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JP5429267B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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Description

この発明は、空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、タイヤの雪上操縦安定性能を向上できる空気入りタイヤに関する。
スタッドレスタイヤでは、ブロックの踏面に多数のサイプを配置することにより、氷表面の水膜除去作用を生じさせて、タイヤの氷上制動性能を向上させている。かかる構成を採用する従来の空気入りタイヤとして、特許文献1、2に記載される技術が知られている。
特開2010−64699号公報 特許第3180160号公報
一方で、空気入りタイヤでは、タイヤの雪上操縦安定性能を向上させるべき課題もある。
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、タイヤの雪上操縦安定性能を向上できる空気入りタイヤを提供することを目的とする。
上記目的を達成するため、この空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在する複数の周方向主溝と、タイヤ幅方向に延在する複数のラグ溝と、複数の前記周方向主溝および複数の前記ラグ溝に区画されて成るブロックとを備える空気入りタイヤであって、前記ブロックが、タイヤ幅方向にそれぞれ延在すると共にタイヤ周方向に所定間隔で配置される第一サイプおよび第二サイプを備え、前記第一サイプおよび前記第二サイプが、前記ブロックの平面視にて直線形状を有する第一サイプ部と、前記ブロックの平面視にてジグザグ形状を有すると共に前記第一サイプ部に接続する第二サイプ部とをそれぞれ備え、前記第一サイプ部が、サイプ長さ方向に垂直な断面視にて直線形状を有すると共に相互に対向する一対のサイプ壁面と、一方の前記サイプ壁面に配置される凸部と、他方の前記サイプ壁面に配置されて前記凸部と噛み合う凹部とを備え、且つ、前記第一サイプの前記第一サイプ部が、前記ブロックを区画する左右の周方向主溝のうちの一方の前記周方向主溝に開口すると共に、前記第二サイプの前記第一サイプ部が他方の前記周方向主溝に開口することを特徴とする。
この発明にかかる空気入りタイヤでは、タイヤ接地時にて、凸部および凹部を有する第一サイプ部が倒れ込み易く、浅底の第三サイプ部が倒れ込み難い。このとき、第一サイプ部および第三サイプ部が、ブロックの左右の縁部にタイヤ周方向に向かって交互に配置されるので、氷上路における水膜除去作用が向上する。これにより、排水性が向上して、タイヤの氷雪性能が向上する利点がある。
図1は、この発明の実施の形態にかかる空気入りタイヤを示すタイヤ子午線方向の断面図である。 図2は、図1に記載した空気入りタイヤのトレッド面を示す平面図である。 図3は、図1に記載した空気入りタイヤのブロックを示す平面図である。 図4は、図3に記載したブロックのサイプを示すI−I視断面図である。 図5は、図3に記載したブロックのサイプを示すII−II視断面図である。 図6は、図4に記載したサイプを示すIII−III視断面図である。 図7は、図4に記載したサイプを示すIV−IV視断面図である。 図8は、図1に記載した空気入りタイヤの作用を示す説明図である。 図9は、図1に記載した空気入りタイヤの変形例を示す説明図である。 図10は、図1に記載した空気入りタイヤの変形例を示す説明図である。 図11は、図1に記載した空気入りタイヤの変形例を示す説明図である。 図12は、図1に記載した空気入りタイヤの変形例を示す説明図である。 図13は、図1に記載した空気入りタイヤの変形例を示す説明図である。 図14は、図1に記載した空気入りタイヤの変形例を示す説明図である。 図15は、図1に記載した空気入りタイヤの変形例を示す説明図である。 図16は、図1に記載した空気入りタイヤの変形例を示す説明図である。 図17は、図1に記載した空気入りタイヤの変形例を示す説明図である。 図18は、この発明の実施の形態にかかる空気入りタイヤの性能試験の結果を示す図表である。 図19は、従来例の空気入りタイヤを示す説明図である。 図20は、比較例1の空気入りタイヤを示す説明図である。
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施の形態の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、この実施の形態に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。
[空気入りタイヤ]
図1は、この発明の実施の形態にかかる空気入りタイヤ1を示すタイヤ子午線方向の断面図である。同図は、空気入りタイヤ1の一例として、乗用車用スタッドレスタイヤを示している。なお、符号CLは、タイヤ赤道面である。
この空気入りタイヤ1は、一対のビードコア11、11と、一対のビードフィラー12、12と、カーカス層13と、ベルト層14と、トレッドゴム15と、一対のサイドウォールゴム16、16と、一対のビードゴム17、17を備える(図1参照)。
一対のビードコア11、11は、環状構造を有し、左右のビード部のコアを構成する。一対のビードフィラー12、12は、一対のビードコア11、11のタイヤ径方向外周にそれぞれ配置されてビード部を補強する。
