JP5040640B2

JP5040640B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP5040640B2
Application number: JP2007333857A
Authority: JP
Inventors: 佳昌橋本
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2007-12-26
Filing date: 2007-12-26
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2027-12-26
Also published as: JP2009154649A

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、氷上性能を改善するようにした空気入りタイヤに関する。

一般に、スタッドレスタイヤは、氷上での制駆動性能を確保するため、ブロックの接地面にタイヤ幅方向に延在するサイプを配置するようにしている。制駆動性能を高めるために、同じブロック内でサイプの数を増加すると、エッジ効果は向上するものの、ブロック剛性の低下により接地面積が減少し、その結果、氷上摩擦力が低下する問題が発生する。その対策として、サイプを深さ方向に屈曲させた３次元形状にすることにより、ブロック剛性の低下を抑制するようにした技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、制動時にはブロックに大きな剪断力が作用するため、ブロックの踏み込み側が浮き上がり、踏み込み側のサイプが大きく開くことが避けられない。その結果、ブロックの接地圧分布が不均一になり、氷上での接地性が低下する一方、大きく開いたサイプへの雪詰まりの発生によりブロックの接地面積が減少するため、氷上制動性能に悪影響を及ぼし、更にブロックの偏摩耗が発生し易くなる。
特開２００５−１２６０５５号公報

本発明の目的は、同じブロック内にタイヤ幅方向に延在する複数のサイプを配列した空気入りタイヤにおいて、氷上制動性能とブロックの耐偏摩耗を改善することが可能な空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成する本発明の空気入りタイヤは、トレッド面に設けたブロックの接地面にタイヤ幅方向に延在する複数のサイプをタイヤ周方向に所定の間隔で配列し、該複数のサイプの内、少なくともタイヤ周方向両最外側に位置する２本のサイプの対向する両内壁面のブロック接地面側にそれぞれ突起を設け、該突起を、前記両内壁面の内、ブロックのタイヤ周方向中心から遠い側に位置する第１内壁面に設けた第１突起と、ブロックのタイヤ周方向中心に近い側に位置する第２内壁面に設けた第２突起とから構成し、前記第１突起と第２突起を該第１突起が前記ブロックの接地面からの深さが深くなるようにしてサイプ深さ方向に並設したことを特徴とする。

本発明の他の空気入りタイヤは、回転方向が一方向に指定された空気入りタイヤであって、トレッド面に設けたブロックの接地面にタイヤ幅方向に延在する複数のサイプをタイヤ周方向に所定の間隔で配列し、該複数のサイプの内、少なくともブロックの踏み込み側に最も近いサイプの対向する両内壁面のブロック接地面側にそれぞれ突起を設け、該突起を、前記両内壁面の内、ブロックのタイヤ周方向中心から遠い側に位置する第１内壁面に設けた第１突起と、ブロックのタイヤ周方向中心に近い側に位置する第２内壁面に設けた第２突起とから構成し、前記第１突起と第２突起を該第１突起が前記ブロックの接地面からの深さが深くなるようにしてサイプ深さ方向に並設したことを特徴とする。

上述した本発明によれば、制動時にブロックが変形した際に、ブロックの踏み込み側に位置するサイプ内のサイプ深さ方向に並設した突起が互いに係合し、ストッパーとして働くため、ブロックの踏み込み側での浮き上がり変形が抑制され、ブロック踏み込み側のサイプが大きく開くのを防止することが可能になる。その結果、ブロックの接地圧分布を均一にして氷上でのブロック接地性を高めることができ、かつ大きく開くサイプに起因する雪詰まりの発生も回避できるため、ブロックの接地面積が減少するのを抑えることができる。そのため、氷上制動性能を改善することが可能になる。

しかも、ブロックの踏み込み側の倒れ込みも抑制されるため、ブロックの踏み込み側が早く摩耗するというブロックの偏摩耗を改善し、ブロックの耐偏摩耗性を向上することがができる。

