JP6185696B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

この発明は、トレッドに陸部を有し、該陸部に１本以上のサイプを設けた空気入りタイヤに関する。

従来、空気入りタイヤにおいて、氷雪路面上で良好な走行性能を発揮するために、トレッドに設けられた陸部に対して複数本のサイプを設けて、エッジ成分を増加させることが行われている。

しかし、サイプの本数を増加させると、エッジ成分は増加するものの、陸部の剛性が低下してしまう。そうすると、制動・駆動又は旋回時にタイヤへ荷重負荷がかかった際、陸部に倒れ込み変形が生じ、タイヤと路面との接地面積が減少して、接地性が悪化するという問題が生じる。

そこで、特許文献１では、陸部に形成するサイプを、踏面側からタイヤ径方向内側に複数回屈曲してジグザグ状に延びる形状にすることで、陸部の倒れ込み変形を抑制して接地性を維持した、空気入りタイヤを提案している。

ところが、氷雪路面上のみならず、摩擦係数が高くて大きな力が入力される乾燥路面上でも使用するオールシーズン用タイヤへの適用を考慮した場合には、特許文献１のサイプ形状では、特に乾燥路面での入力時、踏面近傍のサイプエッジが踏面と路面との間に巻き込まれて、サイプエッジが欠損してしまう場合がある。

これに対し特許文献２では、図５に示すような、陸部の踏面Ｓから法線方向に延びる垂直部と、該垂直部に続いて踏面Ｓの接線の前後方向に屈曲しながら陸部の底部方向に延びる屈曲部とを有するサイプを使用することを提案している。かかる構成によれば、屈曲部にて陸部の倒れ込み変形を抑制するとともに、垂直部にてサイプエッジの欠損を抑制することができる。

特開平１１−１７０８１７号公報 特開２００６−３４１８１６号公報

ここで近年、氷雪路面及び乾燥路面の双方における走行性能をより高い次元で向上させることが切望されており、陸部に設けるサイプ形状にあっては、さらなる改善の余地が残されていた。

そこで本発明は、トレッドの陸部に１本以上のサイプを設けた空気入りタイヤにおいて、サイプエッジの欠損の発生を抑制しつつ、陸部の倒れ込み変形を十分に抑制して陸部の接地性を向上させ、氷雪路面及び乾燥路面の双方において、制動性能及び駆動性能をより向上させることを目的とする。

発明者が、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねたところ、特許文献２のサイプ形状では、タイヤ転動時に、陸部に対する踏面からの入力方向によって、陸部の倒れ込みを支え合う箇所がタイヤ径方向であるサイプ深さ方向で異なり、支え合いの効果が分散することを発見した。
すなわち、特許文献２のサイプ形状にあっては、図５に示すように、陸部が、踏面Ｓからの接地反力のもと、図面左から右へ向かう方向に入力を受けた場合は、深さ中央部の屈曲部１００でサイプの壁面同士が接触し、紙面左側の陸部の倒れ込みを支える。一方、陸部が、踏面Ｓからの接地反力のもと、図面右から左へ向かう方向に入力を受けた場合は、屈曲部１０１及び屈曲部１０２でサイプの壁面同士が接触し、紙面右側の陸部の倒れ込みを支えることになる。このように、踏面からの入力方向に依存して、陸部の倒れ込みを支持する箇所はサイプ深さ方向に亘って異なることになる。特に、図示例において、陸部が図面右から左へ向かう方向に入力を受けた場合には、陸部の倒れ込みの支持箇所は屈曲部１０１と屈曲部１０２の両者となり、支持箇所がサイプ深さ方向で分散してしまうことになる。

そこで発明者は、支え合いの効果がサイプ深さ方向に分散することを回避できれば、より有効に陸部の倒れ込みを抑制できるとの着想に基づき、さらに研究を重ねた。その結果、サイプを、サイプ深さの中央領域で屈曲させて、サイプ深さの中央領域にて２つの比較的大きな傾斜面を設け、且つ、該傾斜面の面積を適正化することによって、陸部への入力方向に依存することなく、どちらの入力方向であっても同程度の深さ位置で陸部の支え合いを実現できること、しかも、支え合う深さ位置をサイプ深さの中央領域に集中させることで、陸部の倒れ込み変形を有効に抑制して、制動・駆動性能又は旋回時のコーナリング性能を格段に向上できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の要旨は以下の通りである。
（１）トレッドに形成した陸部に、該トレッドの踏面上でタイヤ幅方向にストレート状に延在するサイプを設けた空気入りタイヤにおいて、
前記サイプは、前記陸部の踏面からサイプ深さ方向に向かって、前記サイプの開口中心から引いた前記踏面の法線に沿って延びる垂直部と、該法線を挟んで前記サイプの幅方向の一方及び他方にそれぞれ屈曲する屈曲部とを有し、
前記屈曲部は、前記サイプの前記踏面からの深さをＤとした場合、前記踏面からＤ／７以上Ｄ／２以下の深さに在る第１副屈曲点と、前記踏面からＤ／４以上３Ｄ／４以下の深さに在る主屈曲点と、前記踏面からＤ／２以上６Ｄ／７以下の深さに在る第２副屈曲点を介して、前記第１副屈曲点及び前記主屈曲点の間に第１傾斜部並びに、前記主屈曲点及び前記第２副屈曲点の間に第２傾斜部とを形成し、
前記屈曲部は、前記垂直部陸部底部側端及び前記第１副屈曲点を結び、前記法線方向に対し前記第１傾斜部とは逆側に傾斜する第３傾斜部と、前記第２副屈曲点から、前記法線方向に対し前記第２傾斜部とは逆側に傾斜する第４傾斜部と、を有し、
前記第１傾斜部の前記サイプの長手方向の延在面積ａ１と、前記サイプの前記サイプの幅方向からの正投影の投影面積Ａとの比ａ１／Ａ及び、前記第２傾斜部の前記サイプの長手方向の延在面積ａ２と、前記サイプの前記サイプの幅方向からの正投影の投影面積Ａとの比ａ２／Ａが、ともに０．１以上であり、かつａ１＝ａ２であり、
前記陸部には前記サイプが２本以上設けられ、前記踏面における隣接するサイプ相互間の、最短距離がＤ以上、配設間隔が１０Ｄ以下であることを特徴とする空気入りタイヤ。

