JP4743956B2

JP4743956B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4743956B2
Application number: JP2000387087A
Authority: JP
Inventors: 稔之大橋
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2000-12-20
Filing date: 2000-12-20
Publication date: 2011-08-10
Anticipated expiration: 2020-12-20
Also published as: JP2002187412A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、少なくとも１本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し、特にスタッドレスタイヤとして有用である。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、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ものが知られている。かかるサイプの形状としては、サイプの深さ方向に形状が変化しない平面又は波型のサイプが従来は一般的であった。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。
【０００３】
しかし、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サイプが過度に倒れ込むことにより、逆にエッジ効果が小さくなり、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。
【０００４】
例えば、特開平５−５８１１８号公報には、サイプの倒れ込みを抑制すべく、図５に示すように、ブロック１に少なくとも１本のタイヤ幅方向のサイプ１０を設け、そのサイプ１０内の互いに対面する合面の一方に凸部２０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が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のスタッドレスタイヤでは、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、波型サイプと比較して、エッジ効果の方向が制限されるという欠点もある。
【０００６】
一方、サイプの全面を、凹部と凸部を有する３次元サイプによって形成することも可能であるが、ブロックの変形（倒れ込み）が過度に抑制されて、かえってエッジ効果が発現しにくくなるという問題が生じる。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、波型サイプの長所を生かしつつ、ブロックの倒れ込みを適度に抑制し、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ため、エッジ効果を好適に発現することができる空気入りタイヤを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち、本発明の空気入りタイヤは、少なくとも１本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おいて、前記サイプは、サイプ壁面がブロック表面から深さ方向に延び横断面形状が波状又はジグザグ状で振幅が深さ方向に略一定となる第１サイプ部と、その第１サイプ部より深い位置に配置され球面状の凹部と球面状の凸部とが形成されている第２サイプ部とを備え、前記第１サイプ部がブロック表面から深さ１〜３ｍｍの範囲内に形成されていることを特徴とする。
【０００９】
上記において、前記第１サイプ部の横断面形状の凹凸の周期と、前記第２サイプ部の凹部と凸部とを形成する横方向の周期とを略一致させてあることが好ましい。
【００１０】
その際、前記第１サイプ部の横断面形状の凹部の下端を、前記第２サイプ部の上端に設けた凹部に連続させると共に、前記第１サイプ部の横断面形状の凸部の下端を、前記第２サイプ部の上端に設けた凸部に連続させてあることが好ましい。
【００１１】
［作用効果］