以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の空気入りタイヤの一実施形態を示し、１は非方向性のトレッドパターンを有するトレッド面、ＴＥはタイヤ赤道面である。トレッド面１にはタイヤ周方向ＴＣに延在する複数の周方向溝２がタイヤ幅方向に所定の間隔で配設されている。タイヤ幅方向に延在する横溝３がタイヤ周方向ＴＣに所定の間隔で配置され、トレッド面１には周方向溝２と横溝３により複数のブロック４が区画形成されている。

各ブロック４の接地面４ａには、タイヤ幅方向にジグザグ状に延在する複数のサイプ５がタイヤ周方向ＴＣに所定の間隔で配列されている。図１に示す例では、同じブロック４内で、サイプ５をタイヤ幅方向で２列にしてタイヤ周方向ＴＣに所定の間隔で配置している。タイヤ赤道面ＴＥに隣接するブロック４Ｘでは、左右２列でそれぞれ６本のサイプ５が配列され、それ以外のブロック４Ｙでは、左右２列でそれぞれ５本のサイプ５が配列されている。

各サイプ５は、図２に示すように、サイプ深さ方向にジグザグ状に屈曲して延在する３次元形状のサイプであり、サイプ深さ方向において少なくとも１つの屈曲部６を有する。タイヤ赤道面ＴＥに隣接するブロック４Ｘを示す図２では、２つの屈曲部６を有するサイプ５を例示している。

本発明では、タイヤ周方向ＴＣに所定の間隔で配列した複数のサイプ５の内、少なくともタイヤ周方向ＴＣの両最外側に位置する２本のサイプ５Ｍの対向する両内壁面５ａ，５ｂの、最も浅い位置にある屈曲部６Ａの屈曲点６ａよりブロック４の接地面４ａ側にそれぞれ突起７，８が設けられる。図では各サイプ５の対向する両内壁面５ａ，５ｂの接地面４ａ側にそれぞれ突起７，８を設けた例を示す。

突起７，８は、両内壁面５ａ，５ｂの内、ブロック４のタイヤ周方向中心ＣＯから遠い側に位置する第１内壁面５ａに設けた第１突起７と、ブロック４のタイヤ周方向中心ＣＯに近い側に位置する第２内壁面５ｂに設けた第２突起８とから構成されている。

第１突起７と第２突起８は、第１内壁面５ａに設けた第１突起７をブロック４の接地面４ａからの深さが深くなるようにしてサイプ深さ方向に所定の間隔をおいて並設してある。第１突起７と第２突起８は、図３に示すように、内壁面５ａ，５ｂに沿ってサイプ５が延在する方向に延び、内壁面５ａ，５ｂに沿ってサイプ５を図２の矢印Ｄで示す深さ方向に見た際に、第１突起７と第２突起８が部分的にオーバーラップするように突出している。

第１突起７と第２突起８は、図３ではサイプ全長にわたって連続的に延在しているが、図４に示すように、両者をサイプ深さ方向で対向するようにして断続的に配置したり、或いは図５に示すように、１つの長めの第１突起７に対して短い複数の第２突起８を対向配置してもよく、後述する効果を発揮できればいずれの構成を採用してもよい。

上述した本発明によれば、制動時にブロック４が変形した際に、図６に示すように、踏み込み側に位置するサイプ５内のサイプ深さ方向に並設した突起７，８が互いに係合し、ストッパーとして作用するので、ブロック４の踏み込み側が浮き上がり変形するのを抑制し、踏み込み側のサイプ５が大きく開くのを防ぐことができる。そのため、ブロック４の接地圧分布を従来より均一にして、氷上での接地性を高めることができる一方、大きく開くサイプに起因する雪詰まりの発生も回避できるので、ブロック４の接地面積が減少するのを抑えることができる。従って、氷上制動性能を改善することができる。