カーカス層13は、単層構造を有し、左右のビードコア11、11間にトロイダル状に架け渡されてタイヤの骨格を構成する。また、カーカス層13の両端部は、ビードコア11およびビードフィラー12を包み込むようにタイヤ幅方向外側に巻き返されて係止される。また、カーカス層13は、スチールあるいは有機繊維材(例えば、ナイロン、ポリエステル、レーヨンなど)から成る複数のカーカスコードをコートゴムで被覆して圧延加工して構成され、絶対値で85[deg]以上95[deg]以下のカーカス角度(タイヤ周方向に対するカーカスコードの繊維方向の傾斜角)を有する。
ベルト層14は、一対の交差ベルト141、142を積層して成り、カーカス層13の外周に掛け廻されて配置される。一対の交差ベルト141、142は、スチールあるいは有機繊維材から成る複数のベルトコードをコートゴムで被覆して圧延加工して構成され、絶対値で10[deg]以上30[deg]以下のベルト角度を有する。また、一対の交差ベルト141、142は、相互に異符号のベルト角度(タイヤ周方向に対するベルトコードの繊維方向の傾斜角)を有し、ベルトコードの繊維方向を相互に交差させて積層される(クロスプライ構造)。
トレッドゴム15は、カーカス層13およびベルト層14のタイヤ径方向外周に配置されてタイヤのトレッド部を構成する。一対のサイドウォールゴム16、16は、カーカス層13のタイヤ幅方向外側にそれぞれ配置されて左右のサイドウォール部を構成する。一対のビードゴム17、17は、左右のビードコア11、11およびビードフィラー12、12のタイヤ幅方向外側にそれぞれ配置されて、左右のビード部を構成する。
図2は、図1に記載した空気入りタイヤ1のトレッド面を示す平面図である。同図は、一般的なブロックパターンを示している。
この空気入りタイヤ1は、タイヤ周方向に延在する複数の周方向主溝21と、タイヤ幅方向に延在する複数のラグ溝22と、これらの周方向主溝21およびラグ溝22に区画されて成る複数のブロック3とをトレッド部に備える(図2参照)。
例えば、この実施の形態では、ストレート形状を有する3本の周方向主溝21がタイヤ赤道面CLを中心として左右対称に配置されている。また、複数のラグ溝22が、タイヤ周方向に所定間隔で配置されて、周方向主溝21に開口している。そして、これらの周方向主溝21およびラグ溝22により、4つのブロック列を有するブロックパターンが形成されている。
なお、周方向主溝とは、3.5[mm]以上の溝幅を有する周方向溝をいう。また、ラグ溝とは、2.0[mm]以上の溝幅を有する横溝をいう。なお、後述するサイプとは、陸部に形成された切り込みであり、1.0[mm]未満のサイプ幅を有する。
[ブロックのサイプ構造]
図3は、図1に記載した空気入りタイヤ1のブロック3を示す平面図である。図4および図5は、図3に記載したブロック3のサイプ4Aを示すI−I視断面図(図4)およびII−II視断面図(図5)である。図6および図7は、図4に記載したサイプ4Aを示すIII−III視断面図(図6)およびIV−IV視断面図(図7)である。これらの図において、図3は、単体のブロック3を示している。また、図4は、サイプ4Aのサイプ壁面の平面視を示し、図5は、サイプ4Bのサイプ壁面の平面視を示している。また、図6は、サイプ4Aの第一サイプ部41の断面図を示し、図7は、サイプ4Aの第二サイプ部42の断面図を示している。
この空気入りタイヤ1では、1つのブロック3が、複数のサイプ4A、4Bを有する(図3参照)。これらのサイプ4A、4Bは、タイヤ幅方向にそれぞれ延在すると共に、タイヤ周方向に所定間隔で配置される。
例えば、図3の構成では、1つのブロック3が、5本のサイプ4A、4Bをそれぞれ有している。また、これらのサイプ4A、4Bが、オープンサイプであり、ブロック3をタイヤ幅方向に横断して、ブロック3を区画する左右の周方向主溝21、21にそれぞれ開口している。また、これらのサイプ4A、4Bが、相互に並行かつタイヤ周方向に所定間隔をあけて配列されている。
また、各サイプ4A、4Bは、第一サイプ部41、第二サイプ部42および第三サイプ部43をそれぞれ有し、これらのサイプ部41〜43をこの順に接続して構成される(図3参照)。
第一サイプ部41は、ブロック3の平面視にて直線形状を有し、ブロック3の縁部31に配置されて周方向主溝21に開口する。第二サイプ部42は、ブロック3の平面視にてジグザグ形状を有し、ブロック3の中央部に配置される。第三サイプ部43は、ブロック3の平面視にて、直線形状を有し、第一サイプ部41が開口する周方向主溝21に対して逆側にある周方向主溝21に開口する。
また、第一サイプ部41は、一対の第一サイプ壁面411、412と、凸部413および凹部414とを有する(図4および図5参照)。一対の第一サイプ壁面411、412は、サイプ長さ方向に垂直な断面視にて直線形状を有し、相互に対向して配置される。また、凸部413および凹部414は、対向する第一サイプ壁面411、412にそれぞれ配置されて相互に噛み合う。
例えば、図4の構成では、1つの第一サイプ部41が、一対の第一サイプ壁面411、412と、2組の凸部413および凹部414とを有している。また、サイプ壁面の平面視にて、第一サイプ壁面411(412)が平面形状を有し、この第一サイプ壁面411(412)上に、1組目の凹部414(凸部413)と2組目の凸部413(凹部414)とがサイプ深さ方向に並べられて配置されている。したがって、ブロック踏面側とサイプ底側との双方に、凸部413および凹部414がそれぞれ配置されている。
