JP3648179B2 - 空気入りタイヤ及びその加硫金型 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、冬用タイヤとして好適であり、サイピング面を３次元的な凹凸を有する所定の立体曲面で形成することにより、優れた氷上性能を発揮しながら、サイピング形成用のナイフブレードの抜けや曲がりなどの損傷を抑制しうる空気入りタイヤ及びその加硫金型に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スノータイヤやスタッドレスタイヤ等の冬用タイヤにあっては、従来、トレッド部に形成したブロックに、直線状やジグザグ状のサイピングを形成し、ブロック面の柔軟性を高めて粘着摩擦力を増加させるとともに、サイピングのエッジによる路面引っ掻き力（エッジ効果）によって、氷上性能を確保している。
【０００３】
そして、この氷上性能は、一般に、前記サイピングの長さや本数などの増加、すなわちサイプ密度の増加に伴って向上する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このサイプ密度の増加は、金型においては、サイピング形成用のナイフブレードの本数増加やブレード間隔の減少を招く。そのために、タイヤを金型から抜取る際の抵抗が著しく高まり、ナイフブレードが金型から抜け落ちる所謂ナイフ抜けや、ナイフブレードが折れ曲がって変形するナイフ曲がりなどの損傷が発生しやすくなるという不具合がある。
【０００５】
他方、タイヤにおいては、サイプ密度の過度の増加は、ブロック剛性を低下せしめ、ブロック自身の大きな倒込みを招く。そのため、接地面積が減少し粘着摩擦力を低下させるとともに、エッジが有効に機能しなくなり、氷上性能の向上に限界をもたらしていた。
【０００６】
なお、近年、サイピングａとして、例えば、図６（Ａ）にその三面図を略示するように、ジグザグ状にのびる上下のサイプ部ａ１、ａ２を、傾斜部ｂで段差状に継ぐことにより、前記上下のサイプ部ａ１、ａ２をサイプ巾方向に変位（変位量ｃ）させ、これによってサイピング面を３次元的な立体曲面としたものが提案されている。
【０００７】
このものは、傾斜部ｂの位置で、対向するサイピング面が互いに噛み合うため、ブロックの倒込みが効果的に抑制され、氷上性能を向上しうるという利点を有する。しかしながら、この種のサイピングａは、図６（Ｂ）に示すように、前記変位量ｃに起因して、タイヤを金型から抜取る際の抵抗が高く、しかもこの時、ナイフブレードｄには、その厚さ方向に、曲げ応力や曲げモーメントが大きく作用するため、ナイフ抜けやナイフ曲がりなどの損傷に関して不利なものとなっている。
【０００８】
そこで本発明は、長手方向にジグザグ状にのびるサイピングの開口縁形状を、深さ方向に対して、同形状を保持したまま長さ方向に変位させることにより、サイピング面を３次元的な立体曲面とすることを基本として、ブロックの倒込み抑制効果を高く確保し、氷上性能を大幅に向上しうるとともに、ナイフブレードに作用する厚さ方向の曲げ応力やモーメントを低く抑えることができ、ナイフ抜けやナイフ曲がりなどの損傷を抑制しうる空気入りタイヤ及びその加硫金型の提供を目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、トレッド部に、タイヤ赤道を通る縦主溝と、その両側でタイヤ周方向にのびる２本の内の縦主溝と、その外側でタイヤ周方向にのびる外の縦主溝と、タイヤ軸方向内方にこれに交わる向きの横主溝とを設けることにより、トレッド部を、タイヤ赤道側の２本のリブと、その両外側に配置され、ブロックが周方向に隔置された内のブロック列、その各外側に配置されブロックが周方向に隔置されたショルダー側の外のブロック列とに区画するとともに、
かつ前記リブ及び前記ブロックに、このブロックの一つの側縁側から他の側縁側にのびるサイピングを設けている。
【００１０】
