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JP5516492B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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JP5516492B2
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Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、さらに詳細には、タイヤの氷上制動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の氷上制動性能を向上させる目的で、タイヤパターン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。そして、近年ではサイプの本数は近年増加する傾向にあった。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、氷上制動性能も低下するという問題が生じる。
そのためサイプ内に凹凸を配置することにより、サイプで挟まれたブロックの部分の倒れを抑制し、ブロック剛性の低下を抑制しているものがある(特許文献1)。
特許第3180160号
しかし、ブロックの摩耗が進行すると、サイプで挟まれたブロックの部分の高さが低くなり、しかも凹凸によりブロックの部分の倒れが抑制されることから、剛性が強くなり過ぎる懸念がある。
また、タイヤ幅方向においてブロックの端部に位置してサイプで挟まれたブロックの部分は、ブロックの剛性の観点からして倒れ易い。また、サイプの長さが大きい場合、その長手方向の中央の領域に位置するブロックの部分は、ブロックの部分の剛性の観点からして倒れ易い。
このようにサイプの長手方向において、他の箇所に比べて倒れ易いブロックの部分が存在すると、エッジ効果を高める上で不利となる。
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、ブロックの摩耗が進行した場合であっても、剛性が強くなり過ぎることを抑制し、氷上制動性能を向上する上で有利な空気入りタイヤを提供することにある。
また、本発明の目的は、サイプの長手方向においてサイプを区画するブロックの部分に、他の箇所に比べて倒れ易い箇所がある場合に、該箇所に位置するブロックの部分の倒れを抑制し、氷上制動性能を向上する上で有利な空気入りタイヤを提供することにある。
前記目的を達成するため本発明は、トレッド面にタイヤ幅方向に間隔をおきタイヤ周方向に延びる複数の縦溝と、タイヤ周方向に間隔をおきタイヤ周方向と交差する方向に延びる複数の横溝とにより複数のブロックが設けられ、前記ブロックにタイヤ周方向に間隔をおきタイヤ幅方向に延びる複数のサイプが設けられ、前記ブロックは、前記サイプにより挟まれたブロックの部分と、前記横溝と前記サイプとで挟まれたブロックの部分とを有する空気入りタイヤにおいて、前記サイプ内で互いに対面するサイプ壁面の一方に凸部が形成されると共に、他方に前記凸部に噛み合う凹部が形成され、前記凸部は、前記サイプ壁面に対して垂直方向の高さを有し、前記ブロックは前記サイプの長さ方向に沿った幅を有し、前記サイプの長手方向の両端は前記ブロックの幅方向の両端よりも前記ブロックの幅方向の中央側に偏位した箇所に位置し、前記ブロックの部分が前記サイプの長手方向において均等に倒れるように、前記サイプの長手方向の中央でサイプ長さの20%の範囲の領域に位置する前記凸部の高さは、その他の領域に位置する前記凸部の高さよりも大きいことを特徴とする。
本発明では、サイプの長手方向においてブロックの部分が均等に倒れるので、倒れ易いブロックの部分の箇所においてサイプ底上げの効果を得ることができ、タイヤ摩耗時にサイプエッジ数を減少させること無く、ブロックの剛性の低下を抑制することができ、氷上制動性能を向上する。
