JP5475591B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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本発明は、トレッド面に複数のブロックを設けた空気入りタイヤに関する。
通常、スタッドレスタイヤに代表される冬タイヤでは、図13に示すように、トレッド面のブロック30に複数のサイプ31を形成しており、それによってエッジ効果や除水効果を高めて、摩擦係数が低い氷雪路での操縦安定性能(以下、アイス性能と呼ぶ。)を向上している(例えば下記特許文献1,2)。しかし、かかるブロック30では、サイプ31で複数に分断されていることにより、特に主溝32に隣接した部分で局所的に剛性が低く、過度の倒れ込みを起こしてエッジ効果が弱まるため、アイス性能が十分に発揮されないことがある。
ところで、一般的なスタッドレスタイヤでは、摩耗が進行するにつれてアイス性能の保持が困難になるため、完摩耗時まで惜しみない使用が難しいという実情があった。そこで、本発明者は、摩耗後の冬タイヤをオールシーズンタイヤとして使用できれば、タイヤ寿命が延びて有益であると考えた。但し、従来のスタッドレスタイヤは、上述のようにアイス性能について改善の余地を残すとともに、乾燥路での操縦安定性能(以下、ドライ性能と呼ぶ。)を十分に発揮し得る程度に、摩耗後にブロックの剛性を確保できるものではなかった。
下記特許文献3に記載の氷雪路用空気入りタイヤでは、サイプを形成したブロックの周囲に踏面より一段低い箍ブロックを設け、そのブロックと箍ブロックとの境界にタイヤ径方向に深さを有する枠サイプを形成している。しかし、このブロック構造では、上述したブロックの局所的な剛性低下が枠サイプにより助長され、依然としてアイス性能を改善する余地を残すうえ、摩耗後にブロックの剛性を確保できるものではない。そもそも、このタイヤは、冬タイヤとしての使用しか想定しておらず、オールシーズンタイヤとしての使用に適した構造について何らの示唆もない。
特開平11−157308号公報 特開2002−29223号公報 特開2005−59634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、新品時に優れたアイス性能を発揮しながら、摩耗後は優れたドライ性能とアイス性能を発揮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。請求項1に記載の発明は、トレッド面に、タイヤ周方向に延びる主溝と、前記主溝に交差して延びる横溝と、前記主溝と前記横溝とによって区画された複数のブロックと、を設けた空気入りタイヤにおいて、前記ブロックが、前記主溝及び前記横溝の溝底から立ち上がった壁面と、前記ブロックの周囲にて踏面よりも低く形成された頂面とを有する台ブロック部と、前記台ブロック部の頂面から立ち上がった壁面を有し、前記ブロックの踏面から前記台ブロック部の頂面までの深さと同等又はそれ以下の溝深さを有する細溝により複数個に区画された小ブロック部と、前記細溝の溝壁又は溝底から深さ方向に延び、前記台ブロック部に入り込んで形成されたサイプと、を備え、前記サイプは、平面視にて前記細溝と交差する方向に延びるとともに、長さ方向の両端が閉塞した両側クローズドサイプとして形成されているものである。
この空気入りタイヤでは、摩耗が進行していない新品時には、細溝により複数個に区画された小ブロック部が接地する。小ブロック部は、台ブロック部の頂面から立ち上がった壁面を有し、主溝や横溝に面した台ブロック部の壁面よりも内側に位置する。細溝の溝深さは、ブロックの踏面から台ブロック部の頂面までの深さと同等かそれ以下である。かかる構成により、台ブロック部を土台として小ブロック部が堅固に形成されるため、過度の倒れ込みを抑制してエッジ効果を確保し、優れたアイス性能を発揮することができる。
