JP5481973B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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タイヤの要求性能に応じて、良好なウェット性能の確保、又はドライ路面での操縦安定性能の向上を可能にした空気入りタイヤに関する。

一般に、ウェット路面や氷上路面における制動性能は路面における水膜の存在により大きく左右されるため、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）。

これらのうち、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。

しかしながら、特許文献１の場合には、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の場合には、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。したがって、冬用タイヤとしての役割を終えた後のタイヤの要求性能に応じて、ドライ路面での操縦安定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タイヤの要求性能に応じて、ドライ路面での操縦安定性能の向上を可能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、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複数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、前記閉鎖サイプの切り込みに与えたねじり角度の範囲を１０°以上、１３５°未満にすると共に、該閉鎖サイプの深さ方向のトレッド面側と底面側とにおいて前記切り込みの本数を互いに異ならせ、該切り込みの本数を前記閉鎖サイプの深さ方向の底面側よりもトレッド面側において多くしたことを特徴にする。

さらに、上述する構成において、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トレッド面側において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、又は該仮想軸に対して非連続にする。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には、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複数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１０°以上のねじりを与えたので、切り込み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、切り込みのねじり角度を深さ方向に向けて１３５°未満にしたので、金型からの離型性に支障を来すことなしに吸水性を向上させて、氷上制動性能を向上させることができる。

しかも、閉鎖サイプの深さ方向におけるトレッド面側と底面側とで切り込み本数を異ならせ、この切り込み本数を底面側よりもトレッド面側において多くしたので、金型からの離型性を良好にしながら、摩耗後期における陸部剛性が確保されるために、冬用タイヤとしての役割を終えた後のドライ路面での操縦安定性を向上させることができる。

本発明の実施形態による空気入りタイヤのトレッド面に形成した閉鎖サイプの一例を示す平面図である。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ図１の実施形態による閉鎖サイプの外壁形状を示 す斜視図である。 本発明の他の実施形態による閉鎖サイプの一例を示す図１に相当する平面図で 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を示す一部平面図である 。

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は本発明の実施形態による空気入りタイヤのトレッド面に形成した閉鎖サイプの一例を四角の枠内に示す平面図、図２（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ図１の閉鎖サイプの外壁形状を示す斜視図である。

図１において、本発明の空気入りタイヤのトレッド面１に形成した陸部３には、陸部３の深さ方向に延びる仮想軸２に対して放射方向に延びかつ陸部３内で終端する複数本（図では３本）の切り込み４を配置した閉鎖サイプ５が設けられている。

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が、図２（ａ）及び（ｂ）に例示するように、仮想軸２の周りに陸部３の深さ方向に向けて螺旋状のねじりが与えられており、閉鎖サイプ５の表面から底面に至るまでのねじり角度の範囲を１０°以上、１３５°未満、好ましくは９０〜１２０°にすると共に、閉鎖サイプ５の深さ方向のトレッド面側と底面側とにおいて切り込み４の本数を互いに異ならせている。なお、図２（ａ）では切り込み４の本数をトレッド面側において５本にし、底面側において３本にした場合を例示しており、図２（ｂ）では切り込み４の本数をトレッド面側において４本にし、底面側において２本にした場合を例示している。

このようにトレッド面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に対して放射方向に延びかつ陸部３内で終端する複数本の切り込み４を配置した閉鎖サイプ５を設け、これら切り込み４に仮想軸を中心にした深さ方向に向けて１０°以上のねじりを与えたので、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、切り込み４のねじり角度を深さ方向に向けて１３５°未満にしたので、金型からの離型性に支障を来すことなしに吸水性を向上させて、氷上制動性能を向上させることができる。

しかも、閉鎖サイプ５の深さ方向におけるトレッド面１側と底面側とで切り込み４の本数を異ならせ、この切り込み４の本数を底面側よりもトレッド面１側において多くしたので、金型からの離型性を良好にしながら、摩耗後期における陸部３の剛性が確保されるために、冬用タイヤとしての役割を終えた後のドライ路面での操縦安定性を向上させることができる。

上述するねじり角度が１０°未満では、吸水性の改善効果が十分には得られず、氷上制動性能の向上効果が不足することになり、１３５°以上では、加硫後のタイヤを金型から取り出す際の離型性が悪化して、トレッド面１が損傷を受け易くなる。

なお、本発明において、上述する切り込み４のねじり角度は、閉鎖サイプ５を構成するそれぞれの切り込み４において同一でなくてもよい。すなわち、単一の閉鎖サイプ５において相互に隣接する切り込み４の間隔が変動する場合が許容される。また、切り込み４のねじり角度は、深さ方向に対して一様に線形的に変化させる場合のほか、深さ方向に対して非線形的に変化させてもよい。

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複数本の切り込み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。

