JP2010089541A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ドライ操縦安定性能を向上しつつ、アイス制動性能とアイス旋回性能とを両立した空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】トレッド面の陸部に、幅方向に延びるサイプ５を形成した空気入りタイヤにおいて、サイプ５を、トレッド面の踏面より始端し、サイプ５の溝底側に向かってサイプ幅が小となるように傾斜しつつ、サイプ壁面の途中で終端する傾斜面Ｉと、傾斜面Ｉとサイプ壁面とを連結する側面Ｅと、を有する幅広部６を、長手方向に沿ってサイプ壁面の両側に交互に備える。好ましくは、幅広部６の側面Ｅを、サイプ５の溝底側に向かって傾斜面Ｉの長さが小となるように傾斜するものとする。
【選択図】図３

Description

本発明は、トレッド面の陸部に、幅方向に延びるサイプを形成した空気入りタイヤに関し、特にスタッドレスタイヤとして有用である。

従来、スタッドレスタイヤでは、ブロックやリブなどの陸部にサイプと呼ばれる切り込みを形成しており、このサイプによるエッジ効果や除水効果によって、摩擦係数が低いアイス路面での走行性能（以下、「アイス性能」という。）を高めている。かかるサイプとしては、長手方向に沿って直線状に延びる直線サイプや、波形状に延びる波形サイプなどが実用化されている。

例えば、下記特許文献１では、トレッド面に複数のブロックを設けるとともに、該ブロックに１本以上の幅方向に延びるサイプを形成した空気入りタイヤにおいて、サイプの回転方向前側側面の開口側に、半径方向外側に向かって回転方向前方に傾斜した傾斜面を形成した空気入りタイヤが記載されている。かかる空気入りタイヤは、サイプの開口側に傾斜面を形成し、傾斜面のエッジ部でのエッジ効果を高めることにより、アイス路面での制動性能（以下、「アイス制動性能」という。）の向上を図るものである。しかし、かかる空気入りタイヤでは、タイヤの幅方向（旋回方向）に作用するエッジ成分がないため、アイス路面での旋回性能（以下、「アイス旋回性能」という。）の点で、さらなる改良の余地があった。また、かかる空気入りタイヤでは、エッジ効果を高めるためにサイプの傾斜面の傾斜角度を大きくすると、そのサイプを形成したブロックにてブロック剛性が低下するため、乾燥路面での操縦安定性（以下、「ドライ操縦安定性能」という）が悪化する、あるいはブロック前後での偏摩耗が発生する傾向があった。

下記特許文献２では、トレッド面に複数のブロックを設けるとともに、該ブロックに幅方向に延びるサイプを形成した空気入りタイヤにおいて、該サイプの幅を、両端部を含めた少なくとも３箇所で、トレッド面からサイプ底まで幅広にした空気入りタイヤが記載されている。しかし、かかる空気入りタイヤでは、サイプの開口側に傾斜面を設けていないため、サイプのエッジ効果が不十分となり、アイス制動性能およびアイス旋回性能の両方においてさらなる改良の余地があった。さらに、サイプの幅を、両端部を含めた少なくとも３箇所で、トレッド面からサイプ底まで幅広にしたことにより、そのサイプを形成したブロックにてブロック剛性が低下しやすく、やはりドライ操縦安定性能が悪化する、あるいはブロック前後での偏摩耗が発生する傾向があった。