また、図6に示すように、サイプ長さ方向に垂直な断面視では、サイプ4Aがブロック3の踏面からタイヤ径方向に延在している。また、一対の第一サイプ壁面411、412が、平面形状を有し、ブロック3の踏面に対して垂直に延在している。また、凸部413および凹部414が、これらの第一サイプ壁面411、412にそれぞれ配置されている。このとき、一方の第一サイプ壁面411に凸部413が形成され、他方の第一サイプ壁面412であって凸部413に対向する位置に、凹部414が形成されている。また、上記のように、2組の凸部413および凹部414がサイプ深さ方向に並べられて配置されている。
また、図7に示すように、第二サイプ部42は、一対の第二サイプ壁面421、422を有する。これらの第二サイプ壁面421、422は、サイプ長さ方向に垂直な断面視にてサイプ幅方向に屈曲した形状を有し、相互に対向して噛み合う。なお、このような立体的なサイプ壁面を有するサイプ部分を、三次元形状(立体形状)と呼ぶ。
例えば、図3および図6の構成では、第二サイプ部42が、トレッド部の平面視にて、タイヤ周方向に振幅を有しつつタイヤ幅方向に延在するジグザグ形状を有し(図3参照)、サイプ長さ方向に垂直な断面視にて、サイプ幅方向に振幅を有しつつサイプ深さ方向に延在するジグザグ形状を有している(図6参照)。また、対向する第二サイプ壁面421、422が同一方向に屈曲することにより、相互に噛み合う形状を有している。また、第二サイプ部42が、サイプ長さ方向に向かうに連れて第二サイプ壁面421、422の傾斜角度を変化させることにより、立体的な壁面形状が形成されている。
また、第三サイプ部43は、一対の第三サイプ壁面431、432を有する(図4および図5参照)。一対の第三サイプ壁面431、432は、サイプ長さ方向に垂直な断面視にて直線形状を有し、相互に対向して配置される。また、第三サイプ部43は、第一サイプ部41に対して浅底構造を有する。具体的には、第一サイプ部41のサイプ深さD1と、第三サイプ部43のサイプ深さD2とが、D2/D1≦0.5の関係を有する。なお、このような平面的なサイプ壁面を有するサイプ部分を、二次元サイプ部(平面サイプ部)と呼ぶ。
また、各サイプ4A、4Bは、第一サイプ4Aと、第二サイプ4Bとに分類される。
図3〜図5に示すように、第一サイプ4Aと第二サイプ4Bとは、同一構造を有するが、1つのブロック3に対して相互に対称に配置される点で相異する。具体的には、第一サイプ4Aの第一サイプ部41が、ブロック3を区画する左右の周方向主溝21のうちの一方の周方向主溝21に開口し、第二サイプ4Bの第二サイプ部42が他方の周方向主溝21に開口する。このため、第一サイプ4Aの凸部413および凹部414と、第二サイプ4Bの凸部413および凹部414とが、ブロック3内の相互に異なる側の縁部31、31にそれぞれ配置される。
例えば、図3の構成では、ブロック3が合計5本のサイプ4A、4Bを有し、第一サイプ4Aと第二サイプ4Bとがタイヤ周方向に交互に配置されている。このため、凸部413および凹部414を有する第一サイプ部41が、ブロック3の左右の縁部31、31にタイヤ周方向に向かって交互に配置されている。同時に、浅底の第三サイプ部43が、ブロック3の左右の縁部31、31にタイヤ周方向に向かって交互に配置されている。
図8は、図1に記載した空気入りタイヤ1の作用を示す説明図である。同図は、タイヤ接地時におけるブロック3の各サイプ4A、4Bの様子を示している。
この空気入りタイヤ1では、ブロック3が複数のサイプ4A、4Bを有することにより、ブロック3のエッジ成分が増加して、タイヤの氷上性能およびスノー性能が向上する。また、タイヤ転動時にてブロック3に接地圧が作用すると、各サイプ4A、4Bが塞がって、第一サイプ部41の凸部413および凹部414と第二サイプ部42の第二サイプ壁面421、422とがそれぞれ噛み合う(図示省略)。これにより、ブロック3の倒れ込みが抑制されるので、ブロック3の剛性が確保されて、タイヤの操縦安定性能が向上する。
また、タイヤ接地時には、凸部413および凹部414を有する第一サイプ部41が倒れ込み易く、浅底の第三サイプ部43が倒れ込み難い(図8参照)。このとき、第一サイプ部41および第三サイプ部43が、ブロック3の左右の縁部31、31にタイヤ周方向に向かって交互に配置されるので、氷上路における水膜除去作用(ブロック踏面の水膜を除去する作用)が向上する。これにより、排水性が向上して、タイヤの氷雪性能(雪上操縦安定性能および氷上制動性能)が向上する。
なお、図3の構成では、第一サイプ4Aと第二サイプ4Bとがタイヤ周方向に交互に配置されている。しかし、これに限らず、複数の第一サイプ4A(あるいは複数の第二サイプ4B)が、隣り合って配置されても良い。このとき、第一サイプ4Aおよび第二サイプ4Bが、隣り合う4つのサイプに少なくとも1つずつ含まれることが好ましい。したがって、第一サイプ4A(あるいは第二サイプ4B)が隣り合って配置される本数は、2本または3本である。
また、このとき、1つのブロック3における第一サイプ4Aの本数NAと第二サイプ4Bの本数NBとが、0.25≦NA/NB≦0.75の関係を有することが好ましい。これにより、ブロック3の左右の縁部31、31における第一サイプ部41(凸部413および凹部414を有するサイプ部)の配置数がバランスする。
