JP5518473B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、サイプを有する複数のブロックがトレッド部に形成された空気入りタイヤに関する。

氷上におけるブレーキ性能（制動性能）を向上させるために、氷上に発生する水をタイヤのトレッド部に形成されたサイプに逃がすことが従来から行われてきている。しかし、従来、サイプが吸収できる水分量が大きくないため、特に氷表面に水が発生しやすい温度において、水の逃げ道を充分に確保し難い。このため、トレッド部が水膜上に乗った状態になってしまってサイプによる吸水効果を充分に得難い場合があった。

この対策として、特許文献１、２に開示されたサイプ構造とすることが考えられる。また、特許文献３には、サイプ内壁に突起を形成したいわゆる牙サイプとすることによって、サイプが潰れた状態になることを防止して排水路を確保することが開示されている。
しかし、特許文献１〜３よりも更に吸水効果を得ることができる空気入りタイヤが実現されると、氷上における制動性能が更に向上して好ましい。

なお、吸水量を増大させようとして特許文献１、２においてサイプ容積を大きくし過ぎると、ブロック剛性が低下して吸水性能が逆に低下してしまうという難点がある。
特表２００５−５０５４５６号公報 特開平８−１７５１１５号公報 ＷＯ２００６０１３６９４号公報

本発明は、上記事実を考慮して、サイプ内に吸い上げることができる水分量を更に増大させることにより氷上における制動性能を向上させた空気入りタイヤを提供することを課題とする。

本発明者は、サイプでの吸水速度を上げることを鋭意検討した。そして、サイプに吸水される際の水の流動抵抗に着目した。
図１２に示すように、二枚の平行平板間での層流の流体速度分布は、平板表面が平滑表面である場合には曲線Ｑを描き、平板表面が微細構造部を有する撥水性の表面である場合には曲線Ｐを描く。従って、撥水性を示すゴムのサイプ壁面を適切な表面性状とすることで、層流域での流体摩擦抵抗が低減する。
本発明者はこのことを利用することを考え、実験を重ねて更に検討を加え、本発明を完成するに至った。

請求項１に記載の発明は、周方向溝と横溝とによって区画された複数のブロックがトレッド部に形成され、前記ブロックには少なくとも１つのサイプが形成され、前記サイプの壁面の少なくとも一箇所に、サイプ幅の半分以上の高さの突起が形成され、前記サイプの壁面の少なくとも一部に、サイプ幅の１／５０以上１／１０未満の範囲内の高さを有する網目状の微細構造部を形成した、ことを特徴とする。
ここで、基調とは、規則正しく繰り返される幾何学的な装飾模様の単位、またはその組み合わせを意味する。
微細構造部の高さは、サイプ幅の１／５０以上１／１０未満の範囲内の高さを基調としており、１／５０よりも低いと、流体摩擦抵抗を充分に低減することができず、また、１／１０以上であると、水の流れをサイプ内でかえって阻害してしまう。
なお、微細構造部の高さは、サイプ幅の１／４０以上３／４０以下の範囲内の高さを基調としていることが更に好ましく、サイプ幅の１／２０以上１／１６以下の範囲内の高さを基調としていることが一層好ましい。

請求項１に記載の発明では、サイプ壁面に上記の微細構造部を形成しているので、サイプ壁面に対する水の流体摩擦係数が従来よりも低減している。これにより、氷上などに滞留している水がサイプ壁面に流れ込むと、水がサイプ内に吸い上げられ易い。従って、サイプ内に吸い上げることができる水分量、すなわち氷上などに滞留している水の除去量を増大させることにより氷上における制動性能（摩擦特性）を更に向上させることができる。

なお、サイプが延びる方向はタイヤ幅方向であることが多いが、これ以外の方向であっても上記効果が認められる。例えばタイヤ周方向に沿ってサイプが延びていてもよい。
また、上記の微細構造部はサイプの片壁面のみに形成されていても上記の効果が認められるが、微細構造部がサイプの両壁面に形成されていると、上記効果がより顕著に認められる。

請求項２に記載の発明は、前記サイプの両端が前記周方向溝又は前記横溝に開口している、ことを特徴とする。

請求項２に記載の発明では、水の上昇に伴ってサイプ内の空気がサイプ両端から周方向溝へ追い出されていく。すなわち、サイプ内の空気の圧力に勝って水がサイプ内を上昇する必要はなくなるので、サイプの両端が周方向溝に開口していないクローズドサイプに比べ、吸水量、及び、吸水速度を高くすることができる。

本発明は、前記微細構造部が網目状である、ことを特徴とする。これにより、簡易な構造で流体摩擦抵抗を低減させることが可能になる。

請求項３に記載の発明は、前記サイプ幅を０．３ｍｍ以上０．８ｍｍ以下とした、ことを特徴とする。
サイプ幅が０．３ｍｍより小さいサイプは製造することが難しいからであり、また、サイプ幅が０．８ｍｍよりも大きいとブロックの倒れ込みが大きくなり、路面との接触面積が小さくなり易いからである。