また、下記特許文献３では、トレッド面に複数のサイプを形成した空気入りタイヤにおいて、該サイプを同一方向に延びる主部と、主部に対して略直行する方向に延びる連結部とから構成し、かつ隣接する主部を、深くなるに従い相互間距離が大となるように半径方向に対してそれぞれ逆方向に傾斜させた空気入りタイヤが記載されている。また、下記特許文献４では、トレッド面に複数のサイプを形成した空気入りタイヤにおいて、該サイプはトレッド面の踏面側で互いに離間しており、溝底側で互いに接近または連結している空気入りタイヤが記載されている。しかし、これらの空気入りタイヤでは、いずれもサイプのエッジ効果が不十分となり、やはりアイス制動性能およびアイス旋回性能の両方においてさらなる改良の余地があった。
特開２００７−２２３４９３号公報 特開平９−２７２３１２号公報 特開２０００−３１８４１３号公報 特開平１１−７８４３０号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ドライ操縦安定性能を向上しつつ、アイス制動性能とアイス旋回性能とを両立した空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち、本発明に係る空気入りタイヤは、トレッド面の陸部に、幅方向に延びるサイプを形成した空気入りタイヤにおいて、前記サイプが、トレッド面の踏面より始端し、前記サイプの溝底側に向かってサイプ幅が小となるように傾斜しつつ、サイプ壁面の途中で終端する傾斜面と、前記傾斜面とサイプ壁面とを連結する側面と、を有する幅広部を、長手方向に沿ってサイプ壁面の両側に交互に備えることを特徴とする。

上記空気入りタイヤでは、幅方向に延びるサイプが、トレッド面の踏面より始端し、サイプの溝底側に向かってサイプ幅が小となるように傾斜しつつ、サイプ壁面の途中で終端する傾斜面を有する幅広部を備えるため、かかる傾斜面のエッジ部分にて接地圧が大きくなり、周方向に作用するエッジ効果が高まる。さらに、かかるサイプが、長手方向に沿ってサイプ壁面の両側に交互に有する幅広部を備えるため、傾斜面のエッジ部分にて作用するエッジ効果が、アイス路面での制動時および加速時の両方において高まる。加えて、かかるサイプが、長手方向に沿ってサイプ壁面の両側に交互に有する幅広部を備える場合、サイプを形成する陸部の剛性低下を抑制しつつ、サイプ壁面に対する傾斜面の傾斜角度を大きくすることができる。その結果、ドライ操縦安定性能を向上しつつ、特に空気入りタイヤのアイス制動性能を向上することができる。

また、上記空気入りタイヤでは、サイプが、傾斜面とサイプ壁面とを連結する側面を有する幅広部を備えるため、かかる側面のエッジ部分にて接地圧が大きくなり、幅方向（旋回方向）にもエッジ効果が作用する。その結果、空気入りタイヤのアイス旋回性能を向上することができる。

上記の空気入りタイヤにおいて、前記幅広部の側面が、前記サイプの溝底側に向かって前記傾斜面の長さが小となるように傾斜するものであることが好ましい。かかる空気入りタイヤでは、サイプが、サイプの溝底側に向かって傾斜面の長さが小となるように傾斜する側面を有する幅広部を備えるため、かかる側面のエッジ部分にて接地圧が特に大きくなり、旋回方向に作用するエッジ効果がより高まる。その結果、空気入りタイヤのアイス旋回性能をさらに向上することができる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る空気入りタイヤのトレッド面の一例を示す展開図である。この空気入りタイヤは、複数のブロック１（陸部の一例）とリブ２（陸部の一例）とを有するトレッドパターンを備える。ブロック１は、タイヤ周方向に延びる主溝３とタイヤ幅方向に延びる横溝４とによって４列のブロック列として区分されている。この図では、各ブロック列にてブロック１を区分する横溝４の周方向位置を、ブロック列ごとに異ならせて配置している。また、リブ２は、タイヤ赤道線ＣＬを挟んで幅方向最内側にて周方向に延びる２本の主溝３によって、タイヤ赤道線ＣＬを含むように区分されている。矢印Ｓは、タイヤ装着時の回転方向を示す。

ブロック１およびリブ２には、幅方向に延びるサイプ５が形成されている。アイス制動性能とアイス旋回性能とを向上するためには、ブロック１には少なくとも２本のサイプ５が形成されることが好ましい。図示した例では、ブロック１には６本のサイプ５が形成されている。一方、リブ２には、サイプ５を所定の間隔で適宜形成すればよい。本発明において、サイプ５は、ブロック１および／またはリブ２の側壁にて、片端または両端が閉口してもよく、両端が開口するものであってもよい。

