JP5551041B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤにかかり、特には、ブロックに複数のサイプが形成された空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤのブロックには、雪上性能、氷上性能等のためにタイヤ幅方向に延びるサイプが形成されている（例えば、特許文献１〜３）。
特許文献１のタイヤでは、深さ方向に曲線状に傾斜する深さが同じサイプがブロックに多数形成されている。
特許文献２のタイヤでは、溝底側が深さ方向に直線状に延び、踏面側が深さ方向に対して傾斜した、深さが同じサイプがブロックに多数形成されている。
引用文献３のタイヤでは、サイプで区画された蹴り出し側の小ブロックが他のブロックに比べて摩耗していないという駆動力に起因する偏摩耗を抑制するために、複数のサイプの中で最も蹴り出し側のサイプの溝深さを最も浅くし、蹴り出し側のブロック剛性を高めている。

Application number:EP1997108535.2 特開平８−２０７５１４号公報 特開平２−１８２５０２号公報

サイプのエッジ効果を得るために、単にサイプを増やしただけでは、ブロック剛性の低下を招き、ドライ性能に影響を及ぼしたり、耐摩耗性の低下を招くため、種々の提案が成されている
従来、ブロック剛性向上による、耐摩耗性向上、ヒール・アンド・トゥ摩耗対策としては、下記の手法がある。
（１） 踏み込み側のサイプ間隔を蹴り出し側より大きくすることで相対的に踏み込み側のブロック剛性を上げる。
（２） ブロックに形成されるサイプの深さを全体的に浅くすることでブロック剛性を上げる。

しかしながら、上記（１）の手法では、ブロックの蹴り出し側のサイプ間隔が短くなるため、ブロックの蹴り出し側の剛性が低くなる。サイプの最短間隔は、サイプの振幅等によって概ね決まっているため、蹴り出し側のサイプ間隔が短い場合、ブロックに形成するサイプの数を減らす場合もあり、これによってブロックのエッジ成分が減少する問題がある。

また、上記（２）の手法では、ブロック全体の剛性が高くなるため、ブロックが路面に接地した際にサイプが開きづらくなり、氷上性能や雪上性能に必要なエッジ力が低下し、氷上性能や雪上性能の低下に繋がる。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、従来よりも雪上性能、氷上性能、ドライ性能、耐摩耗性を高度に両立可能な空気入りタイヤを提供することが目的である。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであって、請求項１に記載の空気入りタイヤは、トレッドに設けられ、互いに交差する複数の溝で区画されたブロックと、タイヤ幅方向に沿って延び、前記ブロックにタイヤ周方向に間隔を開けて形成される複数のサイプと、を備え、複数の前記サイプは、前記ブロックの踏み込み側の前記サイプが蹴り出し側の前記サイプよりも溝深さが浅く形成され、かつ前記ブロックをタイヤ周方向に沿った断面で見たときに、複数の前記サイプは、踏面側よりもサイプ溝底側が踏み込み側に位置するように全体的に傾いていると共に、前記ブロックの踏み込み側の角部を曲率中心とする円弧形状に形成されている。

次に、請求項１に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
請求項１に記載の空気入りタイヤでは、ブロックにタイヤ幅方向に沿って延びるサイプをタイヤ周方向に複数形成しているので、サイプのエッジ効果により、氷上性能、及び雪上性能を得ることができる。また、ブロックの踏み込み側の剛性と蹴り出し側の剛性を変えるために、従来の手法のようにサイプの間隔を踏み込み側と蹴り出し側とで変える必要がないので、ブロックのサイプ数を減らしてエッジ成分を減少させ、氷上性能、及び雪上性能を低下させることが無い。

ブロックは、踏み込み側のサイプが蹴り出し側のサイプよりも溝深さが浅く形成されているので、該ブロックは、相対的に踏み込み側の剛性が大、蹴り出し側の剛性が小となって、ブロックのヒール・アンド・トゥ摩耗を抑制することが可能となる。