一方、摩耗が進行して小ブロック部が摩滅した後は、小ブロック部よりも大きな台ブロック部が接地し、この段階では細溝も消失している。そのため、摩耗後にブロックの剛性を適切に確保し、オールシーズンタイヤに供し得る程度に優れたドライ性能を発揮できる。それでいて、小ブロック部の摩滅に伴って台ブロック部の表面にはサイプが出現するため、エッジ効果や除水効果を奏して優れたアイス性能を発揮できる。以上の結果、本発明の空気入りタイヤによれば、新品時に優れたアイス性能を発揮しながら、摩耗後は優れたドライ性能とアイス性能を発揮することができる。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記細溝の溝壁又は溝底から深さ方向に向かって前記サイプが長さ方向に拡がり、前記小ブロック部の摩滅の進行に伴って、表面に露出する前記サイプの長さが大きくなるように構成されているものである。かかる構成によれば、摩耗の進行による高さの減少に伴って上昇しがちなブロックの剛性バランスを改善し、摩耗後のアイス性能を良好に向上できる。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の発明において、前記小ブロック部が、タイヤ周方向に延びた前記細溝によってタイヤ幅方向に分断されているものである。かかる構成によれば、細溝により横方向のエッジ効果を発現して、アイス性能をより向上することができる。また、細溝によって排水性が向上するため、湿潤路での操縦安定性能(以下、ウエット性能と呼ぶ。)の向上にも寄与し得る。
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平面図 新品時におけるブロックの(a)平面図と(b)正面図 図2のブロックの斜視図 図2(a)のA−A矢視断面図 摩耗後の状態におけるブロックの斜視図 サイプの別形態を示す平面図 別実施形態に係るブロックの(a)平面図と(b)正面図 新品時におけるブロックの平面図 図8のB−B矢視断面図 サイプの別形態を示す平面図 新品時におけるブロックの平面図 サイプの別形態を示す平面図 従来のブロック構造を示す斜視図
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。
[第1実施形態]
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平面図である。このトレッド面には、タイヤ周方向PDに延びる三本の主溝2と、その主溝2に交差して延びる横溝3,4と、その主溝2と横溝3又は横溝4とによって区画された複数のブロック10,20とが設けられている。ブロック10は、タイヤ幅方向の中央部に配置されたブロック列を構成し、ブロック20は、それらの両側に配置されたブロック列を構成している。
図2,3に拡大して示すように、ブロック10は、台ブロック部11と小ブロック部12とサイプ14とを備える。台ブロック部11は、主溝2及び横溝4の溝底から立ち上がった壁面11aと、ブロック10の周囲にて踏面よりも低く形成された頂面11bとを有する。小ブロック部12は、頂面11bから立ち上がった壁面12aを有し、細溝13により複数個(本実施形態では二個)に区画されている。細溝13は、ブロック10の踏面から台ブロック部11の頂面11bまでの深さD1と同等又はそれ以下の溝深さD2を有する。
サイプ14は、図4に示すように、細溝13の溝壁から深さ方向(図4における下方向)に延び、台ブロック部11に入り込んで形成されている。サイプ14は、新品時における小ブロック部12の表面には現れておらず、平面視(図2(a)参照)にて細溝13と交差する方向に延びて、小ブロック部12の各々の下側に入り込んでいる。サイプ14は細溝13の溝底から深さ方向に延びるものでも構わないが、このように細溝13の溝壁から開始することで、サイプ14の長さを良好に確保することができる。
小ブロック部12は、台ブロック部11の壁面11aよりも内側に位置し、台ブロック部11を土台として堅固に形成されているため、主溝2の近傍であっても局所的な剛性低下が抑えられる。そのため、氷雪路の走行時には、ブロック10の過度の倒れ込みを抑制してエッジ効果を確保し、優れたアイス性能を発揮できる。また、そのようにして局所的な剛性低下を抑えられることから、走行時にブロック10の踏面の稜線部周辺の動きが大きくなる不具合を防いで、ヒールアンドトウ摩耗の発生を防止できる。
