JP2005329793A

JP2005329793A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2005329793A
Application number: JP2004149272A
Authority: JP
Inventors: Eiji Azuma; 英司東
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2004-05-19
Filing date: 2004-05-19
Publication date: 2005-12-02
Anticipated expiration: 2024-05-19
Also published as: JP4831723B2

Abstract

【課題】サイプ内部に設けた空間部で除水性を確保しつつ、サイプの柱状空間が深さ方向に連続しないため、ブロック全体の剛性を高めることで、アイス路面での制動性能や耐偏摩耗性能が良好な空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】複数のサイプ１０を形成した陸部１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、前記サイプ１０の間隙ｔを１．０ｍｍ以下にすると共に、前記サイプ１０の内壁面１３に設けられサイプ深さ方向の幅Ｗが１．０〜５．０ｍｍの凹部１３ａにより複数の空間部１１を形成してあることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、複数のサイプを形成したブロック又はリブなどの陸部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、サイプの深さ方向に形状が変化しない平面又は波型のサイプが従来は一般的であった。このようなサイプをブロックに形成することにより、アイス路面でのエッジ効果、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、アイス性能も低下するという問題が生じる。このため、サイプの形状を深さ方向で変化させて、サイプの倒れ込みを抑制した、いわゆる３次元サイプが近年注目されている。

これまで３次元サイプの形状としては、種々のものが提案されており、幾つかのタイプに分けることができるが、そのうちの１つとして、サイプ内壁の両面に、凸部とこれに噛み合う凹部（ディンプル）とを形成したものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この構造は、ブロックとサイプが倒れ込む際に、サイプ内壁面の凸部と凹部とが係合する作用により、倒れ込みを抑制するものである。

しかしながら、アイス路面での除水性を確保する上では、サイプの間隙を一定以上にする必要があり、このため、ブロック全体の剛性が低下して、接地圧力分布の不均一化により乾燥路面でトゥーヒール摩耗が発生し易くなるという問題があった。

一方、特許文献２には、サイプを形成する際に、サイプ成形骨（タイプブレード）として、少なくとも１条の補強柱を設けたものを使用することで、サイプ深さ方向に延長する柱状空間を有するサイプが開示されている。しかし、この構造では、サイプの柱状空間が表面まで連続するため、その周辺部の剛性が局所的に低下し、偏摩耗が生じ易くなった。また、柱状空間が表面まで連続するため、水を保持する効果が不十分なり、除水性の点からも改善の余地があった。
特開平５−５８１１８号公報特開平１１−４２９１３号公報

そこで、本発明の目的は、サイプ内部に設けた空間部で除水性を確保しつつ、サイプの柱状空間が深さ方向に連続しないため、ブロック全体の剛性を高めることで、アイス路面での制動性能や耐偏摩耗性能が良好な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、複数のサイプを形成した陸部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、前記サイプの間隙を１．０ｍｍ以下にすると共に、前記サイプの内壁面に設けられサイプ深さ方向の幅が１．０〜５．０ｍｍの凹部により複数の空間部を形成してあることを特徴とする。

本発明の空気入りタイヤによると、サイプの柱状空間が深さ方向に連続せず、ブロック全体の剛性を高められるため、接地圧力の不均一による影響を少なくして、耐偏摩耗性能を良好にすることができる。また、サイプ内部に設けた空間部で除水性を確保することができ、アイス路面での制動性能も良好となる。このとき、空間部のサイプ深さ方向の幅が小さいため、局所的に剛性が低下しにくく、深さ方向に連続しないので、除水性も良好になる。

上記において、前記凹部の深さは、凹部が形成されるブロック片の厚みの半分以下で、かつ前記サイプの間隙以上であることが好ましい。これによって、除水性を十分確保しながら、ブロック全体の剛性を十分に維持することができる。

また、前記複数の凹部のうち、一部の凹部が前記陸部の表面に露出していることが好ましい。これによって、陸部の表面にも空間部が形成されることになり、アイス路面における表面部の水膜を除去する効果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。