また、ブロックは、踏み込み側の剛性が高くなっているので、ブレーキ時のブロック変形に伴う踏み込み側（ブレーキ時において、路面に接地したブロックの車両後方側）のブロックの浮きを抑制することができ、接地面積が減少することを抑制でき、ドライ路面でのブレーキ性能等を向上することができる。

さらに、請求項１に記載の空気入りタイヤは、ブロックに形成されるサイプの深さを全体的に浅くしてブロックの剛性を全体的に高くしていないので、サイプを適度に開かせることができ、氷上性能、及び雪上性能に効くエッジ効果を確実に得ることができる。また、このようにしてエッジ効果を得られるため、従来のようにエッジ効果を高めるためにサイプを多用する必要が無く、ブロック剛性の低下が抑えられ、ドライ性能、及び耐摩耗性も確保できる。

さらに、サイプは、ブロックをタイヤ周方向に沿った断面で見たときに、各サイプが、踏面側よりもサイプ溝底側が踏み込み側に位置するように全体的に傾かせているので、反対側に傾かせる場合対比で、ブレーキ時のブロックの変形抑制効果が向上する。また、各サイプが、曲線状部分を有しているので、ブロックが接地して圧縮力を受けた時に、曲線状部分（ブロックの深さ方向に対して傾斜している部分）にてサイプ壁面同士を強く接触させることができ、サイプで区画された小ブロックの倒れ込みを抑えることができる。
ブロックの変形は、駆動時よりもブレーキ時の方が大きい。このため、ブレーキ時のブロックの変形を抑えることが好ましい。ブロックをタイヤ周方向に沿った断面で見たときに、各サイプを、踏面側よりもサイプ溝底側が踏み込み側に位置するように全体的に傾かせることで、反対側に傾かせる場合対比で、ブレーキ時のブロックの変形抑制効果が向上し、各サイプをブロックの踏み込み側の角部を曲率中心とする円弧形状に形成することで、ブレーキ時のブロックの変形抑制効果を高めることが出来る。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空気入りタイヤにおいて、前記複数のサイプは、前記ブロックの踏み込み側の角部と前記ブロックの蹴り出し側のブロック側壁と溝底とでなす隅部とを連結する直線状の仮想線に到達するか、または浅く形成されている。

次に、請求項２に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
ブロックの踏み込み側の角部とブロックの蹴り出し側のブロック側壁と溝底とでなす隅隅部とを連結する直線状の仮想線よりも、各サイプを深く形成しないことで、ブロック剛性の低下し過ぎを抑えることができる。

また、各サイプの深さをブロックの踏み込み側から蹴り出し側へ向けて徐々に変化させることで、ブロック剛性を踏み込み側から蹴り出し側へ向けて徐々に変化させることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤにおいて、前記ブロックの踏み込み側の角部と前記ブロックの蹴り出し側のブロック側面の溝底からブロック高さ寸法の８０％位置とを結ぶ直線状の仮想線よりも深く形成されている。

次に、請求項３に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
サイプの深さが浅くなり過ぎると、ブロックが接地した際にサイプが開きづらくなり、エッジ圧を高くし難くなる。このため、ブロックの踏み込み側の角部とブロックの蹴り出し側のブロック側面の溝底からブロック高さ寸法の８０％位置とを結ぶ直線状の仮想線よりも深く形成することが好ましい。

以上説明したように請求項１に記載の空気入りタイヤは上記の構成としたので、雪上性能、氷上性能、ドライ性能、耐摩耗性を高度に両立することができる。また、ブレーキ時のブロックの変形抑制効果を高めることができる。

請求項２に記載の空気入りタイヤは上記の構成としたので、ブロック剛性の低下し過ぎを抑えることができる。

請求項３に記載の空気入りタイヤは上記の構成としたので、高いエッジ圧を確保することができる。

本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドの平面図である。 （Ａ）はブロックの側面図であり、（Ｂ）はブレーキ時のブロックの変形を示すブロックの側面図である。 従来のブロックの側面図である。

