JP4730952B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、大振幅の波状サイプが形成されたブロックを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。

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、横断面形状が直線又は波型のサイプが一般的である。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る。

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、また接地面積が小さくなって、アイス性能が低下するという問題が生じる。また、サイプの溝幅を広くすると除水効果が確保し易くなるが、この場合にもサイプが過度に倒れ込むことによって、同様の弊害が生じ易い。

特に、タイヤ幅方向に延びる両側オープンサイプがブロックに多数設けられる場合、周方向溝にサイプが繋がっているため、ブロック片が倒れ込み易く、接地面積が小さくなってアイス性能も低下し、ブロック剛性の低下による偏摩耗も生じ易くなる。

これに対して、両側クローズドサイプをブロックに設ける方法があるが、その場合、ブロックは倒れ込みにくくなるため、偏摩耗を防止できるものの、アイス性能を向上させるための適度なたわみが得られにくくなり、アイス性能は低下する。

このようなブロックの倒れ込みを適度に抑制する技術として、下記の特許文献１には、ブロックをタイヤ幅方向の中央の両側にて３分割する境界線付近に、タイヤ幅方向の一方から延びる複数のサイプの閉口端を配置すると共に、その閉口端間の略中央に向けてタイヤ幅方向の中央からサイプを延設させその閉口端を前記境界線付近に配置してある空気入りタイヤが提案されている。

この空気入りタイヤでは、サイプの境界線付近でブロックが連続するため、ブロックの倒れ込みを抑制する効果が得られるものの、ブロックの中央付近おいて、制動時に生じる前後力と縦荷重によってサイプが閉塞し易くなるという問題に対しては、十分な効果が得られなかった。

一方、従来の同一溝幅のサイプに代えて、溝幅の異なるサイプを形成した空気入りタイヤも提案されている。例えば、下記の特許文献２には、複数のサイプが溝幅の異なる幅広部と幅狭部とで構成されると共に、幅広部と幅狭部とが並設方向に交互に配列された交互配列領域を有する空気入りタイヤが提案されている。

しかしながらこのタイヤでは、サイプが片側クローズドの場合、片側オープンとなるため、溝幅の異なるサイプを採用したことによる効果が相対的に低くなり、またサイプが両側クローズドの場合、前記のように、アイス性能を向上させるための適度なたわみが得られにくくなり、アイス性能は低下する。

また、下記の特許文献３には、片側オープン又は両側オープンのサイプについて、ブロックの中心領域に位置するサイプ部分の溝幅を大きくする空気入りタイヤが提案されている。しかし、これについても、片側オープン又は両側オープンのため、ブロック片の倒れ込みが大きくなりすぎ、部分的にサイプの溝幅を大きくしたことによる効果が十分得られない。また、ブロック片の倒れ込みが大きいため、耐摩耗性能も不十分となる。

特開２００２−１９２９１７号公報 特開２００３−３２０８１５号公報 特開２０００−２６４０２３号公報

そこで、本発明の目的は、アイス性能を向上させるための適度なたわみが得られ易く、耐摩耗性能が良好で、しかもエッジ効果や除水効果を十分維持して、アイス性能を向上させることができる空気入りタイヤを提供することにある。

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、サイプが形成されたブロックを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、前記ブロックの中央付近には、タイヤ幅方向に延びる、主溝に接しない両側クローズドの中央サイプを形成してあり、その中央サイプは他の部分より溝幅の大きい幅広部をサイプ幅の２０〜８０％の領域のサイプ中央に有することを特徴とする。ここでブロックの中央付近とは、２次元的意味での中央付近、即ちブロックの重心付近を指す。

本発明の空気入りタイヤによると、ブロックの中央付近に両側クローズドの中央サイプを形成してあるため、通常のオープンサイプと比較して、ブロック片に適度なたわみが得られ易くなる。そして、このような中央サイプでは、倒れ込みが適度に抑制されるため、一定溝幅のサイプでは、タイヤに制動力が生じたときにサイプの閉塞（溝幅の減少）が起こり易くなるが、本発明では、幅広部をサイプ幅の２０〜８０％の領域に設けているため、両側の幅狭部が閉塞しても幅広部が閉塞しないので、エッジ効果や除水効果を十分維持することができる。その結果、アイス性能を向上させるための適度なたわみが得られ易く、耐摩耗性能が良好で、しかもエッジ効果や除水効果を十分維持して、アイス性能を向上させることができる。

