(57)【要約】【課題】  氷上性能を効率的に向上させた空気入りタイヤを提供することを課題とする。【解決手段】  本発明に係る空気入りタイヤは、周方向溝と横溝とによって区画された複数のブロック２６に横方向サイプ３４を有する。このブロック２６には、横方向サイプ３４のサイプ底からブロック２６の深さ方向に延びる複数の小穴３５が形成されている。これにより、横方向サイプ３４によるエッジ効果を維持しつつ排水性を向上させることにより氷上性能を効果的に上げることができる。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
周方向溝と横溝とによって区画された複数のトレッドブロックを備えた空気入りタイヤにおいて、
前記トレッドブロックは少なくとも１本のサイプを有し、
前記サイプのうちの少なくとも１本が、サイプ底から前記トレッドブロックの深さ方向に延びる複数の小穴を有することを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記サイプが横方向サイプ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。
【請求項３】
前記サイプは、両端がブロック側壁に開口していることを特徴とする請求項１または２記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周方向溝と横溝とによって区画された複数のトレッドブロックを備えた空気入りタイヤに関し、更に詳細には、特に氷上性能に優れた空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、冬用の空気入りタイヤでは氷上における発進時の加速性、制動性を改良するため、タイヤトレッドパターンのブロック部に横方向サイプを付加することがなされてきている。
【０００３】
しかし、横方向サイプの本数を増やしていくと、サイプエッジ部が路面を引っ掻く力（以下、エッジ効果という）及びサイプ部分が氷表面の水膜を吸い上げる効果（すなわち排水効果）は増加するものの、ブロック剛性が低下して氷上での接地面積が減少していくため、タイヤと氷路面間の摩擦力（以下、表面摩擦力という）は減少するという問題があった。また、表面摩擦力の減少分がエッジ効果及び排水効果の増加分を上回ると氷上性能が向上しなくなるため、サイプ付加による氷上性能向上には限界があり、要求される氷上性能を実現させることができないという問題もあった。
【０００４】
この対策として、従来、排水性改良のためにトレッドゴムの改良などが行われてきており、発泡ゴム層をトレッドに有する空気入りタイヤ等が開発されてきている（例えば特許文献１〜３参照）。更には、ブロック部に小穴を設けることが提案されている（例えば特許文献４〜６参照）。また、サイプ本数を増やしても接地面積の減少を抑え、表面摩擦力を確保することが出来るようにサイプ形状の改良が検討され、３次元サイプ形状等が開発されてきている（例えば特許文献７参照）。
【０００５】
しかし、氷上性能の更なる向上が要求されている。
【特許文献１】特許第２５１０５３３号公報
【特許文献２】特許第００２５１８８７０号公報
【特許文献３】特許第００２５６４７６０号公報
【特許文献４】特開平５−７７６１３号公報
【特許文献５】特開平１０−２７２９０５号公報
【特許文献６】特開２００１−７１７１２号公報
【特許文献７】特願平１１−１１３３２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、氷上性能を効率的に向上させた空気入りタイヤを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、横方向サイプによって生じるエッジ効果について検討した。そして、従来の空気入りタイヤが氷路面を転動した場合は、エッジ部がエッジ圧に応じて氷表面を引っ掻くことでエッジ効果が発生することに着目した。そして、図１０（Ｃ）に示すように、横方向サイプ８４によって区画されている小ブロック８８が倒れこむことによりエッジ部８９での接地圧（以下、エッジ圧という）が増加することにも着目した。
【０００８】
そして、エッジ効果を維持したまま排水効果を向上させることは氷上性能向上の一案であることを見い出した。
【０００９】
そこで、本発明者は、エッジ効果を維持したまま排水効果を向上させるトレッド構造を鋭意検討し、本発明を完成するに至った。
【００１０】
請求項１に記載の発明は、周方向溝と横溝とによって区画された複数のトレッドブロックを備えた空気入りタイヤにおいて、前記トレッドブロックは少なくとも１本のサイプを有し、前記サイプのうちの少なくとも１本が、サイプ底から前記トレッドブロックの深さ方向に延びる複数の小穴を有することを特徴とする。
【００１１】
周方向溝とは実質的にタイヤ周方向に沿って延びる溝であり、横溝とはこの周方向溝に対して交差する溝である。
【００１２】