図１及び図２にしたがって、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ１０を説明する。なお、この空気入りタイヤ１０の内部構造は一般的な構造であるため説明は省略する。
図１には、空気入りタイヤ１０のトレッド１２が平面図で示されている。トレッド１２には、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の周方向溝１４と、タイヤ幅方向に沿って延びる複数本の幅方向溝１６とによって複数のブロック１８が区画されている。なお、図中、矢印Ａは、タイヤ回転方向（前進時）を示しており、矢印Ｂは車両前進方向を示しており、矢印Ｗはタイヤ幅方向を示している。本実施形態では、周方向溝１４の溝深さと、幅方向溝１６の溝深さとは同一寸法となっている。

ブロック１８には、タイヤ幅方向に沿って延びるサイプ２０が、タイヤ周方向に間隔を開けて複数形成されている。なお、本実施形態のサイプ２０のブロック踏面上の形状は、直線状となっている。

図２（Ａ）は、ブロック１８をタイヤ軸方向から見た側面図であり、各サイプ２０の側面視形状は、ブロック１８の踏み込み側（矢印Ａ方向側）の踏面側角部Ｐ１を中心とした円弧形状に形成されている（ブロック１８をタイヤ周方向に沿って縦に断面としたときの形状も同じである。）。したがって、各サイプ２０は、踏面側よりもサイプ溝底側が踏み込み側に位置するように全体的に傾いている。また、新品時においては、各サイプ２０のブロック踏面側端部は、ブロック１８の踏面に立てた法線ＨＬに対して平行であるが、ブロック１８が摩耗するにしたがって、各サイプ２０のブロック踏面側端部は、上記法線ＨＬに対して徐々に傾斜することになる。

本実施形態では、ブロック１８に４本のサイプ２０が形成されており、ブロック１８の踏面において、サイプ間隔ｌ（エル）が全て同一寸法となっている。サイプ２０は、ブロック１８が路面２２に接地した際に閉じる程度の狭い溝幅を有しており、一例として０．５〜１．０ｍｍ程度であるが、本願発明はこの値に限定されるものではない。

ここで、ブロック１８の踏み込み側の踏面側角部Ｐ１と、ブロック１８の蹴り出し側（矢印Ａ方向とは反対方向側）のブロック側面と幅方向溝１６の溝底とでなす隅部Ｐ２とを結ぶ直線を仮想線ＦＬ１としたときに、各サイプ２０は、仮想線ＦＬ１に到達するか、または仮想線ＦＬ１よりも浅く形成されることが好ましい。

また、踏面側角部Ｐ１と、ブロック１８の蹴り出し側のブロック側面と幅方向溝１６の溝底とでなす隅部Ｐ２からブロック高さ寸法（幅方向溝１６の溝底から踏面までの寸法）Ｄの８０％位置Ｐ３とを結ぶ直線を仮想線ＦＬ２としたときに、各サイプ２０は、仮想線ＦＬ２よりも深く形成することが好ましい。

本実施形態では、各サイプ２０の溝底の位置は、仮想線ＦＬ１と一致しており、踏み込み側のサイプ２０よりも蹴り出し側のサイプ２０の方が深く形成されている。
なお、各サイプ２０の溝底の位置を仮想線ＦＬ１と一致させている場合、仮想線ＦＬ１とブロック１８の踏面とのなす角度θは、２０°≦θ≦４０°とすることが好ましい。

本実施形態のブロック１８は、周方向長さＬが３０ｍｍ、高さ寸法Ｄが９ｍｍ、θが１６．７°である。なお、ブロック１８のタイヤ軸方向寸法Ｗ（図１参照）は、中央のブロック１８が２０ｍｍ、その両側のブロック１８が３０ｍｍ、ショルダー側のブロック１８が３５ｍｍである。

（作用）
本実施形態の空気入りタイヤ１０のブロック１８は、踏み込み側のサイプ２０が蹴り出し側のサイプ２０よりも溝深さが浅く形成され、ブロック１８の踏み込み側の剛性の低下が抑制されている（相対的に、踏み込み側のブロック剛性が大、蹴り出し側のブロック剛性が小）ので、ヒール・アンド・トゥ摩耗が発生し難くなっている。