本発明によると、ブロック表面から深さ方向に延び横断面形状が波状又はジグザグ状の第１サイプ部を有するため、いわゆる波型サイプの長所を生かすことができる。また、凹部と凸部とが形成されている第２サイプ部を有するため、ブロックの倒れ込みを抑制することができ、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。その際、第１サイプ部がブロック表面から適当な深さの範囲に形成されているため、第１サイプ部に隣接するブロックに適度な変形（適度な倒れ込み）が生じるため、その変形によってエッジ効果が確保し易くなる。その結果、波型サイプの長所を生かしつつ、ブロックの倒れ込みを適度に抑制し、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ため、エッジ効果を好適に発現することができるようになる。
【００１２】
また、前記第１サイプ部の横断面形状の凹凸の周期と、前記第２サイプ部の凹部と凸部とを形成する横方向の周期とを略一致させてある場合、第１サイプ部と第２サイプ部との境界部分をスムーズな形状で連続させ易くなり、タイヤが境界部分付近まで摩耗する際にも、意匠性を損ないにくく、またブロックの破損が生じにくくなる。また、脱型の際の変形部分がより少なくなるため、脱型性もより良好になる。
【００１３】
その際に前記第１サイプ部の横断面形状の凹部の下端を、前記第２サイプ部の上端に設けた凹部に連続させると共に、同様に凸部同士を連続させてある場合、第１サイプ部と第２サイプ部との境界部分がスムーズな形状となり、摩耗時の意匠性や、脱型性をより確実に向上させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
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。
本発明の空気入りタイヤは、図１に示すように、少なくとも１本のサイプ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３，５と斜溝４により区分されたブロック１が形成され、タイヤ幅方向に６列のブロック１が配列されている例を示す。
【００１５】
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の両端は、ブロック１に隣接する溝に開口しているが、それ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り、片側のみを留めたりと、パターン構成によって適宜使い分けることができる。
【００１６】
図２は、本発明におけるブロックの要部を示す一部破断した斜視図である。この図２では、ブロック１の一部を破断してサイプ１０の内面を露出させており、その内面の凹凸が分かり易いように、−記号と＋記号を付してある。
【００１７】
本発明におけるサイプ１０は、図２に示すように、サイプ壁面１４がブロック表面から深さ方向に延びる第１サイプ部１１を有し、この第１サイプ部１１の横断面形状は波状又はジグザグ状となっている。この横断面形状としては正弦波に近いものに限られず、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、何れの形状でもよい。
【００１８】
第１サイプ部１１の波状又はジグザグ状の形状における凹凸の周期（例えば凸−凸頂部間の距離）は、いわゆる波型サイプの特性を好適に発現する上で１．５〜５ｍｍが好ましく、振幅（両側頂部の高さの和）は１．５〜５ｍｍが好ましい。
【００１９】
また、第１サイプ部１１より深い位置には、凹部１２ａと凸部１２ｂとが交互に形成されている第２サイプ部１２が配置されている。なお、図３の（Ｉ）〜（III)は、図２におけるＩ−Ｉ矢視断面、II−II矢視断面、 III−III 矢視断面を夫々示している。
【００２０】
本実施形態では、図２〜図３に示すように、第１サイプ部１１の横断面形状の凹凸の周期と、第２サイプ部１２の凹部１２ａと凸部１２ｂとを形成する横方向の周期とを略一致させてあり、その際に、第１サイプ部１１の横断面形状の凹部１１ａの下端を、第２サイプ部１２の上端に設けた凹部１２ａに連続させると共に、第１サイプ部１１の横断面形状の凸部１１ｂの下端を、第２サイプ部１２の上端に設けた凸部１２ｂに連続させてある例を示す。
【００２１】
次に、図４に基づいて、各部のサイズについて説明する。なお、図４では、各部のサイズを説明し易いように、図３（Ｉ）とは、若干異なる形状を示している。
【００２２】
本発明における第１サイプ部１１は、ブロック表面から深さＷ１が１〜３ｍｍの範囲内に形成されており、好ましくはブロック表面から深さＷ１が１．５〜２．５ｍｍの範囲内である。深さＷ１が１ｍｍ未満では、ブロックの適度な変形によるエッジ効果の発現が困難になり、逆に深さＷ１が３ｍｍを超えるとブロックの倒れ込みが大きくなり、エッジ効果も小さくなる。
【００２３】
サイプ１０の溝幅Ｗ２は、ブロックの倒れ込みを適度に抑制しながら、エッジ効果を好適に発現する上で、０．２〜０．７ｍｍが好ましく、０．２〜０．４ｍｍがより好ましい。なお、サイプ全体の溝深さは、主溝深さの４０〜８０％が好ましい。