本発明の空気入りタイヤは、図１に示すように、複数のサイプ１０を形成したブロック１などの陸部を有するトレッドパターンＴを備える。本実施形態では、周方向溝２と横溝３，５と斜溝４により区分されたブロック１が形成され、タイヤ幅方向に６列のブロック１が配列されている例を示す。

各々のブロック１には、タイヤ幅方向に向けて複数列のサイプ１０が形成されており、各々のサイプ１０の両端は、ブロック１に隣接する溝に開口しているが、それに限定されるものではなく、ブロック１の側壁から露出せずにブロック１の側壁の内側に留めたり、片側のみを留めたりと、パターン構成によって適宜使い分けることができる。

図２（ａ）は、ブロック１を模式的に示した斜視図である。この図２（ａ）では、内壁面１３の凹凸形状が分かり易いように、ブロック片１ａの一部を変形させて、サイプ１０の内壁面１３を露出させている。また、波型サイプの代わりに直線状サイプの例を示している。

本発明におけるサイプ１０は、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、サイプ１０の内壁面１３に設けた凹部１３ａにより複数の空間部１１を形成してある。本実施形態では、各々のサイプ１０に対して略同数の空間部１１（即ち、凹部１３ａ）を設け、その際に空間部１１の配置も略均一に分散させた例を示す。

凹部１３ａの形状は、半球状、半楕球状、部分球状、三角錐状、四角錐状など何れでもよいが、サイプブレードの製造のし易さや、その耐久性から、略球面を有する形状が好ましい。

凹部１３ａのサイプ深さ方向の幅Ｗは１．０〜５．０ｍｍであり、１．０〜３．０ｍｍが好ましい。幅Ｗが５．０ｍｍを超えると、その周辺の陸部の剛性が局所的低下して、偏摩耗が生じ易くなる。また、幅Ｗが１．０ｍｍ未満であると、十分な除水性が確保しにくくなる。

凹部１３ａの深さＤは、凹部１３ａが形成されるブロック片１ａの厚みＴの半分以下で、かつサイプ１０の間隙ｔ以上であることが好ましい。深さＤが厚みＴの半分を超えると、その周辺の陸部の剛性が局所的低下して、偏摩耗が生じ易くなる傾向がある。また、深さＤがサイプ１０の間隙ｔ未満であると、十分な除水性が確保しにくくなる傾向がある。

本発明では、サイプ１０の間隙ｔは１．０ｍｍ以下であり、０．２〜０．５ｍｍが好ましい。間隙ｔが１．０ｍｍを超えると、ブロック全体の剛性を高められず、接地圧力の不均一による偏摩耗が生じ易くなる。また、０．２ｍｍ未満では、サイプを形成する際のサイプブレードの耐久性が問題となり易い。

また、サイプ１０によって区分されたブロック片１ａの厚みＴは、２〜１０ｍｍが好ましい。

本発明では、図２（ａ）に示すように、前記複数の凹部１３ａのうち、一部の凹部１３ａが陸部の表面に露出していることが好ましい。また、製造直後には、陸部の表面に凹部１３ａが露出していなくても、タイヤ使用中の摩耗によって凹部１３ａが表面に露出するようにしても、同様の効果が得られる。

また、本発明では、サイプ深さの中央線でサイプ１０を上下に区分した場合に、形成した凹部１３ａの体積密度が、上側より下側が大きくなるようにするのが好ましい。これによって、摩耗後半時期における除水性を良好に保つことができる。体積が同じ凹部１３ａを形成する場合には、その個数の密度が、上側より下側が大きくなるようにするのが好ましい。

以上のようなサイプ１０を形成するには、その形状に対応するサイプブレードを用いればよいが、図３（ａ）〜（ｃ）に示すような、サイプブレード１５を用いるのが好ましい。つまり、このサイプブレード１５は、一方のブレード１５ａは平坦であり、他方のブレード１５ｂには凹部１５ｃをプレス成形などで形成し、両者をスポット溶接などで接合することで、サイプ形状に対応するサイプブレード１５とすることができる。

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Ｔ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。

