(57)【要約】【課題】  トレッドのブロックに幅方向サイプを形成した空気入りタイヤにおいて、氷雪上における高いエッジ効果及び倒れ込み変形抑制効果と、乾燥路面等におけるサイプエッジ欠損防止効果とを実現する。【解決手段】  サイプは、面取り部21Ａ，21Ｂと、面取り部21Ａ，21Ｂの下端に続く垂直部22と、垂直部22の下端から、垂直部22の延設方向に対して、タイヤ周方向の一方（図では右方）に角度β傾斜した斜め下方に延設した第１屈曲部23と、第１屈曲部23の下端から、第１屈曲部23の延設方向に対して、第１屈曲部23の延設方向と同一のタイヤ周方向に角度γ傾斜した斜め下方に延設した第２屈曲部24と、第２屈曲部24の下端から、第２屈曲部24の延設方向と反対のタイヤ周方向に所定の角度δ傾斜した斜め下方に延設した第３屈曲部25とを有する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ周方向に延びる複数本の主溝及びタイヤ幅方向に延びる複数本の副溝により区画された複数のブロックをトレッドに備え、該ブロックの踏面のタイヤ幅方向に延びるサイプが形成された空気入りタイヤにおいて、
前記サイプは、前記ブロックの踏面に形成された面取り部と、該面取り部に続いてタイヤ周方向の前後両方向に屈曲しながらブロックの底部方向に延設された屈曲部とからなることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
請求項１記載の空気入りタイヤにおいて、
前記屈曲部は、前記面取り部に続いて前記ブロックの踏面から底部方向の法線に対して１°以上29°以下の角度でタイヤ周方向に傾斜して延設された第１屈曲部と、該第１屈曲部に続いて該第１屈曲部の延設方向と同一のタイヤ周方向に１°以上29°以下の角度傾斜して延設された第２屈曲部と、該第２屈曲部に続いて該第２屈曲部の延設方向と反対のタイヤ周方向に傾斜して延設された第３屈曲部とを有すると共に、該第３屈曲部のタイヤ半径方向内側端がサイプの底部であることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項３】
請求項１記載の空気入りタイヤにおいて、
前記面取り部と前記屈曲部との間にブロックの底部方向に延設された垂直部を有することを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項４】
請求項１記載の空気入りタイヤにおいて、
前記面取り部と前記ブロックの底部方向の法線とのなす角度が120°以上160°以下であり、前記面取り部の深さが0.2mm以上1.0mm以下であることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項５】
請求項２記載の空気入りタイヤにおいて、
前記第１屈曲部及び第２屈曲部の長さが何れも2.0mm以上4.0mm以下であることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項６】
請求項３記載の空気入りタイヤにおいて、
前記垂直部分の深さが１mm以下であることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項７】
請求項２記載の空気入りタイヤにおいて、
前記第２屈曲部と前記第３屈曲部とのなす角度が90°以上150°以下であり、前記第３屈曲部の長さが1.5mm以上3.0mm以下であることを特徴とする空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トレッドのブロックの踏面にサイプが形成された空気入りタイヤに関し、詳細にはブロックの倒れ込み変形に起因するサイプエッジの欠損を防止した空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
トレッドの踏面から突出したスパイクピンを備えたスパイクタイヤの使用が禁止されたことにより、スパイクピンを設けずに氷雪路面での走行性能を向上させるための多数の提案がなされている。このようなスパイクピンのないタイヤはスタッドレスタイヤと呼ばれており、その特徴として、トレッドの踏面が、タイヤ周方向に形成された主溝と、タイヤ幅方向に形成された横溝とにより多数の陸状のブロックに区分され、各ブロックには底部方向（深さ若しくは厚み方向）に垂直に延びる細溝（サイプ）がタイヤ幅方向に形成されている。ここで、トレッドのブロック化は氷雪上におけるグリップ力の向上を図るためであり、サイプによるブロックの細分化は細分化されたブロックの縁部による氷上摩擦係数μの向上（エッジ効果）を図るものである。
【０００３】