【００２４】
第２サイプ部１２の凹部１２ａと凸部１２ｂとの大きさは、対向する内面が十分な係合力を得る上で、縦幅Ｗ３が０．５〜２ｍｍ、同様に横幅も０．５〜２ｍｍが好ましい。凹部１２ａと凸部１２ｂとの最大深さＤは、対向する内面が十分な係合力を得ながら脱型性を維持する上で、０．５〜２ｍｍが好ましく、０．５〜１．５ｍｍがより好ましい。また、本発明では、凹部１２ａと凸部１２ｂとの間隔Ｗ４を０ｍｍとして凹部１２ａと凸部１２ｂとをスムーズに連続させるのが好ましい。
【００２５】
本発明では、第２サイプ部１２によるブロック１の倒れ込み抑制効果が大きいため、サイプ１０の本数を増やしてサイプ密度を高めることで、エッジ数を増やしてエッジ効果を更に高めることができる。このような観点から本発明では、サイプ密度０．１〜０．３ｍｍ／ｍｍ² が好ましく、０．１５〜０．２５ｍｍ／ｍｍ² がより好ましい。
【００２６】
本発明の空気入りタイヤは、上記の如きトレッドパターンＴを備える以外は、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。
【００２７】
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。
【００２８】
［他の実施形態］
以下、本発明の他の実施の形態について説明する。
【００２９】
（１）前述の実施形態では、第２サイプ部の凹部と凸部とが上下・左右に交互に規則正しく形成されている例を示したが、ランダムに配置されたり、配置の規則性が異なるものでもよい。但し、凹部と凸部とが上下又は左右に交互に規則正しく形成されているのが好ましく、その数や形状・大きさによって、凹部と凸部とがある程度バランスされているのが好ましい。
【００３０】
また、他の配置としては、第２サイプ部の凹部と凸部とを左右（横方向）に交互に形成しながら、上下（深さ方向）には凹部又は凸部の何れかだけとするものや、逆に上下にのみ交互に形成するもの、あるいは、正方形の四隅に配置せずに正三角形などの配置としてもよい。
【００３１】
（２）本発明では、第２サイプ部の凹部と凸部との形状が、球面状である。
【００３２】
また、第２サイプ部の凹部と凸部との縦横幅、最大深さを、それらが設けられる位置によって変化させてもよい。例えば溝底に深い位置ほど縦横幅、最大深さを、大きく又は小さくしてもよい。
【００３３】
（３）前述の実施形態では、図２及び図３に示すように、第１サイプ部１１と第２サイプ部１２との横方向の凹凸の周期を一致させて、第１サイプ部１１の横断面形状の凹部１１ａの下端を、第２サイプ部１２の上端に設けた凹部１２ａに連続させると共に、凸部１１ｂの下端を凸部１２ｂに連続させてある例を示したが、第１サイプ部と第２サイプ部の横方向の凹凸の周期は一致していなくてもよい。
【００３４】
また、第１サイプ部の下端と第２サイプ部の凹部又は凸部とは、連続していなくてもよい。その場合、第１サイプ部の下端をその振幅が徐々に小さくなる形状にするのが好ましい。また、第１サイプ部の下端と第２サイプ部の上端との中間に両部の連続をスムーズにするような中間部を設けてもよい。なお、図１に示すように、サイプ１０の両端又は一端には、平面状のサイプ部を有していてもよい。
【００３５】
（４）前述の実施形態では、図１に示すようなブロックパターンの例を示したが、この形状のブロックに限らず、平行四辺形、Ｖ字型、５角形、又は曲線基調のブロックでもよい。また、中央付近や端部近傍まで溝の入ったブロックや一部の陸部が周方向に連続するものでもよい。
【００３６】
（５）前述の実施形態では、図１に示すように、タイヤ幅方向に向けて複数列のサイプが形成された例を示したが、サイプの形成方向（中央線の方向）は、タイヤ幅方向と平行に限られるものではない。但し、中央線の方向とタイヤ幅方向とがなす角度は０〜４５°が好ましい。
【００３７】
（６）前述の実施形態では、図２に示すように、サイプがブロック表面に対して垂直になるように形成された例を示したが、ブロック表面の法線に対してサイプが若干（例えば１５°以下）傾斜していてもよい。
【００３８】
【実施例】
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。
【００３９】
（１）アイス制動性能
タイヤを実車（国産２０００ｃｃ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を示す。
【００４０】
（２）アイス旋回性能
タイヤを上記と同じ実車に装着し、１名乗車の荷重条件で同じ路面をレムニスケート曲線（８の字曲線：Ｒ＝２５ｍ円）にて走行し、そのラップタイムを指数で評価した。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を示す。