(A)はブロックの部分の平面図、(B)はサイプの部分で切断した断面図で凸部の説明図である。 (A)、(B)、(C)はサイプ、凸部、凹部の説明図であり、ブロックの部分の断面の斜視図である。 ドライ制動、氷上制動、タイヤ50%摩耗時の氷上制動についての試験結果を示す図である。 (A)はブロックの部分の平面図、(B)はサイプの部分で切断した断面図で凸部の説明図である。 (A)乃至(F)はサイプ、凸部、凹部の説明図であり、ブロックの部分の断面の斜視図である。 (A)はブロックの部分の平面図、(B)はサイプの部分で切断した断面図で凸部の説明図である。 ドライ制動、氷上制動についての試験結果を示す図である。
(第1の実施の形態)
図1、図2に示すように、トレッド面10に、タイヤ周方向に延びる複数の縦溝12が設けられると共に縦溝12に交差する複数の横溝14が設けられ、トレッド面10に、ブロック16を備える陸部が設けられている。
そして、ブロック16(陸部)のトレッド面10に、タイヤ幅方向に延びる複数のサイプ18が設けられている。
複数のサイプ18によりブロック16のトレッド面10側は、サイプ18により挟まれた複数のブロック16の部分16Aが位置し、また、サイプ18と横溝14で挟まれたブロック16の部分16Aが位置している。言い換えると、それらブロック16の部分16Aはサイプ18を区画している。
サイプ18の幅Wは、エッジ効果を有効に発揮させるため、幅が0.3mm以上1.5mm以下が好ましい。
サイプ18は図1(A)に示すように、ジグザグ状に延在していてもよく、その長手方向の形状は任意である。
サイプ18の深さは図2(A)、(C)に示すように、トレッド面10に対して垂直方向に直線的に延在していてもよく、あるいは、図2(B)に示すようにトレット面から屈曲状に延在していてもよい。
本実施の形態では、サイプ18はその長手方向において両端を除いて均一の深さを有し、両端では、底面が徐々に盛り上がる底上げ部1802となっている。
サイプ18内で互いに対面するサイプ壁面1804の一方に凸部22が形成されると共に、他方に凸部22に噛み合う凹部24が形成され、凸部22と凹部24とが噛み合うことで、サイプ18で挟まれたブロック16の部分16Aの倒れを抑制する。
より詳細には、凸部22と凹部24とは、サイプ18の長手方向およびサイプ18の深さ方向に間隔をおいて複数設けられている。
凸部22は、サイプ壁面1804に対して垂直方向の高さを有している。
図2(A)、(B)に示すように、凸部22は、サイプ壁面1804から突出する部分が円柱状を呈し先部が半球状を呈していてもよく、あるいは、半球状を呈していてもよく、あるいは、図2(C)に示すように、サイプ壁面1804から突出する部分が円柱状を呈し、先部が裁頭円錐形を呈していてもよく、要するに、凸部22と凹部24とは、ブロック16の部分16Aが倒れた際に互いに噛合しブロック16の部分16Aの倒れを抑制する形状であればよい。
図2に示すように、サイプ18の深さ方向で上部に位置する凸部22の高さH1は、下部に位置する凸部22の高さH2より大きい。
この場合、低い方の凸部22の高さH2は、0.5mm〜1.5mmが好ましく、高い方の凸部22の高さH1は、H2よりも0.5mm〜3mm大きいことが好ましい。
また、図1(B)に示すように、大きい高さH1を有する凸部22は、トレッド面10からサイプ18最大深さDの50%の範囲に位置する凸部22であることが好ましい。言い換えると、大きい高さH1を有する凸部22は、サイプ18最大深さをDとすると、トレッド面10から1/2Dの範囲に位置する凸部22であることが好ましい。
このような凸部22と凹部24をサイプ壁面1804に設けることにより、凸部22と凹部24とが噛み合い、ブロック16の部分16Aの倒れ込みを抑制し、これにより接地面積の低下を抑制し、ブロック16の変形を抑制することで、氷上制動性能を向上する上で有利となる。
より詳細に説明すると、タイヤ新品時においては、突出量の大きい凸部22が凹部24に噛み合う。これにより、高さが大きく、倒れ込みの大きいトレッド面10側のブロック16の部分16Aの倒れを抑制して、ブロック16の剛性の低下を抑制し、氷上制動性能を向上する上で有利となる。また、サイプめくれが少なくなり、偏摩耗を抑制する上でも有利となる。
また、タイヤ摩耗後は、突出量の大きい凸部22はなくなり、ブロック16の部分16Aの高さも小さくなり、ブロック16の部分16Aの剛性が大きくなることから、今度は、突出量の小さい凸部22が凹部24に噛み合う。これにより、剛性が大きいブロック16の部分16Aの倒れを抑制するものの、この抑制が強くなり過ぎないようにしており、言い換えると、エッジ効果を発揮するに足るブロック16の部分16Aの倒れこみを可能とし、ブロック16の剛性を新品時からタイヤ摩耗後まで同一程度に保ち、氷上制動性能を維持する上で有利となる。
