JPWO2006001446A1 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

偏摩耗とウエット及び雪上性能とを両立することのできる空気入りタイヤを提供することが目的である。ブロック１８に、タイヤ軸方向、及び深さ方向にジグザグ状に延びる一定深さのサイプ２０を形成する。サイプ２０は、下記に示す剛性指数Ｆがサイプ長手方向で異なることを特徴としている。剛性指数Ｆ＝（１＋φ１）×（１＋φ２）×（１＋φ３）φ１：ブロック踏面におけるサイプ振幅（ｍｍ）。φ２：ブロック１８を、踏面に表れるサイプ２０に対して直角に、かつ深さ方向に断面にして見たときのサイプ振幅（ｍｍ）。φ３：サイプ２０の壁面２０Ａを平面視したときの、サイプ２０の深さ方向に延びる稜線２２の振幅。具体的にサイプ２０は、タイヤ軸方向外側のサイプ振幅φ１がタイヤ赤道面ＣＬ側のサイプ振幅φ１’よりも大きく、タイヤ軸方向外側のサイプ振幅φ２がタイヤ赤道面ＣＬ側のサイプ振幅φ２’よりも大きく設定されている。したがって、サイプ２０の剛性指数Ｆは、タイヤ軸方向外側がタイヤ赤道面ＣＬ側よりも大きくなっており、サイプ深さを一定に保ったまま開口付近のブロック剛性低下を抑え、開口部分のヒール・アンド・トゥ摩耗を抑制することができる。また、サイプ２０の深さを一定に保っているので、摩耗した際に開口部分のサイプ２０が消滅してウエット性能、及び雪上性能が低下するという従来技術の問題が生じない。

Description

本発明は、空気入りタイヤにかかり、特に、サイプを備えたブロックをトレッドに有する空気入りタイヤに関する。

図８（Ａ）に示すように、タイヤ軸方向に延びるサイプ１００を有するブロックパターンのタイヤ１０２（例えば、特許文献１、２）は、一般的にブロック１０４が摩耗するに従い、サイプ前後で摩耗する度合いが異なり、図８（Ｂ）に示すように、周方向の段差（所謂ヒール・アンド・トゥ摩耗）が発生し、特に主溝に開口する部分でその度合いが大きいことが知られている。
特開２００２−３２１５０９号公報 特開平９−１６４８１５号公報

主溝開口部分のヒール・アンド・トゥ摩耗を抑制するためには、図９（A）に示すようにブロック１０４にサイプ１００を形成した場合、図９（Ｂ）に示すように開口部分のサイプ１００の深さを中央部分の深さより浅くすることが良く知られているが、摩耗すると開口部分のサイプ１００が消滅し（図９（Ｃ）参照。）、ウエット性能、及び雪上性能が低下し、偏摩耗とウエット及び雪上性能とを両立することが困難であった。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、偏摩耗とウエット及び雪上性能とを両立することのできる空気入りタイヤを提供することが目的である。

請求項１に記載の発明は、トレッドにブロックを有する空気入りタイヤであって、前記トレッドは、少なくとも１本以上のサイプを有し、前記サイプは、サイプ長手方向、及び深さ方向に振幅を持って延びており、下記に示す剛性指数Ｆがサイプ長手方向で異なる、ことを特徴とする空気入りタイヤ。

剛性指数Ｆ＝（１＋φ１）×（１＋φ２）×（１＋φ３）
φ１：ブロック踏面におけるサイプ振幅（ｍｍ）
φ２：ブロックをサイプ壁面に対して直角で、かつ深さ方向に断面にして見たときのサイプ振幅（ｍｍ）
φ３：前記サイプの壁面を平面視したときの、前記サイプの深さ方向に延びる稜線の振幅。

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。

サイプ長手方向、及び深さ方向に振幅を有する３次元サイプをブロックに設け、それらの振幅量をサイプ長手方向で異なるように設定することで、サイプ深さを一定に保ったままサイプ近傍の剛性をサイプ長手方向に分布を持たせることが可能となり、例えば、サイプ前後の摩耗をサイプ長手方向に沿って均一化することが出来る。

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、前記サイプは、少なくとも一端がブロック端に開口しており、ブロック端に開口している部分の前記サイプの剛性指数Ｆが、ブロック中央部分での前記サイプの剛性指数よりも高く設定されている、ことを特徴としている。

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。

サイプがブロック端に開口すると、ブロック端付近の剛性がブロック中央対比で低下する。したがって、サイプの剛性指数Ｆを、ブロック中央部分よりブロック端側で高く設定し、ブロック端付近の剛性低下を抑えるようにする。

