JP5270417B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、トレッド面の陸部にサイプを形成し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、アイス性能と呼ぶ。）を高めている。ところが、ゴムは非圧縮性であるため、タイヤに荷重が作用した場合には、路面に接するトレッド面の動きが大きくなり、特にアイス路面ではトレッド面が滑ってサイプの開口部が狭小化し易く、サイプが本来発揮すべきエッジ効果や除水効果が低下することがあった。

この問題を解決するべく、下記特許文献１に記載のタイヤでは、図９に示すような幅広部２１〜２４を有するサイプ２０をブロック１に形成している。幅広部２１〜２４は、サイプ２０の長手方向に延びる凹溝２６をサイプ壁面２０ａ，２０ｂに配設することで構成され、ブロック１が荷重を受けた場合には、その荷重による変形を幅広部２１〜２４が吸収する。これにより、サイプ２０の開口部の狭小化を抑制し、エッジ効果や除水効果を確保することができる。

しかし、上記の如きサイプ構造では、サイプ幅が大となる部分が長手方向に沿って連続的に延びるため、ブロックが過度に倒れ込み易いことが判明した。このようなブロックの過度の倒れ込みは、エッジ効果を弱めるだけでなく、ブロックの接地面積の減少を引き起こして、ゴムの軟らかさによる粘着摩擦効果を発揮し難くしてしまう。加えて、上記のサイプ構造では、摩耗が進行する過程で、踏面に現れるサイプ幅が幅広部にて唐突に変化することから、トゥアンドヒール摩耗の発生が懸念される。

下記特許文献２には、湿潤路面と乾燥路面とでの操縦安定性能の格差を少なくするために、深さ方向の中央部を最も幅広としつつ、その底部を最も幅狭に形成したサイプが記載されている。しかし、このサイプは深さ方向の中央部の全体にわたってサイプ幅が最大で均一となるため、アイス路面では陸部が過度に倒れ込み易く、踏面に現れるサイプ幅が、摩耗の進行に伴って唐突に変化する。それ故、上述したアイス性能や耐トゥアンドヒール摩耗性能に関する問題が生ずるものと考えられる。

特開２００７−８３０３号公報 特許第４１４９０４８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、陸部の過度の倒れ込みを抑えてアイス性能を高めるとともに、耐トゥアンドヒール摩耗性能を確保することができる空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。即ち、本発明の空気入りタイヤは、トレッド面の陸部にサイプを形成した空気入りタイヤにおいて、前記サイプが、踏面よりもサイプ幅を大きくした幅広領域を踏面から距離を置いた位置に有し、前記幅広領域が、前記サイプの深さ方向に延びる凹溝を、前記サイプの長手方向に沿ってサイプ壁面の両側に交互に設けて構成されているものである。

かかる構成の空気入りタイヤでは、サイプが上記の如き幅広領域を備えることにより、サイプ幅が大となる部分が長手方向に沿って断続的に配置されるため、サイプによる除水効果を確保しながら、陸部の過度の倒れ込みを抑制することができる。その結果、サイプのエッジ効果を実効あるものにしつつ、陸部の接地面積を保持することで粘着摩擦効果を適切に発揮せしめて、アイス性能を高めることができる。

また、摩耗が進行して踏面に幅広領域が現れる段階では、凹溝の溝壁からなるエッジ成分が付加されることにより、アイス性能を更に向上できる。しかも、幅広領域では、凹溝がサイプの長手方向に沿ってサイプ壁面の両側に交互に設けられていることから、摩耗が進行する過程で、踏面に現れるサイプ幅が唐突に変化することがなく、耐トゥアンドヒール摩耗性能を良好に確保することができる。

上記において、前記凹溝が、前記サイプの長手方向に傾斜しつつ前記サイプの深さ方向に延びるものが好ましい。かかる構成によれば、陸部が倒れ込んだときに、互いに対向するサイプ壁面の間で、凹溝間に介在する凸条同士が深さ方向に当接し得ることから、陸部の過度の倒れ込みを強固に抑制して、アイス性能を良好に高めることができる。また、摩耗が進行するに伴って踏面に現れる凹溝の位置が変化するため、サイプの開口部にて力の作用する箇所が偏らず、トゥアンドヒール摩耗の発生を好適に抑えられる。

上記において、前記凹溝が、前記サイプの長手方向に向かって屈曲したＶ字状に形成されているものが好ましい。かかる構成によれば、凹溝が一方向にのみ傾斜する場合に比べてサイプの深さ方向の剛性が向上し、陸部の動きが一方向に偏らないため、陸部の過度の倒れ込みをより強固に抑制して、アイス性能を更に高めることができる。