上述する図２（ａ）の実施形態では、閉鎖サイプ５を構成する切り込み４の本数がトレッド面側において５本、底面側において３本である場合を示し、図２（ｂ）の実施形態では、閉鎖サイプ５を構成する切り込み４の本数がトレッド面側において４本、底面側において２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、トレッドパターンに応じて、トレッド面側において３〜６本にするとよい。トレッド面側における切り込み４の本数が２本以下では良好な氷上制動性能が得難くなり、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。

なお、本発明において、閉鎖サイプ５の深さ方向における切り込み４の本数を変化させるトレッド面側と底面側との境界位置は、特に限定されるものではなく、タイヤの要求特性に応じてその都度適宜設定される。また、タイヤの要求特性によっては、切り込み４の本数をトレッド面側と底面側との間の中間領域においても変化させることができる。この場合には、切り込み４の本数が閉鎖サイプ５の深さ方向に対して徐々に増減するように構成することが好ましい。

上述するように、本発明の空気入りタイヤでは、図２（ａ）及び（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の本数をトレッド面側において底面側よりも多くするようにしている。

このように、切り込み４の本数をトレッド面１側において底面側よりも多くした場合には、加硫成形後の金型からの離型性に有利であると同時に、摩耗がある程度進行した段階において陸部剛性が確保できるので、操縦安定性を向上させることができる。したがって、冬用タイヤとしての役割を終えた後におけるドライ路面での操縦安定性の確保を指向するスタッドレスタイヤに対して、好ましく適用することができる。

上述する図１に示す実施形態では、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３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、図１に示す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、図１に示す実施形態のように切り込み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、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。さらに、切り込み４の厚さや放射方向の長さを深さ方向に対して変化させることができる。これにより、陸部３の剛性や閉鎖サイプ５の容積をタイヤの要求特性に応じて適宜調整することができる。

上述する図１〜３に示す実施形態では、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の延在方向の形態はこれに限られることなく、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４及び図５に例示するように、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を設けることができる。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、氷上路面における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４の実施形態ではトレッド面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については、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、陸部３がブロックである場合には、図５に例示するように、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並列に配置するとよい。

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並列に配置するとよい。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が確保されて、偏摩耗の発生を効率的に抑制しながら良好な操縦安定性を確保すると共に、吸水性をさらに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、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複数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°未満にすることにより、金型からの離型性に支障を来すことなしに、吸水性を向上させて氷上制動性能を向上させると共に、閉鎖サイプの深さ方向におけるトレッド面側と底面側とで切り込みの本数を異ならせ、この切り込み本数を底面側よりもトレッド面側において多くすることにより、金型からの離型性を良好にしながら、冬用タイヤとしての役割を終えた後のドライ路面での操縦安定性の向上を可能にするもので、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。

＜従来例、実施例１、２、比較例１、２＞
タイヤサイズを１９５／６５Ｒ１５９１Ｑ、タイヤパターンを図６として、陸部に設けた閉鎖サイプを構成する切り込みの本数をトレッド面側において５本にすると共に、閉鎖サイプの深さ方向の中間位置を境にしてトレッド面側と底面側とにおける切り込みの本数を同じにした従来タイヤ（従来例）及び比較タイヤ（比較例１、２）、底面側において３本にした本発明タイヤ（実施例１、２）をそれぞれ作製した。なお、各タイヤにおいて、切り込みのねじれ角度を表１のように異ならせると共に、閉鎖サイプの深さを７ｍｍ、切り込みの放射方向長さを２ｍｍ、切り込みの厚さを０．５ｍｍとした。

これら５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、以下の試験方法により、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い、その結果を表１に表示した。なお、加硫後のタイヤの金型からの離型性については、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。

なお、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、その状態で評価を行った。

〔氷上制動性能の評価〕
トレッド面に損傷が生じた比較例２を除く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。

〔操縦安定性能の評価〕
トレッド面に損傷が生じた比較例２を除く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を速度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り、比較例１を「３」とする５点法による官能評価を行った。その結果を平均して表１に併記した。数値が大きいほど操縦安定性能が優れていることを示す。

表１より、本発明タイヤは従来タイヤ及び比較タイヤに比して、新品時における氷上制動性能が優れ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。

さらに、底面側における切り込み本数をトレッド面側よりも少なくした本発明タイヤは、摩耗後期において、切り込み本数が深さ方向に変化しない従来タイヤ及び比較タイヤに比して、操縦安定性能が向上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

Claims (7)

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複数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、
   前記閉鎖サイプの切り込みに与えたねじり角度の範囲を１０°以上、１３５°未満にすると共に、該閉鎖サイプの深さ方向のトレッド面側と底面側とにおいて前記切り込みの本数を互いに異ならせ、該切り込みの本数を前記閉鎖サイプの深さ方向の底面側よりもトレッド面側において多くした空気入りタイヤ。
2. 前記切り込みの本数をトレッド面側において３〜６本にした請求項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又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 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３に記載の空気入りタイヤ。
5. 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１〜４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
6. 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１〜５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
7. 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６に記載の空気入りタイヤ。

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