他方、ブロック４の踏み込み側の倒れ込みも抑制できるので、ブロック４の踏み込み側が早く摩耗するというようなブロック４の偏摩耗も改善することができる。

図７〜９は、本発明の空気入りタイヤの他の実施形態を示し、この空気入りタイヤは、矢印Ｒの方向に回転し、回転方向が一方向に指定されている。そのトレッド面１には、タイヤ周方向ＴＣに延在する複数の周方向溝２がタイヤ幅方向に所定の間隔で配設されている。タイヤ赤道面ＴＥ上の周方向溝２から左右両側に、タイヤ反回転方向側に傾斜しながらタイヤ幅方向外側に向けて延在する横溝３がタイヤ周方向ＴＣに所定の間隔で配置され、トレッド面１には周方向溝２と横溝３により複数のブロック４が区画形成され、方向性のトレッドパターンが設けられている。

各ブロック４の接地面４ａには、図８に示すように、タイヤ幅方向にジグザグ状に延在する複数のサイプ５がタイヤ周方向ＴＣに所定の間隔で配列されている。図８に示す例では、上記と同様に、同じブロック４内で、サイプ５をタイヤ幅方向で２列にしてタイヤ周方向ＴＣに所定の間隔で配置している。各サイプ５は、図９に示すようにサイプ深さ方向にジグザグ状に屈曲して延在する３次元形状のサイプであり、サイプ深さ方向において少なくとも１つの屈曲部６を有する。図９は、上記と同様に２つの屈曲部６を有するサイプ５を例示している。

このような方向性のトレッドパターンを有するタイヤでは、上述した突起７，８が、複数のサイプ５の内、少なくともブロック４の踏み込み側に最も近い１本のサイプ５Ｓの対向する両内壁面５ａ，５ｂの、最も浅い位置にある屈曲部６Ａの屈曲点６ａよりブロック４の接地面４ａ側に、上記と同様にして設けられる。図９では、ブロック４のタイヤ周方向中心ＣＯから踏み込み側に位置する領域にある各サイプ５の内壁面５ａ，５ｂに突起７，８を突設している。タイヤ回転方向が指定されているタイヤでは、このように少なくともブロック４の踏み込み側に最も近いサイプ５Ｓの対向する両内壁面５ａ，５ｂの接地面４ａ側に突起７，８を設けることにより、上記と同様の効果を得ることができる。

本発明において、第１突起７と第２突起８は、上述したように部分的にオーバーラップするように突出させるのがよいが、必ずしもオーバーラップしなくてもよい。その場合、内壁面５ａ，５ｂからの第１突起７と第２突起８の高さｈ１，ｈ２は、制動時に突起７，８を確実に係合させる観点から、ぞれぞれ少なくともサイプ幅ｗの４０％以上にするのがよい。より好ましくは、第１突起７と第２突起８の高さｈ１，ｈ２をぞれぞれサイプ幅ｗの６０％以上にするのがよい。高さｈ１，ｈ２の上限値としては、サイプのエッジ効果を十分得るため、サイプ幅ｗの９０％以下にするのがよい。なお、ここで言うサイプ幅ｗは、内壁面５ａ，５ｂ間の最短距離となる長さである。

内壁面５ａ，５ｂに沿ってサイプの深さ方向に測定される第１突起７と第２突起８の幅ｚ１，ｚ２としては、それぞれ０．５ｍｍ以上にするのが、突起の剛性を確保するために好ましい。より好ましくは、１．０ｍｍ以上にするのがよい。上限値としては、サイプの容積を小さくし過ぎないため、２．０ｍｍ以下にするのがよい。

実際に延在するサイプの長さ方向においてラップする第１突起７と第２突起８のラップ総量は、サイプ全長Ｓ（不図示の中心線上で測定）に対して３０％以上確保するのが、ブロックの倒れ込み時の変形を抑制する点からよい。好ましくは４０％以上がよい。上限値としては、サイプの除水効果の点からサイプ全長Ｓに対して８０％以下にするのがよい。