図3に示す仕様の凸部22と、この凸部22に噛み合う凹部24を設けた195/65R15ラジアルスタッドレスタイヤを15×6Jのリムに装着し、タイヤ内圧200KPaとして排気量2000ccのRV車の4輪に取り付け、従来例と、実施例1、2、3についてドライ制動、氷上制動、タイヤ50%摩耗時の氷上制動について試験を行なった。
なお、サイプ18の幅Wは0.4mm、深さDは6mm、長さLは10mmとした。
また、上部凸部22は、トレッド面10から2mmの深さに位置しており、下部凸部22はトレッド面10から4mmの深さに位置している。
ドライ制動は、ドライアスファルト路面にて時速100Km/hの走行状態からブレーキを掛けて制動距離を測定し、その制動距離の逆数を用いて従来例を100とする指数により示し、数値が大きいほど制動性能に優れることを意味する。
氷上制動は、氷上にて時速40Km/hの走行状態からブレーキを掛けて制動距離を測定し、その制動距離の逆数を用いて従来例を100とする指数により示し、数値が大きいほど制動性能に優れることを意味する。
図3の実施例1、2から、上部凸部22と下部凸部22との高さに差をもたせることで、50%摩耗時の氷上制動が向上できることが明らかである。
また、実施例3,4から、上部凸部22と下部凸部22との高さを大きくとると、ドライ制動、氷上制動、タイヤ50%摩耗時の氷上制動の全てについて向上できることが明らかである。
(第2の実施の形態)
図4、図5に示すように、トレッド面10に、タイヤ周方向に延びる複数の縦溝12が設けられると共に縦溝12に交差する複数の横溝14が設けられ、トレッド面10に、ブロック16を備える陸部が設けられている。
そして、ブロック16(陸部)のトレッド面10に、タイヤ幅方向に延びる複数のサイプ18が設けられている。
複数のサイプ18によりブロック16のトレッド面10側は、サイプ18により挟まれた複数のブロック16の部分16Aが位置し、また、サイプ18と横溝14で挟まれたブロック16の部分16Aが位置している。言い換えると、それらブロック16の部分16Aはサイプ18を区画している。
サイプ18の幅Wは、エッジ効果を有効に発揮させるため、幅が0.3mm以上1.5mm以下が好ましい。
サイプ18は図4(A)に示すように、ジグザグ状に延在していてもよく、その長手方向の形状は任意である。
サイプ18の深さは図5(A)、(B)、(E)、(F)に示すように、トレッド面10に対して垂直方向に直線的に延在していてもよく、あるいは、図5(C)、(D)に示すようにトレッド面10から屈曲状に延在していてもよい。
本実施の形態では、サイプ18はその長手方向において両端を除いて均一の深さを有し、両端では、底面が徐々に盛り上がる底上げ部1802となっている。
サイプ18内で互いに対面するサイプ壁面1804の一方に凸部22が形成されると共に、他方に凸部22に噛み合う凹部24が形成され、凸部22と凹部24とが噛み合うことで、サイプ18で挟まれたブロック16の部分16Aの倒れを抑制する。
より詳細には、凸部22と凹部24とは、サイプ18の長手方向およびサイプ18の深さ方向に間隔をおいて複数設けられている。
凸部22は、サイプ壁面1804に対して垂直方向の高さを有している。
図5(B)、(D)に示すように、凸部22は半球状を呈していてもよく、あるいは、図5(A)、(C)に示すように、サイプ壁面1804から突出する部分が円柱状を呈し、先部が半球状を呈していてもよく、あるいは、図5(E)、(F)に示すように、サイプ壁面1804から突出する部分が円柱状を呈し、先部が裁頭円錐形を呈していてもよく、要するに、凸部22と凹部24とは、ブロック16の部分16Aが倒れた際に互いに噛合し、ブロック16の部分16Aの倒れを抑制する形状であればよい。
図4に示すサイプ18の場合、サイプ18の長手方向の両端は、ブロック16の端部に位置しており、したがって、サイプ18により挟まれたブロック16の部分16Aでサイプ18の長手方向の両端に位置するブロック16の部分16Aは、サイプ18の長手方向の中間に位置するブロック16の部分16Aよりも倒れ易くなっている。また、サイプ18の長手方向の端部が開放されている場合も、サイプ18の長手方向の端部に位置するブロック16の部分16Aは、サイプ18の長手方向の中間に位置するブロック16の部分16Aよりも倒れ易くなっている。