本発明による空気入りタイヤによれば、タイヤ転動時、サイプを挟んで対向する凹凸部同士が噛み合い、陸部の倒れ込みを抑制することができる。しかも、サイプの深さ中央領域に２つの傾斜面が適切な面積にわたって形成され、各面で陸部の倒れ込みを支持するため、倒れ込み抑制程度を、踏面からの入力方向に依存することなく同程度にできるとともに、陸部の深さ中央領域で陸部を支持することから、倒れ込み抑制の効果を格段に向上させることが可能となる。
一方、垂直部では、タイヤ接地時における陸部踏面の巻き込みを防止して、サイプエッジの欠損を回避することができる。
なお、本発明において、「サイプの開口中心から引いた前記踏面の法線に沿って延びる垂直部」は、数学的な意味で厳密に踏面と直交している必要はなく、タイヤ接地時における陸部踏面の巻き込みを防止してサイプエッジの欠損を回避することができる範囲内で、法線方向に向かって延びていれば良い。従って、垂直部の延在方向と踏面とのなす角度は、鋭角側から測定して、例えば８０°以上９０°以下とすることもできる。
なお、サイプの幅方向とは、サイプ長手方向に沿って幅０．１〜１．０ｍｍを有して開口する該サイプの、開口幅（サイプ幅）の向きである。

（２）前記比ａ１／Ａ及び前記比ａ２／Ａが、ともに０．５以下であることを特徴とする、前記（１）に記載の空気入りタイヤ。

このように、前記比に上限を設けて、前記第１傾斜部及び前記第２傾斜部の面積を適切な範囲に維持することによって、本発明の効果を十分に発揮させることができる。

（３）前記第１傾斜部の、前記踏面の接線方向の距離Ｗ_１は０＜Ｗ_１≦Ｄ／３であり、前記第２傾斜部の、前記踏面の接線方向の距離Ｗ_２は０＜Ｗ_２≦Ｄ／３であることを特徴とする、前記（１）又は前記（２）に記載の空気入りタイヤ。

かかる構成によれば、サイプを挟んで対向する陸部同士がより有効に噛み合って、陸部の倒れ込みをより効果的に抑制することができる。

（４）前記陸部には前記サイプが２本以上設けられ、前記踏面における隣接するサイプ相互間の最短距離がＤ以上であることを特徴とする、前記（１）〜（３）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

かかる構成によれば、氷雪路面のみならず、乾燥路面においても、制動性能及び駆動性能をより向上させるのに有利である。

（５）前記サイプは、前記トレッドの踏面で前記陸部を形成する一方の周方向溝から他方の周方向溝まで陸部を横断し、前記サイプは、前記トレッドの踏面で前記陸部を形成する複数の周方向溝を横断し、前記サイプの前記踏面における長手方向長さを全サイプで合計した値ＴＬの、前記陸部の総面積Ｒに対する割合を示す、サイプ密度ＴＬ／Ｒが、０．１／ｍｍ以下であることを特徴とする、前記（１）〜（４）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

一般に、タイヤ回転時に陸部の踏面が路面からの接地反力を受けた場合、特に、陸部内のサイプ密度が比較的小さいと、陸部の壁面が大きく膨出変形し易く、隣接する陸部同士が接触する。従って、上記のようにサイプ密度の比較的小さい陸部に対し、本発明に特徴的なサイプ形状を適用することで、サイプ形状による陸部の倒れ込み変形の抑制効果をより有効に発揮させることが可能となる。

