WO2010007995A1 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

　センターブロックに、タイヤ軸方向に沿って振幅を有して延び、深さ方向には、少なくとも一部が振幅を有して延びる第１のサイプと、タイヤ軸方向に沿って振幅を有して延び、深さ方向には振幅を有さずに直線状に延びる第２のサイプとをタイヤ周方向に交互に配置することで、小ブロックが適度に倒れ込み、氷雪上性能が確保される。また、ブロック内の周方向の剛性分布が均一化する方向となり、剛性分布の不均一化に起因する偏摩耗を抑制することが可能となる。さらに、振幅を有して深さ方向に延びるサイプを形成するモールドのブレードが、クランク状とならないので、釜抜け性が確保される。

Description

空気入りタイヤ

　本発明は、空気入りタイヤに係り、特にトレッドに設けられた陸部にサイプを備えてなる空気入りタイヤに関する。

　従来より、スタッドレスタイヤの技術分野においては、氷上性能を向上させるために、トレッドに設けられた陸部にサイプと呼ばれる切り込みを形成し、このサイプによりエッジ部分を増加させることが一般的に知られている。
　しかしながら、陸部にサイプを複数形成すると陸部の剛性が低下するため、特に積載量が多く、摩耗に対して厳しい小型トラック系車両では、耐摩耗性の低下、偏摩耗の発生、ブロックチャンク等が生じ易い。

　したがって、耐久性が第１優先の小型トラック、及び大型の車両に用いるタイヤにおいては、１ボックス系の商用車等に用いられるタイヤに比較してサイプが極端に少ないのが現状である。
　そこで、陸部にサイプを設けたことによって陸部の剛性が低下することを防止するために、サイプの形状を種々工夫したものが提案されている（例えば、特開２００６－１８８１８４号公報、及び特開２００１－１８８１８５号公報参照）。

　例えば、特開２００６－１８８１８４号公報に記載のサイプは、タイヤ軸方向にジグザグ状に形成されると共に、深さ方向中間部に屈曲した部分を備える、いわゆるクランク形状となっている。そして、特開２００１－１８８１８５号公報に記載のタイヤでは、サイプに形成したクランク形状によって陸部の倒れ込みの防止が図られている。

　ところで、小型トラック用タイヤは、溝が深く、ゴムも硬いため、サイプにクランク形状が形成されていると、加硫成形工程において、釜抜け性（加硫モールドからの加硫済みタイヤの取り出し易さ）などに懸念があることから推奨できない。
　釜抜け性に問題を生じず、陸部の倒れ込みを抑制可能なサイプとしては、振幅を有して深さ方向に延びるジグザグ状、若しくは凹凸状のサイプがある。

　しかしながら、このような振幅を有して深さ方向に延びるジグザグ状、若しくは凹凸状のサイプを、ブロック内の全てのサイプに使用した場合、ブロック剛性は確保され、これにより耐摩耗性、及び耐偏摩耗性を確保することはできるが、走行時のブロックの倒れ込みが少なくなり過ぎるため、雪を掻く機能が低下し、雪上性能が悪化する問題がある。

　本発明は上記事実を考慮し、サイプを増やしても摩耗性能を損なう事無く氷雪上性能を向上でき、しかも製造時においても問題を生じない空気入りタイヤを提供することにある。

　発明者は種々の実験検討を重ねた結果、小ブロックを倒れ込ませて雪上でサイプのエッジ効果を発揮可能な振幅を有さずに深さ方向に延びるサイプと、小ブロックの倒れ込みを抑える目的を有する振幅を有して深さ方向に延びるサイプとを最適に組み合わせることで、サイプを増やしても摩耗性能を損なう事無く氷雪上性能を向上でき、しかも製造時においても問題を生じない空気入りタイヤを得られることを見出した。

　本発明の第１の態様に係る空気入りタイヤは、上記事実に鑑みて成された物であって、複数の溝で区画された複数の陸部が形成されたトレッドを備え、前記陸部には、深さ方向及びタイヤ軸方向に延び少なくとも振幅を有して深さ方向に延びる振幅部を備えた第１のサイプと、深さ方向及びタイヤ軸方向に延び、振幅を有さずに深さ方向に延びる第２のサイプとがタイヤ周方向に交互に形成されている。