また、図5に示すように摩耗が進行して小ブロック部12が摩滅した後は、小ブロック部12よりも大きい台ブロック部11が接地し、この段階では細溝13も消失している。それ故、摩耗後にブロック10の剛性を適切に確保し、オールシーズンタイヤに供し得る程度に優れたドライ性能を発揮できる。それでいて、小ブロック部12の摩滅に伴って台ブロック部11の表面にはサイプ14が出現するため、エッジ効果や除水効果を奏して優れたアイス性能も発揮できる。よって、このタイヤは、新品時には優れたアイス性能を発揮する冬タイヤとして有用であり、摩耗後は優れたドライ性能とアイス性能を発揮するオールシーズンタイヤとして利用できるため、完摩耗時まで惜しみない使用が可能となる。
本実施形態では、図4に示すように細溝13の溝壁から深さ方向に向かってサイプ14が長さ方向に拡がり、小ブロック部12の摩滅の進行に伴って、表面に露出するサイプ14の長さが大きくなるように構成されている。摩耗が進行してブロック10の高さが減少すると、そのブロック10の剛性の上昇によりアイス性能が低下しがちであるが、かかる構成によれば、そのようなブロック10の剛性バランスを改善して、摩耗後のアイス性能を良好に向上することができる。
サイプ14は、小ブロック部12が摩滅する途中の段階でタイヤ表面に出現し、その後は摩耗が進行するにつれて長さを増し、小ブロック部12が消滅した段階で完全に露出する。小ブロック部12の内部ではサイプ14の長さ方向の両端が傾斜しており、そのタイヤ径方向に対する角度αは、新品時におけるブロック10の剛性バランス及びサイプ成形時のブレードの抜け性の観点から45°以下が好ましい。また、サイプ14の底部では、ブロック切れの発生を回避するため、本実施形態のようにコーナーが丸みを帯びていることが好ましい。
サイプ14の幅は、小ブロック部12が消滅した段階においてブロック10の倒れ込みを適度に抑制しながらエッジ効果を好適に発現するうえで、0.2〜0.7mmが好ましく、0.2〜0.4mmがより好ましい。サイプ14の深さD3は、摩耗後のアイス性能を確保するうえで、新品時におけるブロック10の高さHBに対して70〜100%であることが好ましく、80〜90%がより好ましい。また、サイプ14は、摩耗後のドライ性能を確保するうえで、長さ方向の両端が閉塞した両側クローズドサイプであることが好ましい。
本実施形態では、中央の1本が両側の2本よりも長い3本のサイプ14を平行に配列した例を示すが、サイプの本数や向きは種々に変更が可能である。図6は、サイプの別形態を示す平面図であり、(a)では同じ長さの3本のサイプ14を設けている。(b)は、サイプ14を傾斜させて配列したもので、そのタイヤ幅方向に対する角度βは0°を超え且つ90°未満に設定される。これらに比べて、図2のサイプ14では、ブロック10の中心部に集中しがちな接地圧を分散し得るため、アイス性能をより良好に向上できる。
また、本実施形態では、サイプ14が長さ方向にストレート状に延びる例を示すが、これに限定されるものではなく、波状やジグザグ状に延びた形状でも構わない。更には、サイプの横断面形状が深さ方向に沿って変化する、いわゆる3次元サイプによりサイプ14を形成することも可能である。
小ブロック部12は、タイヤ周方向に延びた細溝13によってタイヤ幅方向に分断されている。これにより細溝13にて横方向のエッジ効果を発現し、アイス性能を向上できるとともに、細溝13により排水性を向上してウエット性能を高めることができる。但し、後述するように、細溝13は、タイヤ周方向と交差する方向の成分を含んでいても構わない。
台ブロック部11の頂面11bは、新品時におけるブロック10の高さHBの30〜70%に位置することが好ましい。これにより、冬タイヤとして優れたアイス性能を発揮し得る状態と、オールシーズンタイヤとして優れたドライ性能とアイス性能を発揮し得る状態とを、それぞれ適度に保持できる。即ち、主溝2の溝底を基準にした頂面11bの高さH11は、好ましくはブロック10の高さHBの30〜70%であり、より好ましくは40〜60%であり、更に好ましくは45〜55%であり、最も好ましくは略50%である。