また、図3の構成では、1つのブロック3に配置されたすべてのサイプが、第一サイプ4Aおよび第二サイプ4Bから構成されている。しかし、これに限らず、ブロック3内に、他のサイプが配置されても良い(図示省略)。例えば、図3の構成において、第一サイプ4Aおよび第二サイプ4Bのうちの一部のサイプが、他のサイプに置換された構成が想定される。このとき、1つのブロック3におけるサイプの総本数の50[%]以上100[%]以下(より好ましくは、80[%]以上100[%]以下)のサイプが、第一サイプ4Aおよび第二サイプ4Bから構成されることが好ましい。
また、図3の構成では、第一サイプ4Aおよび第二サイプ4Bの配置間隔P(図3参照)と、ブロック3の高さHb(図示省略)とが、0.3≦P/Hb≦1.0の関係を有することが好ましく、0.5≦P/Hb≦0.8の関係を有することがより好ましい。なお、ブロック3の高さHbとは、ブロック3を区画する左右の周方向主溝21、21の最大溝深さをいう。
[第一サイプ部の変形例]
図9〜図12は、図1に記載した空気入りタイヤ1の変形例を示す説明図である。これらの図は、第一サイプ部41の変形例を示している。
図4〜図6の構成では、第一サイプ部41が2組の凸部413および凹部414を有し、これらの凸部413および凹部414が第一サイプ壁面411、412上にてサイプ深さ方向に並べて配置されている。このとき、一方の第一サイプ壁面411に凸部413および凹部414が1つずつ配置され、他方の第一サイプ壁面412に、これらに対応する凹部414および凸部413が1つずつ配置されている。すなわち、第一サイプ部41の一方の第一サイプ壁面411が、凸部413および凹部414を少なくとも一つずつ有する。
しかし、これに限らず、図9に示すように、一方の第一サイプ壁面412に2つの凸部413、413が配置され、他方の第一サイプ壁面411に2つの凹部414、414が配置されても良い。すなわち、凸部413のみ(凹部414のみ)が一方の第一サイプ壁面411に偏って配置されても良い。
また、図6および図9の構成では、ブロック踏面側の凸部413の高さHと、サイプ底側の凸部413の高さHとが同一に設定されている。しかし、これに限らず、図10に示すように、ブロック踏面側の凸部413の高さH1がサイプ底側の凸部413の高さH2よりも大きく設定されても良い(H1>H2)。かかる構成では、ブロック踏面側にて凸部413および凹部414の噛み合い作用が大きく得られる。これにより、倒れ込み易い踏面側におけるブロック剛性を、効果的に補強できる。
なお、凸部413の高さH(H1、H2)は、0.5[mm]≦H≦3.0[mm]の範囲内にあることが好ましい。また、図4の構成において、第一サイプ部41の凸部413の径Rは、1[mm]≦R≦4[mm]の範囲内にあることが好ましい。これらにより、凸部413および凹部414が適正に噛み合うので、タイヤの氷上制動性能が向上する。
また、図4〜図6の構成では、第一サイプ部41の凸部413が半球形状を有している。また、凹部414が、この凸部413に合致する半球形状を有している。しかし、これに限らず、凸部413が半楕円球形状あるいは円錐台形状を有しても良い(図示省略)。また、図11および図12に示すように、凸部413が半球、半楕円球あるいは円錐台を突出側の頂部とし、円柱を底部とした形状を有しても良い。
また、図3〜図5の構成では、第一サイプ部41が二次元サイプであり、平面形状の第一サイプ壁面411、412を有している。かかる構成では、サイプ成形金型の端部形状の加工が容易となる点で、好ましい。しかし、これに限らず、第一サイプ部41が、屈曲面あるいは湾曲面から構成されても良い(図示省略)。
また、図3〜図5の構成では、第一サイプ部41が、サイプ深さ方向に配列された2組の凸部413および凹部414を有している。したがって、凸部413および凹部414が、サイプ深さ方向に2段構造で配置されている。しかし、これに限らず、第一サイプ部41が、単一組の凸部413および凹部414のみを有しても良いし、3組以上の凸部413および凹部414を有しても良い。
また、第一サイプ部41が複数組の凸部413および凹部414を有する構成では、ブロック3の踏面から凸部413の重心点までの距離の平均値Ddと、第一サイプ部41のサイプ深さD1とが、0.5≦Dd/D1の関係を有することが好ましい。なお、凸部413の重心点は、第一サイプ部41の第一サイプ壁面411の平面視にて測定される。また、Dd/D1の下限は、サイプ深さと凸部413の径Rとにより制約を受ける。
また、図3の構成において、第一サイプ部41のタイヤ幅方向の長さLが、1[mm]≦L≦5[mm]の範囲内にあることが好ましい。これにより、サイプ成形金型の端部形状の加工が容易となる。なお、この長さLにより、第一サイプ部41の設置範囲が規定される。
また、図4の構成において、第一サイプ部41のサイプ面積Saと、この第一サイプ部41における凸部413および凹部414の配置面積の総和Spとが、0.2≦Sp/Sa≦0.7の関係を有することが好ましい。すなわち、凸部413および凹部414は、第一サイプ部41の全面ではなく、平面的な第一サイプ壁面411(412)を残しつつ部分的に配置される。これにより、凸部413および凹部414の機能を確保しつつ、サイプ成形金型の端部形状の加工を容易化できる。なお、この比Sp/Saにより、凸部413および凹部414の配置密度が規定される。また、第一サイプ部41のサイプ面積Saは、凸部413および凹部414を含めた第一サイプ部41の全域の面積をいう。
[第二サイプ部の変形例]
図13および図14は、図1に記載した空気入りタイヤ1の変形例を示す説明図である。これらの図は、第二サイプ部42の変形例を示している。