（６）前記トレッドの端部相互間の中点である１／２点と前記トレッド端との中点である１／４点相互間に跨るセンター領域における、前記サイプの前記踏面における長手方向長さを全サイプで合計した値ＴＬ_Cの、前記陸部の総面積Ｒ_Cに対する割合を示すサイプ密度ＴＬ_C／Ｒ_Cが０．２５／ｍｍ以下、且つ前記１／４点から前記トレッド端までのショルダー領域における、前記サイプの前記踏面における長手方向長さを全サイプで合計した値ＴＬ_Sの、前記陸部の総面積Ｒ_Sに対する割合を示すサイプ密度ＴＬ_S／Ｒ_Sが０．２／ｍｍ以下であり、サイプ密度ＴＬ _C ／Ｒ _C は、サイプ密度ＴＬ _S ／Ｒ _S よりも大きいことを特徴とする、請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

一般に、トレッドのセンター領域のサイプ密度は、ショルダー領域のサイプ密度に比べて大きいため、サイプ密度を領域毎に規定することで、本発明の効果をより発揮することができる。

（７）前記垂直部の前記踏面からの法線方向の長さは、Ｄ／７以上であることを特徴とする、前記（１）〜（６）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

かかる構成によれば、サイプ内に、陸部踏面の巻き込みを防止する垂直部を設けつつ、同時に、陸部の倒れ込みを抑制する屈曲部を充分に確保することができる。

（８）前記サイプの長手方向は、タイヤ幅方向であることを特徴とする、前記（１）〜（７）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

かかる構成によれば、サイプの垂直部及び屈曲部による上述の機能を、より効果的に発揮することができる。

なお、タイヤの製造時の利便性及び氷雪性能を向上させる観点から、サイプの長手方向両端部において、踏面からサイプ深さ方向に向かって屈曲することなく直線状に延びる平板状域を設けることもできる。ここにおいて、本明細書で述べるサイプの長手方向長さとは、屈曲部を有する領域の長さのことであり、該平板状域の長さを含まないものとする。

本発明によれば、トレッドの陸部に１本以上のサイプを設けた空気入りタイヤにおいて、サイプエッジの欠損の発生を抑制しつつ、陸部の倒れ込み変形を十分に抑制して陸部の接地性を向上させ、氷雪路面及び乾燥路面の双方において、制動性能及び駆動性能をより向上させることができる。

本発明に従う空気入りタイヤの一実施形態の、トレッドの部分展開図である。 図１の陸部を、サイプの幅方向面で切断した際の断面図である。 図２のサイプのうちの一つの、拡大図である。 （ａ）は、本発明に係るサイプ形状を、該サイプの長手方向にわたって示した図である。（ｂ）は、（ａ）をサイプの幅方向から正投影した投影面である。 従来の空気入りタイヤの陸部を、サイプの幅方向面で切断した際の断面図である。

以下、本発明に従う空気入りタイヤの一実施形態を、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態の空気入りタイヤ１（以下、タイヤとも称する）のトレッド２の部分展開図を示す。

なお、図示は省略するが、このタイヤ１は、左右のサイドウォールと、両サイドウォール間に跨ってトレッド２を備えるクラウン部が連なり、一方のサイドウォール部からクラウン部を通り、他方のサイドウォール部にわたって延びる、有機繊維コード或いはスチールコードのプライからなるカーカスと、このカーカスとトレッド間に配置したスチールコード層からなるベルトを備える。

トレッド２は、リブ状、ラグ状又はブロック状の陸部３を有する。図１の例では、タイヤ周方向（図１で示すＹ方向）に延びる周方向溝４と、この周方向溝４と交差してタイヤ幅方向（図１で示すＸ方向）に延びる複数本の横溝５とによって、ブロック状の陸部３が複数区画形成されている。
なお、図示例では、周方向溝４及び横溝５によって区画されるブロック状の陸部を示しているが、陸部３は、周方向溝４のみによって形成される、タイヤ周方向に連続するリブ状陸部であってもよい。また、陸部３は、横溝５のみによって形成される、タイヤ幅方向に連続するラグ状陸部であってもよい。なお、周方向溝４は、図示例では直線であるが、例えば、ジグザグ状、鋸歯状、波状等の非直線状であってもよい。
また、横溝５は、図示例では、タイヤ幅方向と完全に平行、換言すればタイヤ周方向に対して垂直な方向に直線状に延在しているが、横溝５は、タイヤ幅方向に対し傾斜して延在していてもよく、また、例えば、ジグザグ状、鋸歯上、波状等の非直線状であってもよい。

そして、陸部３には、１本以上のサイプ６、ここではタイヤ幅方向（Ｘ方向）に延びる４本のサイプ６ａ〜６ｄが、一方の周方向溝４から他方の周方向溝４まで陸部３を横断するように、且つ、タイヤ周方向（Ｙ方向）に一定の間隔を空けて形成されている。
ここで、本発明で言うサイプ６とは、陸部３の接地時にサイプの溝壁の少なくとも一部が互いに接触する（閉じる）、幅０．１〜１．０ｍｍの切込みのことを言う。