一つのブロック10が備える小ブロック部12の個数は、2個以上6個未満であることが好ましい。これが6個以上であると、エッジ成分が増えるものの、小ブロック部12の個々の大きさを確保し難くなるため、剛性が低下してアイス性能の向上効果が小さくなる傾向にある。
一つのブロック10に関して、台ブロック部11の上面(頂面11bが位置する面)の面積は、その台ブロック部11上の小ブロック部12の上面(ブロック10の踏面)の総面積の1.06倍以上1.4倍以下が好ましい。これを1.4倍以下とすることで、小ブロック部12の個々の大きさを確保しやすくなり、その剛性を高めてアイス性能の向上効果を適切に確保できる。また、同様の理由から、台ブロック部11の上面の面積は、小ブロック部12の個々の大きさの2.1〜8.45倍が好ましい。
傾斜角度θは、ブロック10をタイヤ周方向から見て、台ブロック部11の頂面11bの稜線と小ブロック部12の上面の稜線とを結んだ直線Lと、小ブロック部12の壁面12aとがなす角度であり、5°以上25°以下であることが好ましい。また、台ブロック部11の壁面11aと小ブロック部12の壁面12aとの間隔Sは、1.2mm以上2.0mm未満が好ましい。
傾斜角度θが5°以上、若しくは間隔Sが1.2mm以上であることにより、小ブロック部12を主溝2から離間させ、ブロック10の踏面の稜線部周辺の動きが大きくなることを防いで、ヒールアンドトウ摩耗の発生を抑制できる。一方、傾斜角度θが25°以下、若しくは間隔Sが2.0mm未満であることにより、台ブロック部11同士の間隔(主溝2や横溝3の溝幅)を保持してウエット性能を確保できると共に、小ブロック部12の大きさを保持してアイス性能の向上効果を確保することができる。
細溝13の溝幅wは、1.2mm以上が好ましい。これにより、接地時の負荷によって小ブロック部12の壁面12aが膨らんで変形した場合でも、細溝13の溝幅を確保して排水性を高めることができる。一方、溝幅wは2.0mm未満が好ましく、これにより個々の小ブロック部12を大きく形成しやすくなるため、上述したアイス性能の向上効果を適切に確保できる。
細溝13の溝深さD2は、深さD1に対して30〜100%であることが好ましく、70〜100%がより好ましい。これによって、細溝13によるエッジ効果や除水効果を高めて、アイス性能を向上できる。それでいて、小ブロック部12が摩滅により消失する時点で細溝13も消失するようにして、摩耗後のブロック10の剛性を適度に確保し、優れたドライ性能を発揮することができる。
図7は、小ブロック部12同士を連結するブリッジ15を設けた例である。かかる構成では、小ブロック部12の動きがブリッジ15を介して抑制されるため、小ブロック部12を更に堅固にしてエッジ効果を強め、アイス性能を効果的に向上できる。この場合、サイプ14はブリッジ15を横断するようにして形成されるが、そのような構成であっても小ブロック部12の動きを抑制し得るため、上述したブリッジ15による改善効果は得られる。
ブリッジ15は、台ブロック部11の上面から離れていても構わないが、小ブロック部12の剛性を確保する観点から、更には製造上の都合から、細溝13の溝底にて、台ブロック部11の上面から隆起して設けられることが好ましい。また、ブリッジ15は、タイヤ幅方向に延びるものに限られず、例えば小ブロック部12同士を斜めに連結するものでも構わない。
小ブロック部12の動きを抑制してエッジ効果を高めるために、台ブロック部11の壁面11aの上端から小ブロック部12の壁面12aに向かって、頂面11bが高くなるように傾斜させても構わない。但し、本実施形態のように、台ブロック部11の頂面11bをブロック10の踏面と略平行に形成することにより、摩耗に伴う台ブロック部11の出現を早めて、優れたドライ性能を早期に発現できるようにすることができる。
[第2実施形態]
