JP6029910B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、接地面におけるタイヤ幅方向中央部に配置される周方向に延びるリブの表面に、タイヤ幅方向に沿って延びる複数のサイプをタイヤ周方向に並べて形成した空気入りタイヤに関する。

冬の寒い時季には、特に氷雪路面を走行する場面で、スタッドレスタイヤに代表される冬用タイヤが使用されることが多い。また、一年を通して使用できるオールシーズンタイヤに対する需要も高まりつつある。このような氷雪路面の走行に用いられるタイヤでは、トレッド面の陸部にサイプと呼ばれる切り込みが形成されており、サイプによるエッジ効果によって、摩擦係数の低い氷雪路面での制動性能（以下、単にスノー性能とも表記する場合がある）が高められる。

昨今では、暖冬の影響もあって積雪が減少していること、タイヤの履き替えが面倒であることなどを理由として、スタッドレスタイヤにおいても、乾燥路面での操縦安定性能（以下、単にドライ性能とも表記する場合がある）が要求される傾向にある。しかし、スノー性能を良好に発揮するためには、それ相応にサイプの深さや配置密度を確保する必要があり、その一方で、サイプに起因した剛性低下によってドライ性能が悪化するという背反事象があるため、スノー性能とドライ性能との両立は難しい。

スタッドレスタイヤの一例として例えば、特許文献１には、接地面におけるタイヤ幅方向中央部に、タイヤ周方向に延びる２つの周溝で区画され且つタイヤ周方向に延びるリブが設けられ、前記リブの表面に、タイヤ幅方向に延びて双方の周溝に連なるサイプがタイヤ周方向に複数並べて形成される空気入りタイヤが開示されている。接地面中央部に、リブを設けることで、接地面中央部の剛性を高めてドライ性能の向上を狙っている。

しかしながら、所望のエッジ効果を得るために、リブに、一定の深さで幅方向に延びるサイプを複数設けた構成では、リブの剛性が低くなりすぎてしまう。そこで、特許文献１には、サイプ同士の間隔を周方向に沿って周期的に変化させる構成や、サイプの深さを周方向に沿って周期的に変化させる構成を採用することで、リブ全体の剛性が低くなることを抑制することが開示されている。

特開平２−２６７０１０号公報

ところが、上記特許文献１のタイヤは、リブ全体での剛性を確保できるものの、周方向にアンバランスであるので、サイプ間隔の狭い部分やサイプ深さの深い部分では、剛性低下が大きく、接地圧が上昇し、そのことでタイヤ幅方向のバランスが崩れて偏摩耗を招来してしまう。また、接地面で見た場合に、エッジ効果の高い区画と低い区画とが存在するため、乾燥路面及び氷雪路面ともにグリップ力が不安定となり、ドライ性能及びスノー性能が十分に発揮されない場合がある。

リブの著しい剛性低下を抑制するための一つの有効な手段として、タイヤ幅方向両側部位のサイプ底を、タイヤ幅方向中央部のサイプ底に比して高くした、いわゆる上げ底有りサイプ（ブリッジ有りサイプとも呼べる）にすることが考えられる。しかし、サイプ底が高いタイヤ幅方向両側部位は、エッジ効果が低くなる。またリブ剛性が高くなりすぎることで接地面内の動きが小さくなり、すべり量が増加する。よって摩耗が促進され偏摩耗につながる。

なお、リブの代わりに、横溝により区画されるブロック陸部を周方向に沿って複数配列した構成では、雪柱剪断力及びエッジ効果を十分に確保でき、スノー性能を向上させることができるが、その反面、剛性が著しく低下して乾燥路面での操縦安定性能が損なわれてしまう。

本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、その目的は、リブ剛性が高すぎてすべり量が増大することに起因する摩耗エネルギーの集中を抑制しつつ、乾燥路面での操縦安定性能と氷雪路面での制動性能とを両立する空気入りタイヤを提供することである。

