JP5609263B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、トレッド部に複数のブロックを備える空気入りタイヤに関する。

氷雪路面において制動性能や駆動性能を向上させるために、トレッド部に複数のブロックを備える空気入りタイヤが用いられている。これは、トレッド部に複数のブロックを設け、エッジ成分を増加させることにより、空気入りタイヤと路面との摩擦係数が高くなるためである。また、エッジ成分を更に増加させるため、トレッド部に設けられたブロックにサイプが形成された空気入りタイヤが用いられている。

例えば、トレッド部のブロックにジグザグに延びる複数のサイプが形成され、ジグザグの振幅中心線がタイヤ周方向に対してなす傾斜角度を０度〜４５度とした空気入りタイヤが知られている（特許文献１）。

特開２００５−１４５１９１号公報

しかしながら、従来の空気入りタイヤでは、エッジ成分を増加させるためにブロックに形成されるサイプを増加させると、ブロック剛性が低下する。そのため、制動時にブロックが倒れ込みやすくなり、氷雪路面における制動性能や駆動性能が低下する。

本発明は、ブロック剛性の低下を抑制しつつエッジ成分を増加させることにより、氷雪路面における制動性能や駆動性能を向上させる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延びる複数の周方向溝と、タイヤ幅方向に延びる複数の幅方向溝と、によって画定される複数のブロックをトレッド部に備える空気入りタイヤであって、前記ブロックには、複数のサイプが形成されており、トレッド面における前記ブロックの辺のうちタイヤ幅方向に沿って延びる辺がタイヤ周方向に対してなす角の平均をαとすると、α＜９０°であり、前記複数のサイプがタイヤ周方向に対してなす角の平均をβとすると、β＜αであり、前記ブロックの辺のうちタイヤ幅方向に沿って延びる２つの辺がタイヤ周方向に対してなす角の差は１０°以下であり、前記複数のサイプがタイヤ周方向に対してなす角の最大値と最小値の差は１０°以下であり、前記複数のサイプは、１０°≦α−β≦４５°の関係を満たすことを特徴とする。

また、前記複数のサイプは、１５°≦α−β≦３０°の関係を満たすことが好ましい。

また、前記ブロックは、５０°≦α≦８０°の関係を満たし、前記複数のサイプは、３０°≦βの関係を満たすことが好ましい。

また、前記ブロックは、５０°≦α≦７０°の関係を満たし、前記複数のサイプは、４０°≦β≦６０°の関係を満たすことが好ましい。

また、トレッド面において、前記ブロックの面積に対して前記複数のサイプが形成される部分の面積は、１５％以下であることが好ましい。

また、トレッド面において、前記ブロックの面積に対して前記複数のサイプが形成される部分の面積は、８％以上１２％以下であることが好ましい。

また、前記複数のサイプは、３ｍｍ以上の間隔で形成されることが好ましい。

また、前記サイプは、少なくとも一部分がジグザグ形状、又は、波形状であることが好ましい。

また、前記サイプは、３次元形状のサイプであることが好ましい。

また、前記サイプの少なくとも一方の端が前記ブロックの内部で終端することが好ましい。

本発明の空気入りタイヤによれば、ブロック剛性の低下を抑制しつつエッジ成分を増加させることにより、氷雪路面における制動性能や駆動性能を向上させることができる。

実施形態の空気入りタイヤのトレッドパターンの一例を示す図である。 実施形態のブロックの一例を示す平面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、実施形態のブロックの他の例を示す平面図である。 変形例１のブロックを示す平面図である。 （ａ）、（ｂ）は、変形例２のブロックを示す平面図である。 変形例３のブロックを示す斜視図である。 従来例の空気入りタイヤのトレッドパターンを示す図である。

以下、本発明の空気入りタイヤについて、実施形態に基づいて説明する。以下に説明する実施形態の空気入りタイヤは、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ ２００９（日本自動車タイヤ協会規格）のＣ章に規定されているトラック及びバス用の重荷重用タイヤに適用することができる。重荷重用タイヤの他、Ａ章に規定されている乗用車用タイヤ、Ｂ章に規定されている小形トラック用タイヤに適用することもできる。

