JP4605298B1 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】トレッド面にサイプを形成したタイヤにおける氷上制動性能を向上すると共に、冬用タイヤとしての役割を終えた後の摩耗後期において、トレッド剛性を確保することにより、ドライ路面での操縦安定性能を向上させるようにした空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】トレッド面１に形成した陸部３に、陸部３の深さ方向に延びる仮想軸２を中心に放射方向に延びかつ陸部３内で終端する少なくとも３本の切り込み４からなる閉鎖サイプ５を設け、これら切り込み４に仮想軸２を中心にした深さ方向に向けて螺旋状のねじりを与え、このねじり角度θを１０°以上、１３５°未満としたうえで、切り込み４の放射方向の長さ又は切り込み幅をトレッド面１側において底面側よりも大きくした。
【選択図】図４

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、トレッド面にサイプを形成したタイヤにおける氷上制動性能を向上すると共に、冬用タイヤとしての役割を終えた後の摩耗後期において、トレッド剛性を確保することにより、ドライ路面での操縦安定性能を向上させるようにした空気入りタイヤに関する。

一般に、ウェット路面や氷雪路面における走行性能を向上するために、トレッド面にサイプを設けて吸水性を向上させることが広く行われている。しかしながら、トレッド面にサイプを多数配置し過ぎるとトレッド剛性が低下して操縦安定性や制動性を悪化させる原因になるため、従来から、サイプの形態やその配置に関して多くの提案がなされてきた（例えば、特許文献１、２参照）。

上述する提案のうち、特許文献１では、互いに異なる方向に延びる２個以上のサイプを交差させてブロック面に配置することによりサイプ割れ故障やチャンク・アウト故障を防止しながら氷上操縦安定性を向上させることを提案している。また、特許文献２では、サイプをタイヤ径方向に延びるねじり軸の廻りに捩じりを与えた形状にすることにより操縦安定性やウェット制動性能を確保しながら乗心地性を改善させることを提案している。

しかし、特許文献１ではトレッド面の吸水性がある程度は改善できるものの、さらにサイプの数を増やして吸水性を高めようとすると、トレッド剛性の低下により操縦安定性の維持が難しくなるという限界がある。また、特許文献２ではねじり角度を１３５°以上にも及ぶ大きさにしているために、タイヤ成形加硫後の金型からの離型性が悪化し、トレッド面に損傷を生じさせ易いという問題がある。

また、トレッド面にサイプを設けたスタッドレスタイヤは、摩耗が進行して冬用タイヤとしての役割を終えた後に夏用タイヤとして使用する場合がある。一般に、スタッドレスタイヤのトレッドゴムには、夏用タイヤのトレッドゴムに比して柔らかいゴムを使用しているため、冬用タイヤとしての役割を終えた後において、夏用タイヤとしての走行性能が確保できないという問題がある。したがって、これらスタッドレスタイヤでは、冬用タイヤとしての役割を終えた後の摩耗後期において、夏用タイヤとしての走行性能を如何にして確保するかが重要な課題となっている。

特開平９−２６３１１１号公報 特開２００６−２７３０６号公報

本発明の目的は、トレッド面にサイプを形成したタイヤにおける氷上制動性能を向上すると共に、冬用タイヤとしての役割を終えた後の摩耗後期において、トレッド剛性を確保することにより、ドライ路面での操縦安定性能を向上させるようにした空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、２つの発明からなり、第１の発明（以下、第１発明という）は、請求項１に記載するように、トレッド面に形成した陸部に、該陸部の深さ方向に延びる仮想軸に対して放射方向に延びかつ陸部内で終端する少なくとも３本の切り込みを配置した閉鎖サイプを設けると共に、該閉鎖サイプの切り込みに前記仮想軸を中心にした深さ方向に向けて螺旋状のねじりを与えるようにした空気入りタイヤにおいて、前記切り込みの前記陸部の表面から底面に至るまでのねじり角度を１０°以上、１３５°未満にすると共に、該切り込みの放射方向の長さを前記閉鎖サイプの深さ方向のトレッド面側において底面側よりも長くなるように形成したことを特徴にする。