図２は、図１の陸部３を、サイプ６の幅方向面で切断した際の断面図である。すなわち、図２は、図１に示すサイプ６の、Ａ−Ａ線に沿う断面図である。
サイプ６は、踏面Ｓの、サイプの開口中心から引いた前記踏面の法線に沿って延びる垂直部１０及び、前記法線を挟んで一方及び他方にそれぞれ屈曲する屈曲部１１を有しており、陸部３をタイヤ周方向に分割するように、陸部３の底部近傍まで連続して形成されている。屈曲部１１は、垂直部１０に対してタイヤ周方向の前後方向、図示例で言えば、左右方向に傾斜して折り返すように形成されている。

次に示す図３は、図２のサイプ６ａ〜６ｄのうちの一つ、サイプ６ａの拡大断面図である。この図３を用いてサイプ６の垂直部１０、そして、本発明において特徴となる屈曲部１１の構成をより具体的に説明する。
なお、以下で説明するサイプ６の各寸法は、図３で示すように、サイプ６の幅方向中央線Ｃ（一点鎖線）により規定されるものである。また、以下の説明における図３の断面上の「点」、「部」は、実際には、それぞれ「線」、「面」を成すものであり、よって、当該サイプ６は、サイプ幅の断面形状を長手方向に延在させてなる三次元構造を有するものとして説明する。

本発明のタイヤにあっては、サイプ６のタイヤ径方向深さをＤとした場合に、タイヤ幅方向断面において、屈曲部１１が、深さ方向に向かって順に、陸部の踏面ＳからＤ／７以上Ｄ／２以下の深さ領域に在る第１副屈曲点Ｑ_１と、踏面ＳからＤ／４以上３Ｄ／４以下の深さ領域に在る主屈曲点Ｐと、踏面ＳからＤ／２以上６Ｄ／７以下の深さ領域に在る第２副屈曲点Ｑ_２とを有し、第１副屈曲点Ｑ_１及び主屈曲点Ｐの間に第１傾斜部１２と、主屈曲点Ｐ及び第２副屈曲点Ｑ_２の間に第２傾斜部１３と、を形成することが肝要である。

具体的に、図３に示すサイプ６ａでは、まず、垂直部１０が、踏面Ｓからサイプ深さ方向にＤ／４の領域にて、陸部３の踏面Ｓに開口し、踏面Ｓから陸部の底部に向かって法線方向（図３で示すＺ方向）に沿って直線状に形成されている。
そして、踏面ＳからＤ／４以上Ｄ／３以下の深さ領域にて、垂直部１０から、踏面Ｓの法線方向に対し一方側に向かって傾斜する面、ここでは紙面右下側に向かって傾斜する傾斜部１４が形成されている。続いて、踏面ＳからＤ／３以上Ｄ／２以下の深さ領域にて、深さＤ／３の位置に在る第１副屈曲点Ｑ_１を介して、前記一方側とは反対の他方側に向かって傾斜する面、ここでは紙面左下側に向かって傾斜する第１傾斜部１２が形成されている。続いて、踏面ＳからＤ／２以上２Ｄ／３以下の深さ領域にて、深さＤ／２の位置に在る主屈曲点Ｐを介して前記一方側に傾斜する面、ここでは紙面右下側に向かって傾斜する第２傾斜部１３が形成されている。続いて、踏面Ｓから２Ｄ／３以上３Ｄ／４以下までの深さ領域にて、深さ２Ｄ／３の位置に在る第２副屈曲点Ｑ_２を介して、前記他方側に向かって傾斜する面、ここでは紙面左下側に向かって傾斜する傾斜部１５が形成されている。さらに、傾斜部１５の陸部底部側端から陸部の底部に向かって、法線方向（Ｚ方向）に沿って直線状となる部分１６が形成されている。
上述したとおり、サイプの幅方向とは、サイプ長手方向に沿って幅０．１〜１．０ｍｍを有して開口する該サイプの、開口幅（サイプ幅Ｋ）の向きであり、該サイプ幅は、踏面Ｓからサイプ深さＤに亘ってほぼ一定である。

次に、該サイプの形状について、図４（ａ）を参照しながら詳しく説明する。サイプ６は、一定の開口幅の下にトレッド陸部の両壁面に囲まれることで形成される空間であるが、ここでは、サイプ６の幅方向中心線Ｃにおけるサイプ形状を、サイプ６の長手方向にわたって形成される面として、図４（ａ）に表している。該サイプ形状を紙面手前から見た際の、サイプ６の谷部を実線で示し、山部を破線で示している。ここに、第１傾斜部１２の面積、すなわち、第１傾斜部１２の端辺長さＥと、第１傾斜部１２の長手方向長さＬとを乗じて求まる面積をａ１とし、同様にして、第２傾斜部１３の面積、すなわち、第２傾斜部１３の端辺長さＦと、第２傾斜部１３の長手方向長さＬとを乗じて求まる面積をａ２とする。