図２は、ブロック１の斜視図を示し、図３はサイプ５の部分拡大図を示す。図示のとおり、幅方向に延びるサイプ５は、トレッド面の踏面より始端し、サイプ５の溝底側に向かってサイプ幅が小となるように、タイヤ半径方向に対して傾斜しつつ、サイプ壁面の途中で終端する傾斜面Ｉと、傾斜面Ｉとサイプ壁面とを連結する側面Ｅとを有する幅広部６を備える。このため、本発明に係る空気入りタイヤでは、傾斜面Ｉのエッジ部分にて周方向（制動方向）に作用するエッジ効果が高まり、かつ側面Ｅのエッジ部分にて幅方向（旋回方向）にもエッジ効果が作用する。加えて、サイプ５が、長手方向に沿ってサイプ壁面の両側に交互に幅広部６を備えるため、サイプ５を形成する陸部の剛性低下を抑制しつつ、サイプ壁面に対する傾斜面Ｉの傾斜角度を大きくすることができる。その結果、本発明に係る空気入りタイヤでは、ドライ操縦安定性能を向上しつつ、アイス制動性能とアイス旋回性能とを両立することができる。

ここで、ドライ操縦安定性能を向上しつつ、アイス制動性能とアイス旋回性能とを両立するためには、トレッド面の踏面における傾斜面Ｉのサイプ長手方向での長さＷは１〜４ｍｍであることが好ましく、トレッド面の踏面からの傾斜面Ｉの深さＤは０．５〜４ｍｍであることが好ましく、トレッド面の踏面における側面Ｅの長さＴは０．２〜０．６ｍｍであることが好ましい。また、サイプ５の深さＨに対する傾斜面Ｉの深さＤの比（Ｄ／Ｈ）は、７〜４０％であることが好ましい。サイプ５の深さＨに対する傾斜面Ｉの深さＤの比（Ｄ／Ｈ）が上記範囲外であると、傾斜面Ｉのエッジ部分にて作用するエッジ効果が低くなる傾向がある。

本実施形態では図示のとおり、サイプ５は、サイプの長手方向に沿ってサイプ壁面の両側に交互に、連続的に配設された幅広部６を備える。この場合、傾斜面Ｉも同様にサイプの長手方向に沿ってサイプ壁面の両側に交互に、連続的に配設されることとなり、ブロック１の剛性低下を抑制しつつ、周方向（特に制動方向）に作用するエッジ効果を、効率よく高めることができる。

図１〜３では、サイプ５が直線サイプである例を示したが、本発明はこれに限らず、上述した幅広部を、長手方向に沿ってサイプ壁面の両側に交互に備えるものであれば、サイプとして波形サイプやジグザグサイプを形成したものであってもよい。波形サイプやジグザグサイプでは、直線サイプに比べてサイプの開口部が狭くなり難いので、幅広部による開口部の狭小化を抑制する効果と相俟って、サイプによるエッジ効果や除水効果を効果的に確保できるうえ、ドライ路面での陸部の倒れ込みを抑制できる。

本発明の空気入りタイヤは、陸部に上記の如きサイプが形成されること以外は、通常の空気入りタイヤと同等であり、従来公知の材料、形状、構造、製法などが何れも本発明に採用できる。

本発明は、いわゆる夏用タイヤにも適用できるが、アイス性能に優れていることから、特にスタッドレスタイヤ（冬用タイヤ）として有用である。

［他の実施形態］
（１）前述の実施形態では、特にブロック１にて、トレッド面の踏面より始端し、サイプ５の溝底側に向かってサイプ幅が小となるように傾斜しつつ、サイプ壁面の途中で終端する傾斜面Ｉと、傾斜面Ｉとサイプ壁面とを連結する側面Ｅとを有する幅広部６を備えるサイプ５を形成した例を示したが、本発明においてはリブ２にて、同様に幅広部６を備えるサイプ５を形成してもよい。

