JP4315985B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、複数のサイプを形成したブロックを複数有するトレッドパターンを備えた空気入りタイヤに関するものである。本発明の空気入りタイヤは、特にスタッドレスタイヤに適したものである。

スタッドレスタイヤのアイス性能を向上させる目的で、タイヤパターンの各部（センター部、メディエイト部、ショルダー部）に複数のサイプを配置したトレッドパターンが知られている。かかるサイプの形状としては、従来はサイプの深さ方向に形状が変化しない平面又は波形のサイプが一般的であった。このようなサイプをブロックに形成することにより、エッジ効果、除水効果、及び凝着効果が向上するため、サイプの本数は近年増加する傾向にあった。

しかるに上記のようにサイプの本数を増やしてサイプ密度を高めていくと、エッジ数は増えるものの、ブロック全体の剛性が低下してタイヤの接地時におけるブロック構成ゴムが変形して倒れ込むこととなり、逆にエッジ効果が小さくなって、アイス性能も低下するという問題が生じる。このため、サイプの形状を深さ方向で変化させて、サイプの倒れ込みを抑制した、いわゆる３次元サイプが近年注目されている（例えば特許文献１〜３）。

特許文献１に開示の空気入りタイヤは、サイプの倒れ込みを抑制すべく、ブロックに少なくとも１本のタイヤ幅方向のサイプを設け、そのサイプ内の互いに対面する係合面の一方に凸部を形成し、他方に該凸部に噛み合うディンプルを形成したスタッドレスタイヤである。

特許文献２に開示の空気入りタイヤは、波形サイプの振幅を深さ方向位置で変化させることにより、波形サイプを３次元化したものである。

特許文献３に提案されている空気入りタイヤは特許文献１、２の技術が有する課題を解決したものであって波形サイプの長所を生かしつつ、深さ方向に十分な係合力を得ることができ、しかもブロックの倒れ込み方向によりその抑制効果が左右されにくい空気入りタイヤを提供することを目的とし、ブロック表面の波線又はジグザグ線から深さ方向に延びる基準面を有すると共に、その基準面の表側頂部及び裏側頂部に対して縦断面が凹状の係合面を各々設けたサイプを有することを特徴とする。

特開平５−５８１１８号公報 特開平１２−６６１９号公報 特許第３５１６６４７号公報

しかし、上記のスタッドレスタイヤでは、係合面の一方に凸部のみを形成するため、倒れ込み抑制作用がブロックの倒れ込みの方向により異なるため、何れかの方向の倒れ込み抑制作用が不十分になるという問題がある。即ち、凸部の突出側へのブロックの倒れ込みには凸部とディンプルとの係合部の圧接力が大きくなって、倒れ込み抑制作用が大きくなるのに対して、逆方向の倒れ込みには凸部とディンプルとの係合部の圧接力が小さくなって、倒れ込み抑制作用も小さくなる。また、平面サイプ（直線サイプ）を前提とするため、波形サイプと比較して、エッジ効果の方向が制限されるという欠点もある。

特許文献２には、波形サイプの振幅を深さ方向位置で変化させることにより、波形サイプを３次元化したトレッドパターンが提案されているが、かかる振幅の変化のみでは、壁面の深さ方向のズレに対する十分な係合力が得られにくいため、サイプの倒れ込み抑制効果が不十分となり易い。

また特許文献３のパターンは、サイプはブロック表面の波線又はジグザグ線から深さ方向に延びており、この波に凹状の係合面が設けられ、係る波と凹凸の係合によりサイプの倒れ込みを防止しており、上記特許文献２の場合よりも優れているが、なおサイプの倒れ込み抑制効果の向上が求められる。

本発明の目的は、波形サイプの長所を生かしつつ、特許文献３のパターンよりもさらに深さ方向に十分な係合力を得ることができ、しかもブロックの倒れ込み方向によりその抑制効果が左右されにくい空気入りタイヤを提供することにある。

本発明の空気入りタイヤは、複数のサイプを形成した複数のブロックを有するトレッドパターンを備えた空気入りタイヤにおいて、
前記サイプは、ブロック表面においてジグザグないし波線状であって深さ方向に波状溝として形成されており、
前記波状溝は、波面方向に副波状部を有し、かつ波の山部に凹部を有することを特徴とする。

上記構成のトレッドパターンによれば、波形サイプの長所を生かしつつ、特許文献３のパターンよりもさらに深さ方向に十分な係合力を得ることができ、しかもブロックの倒れ込み方向によりその抑制効果が左右されにくい空気入りタイヤが得られる。

本発明の３次元サイプを形成するタイヤ成形用の金型に配設するサイプ形成部材は、他の複雑なサイプ形状形成用部材と比較すると、比較的製造が容易であるという効果も有する。