【００４１】
（３）耐摩耗性能
舗装道路を８０００ｋｍ走行したときの段差摩耗量（摩耗によるサイプとサイプとの段差）を測定し、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を示す。
【００４２】
実施例１
図１に示すようなトレッドパターンにおいて、図２〜図３のような形状のサイプを下記のサイズにて形成してサイズ１９５／６５Ｒ１５のラジアルタイヤを製造した。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。
【００４３】
サイプ深さを７ｍｍ、溝幅を０．３ｍｍ、第１サイプ部の振幅１．５ｍｍ、周期４．０ｍｍ、ブロック表面から深さ１．５ｍｍ、第２サイプ部の凹部・凸部の最大深さ１．０ｍｍ、縦横幅２．０ｍｍ、縦横の周期４．０ｍｍ、形状球面、とした。
【００４４】
比較例１（従来品）
実施例１において、第２サイプ部を第１サイプ部と同じ形状・サイズとしたこと（従来の波型サイプ）以外は、実施例１と同様にして、サイズ１９５／６５Ｒ１５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。
【００４５】
比較例２
実施例１において、第２サイプ部の上方に第１サイプ部を設ける代わりに、平面サイプをブロック表面から同じ深さ（１．５ｍｍ）まで形成すること以外は、実施例１と同様にして、サイズ１９５／６５Ｒ１５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。
【００４６】
比較例３
実施例１において、第１サイプ部を設ける代わりに、全体を第２サイプ部のみで形成すること以外は、実施例１と同様にして、サイズ１９５／６５Ｒ１５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。
【００４７】
比較例４
実施例１において、第１サイプ部をブロック表面から深さ５ｍｍまで設けた以外は、実施例１と同様にして、サイズ１９５／６５Ｒ１５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。
【００４８】
【表１】

表１の結果が示すように、実施例ではブロックの倒れ込みの適度な抑制効果により、アイス制動性能、アイス旋回性能及び耐摩耗性能が従来品より良好であった。これに対して、第１サイプ部を平面で形成した比較例２では、エッジ効果が不十分となり、アイス性能が低下した。また、第１サイプ部を形成していない比較例３では、ブロックの倒れ込みの抑制効果が大きくなりすぎて、エッジ効果が低く、アイス性能低下となった。更に、第１サイプ部の幅が広過ぎる比較例４では、ブロックの倒れ込みの抑制効果が小さく何れの性能についても改善効果が小さかった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気入りタイヤの一例のトレッド面を示す平面図
【図２】本発明におけるブロックの要部を示す一部破断した斜視図
【図３】、図２における断面図であり、（Ｉ）はＩ−Ｉ矢視断面図、（II）はII−II矢視断面図、（III ）はIII −III 矢視断面図
【図４】本発明における各部のサイズを説明するための要部拡大図
【図５】従来のサイプの例を示す一部断面で示した要部の斜視図
【符号の説明】
１ブロック
１０サイプ
１１第１サイプ部
１２第２サイプ部
１２ａ凹部
１２ｂ凸部
１４サイプ壁面
Ｔトレッドパターン

Claims

少なくとも１本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おいて、
前記サイプは、サイプ壁面がブロック表面から深さ方向に延び横断面形状が波状又はジグザグ状で振幅が深さ方向に略一定となる第１サイプ部と、その第１サイプ部より深い位置に配置され球面状の凹部と球面状の凸部とが形成されている第２サイプ部とを備え、前記第１サイプ部がブロック表面から深さ１〜３ｍｍの範囲内に形成されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記第１サイプ部の横断面形状の凹凸の周期と、前記第２サイプ部の凹部と凸部とを形成する横方向の周期とを略一致させてある請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記第１サイプ部の横断面形状の凹部の下端を、前記第２サイプ部の上端に設けた凹部に連続させると共に、前記第１サイプ部の横断面形状の凸部の下端を、前記第２サイプ部の上端に設けた凸部に連続させてある請求項２記載の空気入りタイヤ。