図3〜図5および図7の構成では、第二サイプ部42が、三次元形状(サイプ長さ方向に垂直な断面視にてサイプ幅方向に屈曲した形状)の第二サイプ壁面421、422を有している。かかるサイプは、二次元形状を有するサイプと比較して、対向するサイプ壁面の噛合力が強いため、陸部の剛性を補強できる点で好ましい。しかし、これに限らず、第二サイプ部42の第二サイプ壁面421、422が、ブロックの平面視にて、ジグザグ形状を有し(図3参照)、サイプ長さ方向に垂直な断面視にて直線形状を有しても良い(図示省略)。
なお、第二サイプ部42が、三次元形状の第二サイプ壁面421、422を有する構成として、例えば、図13および図14の構成が挙げられる。
図13の構成では、第二サイプ壁面421、422が、三角錐と逆三角錐とをサイプ長さ方向に連結した構造を有する。言い換えると、第二サイプ壁面421、422が、トレッド面側のジグザグ形状と底部側のジグザグ形状とを互いにタイヤ幅方向にピッチをずらせ、該トレッド面側と底部側とのジグザグ形状の相互間で互いに対向し合う凹凸を有する。また、第二サイプ壁面421、422が、これらの凹凸において、タイヤ回転方向に見たときの凹凸で、トレッド面側の凸屈曲点と底部側の凹屈曲点との間、トレッド面側の凹屈曲点と底部側の凸屈曲点との間、トレッド面側の凸屈曲点と底部側の凸屈曲点とで互いに隣接し合う凸屈曲点同士の間をそれぞれ稜線で結ぶと共に、これら稜線間をタイヤ幅方向に順次平面で連結することにより形成される。また、一方の第二サイプ壁面421が、凸状の三角錐と逆三角錐とを交互にタイヤ幅方向に並べた凹凸面を有し、他方の第二サイプ壁面422が、凹状の三角錐と逆三角錐とを交互にタイヤ幅方向に並べた凹凸面を有する。そして、第二サイプ壁面421、422が、少なくとも第二サイプ部42の両端最外側(第一サイプ部41との接続部)に配置した凹凸面をブロック3の外側に向けている。なお、このような第二サイプ部42として、例えば、特許第3894743号公報に記載される技術が挙げられる。
また、図14の構成では、第二サイプ壁面421、422が、ブロック形状を有する複数の角柱をサイプ深さ方向に対して傾斜させつつサイプ深さ方向およびサイプ長さ方向に連結した構造を有する。言い換えると、第二サイプ壁面421、422が、トレッド面においてジグザグ形状を有する。また、第二サイプ壁面421、422が、ブロック3の内部ではタイヤ径方向の2箇所以上でタイヤ周方向に屈曲してタイヤ幅方向に連なる屈曲部を有し、また、該屈曲部においてタイヤ径方向に振幅を持ったジグザグ形状を有する。また、第二サイプ壁面421、422が、タイヤ周方向の振幅を一定にする一方で、トレッド面の法線方向に対するタイヤ周方向への傾斜角度をトレッド面側の部位よりもサイプ底側の部位で小さくし、屈曲部のタイヤ径方向の振幅をトレッド面側の部位よりもサイプ底側の部位で大きくする。なお、このような第二サイプ部42として、例えば、特許第4316452号公報に記載される技術が挙げられる。
[セミクローズドサイプへの適用例]
図15〜図17は、図1に記載した空気入りタイヤ1の変形例を示す説明図である。これらの図は、第一サイプ4Cおよび第二サイプ4Dが、セミクローズド構造を有する場合を示している。
図3の構成では、第一サイプ4Cおよび第二サイプ4Dが、オープン構造を有し、ブロック3をタイヤ幅方向に横断して左右の周方向主溝21、21に開口している。しかし、これに限らず、第一サイプ4Cおよび第二サイプ4Dがセミクローズド構造を有しても良い。このとき、第一サイプ4Cおよび第二サイプ4Dの開口側の端部が、第一サイプ部41から構成される。
例えば、図15〜図17の構成では、第一サイプ4Cよび第二サイプ4Dが、第一サイプ部41および第二サイプ部42のみを接続して成り、第三サイプ部43が、省略されている。したがって、第一サイプ4Cおよび第二サイプ4Dの一方の端部では、第一サイプ部41がブロック3の縁部31から周方向主溝21に開口し、他方の端部では、第二サイプ部42がブロック3内で終端している。
[効果]
以上説明したように、この空気入りタイヤ1は、タイヤ周方向に延在する複数の周方向主溝21と、タイヤ幅方向に延在する複数のラグ溝22と、これらの周方向主溝21およびラグ溝22に区画されて成るブロック3とを備える(図2参照)。また、1つのブロック3が、タイヤ幅方向にそれぞれ延在すると共にタイヤ周方向に所定間隔で配置される第一サイプ4Aおよび第二サイプ4Bを備える(図3参照)。また、第一サイプ4Aおよび第二サイプ4Bが、ブロック3の平面視にて直線形状を有する第一サイプ部41と、ブロックの平面視にてジグザグ形状を有すると共に第一サイプ部41に接続する第二サイプ部42とをそれぞれ備える。また、第一サイプ部41が、サイプ長さ方向に垂直な断面視にて直線形状を有すると共に相互に対向する一対のサイプ壁面411、412と、一方のサイプ壁面411に配置される凸部413と、他方のサイプ壁面412に配置されて凸部413と噛み合う凹部414とを備える(図4〜図7参照)。また、第一サイプ4Aの第一サイプ部41が、ブロック3を区画する左右の周方向主溝21、21のうちの一方の周方向主溝21に開口すると共に、第二サイプ4Bの第一サイプ部41が他方の周方向主溝21に開口する(図3参照)。
かかる構成では、タイヤ接地時にて、凸部413および凹部414を有する第一サイプ部41が倒れ込み易く、浅底の第三サイプ部43が倒れ込み難い(図8参照)。このとき、第一サイプ部41および第三サイプ部43が、ブロック3の左右の縁部31、31にタイヤ周方向に向かって交互に配置されるので、氷上路における水膜除去作用が向上する。これにより、排水性が向上して、タイヤの氷雪性能(雪上操縦安定性能および氷上制動性能)が向上する利点がある。