また、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示したサイプ形状の、サイプ幅方向からの正投影の投影面である。図４（ａ）に対応して、サイプ６の谷部を実線で示し、山部を破線で示している。
ここにおいて、サイプ深さＤと、サイプの長手方向長さＬとを乗じて得た面積をサイプの投影面積Ａとしたとき、
第１傾斜部１２の面積ａ１と該サイプの投影面積Ａとの比ａ１／Ａ及び、第２傾斜部１３の面積ａ２と該サイプの投影面積Ａとの比ａ２／Ａを、ともに０．１以上とすることが肝要である。

このように、サイプ６は、主屈曲点Ｐ、第１副屈曲点Ｑ_１、第２副屈曲点Ｑ_２の屈曲点を介して、踏面Ｓの接線方向に屈曲する形状を有するため、タイヤの転動時に、サイプ６により分断された対向する壁面同士が互いに接触して、陸部の倒れ込みを抑制することができる。

そして本発明にあっては、サイプ６が、踏面ＳからＤ／７以上６Ｄ／７以下の深さの中央領域内において、上記三つの屈曲点により形成される比較的大きな２つの傾斜面、すなわち、第１傾斜部１２及び第２傾斜部１３を有し、これらの面でサイプ６の壁面同士が強く接触し合って、陸部の倒れ込みが抑制されることになる。
つまり、図３を用いて説明すれば、陸部３が、路面から、紙面左から右へ向かう方向の入力を受けた場合には、第１傾斜部１２で、サイプ６により分断された陸部の壁面同士が強く接触し、その摩擦力によって、路面からの入力側、ここでは紙面左側の陸部が支えられて倒れ込み変形が抑制される。一方、陸部３が、路面から、紙面右から左へ向かう方向の入力を受けた場合には、第２傾斜部１３で、サイプ６により分断された陸部の壁面同士が強く接触し、その摩擦力によって、路面からの入力側、ここでは紙面右側の陸部が支えられて倒れ込み変形が抑制される。

このように、サイプ６は、踏面ＳからＤ／７以上６Ｄ／７以下の深さの中央領域内に、深さＤ／４から３Ｄ／４の領域内に在る主屈曲点Ｐを挟んでそれぞれ１回のみ屈曲することで形成される大きな二つの傾斜面を有している。そして、サイプ６では、この傾斜面の各面で、２方向からの入力による陸部の倒れ込みを、それぞれ支持している。従って、どちら側からの入力であっても、陸部の深さ方向中央領域において陸部の倒れ込みを支持することができ、入力方向間での倒れ込み変形の抑制程度を同程度とすることができる。換言すれば、回転方向に依存することなく、双方向とも同程度に、陸部の倒れ込み変形を抑制することができる。しかも、いずれの入力方向であっても、陸部の支持位置が陸部３の深さ中央付近となるため、従来のように、支持位置がサイプ深さ方向に分散してしまうことがない。その結果、倒れ込み抑制の効果が格段に向上し、陸部の剛性を確保して接地性が増して、タイヤ全体の制動・駆動性能を高めることが可能となるのである。

さらに、第１傾斜部１２の面積ａ１とサイプの投影面積Ａとの比ａ１／Ａ及び、第２傾斜部１３の面積ａ２とサイプの投影面積Ａとの比ａ２／Ａを、ともに０．１以上に設定し、両傾斜部の面積を十分に確保することで、入力時に、傾斜部の壁面同士が接触する際に生じる摩擦力が増加し、陸部の倒れこみ変形をより有効に抑制することができる。

また、サイプ６内に、第１副屈曲点Ｑ_１及び第２副屈曲点Ｑ_２を設け、主屈曲点Ｐ以外でも、分断された陸部の壁面間での噛み合い箇所を形成することで、第１傾斜部１２及び第２傾斜部１３の壁面同士が強く接触し合うこととなり、倒れ込み変形をより効果的に抑制することができる。

以上の通り、主屈曲点Ｐが踏面ＳからＤ／４以上３Ｄ／４以下の深さの中央領域内に、第１副屈曲点Ｑ_１が踏面ＳからＤ／７以上Ｄ／２以下の深さ領域内に、第２副屈曲点Ｑ_２が踏面ＳからＤ／２以上６Ｄ／７以下の深さ領域内に在り、且つ、第１傾斜部の面積ａ１とサイプの投影面積Ａとの比ａ１／Ａ及び、第２傾斜部の面積ａ２とサイプの投影面積Ａとの比ａ２／Ａがともに０．１以上であることを全て満たした場合に初めて、上述の効果、すなわち、入力方向に依存することなく倒れ込みを抑制し、タイヤの制動・駆動性能を十分向上させることが可能となる。

また、サイプ６は、垂直部１０を有しているため、踏面Ｓ付近の剛性が確保され、タイヤ接地時においても、サイプのエッジが踏面と路面との間に巻き込まれるのを防止することができる。従って、氷雪路面のみならず、摩擦係数が高く大きな力が入力される乾燥路面においても、サイプエッジが欠損するのを回避することが可能となる。