　次に、本発明の第１の態様に係る空気入りタイヤの作用を説明する。
　本発明の第１の態様に係る空気入りタイヤによれば、深さ方向及びタイヤ軸方向に延び少なくとも振幅を有して深さ方向に延びる振幅部を備えた第１のサイプと、深さ方向及びタイヤ軸方向に延び、振幅を有さずに深さ方向に延びる第２のサイプとがタイヤ周方向に交互に形成されているので、ブロック内の剛性分布（周方向）が均一化する方向となり、剛性分布の不均一化に起因する偏摩耗を抑制することが可能となる。

　車両の走行に伴ってタイヤが回転し、接地した陸部に対して路面から接線方向に力が作用したときには、第１のサイプと第２のサイプを交互に配置して区画された小陸部が適度に倒れ込み、氷上走行のみならず雪上走行時においてもサイプによる良好なエッジ効果を発揮することができる。

　即ち、陸部の全てのサイプを、振幅を有して深さ方向に延びるサイプとした構成に比して、本発明の第１の態様に係る空気入りタイヤのサイプ構成では、雪を掻く機能を十分に確保することができ、良好な雪上性能を確保できる。
　さらに、上述した様に陸部に第１のサイプと第２のサイプとを交互に配置することで、過度に倒れ込ませるような陸部剛性とはならないので、耐摩耗性が確保され、また、耐チャンク性も確保できる。

　また、タイヤの加硫成形を行う加硫モールドにおいては、振幅を有して深さ方向に延びるサイプを形成するためのブレード（金属の薄板）は、クランク形状が形成されたサイプを形成するためのブレードに比較して、加硫済みタイヤを取り出す際に引っ掛かりが少なくなる。したがって、本発明の第１の態様に係る空気入りタイヤは、ゴムが硬い場合、また、サイプのサイプ深さが深い場合であっても釜抜け性は良好となる。

　本発明の第２の態様に係る発明は、本発明の第１の態様に係る空気入りタイヤにおいて、前記第１のサイプは、前記陸部のタイヤ周方向両端側に形成されている。

　次に、本発明の第２の態様に係る空気入りタイヤの作用を説明する。
　ブロック状の陸部では、タイヤ周方向側の陸部端付近が最も摩耗に対して厳しい部分となっている。
　本発明の第２の態様に係る空気入りタイヤでは、少なくとも振幅を有して深さ方向に延びる振幅部を備えた倒れ込み抑制効果の高い第１のサイプを、陸部のタイヤ周方向両端部側に配置することで、陸部端側の小陸部の倒れ込みを抑制し、タイヤ周方向側の陸部端付近の摩耗を効果的に抑えることができる。

　以上説明した様に、本発明の空気入りタイヤは上記構成としたので、氷雪上性能を向上でき、しかも製造時においても問題を生ずることが無い、という優れた効果を有する。

センターブロックの第１のサイプの形成された部分を詳細に示す図である。 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。 図２に示すセンターブロックの３－３線断面図である。 センターブロックの第２のサイプの形成された部分を詳細に示す図である。 センターブロックに対し路面から接線方向に力が作用する様子を説明する図である。

　以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。なお、以下に説明する部材、構成、配置等は、本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。

　（タイヤの構成）
　はじめに、本実施形態に係る空気入りタイヤの構成について説明する。図２は本実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドを展開した図である。図２おいて符号Ｒはタイヤ周方向を表し、符号Ｗはタイヤ軸方向を表す。
　この空気入りタイヤ１０のトレッド１２には、図２に示すように、タイヤ赤道面ＣＬの両側に、概略周方向に沿って延びる第１の周方向主溝１４が配置され、第１の周方向主溝１４のタイヤ軸方向外側には、概略周方向に沿って延びる第２の周方向主溝１６が配置されている。