本発明によれば、サイプ内に吸い上げることができる水分量を更に増大させることにより氷上における制動性能を向上させた空気入りタイヤとすることができる。

第１実施形態に係る空気入りタイヤのタイヤ径方向断面図である。 第１実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド部のブロック配置を平面状態で示す説明図である。 第１実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド部を構成するブロックの斜視図である（ブロックがタイヤの上側に位置する状態）。 第１実施形態に係る空気入りタイヤの微細構造部の正面図である。 第１実施形態に係る空気入りタイヤで、サイプ構造を示す模式的側面図である。 図４の部分拡大図である。 図６の矢視７−７の断面により、微細構造部の基調高さを示す説明図である。 第１実施形態に係る空気入りタイヤが氷路面上を転動することを示す模式的な部分側面断面図である。 第１実施形態に係る空気入りタイヤの別の変形例で、サイプ構造を示す模式的側面図である。 第１実施形態に係る空気入りタイヤの更に別の変形例で、サイプ構造を示す模式的側面図である。 試験例２で、サイプ幅に対する微細構造部の基調高さとサイプ壁面に対する水の流体摩擦係数との関係を示すグラフ図である。 二枚の平行平板間での流体速度分布を示す模式的な側面図である。 従来の空気入りタイヤのトレッド部を構成するブロックの斜視図である（ブロックがタイヤの上側に位置する状態）。 従来の空気入りタイヤが氷路面上を転動することを示す模式的な部分側面断面図である。 第２実施形態に係る空気入りタイヤのタイヤ径方向断面図である。 第２実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド部のブロック配置を平面状態で示す説明図である。 第２実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド部を構成するブロックの斜視図である（ブロックがタイヤの上側に位置する状態）。 第２実施形態に係る空気入りタイヤで、サイプ壁面に形成されている微細構造部の説明図である。 図１８の部分拡大図である。 図１９の矢視２０−２０の断面により、微細構造部の基調高さを示す説明図である。 第２実施形態に係る空気入りタイヤが氷路面上を転動することを示す模式的な部分側面断面図である。 第３実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド部を示す平面図である。 第３実施形態に係る空気入りタイヤの３次元サイプの拡大図である。 第３実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド部を構成するブロックの斜視図である（ブロックがタイヤの上側に位置する状態）。 第３実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド部を構成するブロックの変形例を示す斜視図である（ブロックがタイヤの上側に位置する状態）。 従来の空気入りタイヤのトレッド部を構成するブロックの斜視図である（ブロックがタイヤの上側に位置する状態）。 従来の空気入りタイヤが氷路面上を転動することを示す模式的な部分側面断面図である。

以下、実施形態を挙げ、本発明の実施の形態について説明する。
［第１実施形態］
まず、第１実施形態について説明する。図１に示すように、本実施形態に係る空気入りタイヤ１０は、両端部がそれぞれビードコア１１で折り返された１層又は複数層で構成されるカーカス１２を備えている。

カーカス１２のクラウン部１２Ｃのタイヤ径方向外側には、複数枚（例えば２枚）のベルトプライが重ねられたベルト層１４が埋設されている。

ベルト層１４のタイヤ径方向外側には、溝を配設したトレッド部１６が形成されている。図２に示すように、トレッド部１６には、タイヤ赤道面ＣＬ上とその両側とに、タイヤ周方向Ｕに沿った複数本の周方向溝（主溝）２２が形成されている。また、トレッド部１６には、タイヤ周方向Ｕと交差する複数本の横溝２４が形成されている。本実施形態では、横溝２４はタイヤ幅方向Ｖに沿って形成されている。各横溝２４の両端部は、周方向溝２２に連通するか、又は、トレッド端Ｔを越えてタイヤ幅方向外側へ排水可能なように延びている。

ここで、トレッド端とは、空気入りタイヤをＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ（２００６年度版、日本自動車タイヤ協会規格）に規定されている標準リムに装着し、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫでの適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力（内圧−負荷能力対応表の太字荷重）に対応する空気圧（最大空気圧）の１００％を内圧として充填し、最大負荷能力を負荷したときのタイヤ幅方向最外の接地部分を指す。なお、使用地又は製造地においてＴＲＡ規格、ＥＴＲＴＯ規格が適用される場合は各々の規格に従う。

トレッド部１６には、図２に示すように、周方向溝２２及び横溝２４によって多数のブロック２６が形成されている。

図２、図３に示すように、各ブロック２６には、横溝２４に沿ったサイプ２８が形成されている。各サイプ２８の両端はブロック両側壁に開口して周方向溝２２に連通しており、いわゆるサイプ２８はオープンサイプとされている。本実施形態では、サイプ２８は各ブロック２６に１本づつ形成されている。また、本実施形態では、サイプ２８はタイヤ幅方向Ｖに沿って形成されている。