なお、以下の説明において、タイヤ幅方向とは、空気入りタイヤの回転軸と平行な方向である。また、タイヤ周方向とは、空気入りタイヤの回転軸を回転の中心として回転する方向である。

まず、図１を参照して、本実施形態の空気入りタイヤのトレッドパターンを説明する。図１は、本実施形態の空気入りタイヤのトレッドパターンの一例の概略を示す図である。図１の縦方向はタイヤ周方向を示し、図１の横方向はタイヤ幅方向を示す。図１に示されるように、本実施形態の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延びる複数の周方向溝１０と、タイヤ幅方向に延びる複数の幅方向溝１２と、複数のブロック２０と、をトレッド部に備える。複数のブロック２０は、周方向溝１０と幅方向溝１２とによって画定される。また、ブロック２０には、複数のサイプ３０が形成されている。なお、図１においては、サイプ３０の形状は簡略化されている。

ここで、図２を参照して、本実施形態のブロック２０の形状、及び、ブロック２０に形成されるサイプ３０の形状について、詳細に説明する。図２は、本実施形態のブロック２０の一例を示す平面図である。図２の縦方向はタイヤ周方向を示し、図２の横方向はタイヤ幅方向を示す。図２に示される例では、ブロック２０に７本のサイプ３０が形成されている。また、図２に示される例では、サイプ３０の少なくとも一部分がジグザグ形状である。

ブロック２０の辺のうちタイヤ幅方向に沿って延びる辺Ａ_１がタイヤ周方向に対してなす角をα_１と定義する。また、ブロック２０の辺のうちタイヤ幅方向に沿って延びる辺Ａ_２がタイヤ周方向に対してなす角をα_２と定義する。このとき、ブロック２０の辺のうち、タイヤ幅方向に沿って延びる辺がタイヤ周方向に対してなす角の平均をαとすると、α＜９０°である。図２に示される例では、α＝６５°である。
また、ブロック２０の辺のうちタイヤ幅方向に沿って延びる２つの辺Ａ_１、Ａ_２がタイヤ周方向に対してなす角α_１、α_２の差は１０°以下である。

ここで、図３を参照して、ブロック２０の辺のうちタイヤ幅方向に沿って延びる辺が直線ではない場合の上記角度の定義について説明する。図３（ａ）〜（ｃ）は、ブロック２０の他の例を示す平面図である。図３（ａ）〜（ｃ）に示されるブロック２０は、いずれも、ブロック２０の辺のうちタイヤ幅方向に沿って延びる辺が直線ではない。
ブロック２０の辺のうちタイヤ幅方向に沿って延びる辺が直線ではない場合は、タイヤ幅方向に沿って延びる辺の両端を結ぶ直線（図３（ａ）〜（ｃ）に点線で示される直線Ａ_１、Ａ_２）によって、タイヤ幅方向に沿って延びる辺を定義する。

また、図２に示されるブロック２０の辺Ａ_１に近い順に、サイプ３０がタイヤ周方向に対してなす角を、それぞれ、β_１、β_２、…、β_７と定義する。このとき、複数のサイプ３０がタイヤ周方向に対してなす角の平均をβとすると、β＜αである。図２に示される例では、β＝５０°である。
また、複数のサイプ３０がタイヤ周方向に対してなす角の最大値と最小値の差は１０°以下である。
また、１０°≦α−β≦４５°の関係を満たすように、ブロック２０に複数のサイプ３０が形成される。
なお、図２に示されるように、サイプ３０が直線形状ではない場合は、サイプ３０のタイヤ幅方向の両端を結ぶ直線がタイヤ周方向に対してなす角によって、βを定義する。また、αとβはいずれもタイヤ周方向の同一方向（例えば、図２の上方向）を基準として定義される。