さらに、上述する構成において、前記切り込みの幅を前記閉鎖サイプの深さ方向のトレッド面側において底面側よりも広くなるように形成するか、又はトレッド面側において底面側よりも狭くなるように形成するとよい。

また、第２の発明（以下、第２発明という）は、請求項４に記載するように、トレッド面に形成した陸部に、該陸部の深さ方向に延びる仮想軸に対して放射方向に延びかつ陸部内で終端する少なくとも３本の切り込みを配置した閉鎖サイプを設けると共に、該閉鎖サイプの切り込みに前記仮想軸を中心にした深さ方向に向けて螺旋状のねじりを与えるようにした空気入りタイヤにおいて、前記切り込みの前記陸部の表面から底面に至るまでのねじり角度を１０°以上、１３５°未満にすると共に、該切り込みの幅を前記閉鎖サイプの深さ方向のトレッド面側において底面側よりも広くなるように形成したことを特徴にする。

さらに、上述する構成において、前記切り込みの放射方向の長さを前記閉鎖サイプの深さ方向のトレッド面側において底面側よりも短くなるように形成するとよい。

また、第１発明及び第２発明において、以下（１）〜（３）に記載するように構成することが好ましい。

（１）前記切り込みの本数を３〜６本にする。

（２）前記切り込みの前記仮想軸側の端部を該仮想軸に対して連接するか、又は非連続にする。前者の場合において、前記仮想軸に沿って前記閉鎖サイプの深さ方向に向けて小穴を形成するとよい。

（３）前記陸部に、前記閉鎖サイプと共にタイヤ幅方向に延びる線状のサイプを設ける。この場合において、前記陸部がブロックであるときは、該ブロックのタイヤ周方向の前端部及び／又は後端部に前記閉鎖サイプをタイヤ幅方向に沿って配列するとよい。

上述した本発明によれば、トレッド面に形成した陸部に深さ方向に延びる仮想軸に対して放射方向に延びかつ陸部内で終端する少なくとも３本の切り込みを配置した閉鎖サイプを設け、これら切り込みに仮想軸を中心にした深さ方向に向けて螺旋状のねじりを与え、このねじり角度を１０°以上、１３５°未満にしたので、金型からの離型性に支障を来たすことなしに、トレッド剛性の低下を抑制しながら、切り込みのねじりに伴う容積の増大により吸水性能を高めて、氷上制動性能を向上させることができる。

さらに、第１発明では、切り込みの放射方向の長さを閉鎖サイプの深さ方向のトレッド面側において底面側よりも長くなるように形成し、第２発明では、切り込みの幅を閉鎖サイプの深さ方向のトレッド面側において底面側よりも広くなるように形成したので、摩耗の進行と共に切り込み容積の減少が加速されてトレッド剛性が徐々に増強されるため、冬用タイヤとしての役割を終えた後の摩耗後期において、ドライ路面での操縦安定性を向上させることができる。

本発明の空気入りタイヤのトレッド面に形成した第１発明による閉鎖サイプの一例を示す説明図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその外壁形状を示す斜視図である。 本発明の空気入りタイヤのトレッド面に形成した第２発明による閉鎖サイプの一例を示す説明図で、（ａ）はその平面図、（ｂ）はその外壁形状を示す斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ本発明の他の実施形態による閉鎖サイプの一例を示す平面図である。 本発明のさらに他の実施形態による閉鎖サイプの一例を示す平面図である。 本発明の実施形態による空気入りタイヤのトレッド面の一部を示す平面図である。 本発明の他の実施形態による空気入りタイヤのトレッド面の一部を示す平面図である。 実施例において採用した空気入りタイヤのトレッド面の一部を示す平面図である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１（ａ）は本発明の空気入りタイヤのトレッド面に形成した第１発明による閉鎖サイプの一例を四角の枠内に示す平面図で、図１（ｂ）は図１（ａ）の閉鎖サイプの外壁形状を示す斜視図である。