　１対の第１の周方向主溝１４の間には、一方の第１の周方向主溝１４と他方の第１の周方向主溝１４とを連通するように、概略タイヤ幅方向に沿って延びる複数の第１のラグ溝１８がタイヤ周方向に間隔を開けて設けられている。なお、本実施形態の第１のラグ溝１８は、第１の周方向主溝１４よりも溝深さが浅く形成されているが、第１の周方向主溝１４と同じ溝深さであっても良い。これにより、タイヤ赤道面ＣＬ上には、第１の周方向主溝１４と第１のラグ溝１８とで区画される略矩形のセンターブロック２０がタイヤ周方向に複数形成されている。

　第１の周方向主溝１４と第２の周方向主溝１６との間には、概略タイヤ幅方向に沿って延びる複数の第２のラグ溝２２がタイヤ周方向に間隔を開けて設けられている。なお、本実施形態の第２のラグ溝２２は、第１の周方向主溝１４、及び第２の周方向主溝１６よりも溝深さが浅く形成されているが、これらと同じ溝深さであっても良い。これにより、第１の周方向主溝１４と第２の周方向主溝１６との間には、第１の周方向主溝１４、第２の周方向主溝１６、及び第２のラグ溝２２とで区画される略矩形のセカンドブロック２４がタイヤ周方向に複数形成されている。

　第２の周方向主溝１６のタイヤ軸方向外側には、第２の周方向主溝１６から接地端へ向けて概略タイヤ幅方向に沿って延びる第３のラグ溝２６が、タイヤ周方向に間隔を開けて設けられている。これにより、第２の周方向主溝１６のタイヤ軸方向外側には、第２の周方向主溝１６、及び第３のラグ溝２６によって区画される略矩形のショルダーブロック２８がタイヤ周方向に複数形成されている。
　なお、第１の周方向主溝１４、及び第２の周方向主溝１６は、タイヤ周方向に沿ってジグザグ状に形成されているが直線状に形成されていても良い。

（センターブロック）
　図２乃至図４に示すように、センターブロック２０には、タイヤ軸方向に沿って振幅（振幅の方向はタイヤ周方向：矢印Ｒ方向）を有して延び、深さ方向（タイヤ径方向内側方向：図３，４の矢印Ｄ方向）には、少なくとも一部が振幅（振幅の方向はタイヤ周方向：矢印Ｒ方向）を有して延びる第１のサイプ３０と、タイヤ軸方向（矢印Ｗ方向）に沿って振幅（振幅の方向はタイヤ周方向：矢印Ｒ方向）を有して延び、深さ方向には振幅を有さずに直線状に延びる第２のサイプ３２とが、タイヤ周方向に交互に配置されている。

　図１に示すように、第１のサイプ３０は、深さ方向に振幅を有して延びる振幅部３０Ａを底部側に備え、深さ方向に直線状に延びる直線部３０Ｂを踏面側に備えている。なお、第１のサイプ３０は、少なくとも深さ方向の一部分に、深さ方向に振幅を有して延びる振幅部３０Ａを備えていれば良く、振幅部３０Ａは必ずしも溝底側に形成されていなくても良く、直線部３０Ｂを設けずに全体を振幅部３０Ａとしても良い。また、本実施形態の第１のサイプ３０は、タイヤ軸方向に振幅Ａ１を有して延びているが、直線状に延びていても良い。

　また、第１のサイプ３０は、ブロックのタイヤ周方向両端側に配置することが好ましく、本実施形態では、図３に示すように、第１のサイプ３０がセンターブロック２０のタイヤ周方向両端側と、タイヤ周方向中央部の３箇所に配置されており、第２のサイプ３２が、タイヤ周方向中央部の第１のサイプ３０と、タイヤ周方向両端部側の第１のサイプ３０との間に配置されている。

　なお、第１のサイプ３０は、両端部をブロック側壁面（周方向主溝）に連結した形態、両端部をブロック側壁面に連結しない形態、何れか一方の端部のみをブロック側壁面に連結した形態をとることが出来る。また、第１のサイプ３０は、タイヤ軸方向中間部で分断される形態もある。