さらに、上述したように、第１傾斜部の面積ａ１とサイプの投影面積Ａとの比ａ１／Ａ及び、第２傾斜部の面積ａ２とサイプの投影面積Ａとの比ａ２／Ａとが、ともに０．１以上であることに加えて、０．５以下であることを満たす場合、本発明の効果をより高めることができる。

なお、上記サイプ６において、第１傾斜部１２の、踏面Ｓの接線方向の距離、すなわちサイプの長手方向に対する直交方向の距離Ｗ_１は、０＜Ｗ_１≦Ｄ／３であることが好ましく、第２傾斜部１３の、踏面Ｓの接線方向の距離、すなわちサイプの長手方向に対する直交方向の距離Ｗ_２は、０＜Ｗ_２≦Ｄ／３であることが好ましい。

距離Ｗ_１及びＷ_２を０より大きくすることで、サイプを挟んで対向する陸部同士が接触する第１傾斜部１２及び第２傾斜部１３が形成され、上記の通り、陸部の倒れ込み変形を抑制することができるからである。また、距離Ｗ_１及びＷ_２をＤ／３以下とするのは、タイヤ加硫後に、金型が抜け難くなるのを回避することができ、製造上有利だからである。

また、上述のサイプ形状は、１つの陸部３に対してサイプ６が２本以上設けられている場合に、踏面Ｓにおける隣接するサイプ相互間の最短距離である、サイプ６の配設間隔がＤ以上である際に、特に効果的である。

このように、サイプ６を一定以上の間隔で配設すれば、陸部踏面の巻き込みを防止する垂直部を設けつつ、同時に、陸部の倒れこみを抑制する屈曲部を十分に確保することができる。また、サイプ６の相互間隔が狭くなりすぎることでタイヤ表面の剛性が低下するのを防ぎ、本発明の主旨である、ドライ性能に優れて、氷雪路面のみならず乾燥路面においても、制動性能及び駆動性能を向上させる効果を十分に発揮させるためでもある。
一方で、サイプの配設間隔の低減に伴うエッジ成分の減少を抑制する観点から、上記配設間隔は１０Ｄ以下とすることが好ましい。

また、サイプ６の配設間隔をＤ以上とした上で、本発明では、サイプ６の踏面Ｓにおける長手方向長さを全サイプで合計した値ＴＬの、陸部の総面積Ｒに対する割合を示す、サイプ密度ＴＬ／Ｒを０．１／ｍｍ以下とする。特には、サイプ密度ＴＬ／Ｒが前記の範囲かつ０．０００１／ｍｍ以上であることが好ましい。

一般的に、タイヤ回転時に陸部３の踏面Ｓが路面からの接地反力を受けた場合、特に、陸部内のサイプ密度が比較的小さいと、陸部の壁面が大きく膨出変形し易く、隣接する陸部同士が接触し易くなる。従って、屈曲部１１を有する本発明の特徴的なサイプ形状の、陸部の倒れ込み変形を抑制するという上述までの効果は、特に、陸部３に対して上記のサイプの配設間隔がＤ以上、且つ、かかるサイプ密度が０．１／ｍｍ以下にてサイプ６を設けた場合に、有利に作用する。
つまり、踏面Ｓにおけるサイプ間隔が大きい、又は、踏面Ｓに占めるサイプの割合が小さい場合、従来の、踏面の法線方向に直線状に延びるサイプを配設すると、陸部内におけるサイプ密度も小さくなるため、陸部の壁面の倒れこみ変形を回避することが難しい。そこで、このような条件下では、踏面Ｓのサイプ密度を大きくせずとも、陸部内部のサイプ密度を大きくすることのできる、本発明のサイプ６が有効に作用するということである。

さらに、トレッド端相互間の中点である１／２点と該トレッド端との中点である１／４点相互間に跨るセンター領域における、サイプの踏面における長手方向長さを全サイプで合計した値ＴＬ_Ｃの、陸部の総面積Ｒ_Ｃに対する割合を示すサイプ密度ＴＬ_Ｃ／Ｒ_Ｃが０．２５／ｍｍ以下、且つ１／４点からトレッド端までのショルダー領域における、サイプの踏面における長手方向長さを全サイプで合計した値ＴＬ_Ｓの、陸部の総面積Ｒ_Ｓに対する割合を示すサイプ密度ＴＬ_Ｓ／Ｒ_Ｓが０．２／ｍｍ以下とする。
特には、センター領域のサイプ密度ＴＬ_Ｃ／Ｒ_Ｃが前記の範囲かつ０．０００１／ｍｍ以上であり、ショルダー領域の前記サイプ密度ＴＬ_Ｓ／Ｒ_Ｓが前記の範囲かつ０．０００１／ｍｍ以上であることが好ましい。

一般的に、トレッドのセンター領域のサイプ密度は、ショルダー領域のサイプ密度に比べて大きいため、サイプ密度を領域毎に規定することで、本発明の効果をより発揮することができる。