また、この空気入りタイヤ1では、第一サイプ4Aおよび第二サイプ4Bが、ブロック3の平面視にて直線形状を有すると共に第二サイプ部42に接続する第三サイプ部43をそれぞれ備える(図3参照)。また、第一サイプ部41が、ブロック3を区画する左右の周方向主溝21、21のうちの一方の周方向主溝21に開口すると共に、第三サイプ部43が他方の周方向主溝21に開口する。また、第一サイプ部41のサイプ深さD1と、第三サイプ部43のサイプ深さD2とが、D2/D1≦0.5の関係を有する(図4参照)。かかる構成では、第一サイプ部41が凸部413および凹部414を有し、一方で、第三サイプ部43のサイプ深さD2が第一サイプ部41のサイプ深さD1よりも浅底となる。これにより、ブロック3の左右の縁部31、31の剛性バランスが確保される利点がある。
また、この空気入りタイヤ1では、第一サイプ4Aおよび第二サイプ4Bが、第二サイプ部42側にてブロック3内に終端するセミクローズド構造を有する(図15参照)。かかる構成では、第一サイプ部41が凸部413および凹部414を有し、一方で、第二サイプ部42側がブロック3内に終端する。これにより、ブロック3の左右の縁部31、31の剛性バランスが確保される利点がある。
また、この空気入りタイヤ1では、ブロック3が、第一サイプ4Aおよび第二サイプ4Bから成る複数のサイプを有するときに、第一サイプ4Aおよび第二サイプ4Bが、隣り合う4つのサイプに少なくとも1つずつ含まれる(図3参照)。これにより、隣り合う第一サイプ4Aの連続配置数および隣り合う第二サイプ4Bの連続配置数が適正化されるので、ブロック3の縁部31の剛性の偏りが適正化される利点がある。
また、この空気入りタイヤ1では、1つのブロック3における第一サイプ4Aの本数NAと第二サイプ4Bの本数NBとが、0.25≦NA/NB≦0.75の関係を有する。これにより、ブロック3の左右の縁部31、31における第一サイプ部41の配置数がバランスして、ブロック3の左右の剛性差が適正化される利点がある。
また、この空気入りタイヤ1では、ブロック3が、タイヤ幅方向に延在すると共に少なくとも一方の端部にて周方向主溝21に開口する複数のサイプを有するときに、サイプの総本数の50[%]以上のサイプが、第一サイプ4Aおよび第二サイプ4Bから構成される。これにより、第一サイプ4Aおよび第二サイプ4Bによる上記の作用(氷上路における水膜除去作用)が適正に確保される利点がある。
また、この空気入りタイヤ1では、第一サイプ部41が、サイプ深さ方向に配列された複数組の凸部413および凹部414を有する(図4〜図6参照)。かかる構成では、凸部413および凹部414が、サイプ深さ方向に多段構造で配置されることにより、第一サイプ部41におけるブロック3の剛性が適正に確保される利点がある。
また、この空気入りタイヤ1では、ブロック3の踏面側にある凸部413の高さH1と、第一サイプ部41の底側にある凸部413の高さH2とが、H1>H2の関係を有する(図10参照)。かかる構成では、ブロック3の踏面側にて凸部413および凹部414の噛み合い作用が大きく得られる。これにより、倒れ込み易い踏面側におけるブロック剛性を効果的に補強できる利点がある。
また、この空気入りタイヤ1では、第一サイプ部41が、複数組の凸部413および凹部414を有するときに、第一サイプ部41の一方のサイプ壁面411が、凸部413および凹部414を少なくとも一つずつ有する(図6参照)。かかる構成では、接地外力がタイヤ周方向のいずれの側に作用した場合にも、凸部413および凹部414の噛み合いによるブロック3の倒れ込み抑制作用が効果的に得られる利点がある。
また、この空気入りタイヤ1では、第一サイプ部41が、複数組の凸部413および凹部414を有するときに、第一サイプ部41の一方のサイプ壁面411が、凸部413のみを有すると共に、他方のサイプ壁面412が凹部414のみを有する(図9参照)。かかる構成では、所定方向への接地外力に対するブロック3の倒れ込み抑制作用を効果的に高め得る利点がある。
また、この空気入りタイヤ1では、凸部の高さH(H1、H2)が、0.5[mm]以上3.0[mm]以下の範囲内にある(図6および図10参照)。これにより、凸部413と凹部414との噛合力が適正に確保される利点がある。
また、この空気入りタイヤ1では、凸部413の径Rが、1[mm]≦R≦4[mm]の範囲内にある(図4参照)。これにより、凸部413と凹部414との噛合力が適正に確保される利点がある。
また、この空気入りタイヤ1では、第一サイプ部41が、複数組の凸部413および凹部414を有するときに、ブロック3の踏面から凸部413の重心点までの距離の平均値Ddと、第一サイプ部41のサイプ深さD1とが、0.5≦Dd/D1の関係を有する(図4および図5参照)。これにより、ブロック3の踏面に対する凸部413の距離Ddが適正化されるので、摩耗中期におけるブロック3の縁部31の剛性が適正に確保される利点がある。
また、この空気入りタイヤ1では、第一サイプ部41のタイヤ幅方向の長さLが、1[mm]≦L≦5[mm]の範囲内にある(図3参照)。これにより、第一サイプ部41の排水性能が適正に発揮される利点がある。
また、この空気入りタイヤ1では、第一サイプ4Aおよび第二サイプ4Bの配置間隔P(図3参照)と、ブロック3の高さHb(図示省略)とが、0.3≦P/Hb≦1.0の関係を有する。これにより、ブロック3の剛性が確保され、また、第一サイプ4Aおよび第二サイプ4Bによる水膜除去作用が適正に得られる利点がある。