請求項１に係る発明においては、さらにサイピングは、ブロック表面で開口する開口縁形状が、前記ブロックの一つの側縁側の一端から他の側縁側の他端までの長さ方向の間に、曲線状又は折れ線状のジグザグ状部分を有し、
かつ深さ方向には、前記開口縁形状を実質的に保持しつつ、前記ジグザグ状部分が長さ方向に変位するとともに、
この長さ方向への変位を変位折返し部を介して一端の側、他端の側に繰り返すことにより、サイピング面は、平行四辺形面が組み合わされた三浦折り状をなし、
かつサイピング間の周方向の間隔を２〜１０ｍｍとし、
しかもサイピングの長さ方向への変位量Ｌａは、０．５〜２．０ｍｍとするとともに、前記タイヤ赤道の一方側のリブは、該リブ側の１本飛ばしの前記横主溝によりタイヤ周方向に区分され、しかも前記タイヤ赤道の他方側のリブは、該リブ側の１本飛ばしの前記横主溝によりタイヤ周方向に区分している。
【００１１】
又請求項２に係る発明は、前記タイヤ赤道の一方側のリブと、前記タイヤ赤道の他方側のリブとは、周方向に互い違いに区分される。
【００１２】
又請求項３に係る発明は、前記内のブロック列のブロックの前記横主溝に臨む端縁部に、このブロックの前記横主溝に臨む壁面に沿う小巾溝を形成して小巾のリブ状体を形成したことを特徴とする。
【００１３】
又請求項４に係る発明は、前記内のブロック列のブロックの前記外の縦主溝に臨む端縁部に、このブロックの前記外の縦主溝に臨む壁面に沿う小巾溝を形成して該小巾溝と同幅のリブ状体を形成したことを特徴とする。
【００１４】
さらに請求項５に係る発明は、前記サイピングの長さ方向への変位は、深さに対する変位の割合が一定であることを特徴としている。
【００１５】
請求項６に係る発明は、請求項１〜５の何れかに記載の空気入りタイヤを製造するタイヤ加硫金型である。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
図１は、本発明の空気入りタイヤが乗用車用のスタッドレスタイヤとして形成された場合のトレッドパターンの展開図である。
図１において、空気入りタイヤ１は、トレッド部２に設けたブロック３に、このブロック３の一つの側縁側から他の側縁側にのびるサイピング４を形成している。
【００１７】
トレッド部２には、タイヤ赤道を通る縦主溝５と、その両側でタイヤ周方向にのびる２本の内の縦主溝５，５と、その外側でタイヤ周方向にのびる外の縦主溝５，５と、タイヤ軸方向内方にこれに交わる向きの横主溝６とを設けることにより、トレッド部２を、タイヤ赤道側の２本のリブ７、７と、その両外側に配置され、ブロックが周方向に隔置された内のブロック列３Ｒ，３Ｒ、その各外側に配置されブロックが周方向に隔置されたショルダー側の外のブロック列３Ｒ，３Ｒとに区画している。又前記リブ７及び前記ブロック３に、このブロックの一つの側縁側から他の側縁側にのびるサイピング４をタイヤ周方向に隔設している。又前記タイヤ赤道の一方側のリブは、該リブ側の１本飛ばしの前記横主溝によりタイヤ周方向に区分され、しかも前記タイヤ赤道の他方側のリブは、該リブ側の１本飛ばしの前記横主溝によりタイヤ周方向に区分されるとともに、前記タイヤ赤道の一方側のリブ７と、前記タイヤ赤道の他方側のリブ７とは、周方向に互い違いに区分される。又前記内のブロック列３Ｒのブロック３の前記横主溝３Ｒに臨む端縁部に、このブロックの前記横主溝に臨む壁面に沿う小巾溝を形成して小巾のリブ状体を形成し、かつ前記内のブロック列のブロックの前記外の縦主溝に臨む端縁部に、このブロックの前記外の縦主溝に臨む壁面に沿う小巾溝を形成して該小巾溝と同幅のリブ状体を形成している。
【００１８】
次に、前記サイピング４では、図２に概念的に示すように、ブロック表面３Ｓで開口する開口縁形状９が、前記ブロック３の一つの側縁側の一端Ｅ１から他の側縁側の他端Ｅ２までの長さ方向の間に、曲線状又は折れ線状のジグザグ状部分９Ａを有し形成されている。
【００１９】