また、本発明の別の空気入りタイヤは、トレッド面の陸部にサイプを形成した空気入りタイヤにおいて、前記サイプが、踏面よりもサイプ幅を大きくした幅広領域を踏面から距離を置いた位置に有し、前記幅広領域が、前記サイプの長手方向に間隔を置いて配される複数の第１凸条と、その第１凸条と深さ方向位置を一部重複させて前記第１凸条同士の間に配される複数の第２凸条とを区分する凹溝を、サイプ壁面の両側に設けて構成され、互いに対向するサイプ壁面の間で、一方のサイプ壁面の前記第１凸条と他方のサイプ壁面の前記第２凸条とが一部で対向するように、前記凹溝同士が前記サイプの長手方向に位相をずらしているものである。

かかる構成の空気入りタイヤでは、サイプが上記の如き幅広領域を備えることにより、サイプ幅が大となる部分が長手方向に沿って断続的に配置されるため、サイプによる除水効果を確保しながら、陸部の過度の倒れ込みを抑制することができる。その結果、サイプのエッジ効果を実効あるものにしつつ、陸部の接地面積を保持することで粘着摩擦効果を適切に発揮せしめて、アイス性能を高めることができる。

また、摩耗が進行して踏面に幅広領域が現れる段階では、凹溝の溝壁からなるエッジ成分が付加されることにより、アイス性能を更に向上できる。しかも、この幅広領域では、互いに対向するサイプ壁面の間で第１凸条と第２凸条とが一部で対向することにより、陸部の倒れ込み難さを保持しながら凹溝によるエッジ成分を増加して、アイス性能を効果的に向上できる。そのうえ、摩耗が進行する過程で、踏面に現れるサイプ幅が唐突に変化することがなく、耐トゥアンドヒール摩耗性能を良好に確保できる。

本発明の空気入りタイヤでは、前記幅広領域が、前記サイプの長手方向の両端から距離を置いて設けられているものが好ましい。かかる構成によれば、サイプの長手方向の両端部での剛性を確保することで、陸部の過度の倒れ込みをより確実に抑制できるため、サイプのエッジ効果や陸部表面の粘着摩擦効果を向上して、優れたアイス性能を発揮することができる。

本発明の空気入りタイヤでは、前記凹溝の厚みが前記サイプの底部に向かって漸増するものが好ましい。かかる構成によれば、陸部の剛性低下を抑えながら、摩耗中期以降におけるサイプの除水効果を保持することができる。

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 サイプを長手方向に沿って分割したときの縦断面斜視図 図２のサイプのサイプ壁面と横断面を示す図 サイプの変形例におけるサイプ壁面と横断面を示す図 サイプの変形例におけるサイプ壁面と横断面を示す図 本発明の別実施形態におけるサイプを長手方向に沿って分割したときの縦断面斜視図 図６のサイプのサイプ壁面と横断面を示す図 サイプの縦断面図 従来サイプを長手方向に沿って分割したときの縦断面斜視図

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、複数のブロック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、タイヤ周方向に延びた主溝３ａとそれに交差して延びた横溝３ｂとにより区分され、タイヤ周方向に延びたリブ２を挟んで４列のブロック１が配列されている。

各ブロック１には、直線状の開口部を有する複数本のサイプ１０が、所定の間隔で平行に設けられている。本実施形態では、サイプ１０がタイヤ幅方向に平行して延在する例を示すが、本発明はこれに限られない。サイプ１０は、ブロック１の側壁にて開口したオープンサイプであるが、その両端がブロック１の内部で終端していても構わない。但し、本発明によればブロック１の過度の倒れ込みを抑制し得ることから、サイプがオープンサイプであってブロック１が比較的倒れ込み易い場合には、本発明が特に有用となる。

図２は、サイプ１０を長手方向に沿って分割したときの縦断面斜視図である。図３は、そのサイプ１０のサイプ壁面と横断面を示す図である。サイプ１０は、踏面よりもサイプ幅を大きくした幅広領域１０Ａを踏面から距離ｄ１を置いた位置に有する。幅広領域１０Ａは、サイプ１０の深さ方向に延びる凹溝４を、サイプ１０の長手方向Ｎに沿ってサイプ壁面１０ａ，１０ｂの両側に交互に設けて構成されている。幅広領域１０Ａにおけるサイプ幅は、踏面でのサイプ幅Ｗに凹溝４の厚みｔを加えたものになる。