図３〜図７に示すように、サイプ２８の両壁面には微細構造部３２が形成されている。本実施形態では、微細構造部３２は網目状とされ、ブロック２６と一体的に形成されている。
図４及び図５に示すように、サイプ２８の一方の壁面Ｊ１に、サイプ幅ＧＳの半分以上の高さＧＴの突起３６が形成されている。そして、この突起３６は、対向する壁面Ｊ２に向かって形成されている。
図７に示すように、微細構造部３２の基調の高さ（基調高さ）Ｆは、サイプ幅の１／５０以上１／１０未満の範囲内の高さとされている。
なお、微細構造部３２の高さは、サイプ幅の１／４０以上３／４０以下の範囲内の高さを基調としていることが更に好ましく、サイプ幅の１／２０以上１／１６以下の範囲内の高さを基調としていることが一層好ましい。

サイプ２８の壁面に微細構造部３２を形成するには、サイプ２８を形成するための加硫モールドのブレードの表面形状を、微細構造部３２に応じた形状とすることで、微細構造部３２を容易に形成することができる。

（作用、効果）
以下、本実施形態に係る空気入りタイヤ１０を車両に装着して氷路面上を走行したときの作用、効果について説明する。

図８に示すように、ブロック２６（２６Ａ〜Ｄ）が氷路面Ｓに接地し、タイヤ踏み込み側Ｉからタイヤ蹴り出し側Ｋにブロック２６が移行する際、氷路面Ｓ上に水膜Ｗが発生している。

ここで、本実施形態では、サイプ２８の壁面に上記の微細構造部３２が形成されているので、この微細構造部３２の表面における水の流体摩擦抵抗は、微細構造部３２が形成されていない場合に比べて低くなっている。従って、水膜Ｗを形成している水は、サイプ２８内に吸い込まれやすいので、従来よりも高い吸水速度でサイプ２８内に吸い込まれ、サイプ２８による吸水量が従来よりも多くなる。従って、タイヤ蹴り出し側Ｋの氷路面Ｓ上に水膜Ｗが発生していると、この水膜Ｗがサイプ２８へ多量に高速で吸い上げられて氷路面Ｓ上から除去される。これにより、タイヤ蹴り出し側Ｋでブロック２６と氷路面Ｓとの間の摩擦力が上がるので、路面に対するブロック２６のすべりが抑制され、ブレーキ性能（摩擦特性）が向上する。この効果は、水の発生量が多い０℃近傍の温度において特に顕著に認められる。

以上説明したように、本実施形態では、排水性の役割を果たすサイプの壁面に微細構造部３２を形成することにより、サイプ壁面の流体摩擦抵抗を低減させている。これにより、吸水性が従来よりも更に向上するので、氷上におけるブレーキ性能が従来よりも更に向上する。

また、サイプ２８の両端が周方向溝２２に開口しており、サイプ２８はオープンサイプとされている。従って、吸水に伴ってサイプ２８内の空気がサイプ２８の両端から周方向溝２２へ追い出されていく。従って、サイプの両端が周方向溝２２に開口していないクローズドサイプに比べ、吸水量、及び、吸水速度を高くすることができる。

また、サイプ２８の一方の壁面Ｊ１に、サイプ幅ＧＳの半分以上の高さＧＴの突起３６を形成されている。これにより、タイヤ転動中に、サイプ２８を形成している壁面Ｊ１、Ｊ２同士が近づいても、サイプ２８の壁面Ｊ１、Ｊ２同士の接触を突起によって充分に回避することができる。従って、サイプ２８での排水容積を確保することができるとともにサイプ２８内への流路が確保され、氷上制動性能が更に向上する。
そして、突起３６が対向する壁面Ｊ２に向かって形成されている（言いかえれば、牙状に形成されている）ので、壁面Ｊ１、Ｊ２同士が接触することを更に防止することができる。

なお、図９に示すように、この突起３６と対向する位置に対向突起３８が形成されていると、この効果をより顕著なものとすることができる。
また、図１０に示すように、互いに対向する位置に突起４０、４２を複数組にわたって形成してもよい。この場合、サイプ深さ方向位置毎に突起４０，４２の高さを異ならせた構造（例えば、サイプの深い位置ほど突起４０、４２の高さを高くした構造）としてもよい。

＜試験例１＞
本発明の効果を確かめるために、本発明者は、第１実施形態に係る空気入りタイヤの二例（以下、実施例１、２のタイヤという）、比較のための空気入りタイヤの三例（以下、比較例１〜３のタイヤという）、及び、従来の空気入りタイヤの一例（図１３、図１４参照。以下、従来例１のタイヤという）を用意し、氷路上で制動性能のテストを行って制動性能を評価した。従来例１のタイヤは、トレッド部に形成されているブロック８６において実施例１のタイヤでサイプ２８の壁面に微細構造部３２を形成していないタイヤである。各タイヤについてのタイヤ条件を表１に示す。なお、従来例１のタイヤ以外では、第１実施形態で説明した突起がサイプ壁面に形成されている。