タイヤの荷重・内圧条件が同一の場合、接地面内の平均接地圧は略同等であることが知られている。そのためエッジ圧を増加させるためには、ブロック中央部の接地圧を下げ、ブロック面内に不均一な接地圧分布を生じさせてエッジ圧を相対的に増加させることが有効である。ブロックの接地圧は圧縮剛性に依存し、高圧縮剛性を持つ部分は接地圧が高く、低圧縮剛性を持つ部分は接地圧が低くなることを利用すると、ブロック中央部の圧縮剛性を下げることでブロック周縁部のエッジ圧を増加させることが可能になる。
【００１３】
ここで、請求項１に記載の発明では、接地面の水膜の吸い上げ可能量を増大させて排水性を向上させるために、サイプ底からブロック深さ方向に針状に延びる複数の小穴を形成している。従って、ブロックの圧縮剛性の低下を極力抑えながら、すなわちサイプのエッジ圧を維持させながら、排水性を向上させている。従って、サイプによるエッジ効果を維持しつつ排水性を向上させることにより氷上性能を効果的に向上させた空気入りタイヤを実現させることができる。
【００１４】
なお、タイヤ構造によっては、小穴の本数を多くし過ぎたりすると、ブロック全体の圧縮剛性が低くなり、排水効果による氷上性能の向上分よりも、接地効果の低減による氷上性能の減少分が上回ってしまい、氷上性能を向上させることができない場合がある。このような場合には、小穴の深さや形成位置にばらつきを持たせる等の工夫をすることが有効である。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、前記サイプが横方向サイプであることを特徴とする。
【００１６】
これにより、横方向サイプによるエッジ効果を従来と同様に奏することができる。
【００１７】
この横方向サイプは、タイヤ幅方向に対して平行であっても良く、タイヤ幅方向に対してある程度傾斜していても良い。傾斜している場合、タイヤ幅方向に対する傾斜角度は４０度以内であれば好ましく、２０度以内であれば更に好ましい。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、前記サイプは、両端がブロック側壁に開口していることを特徴とする。
【００１９】
これにより、接地面からサイプ内に吸い上げられた水は、ブロック側壁の開口から流出するので、排水効果が大きく向上する。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は上記構成としたので、特に排水効果を増加させて排水性能を向上させることができ、氷上性能を効率的に向上させた空気入りタイヤを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、実施形態を挙げ、本発明の実施の形態について説明する。なお、第２実施形態以下では、既に説明した構成要素と同様のものには同じ符号を付してその説明を省略する。
【００２２】
［第１実施形態］
まず、第１実施形態について説明する。図１に示すように、本実施形態に係る空気入りタイヤ１０はスタッドレスタイヤであり、実質上ラジアル方向に延びるコードを含み、両端部がそれぞれビードコア１１で折り返されたカーカス１２を備えている。カーカス１２は、１層又は複数層で構成される。
【００２３】
カーカス１２のクラウン部１２Ｃのタイヤ径方向外側には、複数枚（例えば２枚）のベルトプライが重ねられたベルト層１４が埋設されている。各ベルトプライは、ベルトプライを構成するコードが、タイヤ周方向に交差すると共に互いに交差する方向に向くように埋設されている。
【００２４】
ベルト層１４のタイヤ径方向外側には、溝を配設したトレッド部１８が形成されている。トレッド部１８には、タイヤ赤道面ＣＬの両側に、周方向に沿った複数本の周方向溝（主溝）２２と、周方向と交差する複数本の横溝２４（図２参照）とが形成されている。各横溝２４の両端部は、周方向溝２２に連通するか、又は、トレッド端を越えてタイヤ幅方向外側へ排水可能なように延びている。
【００２５】
ここで、トレッド端とは、空気入りタイヤをＪＡＴＭＡ  ＹＥＡＲ  ＢＯＯＫ（２００４年度版、日本自動車タイヤ協会規格）に規定されている標準リムに装着し、ＪＡＴＭＡ  ＹＥＡＲ  ＢＯＯＫでの適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力（内圧−負荷能力対応表の太字荷重）に対応する空気圧（最大空気圧）の１００％を内圧として充填し、最大負荷能力を負荷したときのタイヤ幅方向最外の接地部分を指す。なお、使用地又は製造地においてＴＲＡ規格、ＥＴＲＴＯ規格が適用される場合は各々の規格に従う。
【００２６】
トレッド部１８には、図２に示すように、周方向溝２２及び横溝２４によって多数のブロック２６が形成されている。
【００２７】
図３に示すように、各ブロック２６には、横溝２４に沿った複数本の横方向サイプ３４が形成されている。各横方向サイプ３４の両端はブロック側壁２６Ｘに開口している。本実施形態では、横方向サイプ３４は複数本（例えば４本）である。