しかしながら、このような従来の技術でより高いエッジ効果を実現するには、サイプ本数を増加させる必要があるが、サイプ本数を増加させると、ブロック剛性の低下に伴う倒れ込み変形により接地性が悪化するため、それほどの効果は望めない。また、接地性の悪化による偏摩耗（ヒールアンドトウ）が生じてしまう。
【０００４】
そこで、サイプの形状を複数回屈曲してブロックの底部方向へジグザグ状に延びるようにすることで、ブロックの倒れ込み時に、対向するサイプ壁面を係合させることにより、ブロック剛性の低下を抑制する空気入りタイヤが提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１１−１９２８１６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載された空気入りタイヤをオールシーズンタイヤに適用した場合、乾燥路面等では雪上や氷上よりも高入力となるため、サイプエッジの欠損等の不具合が発生する。
【０００６】
本発明は、このような問題を解決するためになされたもので、その目的は、タイヤ周方向に延びる複数本の主溝及びタイヤ幅方向に延びる複数本の副溝により区画された複数のブロックをトレッドに備え、該ブロックの踏面にタイヤ幅方向に延びるサイプが形成された空気入りタイヤにおいて、氷雪上における高いエッジ効果及び倒れ込み変形抑制効果と、乾燥路面等におけるサイプエッジ欠損防止効果とを実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、タイヤ周方向に延びる複数本の主溝及びタイヤ幅方向に延びる複数本の副溝により区画された複数のブロックをトレッドに備え、該ブロックの踏面のタイヤ幅方向に延びるサイプが形成された空気入りタイヤにおいて、前記サイプは、前記ブロックの踏面に形成された面取り部と、該面取り部に続いてタイヤ周方向の前後両方向に屈曲しながらブロックの底部方向に延設された屈曲部とからなることを特徴とする空気入りタイヤである。
請求項２に係る発明は、請求項１記載の空気入りタイヤにおいて、前記屈曲部は、前記面取り部に続いて前記ブロックの踏面から底部方向の法線に対して１°以上29°以下の角度でタイヤ周方向に傾斜して延設された第１屈曲部と、該第１屈曲部に続いて該第１屈曲部の延設方向と同一のタイヤ周方向に１°以上29°以下の角度傾斜して延設された第２屈曲部と、該第２屈曲部に続いて該第２屈曲部の延設方向と反対のタイヤ周方向に傾斜して延設された第３屈曲部とを有すると共に、該第３屈曲部のタイヤ半径方向内側端がサイプの底部であることを特徴とする空気入りタイヤである。
請求項３に係る発明は、請求項１記載の空気入りタイヤにおいて、前記面取り部と前記屈曲部との間にブロックの底部方向に延設された垂直部を有することを特徴とする空気入りタイヤである。
請求項４に係る発明は、請求項１記載の空気入りタイヤにおいて、前記面取り部と前記ブロックの底部方向の法線とのなす角度が120°以上160°以下であり、前記面取り部の深さが0.2mm以上1.0mm以下であることを特徴とする空気入りタイヤである。
請求項５に係る発明は、請求項２記載の空気入りタイヤにおいて、前記第１屈曲部及び第２屈曲部の長さが何れも2.0mm以上4.0mm以下であることを特徴とする空気入りタイヤである。
請求項６に係る発明は、請求項３記載の空気入りタイヤにおいて、前記垂直部分の深さが１mm以下であることを特徴とする空気入りタイヤである。
請求項７に係る発明は、請求項２記載の空気入りタイヤにおいて、前記第２屈曲部と前記第３屈曲部とのなす角度が90°以上150°以下であり、前記第３屈曲部の長さが1.5mm以上3.0mm以下であることを特徴とする空気入りタイヤである。
【０００８】
（作用）
請求項１、４に係る発明によれば、サイプの面取り部が乾燥路面等におけるサイプエッジ付近のめくれ変形（めくれ上がるような変形）を抑制することでサイプエッジの欠損を防止し、屈曲部のサイプ壁が倒れ込み変形時に互いに係合することで、ブロック剛性の低下を抑制する。また、面取り部が溝ボリュームを確保し、雪柱剪断力を向上させることで雪上の制動性能を向上させる。
請求項２、５、７に係る発明によれば、ブロックに対し、タイヤ周方向の第１屈曲部及び第２屈曲部の傾斜方向への高入力を受けた場合は、それらの屈曲部のサイプ壁面間ですべりが発生し、摩擦力により互いのサイプ壁を支える効果を発揮する。また、上記方向と反対方向の高入力を受けた場合は、サイプ底部にて互いのサイプ壁面が係合することで、ブロック倒れ込みの半径が小さくなるため、サイプ深さが浅くなるのと同様の効果を発揮する。