本実施形態の空気入りタイヤでは、β＜αの関係を満たすようにブロック２０に複数のサイプ３０が形成されることにより、制動時にブロック２０の全体が倒れ込む方向と、複数のサイプ３０によって区切られたブロック２０の一部分が倒れ込む方向とを異ならせることができる。そのため、複数のサイプ３０によって区切られたブロック２０の一部分がブロック２０の全体の倒れ込みを支え、ブロック剛性の低下を抑制することができる。
また、本実施形態の空気入りタイヤでは、β＜αの関係を満たすようにブロック２０に複数のサイプ３０が形成されることにより、β＝αの関係を満たすようにブロック２０に複数のサイプ３０が形成される場合に比べて、サイプ３０の長さを長くすることができる。そのため、ブロック２０のエッジ成分を増加させることができる。
その結果、本実施形態の空気入りタイヤによれば、氷雪路面における制動性能を向上させることができる。

なお、ブロック剛性の低下をより効果的に抑制するためには、１５°≦α−β≦３０°の関係を満たすように、ブロック２０に複数のサイプ３０が形成されることが好ましい。

また、本実施形態の空気入りタイヤでは、ブロック２０の辺のうちタイヤ幅方向に沿って延びる２つの辺Ａ_１、Ａ_２がタイヤ周方向に対してなす角α_１、α_２の差を１０°以下とすることにより、制動時、駆動時の両方に対して、ブロック剛性の低下を抑制することができる。

また、本実施形態の空気入りタイヤでは、複数のサイプ３０がタイヤ周方向に対してなす角の最大値と最小値の差を１０°以下とすることにより、複数のサイプ３０によって区切られたブロック２０の一部分がブロック２０の全体の倒れ込みを効果的に支え、ブロック剛性の低下を抑制することができる。

また、本実施形態の空気入りタイヤでは、１０°≦α−β≦４５°の関係を満たすように、ブロック２０に複数のサイプ３０が形成されることにより、ブロック剛性の低下をより効果的に抑制することができる。

なお、ブロック２０の全体の倒れ込みを効果的に抑制するためには、α≦８０°とすることが好ましい。ブロック２０の全体の倒れ込みをより効果的に抑制するためには、α≦７０°とすることがより好ましい。
また、タイヤ幅方向に沿ったブロック２０のエッジ成分を増加させるためには、５０°≦αとすることが好ましい。

また、タイヤ幅方向に沿ったサイプ３０のエッジ成分を増加させるためには、３０°≦βとすることが好ましい。タイヤ幅方向に沿ったサイプ３０のエッジ成分を更に増加させるためには、４０°≦β≦６０°とすることがより好ましい。

次に、本実施形態のブロック２０の面積と複数のサイプ３０が形成される部分の面積の関係について説明する。
本実施形態のブロック２０は、トレッド面（ブロック２０が路面と接する面）において、ブロック２０の面積に対して複数のサイプ３０が形成される部分の面積が１５％以下であることが好ましい。ブロック２０の面積に対して複数のサイプ３０が形成される部分の面積を１５％以下とすることにより、ブロック剛性の低下を抑制することができるためである。
ブロック剛性の低下をより効果的に抑制するためには、ブロック２０の面積に対して複数のサイプ３０が形成される部分の面積を８％以上１２％以下とすることが好ましい。

なお、ブロック２０の面積は、２つの周方向溝１０と２つの幅方向溝１２とによって画定される部分の面積であり、ブロック２０に形成されるサイプ３０の部分の面積を含む。また、サイプ３０が形成される部分の面積は、サイプ３０の長さとサイプ３０の幅とによって定まる。

次に、本実施形態のブロック２０に形成される複数のサイプ３０の間隔について説明する。
本実施形態の複数のサイプ３０は、３ｍｍ以上の間隔で形成されることが好ましい。複数のサイプ３０を３ｍｍ以上の間隔で形成することにより、ブロック剛性の低下を抑制することができるためである。

以上説明したように、本実施形態の空気入りタイヤによれば、ブロック剛性の低下を抑制しつつエッジ成分を増加させることにより、氷雪路面における制動性能や駆動性能を向上させることができる。