また、垂直部１０の踏面Ｓの法線方向の長さＨは、Ｄ／７以上であることが好ましい。

垂直部１０の踏面Ｓからの法線方向の長さＨが、サイプ６の深さＤの１／７より短い場合には、サイプエッジ付近の剛性が不足して、巻き込み変形によりサイプエッジが欠損する恐れがあるからである。

なお、図２及び図３に示す例では、サイプ６は、傾斜部１５の陸部底部側端から陸部の底部に向かって、法線方向に沿って直線状となる部分１６を有するが、当該部分１６を有することなく、第２副屈曲点Ｑ_２から、陸部の底部に向かって直線状であってもよい。

また、図１に示すトレッドの部分展開図では、サイプ６は、タイヤ幅方向と完全に平行な状態で延在しているが、タイヤ幅方向に対し傾斜したり、タイヤ周方向に延在したりしていてもよい。タイヤ周方向に延びるサイプ６の場合には、特に旋回時のコーナリング性能を向上させることができ、タイヤ幅方向に対し傾斜して延びるサイプ６の場合には、直進時及び旋回時の両性能を持たせることができる。

さらに、図１では、サイプ６は踏面Ｓ上でストレート状である。また、図１では、１つの陸部３に対して４本のサイプを設けた例を示しているが、サイプ６の本数は、１〜３本、５本以上であってもよい。さらに図１では、サイプ６が、陸部３の両端に開口する例を示しているが、サイプ６は、少なくとも一方の端が陸部３内で終端していてもよい。

本発明の効果を確認するため、本発明に従う発明例タイヤ１〜１５と、従来例に従う従来例タイヤと、比較例タイヤ１〜９を試作し、各タイヤの性能評価を行った。

発明例タイヤ１は、タイヤサイズ２０５／５５Ｒ１６であって、図１のトレッドパターンを有し、１つのブロック状の陸部に対し、図２及び図３に示した実施形態のサイプを４本ずつ形成したタイヤである。サイプは、図１に示すように、踏面上でタイヤ幅方向にストレート状に延びている。サイプの各諸元は、表１に示す通りである。

発明例タイヤ２〜１５は、サイプの各諸元を表１の通りに変化させたこと以外は、発明例タイヤ１と同様である。

従来例タイヤは、陸部を、サイプの幅方向面で切断した断面のサイプ形状が、図５に示す、従来のサイプ形状であること以外は、発明例タイヤ１と同様である。

比較例タイヤ１〜９は、サイプの各諸元を表１の通りに変化させたこと以外は、発明例タイヤ１と同様である。
また、比較例タイヤ９は、サイプの形状を、垂直部を設けることなく踏面側からサイプ深さ方向に６回屈曲してジグザグ状（振幅一定の三角波形状）に延びる屈曲部を有する形状としたこと以外は、発明例タイヤ１と同様である。なお、サイプの屈曲方向と、法線に直交する方向とのなす角度は３０．２５６°であり、サイプは、屈曲部の陸部底部側端から陸部の底部に向かって法線方向に沿って延びる長さ０．４９Ｄの部分を有している。

性能評価としては、上記の試作タイヤを適用リムにリム組みして規定の空気圧を充填した後、一定荷重条件下で大きなせん断力を与えたときに、サイプ壁面同士の接触により発揮される陸部摩擦係数を比較することにより、タイヤの制動性能及び駆動性能評価を行った。この際、陸部に対して双方向からのせん断力、すなわち、図３に示すサイプを境界に、紙面右側及び左側の双方向からの入力となるようにせん断力を与え、その平均摩擦係数を比較した。
結果を表２に示す。なお、表２に示す摩擦係数は、従来例を１００とする指数表示で表したものであり、数値が大きいほど性能が良いことを示す。

表２から分かるように、発明例タイヤ１〜１５はいずれも、従来例タイヤに比べて、平均摩擦係数が大きくなった。このことから、発明例タイヤはいずれも、従来例タイヤに比べて、制動・駆動性能等が高くなることが確認できた。また、比較例タイヤ１〜９の平均摩擦係数が小さいことから、主屈曲部が陸部の踏面からＤ／４以上３Ｄ／４以下の深さ領域に在り、且つ、第１傾斜部の面積ａ１と、サイプの幅方向からの正投影の投影面積Ａとの比ａ１／Ａ及び、第２傾斜部の面積ａ２と、サイプの幅方向からの正投影の投影面積Ａとの比ａ２／Ａが、ともに０．１以上である場合に、特に、制動性能及び駆動性能を向上できることが確認された。さらに、比較例タイヤ９では、サイプエッジの欠損の発生が確認された。

産業上利用可能性

この発明によれば、トレッドの陸部に１本以上のサイプを設けた空気入りタイヤにおいて、サイプエッジの欠損の発生を抑制しつつ、陸部の倒れ込み変形を抑制して陸部の接地性を十分に向上させ、氷雪路面及び乾燥路面の双方において、制動性能及び駆動性能をより向上させることが可能となり、本発明は、オールシーズン用タイヤ等、サイプの配置数が比較的少ないタイヤに適用した場合に特に好適である。

