発明のサイプは、図５（ｃ）に示すとおり、凹部４と凸部５とを一つずつ有するものであってもよく、図５（ｄ）に示すとおり、凹部４と凸部５を二つずつ有するものであってもよい。

（５）また、本発明では、図５（ｅ）に示すとおり、サイプ３の凹部４は、凸部５と反対側の平坦面部４ａの端部に連結され、サイプ幅方向ＷＤに凸となる断面円弧状の側壁面部４ｃを有するものであってもよい。この場合、サイプ３の凹部４が有する平坦面部４ａのサイプ幅方向長さを十分に確保しつつ、平坦面部４ａと側壁面部４ｃとのなす角度を大きくすることができる。その結果、空気入りタイヤのアイス制動性能とドライ制動性能との両方を向上しつつ、このサイプ３を形成するためのサイプブレードの製作を容易にすることができる。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。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
テストタイヤ（サイズ２０５／６５Ｒ１５）を実車（国産３０００ｃｃクラスのＦＲセダン）に装着し、１名乗車の荷重条件にて、アイス路面を走行させ、速度４０ｋｍ／ｈで制動力をかけてＡＢＳを作動させた際の制動距離を指数で評価した。なお、評価は従来品（比較例１）を１００としたときの指数表示で示し、数値が大きいほど良好なアイス制動性能を示す。

（２）ドライ制動性能
テストタイヤ（サイズ２０５／６５Ｒ１５）を実車（国産３０００ｃｃクラスのＦＲセダン）に装着し、１名乗車の荷重条件にて、ドライ路面（舗装道路）を走行させ、速度４０ｋｍ／ｈで制動力をかけてＡＢＳを作動させた際の制動距離を指数で評価した。なお、評価は従来品（比較例１）を１００としたときの指数表示で示し、数値が大きいほど良好なドライ制動性能を示す。

実施例１
図１に示すようなトレッドパターンにおいて、図２〜４のような形状のサイプ３を形成し、サイプ３のサイプ幅を０．３ｍｍ、サイプ深さＤを７ｍｍ、ブロック２の表面の波線の振幅の半分の長さＴを０．７ｍｍ、凹部４の平坦面部４ａの最大サイプ幅方向長さＴ１を１．４ｍｍ、凸部５のサイプ深さ方向長さＤ１を１．３ｍｍ、凹部４のサイプ深さ方向長さＤ２を１．３ｍｍに設定した空気入りタイヤを製造した。このタイヤを用いて、上記の各性能評価を行った結果を表１に示す。

比較例１
図１に示すようなトレッドパターンにおいて、サイプ３を凸部および凹部を有しないものとしたこと以外は、実施例１と同様の構成を備える空気入りタイヤを製造した。このタイヤを用いて、上記の各性能評価を行った結果を表１に示す。

比較例２
図１に示すようなトレッドパターンにおいて、基準面Ｂの表側頂部および裏側頂部に対して、図７に示す縦断面が凹状の凹部のみを有するサイプを形成した以外は、実施例１と同様の構成を備える空気入りタイヤを製造した。このタイヤを用いて、上記の各性能評価を行った結果を表１に示す。

表１の結果から、実施例１の空気入りタイヤは、比較例１の空気入りタイヤに比べて、アイス制動性能およびドライ制動性能が特に向上していることがわかる。なお、比較例２の空気入りタイヤは、アイス制動性能およびドライ制動性能が向上しているが、基準面の表側頂部および裏側頂部に対して、縦断面が凸状の凸部を有するものではなく、かつ凹部が平坦面部を有するものではないため、実施例１の空気入りタイヤに比べると、アイス制動性能およびドライ制動性能の両方が劣ることがわかる。

１：トレッド面
３：サイプ
４：凹部
５：凸部

Claims (3)

1. トレッド面に、複数のサイプを形成した陸部を備える空気入りタイヤにおいて、
   前記サイプは、前記陸部の表面の波線またはジグザグ線から、サイプ深さ方向に延びる基準面を有すると共に、その基準面の表側頂部および裏側頂部に対して、縦断面が凸状の凸部を有するとともに、
   前記基準面の表側頂部および裏側頂部に対して、縦断面が凹状の凹部をさらに有するものであり、
   前記凹部は、サイプ深さ方向の前記凸部側に位置し、サイプ幅方向に延びる平坦面部を有するものであり、
   前記凸部は、前記平坦面部と連設されたものであることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記陸部の表面の波線またはジグザグ線の振幅の半分の長さをＴ、前記平坦面部の最大サイプ幅方向長さをＴ１としたとき、１．１Ｔ≦Ｔ１≦２Ｔである請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記凹部は、前記凸部と反対側の前記平坦面部の端部に連結され、サイプ幅方向に凸となる断面円弧状の側壁面部を有するものである請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。

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