本発明は、上記目的を達成するために、次のような手段を講じている。
すなわち、本発明の空気入りタイヤは、接地面におけるタイヤ幅方向中央部に、タイヤ周方向に延びる２つの周溝で区画され且つタイヤ周方向に延びるリブが設けられ、前記リブの表面に、タイヤ幅方向に延びて前記双方の周溝に連なるサイプがタイヤ周方向に間隔をあけて複数形成される空気入りタイヤであって、
前記複数のサイプには、タイヤ幅方向中央部位のサイプ底よりも高いサイプ底をタイヤ幅方向両側部位に有する上げ底有りサイプと、タイヤ幅方向中央部位のサイプ底と同じ高さ以下のサイプ底をタイヤ幅方向両側部位に有する上げ底無しサイプと、が含まれており、
前記上げ底有りサイプは、接地面内に複数出現する間隔で配置されているとともに、前記上げ底無しサイプは、接地面内に少なくとも２つ出現する間隔で配置されていることを特徴とする。

この構成によれば、上げ底有りサイプが接地面内に複数出現する間隔で配置されているので、リブの著しい剛性低下を抑制しつつ、或る程度のエッジ効果を得ることが可能となる。それでいて、上げ底無しサイプが接地面内に少なくとも２つ出現する間隔で配置されているので、接地面内における少なくとも２つの上げ底無しサイプで区画される領域が擬似的なブロックとして或る程度動き、エッジ効果が向上するとともに、接地面が適正化して乾燥路面での操縦安定性能が向上する。さらに、接地面内での動きが適正化してすべり量が減るので、摩擦エネルギーの集中が抑制されると考えられる。したがって、摩耗エネルギーの集中を抑制しつつ、乾燥路面での操縦安定性能と氷雪路面での制動性能とを両立させることが可能となる。

よりエッジ効果を向上させるためには、前記上げ底無しサイプは、接地面内に少なくとも３つ出現する間隔で配置されていることが好ましい。

タイヤ幅方向のバランスを良好に保つためには、前記リブのタイヤ幅方向両側には、タイヤ幅方向に延びるラグ溝で区画されるブロックがタイヤ周方向に複数配列されており、接地面内に出現する前記ラグ溝の数をＮとした場合に、前記上げ底無しサイプは、接地面内にＮ個以下出現する間隔で配置されていることが好ましい。

本発明に係る空気入りタイヤが有するトレッド面の一例を示す展開図。 サイプの深さを示す断面図。（ａ）上げ底有りサイプを示す、図１のＢ−Ｂ部位断面図。（ｂ）上げ底無しサイプを示す、図１のＡ−Ａ部位断面図。 本発明の他の実施形態に係るトレッド面の一例を示す展開図。 本発明の上記以外の実施形態に係るトレッド面の一例を示す展開図。 比較例のトレッド面の一例を示す展開図。 比較例のトレッド面の一例を示す展開図。 比較例のトレッド面の一例を示す展開図。

以下、本発明の一実施形態の空気入りタイヤについて、図面を参照して説明する。

図１に示す空気入りタイヤのトレッド面には、タイヤ周方向ＣＤに延びる周溝１ａ〜１ｄと、その周溝１ａ〜１ｄで区画される陸部列２〜６とが設けられている。本実施形態では、タイヤ幅方向ＷＤの中央部Ｃｅ（接地面ＣＦにおけるタイヤ幅方向中央部Ｃｅ）には、タイヤ周方向ＣＤの延びる２つの周溝１ｂ，１ｃで区画され且つタイヤ周方向ＣＤに延びるリブ４が設けられている。リブ４のタイヤ幅方向両側にある陸部列３，５は、タイヤ幅方向ＷＤに延びるラグ溝７で区画されるブロックがタイヤ周方向ＣＤに複数配列されるブロック列である。すなわち、タイヤ中央Ｃにリブ４が配置され、そのタイヤ幅方向ＷＤの両側には、ブロック列が配置されたトレッドパターンをなしている。なお、本実施形態では、リブ４はタイヤ中央Ｃに配置されているが、接地面ＣＦにおけるタイヤ幅方向の中央又はその近傍であれば、厳密にタイヤ幅方向ＷＤの中央でなくてもよい。また、周溝１ａ〜１ｄは、本実施形態では４つ配置されているが、これに限定されない。

リブ４及びブロック列２，３，５，６の表面には、タイヤ幅方向ＷＤに沿って延びる複数のサイプ８０，８１がタイヤ周方向ＣＤに間隔をあけて複数形成されている。トレッド面を、タイヤ幅方向ＷＤに、ショルダー部Ｓｈ、メディエイト部Ｍｄ、センター部Ｃｅと３つに区画した場合に、メディエイト部Ｍｄ及びセンター部Ｃｅに形成されたサイプ８０，８１は、タイヤ幅方向ＷＤに延びてタイヤ幅方向ＷＤ両側にある周溝に連なっている。