図１（ａ）において、本発明の空気入りタイヤのトレッド面１に形成された陸部３には、陸部３の深さ方向に延びる仮想軸２を中心にして放射方向に延びかつ陸部３内で終端する少なくとも３本（図では４本）の切り込み４からなる閉鎖サイプ５が形成されている。そして、本発明の閉鎖サイプ５では、それぞれの切り込み４に仮想軸２を中心にした深さ方向に向けて螺旋状のねじり（図１（ｂ）参照）が与えられ、陸部３の表面から底面に至るまでのねじり角度θが１０°以上、１３５°未満、好ましくは９０〜１２０°に設定されている。なお、図中の点線は切り込み４の底面を示している。

これにより、金型からの離型性に支障を来たすことなしに、トレッド剛性の低下を抑制しながら、切り込み４のねじりに伴う容積の増大により吸水性能が高められて、氷上制動性能を向上させることができる。

さらに、図１（ａ）及び（ｂ）に示す第１発明による閉鎖サイプ５では、切り込み４の放射方向の長さを閉鎖サイプ５の深さ方向のトレッド面１側において底面側よりも長くなるように形成している。これにより、摩耗の進行と共に切り込み容積が減少してトレッド剛性が徐々に増強されるため、冬用タイヤとしての役割を終えた後の摩耗後期において、ドライ路面での操縦安定性を向上させることができる。

なお、上述する切り込み４の陸部３の表面から底面に至るまでのねじり角度θとは、切り込み４のトレッド面１側の上縁から底面側の下縁に至るまでのねじり角度をいう。以下、第２発明において同じ。

上述する切り込み４の放射方向の長さの変化は、トレッド面１側から底面側に向けて徐々に又は段階的に短くなるように形成するとよい。ここで、閉鎖サイプ５のトレッド面１と底面とにおける切り込み４の放射方向の長さは、それぞれタイヤの要求性能に応じて適宜設定されるが、加硫後のタイヤの金型からの離型性及び摩耗後期における操縦安定性能をバランスよく確保する観点から、切り込み４の底面における放射方向の長さＬ２とトレッド面１における放射方向の長さＬ１との関係が０．０５≦Ｌ２／Ｌ１≦０．５となるように調整するとよい。

さらに、上述する第１発明において、切り込み４の幅を閉鎖サイプ５の深さ方向に対して変化させることができる。ここで、切り込み４の幅をトレッド面１側において底面側よりも広くした場合には、摩耗の進行と共に切り込み容積が減少するため、摩耗後期におけるトレッド剛性がさらに増強される。

一方、切り込み４の幅をトレッド面１側において底面側よりも狭くした場合には、摩耗の進行に応じて切り込み容積を調整することが可能になるので、摩耗後期における操縦安定性とウェット性能とのバランスを重視するタイヤに対して好ましく適用される。

図２（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ第２発明による閉鎖サイプ５の形態を示すもので、、第２発明による閉鎖サイプ５では、切り込み４の幅を閉鎖サイプ５の深さ方向のトレッド面１側において底面側よりも広くなるように形成している。これにより、上述する第１発明による閉鎖サイプ５と同様に、摩耗の進行と共に切り込み容積が減少してトレッド剛性が徐々に増強されるため、冬用タイヤとしての役割を終えた後の摩耗後期において、ドライ路面での操縦安定性を向上させることができる。