ブロック寸法については、実施例１のタイヤでは、図３に示すように、タイヤ周方向長さＬを２５ｍｍ、タイヤ幅方向長さＭを２０ｍｍ、タイヤ半径方向深さ（ブロック高さ）Ｈを１０ｍｍとした。実施例２、３のタイヤ、比較例１、２のタイヤ、及び、従来例１のタイヤについても、ブロック寸法（Ｌ、Ｍ、Ｈの値）を実施例１のタイヤと同じにした。

図３に示すように、サイプ深さｈについては、実施例１、２のタイヤ、比較例１〜３のタイヤ、及び、従来例１のタイヤ（図１３参照）の何れであっても６ｍｍとした。サイプ幅ｔについては、実施例１、２のタイヤ、比較例１〜３のタイヤ、及び、従来例１のタイヤの何れであっても０．４ｍｍとした。サイプ長さｄについては、実施例１、２のタイヤ、比較例１〜３のタイヤ、及び、従来例１のタイヤの何れであってもブロックのタイヤ幅方向長さＭと同じとした。

本試験例では、全てのタイヤについて、タイヤサイズを１９５／６５Ｒ１５とし、正規リムに装着して内圧を２００ｋＰａとし、乗用車に取付けて正規荷重を負荷した状態で実車走行により試験を行った。ここで、「正規リム」とは、例えばＪＡＴＭＡが発行する２００６年版のＹＥＡＲ ＢＯＯＫに定められた適用サイズにおける標準リムを指し、「正規荷重」とは、同様に、ＪＡＴＭＡが発行する２００６年版のＹＥＡＲ ＢＯＯＫに定められた適用サイズ・プライレーティングにおける最大荷重を指す。

本試験例では、初速度４０ｋｍ／ｈからフルブレーキをかけて静止状態になるまでの制動距離を計測し、初速度と制動距離とから平均減速度を算出した。そして、従来例１のタイヤの平均減速度に基づく評価指数１００とし、実施例１、２のタイヤ、及び、比較例１〜３のタイヤについて相対評価となる評価指数を算出した。評価結果を表１に併せて示す。

表１の評価結果では評価指数が大きいほど氷上性能が高いこと、すなわち制動距離が短くて制動性能に優れていることを示す。表１から判るように、実施例１、２のタイヤでは、従来例１のタイヤに比べ、評価指数は何れも高くなっており、氷上における制動性能が向上していた。
従って、従来例１のタイヤでは、図１４に示すように、サイプ８８が吸水できる水分量が少ないため、タイヤ蹴り出し側Ｋでブロック８６（８６Ａ〜Ｄ）と氷路面Ｓとの間の水膜Ｗを充分に除去できなかったが、実施例１、２のタイヤでは、従来例１のタイヤに比べてこの水膜Ｗをより多く除去できていることが判った。
そして、表１により、サイプ幅に対する微細構造部の基調高さの割合は、１／５０以上１／１０未満の範囲内が好ましいと推定される結果になった。
また、本試験例では、実施例１、２のタイヤに比べ、微細構造部の基調高さＦを１０μｍに変更したタイヤで試験を行ったところ、評価指数は１０４であった。更に、実施例１、２のタイヤに比べ、微細構造部の基調高さＦを３０μｍに変更したタイヤで試験を行ったところ、評価指数は１０５であった。従って、サイプ幅に対する微細構造部の基調高さの割合は、１／４０以上３／４０以下の範囲内が更に好ましいという結果になった。

また、本試験例では、実施例２のタイヤが最も評価指数が高くなっており、微細構造部３２の基調高さをサイプ幅の１／２０程度のとするのが最も効果的であることも判った。更に、本試験例では、微細構造部３２の基調高さをサイプ幅の１／２０以上１／１６以下とするのがとても好ましいことも判った。
一方、比較例１のタイヤでは、評価指数が従来例１のタイヤと同じであり、サイプ幅に対する微細構造部３２の基調高さが充分でないことが判った。また、比較例３のタイヤでは、評価指数が従来例１のタイヤよりも低くなっており、サイプ幅に対する微細構造部３２の基調高さが高すぎて、水の流れをサイプ内でかえって阻害していることが判った。

＜試験例２＞
また、本発明者は、サイプ幅に対する微細構造部の基調高さの割合とサイプ壁面に対する水の流体摩擦係数μとの関係を、以下のようにして実験により推定した。
まず、スリット状の流路を有するゴム製の配管に、配管内壁面に全面にわたって微細構造部３２を形成したものを製造した。その際、微細構造部３２の基調の高さＦをパラメータとして変化させて複数本の配管を製造した。この配管の流路断面寸法は、試験例１で規定したサイプ２８の開口と同じ寸法とした。

本試験例では、流路の断面形状が上記配管と同じで微細構造部が形成されていない通常の配管を、助走区間用の配管として上記配管の前後に接続し、水を一定圧力で流した。そして、微細構造部３２の基調の高さＦをパラメータとして変化させた各配管の内壁における水の流体摩擦係数μを求めた。