請求項３、６に係る発明によれば、屈曲部をブロックの踏面から遠ざけることで、サイプエッジ付近の剛性不足に起因するサイプ開口端のめくれ変形を防止し、サイプエッジの欠損を防止する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、タイヤ周方向に延びる複数本の主溝及びタイヤ幅方向に延びる複数本の副溝により区画された複数のブロックをトレッドに備え、該ブロックの踏面のタイヤ幅方向に延びるサイプが形成された空気入りタイヤにおいて、氷雪上における高いエッジ効果及び倒れ込み変形抑制効果と、乾燥路面等におけるサイプエッジ欠損防止効果とを実現出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。
図１は本発明の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドパターンを示す図、図２は図１におけるブロックの断面図、図３は図１におけるサイプの断面図である。なお、図示は省略したが、この空気入りタイヤは、左右のサイドウォールと、両サイドウォール間に跨がってトレッドを備えるクラウン部がトロイダルに連なり、一方のサイドウォールからクラウン部を通り、他方のサイドウォールにわたって、有機繊維コードラジアルプライの少なくとも１枚、或いはスチールコードラジアルプライの１枚からなるカーカスと、このカーカスとトレッド間に配置したスチールコード層の複数枚を含むベルト層とを備えた公知の構造を有するものである。また、図２及び図３の説明では、ブロックの踏面側を上、底部側を下とする。
【００１１】
本実施形態に係る空気入りタイヤ10のトレッド12は、赤道Ｅの左右両側においてタイヤ周方向（矢印Ｓ方向）に延びる左右２本ずつの主溝14と、タイヤ幅方向（矢印Ｌ方向及びＲ方向）に延びる複数本の横溝16とにより、多数の平面視矩形の陸状のブロック18が区画されている。各ブロック18には、その踏面にタイヤ幅方向に延びるサイプ20がタイヤ周方向に一定の間隔を開けて1本もしくは複数本（図では４本）形成されている。
【００１２】
サイプ20は、図２及び図３に示すように、ブロック踏面に形成された面取り部21Ａ，21Ｂと、面取り部21Ａ，21Ｂの下端に続いて、ブロック18の踏面からタイヤ半径方向内側（ブロック18の底部方向）へ向いた法線31の方向に延設された垂直部22と、垂直部22の下端に続いて、垂直部22の延設方向である法線31の方向に対して、タイヤ周方向の一方（図では左方）に所定の角度β傾斜した斜め下方（図では斜め左下方）、つまり法線31から時計回りに角度β回転した直線32の方向に延設された第１屈曲部23と、第１屈曲部23の下端に続いて、第１屈曲部23の延設方向である直線32の方向に対して、第１屈曲部23の延設方向と同一のタイヤ周方向（図では左方）に所定の角度γ傾斜した斜め下方（図では斜め左下方）、つまり直線32から時計回りに角度γ回転した直線33の方向に延設された第２屈曲部24と、第２屈曲部24の下端に続いて、第２屈曲部24の延設方向と反対のタイヤ周方向に所定の角度δ傾斜した斜め下方（図では斜め右下方）、つまり直線33から反時計回りに角度（180°−δ）回転した直線34の方向に延設された第３屈曲部25とを有する。
【００１３】
面取り部21Ａ，21Ｂは乾燥路面等におけるサイプエッジ付近のめくれ変形を抑制する働きをする。また、面取り部21Ａ，21Ｂにより溝ボリューム（溝の容積）を確保できるため、雪柱剪断力が向上し、雪上の制動能力の向上が期待できる。面取り部21Ａ，21Ｂは、法線31を含みかつタイヤ幅方向に平行な平面に対して面対称である。また、面取り部21Ａ，21Ｂとブロック20の法線31とのなす角度αは、120°≦α≦160°とすることが好適であり、面取り部21Ａ，21Ｂの深さ、つまり法線31に平行な方向の長さＬ1は、0.2mm≦Ｌ1≦1.0mmとすることが好ましい。その理由は、Ｌ1が1.0mmより大きくなるか又はαが160°より大きくなると、ブロック18が変形しても接地し難くなるため、面取りによる接地面積減少の悪影響が生じ、逆にＬ1が0.2mmより小さくなるか又はαが120°より小さくなると、面取りの効果が小さくなり、サイプエッジの欠損が生じ易くなるからである。
【００１４】
垂直部22は第１乃至第３屈曲部23乃至25をブロック18の踏面から遠ざける働きをする。ブロックの踏面付近に屈曲部があると、サイプエッジ付近の剛性が不足して、サイプエッジがめくれ上がるような変形（めくれ変形）を起し、サイプエッジが欠損する問題があるので、垂直部22を設けることで、この問題を解決している。垂直部22の深さ（法線31に平行な方向の長さ）Ｌ2は、０＜Ｌ2≦１mmとすることが好ましい。その理由は１mmを越えるとブロック18の倒れ込みが大きくなるからである。
【００１５】