上記において、前記中央サイプの両側には、タイヤ幅方向に延びる片側クローズドの波状サイプを形成してあることが好ましい。中央サイプの両側に、片側クローズドの波状サイプを形成してあるため、オープンサイプが途中の２カ所で途切れた構造となるので、より確実にブロック片に適度なたわみが得られ易くなる。また、波状サイプによって、サイプ密度を高めることができ、エッジ効果や除水効果をより向上させることができる。

また、前記中央サイプのサイプ幅は、前記ブロックのタイヤ幅方向におけるブロック幅の２０〜５０％であることが好ましい。このような範囲内に中央サイプを設けることにより、ブロックの中央付近でのブロック片のたわみの抑制効果と、前記幅広部によるエッジ効果や除水効果の維持効果のバランスを良好にして、より確実にこれらの効果を両立できるようになる。

また、前記中央サイプがブロックに１本設けられると共に、その中央サイプの少なくとも前記幅広部の全体を囲むように、環状サイプが更に設けられていることが好ましい。この構成によると、環状サイプによって、ブロックの中央付近での剛性を維持しながら、サイプ密度を高めてエッジ効果や除水効果を向上させることができる。また、タイヤ幅方向以外のサイプ成分の増加により、旋回性能などを向上させることができる。

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。図１は、本発明の空気入りタイヤにおけるトレッドパターンのブロックの一例を示す要部拡大図である。

本発明の空気入りタイヤは、サイプが形成されたブロックを有するトレッドパターンを備えるものである。本実施形態では、図１に示すように、タイヤ周方向ＰＤとタイヤ幅方向ＷＤとに延びる主溝によって区分されたブロック１にサイプ１０が形成されている例を示す。トレッドパターンのブロック１以外の部分は、何れのパターンでもよいが、例えばブロック１の左右に同様のブロックを設けたものが挙げられる。

本発明では、図１に示すように、ブロック１の中央付近には、タイヤ幅方向ＷＤに延びる、主溝に接しない両側クローズドの中央サイプ１１を形成してある。中央サイプ１１は他の部分（幅狭部１１ｂ）より溝幅の大きい幅広部１１ａをサイプ中央に有する。

幅広部１１ａを有する領域は、中央サイプ１１のサイプ幅の２０〜８０％の領域であり、好ましくは３０〜６０％の領域である。幅広部１１ａを設ける領域が２０％未満であると、幅広部１１ａによりサイプの閉塞（溝幅の減少）を抑制してエッジ効果や除水効果を十分維持するのが困難になり、幅広部１１ａを設ける領域が８０％を超えると、８０％を超えると、幅広部が広くなり剛性低下によりブロックの倒れ込みが大きく、アイス性能が低減する。

幅広部１１ａの溝幅は、前後力を受けて幅狭部１１ｂが閉塞しても幅広部１１ａによりエッジ効果や除水効果を十分維持する観点より、０．３〜１ｍｍが好ましく、０．５〜０．８ｍｍがより好ましい。なお、幅狭部１２の溝幅は０．１〜０．５ｍｍが好ましい。

中央サイプ１１は、直線状サイプでもよいが、波状サイプが好ましい。本発明における波状サイプとは、ジグザグサイプを含むものであり、また、その横断面形状は、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。

中央サイプ１１が波状サイプの場合、いわゆる波型サイプの特性を好適に発現する上で、その振幅（両側頂部の高さの和）が、１〜２ｍｍが好ましく、また、中央サイプ１１の周期（例えば凸−凸頂部間の距離）は、２〜５ｍｍが好ましい。

中央サイプ１１のサイプ幅は、ブロック１のタイヤ幅方向ＷＤにおけるブロック幅の２０〜５０％であることが好ましく、３５〜４５％であることがより好ましい。中央サイプ１１のサイプ幅が、２０％未満であると、サイプの閉塞（溝幅の減少）を抑制してエッジ効果や除水効果を十分維持するのが困難になる傾向があり、５０％を超えると、幅広部が広くなり剛性低下により、ブロックの倒れ込みが大きく、アイス性能が低減する傾向がある。