これにより、開口部分のブロックが変形し難くなり、開口部分のヒール・アンド・トゥ摩耗を抑制することが可能となる。

請求項３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、タイヤ赤道面を境にして一方側に配置される前記ブロックのサイプパターンと、他方側に配置される前記ブロックのサイプパターンとが、タイヤ赤道面を挟んで左右対称であり、前記ブロック内においては、トレッド中央側からトレッド端側へ向けて前記サイプの前記剛性指数Ｆが漸増している、ことを特徴としている。

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。

車両がコーナリングする際、車両装着時外側のタイヤに大きな横力が入力する。

この横力の入力方向は、車両外側から内側方向となるので、サイプにおいても、車両装着時外側、即ち、横力入力側の剛性指数を高め、ブロックの変形を抑えることが好ましい。

上記コーナリング時においては、トレッドのうちの車両装着時外側部分に接地領域（荷重）が移動するので、タイヤ赤道面の車両装着時外側のブロックに、車両装着時内側のブロック対比で大きな力が作用する。

また、トレッドパターンに方向性が無い場合、ローテーション等により、トレッドのタイヤ赤道面の何れの側が車両の外側に配置されるかは決まらない。

したがって、サイプパターンがタイヤ赤道面を挟んで左右対称の場合には、トレッド中央側からトレッド端側へ向けて前記サイプの前記剛性指数Ｆを漸増させ、横力入力時に大きな力が作用するブロックの変形を抑えることが好ましい。

請求項４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、タイヤ赤道面を境にして一方側に配置される前記ブロックのサイプパターンと、他方側に配置される前記ブロックのサイプパターンとが、タイヤ赤道面を挟んで左右非対称であり、前記ブロック内においては、車両装着時内側から車両装着時外側へ向けて前記サイプの前記剛性指数Ｆが漸増している、ことを特徴としている。

次に、請求項４に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。

請求項３の場合と異なり、タイヤ赤道面を境にして一方側に配置されるブロックのサイプパターンと、他方側に配置されるブロックのサイプパターンとが、タイヤ赤道面を挟んで左右非対称の場合は、タイヤとしては方向のあるパターンとなり、車両装着時にタイヤの向きが指定される。

請求項３で説明した通り、車両がコーナリングする際、車両装着時外側のタイヤに大きな横力が入力する。ことのき、車両装着時外側へ接地領域は移動するものの、車両装着時内側のブロックにも車両装着時外側のブロックほどではないが横力は入力する。

このため、方向性が指定されている場合、全てのブロックのサイプにおいて、車両装着時外側、即ち、横力入力側の剛性指数を高め、ブロックの変形を抑えることが好ましい。

請求項５に記載の発明は、請求項２に記載の空気入りタイヤにおいて、前記サイプ振幅φ１は、前記ブロック中央部分よりも前記ブロック端に開口している部分の方が大きい、ことを特徴としている。

次に、請求項５に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。

一般にサイプがブロック端（主溝）に開口していると、開口付近のブロック剛性が大きく低下するが、サイプ振幅φ１を、ブロック中央部分よりもブロック端に開口している部分の方で大とすることで、開口付近のブロック剛性低下を抑え、ブロック剛性をサイプ長手方向に均一化させることが可能となる。これにより、主溝開口部分のヒール・アンド・トゥ摩耗を抑制することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項２に記載の空気入りタイヤにおいて、前記サイプ振幅φ２は、前記ブロック中央部分よりも前記ブロック端に開口している部分の方が大きい、ことを特徴としている。

次に、請求項６に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。

サイプ振幅φ２を、ブロック中央部分よりもブロック端に開口している部分の方で大きく設定することにより、開口付近のブロック剛性低下を抑え、ブロック剛性をサイプ長手方向に均一化させることが可能となる。これにより、主溝開口部分のヒール・アンド・トゥ摩耗を抑制することができる。

請求項７に記載の発明は、請求項２に記載の空気入りタイヤにおいて、前記サイプ振幅φ３は、前記ブロック中央部分よりも前記ブロック端に開口している部分の方が大きい、ことを特徴としている。

次に、請求項７に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。

サイプ振幅φ３を、ブロック中央部分よりもブロック端に開口している部分の方で大とすることで、開口付近のブロック剛性低下を抑え、ブロック剛性をサイプ長手方向に均一化させることが可能となる。これにより、主溝開口部分のヒール・アンド・トゥ摩耗を抑制することができる。

請求項８に記載の発明は、請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の空気入りタイヤにおいて、前記サイプの一端は、前記ブロック中央部分にある、ことを特徴としている。