ブロック18に対する高入力時にはブロック18の倒れ込みが大きくなり、サイプ壁が接地する事態が発生する。このとき、公知のジグザグ状サイプではブロックの踏面から近い位置に屈曲部があるため、その部分が極端に伸張されて、そこからクラックが生じ、さらにそれが進展するとサイプエッジが欠損する不具合が生ずる。これに対し、本実施形態に係る空気入りタイヤでは、第１屈曲部23及び第２屈曲部24を緩やかに曲げ、屈曲部の変形の集中を回避している。
【００１６】
垂直部22と第１屈曲部23との延設方向の角度差β、第１屈曲部23と第２屈曲部24との延設方向の角度差γは、１°≦β≦29°、１°≦γ≦29°とすることが好ましい。β、γが29°を越えると屈曲部の変形の集中が生じ、１°を下回るとストレートサイプとなり、対向するサイプ壁23Ａ，23Ｂ、24Ａ，24Ｂ同士が摩擦力によって支え合う効果がなくなるからである。
【００１７】
第１屈曲部23の長さＬ3、第２屈曲部24の長さＬ4は、ブロック18の高さによるが、2.0mm≦Ｌ3≦4.0mm、2.0mm≦Ｌ4≦4.0mmとすることが好ましい。Ｌ3、Ｌ4が2.0mmより短いと、第３屈曲部25がブロックの踏面に近過ぎて、その屈曲部の耐久性が不足するおそれがあり、4.0mmより長いと、サイプ20が長くなり過ぎて、ブロック18の剛性が低下するからである。
【００１８】
第３屈曲部25は、ブロック18が前後入力（タイヤ周方向の入力）により変形したときに、サイプ壁25Ａ，25Ｂ同士の接触・係合により、ブロック倒れ込みの半径を小さくし、サイプ深さを浅くするのと同様の効果を発揮させるものである。その長さＬ5は、1.5mm≦Ｌ5≦3.0mmとすることが好ましい。Ｌ5が1.5mmを下回ると、サイプ壁25Ａ，25Ｂ同士の接触による摩擦力の効果が期待できなくなり、3.0mmを越えると、モールドから加硫済タイヤを抜くときにトレッドゴムに欠けが生じるため、製造上の問題が発生し易くなるからである。
【００１９】
また、第３屈曲部25の延設方向は水平から20°乃至30°程度傾いているときにサイプ壁25Ａ，25Ｂ同士の接触が期待できる。このため、第３屈曲部25の延設方向と第２屈曲部24の延設方向との角度差δは、90°≦δ≦150°とすることが好ましい。δが150°を上回ると、第３屈曲部25が立ち過ぎて、サイプ壁25Ａ，25Ｂ同士の接触による摩擦力の効果が低下し、90°を下回ると、前後入力ではなく、ブロック18のつぶれでサイプ壁25Ａ，25Ｂ同士が接触してしまうため、前後入力に対する効果が減少するからである。
【００２０】
［実施例］
図１に示すトレッドパターンを有するサイズ：205/55R16のタイヤのトレッドのブロックに図２及び３に示すようなサイプを１本形成した実施例タイヤと、同じブロックにストレートサイプを１本形成した比較例タイヤのモデルを作成し、一定荷重条件下で前後方向に大きな剪断力（μ＝0.8）を与えたときの変形状態と、サイプ壁23Ａ，23Ｂ、24Ａ，24Ｂ、25Ａ，25Ｂ同士の接触により発揮される摩擦係数を比較した。
【００２１】
その結果、摩擦係数については比較例を100とすると、実施例は101であった。変形に関しては、図４〜７を参照しながら説明する。ここで、図４は実施例タイヤの変形前の斜視図、図５は同タイヤに図の左方から右方への剪断力を加えて変形させた後の斜視図、図６は比較例タイヤの変形前の斜視図、図７は同タイヤに図の左方から右方への剪断力を加えて変形させた後の斜視図である。これらの図は、有限要素法を用いて計算し、作成したものである。
【００２２】
変形状態については、比較例タイヤでは、図６に示すようなサイプ40が形成されたブロック38の前後に剪断力を与えると、図７にて丸Ｑで囲んだ部分に示すように、サイプ40のエッジ部にめくれ変形が発生しているのに、実施例タイヤでは、図４に示すようなサイプ20が形成されたブロック18の前後に剪断力を与えると、図５にて丸Ｐで囲んだ部分に示すように、サイプ20のエッジ部のめくれ変形は図７よりも小さいことが確認できた。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドパターンを示す図である。
【図２】図１におけるブロックの断面図である。
【図３】図１におけるサイプの断面図である。
【図４】実施例タイヤの変形前の斜視図である。
【図５】実施例タイヤに剪断力を加えて変形させた後の斜視図である。
【図６】比較例タイヤの変形前の斜視図である。
【図７】比較例タイヤに剪断力を加えて変形させた後の斜視図である。
【符号の説明】
【００２４】
10…空気入りタイヤ、12…トレッド、14…主溝、16…横溝、18…ブロック、20…サイプ、21Ａ，21Ｂ…面取り部、22…垂直部、23…第１屈曲部、24…第２屈曲部、25…第３屈曲部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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