ブレーキ時、ブロック１８の踏面には、路面２２との摩擦によって矢印Ｃ方向（図２参照）の力が作用する。このブロック１８は、踏み込み側の剛性が高くなっているので、ブレーキ時のブロック変形に伴う踏み込み側の浮き２４（図２（Ｂ）参照）が抑制され、接地面積の減少が抑えられるので、ドライ路面でのブレーキ性能等を向上できる。

本実施形態の空気入りタイヤ１０は、タイヤ幅方向に沿って延びるサイプ２０がタイヤ周方向に複数形成されているブロック１８をトレッド１２に備えているので、サイプ２０のエッジ効果により、基本的な氷上性能、及び雪上性能が得られている。

本実施形態のブロック１８は、全てのサイプ２０を浅く形成していないので、ブロック１８が接地した際にサイプ２０を適度に開かせて高いエッジ圧を得ることができ、氷上性能、及び雪上性能に効くエッジ効果を確実に得ることができる。

また、このようにしてサイプ２０のエッジ効果を得られるため、サイプの多用や、全てのサイプを深く形成することによるブロック剛性の低下が無いため、ドライ性能、及び耐摩耗性も確保できる。

ブロック踏面に対して垂直に形成された従来のサイプ対比で、本実施形態のサイプ２０は、側面視で円弧状に形成され、かつ全体的に傾斜しているので、ブロック１８が接地した時に、踏面の垂直方向に対して傾斜している部分にてサイプ壁面同士を強く接触させることができ、サイプ２０で区画された小ブロックの倒れ込みを抑えることができる。

また、各サイプ２０は、踏面側よりも溝底側が踏み込み側に位置するように全体的に傾いているので、ブレーキ時のブロック１８の変形抑制効果が、反対側に傾斜させた場合よりも高くできる。

本実施形態では、ブロック１８の踏み込み側の踏面側角部Ｐ１と、蹴り出し側のブロック側壁と幅方向溝１６の溝底とでなす隅部Ｐ２とを結ぶ仮想線ＦＬよりも各サイプ２０を深く形成していないため、高いブロック剛性が確保されている。
また、各サイプ２０の深さが、蹴り出し側から踏み込み側へ向けて徐々に浅くされているので、ブロック１８の剛性は、蹴り出し側から踏み込み側へ向けて徐々に増加することとなり、ブロック剛性の急激な変化が抑えられている。

以上説明したように、本実施形態の空気入りタイヤ１０、雪上性能、氷上性能、ドライ性能、耐摩耗性を高度に両立することができる。
なお、本実施形態の様に各サイプ２０の溝底の位置を仮想線ＦＬ１と一致させている場合、角度θが２０°未満になると、ブロック１８が接地した際にサイプ２０が開き難くなり、氷上性能及び雪上性能が低下する。一方、角度θが４０°を越えると、ブロック１８の剛性が低下し、ドライブレーキ性能、及び操縦安定性が低下する。
また、各サイプ２０は、仮想線ＦＬ１よりも深く形成しないことが好ましいが、深さが浅すぎてもサイプ２０がブロック接地時に開き難くなるため、各サイプ２０は、仮想線ＦＬ２よりも深く形成することが好ましい。

［その他の実施形態］
上記実施形態では、ブロック１８に４本のサイプ２０が形成されていたが、ブロック１８に形成されるサイプ２０の本数は４本以外であっても良い。
上記実施形態では、サイプ２０の側面視形状が、単一の曲率半径を有する円弧形状であり、曲率中心がブロック１８の踏み込み側の踏面側角部Ｐ１にあったが、曲率中心は踏面側角部Ｐ１以外の位置にあっても良い。また、サイプ２０の側面視形状（断面形状）は円弧に限らず、円弧以外の曲線形状であっても良く、少なくとも一部が曲線であれば良く、一部に直線部分を有していても良い。サイプ２０は、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

本実施形態では、ブロック１８の踏面におけるサイプ２０の間隔ｌ（エル）が、全て同一寸法であったが、踏み込み側と蹴り出し側とで間隔ｌ（エル）を変えても良い。
本実施形態のブロック１８の寸法及び形状は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