本実施形態では、リブ４に形成されるサイプ８０，８１には二種類があり、一つは、図２（ａ）に示す上げ底有りサイプ８１であり、もう一つは、図２（ｂ）に示す上げ底無しサイプ８０である。なお、図２（ａ）は、図１のＢ−Ｂ部位断面図であり、図２（ｂ）は、図１のＡ−Ａ部位断面図である。図１では、識別しやすいように、破線楕円で囲んだサイプが上げ底無しサイプ８０であり、破線楕円で囲んでいないサイプが上げ底有りサイプ８１である。上げ底有りサイプ８１は、図２（ｂ）に示すように、タイヤ幅方向中央部位のサイプ底８１ａよりも高いサイプ底８１ｂをタイヤ幅方向両側部位に有するサイプである。上げ底有りサイプ８１は、上げ底８１ｂがブリッジに見えることからブリッジ有りサイプとも呼ばれる。上げ底無しサイプ８０は、図２（ｂ）に示すように、タイヤ幅方向中央部位のサイプ底８０ａと同じ高さ以下のサイプ底８０ｂをタイヤ幅方向両側部位に有するサイプである。上げ底無しサイプ８０は、上記上げ底（ブリッジ）が無いことからブリッジ無しサイプとも呼ばれる。サイプ８０，８１は、共に踏面からの最大深さが主溝深さ比で８０％が望ましい。本実施形態では、タイヤ幅方向中央部位のサイプ底８０ａ、８１ａの深さが主溝深さ比で７５％に設定されている。上げ底有りサイプ８１においてタイヤ幅方向両側部位のサイプ底８１ｂは、踏面から主溝深さ比で２０％〜４０％が望ましい。本実施形態では、上記サイプ底８１ｂは、主溝深さ比で２５％に設定してある。ここでの「主溝深さ」とは、周溝１ａ〜１ｄの踏面からの深さである。

図１に示すように、上げ底有りサイプ８０は、接地面ＣＦ内に複数出現する間隔ｐ１でリブ４に配置されている。上げ底無しサイプ８１は、接地面ＣＦに少なくとも２つ出現する間隔ｐ２でリブ４に配置されている。すなわち、上げ底有りサイプ同士８１・８１は、上記間隔ｐ１をあけてタイヤ周方向ＣＤに均等に配置されているとともに、上げ底無しサイプ同士８０・８０は、上記間隔ｐ２をあけてタイヤ周方向ＣＤに均等に配置されている。なお、本実施形態では、上げ底有りサイプ８１の配置間隔ｐ１よりも、上げ底無しサイプ８０の配置間隔ｐ２が大きい。

接地面ＣＦは、正規リムにリム組みし、正規内圧を充填した状態でタイヤを平坦な路面に垂直に置き、正規荷重を加えたときの路面に接地する面である。接地端Ｅは、その接地面ＣＦのタイヤ幅方向ＷＤの最外位置である。正規リムは、原則としてＪＩＳＤ４２０２等に定められている標準リムとし、正規荷重は、ＪＩＳＤ４２０２（自動車タイヤの諸元）等に規定されている最大荷重（乗用車用タイヤの場合は設計常用荷重）の０．８倍の荷重とし、正規内圧は上記最大荷重に見合った空気圧とする。

リブ４のタイヤ幅方向両側に配置されるブロック列３，５は、接地面ＣＦ内に最大で５つのラグ溝７が出現する間隔で配置されている。

本明細書において、サイプは、幅が１．２ｍｍ以下の細溝をいい、周溝やラグ溝は、幅が１．２ｍｍを超えるものとする。

以上のように、本実施形態の空気入りタイヤは、接地面ＣＦにおけるタイヤ幅方向中央部Ｃｅに、タイヤ周方向ＣＤに延びる２つの周溝１ｂ，１ｃで区画され且つタイヤ周方向ＣＤに延びるリブ４が設けられ、リブ４の表面に、タイヤ幅方向ＷＤに延びて双方の周溝１ｂ，１ｃに連なるサイプ８０，８１がタイヤ周方向ＣＤに間隔をあけて複数形成される空気入りタイヤであって、
複数のサイプ８０，８１には、タイヤ幅方向中央部位のサイプ底８１ａよりも高いサイプ底８１ｂをタイヤ幅方向両側部位に有する上げ底有りサイプ８１と、タイヤ幅方向中央部位のサイプ底８０ａと同じ高さ以下のサイプ底８０ｂをタイヤ幅方向両側部位に有する上げ底無しサイプ８０と、が含まれており、
上げ底有りサイプ８１は、接地面ＣＦ内に複数出現する間隔ｐ１で配置されているとともに、上げ底無しサイプ８０は、接地面ＣＦ内に少なくとも２つ出現する間隔ｐ２で配置されていることを特徴とする。