また、この空気入りタイヤ1では、第一サイプ部41のサイプ面積Saと、この第一サイプ部41における凸部413および凹部414の配置面積の総和Spとが、0.2≦Sp/Sa≦0.7の関係を有する(図4および図5参照)。これにより、凸部413および凹部414の機能を確保しつつ、サイプ成形金型の端部形状の加工を容易化できる利点がある。
また、この空気入りタイヤ1では、第一サイプ部41が、サイプ長さ方向に垂直な断面視にて直線形状を有する一対のサイプ壁面411、412と、これらのサイプ壁面411、412に配置された凸部413および凹部414とを備える(図4〜図6参照)。これにより、第一サイプ部41の排水性能が適正に発揮される利点がある。
また、この空気入りタイヤ1では、第二サイプ部42が、サイプ長さ方向に垂直な断面視にてサイプ幅方向に屈曲した形状を有すると共に相互に対向して噛み合う一対の第二サイプ壁面412、422を有する(図5および図7参照)。これにより、第二サイプ部42の噛合力が増加して、ブロック3の剛性が補強される利点がある。
また、この空気入りタイヤ1は、スタッドレスタイヤに適用される。
[性能試験]
図18は、この発明の実施の形態にかかる空気入りタイヤの性能試験の結果を示す表である。図19は、従来例の空気入りタイヤを示す説明図である。図20は、比較例1の空気入りタイヤを示す説明図である。
この性能試験では、条件が異なる複数の空気入りタイヤについて、(1)雪上操縦安定性能および(2)氷上制動性能に関する評価が行われた(図18参照)。性能試験では、タイヤサイズ195/65R15の空気入りタイヤがリムサイズ15×6JJのリムに組み付けられ、この空気入りタイヤに210[kPa]の内圧およびJATMA規定の最大負荷能力が付与される。
(1)雪上操縦安定性能にかかる評価では、空気入りタイヤを装着した試験車両が所定の氷雪路を走行し、テストドライバーがレーンチェンジ性能やコーナリング性能などに関して官能評価を行う。この評価は、従来例を基準(100)とした指数評価により行われ、その数値が大きいほど好ましい。
(2)氷上制動性能に関する性能試験では、空気入りタイヤを装着した試験車両が凍結路を走行し、走行速度40[km/h]からの制動距離が測定されて評価が行われる。この評価は従来例を基準(100)とした指数評価により行われ、その数値が大きいほど好ましい。
実施例1の空気入りタイヤ1は、図1〜図7に記載した構成を有する。実施例2〜12の空気入りタイヤ1は、実施例1の空気入りタイヤの変形例である。また、実施例1〜12の空気入りタイヤ1では、ブロック3の高さHbがHb=8.9[mm]であり、第一サイプ部41のサイプ深さがD1=7.0[mm]で一定である。また、凸部413の半径RがR=1.0[mm]であり、その配置面積の比Sp/SaがSp/Sa=0.3である。
従来例の空気入りタイヤは、図1〜図3の構成において、すべてのサイプが図19に記載したサイプ構造を有する。また、従来例の空気入りタイヤは、第一サイプ部41の凸部413および凹部414が省略され、また、第一サイプ部41が第三サイプ部43のように底上げされている。また、左右の平面サイプ部の深さ(図4のD2に対応する深さ)が、2[mm]である。
比較例1の空気入りタイヤは、図1〜図3の構成において、すべてのサイプが図20に記載したサイプ構造を有する。また、左右の平面サイプ部の深さ(図4のD1に対応する深さ)が、7.0[mm]である。
また、比較例2の空気入りタイヤは、図1〜図7の構成において、第一サイプ部41の凸部413および凹部414が省略されている。
試験結果に示すように、実施例1〜12の空気入りタイヤ1では、タイヤの雪上操縦安定性能および氷上制動性能が向上することが分かる。
1 空気入りタイヤ、21 周方向主溝、22 ラグ溝、3 ブロック、31 縁部、4A 第一サイプ、4B 第二サイプ、41 第一サイプ部、411、412 第一サイプ壁面、413 凸部、414 凹部、42 第二サイプ部、421、422 第二サイプ壁面、43 第三サイプ部、431、432 第三サイプ壁面、11 ビードコア、12 ビードフィラー、13 カーカス層、14 ベルト層、141、142 交差ベルト、15 トレッドゴム、16 サイドウォールゴム、17 ビードゴム

Claims (19)

  1. タイヤ周方向に延在する複数の周方向主溝と、タイヤ幅方向に延在する複数のラグ溝と、複数の前記周方向主溝および複数の前記ラグ溝に区画されて成るブロックとを備える空気入りタイヤであって、
    前記ブロックが、タイヤ幅方向にそれぞれ延在すると共にタイヤ周方向に所定間隔で配置される第一サイプおよび第二サイプを備え、
    前記第一サイプおよび前記第二サイプが、前記ブロックの平面視にて直線形状を有する第一サイプ部と、前記ブロックの平面視にてジグザグ形状を有すると共に前記第一サイプ部に接続する第二サイプ部とをそれぞれ備え、
    前記第一サイプ部が、サイプ長さ方向に垂直な断面視にて直線形状を有すると共に相互に対向する一対のサイプ壁面と、一方の前記サイプ壁面に配置される凸部と、他方の前記サイプ壁面に配置されて前記凸部と噛み合う凹部とを備え、且つ、
    前記第一サイプの前記第一サイプ部が、前記ブロックを区画する左右の周方向主溝のうちの一方の前記周方向主溝に開口すると共に、前記第二サイプの前記第一サイプ部が他方の前記周方向主溝に開口することを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 前記第一サイプおよび前記第二サイプが、前記ブロックの平面視にて直線形状を有すると共に前記第二サイプ部に接続する第三サイプ部をそれぞれ備え、