（試験例）
本発明の効果を確かめるために、従来例のタイヤと本発明の適用された実施例のタイヤを用意し、実車にて下記の各種試験を行った。
実施例のタイヤ：上記実施形態の空気入りタイヤ。
従来例のタイヤ：ブロックの形状及び寸法は実施例と同一で、サイプの形状のみが異なる。図３に示すように、タイヤ軸方向、及びタイヤ径方向に直線状に延びるサイプ１００がブロック１０２に４本形成されている。なお、サイプ１００の深さ寸法は６ｍｍ（ブロック高さの７０％）である。

なお、供試タイヤのサイズは何れも１８５／６５Ｒ１５であり、リム幅５．５Ｊのリムに組み付け、実車に装着して下記の試験を行った。

・雪上性能（トラクション）：雪上を１０ｋｍ／ｈから３５ｋｍ／ｈまで加速したタイムを計測した。評価は、従来技術のタイムの逆数を１００とする指数表示とし、数値が大きいほど雪上トラクション性能に優れていることを表している。

・雪上性能（ブレーキ）：雪上を３０ｋｍ／ｈから５ｋｍ／ｈまで減速したタイムを計測した。評価は、従来技術のタイムの逆数を１００とする指数表示とし、数値が大きいほど・雪上ブレーキ性能に優れていることを表している。

・雪上性能（フィーリング）：テストドライバーによる雪上でのフィーリング評価。従来技術のフィーリングを１００とする指数表示とし、数値が大きいほど雪上フィーリングに優れていることを表している。

・氷上性能（トラクション）：氷上を５ｋｍ／ｈから１５ｋｍ／ｈまで加速したタイムを計測した。評価は、従来技術のタイムの逆数を１００とする指数表示とし、数値が大きいほど氷上トラクション性能に優れていることを表している。

・氷上性能（ブレーキ）：氷上を３０ｋｍ／ｈからフルブレーキを掛け、停止距離を計測した。評価は、従来技術の停止距離の逆数を１００とする指数表示とし、数値が大きいほど氷上ブレーキ性能に優れていることを表している。

・氷上性能（フィーリング）：テストドライバーによる氷上でのフィーリング評価。従来技術のフィーリングを１００とする指数表示とし、数値が大きいほど氷上フィーリングに優れていることを表している。

・耐摩耗性：一般路面を１万ｋｍ走行させた際のブロックの摩耗量を測定。従来技術の摩耗量の逆数を１００とする指数表示とし、数値が大きいほど耐摩耗性に優れていることを表している。

試験の結果、本発明の適用された実施例の空気入りタイヤは、従来の空気入りタイヤに比較して、雪上性能、氷上性能、及び耐摩耗性に関して高次元で両立できていることが分かる。また、本発明の適用された実施例の空気入りタイヤは、従来の空気入りタイヤに比較して、ドライ性能も同等以上に確保されている。

１０ 空気入りタイヤ
１２ トレッド
１４ 周方向溝
１６ 幅方向溝
１８ ブロック
２０ サイプ

Claims (3)

1. トレッドに設けられ、互いに交差する複数の溝で区画されたブロックと、
   タイヤ幅方向に沿って延び、前記ブロックにタイヤ周方向に間隔を開けて形成される複数のサイプと、
   を備え、
   複数の前記サイプは、前記ブロックの踏み込み側の前記サイプが蹴り出し側の前記サイプよりも溝深さが浅く形成され、かつ前記ブロックをタイヤ周方向に沿った断面で見たときに、複数の前記サイプは、踏面側よりもサイプ溝底側が踏み込み側に位置するように全体的に傾いていると共に、前記ブロックの踏み込み側の角部を曲率中心とする円弧形状に形成されている、空気入りタイヤ。
2. 前記複数のサイプは、前記ブロックの踏み込み側の角部と前記ブロックの蹴り出し側のブロック側壁と溝底とでなす隅部とを連結する直線状の仮想線に到達するか、または浅く形成されている、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記複数のサイプは、前記ブロックの踏み込み側の角部と前記ブロックの蹴り出し側のブロック側面の溝底からブロック高さ寸法の８０％位置とを結ぶ直線状の仮想線よりも深く形成されている、請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤ。