JP2012224117A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】陸部の過大な変形を抑えてアイス性能を高めることができる空気入りタイヤを提供すること。
【解決手段】トレッド面のブロック１にサイプ１０を形成した空気入りタイヤにおいて、互いに対向するサイプ壁面のうち、一方のサイプ壁面１０ａには、ブロック１の踏面１ａ及び側面１ｂに露出しない閉ループにより構成された凹部４を形成し、他方のサイプ壁面１０ｂには、凹部４に対応した形状の閉ループにより構成された凸部５を形成してある。
【選択図】図２

Description

本発明は、トレッド面の陸部にサイプを形成し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、スタッドレスタイヤでは、ブロックやリブなどの陸部にサイプと呼ばれる切り込みを形成しており、このサイプのエッジ効果によってトラクションを向上し、摩擦係数が低い氷雪路面での走行性能（以下、アイス性能と呼ぶ。）を高めるようにしている。しかし、サイプの本数を増やしていくと、エッジ成分は増えるものの、陸部の剛性が低下して走行時の変形が大きくなる傾向にあり、その陸部の変形が過大であると、却ってエッジ効果が小さくなってしまう。

これに対して、例えば下記特許文献１に開示されているように、サイプを深さ方向にジグザグ状または波状に形成する手法が知られている。かかる構造では、互いに対向するサイプ壁面の一方に形成された凹部に、そのサイプ壁面の他方に形成された凸部が係合し、それによって陸部の過大な変形を抑制できる。但し、当該サイプは、凹凸が横方向（サイプの長手方向）に延びているため、横力が作用する旋回時には係合力を発揮しにくく、陸部の変形を十分に抑制できない場合がある。

つまり、走行時の陸部には、制動時における前後方向の力だけでなく、接地による上下方向の力や旋回時における横方向の力、或いは、それらを複合した力が作用しうることから、陸部の過大な変形を抑制してアイス性能を高めるには、サイプ壁面同士の係合を種々の方向で発揮させることが有効であると考えられる。

下記特許文献２には、図７に示すような円弧状の凹部６４（細溝）を形成したサイプ壁面１０ａが記載されているものの、これと対向するサイプ壁面には、凹部６４に係合する凸部が形成されていない。仮に、そのような凸部を形成したとしても、走行時には凹部６４に入り込んだ凸部が陸部の踏面１ａや側面１ｂから抜け出てしまい、サイプ壁面同士が的確に係合しないため、陸部の変形を十分に抑制することが困難である。

特開２００２−１９２９１６号公報 特開平１０−８６６１２号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、陸部の過大な変形を抑えてアイス性能を高め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することができる。即ち、本発明の空気入りタイヤは、トレッド面の陸部にサイプを形成した空気入りタイヤにおいて、互いに対向するサイプ壁面の一方に、前記陸部の踏面及び側面に露出しない閉ループにより構成された凹部を形成し、前記サイプ壁面の他方に、前記凹部に対応した形状の閉ループにより構成された凸部を形成してあるものである。

本発明の空気入りタイヤでは、凹部とそれに入り込んだ凸部によってサイプ壁面同士が係合し、走行時の陸部の変形を抑制できる。しかも、陸部の踏面及び側面に露出しない閉ループで凹部を構成し、それに対応した形状の閉ループで凸部を構成しているため、凹部に入り込んだ凸部が陸部の踏面や側面から抜け出ることを防ぎつつ、それらの係合を種々の方向で発揮させて、陸部の過大な変形を抑制することができる。

本発明の空気入りタイヤでは、前記凹部が円環状の閉ループにより構成されているものが好ましい。かかる構成によれば、凹部と凸部との係合が全方位的に堅固に発揮されるため、陸部の過大な変形を良好に抑制できる。

本発明の空気入りタイヤでは、前記凹部が、互いに接して或いは交差して配置された複数の閉ループにより構成されているものが好ましい。これによって、それ相応に大きな複数の閉ループにより凹部を構成し、その凹部をサイプ壁面の広い範囲に配置することが可能となるため、陸部の過大な変形を良好に抑制することができる。

本発明の空気入りタイヤでは、前記凸部が、相対的に肉厚となる部位と肉薄となる部位とを閉ループの周上に有しているものが好ましい。かかる凸部であれば、比較的に変形しやすい肉薄の部位を起点として凸部の全体を凹部に入り込ませて、凹部と凸部との係合を円滑に発現することができる。

本発明に係る空気入りタイヤのトレッド面の一例を示す展開図 サイプを長手方向に沿って分割したときの縦断面斜視図 図２のサイプのサイプ壁面を示す図 図２のサイプの横断面図 本発明の別実施形態におけるサイプ壁面を示す図 本発明の別実施形態におけるサイプ壁面を示す図 比較例１におけるサイプ壁面を示す図 比較例２におけるサイプ壁面を示す図 実施例１，２におけるサイプ壁面を示す図

