JP4138688B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、タイバーにサイピングを設けることにより、耐偏摩耗性能を確保しつつ摩耗中期からの雪上性能及びウエット性能を改善した空気入りタイヤに関する。

例えばオールシーズンタイヤ、スノータイヤ等のタイヤでは、雪上性能及びウエット性能などを考慮し、トレッド部を、タイヤ周方向にのびる縦主溝及びこれに交わる横溝を含むトレッド溝により複数のブロックに区分したブロックパターンが採用されている。このとき、トレッド溝を深くかつ広く形成することにより、雪上性能等の前記性能を高く確保できるが、その反面、ブロック剛性の低下を招きヒール＆トゥ摩耗等の偏摩耗が発生しやすくなるという問題がある。

そこで、特許文献１などには、横溝にその底面から隆起するタイバーを設け、タイヤ周方向で隣り合うブロック間を連結するとともに、前記タイバーにサイピングを横溝方向に形成することが提案されている。このものは、タイバーによりブロックの周方向剛性が高められるため、前記偏摩耗を抑制しうる。又摩耗中期からは、サイピングがトレッド面に露出してエッジ効果を発揮するため、前記タイバーに伴う雪上性能及びウエット性能の低下を補うことができるという利点を有する。

しかし、通常のサイピングでは、タイヤ周方向の力に対しては、壁面同士が互いに支え合うためブロック剛性を高く確保しうるものの、横方向の力に対しては、支え合うことができずにサイピング底に大きな歪みが発生する。そしてこの歪みの繰り返しにより、サイピング底にクラックが生じやすくなり、ブロック欠け等の発生傾向を招いている。

なお特許文献２には、サイピング壁面を３次元的な立体曲面として壁面同士の噛み合いを高めたサイピングが提案されている。

特開平Ｈ１１−２７８０１６号公報 特開２００３−２５８１２号公報

そこで本発明は、前記タイバーに、深さ方向に対して、ジグザグ部がジグザグの中心線方向に変位する、又は前記ジグザグ部がジグザグの中心線と異なる方向に変位する、又はジグザグの一辺長さが変化することによりサイピング壁面が三次元的に凹凸を繰り返す三次元状サイプを形成することを基本として、優れた耐偏摩耗性能を発揮しつつ、摩耗中期からの雪上性能及びウエット性能を高く維持でき、しかもサイピング底からのクラックの発生を抑制した空気入りタイヤを提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、トレッド部の外表面に、タイヤ赤道上をのびる中央の縦主溝を含む５本の縦主溝、並びにこの縦主溝間及び縦主溝とトレッド縁との間に形成される６本のリブ状陸部を横切る複数本の横溝を設けることにより、前記トレッド部に、前記中央の縦主溝の両側でブロックが周方向に並ぶ内のブロック列と、そのタイヤ軸方向外側でブロックが周方向に並ぶ中のブロック列と、そのさらにタイヤ軸方向外側でブロックが周方向に並ぶ外のブロック列とを形成した空気入りタイヤであって、
各前記ブロック列には、前記横溝の横溝底面に、該横溝底面から隆起しつつ横溝方向に延在し、周方向に並ぶブロック同士を継ぐタイバーを形成するとともに、
前記中央の縦主溝の溝深さは、他の縦主溝の溝深さよりも小であり、かつ前記内のブロック列に配されるタイバーとは同深さとする一方、
前記中のブロック列と外のブロック列とに配されるタイバーのみに、その外表面で開口しかつ前記横溝の溝中心線方向にジグザグ状にのびるジグザグ部を有するサイピングを設け、かつ前記内のブロック列に配されるタイバーにはサイピングを設けないとともに、
前記サイピングは、その深さ方向に対して、前記ジグザグ部がジグザグの中心線方向に変位する、又は前記ジグザグ部がジグザグの中心線と異なる方向に変位する、又はジグザグの一辺長さが変化することによりサイピング壁面が三次元的に凹凸を繰り返す三次元状サイプからなることを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記内のブロック列に配されるタイバーの前記トレッド部の外表面からの深さは、前記中のブロック列と外のブロック列とに配されるタイバーの前記トレッド部の外表面からの深さよりも大であることを特徴としている。