この構成によれば、上げ底有りサイプ８１が接地面ＣＦ内に複数出現する間隔ｐ１で配置されているので、リブ４の著しい剛性低下を抑制しつつ、或る程度のエッジ効果を得ることが可能となる。それでいて、上げ底無しサイプ８０が接地面ＣＦ内に少なくとも２つ出現する間隔で配置されているので、接地面ＣＦ内における少なくとも２つの上げ底無しサイプで区画される領域が擬似的なブロックとして或る程度動き、エッジ効果が向上するとともに、接地面ＣＦが適正化して乾燥路面での操縦安定性能が向上する。さらに、接地面ＣＦ内での動きが適正化してすべり量が減るので、摩擦エネルギーの集中が抑制されると考えられる。したがって、摩耗エネルギーの集中を抑制しつつ、乾燥路面での操縦安定性能と氷雪路面での制動性能とを両立させることが可能となる。

特に、本実施形態では、上げ底無しサイプ８０は、接地面ＣＦ内に少なくとも３つ出現する間隔で配置されているのが好ましい。この構成によれば、接地面ＣＦにおいて上げ底無しサイプ８０で区画される領域が少なくとも二つとなり、擬似的なブロックが少なくとも２つとなるため、よりエッジ効果を向上させることが可能となる。

本実施形態では、リブ４のタイヤ幅方向両側には、タイヤ幅方向ＷＤに延びるラグ溝７で区画されるブロックがタイヤ周方向ＣＤに複数配列されている。上げ底無しサイプ８０が、接地面ＣＦ内に出現するラグ溝の数Ｎ（本実施形態では５つ）を超えて出現すると、擬似的なブロック数が、ラグ溝７で区画されるブロックよりも多くなり、タイヤ幅方向ＷＤのバランスがくずれことによる摩耗エネルギーの集中を招来するとともに、剛性低下により乾燥路面での操縦安定性能が悪化することが考えられる。そこで、本実施形態では、接地面ＣＦ内に出現するラグ溝７の数をＮ＝５とした場合に、上げ底無しサイプ８０は、接地面ＣＦ内に５個以下出現する間隔で配置されている。この構成によれば、擬似的ブロックが増えることによる上記不具合を抑えることが可能となる。

［他の実施形態］
本実施形態において上げ底無しサイプ８０は、タイヤ幅方向中央部位のサイプ底８０ａとタイヤ幅方向両側部位のサイプ底８０ｂとが同じ高さに設定されているが、タイヤ幅方向両側部位のサイプ底８０ｂが、タイヤ幅方向中央部位のサイプ底８０ａよりも低く設定されていてもよい。

本発明の構成と効果を具体的に示すために、下記実施例について下記の評価を行った。

（１）氷雪路面での制動性能（スノー性能）
サイズ：１９５／６５Ｒ１５のタイヤを使用し、実車（国産車；１８００ｃｃ、１３００ｋｇ）の走行速度を４０ｋｍ／ｈから０ｋｍ／ｈに落としたときの制動距離を測定し、指数評価を行った。氷雪路面（スノー路面）での制動距離を制動性として評価した。当該指数が大きいほど制動性が高く好ましい。

（２）乾燥路面での操縦安定性（ドライ性能）
上記サイズのタイヤを取り付けた実車を用い、乾燥路面走行により官能評価にて比較した。操縦安定性能は、比較例１における操縦安定性能を１００として指数で評価した。当該指数が大きいほど操縦安定性能が高く好ましい。

（３）耐ヒール＆トウ摩耗エネルギー性能
台上試験器粗面路上にて接地相当荷重負荷状態で制動、加速自由転動を想定した走行モードにて摩耗エネルギーを計測した。回転方向の進み側及び遅れ側（ブロックでいうと踏み込み側と蹴り出し側）のエネルギー差を測定し、指数評価を行った。当該指数が大きいほど、エネルギー差が少なく、性能が高く好ましい。