ここで、切り込み４の幅の変化は、トレッド面１側から底面側に向けて徐々に又は段階的に狭くなるように形成するとよい。閉鎖サイプ５のトレッド面１と底面とにおける切り込み４の幅は、それぞれタイヤの要求性能に応じて適宜設定されるが、加硫後のタイヤの金型からの離型性及び摩耗後期における操縦安定性能をバランスよく確保する観点から、切り込み４の底面における幅Ｗ２とトレッド面１における幅Ｗ１との関係が１．５≦Ｗ１／Ｗ２≦５．０となるように調整するとよい。

上述する第２発明において、切り込み４の放射方向の長さを閉鎖サイプ５の深さ方向のトレッド面１側において底面側よりも短くなるように形成することができる。この場合には、金型からの離型性を確保するための工夫を要するが、摩耗の進行に応じて切り込み容積を調整することが可能になるので、摩耗後期における操縦安定性とウェット性能とのバランスを重視するタイヤに対して好ましく適用される。

このように構成された本発明の空気入りタイヤは、閉鎖サイプ５が陸部４の深さ方向に延びる仮想軸２の周りにねじりが与えられた少なくとも３本の切り込み４により形成されているため、加硫後のタイヤを金型から取り外す際にトレッド面１が切り込み４の成形刃によって損傷を受け易くなる。このような観点から、本発明の空気入りタイヤを加硫成形する金型の内面には、仮想軸２を中心にして回転自在の切り込み４の成形刃を設けて、この金型により加硫成形を行うようにするとよい。

上述する実施形態では、閉鎖サイプ５を構成する切り込み４の本数が４本である場合を示したが、本発明における閉鎖サイプ５を構成する切り込み４の本数はこれに限られるものではなく、トレッドパターンの形態に応じて、３〜６本の範囲内で構成するとよい。切り込み４の本数を７本以上にすると、タイヤ走行時においてトレッド面１にクラックが発生し易くなる。

また、上述する実施形態では、切り込み４の仮想軸２側の端部がそれぞれ仮想軸２に対して連接している場合を示したが、本発明の空気入りタイヤでは、図４に例示するように、閉鎖サイプ５を構成する切り込み４の仮想軸２側の端部４ａをそれぞれ仮想軸２に対して非連続に配置する場合がある。この場合における作用効果は、上述する実施形態による場合と変わるものではない。

本発明において、切り込み４の仮想軸２側の端部をそれぞれ仮想軸２に対して連接させる場合には、図３（ａ）及び（ｂ）に例示するように、仮想軸２に沿って閉鎖サイプ５の深さ方向に向けて小穴９を形成することができる。これにより、氷上路面における吸水性がさらに高められて、氷上路面走行時の制動性能を一層向上させることができる。

仮想軸２に沿って形成される小穴９の大きさや断面形状は、特に限定されるものではなく、図３（ａ）に例示するように略円形又は多角形に形成するほか、図３（ｂ）に例示するように閉鎖サイプ５を構成する切り込み４の本数に応じて、切り込み４の本数に相当する星形に形成するとよい。

また、上述する実施形態では、閉鎖サイプ５を構成する切り込み４がそれぞれ放射方向に直線状に延びている場合について述べたが、本発明における切り込み４の平面形態はこれに限られることなく、曲線（円弧）状、波状又はジグザグ状の形態に形成することができる。

本発明の空気入りタイヤでは、上述する閉鎖サイプ５をトレッド面１に形成した陸部３の全面にわたり分散して配置することが好ましい。この場合には、陸部３の剛性分布を均等に保持して偏摩耗を抑制する観点から、閉鎖サイプ５を構成する切り込み４が互いに接近しないように配置することが好ましい。

さらに、タイヤの要求特性に応じて、図５及び図６に例示するように、トレッド面１に形成された陸部３に、閉鎖サイプ５と共にタイヤ幅方向に延びる線状のサイプ６を組み合わせて配置することができる。これにより、線状のサイプ６の配置に伴うエッジ効果の増大により、操縦安定性と氷上制動性能とを高次元で両立させることができる。