本発明の空気入りタイヤは、前述の如き作用効果を奏し、アイス性能に優れるため、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、直線状のサイプに対して空間部を設ける例を示したが、本発明では、図４（ａ）に示すように、ブロック１に形成した波型のサイプ１０に対して空間部１１を設けてもよい。その場合、サイプ深さに垂直な断面形状としては、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、矩形波、ジグザグ状に近いもの等、何れの形状でもよい。この断面形状における凹凸の周期（例えば凸−凸頂部間の距離）は、いわゆる波型サイプの特性を好適に発現する上で１．５〜５ｍｍが好ましく、振幅（両側頂部の高さの和）は１．５〜５ｍｍが好ましい。

（２）前述の実施形態では、２次元状のサイプに対して空間部を設ける例を示したが、本発明では、図４（ｂ）に示すように、サイプ１０の形状を深さ方向で変化させて、サイプ１０の倒れ込みを抑制した、３次元形状のサイプ１０に対して空間部１１を設けてもよい。

（３）前述の実施形態では、各々のサイプに対して略同数の空間部を設ける例を示したが、本発明では、図４（ｃ）に示すように、サイプ１０の形成密度がブロック１のタイヤ回転方向の前方で大きくなるように、サイプ１０に対して空間部１１を設けてもよい。

この場合、制動時に接地圧力が大きくなるタイヤ回転方向の前方に位置するブロック片の剛性が、後方に位置するブロック片より低下するため、接地圧力の均一化が図れるようになり、トゥーヒール摩耗を効果的に抑制することができる。

（４）前述の実施形態では、タイヤ幅方向に延びるサイプに対して空間部を設ける例を示したが、本発明では、図５（ａ）〜（ｂ）に示すように、タイヤ周方向に延びるサイプ１０に対しても空間部１１を設けてもよい。その場合も、タイヤ周方向のサイプ１０に設けた空間部１１により、サイプ間隙を小さくしてブロック全体の剛性を高めつつ、除水性を確保することができる。

（５）前述の実施形態では、１つのサイプの内壁面の一方のみに凹部を形成する例を示したが、本発明では、図６（ａ）に示すように、サイプ１０の内壁面１３の両方に凹部１３ａを形成してもよい。その際、図６（ｂ）に示すように、凹部１３ａ同士が重なるようにしてもよく、その場合、２つの凹部１３ａによって１つの空間部１１が形成されることになる。

また、図６（ｃ）に示すように、内壁面１３の凹部１３ａに重なるように、対向する内壁面１３に凸部１３ｂを形成してもよく、その場合、凹部１３ａと凸部１３ｂとによって１つの空間部１１が形成されることになる。この構成によると、ブロックの倒れ込みが生じる際に、凹部１３ａと凸部１３ｂとが係合するため、ブロックの倒れ込みによる弊害（エッジ効果の低減）を効果的に防止することができる。

（６）前述の実施形態では、図１に示すようなブロックパターンの例を示したが、この形状のブロックに限らず、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、中央付近や端部近傍まで溝の入ったブロックや一部の陸部が周方向に連続するもの、又はリブ基調のパターンでもよい。

（７）前述の実施形態では、図２に示すように、サイプがブロック表面に対して垂直になるように形成された例を示したが、ブロック表面の法線に対してサイプの基準面が若干（例えば１５°以下）傾斜していてもよい。

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）アイス制動距離
タイヤを実車（国産２０００ｃｃクラスのＦＦセダン）に装着し、車指定の空気圧で２名乗車の荷重条件にて、氷上を速度３０ｋｍ／ｈで走行し、制動開始から車両停止までの
距離を測定し、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。

（２）アイス旋回速度
タイヤを実車（国産２０００ｃｃクラスのＦＦセダン）に装着し、車指定の空気圧で２名乗車の荷重条件にて、半径２５ｍを描いた氷上を１０周旋回し、１周当たりに掛かる旋回速度を測定し、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。