詳しくは、本例では、開口縁形状９の前記一端Ｅ１、他端Ｅ２の双方が、ブロック３の横主溝６側の側縁で開口する両側オープンタイプのサイピング４を例示しているが、一方のみが開口する片側オープンタイプであっても良い。このサイピング４は、氷上性能の観点から、タイヤ軸方向に対して２０°以下の小角度で前記長さ方向に形成される。
【００２０】
又前記開口縁形状９は、本例では、一端Ｅ１、他端Ｅ２からのびる直線部分９Ｂの間に、ジグザグ状部分９Ａを形成した場合を例示しているが、一方にのみ直線部分９Ｂを設けることもでき、又直線部分９Ｂを設けることなくジグザグ状部分９Ａのみで開口縁形状９を形成しても良い。
【００２１】
このジグザグ状部分９Ａとしては、円弧等の曲線状の折れ曲り部を繰り返してなる波曲線形状、サイン曲線形状であっても良く、またＶ字等の折れ線状の折れ曲り部を繰り返してなるジグザグ形状であっても良く、又これらを混在させても良い。しかし、ブロック剛性、およびナイフブレード２１（図５に略示する）の曲げ剛性を高く確保する等の観点から、本例の如く、ジグザグ形状のものが好ましい。
【００２２】
又サイピング４は、深さ方向には、前記開口縁形状９を実質的に保持しつつ、前記ジグザグ状部分９Ａが長さ方向に変位する。しかも、この長さ方向への変位は、変位折返し部１０を介して前記一端Ｅ１の側、他端Ｅ２の側に交互に繰り返している。
【００２３】
ここで、サイピング４を、図３を用いてさらに詳しく説明する。図３は、サイピング４の三面図（平面図、正面図、側部断面図）であり、図中の符号Ｐ１、Ｐ２はジグザグ状部分９Ａにおける山／谷の各稜線である。正面図に示す如く、各稜線Ｐ１、Ｐ２は、ブロック面３Ｓからの深さが増すにつれ、長さ方向の一端Ｅ１の側（図では右側）に変位する。しかる後、第１の変位折返し部１０Ａで折返され、第２の変位折返し部１０Ｂまで長さ方向の他端Ｅ２の側（図では左側）に変位する。このように、長さ方向の一方／他方に変位が順次繰り返される。この時、各稜線Ｐ１、Ｐ２は、ブロック面３Ｓからサイプ底まで互いに平行に現れる。
【００２４】
又、深さ方向の各位置Ｋ１〜Ｋ４（Ｋ１はブロック面３Ｓの位置、Ｋ２は第１の変位折返し部１０Ａの位置、Ｋ３は第２の変位折返し部１０Ｂの位置、Ｋ４はサイプ底の位置を示す）におけるサイピング４の開口縁形状９を、図４に示すが、この開口縁形状９は、ジグザグ状部分９Ａが長さ方向に変位する以外は、深さ方向全体に亘って実質的に同形状である。
【００２５】
このように構成する前記サイピング４は、図２に示す如く、サイピング面４Ｓが、３次元的な凹凸を有する立体曲面として形成される。従って、対向するサイピング面４Ｓ、４Ｓが、凹部と凸部とで互いに噛み合って支え合うため、ブロック３の倒込みを効果的に抑制できる。その結果、接地面積の減少に伴う粘着摩擦力の低下を抑えうるとともに、エッジによる路面引っ掻き力（エッジ効果）が強くなり、氷上性能を大幅に向上しうる。
【００２６】
又サイピング４は、開口縁形状９にジグザグ状部分９Ａを含むため、１本当たりのエッジ成分長さを大きく確保でき、優れたエッジ効果を発揮しうる。
【００２７】
又開口縁形状９が深さ方向全体に亘って実質的に同形状となるなど、摩耗初期から摩耗終期に至り、ブロック面３Ｓにはサイピング４が常に同形状で露出する。即ち、摩耗の進行に影響されることなく、ブロック内での剛性変化が非常に少なくなり、従って、偏摩耗の抑制にも期待できる。
【００２８】
又本実施形態において、特筆すべき点は、このようなサイピング４を、金型２０に設けたナイフブレード２１によって形成する際、タイヤを金型２０から抜取る時に生じる、ナイフ抜けやナイフ曲がりなどの損傷を効果的に抑制できることである。
【００２９】
その理由としては、まず、ジグザグ状部分９Ａを長さ方向に変位させるため、図３の側部断面図（平面図のＩ−Ｉ線断面）に示すように、サイプ巾方向の変位量Ｌｂを非常に小さく抑えることができるからであり、これによって、ナイフブレード２１に作用する厚さ方向の曲げ応力や曲げモーメントを低減しうる。
【００３０】