なお、図５の実施例ではトレッド面１に形成したリブ７の表面に並列に配置された複数の閉鎖サイプ５とタイヤ幅方向にジグザグ状に延びる線状のサイプ６とをタイヤ周方向Ｔに対して交互に配置した場合を示したが、線状のサイプ６の形態やこれらの配置はこれに限られるものではなく、トレッドパターンの形態に応じて適宜変更することができる。線状のサイプ６の形態としては、例えば、略直線状又は波状のものや、３次元形状をなすもの等が挙げられる。

また、図６に例示するように、トレッド面１に形成した陸部３がブロック８である場合には、ブロック８をタイヤ幅方向に延びる線状のサイプ６で区画したうえで、閉鎖サイプ５をタイヤの蹴り出し側及び／又は踏み込み側に相当するブロック８のタイヤ周方向の前端部及び／又は後端部（図では前端部及び後端部）のタイヤ幅方向に沿って配列するとよい。

特に、ブロック８のタイヤ周方向長さの略３０％以下に相当する前端部及び／又は後端部における領域には極力タイヤ幅方向に延びる線状のサイプ６を形成せずに、本発明の閉鎖サイプ５をタイヤ幅方向に沿って配列するとよい。これにより、ブロック８の前端部及び／又は後端部におけるブロック剛性を確保して、偏摩耗の発生を抑制しながら操縦安定性を向上させると共に、吸水性を高めて氷上制動性能を向上させることができる。

上述するように、本発明の空気入りタイヤは、トレッド面に形成した陸部に、陸部の深さ方向に延びる仮想軸を中心にして放射方向に延びかつ陸部内で終端する少なくとも３本の切り込みからなる閉鎖サイプを設け、これら切り込みに仮想軸を中心にした深さ方向に向けて螺旋状のねじりを与え、このねじり角度を１０°以上、１３５°未満としたうえで、切り込みの放射方向の長さ又は切り込み幅をトレッド面側において底面側よりも大きくすることにより、冬用タイヤとしての氷上制動性能を向上させると共に、冬用タイヤとしての役割を終えた後の摩耗後期において、トレッド剛性を確保することにより、ドライ路面での操縦安定性能を向上させるようにしたもので、簡単な構成でありながら優れた効果を奏することから、氷雪路面に使用するスタッドレスタイヤに対して幅広く適用することができる。

タイヤサイズを１９５／６５Ｒ１５ ９１Ｑ、タイヤパターンを図７、陸部に設けた閉鎖サイプ５のトレッド面における平面形態を図１（ａ）として、閉鎖サイプ５のトレッド面及び底面における放射方向長さ及び切り込み幅、切り込みのねじり角度をそれぞれ表１のように異ならせた本発明タイヤ（実施例１〜４）及び比較タイヤ（比較例１、２）をそれぞれ作製した。なお、各タイヤにおいて、閉鎖サイプ５の深さを７ｍｍにした。

これら６種類のタイヤについて、加硫後のタイヤを金型から取り出す際の離型性の評価を行うと共に、以下に記載する試験方法により、新品時における氷上制動性能の評価及び摩耗後期における操縦安定性能の評価を行った。

なお、加硫後のタイヤの金型からの離型性については、表１にトレッド面に損傷が生じなかったものを「○」で表示し、トレッド面に損傷が生じたものを「×」で表示した。そして、新品時における氷上制動性能の評価及び摩耗後期における操縦安定性能の評価については、トレッド面に損傷が生じたものを除外して行った。

上述する摩耗後期における操縦安定性能の評価は、トレッド面に形成した主溝（最大深さ：８．９ｍｍ）の残溝深さが、新品時の深さの４０％になるまで、あらかじめトレッド面を摩耗させておき、その時点において評価を行った。