（４）センター部摩耗エネルギー性能
上記耐ヒール＆トウ摩耗性能と同様の試験で、センター部Ｃｅとショルダー部Ｓｈの摩耗エネルギーの差を測定し、指数評価を行った。当該指数が大きいほど、エネルギー差が少なく、性能が高く好ましい。

実施例１
図１に示すように、上げ底無しサイプ８０が、接地面に３つ出現する間隔ｐ２でリブ４に均等に配置されている。上げ底有りサイプ８１は、リブ４及びブロックの表面に複数個出現する間隔ｐ１で均等に配置した。リブ４のタイヤ幅方向両側にあるブロック列３，５を区画するラグ溝７は、接地面ＣＦ内に５つ出現する間隔で配置されている。

実施例２
図３に示すように、実施例１に対し、上げ底無しサイプ８０が、接地面ＣＦに５つ出現する間隔ｐ３でリブ４に均等に配置されている。それ以外は、実施例１のタイヤと同じとした。

実施例３
図４に示すように、実施例１に対し、上げ底無しサイプ８０が、接地面ＣＦに２つ出現する間隔ｐ４でリブ４に均等に配置されている。それ以外は、実施例１のタイヤと同じとした。

比較例１
図５に示すように、実施例１に対し、上げ底無しサイプ８０を配置しないトレッドパターンにした。それ以外は、実施例１のタイヤと同じとした。

比較例２
図６に示すように、比較例１に対し、リブ４を横溝８でタイヤ周方向ＣＤに複数に区画し、ブロック化した。それ以外は、比較例１のタイヤと同じにした。

比較例３
図７に示すように、実施例１に対し、上げ底無しサイプが接地面に１つ出現する間隔でリブに均等に配置した。それ以外は、実施例１のタイヤと同じとした。

表１より、実施例１〜３は、比較例に比して氷雪路面での制動性能及び乾燥路面での操縦安定性能の両方が向上しているとともに、センター部とショルダー部の摩耗エネルギーの差が低減して偏摩耗が抑制されていることが分かる。また、回転方向の踏み込み側とけり出し側とのエネルギーの差も悪化せずに維持されていることが分かる。

特に、比較例１と２とを比べると、リブをブロック化することで、氷雪路面での制動性能が向上する反面、乾燥路面での操縦安定性能及び耐摩耗性が著しく低減することが分かる。

また、実施例１〜３を見比べると、上げ底無しサイプが接地面内に出現する個数が増えるほど氷雪路面での制動性能が向上する一方、乾燥路面での操縦安定性能が若干低下することが分かる。しかし、比較例２のようにリブを完全にブロック化する場合に比べて、両性能を効果的に両立できることが分かる。

１ｂ，１ｃ 周溝
４ リブ
７ ラグ溝
８０，８１ サイプ
８０ 上げ底無しサイプ
８１ 上げ底有りサイプ
ＣＦ 接地面
ＷＤ タイヤ幅方向
ＣＤ タイヤ周方向

Claims (3)

1. 接地面におけるタイヤ幅方向中央部に、タイヤ周方向に延びる２つの周溝で区画され且つタイヤ周方向に延びるリブが設けられ、前記リブの表面に、タイヤ幅方向に延びて前記双方の周溝に連なるサイプがタイヤ周方向に間隔をあけて複数形成される空気入りタイヤであって、
   前記複数のサイプには、タイヤ幅方向中央部位のサイプ底よりも高いサイプ底をタイヤ幅方向両側部位に有する上げ底有りサイプと、タイヤ幅方向中央部位のサイプ底と同じ高さ以下のサイプ底をタイヤ幅方向両側部位に有する上げ底無しサイプと、が含まれており、
   前記上げ底有りサイプは、接地面内に複数出現するとともに、前記上げ底無しサイプは、接地面内に少なくとも２つ出現することを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記上げ底無しサイプは、接地面内に少なくとも３つ出現する請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記リブのタイヤ幅方向両側には、タイヤ幅方向に延びるラグ溝で区画されるブロックがタイヤ周方向に複数配列されており、
   接地面内に出現する前記ラグ溝の数をＮとした場合に、前記上げ底無しサイプは、接地面内にＮ個以下出現する請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。

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