（２）前述の実施形態では、側面Ｅがタイヤ半径方向に対して傾斜していない例を示したが、図４に示すとおり、幅広部６の側面Ｅが、サイプ５の溝底側に向かって、傾斜面Ｉの、サイプ長手方向での長さが小となるように傾斜するものであるものであってもよい。この場合、側面Ｅのエッジ部分にて旋回方向に作用するエッジ効果がより高まる。その結果、空気入りタイヤのアイス旋回性能をさらに向上することができるため好ましい。ここで、アイス制動性能を向上しつつ、アイス旋回性能をより向上するためには、図４に示す側面Ｅの長手方向長さＴ１は、０．３〜１ｍｍであることが好ましい。

（３）前述の実施形態では、サイプ５は、サイプの長手方向に沿ってサイプ壁面の両側に交互に、連続的に配設された幅広部６を備える例を示したが、図５（ａ）に示すとおり、サイプの長手方向に沿ってサイプ壁面の両側に交互に、重複するように配設された幅広部６を備えるものであってもよい。この場合、サイプが倒れ込んだ場合であっても、サイプ壁面の両側の幅広部６が重なり合う部分にて、溝体積が確保されるため、サイプの除水効果が高まる傾向がある。また、図５（ｂ）に示すとおり、サイプの長手方向に沿ってサイプ壁面の両側に交互に、一定の間隔Ｌを空けて断続的に配設された幅広部６を備えるものであってもよい。この場合、トレッド面の踏面における傾斜面Ｉのサイプ長手方向での長さＷに対する間隔Ｌの比（Ｌ／Ｗ）は、５０％以下であることが好ましい。Ｌ／Ｗが大きくなりすぎると、サイプ５の総長さに対する傾斜面Ｉの長さＷの比が低下し、かつ側面Ｅの数も少なくなるため、空気入りタイヤのアイス制動性能およびアイス旋回性能が低下する傾向がある。

（４）前述の実施形態では、トレッド面の踏面に現れる幅広部６の形状が長方形となるように形成された例を示したが、図５（ｃ）に示すとおり、台形となるように形成されたものであってもよい。この場合、側面Ｅでのエッジ効果を維持するために、トレッド面の踏面における周方向（回転方向）Ｓと側面Ｅとの角度θは３５°以下であることが好ましい。

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
テストタイヤ（タイヤサイズ：１９５／６５Ｒ１５）を実車（１５００ｃｃクラスのセダン（４ＷＤ車））に装着し、アイス路面を走行して速度４０ｋｍ／ｈから制動力をかけてＡＢＳを作動させた際の制動距離を測定することで評価した。比較例１の制動距離の逆数を１００として指数で示し、数値が大きいほどアイス制動性能が良好であることを示す。

（２）アイス旋回性能
タイヤを上記の実車に装着し、アイス路面を走行して速度２０ｋｍ／ｈでＪターンした際に、タイヤの全輪にかかる横力値（Ｇ）を測定することで評価した。比較例１の横力値（Ｇ）を１００として指数で示し、数値が大きいほどアイス旋回性能が良好であることを示す。

（３）ドライ操縦安定性能
タイヤを上記の実車に装着し、１名乗車の荷重条件で一般路をドライ条件下にて走行し、操縦安定性のフィーリング評価を行い、その評価ポイントを指数で評価した。比較例１の評価を１００として指数で示し、数値が大きいほどドライ操縦安定性能が良好であることを示す。

比較例１
図１に示すトレッド面を備えた空気入りタイヤにおいて、主溝３および横溝４の溝深さを８．７ｍｍ、サイプ５のサイプ深さを６．３ｍｍ、サイプ幅を０．３ｍｍとし、図２〜４および６に示す幅広部を備えないサイプ５をトレッド面の陸部に形成した空気入りタイヤを製造した。かかるタイヤを用いて、上記の各性能評価を行った結果を表１に示す。