　図４に示すように、本実施形態の第２のサイプ３２は、振幅Ａ２を有してタイヤ軸方向に延びており、深さ方向には振幅を有さずに直線状に延びている。なお、本発明では、第２のサイプ３２は、深さ方向に振幅を有さずに直線状に延びていれば良く、タイヤ軸方向には振幅を有さずに延びていても良い。また、第２のサイプ３２についても、第１のサイプ３０と同様に、両端部をブロック側壁面（周方向主溝）に連結した形態、両端部をブロック側壁面に連結しない形態、何れか一方の端部のみをブロック側壁面に連結した形態をとることでき、タイヤ軸方向中間部で分断される形態もある。

（セカンドブロック）
　図２に示すように、セカンドブロック２４においても、センターブロック２０と同様に、第１のサイプ３０と第２のサイプ３２とがタイヤ周方向に交互に配置され、タイヤ周方向両端部側に第１のサイプ３０が配置されている。

（ショルダーブロック）
　ショルダーブロック２８においても、センターブロック２０、及びセカンドブロック２４と同様に、第１のサイプ３０と第２のサイプ３２とがタイヤ周方向に交互に配置され、タイヤ周方向両端部側に第１のサイプ３０が配置されているが、ショルダーブロック２８では、タイヤ軸方向中間部に、タイヤ周方向に沿ってジグザグ状に延びる第３のサイプ３４が形成されており、第１のサイプ３０、及び第２のサイプ３２は、第３のサイプ３４と連結しないようにショルダーブロック２８の軸方向中央部分で分断されている。
　なお、図２において符号１２Ｅは、接地端（ショルダーブロック２８のショルダー側の端部）を示している。

（作用）
　次に、本実施形態の空気入りタイヤ１０の作用を説明する。
　ここで、図５は本実施形態の空気入りタイヤ１０のセンターブロック２０が路面に接地し、ブレーキ時に路面３６から接線方向に力Ｆが作用する様子を説明する図である。
　図５に示すように、センターブロック２０に対し路面３６から図中矢印Ｆで示す向きに力が加わったときには、第１のサイプ３０、及び第２のサイプ３２で区画された小ブロック２０Ａが倒れ込むが、第１のサイプ３０の振幅部３０Ａの互いに対向する傾斜部分が強く当接して支え合うことで、小ブロック２０Ａの倒れ込みを抑制することができる。
　一方、第２のサイプ３２は、深さ方向に直線状に延びているため、倒れ込みの抑制効果は、第１のサイプ３０に対して劣っている。
　即ち、第１のサイプ３０の形成されている部分はブロック剛性が高く、第２のサイプ３２の形成されている部分はブロック剛性が相対的に低いといえる。

　本実施形態のセンターブロック２０では、第１のサイプ３０と第２のサイプ３２がタイヤ周方向に交互に配置され、同じサイプが２以上連続して設けられていないので、ブロック内の周方向の剛性分布が均一化する方向となり、剛性分布の不均一化に起因する偏摩耗を抑制することが可能となる。

　また、第１のサイプ３０と第２のサイプ３２をタイヤ周方向に交互に配置することで、路面３６から接線方向に力Ｆが作用したときに、小ブロック２０Ａは適度に倒れ込むので、氷上走行のみならず雪上走行時においてもサイプによる良好なエッジ効果を発揮することができる。

　なお、仮にセンターブロック２０の全てのサイプを、振幅を有して深さ方向に延びる第１のサイプ３０にすると、倒れ込み抑制効果が過度になり、小ブロック２０Ａの倒れ込みが不足して雪を掻く機能が不十分となるが、本実施形態のサイプ構成では、小ブロック２０Ａが適度に倒れ込むので、雪を掻く機能を十分に確保することができ、良好な雪上性能を確保できる。

　さらに、上述した様にセンターブロック２０に第１のサイプ３０と第２のサイプ３２を交互に配置することで、過度に倒れ込むようなブロック剛性とはならないので、耐摩耗性が確保され、また、耐チャンク性も確保できる。