〔新品時における氷上制動性能の評価〕
各タイヤをそれぞれサイズ１５×６ＪＪのリムに組み込み、空気圧２３０ｋＰａを充填して排気量２０００ｃｃの国産乗用車の前後輪に装着したうえで、氷上路面において初速度４０ｋｍ／ｈからの制動試験を行い、制動停止距離の逆数を以って氷上制動性能の評価とした。その結果を比較例１を１００とする指数により表１に併記した。数値が大きいほど氷上制動性能が優れていることを示す。

〔摩耗後期における操縦安定性能の評価〕
各タイヤをそれぞれサイズ１５×６ＪＪのリムに組み込み、空気圧２３０ｋＰａを充填して排気量２０００ｃｃの国産乗用車の前後輪に装着したうえで、アスファルト路面からなるテストコースにおいて速度６０〜１００ｋｍ／ｈにて走行させ、３名の熟練したテストドライバーによる官能評価を行った。その結果を平均して、比較例１を３とする５点法により表１に併記した。数値が大きいほど操縦安定性が優れていることを示す。

表１より、本発明タイヤは比較例１に比して、新品時における氷上制動性能を向上させながら、摩耗後期における操縦安定性能を向上させていることがわかる。なお、切り込みのねじり角度を１４０°に設定した比較例２は、金型からの離型性が悪化することを確認した。

１ トレッド面
２ 仮想軸
３ 陸部
４ 切り込み
５ 閉鎖サイプ
６ 線状のサイプ
７ リブ
８ ブロック
９ 小穴
θ ねじり角度

Claims (11)

1. トレッド面に形成した陸部に、該陸部の深さ方向に延びる仮想軸に対して放射方向に延びかつ陸部内で終端する少なくとも３本の切り込みを配置した閉鎖サイプを設けると共に、該閉鎖サイプの切り込みに前記仮想軸を中心にした深さ方向に向けて螺旋状のねじりを与えるようにした空気入りタイヤにおいて、
   前記切り込みの前記陸部の表面から底面に至るまでのねじり角度を１０°以上、１３５°未満にすると共に、該切り込みの放射方向の長さを前記閉鎖サイプの深さ方向のトレッド面側において底面側よりも長くなるように形成した空気入りタイヤ。
2. 前記切り込みの幅を前記閉鎖サイプの深さ方向のトレッド面側において底面側よりも広くなるように形成した請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記切り込みの幅を前記閉鎖サイプの深さ方向のトレッド面側において底面側よりも狭くなるように形成した請求項１に記載の空気入りタイヤ。
4. トレッド面に形成した陸部に、該陸部の深さ方向に延びる仮想軸に対して放射方向に延びかつ陸部内で終端する少なくとも３本の切り込みを配置した閉鎖サイプを設けると共に、該閉鎖サイプの切り込みに前記仮想軸を中心にした深さ方向に向けて螺旋状のねじりを与えるようにした空気入りタイヤにおいて、
   前記切り込みの前記陸部の表面から底面に至るまでのねじり角度を１０°以上、１３５°未満にすると共に、該切り込みの幅を前記閉鎖サイプの深さ方向のトレッド面側において底面側よりも広くなるように形成した空気入りタイヤ。
5. 前記切り込みの放射方向の長さを前記閉鎖サイプの深さ方向のトレッド面側において底面側よりも短くなるように形成した請求項４に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記切り込みの本数を３〜６本にした請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記切り込みの前記仮想軸側の端部を該仮想軸に対して連接した請求項１〜６のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
8. 前記仮想軸に沿って前記閉鎖サイプの深さ方向に向けて小穴を形成した請求項７に記載の空気入りタイヤ。
9. 前記切り込みの前記仮想軸側の端部を該仮想軸に対して非連続にした請求項１〜６のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
10. 前記陸部に、前記閉鎖サイプと共にタイヤ幅方向に延びる線状のサイプを設けた請求項１〜９のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
11. 前記陸部がブロックであり、該ブロックのタイヤ周方向の前端部及び／又は後端部に前記閉鎖サイプをタイヤ幅方向に沿って配列した請求項１０に記載の空気入りタイヤ。

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