幅広領域１０Ａは、図３にて破線で囲ったような矩形をなしており、サイプ１０の長手方向Ｎの両端から距離ｄ２を置いて設けられている。サイプ壁面１０ａ，１０ｂの各々では、複数の凹溝４が長手方向Ｎに間隔を置いて設けられ、サイプ幅が大となる部分が長手方向Ｎに沿って断続的に配置される。このため、サイプ１０による除水効果を確保しながら、ブロック１の過度の倒れ込みを抑制し、エッジ効果や粘着摩擦効果を確保してアイス性能を高めることができる。

また、摩耗が進行して踏面に幅広領域１０Ａが現れる段階では、凹溝４の溝壁からなるエッジ成分が付加されるため、アイス性能を更に向上することができる。しかも、幅広領域１０Ａでは、凹溝４が長手方向Ｎに沿ってサイプ壁面１０ａ，１０ｂの両側に交互に設けられていることから、摩耗が進行する過程で、踏面に現れるサイプ幅が唐突に変化することがなく、耐トゥアンドヒール摩耗性能を良好に確保することができる。

摩耗初期には、幅広領域１０Ａが踏面に現れないため、サイプ１０の開口部が狭小化したときにおいても幅広領域１０Ａは閉じ難くなっている。距離ｄ１は、例えば踏面から１〜３．５ｍｍに設定され、サイプ深さＤは、サイプ１０による十分なエッジ効果を発現するべく、主溝３ａの深さの３０〜８０％に設定される。幅広領域１０Ａの高さｈは、上述したアイス性能の改善効果を確保する上で、サイプ深さＤの５０〜９５％を占めることが好ましい。

幅広領域１０Ａは、踏面からサイプ深さＤの５０％、更には６０％を超えて延在することが好ましい。幅広領域１０Ａはサイプ１０の底部に到達するものでも構わないが、本実施形態のようにサイプ１０の底部に到達しない場合には、サイプ底部に凹溝４が設定されないことから、応力の集中し易い部分がサイプ底部に形成されず、クラックの発生を抑制することができる。

このサイプ１０では、幅広領域１０Ａがサイプ１０の長手方向Ｎの両端から離れているため、サイプ１０の両端部での剛性を確保してブロック１の過度の倒れ込みをより確実に抑制できる。このため、サイプ１０のエッジ効果やブロック表面の粘着摩擦効果を向上して、優れたアイス性能を発揮することができる。距離ｄ２は、例えばブロック縁より１．５〜６ｍｍに設定される。

本実施形態では、サイプ壁面１０ａの凹溝４とサイプ壁面１０ｂの凹溝４とが、長手方向Ｎの位置を一部重複させて互いに逆向きに凹んでいる。これにより、長手方向Ｎに沿った凹溝４の連続性が確保され、幅広領域１０Ａの全体においてサイプ幅が大となる部分が連続して形成されるため、サイプ１０による除水効果を効率的に高められる。なお、本発明では、各サイプ壁面１０ａ，１０ｂに設けられた凹溝４同士が、長手方向Ｎに重複していなくても構わない。

凹溝４の厚みｔは、サイプ幅Ｗの７５〜１５０％であることが好ましい。これが７５％以上であることで、サイプ１０による除水効果を高めつつ、凹溝４の溝壁からなるエッジ成分を確保して、アイス性能を良好に向上できる。また、１５０％以下であることで、ブロック１の剛性が過度に低下することを防止できる。サイプ幅Ｗは、サイプ１０による十分なエッジ効果を発現するうえで、０．２〜０．６ｍｍが好ましい。

図４に示したサイプ１０の変形例では、凹溝５が長手方向Ｎに傾斜しつつサイプ１０の深さ方向に延びている。かかる構成によれば、ブロック１が倒れ込んだときに、互いに対向するサイプ壁面１０ａ、１０ｂの間で、凹溝５間に介在する凸条６同士が深さ方向に当接し得ることから、ブロック１の過度の倒れ込みを強固に抑制して、アイス性能を良好に高めることができる。また、摩耗が進行するに伴って踏面に現れる凹溝５の位置が変化するため、サイプ１０の開口部にて力の作用する箇所が偏らず、トゥアンドヒール摩耗の発生を好適に抑えられる。