次に、請求項８に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。

サイプの一端をブロック中央部分に配置することで、サイプを横断させる場合よりもブロック剛性の低下を抑制することができる。

請求項９に記載の発明は、請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の空気入りタイヤにおいて、前記サイプは、前記ブロックをタイヤ軸方向に横断している、ことを特徴としている。

次に、請求項９に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。

ブロックにおいて、サイプをタイヤ軸方向に横断させることで、高いエッジ効果を得ることができる。

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、偏摩耗とウエット及び雪上性能とを両立することができる、という優れた効果を有する。

第１の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。 サイプ壁面の斜視図である。 サイプの主溝開口側の断面図である。 ブロック内終端側の断面図である。 ブロックの平面図である。 サイプ壁面の正面図である。 第２の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。 第３の実施形態に係る空気入りタイヤのサイプ壁面の斜視図である。 サイプの主溝開口側の断面図である。 ブロック中央部の断面図である。 ブロックの平面図である。 比較例１に係る空気入りタイヤのトレッドの平面図である。 図５（Ａ）に示すブロックの５Ｂ−５Ｂ線断面図である。 比較例２に係る空気入りタイヤのトレッドの平面図である。 図６（Ａ）に示すブロックの６Ｂ−６Ｂ線断面図である。 実施例に係る空気入りタイヤのトレッドの平面図である。 図７（Ａ）に示すブロックの７Ｂ−７Ｂ線断面図である。 新品タイヤの側面図である。 摩耗後のタイヤの側面図である。 従来のブロックの平面図である。 図９（Ａ）に示すブロック（新品時）の９Ｂ−９Ｂ線断面図である。 摩耗後のブロックの断面図である。

［第１の実施形態］
以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態に係る空気入りタイヤ１０を詳細に説明する。

図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ１０のトレッド１２には、周方向主溝１４、及びラグ溝１６で区画された複数のブロック１８が設けられている。

本実施形態では、タイヤ軸方向最外側のブロック１８に、タイヤ軸方向（矢印Ｌ方向、及び矢印Ｒ方向）に延びるサイプ２０が形成されている。

本実施形態では、サイプ２０は、一方の端部がブロック１８のタイヤ軸方向外側のブロック端に開口し、他方の端部がブロック１８の内部で終端している。

これにより、本実施形態の空気入りタイヤ１０は、車両装着時に方向性を持たないようなパターンとなっている。

図２に示すように、サイプ２０は、タイヤ軸方向（矢印Ｌ方向、及び矢印Ｒ方向）、及び深さ方向（矢印Ｄ方向）にジグザグ状に延びており、タイヤ軸方向（サイプ長手方向）、タイヤ周方向（矢印Ｓ方向）、及び深さ方向にそれぞれ振幅を有する所謂３次元サイプである。

なお、このサイプ２０は、深さが一定である。

サイプ２０は、下記に示す剛性指数Ｆがサイプ長手方向で異なることを特徴としている。

剛性指数Ｆ＝（１＋φ１）×（１＋φ２）×（１＋φ３）
φ１：ブロック踏面におけるサイプ振幅（ｍｍ）。図２（Ａ），（Ｄ）参照。
φ２：ブロック１８を、踏面に表れるサイプ２０に対して直角に、かつ深さ方向に断面にして見たときのサイプ振幅（ｍｍ）。図２（Ｂ），（Ｃ）参照。
φ３：サイプ２０の壁面２０Ａを平面視したときの、サイプ２０の深さ方向に延びる稜線２２の振幅。図２（Ｅ）参照。

本実施形態のサイプ２０は、図１に示すようにタイヤ軸方向外側のサイプ振幅φ１がタイヤ赤道面ＣＬ側のサイプ振幅φ１’よりも大きく、また、図２（Ｂ），（Ｃ）に示すようにタイヤ軸方向外側のサイプ振幅φ２がタイヤ赤道面ＣＬ側のサイプ振幅φ２’よりも大きく設定されている。

したがって、サイプ２０の剛性指数Ｆは、ブロック端に開口しているタイヤ軸方向外側がブロック端に開口していないタイヤ赤道面ＣＬ側よりも大きくなっている。
（作用）
ブロック１８に、３次元形状の壁面２０Ａを有するサイプ２０を設けているので、接地時に縦方向の圧縮力を受けた際に互いの壁面２０Ａ同士が強く接し、平面状の壁面を有するサイプに比較してブロック１８の倒れ込みを抑える効果は大きい。