又ジグザグ状部分９Ａが深さ方向に同形状で連続するため、タイヤを金型から抜取る際の抵抗自体も小さくなり、ナイフブレード２１に作用する応力全体を低減できる。又長さ方向の変位が繰り返されるため、ナイフブレード２１に均一な応力が作用するようになる。そして、このような効果が互いに有機的に結合して、ナイフ抜けやナイフ曲がりなどの損傷が抑制されると推測される。
【００３１】
次に、ブロック剛性、およびナイフブレード２１の曲げ剛性を高く確保するためには、前記ジグザグ状部分９Ａをジグザグ形状（折れ線からなる）とする他に、前記サイピング４の長さ方向への変位の、深さに対する割合が一定、即ち図３の正面図における稜線Ｐ１、Ｐ２が傾斜直線となるように形成することが好ましい。これによって、ナイフブレード２１の曲がり部分が極力小さくなり、ナイフブレード２１の耐久性も向上する。
【００３２】
なお、このようなサイピング面４Ｓとして、図２、３の如く、平行四辺形面Ｓ１を組み合わせてなる三浦折りのものがある。この三浦折りは、平面を互いに合同な平行四辺形の区画に分割し、適正に山折りと谷折りとを繰り返すことにより、歪みのしわ寄せを生じることなく三次元的に折り畳む平面の折り畳み手段であって、宇宙科学研究所の三浦教授によって発案されたものである。
【００３３】
ここで、前記変位折返し部１０は、深さ方向に２個以上、さらに好ましくは３個以上配するのが良く、少ないと、対向するサイピング面４Ｓの間の凹凸の噛み合いが不十分となって、ブロック３の倒込み抑制効果が不足する。
【００３４】
又サイピング４の長さ方向への変位量Ｌａ（図３に示す）は、０．３〜４．０ｍｍであることが好ましく、０．３ｍｍ未満では、対向するサイピング面４Ｓの間の凹凸の噛み合いが不十分となって、ブロック３の倒込み抑制効果が不足する。逆に４．０ｍｍを越えると、タイヤを抜取る際の抵抗が大きくなり、生産性を損ねる。本発明ではより好ましく０．５〜２．０ｍｍに設定する。
【００３５】
なお、ジグザグ状部分９Ａについては、ジグザグの振幅Ｗを１〜１０ｍｍの範囲、かつその長さ方向のピッチＹを、前記振幅Ｗの０．６〜１０．０倍の範囲とするのが好ましい。
【００３６】
又周方向に隣り合うサイピング４、４の間の間隔Ｄは、２〜１０ｍｍの範囲とする。この時、隣り合うサイピング４、４は、互いに同形状かつ平行、即ち、サイピング４、４の間のゴム厚さが、長さ方向および深さ方向で実質的に一定とすることが好ましい。もしゴム厚さが不均一となると、タイヤを抜取る際の抵抗が不必要に大きくなる。
【００３７】
なおブロック５毎に、サイピング４における前記ジグザグの振幅ＷやピッチＹ、及び変位量Ｌａ等を違えることができ、又前記サイピング４を設けたブロックと、従来の２次元的なサイピングを設けたブロックとを混用することもできる。
【００３８】
又前記ナイフブレード２１は、当然ではあるが、図５の如く、前記サイピング４と同形状であり、長さ方向にジグザグ状部分２１Ａを有するとともに、深さ方向には、このジグザグ状部分２１Ａの形状を実質的に保持しつつ、前記ジグザグ状部分２１Ａが、長さ方向の一方／他方に変位を繰り返している。
【００３９】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【００４０】
【実施例】
図５のナイフブレードを有する金型を用いて、表１の仕様のサイピングを有する乗用車用タイヤ（サイズ１９５／６５Ｒ１５）を製造するとともに、その時のナイフブレード損傷の発生の割合を比較した。又製造したタイヤの雪氷上性能を比較した。
【００４１】
（１）ナイフブレード損傷；
タイヤをそれぞれ１０００本試作し、その時ナイフ抜け、或いはナイフ曲りの何れか一方が生じた件数で表示している。
【００４２】
（２）雪氷上性能；
各試供タイヤを、リム（１５ｘ６ＪＪ）、内圧（２００ｋＰａ）の条件で、乗用車（２０００ｃｃ；ＦＲ車）の全輪に装着し、氷雪路のテストコースを走行した時のハンドル応答性、剛性感、グリップ性等に関する特性をドライバーの官能評価により従来例を１００とする指数で表示している。指数の大きい方が良好である。