図５に示したサイプ１０の変形例では、凹溝７が長手方向Ｎに向かって屈曲したＶ字状に形成されている。かかる構成では、凹溝が一方向にのみ傾斜する場合に比べてサイプ１０の深さ方向の剛性が向上し、ブロック１の動きが一方向に偏らない。そのため、ブロック１の過度の倒れ込みをより強固に抑制して、アイス性能を高めることができる。また、このようなＶ字を深さ方向に連接して、凹溝７をジグザグ状に形成しても構わない。

図６は、本発明の別実施形態に係る空気入りタイヤにおいて、サイプ１０を長手方向に沿って分割したときの縦断面斜視図である。図７は、そのサイプ１０のサイプ壁面と横断面を示す図である。以下に説明する構成の他は、図２，３を参照して説明した実施形態と構成や作用が同様であるので、共通点を省略して主に相違点について説明する。

このサイプ１０では、幅広領域１０Ａが、凹溝８をサイプ壁面１０ａ，１０ｂの両側に設けて構成されている。凹溝８は、サイプ１０の長手方向Ｎに間隔を置いて配される複数の第１凸条９１と、その第１凸条９１同士の間に配される複数の第２凸条９２とを区分しており、同じサイプ壁面における第１凸条９１と第２凸条９２とは、深さ方向位置を一部重複させた状態で長手方向に間隔を置いて配されている。また、互いに対向するサイプ壁面１０ａ，１０ｂの間では、一方のサイプ壁面の第１凸条９１と他方のサイプ壁面の第２凸条９２とが一部で対向するように、凹溝８同士が長手方向Ｎに位相をずらしている。

かかるサイプ構造によれば、幅広領域１０Ａにおいて、互いに対向するサイプ壁面１０ａ，１０ｂの間で第１凸条９１と第２凸条９２とが一部で対向するため、ブロック１の倒れ込み難さを保持することができる。つまり、幅広領域１０Ａによる除水効果を確保しながらも、ブロック１が倒れ込んだときには、サイプ壁面１０ａの第１凸条９１とサイプ壁面１０ｂの第２凸条９２とが深さ方向に当接し、またサイプ壁面１０ａの第２凸条９２とサイプ壁面１０ｂの第１凸条９１とが深さ方向に当接するため、ブロック１の倒れ込みを効果的に抑制できる。それでいて、上記の如き第１凸条９１と第２凸条９２との配置によって、凹溝８の溝壁からなるエッジ成分が増加するため、摩耗が進行して踏面に幅広領域１０Ａが現れる段階において、アイス性能を効果的に向上できる。

以上のようなサイプ構造を有するタイヤは、加硫成形時にトレッド面に挿入されるサイプブレードに、凹溝に対応した凸形状を設ける程度の改変で、その他は従来のタイヤ製造工程と同様にして製造を行うことができる。

本発明の空気入りタイヤは、ブロックなどの陸部に上記の如きサイプが形成されること以外は、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特に限定されず、ブロック形状も矩形に代えて、Ｖ字形や多角形、曲線基調など種々のものが採用可能である。また、タイヤ周方向に沿って延びたリブに形成されるサイプや、長手方向に沿って波状又はジグザグ状に延びる波形サイプに対して、本発明のサイプ構造を適用することも可能である。

（２）前述の実施形態では、凹溝の厚みがサイプの深さ方向に一定である例を示したが、本発明の好ましい実施形態としては、凹溝の厚みがサイプの底部に向かって漸増するものが挙げられる。即ち、図２，３で示した凹溝４は、縦断面が図８（Ａ）の通りであるが、これを図８（Ｂ）のようなテーパ形状としてもよく、かかる場合には、ブロック１の剛性低下を抑えながら、摩耗中期以降におけるサイプ１０の除水効果を保持することができる。

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）アイス旋回性能（アイス性能の一例）
タイヤを実車（１５００ｃｃクラスの４ＷＤセダン）に装着し、新品時と摩耗時（幅広領域が踏面に出現する状態）の各々において、アイス路面上で速度２０ｋｍ／ｈから旋回走行（Ｊターン走行）を行ったときの横力値を調べた。比較例１を１００として指数評価し、数値が大きいほど横力値が大きく、アイス旋回性能に優れていることを示す。

（２）耐トゥアンドヒール摩耗性能
タイヤを実車（１５００ｃｃクラスの４ＷＤセダン）に装着し、一般路を１２０００ｋｍ走行した後のトゥアンドヒール摩耗量（サイプに関してタイヤ回転方向の前方側と後方側とでの摩耗量の差）を調べた。数値が小さいほどトゥアンドヒール摩耗量が小さく、耐トゥアンドヒール摩耗性能に優れていることを示す。

