JP6563280B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、トレッド面の陸部にサイプが形成された空気入りタイヤに関する。

従来、濡れた路面やアイス路面での走行性能を高めることを目的として、サイプと呼ばれる切り込みをブロックやリブなどの陸部に形成した空気入りタイヤが知られている。このようなサイプとして、深さ方向で形状が変化しない２次元形状に形成された２次元サイプが知られており、平面サイプや波形サイプが実用化されている。また、深さ方向で形状が変化する３次元形状に形成された３次元サイプも知られており、例えば特許文献１〜６に開示されている。

３次元サイプとは異なり、２次元サイプでは、そのサイプの幅方向に沿った変形が抑制されないため、サイプの開口部が動きやすく、転動に伴ってサイプが大きく開いてしまう。また、３次元サイプであっても、例えば特許文献１，２に記載のタイヤのように踏面側が２次元形状に形成されていれば、やはりサイプの開きが大きくなる。その結果、路面の小石がサイプに侵入する、いわゆる石噛みの発生が増えるとともに、サイプ底に歪みが集中してサイプクラックを生じることがある。

一方で、例えば特許文献３〜６に記載のタイヤのように、サイプの壁面の全域が３次元形状に形成されている場合には、加硫後のタイヤが金型と密着して脱型性能が悪化する傾向にある。かかる３次元サイプでは、その壁面に多数の屈曲部が含まれており、サイプを形成するためのブレードをタイヤから引き抜くときの抵抗が大きいためである。両端が閉塞した両側クローズドサイプでは、上述した石噛みやサイプクラックの問題に加えて脱型性能の問題が顕著であり、これを改善しうる手法が望まれる。

特開２００４−３１４７５８号公報 特開２００６−２７５５８号公報 特開２００２−３２１５０９号公報 特開２００５−１０４１８８号公報 国際公開第２００６／００１４４６号 特開２００７−２２３６１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、両側クローズドサイプでありながらも、耐石噛み性能や耐サイプクラック性能を確保し、優れた脱型性能を発揮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、本発明に係る空気入りタイヤは、トレッド面の陸部に形成されたサイプが、深さ方向に沿って形状が変化する３次元形状に形成された３Ｄサイプ部と、深さ方向に沿って形状が変化しない２次元形状に形成された２Ｄサイプ部とを有し、前記３Ｄサイプ部は、踏面から深さ方向に延びてサイプ底に到達しない位置で終端し、前記３Ｄサイプ部の３次元形状は、壁面同士が係合可能な構造を有し、前記２Ｄサイプ部は、前記３Ｄサイプ部の終端位置から深さ方向に延びてサイプ底に到達し、前記３Ｄサイプ部の３次元形状が、深さ方向の１箇所で屈曲した横向きＶ字状をなし、前記サイプの両端が前記陸部内で閉塞しているものである。

このタイヤでは、３次元形状に形成された３Ｄサイプ部がサイプの踏面側に設けられているので、転動に伴うサイプの開きが過度に大きくならない。また、その３Ｄサイプ部の３次元形状が屈曲するのは深さ方向の１箇所であり、しかも深さ方向の途中からサイプ底までの領域が２Ｄサイプ部として設けられているため、ブレードをタイヤから引き抜くときの抵抗が軽減される。その結果、両側クローズドサイプでありながらも、耐石噛み性能や耐サイプクラック性能を確保し、優れた脱型性能を発揮することができる。

踏面から前記３Ｄサイプ部の終端位置までの距離Ｋ１が、サイプ深さの２０〜７０％であることが好ましい。これにより、３Ｄサイプ部と２Ｄサイプ部の大きさが適度に確保される。なお、摩耗の中期以降の段階では３Ｄサイプ部が減少または消滅するものの、その段階では陸部の剛性が比較的高くなっているため、サイプの開きが過度に大きくなることが抑制される。踏面から前記３Ｄサイプ部の３次元形状における屈曲部までの距離Ｋ２が、前記距離Ｋ１の４０〜６０％であることが好ましい。

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平面図 ブロックの斜視図 サイプの三面図 サイプの壁面を示す斜視図 比較例のタイヤにおけるサイプの正面図

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

図１に示したトレッド面Ｔｒには、陸部としてのブロック１が設けられている。ブロック１の各々は、主溝２と横溝３によって区分されている。主溝２はタイヤ周方向に連続して延びており、横溝３は主溝２と交差する方向に延びている。ブロック１は、平面視にて矩形状に形成されているが、これに限られない。このようなブロックに代えてまたは加えて、タイヤ周方向に連続して延びるリブが陸部として設けられてもよい。