（変形例１）
次に、図４を参照して、変形例１のブロックについて説明する。本変形例では、ブロック２０に形成されるサイプ３０の形状が、図２を参照して説明した実施形態とは異なる。図４は、本変形例のブロックを示す平面図である。図４に示されるように、本変形例のブロック２０に形成されるサイプ３０は、少なくとも一部分が波形状である。その他の点では、本変形例のサイプ３０の形状は、上述した実施形態と同様である。

波形状の部分のサイプ３０の波長（図４にａで示される長さ）は、２．０ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であることが好ましく、２．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であることがより好ましい。
波形状の部分のサイプ３０の振幅（図４にｂで示される長さ）は、０．８ｍｍ以上３．０ｍｍ以下であることが好ましく、０．８ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることがより好ましい。

本変形例のようにサイプ３０の少なくとも一部分が波形状である場合においても、上述した実施形態のようにサイプ３０の少なくとも一部分がジグザグ形状である場合と同様、ブロック剛性の低下を抑制しつつエッジ成分を増加させることにより、氷雪路面における制動性能や駆動性能を向上させることができる。
なお、サイプ３０の他の変形例として、サイプ３０が直線状に形成されるものでもよい。

（変形例２）
次に、図５を参照して、変形例２のブロックについて説明する。本変形例では、ブロック２０に形成されるサイプ３０の形状が、図２を参照して説明した実施形態とは異なる。図５（ａ）、（ｂ）は、本変形例のブロックを示す平面図である。
図５（ａ）に示される例のサイプ３０は、サイプ３０の少なくとも一方の端がブロック２０の内部で終端している。図５（ｂ）に示される例のサイプ３０は、サイプ３０の両端がブロック２０の内部で終端している。その他の点では、本変形例のサイプ３０の形状は、上述した実施形態と同様である。

本変形例に示されるように、サイプ３０の少なくとも一方の端をブロック２０の内部で終端させることにより、ブロック剛性を向上させることができる。そのため、本変形例においても、氷雪路面における制動性能や駆動性能を向上させることができる。

（変形例３）
次に、図６を参照して、変形例３のブロックについて説明する。本変形例では、ブロック２０に形成されるサイプ３０の形状が、図２を参照して説明した実施形態とは異なる。図６は、本変形例のブロックを示す斜視図である。
図６に示されるように、本変形例のサイプ３０は、３次元形状のサイプである。具体的には、本変形例のサイプ３０は、図２の平面図を参照して説明した実施形態と同様、トレッド面ではジグザグ形状に形成されているが、サイプの底は、ジグザグ形状のサイプ３０の振幅と実質的に同じ溝幅を有する細溝状に形成されている。つまり、サイプ３０は、トレッド面からサイプの底に向けて徐々に幅が狭くなる複数の平面Ｓ_１と、トレッド面からサイプの底に向けて徐々に幅が広くなる複数の平面Ｓ_２とを有し、これらの平面Ｓ_１，Ｓ_２を組み合わせることにより、トレッド面からサイプの底に向けてサイプ形状の振幅が徐々に変化している。

本変形例に示されるように、ブロック２０に３次元形状のサイプ３０を形成する場合においても、ブロック剛性を向上させつつエッジ成分を増加させることにより、氷雪路面における制動性能や駆動性能を向上させることができる。

種々の空気入りタイヤを用いて、本発明の効果を確認する試験を行った。タイヤサイズは、１９５／６５Ｒ１５であり、空気圧を２１０ｋＰａとした。荷重条件は、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ ２００９（日本自動車タイヤ協会規格）で規定される条件とした。各試験タイヤを試験車両の総輪に装着し、以下のような試験を行った。

（雪上制動性能）
雪上テストコースにおいて、時速４０ｋｍで直進走行中の車両にフル制動を付与し、車両が停止するまでの制動距離を測定した。制動距離の逆数により評価結果を求め、従来タイヤを１００とする指数値でその結果を示す。この値が大きいほど、制動距離が短く、氷上制動性能が優れている。

（氷上制動性能）
氷上テストコースにおいて、時速３０ｋｍで直進走行中の車両にフル制動を付与し、車両が停止するまでの制動距離を測定した。制動距離の逆数により評価結果を求め、従来タイヤを１００とする指数値でその結果を示す。この値が大きいほど、制動距離が短く、氷上制動性能が優れている。