比較例１，２
図１に示したトレッド面のブロックに、幅広領域を有していない通常の直線サイプを形成したタイヤを比較例１とし、図９に示した幅広部を有するサイプを形成したタイヤを比較例２とした。タイヤサイズは１９５／６５Ｒ１５とし、主溝の深さを８．７ｍｍ、サイプの深さを６．３ｍｍ、踏面でのサイプの厚みを０．３ｍｍ、幅広部でのサイプの厚みを０．９ｍｍ（幅広部１つ当たりの厚みは０．３ｍｍ）とした。

実施例１〜５
図１に示したトレッド面のブロックのサイプに、図２，３に示した幅広領域を備えたタイヤを実施例１とし、図４に示した幅広領域を備えたタイヤを実施例２とし、図５に示した幅広領域を備えたタイヤを実施例３とし、図６，７に示した幅広領域を備えたタイヤを実施例４とした。また、実施例１において図８（Ｂ）の如く凹溝の厚みを漸増させたタイヤを実施例５とした。タイヤサイズ、主溝深さ、サイプ深さ及びサイプ厚みは比較例１と同じとし、幅広領域でのサイプの厚み（Ｗ＋２ｔ）を０．９ｍｍとした。評価結果を表１に示す。

表１に示すように、各実施例では、比較例１，２に比べてアイス旋回性能を向上できている。これは、新品時にはブロックの過度の倒れ込みを抑制する効果が寄与し、摩耗時には、それに加えて凹溝によるエッジ成分の増加が寄与していると考えられる。また、比較例２と比べて耐トゥアンドヒール摩耗性能に優れており、幅広領域を有しながらもトゥアンドヒール摩耗を抑制できている。更に、実施例２，３では、実施例１よりもブロックの倒れ込みを強固に抑制できるため、両性能が更に向上している。実施例４では、上記の形状の凹溝を採用したことで、アイス旋回性能がより好適に向上している。

１ ブロック
４ 凹溝
８ 凹溝
１０ サイプ
１０Ａ 幅広領域
１０ａ サイプ壁面
１０ｂ サイプ壁面
９１ 第１凸条
９２ 第２凸条

Claims (6)

1. トレッド面の陸部にサイプを形成した空気入りタイヤにおいて、前記サイプが、踏面よりもサイプ幅を大きくした幅広領域を踏面から距離を置いた位置に有し、前記幅広領域が、前記サイプの深さ方向に延びる凹溝を、前記サイプの長手方向に沿ってサイプ壁面の両側に交互に設けて構成されており、
   前記サイプ壁面を単独で見た場合に、前記凹溝が前記長手方向に沿って断続的に配置され、前記サイプ壁面の両方を合わせて見た場合に、前記凹溝が前記長手方向に沿って連続して配置されることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記凹溝が、前記サイプの長手方向に傾斜しつつ前記サイプの深さ方向に延びる請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記凹溝が、前記サイプの長手方向に向かって屈曲したＶ字状に形成されている請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
4. トレッド面の陸部にサイプを形成した空気入りタイヤにおいて、
   前記サイプが、踏面よりもサイプ幅を大きくした幅広領域を踏面から距離を置いた位置に有し、前記幅広領域が、前記サイプの長手方向に間隔を置いて配される複数の第１凸条と、その第１凸条と深さ方向位置を一部重複させて前記第１凸条同士の間に配される複数の第２凸条とを区分する凹溝を、サイプ壁面の両側に設けて構成され、
   互いに対向するサイプ壁面の間で、一方のサイプ壁面の前記第１凸条と他方のサイプ壁面の前記第２凸条とが一部で対向するように、前記凹溝同士が前記サイプの長手方向に位相をずらしており、
   前記サイプ壁面を単独で見た場合に、前記第１凸状と前記第２凸状によって、前記凹溝のうちサイプ幅が大となる部分が前記長手方向に沿って断続的に配置され、前記サイプ壁面の両方を合わせて見た場合に、前記第１凸状と前記第２凸状によって、前記凹溝のうちサイプ幅が大となる部分が前記長手方向に沿って連続して配置されることを特徴とする空気入りタイヤ。
5. 前記幅広領域が、前記サイプの長手方向の両端から距離を置いて設けられている請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記凹溝の厚みが前記サイプの底部に向かって漸増する請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

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