試験結果を図１１に示す。図１１から判るように、流路幅に対する微細構造部３２の基調高さＦの割合が１／５０以上１／１０未満の範囲内では、隣接する他の範囲に比べ、流体摩擦係数μが急激に低くなっていた。従って、サイプ幅に対する微細構造部の基調高さの割合は、１／５０以上１／１０未満の範囲内が好ましいと推定される結果になった。

［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。図１５に示すように、本実施形態に係る空気入りタイヤ１１０は、両端部がそれぞれビードコア１１１で折り返された１層又は複数層で構成されるカーカス１１２を備えている。

カーカス１１２のクラウン部１１２Ｃのタイヤ径方向外側には、複数枚（例えば２枚）のベルトプライが重ねられたベルト層１１４が埋設されている。

ベルト層１１４のタイヤ径方向外側には、溝を配設したトレッド部１１６が形成されている。図１６に示すように、トレッド部１１６には、タイヤ赤道面ＣＬ上とその両側とに、タイヤ周方向Ｕに沿った複数本の周方向溝（主溝）１２２が形成されている。また、トレッド部１１６には、タイヤ周方向Ｕと交差する複数本の横溝１２４が形成されている。本実施形態では、横溝１２４はタイヤ幅方向Ｖに沿って形成されている。各横溝１２４の両端部は、周方向溝１２２に連通するか、又は、トレッド端Ｔを越えてタイヤ幅方向外側へ排水可能なように延びている。

トレッド部１１６には、図１６に示すように、周方向溝１２２及び横溝１２４によって多数のブロック１２６が形成されている。

図１６、図１７に示すように、各ブロック１２６には、横溝１２４に沿ったサイプ１２８が形成されている。各サイプ１２８の両端はブロック両側壁に開口して周方向溝１２２に連通しており、いわゆるサイプ１２８はオープンサイプとされている。本実施形態では、サイプ１２８は各ブロック１２６に１本づつ形成されている。また、本実施形態では、サイプ１２８はタイヤ幅方向Ｖに沿って形成されている。

図１７〜図２０に示すように、サイプ１２８の両壁面には微細構造部１３２が形成されている。本実施形態では、微細構造部１３２は網目状とされ、ブロック１２６と一体的に形成されている。
図２０に示すように、微細構造部１３２の基調の高さ（基調高さ）Ｆは、サイプ幅の１／５０以上１／１０未満の範囲内の高さとされている。

サイプ１２８の壁面に微細構造部１３２を形成するには、サイプ１２８を形成するための加硫モールドのブレードの表面形状を、微細構造部１３２に応じた形状とすることで、微細構造部１３２を容易に形成することができる。

また、図１７に示すように、各サイプ１２８には、サイプ溝底に連続する立設部１４０が形成されている。立設部１４０は、タイヤ径方向外側に延び出す細長棒状とされている。従って、タイヤ転動中に、サイプ１２８の壁面同士の接触を立設部１４０によって回避することができる構造になっている。

本実施形態では、立設部１４０のサイプ溝底からの高さＧはサイプ深さｈの３０〜９０％の範囲内とされている。また、立設部１４０は、略等間隔で複数本にわたって設けられており、この結果、各立設部１４０のサイプ幅方向両側には空間１２９が形成されており、サイプ１２８は櫛状の空間として形成されている。

立設部１４０の上面（タイヤ径方向外側の面）は平坦面とされている。この結果、サイプ１２８には、浅い溝底面部１４０Ｓと深い溝底面部１２９Ｓとが形成されている。
なお、立設部１４０は、一方のサイプ壁面側に一体的に形成されていてもよい。

（作用、効果）
以下、本実施形態に係る空気入りタイヤ１１０を車両に装着して氷路面上を走行したときの作用、効果について説明する。

図２１に示すように、ブロック１２６（１２６Ａ〜Ｄ）が氷路面Ｓに接地し、タイヤ踏み込み側Ｉからタイヤ蹴り出し側Ｋにブロック１２６が移行する際、氷路面Ｓ上に水膜Ｗが発生している。

ここで、本実施形態では、サイプ１２８の壁面に、基調高さＦがサイプ幅の１／５０以上１／１０未満の範囲内とされた上記の微細構造部１３２が形成されているので、この微細構造部１３２の表面における水の流体摩擦抵抗は、微細構造部１３２が形成されていない場合に比べて低くなっている。従って、水膜Ｗを形成している水は、サイプ１２８内に吸い込まれやすいので、従来よりも高い吸水速度でサイプ１２８内に吸い込まれ、サイプ１２８による吸水量が従来よりも多くなる。従って、タイヤ蹴り出し側Ｋの氷路面Ｓ上に水膜Ｗが発生していると、この水膜Ｗがサイプ１２８へ多量に高速で吸い上げられて氷路面Ｓ上から除去される。これにより、タイヤ蹴り出し側Ｋでブロック１２６と氷路面Ｓとの間の摩擦力が上がるので、路面に対するブロック１２６のすべりが抑制され、ブレーキ性能（摩擦特性）が向上する。この効果は、水の発生量が多い０℃近傍の温度において特に顕著に認められる。
また、各サイプ１２８に形成された立設部１４０によって、サイプ壁面同士が接触して実質的なサイプ容積が小さくなることが防止されている。

