JP5516492B2

JP5516492B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP5516492B2
Application number: JP2011095800A
Authority: JP
Inventors: 政明長安
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2010-05-11
Filing date: 2011-04-22
Publication date: 2014-06-11
Anticipated expiration: 2031-04-22
Also published as: US8875760B2; US20110277896A1; FI20115443A; JP2011255878A; FI20115443A0; FI125940B; CN102267341A; CN102267341B; DE102011075373A1; RU2467885C1

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

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空気入りタイヤ。