第2実施形態は、以下に説明する構成の他は、前述した第1実施形態と同様に構成できるものであるため、共通点を省略して主に相違点について説明する。なお、第1実施形態で説明した部材・部位と同一の部材・部位には、同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
図8に示すブロック10は、台ブロック部11と、T字状の細溝13によって三個に区画された小ブロック部12と、サイプ14とを備える。図9に示すように、サイプ14は、細溝13の溝壁から深さ方向に延び、台ブロック部11に入り込んで形成されている。小ブロック部12が摩滅により消失した段階では、台ブロック部11の表面にサイプ14が図8の破線で示した形状で出現し、摩耗後にはオールシーズンタイヤとして優れたアイス性能を発揮できる。
本実施形態においても、細溝13の溝壁から深さ方向に向かってサイプ14が長さ方向に拡がっており、小ブロック部12の摩滅の進行に伴って、表面に露出するサイプ14の長さが大きくなる。また、サイプ14は、平面視にて細溝13と交差する方向に延びて、小ブロック部12の各々の下側に入り込んでいる。サイプの本数や向きは種々に変更が可能であり、図10に例示したような形態でもよいが、ブロック10の中心部に集中しがちな接地圧を分散する趣旨から図8の形態が比較的好ましい。
本実施形態では、サイプ14をタイヤ幅方向に対して傾斜させており、タイヤ周方向だけでなくタイヤ幅方向にもエッジ効果を発現できるため、第1実施形態に比べて摩耗後の旋回走行に優れる。但し、小ブロック部12を三分割した本実施形態において、図2,6で示したようなサイプ14を設けても構わない。
[第3実施形態]
第3実施形態は、以下に説明する構成の他は、前述した第1実施形態と同様に構成できるものであるため、共通点を省略して主に相違点について説明する。なお、第1実施形態で説明した部材・部位と同一の部材・部位には、同一の符号を付し、重複した説明を省略する。
図11に示すブロック10は、台ブロック部11と、十字状の細溝13によって四個に区画された小ブロック部12と、サイプ14とを備える。これらのサイプ14は、図9のような縦断面形状を有しており、細溝13の溝壁から深さ方向に延びて、台ブロック部11に入り込んで形成されている。小ブロック部12が摩滅により消失した段階では、台ブロック部11の表面にサイプ14が図11の破線で示した形状で出現し、摩耗後にはオールシーズンタイヤとして優れたアイス性能を発揮できる。
本実施形態においても、細溝13の溝壁から深さ方向に向かってサイプ14が長さ方向に拡がっており、小ブロック部12の摩滅の進行に伴って、表面に露出するサイプ14の長さが大きくなる。また、サイプ14は、平面視にて細溝13と交差するようにして放射状に延び、小ブロック部12の各々の下側に入り込んでいる。サイプの本数や向きは種々に変更が可能であり、図12に例示したような形態でもよいが、ブロック10の中心部に集中しがちな接地圧を分散する趣旨から図11及び12(a)の形態が比較的好ましい。
本実施形態のようにサイプ14が放射状に延びる場合には、エッジ効果を多方位に発揮できるとともに、ブロックの中心部に集中しがちな接地圧を分散して、摩耗後のドライ性能及びアイス性能をより良好に向上できる。また、小ブロック部12を四分割した場合、ブロック10の踏面側で剛性が低下しがちであるが、かかる放射状サイプであれば、図2(a)の如きサイプ14に比べてブロック10のタイヤ周方向の剛性を確保しやすい。
[他の実施形態]
(1)前述の実施形態では、台ブロック部と小ブロック部が矩形に形成された例を示したが、これに限定されるものではなく、台ブロック部や小ブロック部に矩形以外の形状を適用することも可能である。また、細溝の延在方向がタイヤ周方向に対して傾斜するものでも構わない。
(2)本発明では、台ブロック部と小ブロック部とで互いにゴム硬度を異ならせてもよく、かかる場合には、台ブロック部を小ブロック部よりも硬質のゴムで形成することが好ましい。これにより、小ブロック部の土台となる台ブロック部の剛性を向上させて、ブロックの過度の倒れ込みを抑制し、アイス性能の向上に寄与することができる。