本発明の好適な実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１はタイヤトレッド部の平面図である。本発明の空気入りタイヤは、図１に示すように、複数のサイプ１０を形成したブロック１を複数有するトレッドパターンＴを備える。本実施形態では、周方向溝２と横溝３と斜溝４により区分された４角形ないし５角形のブロック１が形成され、タイヤ幅方向に６列のブロック１が配列されている。図１に例示したサイプは、トレッドのブロック表面に表れる形状はジグザグ状である。ジグザグ形状の場合、角部（ジグザグの山と谷）は、円弧状に形成することが好ましい。サイプを波形状とする場合、該波形状としては特に限定されるものではなく、正弦波に近いもの、直線と曲線とを交互に組み合わせた波線や矩形波に近いもの等を例示することができる。

図１に例示の形態においては、各々のブロック１には、タイヤ幅方向に向けて複数列のサイプ１０が形成されており、各々のサイプ１０は、ブロック１に隣接する溝に開口している。本発明においてサイプはこの形態に限定されるものではなく、ブロック１の側壁から露出せずにブロック１の側壁の内側に留めたもの、片側のみを留めたもの等を、パターン構成によって適宜使い分けることができる。

サイプ１０における波線又はジグザグ線の周期は、いわゆる波形サイプの特性を好適に発現する上で１．５〜４．０ｍｍであることが好ましく、振幅（ｈ）は１．０〜２．５ｍｍであることが好ましい。また、サイプ１０の深さは３〜１０ｍｍであることが好まく、溝幅はしい。

本発明においては、サイプ１０の溝幅が小さいほど、係合面によるブロック１の倒れ込み抑制効果が大きくなるが、溝幅が小さ過ぎるとエッジ部が生じにくくなり、エッジ効果が低減するため、サイプの溝幅は０．２〜０．７ｍｍであることが好ましい。またサイプの密度は、０．１〜０．３ｍｍ／ｍｍ^２であることが好ましく、０．１５〜０．３ｍｍ／ｍｍ^２であることがより好ましい。

図２はサイプの形状を示した部分断面を含むブロックの一部、例えば図１のＭ部を拡大した斜視図である。この図においては、トレッドのブロック１の表面に表れる形状はジグザグ形状であるサイプを例示した。サイプ１０は、ブロックのゴム部２１と２３との間に波状溝として形成されており、該波状溝は、ゴム部２１にブロックの深さ方向に連接して形成された断面が略三角形の凸条１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ，・・・と溝形成において対向するゴム部２３に連接して形成された凸条１３とが凸条の頂部を対向するゴム部の凸条の連接部である谷に臨むように形成された構造を有するものである。ブロック表面においてジグザグないし波線状のサイプの周期はＴ、振幅はｈである。図２の例においては、凸条の山の先端と谷の底は尖っているが、上述のように円弧状に形成することが好ましい。

凸条１２（１２ａ，１２ｂ，・・・）は、この凸条が形成する波面方向に副波状部１４を有し、かつ凸条１２には凸条が形成する波の山部が凹となる凹部１６、１８が形成されている。凹部の数は、図２においては２個の例を示したが１個でも３個でもよく、特に限定されるものではない。また凹部の位置も特に限定されない。また図２においては、副波状部は、く字状の波が１個形成された例を示したが、凸条全体が波状であってもよく、また波の形状も特に限定されず、正弦波等の形状であってもよい。

図３は、図２の凸条１２ａを対向ゴム部２３側から見た正面図である。凸条１２ａにはく字状の副波状部１４が１個形成されており、凹部はサイプの深さ方向に対して垂直に溝状に２個形成されている（１６、１８）。副波状部１４の振幅Ｈは１〜４ｍｍであることが好ましい。

図４は図２のＸ−Ｘ断面図であり、図４（ａ）は凹部１６、１８の断面形状が円弧状の例であり、図４（ｂ）は凹部１６、１８の断面形状がＶ字状の例である。図４（ｃ）は図４（ａ）の凹部の部分を拡大した図である。サイプの溝を構成するゴム部２１の凸条１２（１２ｃ）の山部に形成された凹部１６、１８に対して、対向するゴム部２３に連接して形成された凸条１３の谷部に凸部１６ａ、１８ａがサイプ１０の溝幅を隔てて形成されて該凹部と凸部にて係合部を構成し、タイヤ接地時のブロックの変形時に係合し、ブロックの倒れ込みを抑制する作用を奏する。

サイプ１０の山部に形成された凹部１６，１８の深さＷは、サイプ１０の波線又はジグザグ線の振幅（ｈ）の１／２以下であることが好ましく、０．５〜１．０ｍｍであることがより好ましい。深さＷが０．５ｍｍ未満では、サイプ１０の倒れ込み抑制効果が不十分となる傾向があり、１．０ｍｍを超えると、タイヤ加硫成型後の脱型時に抵抗が大きくなる傾向がある。