又請求項３の発明では、前記三次元状サイプは、深さ方向に対して、前記ジグザグ部がジグザグの中心線方向に振幅Ｌａで変位することにより、前記サイピング壁面は、三次元的な凹凸を有しかつ平行四辺形面が組み合わされた立体曲面をなすことを特徴としている。

本発明は叙上の如く構成しているため、優れた耐偏摩耗性能を発揮しつつ、摩耗中期からの雪上性能及びウエット性能を高く維持でき、しかもサイピング底からのクラックの発生を抑制しうる。

以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。図１は、本発明の空気入りタイヤが重荷重用タイヤである場合のトレッドパターンを示す展開図である。
図１において、空気入りタイヤ１は、トレッド部２の外表面（トレッド面）に、タイヤ周方向にのびる縦主溝３を設けることにより、縦主溝３，３間、及び縦主溝３とトレッド縁Ｔｅとの間にリブ状陸部４を形成している。又このリブ状陸部４の少なくとも１つに、このリブ状陸部４を横切る横溝５を設けることにより、該リブ状陸部４を周方向に並ぶブロック６からなるブロック列７に形成している。

前記縦主溝３は、タイヤ赤道Ｃ上をのびる中央の縦主溝３ｉと、その両外側の中の縦主溝３ｍと、そのさらに両外側の外の縦主溝３ｏとの５本から構成される。これにより、トレッド部２を、縦主溝３ｉ，３ｍ間の内のリブ状陸部４ｉと、縦主溝３ｍ，３ｏ間の中のリブ状陸部４ｍと、縦主溝３ｏとトレッド縁Ｔｅとの間の外のリブ状陸部４ｏとからなる６本のリブ状陸部４に区分している。又各リブ状陸部４ｉ，４ｍ，４ｏは、それらを横切る横溝５ｉ，５ｍ，５ｏにより、ブロック６ｉからなる内のブロック列７ｉ、ブロック６ｍからなる中のブロック列７ｍ、及びブロック６ｏからなる外のブロック列７ｏとして形成さている。

ここで、前記縦主溝３は、直線状又はジグザグ状を有してタイヤ周方向に連続してのびる溝巾Ｗｇが３．０ｍｍ以上、好ましくは５．０ｍｍ以上の溝体であり、溝深さＤｇ（図２に示す）としては、９ｍｍ以上、さらには１５ｍｍ以上とするのが雪路及び泥濘地等でのグリップ性の観点から好ましい。本例では、前記中、外の縦主溝３ｍ，３ｏの溝深さＤｇｍ、Ｄｇｏを例えば１７ｍｍとやや深く、かつ接地圧が高くなる中央の縦主溝３ｉの溝深さＤｇｉを例えば１２ｍｍとやや浅く設定したものを例示している。なお本明細書では、溝巾は、トレッド面での最短方向の溝巾を意味し、又溝深さは、溝中心での仮想トレッド面に対する法線方向の溝深さを意味する。

又横溝５は、溝巾Ｗｙが２．０ｍｍ以上の溝体であり、タイヤ軸方向に対して３０°以下の角度で傾斜することにより、トラクション性を確保している。なお横溝５の最大溝深さＤｙは、この横溝５と交わる縦主溝３の溝深さＤｇの０．７〜１．０倍であって、本例では１．０倍とした場合を例示している。

そして、コーナリングフォースへの影響が大きく、高いブロック剛性が要求される中、外のブロック列７ｍ，７ｏに配される横溝５ｍ、５ｏに、夫々、周方向に隣り合うブロック６，６間を連結してブロック剛性を高めるタイバー９ｍ，９ｏを形成している。このタイバー９ｍ、９ｏは、図３に概念的に示すように、横溝５ｍ、５ｏの前記最大溝深さをなす横溝底面Ｓｙから隆起して横溝方向に延在するリブ状をなす。なお横溝５の長さＬｙと、この横溝５内に形成されるタイバー９の横溝５に沿う長さＬｔとの比Ｌｔ／Ｌｙは、０．３〜１．０が好ましく、又トレッド面からタイバー９の外表面Ｓｔまでのタイバー深さＤｔは、その横溝５が交差する縦主溝３の溝深さＤｇとの比Ｄｔ／Ｄｇを０．１８〜０．８０とするのが好ましい。なお横溝５と交差する左右の縦主溝３で、溝深さＤｇが相違する場合には、深い方の縦主溝３の溝深さＤｇを採用する。前記比Ｌｔ／Ｌｙが０．３より小、及び比Ｄｔ／Ｄｇが０．８より大の場合には、ブロック剛性の向上効果が不十分となり、ヒール＆トゥ摩耗等の偏摩耗を充分に抑えることができなくなる。逆に、前記比Ｌｔ／Ｌｙが１．０より大、及び比Ｄｔ／Ｄｇが０．１８より小では、横溝の溝容積が過小となってトラクション性が充分発揮されなくなる。