(3)本発明では、トレッド面に形成されるトレッドパターンは特に限られず、例えばリブを含んでいても構わない。台ブロック部と小ブロック部とを備えるブロックとしては、横溝で完全に分断されたものに限られず、タイヤ周方向に隣接するブロック同士が一部で連結されているなど、実質的にブロックとして形成されているものであれば、本発明を適用可能である。
以下、本発明の構成と効果を具体的に示すため、アイス性能、ドライ性能及びウエット性能を評価したので説明する。これらのタイヤ性能は、リム(サイズ:15×6.0J)に組み付けたテストタイヤ(サイズ:195/65R15)を乗用車(1500cc、ガソリン車)に装着し、氷雪路、乾燥路、湿潤路を走行してドライバーの官能試験により評価した。比較例1の結果を100として指数で示し、数値が大きいほど優れていることを示す。
実施例1〜4
図1のトレッドパターンにおいて、図2,3のブロック構造において図6(a)のサイプ形状を採用したものを実施例1、図8のブロック構造において図10(a)のサイプ形状を採用したものを実施例2、図11のブロック構造において図12(a)のサイプ形状を採用したものを実施例3、同じく図12(b)のサイプ形状を採用したものを実施例4とした。いずれも細溝の溝深さD2を深さD1に対して75%とし、台ブロック部の頂面の高さH11をブロックの高さHBの50%とした。したがって、50%摩耗時では、小ブロック部が摩滅して細溝は消失した状態となる。
比較例1,2
図1のトレッドパターンにおいて、図13に示したブロック構造を採用したものを比較例1とした。サイプの溝深さは、ブロックの高さの−1.7mmである。また、サイプを備えないとともに細溝の溝深さD2を深さD1よりも大きくしたこと以外は、実施例1と同じものを比較例2とした。比較例2における細溝の溝深さは、ブロックの高さの70%であり、台ブロック部にまで切り込まれているため50%摩耗時でも残存する。評価結果を表1に示す。
Figure 0005475591
表1より、実施例1〜4では、比較例1に比べて、新品時のアイス性能と摩耗後のドライ性能及びアイス性能に優れており、併せてウエット性能も改善されている。このように、本発明のタイヤは、新品時には優れたアイス性能を発揮する冬タイヤとして有用であり、摩耗後は優れたドライ性能とアイス性能を発揮するオールシーズンタイヤとして利用でき、完摩耗時まで惜しみない使用が可能となる。
2 主溝
3 横溝
10 ブロック
11 台ブロック部
11a 台ブロック部の壁面
11b 台ブロック部の頂面
12 小ブロック部
12a 小ブロック部の壁面
13 細溝
14 サイプ
15 ブリッジ

Claims (3)

  1. トレッド面に、タイヤ周方向に延びる主溝と、前記主溝に交差して延びる横溝と、前記主溝と前記横溝とによって区画された複数のブロックと、を設けた空気入りタイヤにおいて、
    前記ブロックが、
    前記主溝及び前記横溝の溝底から立ち上がった壁面と、前記ブロックの周囲にて踏面よりも低く形成された頂面とを有する台ブロック部と、
    前記台ブロック部の頂面から立ち上がった壁面を有し、前記ブロックの踏面から前記台ブロック部の頂面までの深さと同等又はそれ以下の溝深さを有する細溝により複数個に区画された小ブロック部と、
    前記細溝の溝壁又は溝底から深さ方向に延び、前記台ブロック部に入り込んで形成されたサイプと、を備え、
    前記サイプは、平面視にて前記細溝と交差する方向に延びるとともに、長さ方向の両端が閉塞した両側クローズドサイプとして形成されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 前記細溝の溝壁又は溝底から深さ方向に向かって前記サイプが長さ方向に拡がり、前記小ブロック部の摩滅の進行に伴って、表面に露出する前記サイプの長さが大きくなるように構成されている請求項1に記載の空気入りタイヤ。
  3. 前記小ブロック部が、タイヤ周方向に延びた前記細溝によってタイヤ幅方向に分断されている請求項1又は2に記載の空気入りタイヤ。
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