あるいは、図6に示すサイプ18の場合、サイプ18の長手方向の寸法が大きく、サイプ18の長手方向の中央部に位置するブロック16の部分16Aは、その他の箇所に位置するブロック16の部分16Aよりも倒れ易くなっている。
本実施の形態では、このようにサイプ18の長手方向において他の箇所に比べて倒れ易いブロック16の部分16Aが存在する場合に、凸部22の高さを、サイプ18の長手方向において均一ではなく異ならせ、サイプ18の長手方向においてブロック16の部分16Aが均等に倒れるようにしている。
これにより、倒れ易いブロック16の部分16Aの箇所においてサイプ底上げの効果を得ることができ、タイヤ摩耗時にサイプエッジ数を減少させること無く、ブロック16の剛性の低下を抑制することができ、エッジ効果を高め、氷上制動性能を向上する上で有利となる。
より詳細に説明すると、図4に示すように、サイプ18の長手方向の両端に位置するブロック16の部分16Aが、サイプ18の長手方向の中間に位置するブロック16の部分16Aよりも倒れ易くなっている場合、図4(B)、図5に示すように、サイプ18の両端において、サイプ18長手方向の端部からサイプ18長さの20%の領域に位置する凸部22の高さH1を、その他の領域に位置する凸部22の高さH2よりも大きく形成している。言い換えると、サイプ18の長さをLとすると、サイプ18長手方向の端部から0.2Lの領域に位置する凸部22の高さを、その他の領域に位置する凸部22の高さより
も大きく形成している。
このようにすると、サイプ底上げの効果を、サイプ18の端部で得ることができるため、タイヤ摩耗時にサイプエッジ数を減少させること無く、ブロック16の剛性の低下を抑制することができる。
この場合、その他の領域に位置する凸部22の高さH2は0.5mm〜1.5mmが好ましく、サイプ18長手方向の端部からサイプ18長さの20%の領域に位置する凸部22の高さH1は、H2よりも0.5mm〜3mm大きいことが好ましい。
また、図6に示すように、サイプ18の長手方向の中央部に位置するブロック16の部分16Aが、その他の箇所に位置するブロック16の部分16Aよりも倒れ易くなっている場合、図6(B)、図5に示すように、サイプ18の長手方向の中央でサイプ18長さの20%の範囲の領域に位置する凸部22の高さH1を、その他の領域に位置する凸部22の高さH2よりも大きく形成している。言い換えると、サイプ18の長さをLとすると、サイプ18の長手方向の中央で0.2Lの領域に位置する凸部22の高さH1を、その他の領域に位置する凸部22の高さH2よりも大きく形成している。
このようにすると、サイプ底上げの効果を、サイプ18の中央で得ることができるため、タイヤ摩耗時にサイプエッジ数を減少させること無く、ブロック16の剛性の低下を抑制することができる。
この場合、その他の領域に位置する凸部22の高さH2は0.5mm〜1.5mmが好ましく、サイプ18長手方向の端部からサイプ18長さの20%の領域に位置する凸部22の高さH1は、H2よりも0.5mm〜3mm大きいことが好ましい。
すなわち、本発明は、トレッド面にタイヤ幅方向に間隔をおきタイヤ周方向に延びる複数の縦溝と、タイヤ周方向に間隔をおきタイヤ周方向と交差する方向に延びる複数の横溝とにより複数のブロックが設けられ、前記ブロックにタイヤ周方向に間隔をおきタイヤ幅方向に延びる複数のサイプが設けられ、前記ブロックは、前記サイプにより挟まれたブロックの部分と、前記横溝と前記サイプとで挟まれたブロックの部分とを有する空気入りタイヤにおいて、前記サイプ内で互いに対面するサイプ壁面の一方に凸部が形成されると共に、他方に前記凸部に噛み合う凹部が形成され、前記凸部は、前記サイプ壁面に対して垂直方向の高さを有し、前記凸部の高さは、前記ブロックの部分が前記サイプの長手方向において均等に倒れるように前記サイプの長手方向において異なっていることを特徴とする。
また、本発明は、前記サイプの長手方向の一端もしくは両端は前記ブロックの端部に位置しており、前記サイプの長手方向の一端もしくは両端からサイプ長さの20%の領域に位置する前記凸部の高さは、その他の領域に位置する前記凸部の高さよりも大きいことを特徴とする。