以上説明したように、本実施形態では、排水性の役割を果たすサイプの壁面に微細構造部１３２を形成することにより、サイプ壁面の流体摩擦抵抗を低減させている。これにより、吸水性が従来よりも更に向上するので、氷上におけるブレーキ性能が従来よりも更に向上する。

また、各サイプ１２８には、サイプ溝底に連続する立設部１４０が形成されている。これにより、タイヤ転動中に、サイプの壁面同士の接触を立設部１４０によって回避することができる。従って、サイプ１２８での排水容積を確保することができるとともにサイプ２８内への流路が確保され、氷上制動性能が更に向上する。

そして、立設部１４０のサイプ溝底からの高さＧはサイプ深さｈの３０〜９０％の範囲内とされている。これにより、サイプ壁面同士の接触を充分に避けることができ、排水容積を充分に確保することができる。しかも、流れが阻害されて排水性能が低下するということが回避される。

また、立設部１４０は溝底からタイヤ径方向外側に向けて延び出しており、立設部１４０のサイプ幅方向両側には空間１２９が形成され、サイプ１２８は櫛状の空間とされている。従って、サイプ容積を確保できるとともに、サイプ１２８が形成されていてもブロック１２６の倒れ込みが立設部１４０によって防止される。

更に、サイプ１２８の両端が周方向溝１２２に開口しており、サイプ１２８はオープンサイプとされている。従って、吸水に伴ってサイプ１２８内の空気がサイプ１２８の両端から周方向溝１２２へ追い出されていく。従って、サイプの両端が周方向溝１２２に開口していないクローズドサイプに比べ、吸水量、及び、吸水速度を高くすることができる。

［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。図２２は、本実施形態における空気入りタイヤ１５１のトレッド部を示す図である。空気入りタイヤ１５１のトレッド部には、周方向溝１５２と、横溝１５３と、ブロック１５４とが形成されている。

周方向溝１５２は、タイヤ周方向(矢印Ｕ方向)に延びる溝である。横溝（幅方向溝）１５３は、タイヤ幅方向(矢印Ｖ方向)に延びる溝である。
ブロック１５４は、周方向溝１５２と横溝１５３とが交差することによって区画され、サイプ１５５を有するブロックである。また、ブロック１５４は、中央域ブロック１５４ａと、端部域ブロック１５４ｂとから構成されている。

中央域ブロック１５４ａは、トレッド部における中央域Ａに形成されたブロックである。端部域ブロック１５４ｂは、トレッド部における端部域Ｂに形成されたブロックである。

中央域ブロック１５４ａに形成されたサイプ１５５の溝幅は、端部域ブロック１５４ｂに形成されたサイプ１５５の溝幅よりも広い。また、少なくとも中央域ブロック１５４ａに形成されたサイプ１５５は、タイヤ幅方向Ｖ、タイヤ周方向Ｕ及びタイヤ径方向にジグザグ状に延びる３次元サイプ１５５ａである。なお、３次元サイプ１５５ａについては、後に詳述する。また、同図において、端部域ブロック１５４ｂに形成されているサイプ１５５は、タイヤ幅方向に直線である直線状サイプ１５５ｂであるが、これに限定されるものではなく、３次元サイプ１５５ａであってもよい。

なお、本実施形態において、ブロック１５４は、少なくとも周方向溝１５２によって区画されたブロックであればよく、トレッド部に横溝１５３が形成されていなくてもよい。

図２３は、本実施形態における３次元サイプ１５５ａの拡大図である。正確には、３次元サイプ１５５ａは溝であり、形状を有していないため、同図が示す形状は、該３次元サイプ１５５ａを形成するブレードの形状である。該ブレードをブロック１５４から外すことにより、該形状の３次元サイプ１５５ａが形成される。サイプ幅ｔはブレード幅と同じであると考えてよい。

図２３、図２４に示すように、３次元サイプ１５５ａは、タイヤ幅方向Ｖ、タイヤ周方向及びタイヤ径方向Ｄにジグザグ状に延びている。また、３次元サイプ１５５ａのタイヤ径方向Ｄにおける内側は、タイヤ径方向Ｄの長さ(以下において、切欠き１５６の深さＧ１又は深さＧ２)が３次元サイプ１５５ａのタイヤ径方向Ｄの長さ(以下において、３次元サイプ１５５ａの深さｈ１)の５０〜９０％であり、タイヤ幅方向Ｖの長さ(以下において、切欠き５６の幅Ｊ)が０．３〜１ｍｍである少なくとも１つの切欠き１５６が形成されている。この切欠き１５６により、図２４に示すように、３次元サイプ１５５ａの溝底から複数本の立設部１６０が延び出している。