　また、タイヤの加硫成形を行う加硫モールドにおいては、深さ方向にジグザグ状の振幅を有して延びる第１のサイプ３０を形成するための金属の薄板状のブレードが設けられる。この第１のサイプ３０を形成するためのブレードは、第１のサイプ３０と同様の形状を呈することになるが、従来のクランク形状が形成されたサイプを形成するためのブレードに比較して、加硫済みタイヤを取り出す際に引っ掛かりが少なくなる。したがって、本実施形態の空気入りタイヤ１０は、トレッドに比較的硬いゴムを用いた小型トラック用タイヤの場合や、また、第１のサイプ３０のサイプ深さが深い場合であっても、良好な釜抜け性が得られる。

　本実施形態では、ブレーキ時について説明したが、トラクション時においては小ブロック２０Ａの倒れ込み方向が逆になるだけであり、ブレーキ時と同様の作用効果が得られるのは言うまでも無い。

　なお、セカンドブロック２４、及びショルダーブロック２８においても、センターブロック２０と同様のサイプ構成としているので、センターブロック２０と同様の作用効果が得られるのは言うまでも無い。

　以上詳述したように、本実施形態の空気入りタイヤ１０によれば、センターブロック２０、セカンドブロック２４、及びショルダーブロック２８に第１のサイプ３０と第２のサイプ３２がタイヤ周方向に交互に配置されているので、サイプを増やしても摩耗性能を損なう事無く氷雪上性能を向上でき、しかも製造時においても問題を生じることが無い、という優れた効果を有する。

　なお、第１のサイプ３０、及び第２のサイプ３０は、タイヤ軸方向に対して平行に延びるものに限らず、タイヤ軸方向（矢印Ｗ方向）に対して傾斜して延びていても良い。
　また、第１のサイプ３０の振幅部３０Ａの振幅Ａ３は、空気入りタイヤ１０が小型トラック用タイヤであれば、１．０～２．０ｍｍの範囲内が好ましく、波長λは１．４～３．６ｍｍの範囲内が好ましい。なお、空気入りタイヤ１０が小型トラック用タイヤ以外のタイヤである場合は、振幅部３０Ａの振幅、及び波長λはタイヤサイズに応じて適宜変更されるものである。振幅、及び波長の好適範囲を外れると、ブロックの倒れ込み抑制効果が不十分となったり、良好な釜抜け性を得られなくなる場合がある。
　なお、サイプ深さは、周方向主溝の溝深さの５０～９０％が望ましい。５０％に満たないと、エッジ効果を充分に発揮できず、９０％を越えると耐摩耗性が悪化してしまう。

　上記実施形態では、第１のサイプ３０の振幅部３０Ａの断面形状が三角波形状であったが、良好な釜抜け性が得られ、小ブロックの倒れ込みを抑制できればサインカーブ等の他の波形形状であっても良い。
　また、上記実施形態では、各ブロックに第１のサイプ３０を３本、第２のサイプ３０を２本の合計５本のサイプを形成したが、ブロックに形成するサイプの数はこれに限定されず、ブロックのサイズによっては５本以上のサイプを形成する場合もある。　

　（試験例）
　次に、本実施形態に係る空気入りタイヤ１０の性能評価について説明する。本発明の効果を確かめるために、従来例に係る空気入りタイヤを１種、比較例に係る空気入りタイヤを２種、及び本発明の適用された実施例に係る空気入りタイヤを用意し、サイプエッジ、氷上性能、雪上性能、及び耐摩耗性について比較試験を行った。

　タイヤは、タイヤサイズが１９５／８５Ｒ１６　１１４Ｌの小型トラック用タイヤを用い、車両には国産の２ｔトラックを用いた。空気圧、アライメント等の車両条件は車両指定のものとした。
　サイプエッジ：トレッドのタイヤ周方向方向単位長さ当たりに含まれるサイプのエッジ長（踏面における）の和を指数化した。評価は、従来例のエッジ長の和を１００とする指数表示とし、数値が大きいほどサイプのエッジが多いことを表している。