１ 空気入りタイヤ
２ トレッド
３ 陸部
４ 周方向溝
５ 横溝
６、６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ サイプ
１０ 垂直部
１１ 屈曲部
１２ 第１傾斜部
１３ 第２傾斜部
１４、１５ 傾斜部
Ａ サイプの幅方向からの正投影の面積
Ｃ サイプの幅方向中央線
Ｄ サイプ深さ
Ｅ 第１傾斜部１２の長さ
Ｆ 第２傾斜部１３の長さ
Ｋ サイプ幅
Ｌ サイプの長手方向長さ
Ｐ 主屈曲点
Ｑ_１ 第１副屈曲点
Ｑ_２ 第２副屈曲点
Ｓ 陸部３の踏面
Ｗ_１ 第１傾斜部１２の、サイプ幅方向の距離
Ｗ_２ 第２傾斜部１３の、サイプ幅方向の距離
Ｈ 垂直部１０の踏面Ｓからの法線方向の長さ
Ｘ タイヤ幅方向
Ｙ タイヤ周方向
Ｚ 踏面Ｓから陸部の底部に向かう法線方向（タイヤ径方向）
ａ１ 第１傾斜部１２の、サイプ長手方向の延在面積
ａ２ 第２傾斜部１３の、サイプ長手方向の延在面積

Claims (6)

1. トレッドに形成した陸部に、該トレッドの踏面上でタイヤ幅方向にストレート状に延在するサイプを設けた空気入りタイヤにおいて、
   前記サイプは、前記陸部の踏面からサイプ深さ方向に向かって、前記サイプの開口中心から引いた前記踏面の法線に沿って延びる垂直部と、該法線を挟んで前記サイプの幅方向の一方及び他方にそれぞれ屈曲する屈曲部とを有し、
   前記屈曲部は、前記サイプの前記踏面からの深さをＤとした場合、前記踏面からＤ／７以上Ｄ／２以下の深さに在る第１副屈曲点と、前記踏面からＤ／４以上３Ｄ／４以下の深さに在る主屈曲点と、前記踏面からＤ／２以上６Ｄ／７以下の深さに在る第２副屈曲点を介して、前記第１副屈曲点及び前記主屈曲点の間に第１傾斜部並びに、前記主屈曲点及び前記第２副屈曲点の間に第２傾斜部とを形成し、
   前記屈曲部は、前記垂直部の陸部底部側端及び前記第１副屈曲点を結び、前記法線方向に対し前記第１傾斜部とは逆側に傾斜する第３傾斜部と、前記第２副屈曲点から、前記法線方向に対し前記第２傾斜部とは逆側に傾斜する第４傾斜部と、を有し、
   前記第１傾斜部の前記サイプの長手方向の延在面積ａ１と、前記サイプの前記サイプの幅方向からの正投影の投影面積Ａとの比ａ１／Ａ及び、前記第２傾斜部の前記サイプの長手方向の延在面積ａ２と、前記サイプの前記サイプの幅方向からの正投影の投影面積Ａとの比ａ２／Ａが、ともに０．１以上であり、かつａ１＝ａ２であり、
   前記陸部には前記サイプが２本以上設けられ、前記踏面における隣接するサイプ相互間の、最短距離がＤ以上、配設間隔が１０Ｄ以下であることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記比ａ１／Ａ及び前記比ａ２／Ａが、ともに０．５以下であ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. 前記第１傾斜部の、前記踏面の接線方向の距離Ｗ₁は０＜Ｗ₁≦Ｄ／３であり、前記第２傾斜部の、前記踏面の接線方向の距離Ｗ₂は０＜Ｗ₂≦Ｄ／３であることを特徴とする、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記サイプは、前記トレッドの踏面で前記陸部を形成する一方の周方向溝から他方の周方向溝まで前記陸部を横断し、前記サイプの前記踏面における長手方向長さを全サイプで合計した値ＴＬの、前記陸部の総面積Ｒに対する割合を示す、サイプ密度ＴＬ／Ｒが、０．１／ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記トレッドの端部相互間の中点である１／２点と前記トレッド端との中点である１／４点相互間に跨るセンター領域における、前記サイプの前記踏面における長手方向長さを全サイプで合計した値ＴＬ_Cの、前記陸部の総面積Ｒ_Cに対する割合を示すサイプ密度ＴＬ_C／Ｒ_Cが０．２５／ｍｍ以下、且つ前記１／４点から前記トレッド端までのショルダー領域における、前記サイプの前記踏面における長手方向長さを全サイプで合計した値ＴＬ_Sの、前記陸部の総面積Ｒ_Sに対する割合を示すサイプ密度ＴＬ_S／Ｒ_Sが０．２／ｍｍ以下であり、サイプ密度ＴＬ_C／Ｒ_Cは、サイプ密度ＴＬ_S／Ｒ_Sよりも大きいことを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記垂直部の前記踏面からの法線方向の長さは、Ｄ／７以上であることを特徴とする、
   請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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