また、凹部１６の開口部の大きさＬは０．５〜２．５ｍｍであることが好ましい。開口部の大きさＬが０．５ｍｍ未満では、ブロック１の倒れ込み抑制効果が不十分となる傾向があり、２．５ｍｍを超えると、深さＷとの関係で、相対的に例えば凹部１６と溝形成において対向するゴム部の凸部との傾斜角ないし湾曲が小さくなるため、ブロック１の倒れ込み抑制効果が不十分となる傾向がある。

１つの凸条に凹部が複数ある場合、その大きさ（開口部の大きさＬ、深さＷ）は同じであっても異なってもよい。１つの凸条に凹部が複数ある場合、その間隔Ｐ（図２参照）は小さすぎると、隣接する凹部を隔てるゴム部が薄くなって剛性が低下し、ブロック構成ゴム部の倒れ込み防止効果が十分ではなくなるので、１ｍｍ以上であることが好ましい。図２〜４に示した凹部は、溝状であるが、凸状の頂部から形成された半円球のような形状であってもよい。この場合凹部の深さは最大深さを意味する。

本発明の空気入りタイヤにおいて、サイプに形成された凹部は、１つのブロックにおいて、センター部の深さがショルダー部の深さよりも浅いことが好ましい。係る構成によれば、センター部のブロックの倒れ込みがショルダー部のブロックより大きいために、アイス制動においては有効であり、ドライハンドリングにおいては、ショルダー部の倒れ込みがセンター部より小さいために有効なタイヤとなって、アイス制動、ドライハンドリング性能のバランスが良好なタイヤが得られる。深さの浅い凹部を有するサイプは、ブロックの各辺に最も近いものであることが好ましい。

本発明の空気入りタイヤは、前述の如き作用効果を奏し、アイス性能に優れるため、特にスタッドレスタイヤとして有用である。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、タイヤの各性能評価は、次のようにして行った。

（１）アイス制動性能
タイヤを実車（国産３０００ｃｃクラスのＦＦセダン）に装着し、１名乗車の荷重条件にて、凍結した路面を走行させ、速度４０ｋｍ／ｈで制動力をかけてフルロックした際の制動距離を指数で評価した。なお、評価は従来品（比較例１）を１００としたときの指数表示で示し、数値が大きいほど良好な結果であることを示す。

（２）ドライハンドリング性能
タイヤを上記の実車の全輪に装着し、ドライ路面にて直進走行や旋回走行、制動などを実施し、ドライバーの官能試験によりハンドリング性を評価した。評価は、比較例１を１００としたときの指数で示し、数値が大きいほどドライ性能に優れていることを示す。

（実施例１、２）
図１に示すようなトレッドパターンにおいて、図２のような形状であって、正弦波状の波形形状のサイプを形成してサイズ２０５／６５Ｒ１５のラジアルタイヤを製造した。サイプの深さは７ｍｍ、溝幅は０．３ｍｍ、振幅（ｈ）２ｍｍ、周期２ｍｍ、凹部（係合面）は図２のように断面円弧状のものを２個設け、その中心はブロック表面からの深さを３ｍｍと６ｍｍとした。副波状部は図２のように略く字状であり、振幅Ｈは１．５ｍｍであり、凹部の深さは、サイプを構成する同一の凸条においては同じとし、表１に示した。このタイヤを用いて、上記の各性能評価を行った結果を表１に示す。

（比較例１）
実施例１において、サイプの振幅（ｈ）を２ｍｍとし、凹部を形成しない点以外は同様にして、サイズ２０５／６５Ｒ１５のラジアルタイヤを製造し、上記の各性能評価を行った。その結果を表１に示す。

（比較例２）
実施例１において、サイプの振幅（ｈ）を３ｍｍとし、凹部を形成しない点以外は同様にして、サイズ２０５／６５Ｒ１５のラジアルタイヤを製造し、上記の各性能評価を行った。その結果を表１に示す。

表１の結果より、本発明のサイプを備えたタイヤは、アイス制動、ドライハンドリング性能の双方において従来のタイヤの性能よりも優れたものであることが分かる。とりわけ１つのブロックにおいて、センターの凹部の深さをショルダー部より浅く設定した実施例２のタイヤは、特に優れた性能を示すものであった。

タイヤトレッド部の平面図 サイプの形状を示した部分断面を含むブロックの斜視図 図２の凸条１２ａを対向ゴム部２３側から見た正面図 図２のＸ−Ｘ断面図

符号の説明

１０ サイプ
１４ 副波状部
１６、１８ 凹部

Claims (4)

1. 複数のサイプを形成した複数のブロックを有するトレッドパターンを備えた空気入りタイヤにおいて、
   前記サイプは、ブロック表面においてジグザグないし波線状であって深さ方向に波状溝として形成されており、
   前記波状溝は、波状面方向に副波状部を有し、かつ波の山部に凹部を有することを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記凹部の深さが０．５〜１．５ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記副波状部の波の高さが１．０〜５．０ｍｍ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. 前記凹部は、１つの前記ブロックにおいて、センター部の深さがショルダー部の深さよりも浅い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。