また、本発明は、前記ブロックは前記サイプの長さ方向に沿った幅を有し、前記サイプの長手方向の両端は前記ブロックの幅方向の両端よりも前記ブロックの幅方向の中央側に偏位した箇所に位置し、前記サイプの長手方向の中央でサイプ長さの20%の範囲の領域に位置する前記凸部の高さは、その他の領域に位置する前記凸部の高さよりも大きいことを特徴とする。
図7に示す仕様の凸部22と、この凸部22に噛み合う凹部24を設けた195/65R15ラジアルスタッドレスタイヤを15×6Jのリムに装着し、タイヤ内圧200KPaとして排気量2000ccのRV車の4輪に取り付け、従来例1、2、3と、実施例1、2、3についてドライ制動、氷上制動、タイヤ50%摩耗時の氷上制動について試験を行なった。
なお、サイプ18の幅Wは0.4mm、深さDは6mmとした。
また、サイプ18の長さLは、従来例1と実施例1とは15mmとし、従来例2と実施例2では20mmとし、従来例3と実施例3では30mmとした。
また、従来例1、実施例1は、サイプ18の長手方向の両端がブロック16の端部に位置しており、サイプ18の長手方向の両端に位置するブロック16の部分16Aが、サイプ18の長手方向の中間に位置するブロック16の部分16Aよりも倒れ易くなっている場合である。
また、従来例2、実施例2は、サイプ18の長手方向の寸法が大きく、サイプ18の長手方向の中央部に位置するブロック16の部分16Aは、その他の箇所に位置するブロック16の部分16Aよりも倒れ易くなっている場合である。
また、従来例3、実施例3は、サイプ18の長手方向の寸法が大きく、しかも、サイプ18の長手方向の両端がブロック16の端部に位置しており、サイプ18の長手方向の両端に位置するブロック16の部分16Aおよびサイプ18の長手方向の中央部に位置するブロック16の部分16Aが、その他の箇所に位置するブロック16の部分16Aよりも倒れ易くなっている場合である。
また、両端部凸部は、サイプ18の長さをLとすると、サイプ18長手方向の端部から0.2Lの領域に位置する凸部22であり、中央部凸部は、サイプ18の長さをLとすると、サイプ18の長手方向の中央で0.2Lの領域に位置する凸部22である。
ドライ制動は、ドライアスファルト路面にて時速100Km/hの走行状態からブレーキを掛けて制動距離を測定し、その制動距離の逆数を用いて従来例を100とする指数により示し、数値が大きいほど制動性能に優れることを意味する。
氷上制動は、氷上にて時速40Km/hの走行状態からブレーキを掛けて制動距離を測定し、その制動距離の逆数を用いて従来例を100とする指数により示し、数値が大きいほど制動性能に優れることを意味する。
図7の実施例1、2、3から、サイプ18の長手方向において他の箇所に比べて倒れ易いブロック16の部分16Aが存在する場合に、凸部22の高さを、サイプ18の長手方向において異ならせ、サイプ18の長手方向においてブロック16の部分16Aが均等に倒れるようにすることで、ドライ制動、氷上制動を向上できることが明らかである。
10……トレッド面、12……縦溝、14……横溝、16……ブロック、18……サイプ、22……凸部、24……凹部。

Claims (1)

  1. トレッド面にタイヤ幅方向に間隔をおきタイヤ周方向に延びる複数の縦溝と、タイヤ周方向に間隔をおきタイヤ周方向と交差する方向に延びる複数の横溝とにより複数のブロックが設けられ、前記ブロックにタイヤ周方向に間隔をおきタイヤ幅方向に延びる複数のサイプが設けられ、前記ブロックは、前記サイプにより挟まれたブロックの部分と、前記横溝と前記サイプとで挟まれたブロックの部分とを有する空気入りタイヤにおいて、
    前記サイプ内で互いに対面するサイプ壁面の一方に凸部が形成されると共に、他方に前記凸部に噛み合う凹部が形成され、
    前記凸部は、前記サイプ壁面に対して垂直方向の高さを有し、
    前記ブロックは前記サイプの長さ方向に沿った幅を有し、
    前記サイプの長手方向の両端は前記ブロックの幅方向の両端よりも前記ブロックの幅方向の中央側に偏位した箇所に位置し、
    記ブロックの部分が前記サイプの長手方向において均等に倒れるように、前記サイプの長手方向の中央でサイプ長さの20%の範囲の領域に位置する前記凸部の高さは、その他の領域に位置する前記凸部の高さよりも大きい空気入りタイヤ。
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