比較例２
図１に示すトレッド面１を備えた空気入りタイヤにおいて、サイプ５を、長手方向に沿ってエッジ部全体に傾斜面を備えたものとし、サイプ５のトレッド面の踏面におけるサイプ幅を０．６ｍｍ、トレッド面の踏面からの傾斜面の深さを２ｍｍとした以外は、比較例１と同じ構成である空気入りタイヤを製造した。かかるタイヤを用いて、上記の各性能評価を行った結果を表１に示す。

実施例１〜６
図１〜３に示す空気入りタイヤにおいて、サイプ５を、トレッド面の踏面における傾斜面Ｉのサイプ長手方向での長さＷ、トレッド面の踏面における側面Ｅの長さＴ、およびトレッド面の踏面からの傾斜面Ｉの深さＤを表１に記載する寸法に設定した幅広部６を備えるものとした以外は、比較例１と同じ構成である空気入りタイヤを製造した。かかるタイヤを用いて、上記の各性能評価を行った結果を表１に示す。

実施例７〜８
サイプ５を、図４に示す幅広部６を備えるものとし、側面Ｅの長手方向長さＴ１を表１に記載する寸法に設定した以外は、実施例１〜６と同じ構成である空気入りタイヤを製造した。かかるタイヤを用いて、上記の各性能評価を行った結果を表１に示す。

比較例３
図１に示すトレッド面１を備えた空気入りタイヤにおいて、サイプ５を図６に示すとおり、長手方向の長さＷ’を２ｍｍ、側面の長さＴ’を０．３ｍｍとし、トレッド面の踏面よりサイプ底まで幅広とした（傾斜面を有しない）幅広部６を、サイプ５の長手方向に沿ってサイプ壁面の両側に交互に、断続的に備えるものとした以外は、比較例１と同じ構成である空気入りタイヤを製造した。かかるタイヤを用いて、上記の各性能評価を行った結果を表１に示す。

表１の結果から、実施例１〜８の空気入りタイヤでは、比較例１の空気入りタイヤに比べて、ドライ操縦安定性能を向上しつつ、アイス制動性能とアイス旋回性能とを両立できることがわかる。特に、実施例７〜８の空気入りタイヤでは、幅広部６の側面Ｅが、サイプ５の溝底側に向かって傾斜面Ｉの長さが小となるように傾斜するものであるため、アイス旋回性能が著しく向上することがわかる。一方、比較例２の空気入りタイヤでは、タイヤの幅方向（旋回方向）に作用するエッジ成分がないため、比較例１の空気入りタイヤに比べて、アイス旋回性能が悪化した。また、比較例３の空気入りタイヤでは、サイプの開口側に傾斜面を有しないため、タイヤの周方向（制動方向）に作用するエッジ成分が存在せず、かつトレッド面の踏面よりサイプ底まで幅広とした幅広部を有するため、比較例１の空気入りタイヤに比べて、アイス制動性能およびアイス旋回性能はやや向上するもののドライ制動性能が大きく悪化した。

本発明に係る空気入りタイヤのトレッド面の一例を示す展開図 ブロックの斜視図の一例 サイプの部分拡大図の一例 サイプの部分拡大図の一例 （ａ）〜（ｃ）トレッド面の踏面におけるサイプの形状の例 比較例３のサイプの部分拡大図の一例

符号の説明

１：ブロック
２：リブ
３：主溝
４：横溝
５：サイプ
６：幅広部
Ｉ：傾斜面
Ｅ：側面

Claims (2)

1. トレッド面の陸部に、幅方向に延びるサイプを形成した空気入りタイヤにおいて、
   前記サイプが、トレッド面の踏面より始端し、前記サイプの溝底側に向かってサイプ幅が小となるように傾斜しつつ、サイプ壁面の途中で終端する傾斜面と、前記傾斜面とサイプ壁面とを連結する側面と、を有する幅広部を、長手方向に沿ってサイプ壁面の両側に交互に備えることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記幅広部の側面が、前記サイプの溝底側に向かって前記傾斜面の長さが小となるように傾斜するものである請求項１に記載の空気入りタイヤ。

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