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、本発明に係る空気入りタイヤのトレッド面の一例を示す展開図である。この空気入りタイヤは、複数のブロック１（陸部の一例）を有するトレッドパターンを備える。ブロック１は、タイヤ周方向（図１の上下方向）に延びた主溝３ａと、それに交差して延びた横溝３ｂとにより区分され、タイヤ周方向に延びたリブ２を挟んで四つのブロック列が設けられている。

各ブロック１には、踏面１ａで直線状に開口する複数本のサイプ１０が、所定の間隔を置いて相互に平行に設けられている。氷雪路面でのトラクションや制動性能を高める観点から、タイヤ幅方向（図１の左右方向）に対するサイプ１０の傾斜角度は４５°以下であることが好ましい。サイプ１０の両端はブロック１の側面１ｂに開口しており、いわゆる両側オープンサイプとして設けられている。

図２〜４に示すように、互いに対向するサイプ壁面のうち、一方のサイプ壁面１０ａには、ブロック１の踏面１ａ及び側面１ｂに露出しない閉ループにより構成された凹部４が形成され、他方のサイプ壁面１０ｂには、その凹部４に対応した形状の閉ループにより構成された凸部５が形成されている。本実施形態では、凹部４が円環状の閉ループで構成されており、凸部５は、それに対応した円環状の閉ループで構成されている。

走行時には、凹部４とそれに入り込んだ凸部５によってサイプ壁面同士が係合し、ブロック１の変形が抑制される。しかも、凹部４が踏面１ａや側面１ｂに露出せずに閉塞しており、凹部４と凸部５とが閉ループで構成されているため、ブロック１に上下方向の力や横方向の力、或いは、それらを複合した力が作用しても、凸部５が踏面１ａや側面１ｂから抜け出ることを防ぎ、それでいてサイプ壁面に沿った種々の方向で係合を発揮して、ブロック１の過大な変形を有効に抑制することができる。

加えて、このようなサイプ構造であれば、摩耗が進行する過程でブロック１の踏面１ａに現れる凹部４の位置が変化するため、サイプ１０の開口部において力の作用する箇所が偏らず、ヒールアンドトウ摩耗の発生を抑制できるという利点もある。ヒールアンドトウ摩耗は、偏摩耗の一形態であって、踏み込み側と蹴り出し側との間で摩耗量に差が生じる形態の摩耗である。

ところで、凹部４と同じ外径の円形凹部に、凸部５と同じ外径の円板状凸部が係合する構造では、一組の凹凸において一方向につき一箇所でしか係合しないうえ、剛性の高い円板状凸部が変形しづらく円形凹部に入り込み難くなる恐れがある。これに対し、上記の如き閉ループで構成された凹部４と凸部５が係合する構造では、一組の凹凸であっても、一方向につき複数箇所で係合できるうえ、凸部５が比較的に変形しやすいために凹部４に円滑に入り込める。

凹部４を構成する閉ループは、閉塞した輪状（無端状、閉道状）をなすものであればよく、後述するように多角形や楕円形など他の形状であっても構わない。このことは、凸部５においても同様である。凸部５は、凹部４に対応した形状の閉ループで構成され、凹部４に入り込んで係合するように設けられている。図２〜４では、凹部４が二つの閉ループで構成されている例を示すが、これに限られず、一つ又は三つ以上の閉ループで構成することも可能である。

凹部４は、踏面１ａや側面１ｂに露出しないように、図３に破線枠で示した領域Ａ内に形成されている。この領域Ａは、踏面１ａからの間隔Ｇ１がサイプ深さＤの５％であり、それによって凸部５の踏面１ａからの抜け出しを防ぎやすくなるうえ、サイプ１０の形成に使用するサイプブレードの加工が容易になる。サイプ１０の底部からの間隔Ｇ２は、サイプ深さＤの５％であり、同様にサイプブレードの加工が容易になる。サイプ深さＤは、サイプ１０によるエッジ効果を十分に発揮するべく、主溝３ａの深さの３０〜８０％に設定される。

また、領域Ａは、左右の側面１ｂからの間隔Ｇ３が、それぞれサイプ長さＬの５％であり、それによって凸部５の側面１ｂからの抜け出しを適切に防止することができる。のみならず、サイプ１０の両端に凹凸の無い領域が確保されることにより、加硫成形したタイヤを金型から取り出すに際し、ブロック１からサイプブレードを引き抜きやすくなり、クラックの発生を防止することができる。