第１突起７と第２突起８の形状は、上記した効果を発揮できれば特に限定されず、例えば、図５に示す第２突起８のような場合は、タイヤ周方向ＴＣから見た形状を円形や楕円形、三角形、四角形、六角形などにすることができる。

第１突起７と第２突起８の間隔ｋとしては、２ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以下にするのが、制動時の突起７，８の係合をより確実にする上でよい。なお、ここで言う間隔ｋとは、内壁面５ａ，５ｂ上の位置で内壁面に沿って（平行に）測定した第１突起７と第２突起８との間の最短距離である。

上記実施形態では、サイプ５が３次元形状を有しているが、サイプ５はそれに限定されず、深さ方向に直線状に延在するものや、更にタイヤ幅方向に直線状に延在するものであってもよく、本発明は、同じブロック内にタイヤ幅方向に延在する複数のサイプをタイヤ周方向に所定の間隔で配列したものであれば、いずれにも採用することができる。サイプ５が深さ方向に直線状に延在する場合、突起７，８は、サイプ深さの１／２の位置よりブロック４の接地面４ａ側に設けるのが上述した効果の点からよい。なお、本発明で言うサイプとは、幅が０．１〜１．０ｍｍ、深さが周方向溝２の溝深さの２０〜１００％の切り込みを言う。

本発明は、特に乗用車用の空気入りタイヤに好ましく用いることができるが、それに限定されない。

タイヤサイズを２１５／６０Ｒ１６、トレッドパターンを図１、サイプ形状を図１，２で共通にし、サイプ（幅０．５ｍｍ）の両内壁面の最も浅い位置にある屈曲部の屈曲点よりブロック接地面側にそれぞれ第１突起と第２突起を設けた本発明タイヤ１〜３（実施例１〜３）と比較タイヤ（比較例）、及び突起がない従来タイヤ（従来例）をそれぞれ試験タイヤとして作製した。また、本発明タイヤ１において、横溝の傾斜方向を左右で逆向きにして方向性のトレッドパターンをトレッド面に形成した本発明タイヤ４（実施例４）を試験タイヤとして作製した。

本発明タイヤ１，４は、各ブロックにおいて、タイヤ周方向両最外側に位置する２本のサイプの対向する両内壁面にのみ、図３に示すように第１突起と第２突起（ラップ総量１００％）を設けたものである。

本発明タイヤ２，３及び比較タイヤは、タイヤ赤道面ＴＥに隣接するブロック４Ｘでは各サイプの両内壁面に第１突起と第２突起を設け、それ以外のブロック４Ｙにはタイヤ周方向両最外側からそれぞれ２本、合計４本のサイプの両内壁面に第１突起と第２突起を設けたものである。ブロック４Ｘ，４Ｙのタイヤ周方向両最外側に位置するサイプの両内壁面には図３に示す第１突起と第２突起（ラップ総量１００％）、ブロック４Ｘ，４Ｙのタイヤ周方向両最外側から２番目のサイプの両内壁面には図４に示す第１突起と第２突起（ラップ総量６０％）、ブロック４Ｘのタイヤ周方向両最外側から３番目のサイプの両内壁面には図５に示す第１突起と第２突起（ラップ総量６０％）が設けられている。

本発明タイヤ及び比較タイヤにおいて、ブロックの接地面から第１突起及び第２突起までの距離、第１突起と第２突起の高さｈ１，ｈ２、第１突起と第２突起の幅ｚ１，ｚ２、第１突起と第２突起の間隔ｋは、表１に示す通りである。

これら各試験タイヤをリムサイズ１６×７Ｊのリムに組み付け、空気圧を２３０ｋＰａにして排気量２５００ｃｃの後輪駆動車（ＡＢＳ制動）に装着し、以下に示す試験方法により氷上制動性能と耐偏摩耗性の評価試験を行ったところ、表１に示す結果を得た。