　氷上性能：空車を時速４０ｋｍ／ｈで走行させ、フルロックブレーキでの停止距離を測定した。評価は、従来例の停止距離の逆数を１００として指数化し、数値が大きいほど氷上性能が良好なことを表している。
　雪上性能：空車を時速４０ｋｍ／ｈで走行させ、フルロックブレーキでの停止距離を測定した。評価は、従来例の停止距離の逆数を１００として指数化し、数値が大きいほど雪上性能が良好なことを表している。

　耐摩耗性：車両を積載状態で乾燥路面上に走行させ、３００００ｋｍ走行後の残溝深さを測定する。そして、残溝深さにより推測される寿命を乾燥路面上での耐摩耗性能とする。乾燥路面上での耐摩耗性能の評価については、従来例の残溝深さにより推測される寿命を１００とする指数で表す。つまり、指数の数値が大きいほど乾燥路面上での耐摩耗性能が良好であることを表す。

　次に、試験に用いたサイプの種類、及びタイヤの構成を説明する。
　第１のサイプ（倒れ込み抑制サイプ）：図１に示すように、深さ方向において、踏面から深さ１．５ｍｍまでは深さ方向に直線状に延び、その後、サイプ底まで振幅Ａ３＝３．２ｍｍでもってジグザグ状に延びている。また、踏面においては、タイヤ軸方向に沿って振幅Ａ１＝３．２ｍｍでもってジグザグ状に延びている。なお、サイプの厚さｔ１は０．５ｍｍ、サイプ深さは９．０ｍｍ（周方向主溝深さは１２．８ｍｍであり、周方向主溝深さの７０％）である。
　第２のサイプ：図４に示すように、踏面においては、タイヤ軸方向に沿って振幅Ａ２＝３．２ｍｍでジグザグ状に延びており、深さ方向には振幅を有さずに直線状に延びている。なお、サイプの厚さｔ２は０．５ｍｍ、サイプ深さは９．０ｍｍである。

　従来例のタイヤ：１ブロック当たり上記第２のサイプを４本形成した。
　比較例１のタイヤ：従来例と同じ第２のサイプを、１ブロック当たり５本形成した。
　比較例２のタイヤ：１ブロック当たり上記第１のサイプを５本形成した。
　実施例のタイヤ：本発明の適用されたタイヤであり、１ブロック当たり第１のサイプを３本、第２のサイプを２本用い、ブロックのタイヤ周方向両端側に第１のサイプを配置して各々のサイプをタイヤ周方向に交互に配置した（図３参照）。
　以下の表１に上記要領にて行った比較試験の結果を示す。

　試験の結果、比較例１は、従来例に比較して、倒れ込み抑制効果に劣る第２のサイプの数を単純に増やしたためにブロック剛性が低下し、耐摩耗性が悪化した。
　比較例２は、全てのサイプを倒れ込み抑制効果に優れる第１のサイプ（倒れ込み抑制サイプ）とし、従来例よりもサイプ数を増加したため、従来例よりも氷上性能、及び耐摩耗性は向上したが、雪上での小ブロックの倒れ込みが抑制され過ぎてしまい、雪上性能が悪化した。
　実施例は、第１のサイプと第２のサイプとを交互に配置したので、小ブロックの倒れ込みが適度となり、耐摩耗性、氷上性能、及び雪上性能の全ての項目について従来例よりも性能が向上した。

Claims (2)

1. 　複数の溝で区画された複数の陸部が形成されたトレッドを備え、
   　前記陸部には、深さ方向及びタイヤ軸方向に延び少なくとも深さ方向には振幅を有して延びる振幅部を備えた第１のサイプと、深さ方向及びタイヤ軸方向に延び、深さ方向には振幅を有さずに延びる第２のサイプとがタイヤ周方向に交互に形成されている、空気入りタイヤ。
2. 　前記第１のサイプは、前記陸部のタイヤ周方向両端側に形成されている、請求項１に記載の空気入りタイヤ。

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