図２に拡大して示すように、ブロック１にはサイプ４が形成されている。サイプ４は、図１で左右方向となるタイヤ幅方向に延びている。濡れた路面やアイス路面での走行性能、特に発進性能や制動性能を向上するうえでは、このようにタイヤ周方向と交差する方向にサイプ４が延びていることが好ましい。ブロック１には、少なくとも１本のサイプが形成されていればよい。したがって、例えば、タイヤ周方向に間隔を設けて配置された複数本のサイプ４が１つのブロック１に設けられていても構わない。

長さ方向ＬＤは、サイプ４の長さ方向であり、本実施形態ではタイヤ幅方向と同じ方向である。サイプ長さＬ４は、サイプ４の両端間の直線距離として測定される。深さ方向ＤＤは、サイプ４の深さ方向である。サイプ深さＤ４（図３（ｃ）参照）は、踏面からサイプ底までの直線距離として測定される。サイプ深さＤ４は、例えば主溝２の深さの４０〜８０％に設定される。幅方向ＷＤは、サイプ４の幅方向であり、本実施形態ではタイヤ周方向と同じ方向である。サイプ幅Ｗ４は、十分なエッジ効果を発現するうえで、例えば０．３〜２．０ｍｍに設定される。

図３は、サイプ４の（ａ）平面図、（ｂ）側面図及び（ｃ）正面図を含む三面図である。図４は、そのサイプ４の壁面を示す斜視図である。図３，４に示すように、トレッド面Ｔｒのブロック１に形成されたサイプ４は、深さ方向ＤＤに沿って形状が変化する３次元形状に形成された３Ｄサイプ部５と、深さ方向ＤＤに沿って形状が変化しない２次元形状に形成された２Ｄサイプ部６とを有する。３Ｄサイプ部５は、踏面から深さ方向ＤＤに延びてサイプ底に到達しない位置で終端し、２Ｄサイプ部６は、その３Ｄサイプ部５の終端位置から深さ方向ＤＤに延びてサイプ底に到達している。

図３（ｃ）に示すように、３Ｄサイプ部５の３次元形状は、深さ方向ＤＤの１箇所で屈曲した横向きＶ字状をなしている。壁面には、長さ方向ＬＤに振幅を有して深さ方向ＤＤに延びた凹凸列が設けられている。その凹凸列は、長さ方向ＬＤの一方に傾斜した部分と、その逆向きに傾斜した部分とを備え、それらが１つの屈曲部５１を介して深さ方向ＤＤに連なっている。３Ｄサイプ部５の凹凸列は、２Ｄサイプ部６の凹凸列とスムーズに接続されている。

３Ｄサイプ部５はブロック１の踏面で開口し、その開口は、幅方向ＷＤに屈曲しながら長さ方向ＬＤに沿って延びた波形状に形成されている。本実施形態では、短辺と長辺とを交互に繰り返した波形状であるため、同じ長さの辺を繰り返した波形状に比べて動きが拘束されやすく、転動に伴うサイプ４の開きを良好に抑制することができる。

２Ｄサイプ部６の２次元形状は波形に形成され、その壁面には深さ方向ＤＤに延びた凹凸列が設けられている。２Ｄサイプ部６は、壁面が平坦に形成された平面サイプでも構わないが、本実施形態のような波形サイプであることにより３Ｄサイプ部５とスムーズに連ねることができる。

サイプ４は、その両端をブロック１内で閉塞させた両側クローズドサイプとして形成されている。このような両側クローズドサイプでは、開口したサイプ端を有するサイプに比べて、侵入した小石が排出されにくいため石噛みが問題になりやすく、耐サイプクラック性にも悪影響を及ぼす。また、両側クローズドサイプでは、タイヤの加硫工程において、サイプを形成するためのブレードを引き抜くときの抵抗が大きくなりがちであり、ブレードが折れることもあるため、脱型性能が問題になりやすい。

後述する３Ｄサイプ部５による有利な効果を確保するうえで、サイプ長さＬ４は、長さ方向ＬＤにおけるブロック幅Ｗ１の３０％以上であることが好ましく、５０％以上であることがより好ましく、７０％以上であることが更に好ましい。サイプ長さＬ４は、例えばブロック幅Ｗ１の９０％以下に設定される。

このタイヤでは、３次元形状に形成された３Ｄサイプ部５がサイプ４の踏面側に設けられているので、転動に伴うサイプ４の開きが過度に大きくならない。本実施形態であれば、タイヤの転動に伴う幅方向ＷＤに沿った外力の作用によりブロック１が前後方向に変形しようとしたときに、３次元形状に形成された３Ｄサイプ部５の壁面同士が係合し、そのブロック１の変形が抑制され、延いてはサイプ４の開きも抑制される。このようにサイプ４の開閉を抑制することで、ポンピング音に起因したノイズの低減効果も得られる。