（従来例、実施例１〜４、比較例１〜３）
従来例、実施例１〜４、比較例１〜３の空気入りタイヤを用いて、α−βの大きさを変えることの効果を調べた。

まず、従来例の空気入りタイヤについて説明する。図７は、従来例の空気入りタイヤのトレッドパターンを示す図である。図７の縦方向はタイヤ周方向を示し、図７の横方向はタイヤ幅方向を示す。図７に示されるように、従来例の空気入りタイヤの基本的な構成は、上述した実施形態の空気入りタイヤと同様である。従来例の空気入りタイヤは、ブロック２０の辺のうちタイヤ幅方向に沿って延びる辺がタイヤ周方向に対してなす角の平均αと、複数のサイプ３０がタイヤ周方向に対してなす角の平均βとの関係が、上述した実施形態とは異なる。
従来例の空気入りタイヤは、ブロック２０の辺のうちタイヤ幅方向に沿って延びる辺がタイヤ周方向に対してなす角の平均αと、複数のサイプ３０がタイヤ周方向に対してなす角の平均βとが互いに等しい。具体的には、α＝β＝６５°である。

次に、各実施例、各比較例の空気入りタイヤについて説明する。各実施例、各比較例の空気入りタイヤの基本的な構成は、図１、図２を参照して説明した実施形態と同様である。各実施例、各比較例の空気入りタイヤは、ブロック２０の辺のうちタイヤ幅方向に沿って延びる辺がタイヤ周方向に対してなす角の平均αと、複数のサイプ３０がタイヤ周方向に対してなす角の平均βとの関係が互いに異なる。各実施例、各比較例のα、β、α−βは、下記の表１に示される通りである。

従来例、各実施例、各比較例のブロック２０の幅（図２にＷで示される長さ）は、いずれも１６．７ｍｍである。また、従来例、各実施例、各比較例のブロック２０の長さ（図２にＬで示される長さ）は、いずれも２９．６ｍｍである。また、従来例、各実施例、各比較例のブロック２０の高さは、いずれも９．０ｍｍである。
また、従来例、各実施例、各比較例のサイプ３０の深さは、いずれも７．０ｍｍである。また、従来例、各実施例、各比較例のサイプ３０の幅は、いずれも０．４ｍｍである。また、従来例、各実施例、各比較例のサイプ３０のサイプ間隔は、いずれも４．５ｍｍである。

従来例、実施例１〜４、比較例１〜３における雪上制動性能、氷上制動性能の試験結果を表１に示す。

従来例、比較例１、実施例１〜４における雪上制動性能、氷上制動性能の試験結果より、０＜α−βとすることにより、雪上制動性能、氷上制動性能が向上することが分かった。
また、比較例２、実施例１〜４における雪上制動性能、氷上制動性能の試験結果より、α＜９０°とすることにより、雪上制動性能、氷上制動性能が向上することが分かった。
また、実施例１〜４、比較例３における雪上制動性能、氷上制動性能の試験結果より、１０°≦α−β≦４５°とすることにより、雪上制動性能、氷上制動性能が向上することが分かった。また、実施例１〜４における雪上制動性能、氷上制動性能の試験結果より、１５°≦α−β≦３０°とすることにより、雪上制動性能、氷上制動性能が更に向上することが分かった。

（実施例２、５〜８）
次に、実施例２、５〜８の空気入りタイヤを用いて、ブロック２０の面積に対して複数のサイプ３０が形成される部分の面積の比率（サイプ面積比率）を変えることの効果を調べた。

実施例５〜８の空気入りタイヤのブロック２０の基本的な構成は、上述した実施例２のブロック２０と同様である。実施例２、５〜８の空気入りタイヤのブロック２０は、サイプ面積比率が互いに異なる。具体的には、ブロック２０に形成されるサイプ３０の本数やサイプ３０の幅を変えることにより、実施例２、５〜８のサイプ面積比率を互いに異ならせた。
実施例５のサイプ面積比率は、５％である。実施例６のサイプ面積比率は、８％である。実施例２のサイプ面積比率は、１２％である。実施例７のサイプ面積比率は、１５％である。実施例８のサイプ面積比率は、２０％である。
なお、実施例２、５〜８は、いずれも、α＝６５°、β＝５０°、α−β＝１５°である。