氷上制動性能
氷上テストコースにおいて、時速４０km/hでフル制動を付与し、停止するまでの距離を測定した。その評価結果を従来タイヤを１００とする指数値で示す。この値が大きい程、氷上制動性能が優れている。

耐偏摩耗性
一般車道を１００００ｋｍ走行した後、ブロックに発生した偏摩耗量を測定した。その評価結果を従来タイヤを１００とした指数値で示す。この値が大きい程、耐偏摩耗性が優れている。

表１から、本発明タイヤは、氷上制動性能と耐偏摩耗性を共に改善できることがわかる。

本発明の空気入りタイヤの一実施形態を示すトレッド面の要部展開図である。タイヤ軸と直交する平面で切断したブロックの拡大断面図である。図２の矢印Ｄの方向から見たサイプの拡大図である。突起部の他の例を示す図３に相当するサイプの拡大図である。突起部の更に他の例を示す図３に相当するサイプの拡大図である。作用の説明図である。本発明の空気入りタイヤの他の実施形態をブロック接地面のサイプを省略した状態で示すトレッド面の要部展開図である。図７のブロックに配列されるサイプの一例を示す拡大図である。タイヤ軸と直交する平面で切断した図７のブロックの拡大断面図である。

符号の説明

１トレッド面
２周方向溝
３横溝
４ブロック
４ａ接地面
５，５Ｍ，５Ｓサイプ
５ａ第１内壁面
５ｂ第２内壁面
６屈曲部
６ａ屈曲点
７第１突起
８第２突起
ＣＯタイヤ周方向中心
Ｓサイプ全長
ＴＣタイヤ周方向
ｈ１第１突起の高さ
ｈ２第２突起の高さ
ｚ１第１突起の幅
ｚ２第２突起の幅

Claims

トレッド面に設けたブロックの接地面にタイヤ幅方向に延在する複数のサイプをタイヤ周方向に所定の間隔で配列し、該複数のサイプの内、少なくともタイヤ周方向両最外側に位置する２本のサイプの対向する両内壁面のブロック接地面側にそれぞれ突起を設け、該突起を、前記両内壁面の内、ブロックのタイヤ周方向中心から遠い側に位置する第１内壁面に設けた第１突起と、ブロックのタイヤ周方向中心に近い側に位置する第２内壁面に設けた第２突起とから構成し、前記第１突起と第２突起を該第１突起が前記ブロックの接地面からの深さが深くなるようにしてサイプ深さ方向に並設した空気入りタイヤ。
回転方向が一方向に指定された空気入りタイヤであって、トレッド面に設けたブロックの接地面にタイヤ幅方向に延在する複数のサイプをタイヤ周方向に所定の間隔で配列し、該複数のサイプの内、少なくともブロックの踏み込み側に最も近いサイプの対向する両内壁面のブロック接地面側にそれぞれ突起を設け、該突起を、前記両内壁面の内、ブロックのタイヤ周方向中心から遠い側に位置する第１内壁面に設けた第１突起と、ブロックのタイヤ周方向中心に近い側に位置する第２内壁面に設けた第２突起とから構成し、前記第１突起と第２突起を該第１突起が前記ブロックの接地面からの深さが深くなるようにしてサイプ深さ方向に並設した空気入りタイヤ。
前記複数のサイプがサイプ深さ方向に屈曲する３次元形状のサイプであり、各サイプはサイプ深さ方向において少なくとも１つの屈曲部を有し、前記第１突起と第２突起を最も浅い位置にある屈曲部の屈曲点よりブロック接地面側に配置した請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
前記第１突起と第２突起の高さがそれぞれサイプ幅の４０％以上である請求項１，２または３に記載の空気入りタイヤ。
前記内壁面に沿ってサイプ深さ方向に測定される各突起の幅が０．５ｍｍ以上である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
サイプ長さ方向にラップする前記第１突起と第２突起のラップ総量がサイプ全長に対して３０％以上である請求項１乃至５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。