又前記タイバー９ｍ、９ｏ（総称するときタイバー９という）には、その外表面Ｓｔで開口するサイピング１１が形成される。

このサイピング１１は、前記外表面Ｓｔでの開口縁形状１２が、溝中心線方向にジグザグ状にのびるジグザグ部１３を有する。本例では、前記開口縁形状１２が、ジグザグ部１３と、その両端から溝中心線方向にのびる直線状部１４とからなるものを例示しているが、一端側のみに直線状部１４を設けても良く、又ジグザグ部１３のみで開口縁形状１２を形成してもよい。又本例のサイピング１１は、その両端が前記タイバー９の両側面で露出する所謂両側オープンタイプであるが、一方のみが開口する片側オープンタイプ、又両端がタイバー内で途切れるクローズタイプであってもよい。

又前記ジグザグ部１３のジグザグ形状として、本例の如く、Ｖ字状に屈曲する折れ線状の他、円弧曲線やＳｉｎ曲線等からなる波線状を含むことができる。しかしブロック剛性、およびサイピングを形成するために金型に設けるナイフブレードの曲げ剛性を高く確保する等の観点から、本例の如き、折れ線状のものが好ましい。

そしてこのサイピング１１として、その深さ方向に対して、
（１） 前記ジグザグ部１３が、ジグザグの中心線方向に変位することによりサイピング壁面１１Ｓが三次元的に凹凸を繰り返す三次元状サイプ２０Ａ（図４）、又は
（２） 前記ジグザグ部１３が、ジグザグの中心線方向と異なる方向（例えば直角方向）に変位することによりサイピング壁面１１Ｓが三次元的に凹凸を繰り返す三次元状サイプ２０Ｂ（図５）、又は
（３） ジグザグの一辺長さが変化することによりサイピング壁面１１Ｓが三次元的に凹凸を繰り返す三次元状サイプ２０Ｃ（図６）
が使用される。なお前記図４〜６は、サイピング１１の平面図、正面図をそれぞれ概念的に示したものであり、図中の符号Ｐ１、Ｐ２は、ジグザグ部１３における山／谷の各稜線を示している。

このうち、図４の三次元状サイプ２０Ａでは、ジグザグ部１３のジグザグ形状自体は、どの深さ位置でも同一である。しかし、このジグザグ形状が、深さ方向に対して、前記中心線方向Ｆの一方側、他方側に交互に繰り返して変位するという特徴を有する。

詳しくは、前記図４の正面図に示す如く、山／谷の各稜線Ｐ１、Ｐ２は、外表面Ｓｔからの深さが増すにつれ、中心線方向Ｆの一方側（図では左側）に変位する。しかる後、第１の変位折返し位置Ｑ１で折返され、第２の変位折返し位置Ｑ２まで中心線方向Ｆの他方側（図では右側）に変位する。このように、中心線方向Ｆの一方側、他方側に変位が順次繰り返される。このとき、各稜線Ｐ１、Ｐ２は、外表面Ｓｔからサイプ底まで互いに平行に現れる。

このように構成する前記三次元状サイプ２０Ａでは、図７に示すように、サイピング壁面１１Ｓは、平行四辺形面Ｓの組み合わせによって形成された立体曲面をなし、凹凸を三次元的に繰り返している。従って、対向するサイピング壁面１１Ｓ、１１Ｓ同士が、凹部と凸部とで互いに噛み合って支え合うことができ、周方向の力だけでなく横方向の力に対しても、高い抗力を発揮しうる。その結果、ブロックの動き、特に横方向の動きを効果的に抑制しうるなど、サイピング底での歪みの発生を最小限に抑えることができ、このサイピング底を起点としたクラックの発生を防止しうる。