本発明では、図１に示すように、中央サイプ１１の両側には、タイヤ幅方向ＷＤに延びる片側クローズドの波状サイプ１２を形成してあることが好ましい。波状サイプ１２は、一端がブロック１の端辺に開口し、他端がブロック１の内部で閉口する片側クローズドサイプである。

波状サイプ１２は、１本の中央サイプ１１に対して、両側に複数の波状サイプ１２を設けてもよく、複数の中央サイプ１１に対して、同数の波状サイプ１２を両側に設けてもよい。また、波状サイプ１２の端部と中央サイプ１１の端部とは、接近させてもよいが、２つの波状サイプ１２の各端部の中間に、中央サイプ１１の端部が位置するようにしてもよい。

波状サイプ１２は、いわゆる波型サイプの特性を好適に発現する上で、その振幅（両側頂部の高さの和）が、１〜２ｍｍが好ましく、周期（例えば凸−凸頂部間の距離）は、２〜５ｍｍが好ましい。また、波状サイプ１２の溝幅は、０．１〜０．５ｍｍが好ましい。なお、波状サイプ１２は、ブロック１の端辺に開口する一端が、直線状であることが好ましい。

本実施形態では、中央サイプ１１がブロック１に１本設けられると共に、その中央サイプ１１の少なくとも幅広部１１ａの全体を囲むように、環状サイプ１３が更に設けられている例を示す。

図示した例では、周方向部１３ａと傾斜部１３ｂとで構成される六角形の環状サイプ１３が、中央サイプ１１の全体を囲むように設けられている。そして、環状サイプ１３の周方向部１３ａが中央サイプ１１の端部を通過している。

そして、環状サイプ１３のタイヤ幅方向ＷＤの両側には、各々３本の波状サイプ１２が設けられている。更に、環状サイプ１３のタイヤ周方向ＰＤの両側には、各々２本の従来の波状サイプ１４が設けられている。

本発明では、サイプ１０のトータルのサイプ密度が０．０５〜０．２０ｍｍ／ｍｍ^２であることが好ましく、０．１〜０．１８ｍｍ／ｍｍ^２であることがより好ましい。

また、サイプ１０の溝深さは、主溝深さの３０〜８０％が好ましい。サイプ１０は、ブロック表面に対して垂直になるように形成されるのが一般的であるが、ブロック表面の法線に対してサイプ１０が若干（例えば１５°以下）傾斜していてもよい。

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。

但し、サイプの形成に関しては、厚みが部分的に異なるサイプブレードを使用する必要があるが、その際、１枚のサイプブレードを部分的に折り返すことによって、厚みが部分的に異なるサイプブレードを形成するのが、製造コスト、製作面の点で有利である。

本発明の空気入りタイヤは、アイス性能を向上させるための適度なたわみが得られ易く、しかもエッジ効果や除水効果を十分維持して、アイス性能を向上させることができるトレッドパターンを備えるため、特にスタッドレスタイヤとして有用である。

［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。

（１）前述の実施形態では、略正方形のブロックにサイプが形成されている例を示したが、ブロック１は、この形状に限らず、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、ブロックと共に、タイヤ周方向に直線状に延びるリブや、タイヤ周方向にジグザグに延びるリブが形成されていてもよい。

（２）前述の実施形態では、中央サイプがブロックに１本設けられると共に、その中央サイプの全体を囲むように、環状サイプが更に設けられている例を示したが、本願発明では、図２（ａ）〜（ｃ）に示すような、種々の形態が可能である。

図２（ａ）に示す例では、ブロック１の中央付近に３本の中央サイプ１１を形成すると共に、その中央サイプ１１のタイヤ周方向ＰＤの両側に、中央サイプ１１と同じ形状の波状サイプ１５が各々２本設けられている。また、波状サイプ１５の両側には、タイヤ幅方向に延びる片側クローズドの波状サイプ１２を形成してある。

図示した例では、中央サイプ１１の端部と、波状サイプ１２の端部とが接近して配置されているが、２つの波状サイプ１２の各端部の中間に、中央サイプ１１の端部が位置するようにしてもよく、その場合、２つの波状サイプ１２の各端部より外側に、中央サイプ１１の端部が配置されてもよい。