ブロック圧縮時に壁面２０Ａ同士が接する力は、サイプ２０の振幅が大きい所ほど大きくなり、接地時における見かけ上のブロック剛性が向上する。

一般にサイプがブロック端（主溝）に開口していると、開口付近のブロック剛性が大きく低下するが、本実施形態の空気入りタイヤ１０では、サイプ２０の溝開口部分での剛性指数Ｆをブロック内の終端側の剛性指数Ｆよりも大きく設定しているので、サイプ深さを一定に保ったまま開口付近のブロック剛性低下を抑え、ブロック剛性をサイプ長手方向に均一化させることが可能となる。

このため、主溝開口部分のヒール・アンド・トゥ摩耗を抑制することができる。また、サイプ２０の深さを一定に保っているので、摩耗した際に開口部分のサイプが消滅してウエット性能、及び雪上性能が低下するという従来技術の問題が生じない。

なお、本実施形態の空気入りタイヤ１０では、サイプ２０のパターンがタイヤ赤道面ＣＬを挟んで左右対称であるため、車両装着時の方向性が無い。

車両がコーナリングする際、車両装着時外側の空気入りタイヤ１０に大きな横力が入力し、さらにトレッド１２においては車両外側に接地領域（荷重）が移動するので、タイヤ赤道面の車両外側のブロックに、車両装着時内側のブロック対比で大きな力が作用する。

したがって、タイヤ赤道面ＣＬを挟んで車両外側に配置されるブロック１８においては、タイヤ赤道面ＣＬ側からトレッド端側へ向けてサイプ２０の剛性指数Ｆを漸増させる必要がある。

本実施形態の空気入りタイヤ１０では、サイプパターンをタイヤ赤道面ＣＬを挟んで左右対称としているので、空気入りタイヤ１０の装着の向きに関わらず、コーナリング時のブロック１８の変形を抑えることができる。

なお、主溝開口側のサイプ振幅φ３を、ブロック内終端側のサイプ振幅φ３’よりも大きく設定しても良い。
［第２の実施形態］
次に、図３にしたがって、本発明の第２の実施形態に係る空気入りタイヤ１０を説明する。なお、第１の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。

図３に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ１０では、サイプ２０の主溝開口側が、全て車両外側（矢印ＯＵＴ方向側。なお矢印ＩＮ方向は車両装着時内側方向を表す。）となるように、サイプ２０の向き、及び車両への装着方向が指定されている。
（作用）
車両がコーナリングする際、車両外側へ接地領域は移動するものの、車両内側のブロック１８にも車両外側のブロック１８ほどではないが横力は入力する。

このため、方向性が指定されている場合、全てのブロック１８のサイプ２０において、車両外側、即ち、横力入力側の剛性指数を高め、コーナリング時のブロック１８の変形を抑えることが好ましい。
［第３の実施形態］
次に、図４にしたがって、本発明の第２の実施形態に係る空気入りタイヤ１０を説明する。なお、前述した実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。

図４に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ１０では、サイプ２０がブロック１８をタイヤ軸方向（矢印Ｌ方向、及び矢印Ｒ方向）に横断している。したがって、サイプ２０が横断しない場合に比較して高いエッジ効果を得ることができる。

このようにサイプ２０の両端部がそれぞれ主溝側に開口している場合には、両側の剛性指数Ｆを中央側の剛性指数Ｆよりも大きく設定することが好ましい。

したがって、本実施形態では、両側のサイプ振幅φ１，φ２を、中央のサイプ振幅φ１，φ２よりも大きく設定している。

なお、両側のサイプ振幅φ３を、中央のサイプ振幅φ３’よりも大きく設定しても良い。
（試験例）
本発明の効果を確かめるために比較例に係る空気入りタイヤを２種、本発明の適用された実施例の空気入りタイヤを１種用意し、実車に装着して走行試験を行い、雪上発進性、雪上制動性、ウエット操縦安定性、偏摩耗性について比較を行った。

雪上発進性：雪上で車両を発進させ、速度が２５ｋｍ／ｈに達するまでの時間を測定した。時間が短いほど性能が良いことを意味する。

雪上制動性：ブレーキをかけて車両速度が２５ｋｍ／ｈから停止するまでの距離を測定した。距離が短いほど性能が良いことを意味する。

ウエット操縦安定性：ウエット路面を走行したときのテストドライバーによるフィーリング評価。評価は１０点満点で、高い数値ほど性能が良いことを意味する。

サイプ前後の段差量：乾燥した舗装路面からなるテストコースを平均速度３５ｋｍ／ｈで８０００ｋｍ走行した後に、サイプ前後（主溝開口付近）の段差量を測定した。段差量が小さいほど性能が良いことを意味する。