なお前記クラックの発生防止のためには、サイピング１１のトレッド面からのサイピング深さＤｓ（図２に示す）を、その横溝５が交差する縦主溝３の溝深さＤｇよりも小であることが好ましい。なお横溝５と交差する左右の縦主溝３で、溝深さＤｇが相違する場合には、深い方の縦主溝３の溝深さＤｇを採用する。

又前記タイバー９は、摩耗中期においてはトレッド面に露出するが、それと同時にサイピング１１が露出し、エッジ効果を発揮するため、この摩耗中期から摩耗終期にかけて雪上性能及びウエット性能を高く維持することができる。そのためには、このサイピング１１の前記トレッド面からのサイピング深さＤｓを、前記溝深さＤｇの３６％以上、さらには４５％以上とするのが好ましい。

又前記三次元状サイプ２０Ａでは、中心線方向Ｆへの変位量Ｌａ（図４に示す）は、０．５〜３．０ｍｍであることが好ましく、０．５ｍｍ未満では、対向するサイピング壁面１１Ｓの間の凹凸の噛み合いが不十分となって、ブロックの動き抑制効果が不足する。逆に３．０ｍｍを越えると、タイヤから前記ナイフブレードを抜取る際の抵抗が大きくなり、生産性を損ねる。従って変位量Ｌａは、０．５〜２．０ｍｍがさらに好ましい。又前記変位折返し位置Ｑは、少なくとも１以上、好ましくは２〜３個設ける。又前記外表面Ｓｔから第１の変位折返し位置Ｑ１までの高さｈ、或いは第１，第２の変位折返し位置Ｑ１，Ｑ２間の高さｈは、前記変位量Ｌａの１．０〜３．０倍とするのが好ましい。

又前記ジグザグ部１３については、ジグザグの振幅Ｗ（図４に示す）を１．５〜４．５ｍｍの範囲、かつ中心線方向ＦのジグザグピッチＹを、前記振幅Ｗの２〜６倍の範囲とするのが好ましい。

又前記図５の三次元状サイプ２０Ｂは、前記三次元状サイプ２０Ａと同様、ジグザグ部１３のジグザグ形状自体は、どの深さ位置でも同一である。しかし、このジグザグ形状が、深さ方向に対して、前記中心線と異なる方向（例えば直角方向）の一方側、他方側に交互に繰り返して変位するという特徴を有する。この三次元状サイプ２０Ｂも、前記三次元状サイプ２０Ａと同様、サイピング壁面１１Ｓが、三次元的な凹凸を有する立体曲面として形成される。従って、特に横方向のブロックの動きを抑制しうる。

又前記図６の三次元状サイプ２０Ｃでは、ジグザグ部１３のジグザグ形状自体が深さ方向に変化するという特徴を有する。この三次元状サイプ２０Ｃも同様に、サイピング壁面１１Ｓが三次元的な凹凸を有する立体曲面として形成される。しかし、他の三次元状サイプ２０Ａ、２０Ｂに比して、凹凸変化が小さいため、ブロックの動き抑制効果に劣るという不利はある。

次に、前記内の横溝５ｉにも、小高さのタイバー１５を形成している。しかし、このタイバー１５は、そのタイバー深さＤｔが、前記中央の縦主溝３ｉの溝深さＤｇｉと略同深さであるなど、他の縦主溝３ｍ，３ｏの溝深さＤｇの６５〜８０％と、他のタイバー９ｍ、９ｏよりも深く形成される。そのため、摩耗末期においてもトレッド面に露出することがなく、従って、このタイバー１５にはサイピング１１は形成していない。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は、重荷重用タイヤのみならず、乗用車用タイヤ、自動二輪車用タイヤなどの各種のカテゴリーのタイヤとして、或いは冬用タイヤだけでなく夏用タイヤとしても採用しうるなど、図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