実施例２、５〜８における雪上制動性能、氷上制動性能の試験結果を表２に示す。

表２に示されるように、サイプ面積比率を１５％以下とすることにより、氷上制動性能の低下を抑制しつつ、雪上制動性能が向上することが分かった。また、サイプ面積比率を８％以上１２％以下とすることにより、雪上制動性能、氷上制動性能が更に向上することが分かった。

（実施例２，９，１０）
次に、実施例２，９，１０の空気入りタイヤを用いて、サイプ３０の少なくとも一方の端がブロック２０の内部で終端することの効果、サイプ３０を３次元形状とすることの効果を調べた。

実施例９のブロック２０の形状は、図５（ａ）を参照して説明した変形例２のブロック２０と同様である。すなわち、実施例９のブロック２０に形成されるサイプ３０は、サイプ３０の少なくとも一方の端がブロック２０の内部で終端している。
また、実施例１０のブロック２０の形状は、図６を参照して説明した変形例３のブロック２０と同様である。すなわち、実施例１０のブロック２０に形成されるサイプ３０は、３次元形状のサイプである。

実施例２，９，１０における雪上制動性能、氷上制動性能の試験結果を表３に示す。

表３に示されるように、サイプ３０の少なくとも一方の端をブロック２０の内部で終端させることにより、雪上制動性能、氷上制動性能が向上することが分かった。
また、サイプ３０を３次元形状とすることにより、雪上制動性能、氷上制動性能が向上することが分かった。

表１〜表３に示される結果より、本発明の空気入りタイヤによれば、雪上制動性能、氷上制動性能を向上させることができることが分かった。

以上、本発明の空気入りタイヤについて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。また、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。

１０ 周方向溝
１２ 幅方向溝
２０ ブロック
３０ サイプ

Claims (10)

1. タイヤ周方向に延びる複数の周方向溝と、タイヤ幅方向に延びる複数の幅方向溝と、によって画定される複数のブロックをトレッド部に備える空気入りタイヤであって、
   前記ブロックには、少なくとも一方の端が前記周方向溝で終端している複数のサイプによりタイヤ周方向に挟まれて区切られた部分が形成されており、
   トレッド面における前記ブロックの辺のうちタイヤ幅方向に沿って延びる辺がタイヤ周方向に対してなす角の平均をαとすると、α＜９０°であり、
   前記複数のサイプがタイヤ周方向に対してなす角の平均をβとすると、β＜αであり、
   前記ブロックの辺のうちタイヤ幅方向に沿って延びる２つの辺がタイヤ周方向に対してなす角の差は１０°以下であり、
   前記複数のサイプがタイヤ周方向に対してなす角の最大値と最小値の差は１０°以下であり、
   前記複数のサイプは、１０°≦α−β≦４５°の関係を満たすこと
   を特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記複数のサイプは、１５°≦α−β≦３０°の関係を満たす、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ブロックは、５０°≦α≦８０°の関係を満たし、
   前記複数のサイプは、３０°≦βの関係を満たす、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ブロックは、５０°≦α≦７０°の関係を満たし、
   前記複数のサイプは、４０°≦β≦６０°の関係を満たす、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
5. トレッド面において、前記ブロックの面積に対して前記複数のサイプが形成される部分の面積は、１５％以下である、請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. トレッド面において、前記ブロックの面積に対して前記複数のサイプが形成される部分の面積は、８％以上１２％以下である、請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
7. 前記複数のサイプは、３ｍｍ以上の間隔で形成される、請求項１乃至６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
8. 前記サイプは、少なくとも一部分がジグザグ形状、又は、波形状である、請求項１乃至７のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
9. 前記サイプは、３次元形状のサイプである、請求項１乃至８のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
10. 前記サイプの一方の端が前記ブロックの内部で終端する、請求項１乃至９のいずれかに記載の空気入りタイヤ。