また、１つの３次元サイプ１５５ａに立設部１６０が２つ以上形成されている場合においては、図２３、図２４に示したように、中央側切欠き１５６ａによって形成される中央側立設部１６０ａの高さＧ１が、端部側切欠き１５６ｂによって形成される端部側立設部１６０ｂの高さＧ２よりも高いことが好ましい。このような中央側立設部１６０ａ及び端部側立設部１６０ｂは、タイヤ赤道面ＣＬに近い中央側切欠き１５６ａの深さＧ１を端部側切欠き１５６ｂの深さＧ２よりも長くすることによって簡単に形成される。なお、図２５に示すように、高さが互いに同じとされた中央側立設部１６２ａと端部側立設部１６２ｂとを設けた３次元サイプ１６８も、本発明の範囲である。

また、サイプ１５５の両壁面には、第１実施形態と同様、微細構造部（図示せず）が形成されている。本実施形態では、微細構造部は網目状とされ、ブロック１５４と一体的に形成されている。微細構造部の基調の高さ（基調高さ）は、第２実施形態同様に、サイプ幅の１／５０以上１／１０未満の範囲内の高さとされている。

(作用・効果)
本実施形態に係る空気入りタイヤ１５１によると、第２実施形態と同様、排水性の役割を果たす３次元サイプ１５５ａの壁面に微細構造部を形成することにより、サイプ壁面の流体摩擦抵抗を低減させている。これにより、吸水性が従来よりも更に向上するので、氷上におけるブレーキ性能が従来よりも更に向上する。

また、３次元サイプ１５５ａのタイヤ径方向内側が、タイヤ径方向長さが３次元サイプのタイヤ径方向長さの５０〜９０％であり、タイヤ幅方向長さが０．３〜１ｍｍである少なくとも１つの立設部１６０を有する。これにより、３次元サイプ１５５ａの一部の深さを浅くすることができ、ブロック１５４の剛性を更に向上させることができるため、乾燥路面上における直進安定性を向上させることができる。しかも、３次元サイプ１５５ａの壁面同士の接触を立設部１６０によって回避することができる。

そして、立設部１６０が２つ以上形成されている場合においては、タイヤ赤道面ＣＬに近い中央側立設部１６０ａが他方の端部側立設部１６０ｂよりもタイヤ径方向長さが長い。このため、ブロック１５４におけるタイヤ赤道面ＣＬ側の剛性を更に向上させることができることにより、乾燥路面上における直進安定性が低下することを抑制することができる。

また、トレッド部の中央域Ａを構成するブロック１５４に形成されたサイプ１５５の溝幅が、トレッド部の端部域Ｂを構成するブロック１５４に形成されたサイプ１５５の溝幅よりも広いため、該溝幅が広いサイプ１５５が溝と同様の働きを行うことができる。即ち、雪上を走行する場合において、該溝幅が広いサイプが溝と同様に雪を踏み固め、トレッド部と路面との摩擦を増大させるため、発進制動性能を向上させることができる。

一方、トレッド部の中央域Ａを構成するブロック１５４に形成されたサイプ１５５の溝幅が、トレッド部の端部域Ｂを構成するブロック１５４に形成されたサイプ１５５の溝幅よりも広いことによって、ブロック１５４の剛性が低下し、乾燥路面上における直進安定性が低下するが、少なくとも中央域Ａを構成するブロック１５４に形成されたサイプ１５５が、タイヤ幅方向Ｖ、タイヤ周方向Ｕ及びタイヤ径方向Ｄにジグザグ状に延びる３次元サイプ１５５ａであるため、ブロック１５４が倒れ込む際に隣り合う部分が引っ掛かることにより、ブロック１５４の剛性を向上させ、乾燥路面上における直進安定性を向上させることができる。

＜試験例３＞
本発明の効果を確かめるために、本発明者は、第２実施形態に係る空気入りタイヤの三例（以下、実施例３〜５のタイヤという）、比較のための空気入りタイヤの七例（以下、比較例４〜１０のタイヤという）、及び、従来の空気入りタイヤの一例（図２６、図２７参照。以下、従来例２のタイヤという）を用意し、氷路上で制動性能のテストを行って制動性能を評価した。従来例２のタイヤは、トレッド部に形成されているブロック１８６において実施例３のタイヤで微細構造部１３２及び立設部１４０を形成していないタイヤである。各タイヤについてのタイヤ条件を表２に示す。なお、表２で、立設部による空間があり、とされているタイヤでは、サイプ溝底に連続する立設部が形成されている。

ブロック寸法については、実施例３のタイヤでは、図１７に示すように、タイヤ周方向長さＬを２５ｍｍ、タイヤ幅方向長さＭを２０ｍｍ、タイヤ半径方向深さ（ブロック高さ）Ｈを１０ｍｍとした。実施例４、５のタイヤ、比較例４〜１０のタイヤ、及び、従来例２のタイヤについても、ブロック寸法（Ｌ、Ｍ、Ｈの値）を実施例３のタイヤと同じにした。