    前記第一サイプ部が、前記ブロックを区画する左右の周方向主溝のうちの一方の前記周方向主溝に開口すると共に、前記第三サイプ部が他方の前記周方向主溝に開口し、且つ、
    前記第一サイプ部のサイプ深さD1と、前記第三サイプ部のサイプ深さD2とが、D2/D1≦0.5の関係を有する請求項1に記載の空気入りタイヤ。
  3. 前記第一サイプおよび前記第二サイプが、前記第二サイプ部側にて前記ブロック内に終端するセミクローズド構造を有する請求項1に記載の空気入りタイヤ。
  4. 前記ブロックが、前記第一サイプおよび前記第二サイプから成る複数のサイプを有するときに、前記第一サイプおよび前記第二サイプが、隣り合う4つのサイプに少なくとも1つずつ含まれる請求項1〜3のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
  5. 1つの前記ブロックにおける前記第一サイプの本数NAと前記第二サイプの本数NBとが、0.25≦NA/NB≦0.75の関係を有する請求項1〜4のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
  6. 前記ブロックが、タイヤ幅方向に延在すると共に少なくとも一方の端部にて前記周方向主溝に開口する複数のサイプを有するときに、前記サイプの総本数の50[%]以上のサイプが、前記第一サイプおよび前記第二サイプから構成される請求項1〜5のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
  7. 前記第一サイプ部が、サイプ深さ方向に配列された複数組の前記凸部および前記凹部を有する請求項1〜6のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
  8. 前記ブロックの踏面側にある前記凸部の高さH1と、前記第一サイプ部の底側にある前記凸部の高さH2とが、H1>H2の関係を有する請求項7に記載の空気入りタイヤ。
  9. 前記第一サイプ部が、複数組の前記凸部および前記凹部を有するときに、前記第一サイプ部の一方のサイプ壁面が、前記凸部および前記凹部を少なくとも一つずつ有する請求項1〜8のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
  10. 前記第一サイプ部が、複数組の前記凸部および前記凹部を有するときに、前記第一サイプ部の一方のサイプ壁面が、前記凸部のみを有すると共に、他方のサイプ壁面が前記凹部のみを有する請求項1〜8のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
  11. 前記凸部の高さが、0.5[mm]以上3.0[mm]以下の範囲内にある請求項1〜10のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
  12. 前記凸部の径Rが、1[mm]≦R≦4[mm]の範囲内にある請求項1〜11のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
  13. 前記第一サイプ部が、複数組の前記凸部および前記凹部を有するときに、前記ブロックの踏面から前記凸部の重心点までの距離の平均値Ddと、前記第一サイプ部のサイプ深さD1とが、0.5≦Dd/D1の関係を有する請求項1〜12のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
  14. 前記第一サイプ部のタイヤ幅方向の長さLが、1[mm]≦L≦5[mm]の範囲内にある請求項1〜13のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
  15. 前記第一サイプおよび前記第二サイプの配置間隔Pと、前記ブロックの高さHbとが、0.3≦P/Hb≦1.0の関係を有する請求項1〜14にのいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
  16. 前記第一サイプ部のサイプ面積Saと、前記第一サイプ部における前記凸部の配置面積の総和Spとが、0.2≦Sp/Sa≦0.7の関係を有する請求項1〜15のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
  17. 前記第一サイプ部が、サイプ長さ方向に垂直な断面視にて直線形状を有する一対のサイプ壁面と、前記一対のサイプ壁面に配置された前記凸部および前記凹部とを備える請求項1〜16のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
  18. 前記第二サイプ部が、サイプ長さ方向に垂直な断面視にてサイプ幅方向に屈曲した形状を有すると共に相互に対向して噛み合う一対のサイプ壁面を有する請求項1〜17のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
  19. スタッドレスタイヤに適用される請求項1〜18のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
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