（３）耐摩耗性能
舗装道路を１万ｋｍ走行したときのタイヤのトゥーアンドヒール摩耗量を測定し、指数で評価した。トゥーアンドヒール摩耗量とは、１つのブロックについてタイヤ周方向の摩耗量の差を示すものであり、踏み込み側摩耗量と蹴り出し側摩耗量との差を測定した。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）
１つのブロックのサイズが幅２５ｍｍ、周方向長さ３５ｍｍ、高さ９．０ｍｍである長方形のブロックを、タイヤ幅方向に６列で形成したテストパターンを有し、各々のブロックに下記のサイズを有しタイヤ幅方向に延びる直線のオープンサイプ（空間部はなし）を５本づつ形成したサイズ２０５／６５Ｒ１５９４Ｈのラジアルタイヤを製造し、上記の各性能評価を行った。その結果を表１に示す。

サイプの深さを７．０ｍｍ、間隙を０．５ｍｍとした。

実施例１
比較例１と同じレッドパターンにおいて、各々のサイプ（間隙は０．３ｍｍ）に対して深さ０．７ｍｍ、直径２ｍｍの半球状の凹部を１０個づつ均一に形成して、サイズ２０５／６５Ｒ１５９４Ｈのラジアルタイヤを製造した。表面に露出した凹部の数は１ブロック当たり７個であった。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。

実施例２
比較例１と同じレッドパターンにおいて、各々のサイプ（間隙は０．３ｍｍ）に対して深さ０．７ｍｍ、直径２ｍｍの半球状の凹部を５個〜１５個づつ形成して、サイズ２０５／６５Ｒ１５９４Ｈのラジアルタイヤを製造した。その際、タイヤ回転方向の前方で凹部の個数が最大となり、後方のサイプほど個数が少なくなるように凹部の形成密度を変えた。表面に露出した凹部の数は１ブロック当たり７個であった。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。

実施例３
比較例１と同じレッドパターンにおいて、図４（ｂ）に示すようにサイプを中央で分断してその部分に周方向に延びるサイプを形成し、各々のサイプ（間隙は０．３ｍｍ）に対して深さ０．７ｍｍ、直径２ｍｍの半球状の凹部を１０個づつ均一に形成して、サイズ２０５／６５Ｒ１５９４Ｈのラジアルタイヤを製造した。表面に露出した凹部の数は１ブロック当たり７個であった。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。

比較例２
比較例１において、横断面形状が１ｍｍ×２ｍｍの柱状の凹条を各々のサイプに４本づつ設けること以外は、実施例１と同様にして、サイズ２０５／６５Ｒ１５９４Ｈのラジアルタイヤを製造し、上記の各性能評価を行った。その結果を表１に示す。

表１の結果が示すように、実施例ではブロック全体の剛性を高めつつ、サイプ内部に設けた空間部で除水性を確保することで、アイス路面での制動性能や耐偏摩耗性能が、従来品より良好であった。特に、タイヤ回転方向の前方ほど凹部の個数が多い実施例２では、アイス制動性と偏摩耗性により優れていた。また、タイヤ周方向のサイプに凹部を形成した実施例３では、特にアイス旋回性能に優れていた。

これに対して、サイプに柱状の凹条を設けた比較例２では、アイス制動性能が不十分となり、乾燥路走行時のトウヒール磨耗の問題も生じた。

本発明の空気入りタイヤの一例のトレッド面を示す平面図本発明の空気入りタイヤの要部を示す図であり、（ａ）はブロックの一部を変形させた斜視図、（ｂ）はそのＩ−Ｉ矢視断面図、（ｃ）は寸法説明図本発明におけるサイプを形成するためのサイプブレートの一例を示す図であり、（ａ）は組み立て斜視図、（ｂ）は断面図本発明におけるサイプの他の例を示す斜視図本発明におけるサイプの他の例を示す斜視図本発明におけるサイプの他の例を示す斜視図

符号の説明

１ブロック（陸部）
１ａブロック片
１０サイプ
１１空間部
１３サイプの内壁面
１３ａ凹部
Ｔトレッドパターン

Claims

複数のサイプを形成した陸部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、
前記サイプの間隙を１．０ｍｍ以下にすると共に、前記サイプの内壁面に設けられサイプ深さ方向の幅が１．０〜５．０ｍｍの凹部により複数の空間部を形成してあることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記凹部の深さは、凹部が形成されるブロック片の厚みの半分以下で、かつ前記サイプの間隙以上である請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記複数の凹部のうち、一部の凹部が前記陸部の表面に露出している請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。