図１７に示すように、サイプ深さｈについては、実施例３〜５のタイヤ、比較例４〜１０のタイヤ、及び、従来例２のタイヤ（図２６参照）の何れであっても６ｍｍとした。サイプ幅ｔについては、実施例３〜５のタイヤ、比較例４〜１０のタイヤ、及び、従来例２のタイヤの何れであっても０．４ｍｍとした。サイプ長さｄについては、実施例３〜５のタイヤ、比較例４〜１０のタイヤ、及び、従来例２のタイヤの何れであってもブロックのタイヤ幅方向長さＭと同じとした。

本試験例では、全てのタイヤについて、タイヤサイズを１９５／６５Ｒ１５とし、正規リムに装着して内圧を２００ｋＰａとし、乗用車に取付けて正規荷重を負荷した状態で実車走行により試験を行った。

本試験例では、初速度４０ｋｍ／ｈからフルブレーキをかけて静止状態になるまでの制動距離を計測し、初速度と制動距離とから平均減速度を算出した。そして、従来例２のタイヤの平均減速度に基づく評価指数１００とし、実施例３〜５のタイヤ、及び、比較例４〜１０のタイヤについて相対評価となる評価指数を算出した。評価結果を表２に併せて示す。

表２の評価結果では評価指数が大きいほど氷上性能が高いこと、すなわち制動距離が短くて制動性能に優れていることを示す。表２から判るように、微細構造部の基調高さＦが８〜３５μｍの範囲内である実施例３〜５のタイヤでは、従来例２のタイヤ、比較例９、１０のタイヤに比べ、評価指数は何れも高くなっており、氷上における制動性能が向上していた。

従って、従来例２のタイヤでは、図２７に示すように、サイプ１８８が吸水できる水分量が少ないため、タイヤ蹴り出し側Ｋでブロック１８６（１８６Ａ〜Ｄ）と氷路面Ｓとの間の水膜Ｗを充分に除去できなかったが、実施例３〜５のタイヤでは、従来例２のタイヤに比べてこの水膜Ｗをより多く除去できていることが判った。

また、本試験例では、実施例４のタイヤが最も評価指数が高くなっており、微細構造部３２の基調高さをサイプ幅の１／２０程度とするのが最も効果的であることも判った。

また、比較例８、１０のタイヤでは、評価指数が従来例２のタイヤよりも低くなっており、サイプ幅に対する微細構造部３２の基調高さが高すぎて、水の流れをサイプ内でかえって阻害していることが判った。
また、比較例４〜８のタイヤからも、微細構造部の基調高さＦが８〜３５μｍの範囲内であることが好ましいことが裏付けられた。

以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されないことは言うまでもない。

符号の説明

１０ 空気入りタイヤ
１６ トレッド部
２２ 周方向溝
２４ 横溝
２６Ａ〜Ｄ ブロック
２８ サイプ
３２ 微細構造部
３６ 突起
４０ 突起
８６Ａ〜Ｄ ブロック
８８ サイプ
１１０ 空気入りタイヤ
１１６ トレッド部
１２２ 周方向溝
１２４ 横溝
１２６Ａ〜Ｄ ブロック
１２８ サイプ
１２９ 空間
１３２ 微細構造部
１４０ 立設部
１５１ 空気入りタイヤ
１５２ 周方向溝
１５３ 横溝
１５４ ブロック
１５４ａ 中央域ブロック（ブロック）
１５４ｂ 端部域ブロック（ブロック）
１５５ サイプ
１５５ａ ３次元サイプ
１５５ｂ 直線状サイプ（サイプ）
１６０ 立設部
１６０ａ 中央側立設部（立設部）
１６０ｂ 端部側立設部（立設部）
１６２ａ 中央側立設部（立設部）
１６２ｂ 端部側立設部（立設部）
１６８ ３次元サイプ
１８６Ａ〜Ｄ ブロック
１８８ サイプ
Ｇ 高さ
ｈ サイプ深さ（サイプの深さ）
ｔ サイプ幅
Ｊ１、Ｊ２ 壁面
ＧＳ サイプ幅
ＧＴ 高さ

Claims (3)

1. 周方向溝と横溝とによって区画された複数のブロックがトレッド部に形成され、
   前記ブロックには少なくとも１つのサイプが形成され、
   前記サイプの壁面の少なくとも一箇所に、サイプ幅の半分以上の高さの突起が形成され、
   前記サイプの壁面の少なくとも一部に、サイプ幅の１／５０以上１／１０未満の範囲内の高さを有する網目状の微細構造部を形成した、ことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記サイプの両端が前記周方向溝又は前記横溝に開口している、ことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記サイプ幅を０．３ｍｍ以上０．８ｍｍ以下とした、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤ。

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