本発明では、ブロック１の中央付近に設ける中央サイプ１１の数が、１〜３本が好ましい。複数の中央サイプ１１を設ける場合には、環状サイプ１３を設けない方が、ブロック１の中央付近の剛性を維持する上で好ましい。

図２（ｂ）に示す例では、円形の環状サイプ１３を設けると共に、波状サイプ１２に加えて放射状にブロック１の端辺に延びる放射波状サイプ１６を設けてある。また、環状サイプ１３は、中央サイプ１１の一部（幅狭部１１ｂ）がはみ出すように形成されている。放射波状サイプ１６は、波状サイプ１２と同様の形状を有するものが好ましい。

図２（ｃ）に示す例では、ブロック１の中央付近に３本の中央サイプ１１を形成すると共に、その中央サイプ１１のタイヤ周方向ＰＤの両側に、通常の波状サイプ１４が各々２本設けられている。本発明では、この波状サイプ１４に代えて、直線状のサイプを設けることも可能である。

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。

（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ＡＢＳを作動させ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。

（２）耐摩耗性能
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、乾燥舗装道路を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。

比較例１（従来品）
図３（ａ）に示すブロック（縦２６ｍｍ、横３２ｍｍ）を全面（５列）を備えたトレッドパターンにおいて、サイプを下記のサイズで形成してサイズ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。サイプ深さを７ｍｍ、サイプの溝幅０．３ｍｍ、周期４ｍｍ、振幅１．８ｍｍ、サイプ間隔４ｍｍとした。

実施例１
図１に示すブロックを全面に備えたトレッドパターン（サイプ以外は比較例１と同じ）において、サイプを下記のサイズで形成してサイズ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。サイプ深さを７ｍｍ、中央サイプの幅広部（長さ７ｍｍ）の溝幅０．６ｍｍ、幅狭部（長さ２．５ｍｍ×２）の溝幅０．３ｍｍ、振幅を１．５ｍｍ、周期４ｍｍ、環状サイプの溝幅０．３ｍｍ、一辺の長さ６ｍｍ、波状サイプの長さ７．６ｍｍ（周期と振幅は同じ）、通常の波状サイプの長さ２８ｍｍ（周期と振幅は同じ）、サイプ間隔４ｍｍとしたとした。

実施例２
図２（ａ）に示すブロックを全面に備えたトレッドパターン（サイプ以外は比較例１と同じ）において、サイプを下記のサイズで形成してサイズ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。サイプ深さを７ｍｍ、中央サイプと波状サイプとの形状等は実施例１と同じ、サイプ間隔４ｍｍとした。

比較例２
比較例１において両側オープンサイプを図３（ｂ）に示すサイプ（実施例２の中央サイプと波状サイプとを繋げたもの）に変えること以外は、比較例１と同様にして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。

表１の結果が示すように、実施例ではアイス制動性能、耐摩耗性能が従来品より大幅に向上した。これに対して、従来のサイプに単に幅広部を追加した比較例２では、ブロック片の倒れ込みが大きくなりすぎ、接地面積が低下することでアイス性能が低下した。

本発明の空気入りタイヤにおけるブロックの一例を示す要部拡大図 本発明の空気入りタイヤにおけるブロックの他の例を示す要部拡大図 比較例で採用したサイプの形状を示す要部拡大図

符号の説明

１ ブロック
１０ サイプ
１１ 中央サイプ
１１ａ 幅広部
１１ｂ 幅狭部
１２ 波状サイプ
１３ 環状サイプ
ＷＤ タイヤ幅方向
ＰＤ タイヤ周方向

Claims (4)

1. サイプが形成されたブロックを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、
   前記ブロックの中央付近には、タイヤ幅方向に延びる、主溝に接しない両側クローズドの中央サイプを形成してあり、その中央サイプは他の部分より溝幅の大きい幅広部をサイプ幅の２０〜８０％の領域のサイプ中央に有することを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記中央サイプの両側には、タイヤ幅方向に延びる片側クローズドの波状サイプを形成してある請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記中央サイプのサイプ幅は、前記ブロックのタイヤ幅方向におけるブロック幅の２０〜５０％である請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記中央サイプがブロックに１本設けられると共に、その中央サイプの少なくとも前記幅広部の全体を囲むように、環状サイプが更に設けられている請求項１〜３いずれかに記載の空気入りタイヤ。
   
   

Images