図１に示すトレッドパターンを基本とし、かつ表１に示す仕様のサイピングをタイバーに設けたタイヤサイズ１１Ｒ２２．５ １４Ｒの重荷重用ラジアルタイヤを試作するとともに、各試供タイヤの新品時、及び５０％摩耗時におけるウエット性能、並びにサイピング底でのクラックの発生状況をテストした。なお各タイヤとも、サイピング以外は同仕様とした。

（１）ウエット性能：
試供タイヤを、リム（７．５０×２２．５）、内圧（８５０ｋＰａ）にて、２−Ｄ・４のテスト車両（アンチロックブレーキシステム有り）の全輪に装着するとともに、定積（１０トン）状態にて濡れた路面上を走行し、速度６０km／ｈから急制動をかけて車両が停止するまでの制動距離を測定した。そして、測定値の逆数を比較例１を１００とする指数で表示した。このテストを新品時のタイヤ、及び５０％摩耗時タイヤについて行った。数値が大なほど良好である。

（２）クラックの発生状況：
試供タイヤを、２−２−Ｄトラックの全輪に装着し、一般路を１５万ｋｍ走行した後の、サイピング底でのクラックの発生の有無、及び有る場合はクラックの平均長さを求めた。

表の如く実施例のタイヤは、５０％摩耗時でのウエット性能を高く発揮しながら、サイピング底でのクラックの発生を効果的に抑制しうるのが確認できる。

本発明の空気入りタイヤにおけるトレッドパターンの一実施形態を示す展開図である。 横溝の底面に設けたタイバーを示す横溝中心線に沿った断面図である。 タイバーをその外表面に設けたサイピングとともに概念的に示す斜視図である。 三次元状サイプの一例を示す平面図及び正面図である。 三次元状サイプの他の例を示す平面図及び正面図である。 三次元状サイプのさらに他の例を示す平面図及び正面図である。 サイピング壁面を示す斜視図である。

符号の説明

２ トレッド部
３ 縦主溝
４ リブ状陸部
５ 横溝
６ ブロック
９ タイバー
１１ サイピング
１１Ｓ サイピング壁面
１３ ジグザグ部
２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ 三次元状サイプ
Ｂｓ タイバーの外表面
Ｔｅ トレッド縁

Claims (3)

1. トレッド部の外表面に、タイヤ赤道上をのびる中央の縦主溝を含む５本の縦主溝、並びにこの縦主溝間及び縦主溝とトレッド縁との間に形成される６本のリブ状陸部を横切る複数本の横溝を設けることにより、前記トレッド部に、前記中央の縦主溝の両側でブロックが周方向に並ぶ内のブロック列と、そのタイヤ軸方向外側でブロックが周方向に並ぶ中のブロック列と、そのさらにタイヤ軸方向外側でブロックが周方向に並ぶ外のブロック列とを形成した空気入りタイヤであって、
   各前記ブロック列には、前記横溝の横溝底面に、該横溝底面から隆起しつつ横溝方向に延在し、周方向に並ぶブロック同士を継ぐタイバーを形成するとともに、
   前記中央の縦主溝の溝深さは、他の縦主溝の溝深さよりも小であり、かつ前記内のブロック列に配されるタイバーとは同深さとする一方、
   前記中のブロック列と外のブロック列とに配されるタイバーのみに、その外表面で開口しかつ前記横溝の溝中心線方向にジグザグ状にのびるジグザグ部を有するサイピングを設け、かつ前記内のブロック列に配されるタイバーにはサイピングを設けないとともに、
   前記サイピングは、その深さ方向に対して、前記ジグザグ部がジグザグの中心線方向に変位する、又は前記ジグザグ部がジグザグの中心線と異なる方向に変位する、又はジグザグの一辺長さが変化することによりサイピング壁面が三次元的に凹凸を繰り返す三次元状サイプからなることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記内のブロック列に配されるタイバーの前記トレッド部の外表面からの深さは、前記中のブロック列と外のブロック列とに配されるタイバーの前記トレッド部の外表面からの深さよりも大であることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記三次元状サイプは、深さ方向に対して、前記ジグザグ部がジグザグの中心線方向に振幅Ｌａで変位することにより、前記サイピング壁面は、三次元的な凹凸を有しかつ平行四辺形面が組み合わされた立体曲面をなすことを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。

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