サイプ壁面同士の係合力を確保する観点から、サイプ壁面１０ａを基準とした凹部４の凹み量ｄ４は、例えば０．２〜０．５ｍｍに設定され、サイプ壁面１０ｂを基準とした凸部５の突出量ｈ５は、例えば０．１〜０．４ｍｍに設定される。また、同様の理由から、凸部５の厚みＴ５は、例えば０．５〜２ｍｍに設定され、凹部４の厚みＴ４は、凸部５が入り込んで係合しうる寸法に設定される。エッジ効果を十分に発現するうえで、サイプ幅Ｗ１０は０．２〜０．８ｍｍが好ましい。

図５は、サイプ壁面１０ａに形成された凹部１４が、互いに接して或いは交差して配置された複数の（本実施形態では四つの）閉ループにより構成されている例である。サイプ壁面１０ａと対向するサイプ壁面１０ｂには、凹部１４に対応した形状の複数の閉ループにより構成された凸部１５が形成されている。基本的な作用や好ましい態様については、上述した凹部４や凸部５と共通するため、重複した説明を省略する。このような凹部を構成する閉ループの数としては、２〜６個が例示される。

図５のような構造であれば、互いに離れた複数の閉ループで凹部を構成する場合に比べて、それ相応に大きな複数の閉ループにより凹部１４を構成し、且つ、その凹部１４をサイプ壁面１０ａの広い範囲に配置することが可能となるため、ブロック１の過大な変形を良好に抑制することができる。また、このように凹部１４を広い範囲に配置することにより、凹部の存否に伴うサイプ内での剛性差を軽減して、偏摩耗の発生を抑えることができる。

凹部１４を構成する複数の閉ループは、互いに接して配置されるものでも構わないが、どちらかと言えば、互いに交差して配置されることが好ましい。その理由は、閉ループ同士が重複する領域に、凸部１５で包囲される離島状の部分が形成されることにより、凹部１４と凸部１５との係合箇所が増えるためである。

凹部１４においても、上述したような領域Ａ内に形成されることが好ましい。但し、サイプ壁面１０ａの広い範囲に凹部１４を配置するうえで、踏面１ａから凹部１４までの最短距離、及び、サイプ１０の底部から凹部１４までの最短距離が、それぞれサイプ深さＤの５〜８％であることが好ましく、側面１ｂから凹部１４までの最短距離がサイプ長さＬの５〜８％であることが好ましい。

凸部１５は、相対的に肉厚となる部位と肉薄となる部位とを閉ループの周上に有している。本実施形態では、凸部１５の厚みが閉ループの周上で緩やかに変化しており、その外周の円と内周の円とが偏心するように位置ずれしていて、Ｔ１５ａ＞Ｔ１５ｂとなっている。凹部１４の厚みは、これと対応するように変化している。このように凸部の厚みを変化させる構造は、図２，３で示した凸部５にも採用可能である。

このような凸部１５では、比較的に変形しやすい肉薄の部位を起点として凸部１５の全体を凹部１４に入り込ませて、凹部１４と凸部１５との係合を円滑に発現することができる。また、かかる場合においては、走行時に変形が大きくなりがちなブロック１の角部（踏面１ａと側面１ｂとの稜線の周辺部）に、その近くにある閉ループが肉薄の部位を向けることが好ましく、それによってブロック１の変形を抑制する作用を肉厚の部位で保持することができる。

凹部を複数の閉ループで構成する場合には、図５に示した例のように、その閉ループが大小の組み合わせからなるものが好ましい。これにより、複数の閉ループを詰めて配置しやすくなり、サイプ壁面１０ａの広い範囲に凹部を形成できる。また、その場合においては、サイプ壁面同士の係合作用を高めるうえで、走行時に変形が大きくなりがちなブロック１の踏面１ａ側に大きい閉ループを配置し、サイプ１０の底部側に小さい閉ループを配置することが好ましい。

サイプ壁面１０ａに形成される凹部は、例えば図６に示すような形状であってもよい。図示は省略するが、これと対向するサイプ壁面には、凹部の各々に対応した形状の閉ループにより構成された凸部が形成される。（Ａ），（Ｂ）は、それぞれ凹部２４，３４を多角形の閉ループにより構成した例である。（Ｃ）は、凹部４４を均一な大きさの閉ループにより構成した例である。（Ｄ）は、凹部５４を複数種の閉ループにより構成した例である。

以上のようなサイプ構造を有するタイヤは、加硫成形時にトレッド面に挿入されるサイプブレードに、凹部に対応した突起を設けると共に、凸部に対応した窪みを設ける程度の改変で、その他は従来のタイヤ製造工程と同様にして製造を行うことができる。