また、３Ｄサイプ部５の３次元形状が屈曲するのは、深さ方向ＤＤの１箇所だけであり、しかも深さ方向ＤＤの途中からサイプ底までの領域が２Ｄサイプ部６として設けられているため、タイヤの加硫工程において、ブレードをタイヤから引き抜くときの抵抗が軽減される。以上のように、このタイヤでは、ブロック１に形成されたサイプ４が両側クローズドサイプでありながらも、耐石噛み性能や耐サイプクラック性能を確保し、優れた脱型性能を発揮することができる。

踏面から３Ｄサイプ部５の終端位置までの距離Ｋ１（図３（ｃ）参照）は、サイプ深さＤ４の２０〜７０％であることが好ましい。これにより、３Ｄサイプ部５及び２Ｄサイプ部６の大きさが適度に確保される。距離Ｋ１は、サイプ深さＤ４の３０％以上であることがより好ましく、４０％以上であることが更に好ましい。また、距離Ｋ１は、サイプ深さＤ４の６０％以下であることがより好ましい。踏面から３Ｄサイプ部５の３次元形状における屈曲部５１までの距離Ｋ２は、距離Ｋ１の４０〜６０％であることが好ましい。

このサイプ４では、深さ方向ＤＤの途中で３Ｄサイプ部５が終端しているため、摩耗の中期以降の段階では３Ｄサイプ部５が減少または消滅する。しかし、その段階では、ブロック１の高さが減少しており、そうなる前に比べてブロック１の剛性が比較的高くなる。それ故、転動に伴うサイプ４の開きが過度に大きくならず、耐石噛み性能や耐サイプクラック性能の悪化が抑えられる。

本発明の空気入りタイヤは、ブロックやリブ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に構成できる。したがって、従来公知の材料や製法などは何れも採用できる。

本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。

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。タイヤの性能評価は、それぞれ以下のようにして実施した。

（１）耐石噛み性能
２２．５×７．５０のリムに装着したサイズ１１Ｒ２２．５のタイヤを定積載量１０ｔの車輌に装着して内圧７００ｋＰａを充填し、２００００ｋｍを走行した後のタイヤのサイプに侵入した小石の数量をカウントして、その逆数を指数化した。指数が大きいほど、石噛みが少なく耐石噛み性能に優れることを示す。

（２）耐サイプクラック性能
２００００ｋｍを走行した後の上記タイヤのサイプを観察し、サイプ底のクラックの数と長さを計測して、その逆数を指数化した。指数が大きいほど、サイプ底のクラックが少なく耐サイプクラック性能に優れることを示す。

（３）脱型性能
５０本のタイヤについて加硫工程を実施し、脱型時に金型との密着を生じたタイヤのうち、サイプを形成するためのブレードが原因と判断されたタイヤの本数をカウントし、その逆数を指数化した。指数が大きいほど、金型との密着が少なく脱型性能に優れることを示す。

上記性能評価に供した実施例と比較例のタイヤは、サイプの形状を除いて共通の構造を有する。実施例及び比較例では、それぞれ図３、図５に示したサイプがトレッド面の全てのブロックに形成されている。図５のサイプ４０は、図３で示した３Ｄサイプ部に相当する３次元形状のみを有し、その壁面には、サイプの深さ方向の２箇所で屈曲した凹凸列が設けられている。評価結果を表１に示す。

表１のように、実施例では、耐石噛み性能や耐サイプクラック性能を確保しつつ、優れた脱型性能を発揮できている。

１ ブロック（陸部の一例）
２ 主溝
３ 横溝
４ サイプ
５ ２Ｄサイプ部
６ ３Ｄサイプ部
５１ 屈曲部
Ｔｒ トレッド面

Claims (3)

1. トレッド面の陸部に形成されたサイプが、深さ方向に沿って形状が変化する３次元形状に形成された３Ｄサイプ部と、深さ方向に沿って形状が変化しない２次元形状に形成された２Ｄサイプ部とを有し、
   前記３Ｄサイプ部は、踏面から深さ方向に延びてサイプ底に到達しない位置で終端し、前記３Ｄサイプ部の３次元形状は、壁面同士が係合可能な構造を有し、前記２Ｄサイプ部は、前記３Ｄサイプ部の終端位置から深さ方向に延びてサイプ底に到達し、
   前記３Ｄサイプ部の３次元形状が、深さ方向の１箇所で屈曲した横向きＶ字状をなし、
   前記サイプの両端が前記陸部内で閉塞している空気入りタイヤ。
2. 踏面から前記３Ｄサイプ部の終端位置までの距離Ｋ１が、サイプ深さの２０〜７０％である請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 踏面から前記３Ｄサイプ部の３次元形状における屈曲部までの距離Ｋ２が、前記距離Ｋ１の４０〜６０％である請求項２に記載の空気入りタイヤ。

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