図５（Ａ）には比較例１のトレッドパターンが、図５（Ｂ）には比較例１のブロックのサイプに沿った断面図が示されている。

図６（Ａ）には比較例２のトレッドパターンが、図６（Ｂ）には比較例２のブロックのサイプに沿った断面図が示されている。

また、図７（Ａ）には実施例のトレッドパターンが、図７（Ｂ）には実施例のサイプに沿った断面図が示されている。

図５（Ｂ）に示すように、比較例１のタイヤでは、軸方向の剛性指数Ｆ、及び深さを一定としたサイプを用いている。

図６（Ｂ）に示すように、比較例２のタイヤでは、軸方向の剛性指数Ｆを一定とするが、周方向主溝への開口部分のサイプ深さを浅くしたサイプを用いている。

図７（Ｂ）に示すように、実施例のタイヤでは、軸方向の剛性指数Ｆが異なり、周方向主溝への開口部分の剛性指数Ｆがブロック内終端部分の剛性指数Ｆよりも大きく設定されたサイプを用いている。

比較例１、比較例２、及び実施例の何れのサイプもタイヤ軸方向、及び深さ方向にジグザグ状に延びているが、以下の表１に記載している通り、サイプ振幅φ１〜３の値が異なっている。

即ち、比較例１、及び比較例２では、剛性指数Ｆがサイプ長手方向に一定であるのに対し、実施例では開口側の剛性指数Ｆが大きく設定されている。

なお、試験タイヤのサイズは、何れも２０５／６０Ｒ１５ ９１Ｖである。

試験の評価は、以下の表２に記載した通りである。

試験の結果から、本発明の適用された実施例のタイヤは、雪上発進性、雪上制動性、及びウエット操縦安定性について、摩耗後も高い性能を有していることが分かる。

偏摩耗とウエット及び雪上性能とを両立したい車両に適用できる。

符号の説明

１０ 空気入りタイヤ
１２ トレッド
１４ 周方向主溝
１８ ブロック
２０ サイプ
２０Ａ 壁面

Claims (9)

1. トレッドにブロックを有する空気入りタイヤであって、
   前記トレッドは、少なくとも１本以上のサイプを有し、
   前記サイプは、サイプ長手方向、及び深さ方向に振幅を持って延びており、下記に示す剛性指数Ｆがサイプ長手方向で異なる、ことを特徴とする空気入りタイヤ。
   剛性指数Ｆ＝（１＋φ１）×（１＋φ２）×（１＋φ３）
   φ１：ブロック踏面におけるサイプ振幅（ｍｍ）
   φ２：ブロックを、踏面に表れるサイプに対して直角に、かつ深さ方向に断面にして見たときのサイプ振幅（ｍｍ）。
   φ３：前記サイプの壁面を平面視したときの、前記サイプの深さ方向に延びる稜線の振幅。
2. 前記サイプは、少なくとも一端がブロック端に開口しており、
   ブロック端に開口している部分の前記サイプの剛性指数Ｆが、ブロック中央部分での前記サイプの剛性指数よりも高く設定されている、ことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. タイヤ赤道面を境にして一方側に配置される前記ブロックのサイプパターンと、他方側に配置される前記ブロックのサイプパターンとが、タイヤ赤道面を挟んで左右対称であり、
   前記ブロック内においては、トレッド中央側からトレッド端側へ向けて前記サイプの前記剛性指数Ｆが漸増している、ことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
4. タイヤ赤道面を境にして一方側に配置される前記ブロックのサイプパターンと、他方側に配置される前記ブロックのサイプパターンとが、タイヤ赤道面を挟んで左右非対称であり、
   前記ブロック内においては、車両装着時内側から車両装着時外側へ向けて前記サイプの前記剛性指数Ｆが漸増している、ことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記サイプ振幅φ１は、前記ブロック中央部分よりも前記ブロック端に開口している部分の方が大きい、ことを特徴とする請求項２に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記サイプ振幅φ２は、前記ブロック中央部分よりも前記ブロック端に開口している部分の方が大きい、ことを特徴とする請求項２に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記サイプ振幅φ３は、前記ブロック中央部分よりも前記ブロック端に開口している部分の方が大きい、ことを特徴とする請求項２に記載の空気入りタイヤ。
8. 前記サイプの一端は、前記ブロック中央部分にある、ことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の空気入りタイヤ。
9. 前記サイプは、前記ブロックをタイヤ軸方向に横断している、ことを特徴とする請求項１乃至請求項７の何れか１項に記載の空気入りタイヤ。
   

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