【００４３】
【表１】

【００４４】
【発明の効果】
本発明は叙上の如く構成しているため、ブロックの倒込み抑制効果を高く確保し、氷上性能を大幅に向上しうるとともに、加硫成形後にナイフブレードを抜き取る際に作用する厚さ方向の曲げ応力やモーメントを低く抑えることができ、ナイフ抜けやナイフ曲がりなどの損傷を抑制しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気入りタイヤのトレッドパターンを示す展開図である。
【図２】サイピングを示す斜視図である。
【図３】サイピングを示す３面図である。
【図４】各深さ位置におけるサイピングの開口縁形状を示す線図である。
【図５】サイピング形成用のナイフブレードを例示する斜視図である。
【図６】（Ａ）は３次元的立体曲面を有する従来的なサイピングの３面図、（Ｂ）はその問題点を示す線図である。
【符号の説明】
２ トレッド部
３ ブロック
３Ｓ ブロック表面
４ サイピング
４Ｓ サイピング面
９ 開口縁形状
９Ａ ジグザグ状部分
１０、１０Ａ、１０Ｂ 変位折返し部

Claims (6)

1. トレッド部に、タイヤ赤道を通る縦主溝と、その両側でタイヤ周方向にのびる２本の内の縦主溝と、その外側でタイヤ周方向にのびる外の縦主溝と、タイヤ軸方向内方にこれに交わる向きの横主溝とを設けることにより、トレッド部を、タイヤ赤道側の２本のリブと、その両外側に配置され、ブロックが周方向に隔置された内のブロック列、その各外側に配置されブロックが周方向に隔置されたショルダー側の外のブロック列とに区画するとともに、
   かつ前記リブ及び前記ブロックに、このブロックの一つの側縁側から他の側縁側にのびるサイピングを設け、
   しかも該サイピングは、ブロック表面で開口する開口縁形状が、前記ブロックの一つの側縁側の一端から他の側縁側の他端までの長さ方向の間に、曲線状又は折れ線状のジグザグ状部分を有し、
   かつ深さ方向には、前記開口縁形状を実質的に保持しつつ、前記ジグザグ状部分が長さ方向に変位するとともに、
   この長さ方向への変位を変位折返し部を介して一端の側、他端の側に繰り返すことにより、サイピング面は、平行四辺形面が組み合わされた三浦折り状をなし、
   かつサイピング間の周方向の間隔を２〜１０ｍｍとし、
   しかもサイピングの長さ方向への変位量Ｌａは、０．５〜２．０ｍｍとするとともに、 前記タイヤ赤道の一方側のリブは、該リブ側の１本飛ばしの前記横主溝によりタイヤ周方向に区分され、しかも前記タイヤ赤道の他方側のリブは、該リブ側の１本飛ばしの前記横主溝によりタイヤ周方向に区分されたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記タイヤ赤道の一方側のリブと、前記タイヤ赤道の他方側のリブとは、周方向に互い違いに区分されることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記内のブロック列のブロックの前記横主溝に臨む端縁部に、このブロックの前記横主溝に臨む壁面に沿う小巾溝を形成して小巾のリブ状体を形成したことを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記内のブロック列のブロックの前記外の縦主溝に臨む端縁部に、このブロックの前記外の縦主溝に臨む壁面に沿う小巾溝を形成して該小巾溝と同幅のリブ状体を形成した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. 前記サイピングの長さ方向への変位は、深さに対する変位の割合が一定であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の空気入りタイヤ。
6. 請求項１〜５の何れかに記載の空気入りタイヤを製造するタイヤ加硫金型。

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