本発明の空気入りタイヤは、ブロックなどの陸部に上記の如きサイプが形成されること以外は、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。

本発明は、いわゆる夏用タイヤやオールシーズンタイヤにも適用できるが、アイス性能に優れることから、特にスタッドレスタイヤ（冬用タイヤ）として有用である。

［他の実施形態］
（１）本発明の空気入りタイヤが有するトレッドパターンは特に限定されず、ブロック形状も矩形に代えて、Ｖ字形や多角形、曲線基調など種々のものが採用可能である。また、リブに形成されるサイプに対して、本発明のサイプ構造を適用することも可能である。

（２）前述の実施形態では、サイプが長手方向に沿って直線状に延びる例を示したが、これに限られるものではなく、長手方向に沿って波状又はジグザグ状に延びる波形サイプに対し、本発明のサイプ構造を適用することが可能である。

（３）前述の実施形態では、互いに対向するサイプ壁面の一方に凹部のみを形成し、他方に凸部のみを形成してある例を示したが、これに限られるものではない。即ち、本発明では、サイプ壁面の両方に上記の如き凹部を形成し、その凹部に対応した形状の凸部を、相対するサイプ壁面に形成してもよい。

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（アイス性能の一例）
タイヤを実車に装着して氷雪路面を走行させ、速度４０ｋｍ／ｈで制動力をかけてフルロックしたときの制動距離の逆数を評価した。結果は、比較例１を１００としたときの指数で表示し、数値が大きいほど性能が良好であることを示す。

（２）アイス旋回性能（アイス性能の一例）
タイヤを実車に装着して氷雪路面を走行させ、レムニスケート曲線（８の字曲線：Ｒ＝２５ｍ円）を走行するときのラップタイムの逆数を評価した。結果は、比較例１を１００としたときの指数で表示し、数値が大きいほど性能が良好であることを示す。

（３）耐偏摩耗性能（耐ヒールアンドトウ摩耗性能）
タイヤを実車に装着し、１２０００ｋｍの距離を走行した後のヒールアンドトウ摩耗量（サイプの踏み込み側と蹴り出し側との間での摩耗量の差）の逆数を評価した。結果は、比較例１を１００としたときの指数で表示し、数値が大きいほど性能が良好であることを示す。

比較例１，２
図１に示したトレッド面のブロックにおいて、図７，８に示した形状の凹部をサイプ壁面に形成したものを、それぞれ比較例１，２とした。図示を省略しているが、このサイプ壁面１０ａと対向するサイプ壁面には、凹部６４，７４に対応した形状の閉ループにより構成された凸部を形成している。タイヤサイズは１１Ｒ２２．５とし、サイプ深さを１０．０ｍｍ、サイプ長さを３０ｍｍ、凹部の凹み量を０．２５ｍｍ、凸部の突出量を０．２５ｍｍ、凸部の厚みを１．０ｍｍ、サイプ幅を０．６ｍｍとした。

実施例１，２
図１に示したトレッド面のブロックにおいて、図９に示した六個の円環状閉ループからなる凹部をサイプ壁面に形成したものを実施例１，２とした。図示を省略しているが、このサイプ壁面１０ａと対向するサイプ壁面には、凹部８４に対応した形状の閉ループにより構成された凸部を形成している。タイヤサイズやサイプに関連する寸法は、比較例１と同じである。但し、実施例１では、凸部の厚みを均一に１．０ｍｍとしたが、実施例２では、凸部の厚みを閉ループの周上で変化させ、肉厚となる部位で１．４ｍｍ、肉薄となる部位で０．６ｍｍとした。評価結果を表１に示す。

表１に示すように、実施例１，２では、アイス制動性能とアイス旋回性能の両方において比較例１，２よりも優れており、走行時のブロックの過大な変形を抑えてアイス性能を向上できていると考えられる。また、実施例１，２では、ヒールアンドトウ摩耗の抑制効果も奏されている。

１ ブロック（陸部の一例）
１ａ 踏面
１ｂ 側面
４ 凹部
５ 凸部
１０ サイプ
１０ａ サイプ壁面
１０ｂ サイプ壁面
１４ 凹部
１５ 凸部

Claims (4)

1. トレッド面の陸部にサイプを形成した空気入りタイヤにおいて、互いに対向するサイプ壁面の一方に、前記陸部の踏面及び側面に露出しない閉ループにより構成された凹部を形成し、前記サイプ壁面の他方に、前記凹部に対応した形状の閉ループにより構成された凸部を形成してあることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記凹部が円環状の閉ループにより構成されている請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記凹部が、互いに接して或いは交差して配置された複数の閉ループにより構成されている請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記凸部が、相対的に肉厚となる部位と肉薄となる部位とを閉ループの周上に有している請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
   

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