【００２８】
また、横方向サイプ３４は、ブロック２６をブロック周方向に等間隔ａで分断するように配置されている。これにより、接地圧が均一になる。従って、接地圧が不均一に分布するために起こる局所的な磨耗を防止できている（図５参照）。
【００２９】
このような構成により、ブロック２６は、横方向サイプ３４で分断された複数の小ブロック２８をブロック２６の踏面部に配列状態で有している。
【００３０】
ここで、各横方向サイプ３４には、サイプ底からブロック深さ方向に延びる小穴３５が複数設けられている（図３、図４参照）。本実施形態では、小穴３５は等間隔で形成されている。小穴３５の径及び長さは、横方向サイプ３４の寸法等に応じ、ブロック２６の圧縮剛性に悪影響が出ないように設定する。小穴３５は円柱状穴であっても角柱状穴であってもよく、形状は特に限定しない。
【００３１】
これにより、踏面部と路面との間の水膜は横方向サイプ３４内に吸い上げられ、更に小穴３５へ収容される。小穴３５へ収容された水は、横方向サイプ３４の両端の開口３４Ｍから周方向溝２２へ流出して排水される。従って、各小ブロック２８のエッジ圧を維持させながら、つまり横方向サイプ３４のエッジ効果を維持させながら排水性を向上させることにより氷上性能を向上させた空気入りタイヤ１０とすることができる。
【００３２】
なお、小穴３５をこのように設けると、ブロック２６の圧縮剛性が低くなって接地効果の低減による氷上性能の減少分が大きい場合、小穴３５の深さや形成位置にばらつきを持たせる等の工夫をすることが有効である。
【００３３】
例えば図６に示すように、横方向サイプ３４の中央部で小穴３５の本数を増やすことや、図７に示すように、横方向サイプ３４の中央部では深さがより深い小穴３７とすることなどが有効である。
【００３４】
以上の説明では、周方向溝２２がタイヤ周方向に沿って延び、横溝２４がタイヤ軸方向に沿って延びている例を挙げて説明したが、周方向溝２２がタイヤ周方向に対して傾斜していても良く、横溝２４がタイヤ軸方向に対して傾斜していても良い。また、矩形のブロック２６を挙げて説明したが、トレッド部１８を平面視したときのブロックの形状は、周方向溝２２及び横溝２４の向き、面取り、切り欠き等の追加により菱形、六角形、八角形等の多角形や、略コ字形状を呈していても良く、円形、楕円等であっても良い。
【００３５】
更には、周方向溝２２がタイヤ周方向に千鳥状に延びるようにブロック２６が配置されていてもよいし、周方向溝２２がタイヤ周方向にジグザグ状に延びるように配置されていてもよい。なお、タイヤ周方向に千鳥状に延びるとは、タイヤ周方向と同方向に延びる溝部分と、タイヤ周方向に対して傾斜して延びる溝部分とが互い違いになってタイヤ周方向に延び、タイヤ周方向と同方向に延びる溝部分が千鳥状に配置されていることをいう。タイヤ周方向にジグザグ状に延びるとは、タイヤ周方向に対して傾斜している溝部分が、傾斜方向が互い違いになるように折り返しながらタイヤ周方向に延びることをいう。
【００３６】
また、横方向サイプ３４は、タイヤ幅方向に対して平行であっても良く、タイヤ幅方向に対してある程度傾斜していても良い。傾斜している場合、タイヤ幅方向に対する傾斜角度は４０度以内であれば好ましく、２０度以内であれば更に好ましい。
【００３７】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態について説明する。図８に示すように、本実施形態では、第１実施形態に比べ、横方向サイプ４４の構成が異なる。この横方向サイプ４４は、中央部でサイプ深さが深く、両端部でサイプ深さが浅い。そして、第１実施形態と同様、横方向サイプ４４のサイプ底からブロック深さ方向に延びる複数の小穴４５が等間隔で形成されている。
【００３８】
これにより、ブロックの形状が矩形でなく、つまり、ブロック中心部の剛性が特に大きくなるように形成されたブロックに対して、図８に示したようなサイプ形状にすることでブロック全体の接地圧が均一になる。従って、接地圧が不均一に分布するために起こる局所的な磨耗を防止できる。
【００３９】
［第３実施形態］
次に、第３実施形態について説明する。図９に示すように、第２実施形態とは逆に、本実施形態では、第１実施形態に比べ、横方向サイプ５４は、中央部でサイプ深さ浅く、両端部でサイプ深さが深い。そして、第１実施形態と同様、横方向サイプ５４のサイプ底からブロック深さ方向に延びる複数の小穴５５が等間隔で形成されている。
【００４０】
これにより、ブロックの形状が矩形でなく、つまり、ブロック中心部の剛性が特に小さくなるように形成されたブロックに対して、図９に示したようなサイプ形状にすることでブロック全体の接地圧が均一になる。従って、接地圧が不均一に分布するために起こる局所的な磨耗を防止できる。
【００４１】
＜試験例＞
本発明の効果を確かめるために、本発明者は、第１実施形態の空気入りタイヤ１０の一例（以下、実施例の空気入りタイヤという）、従来例の空気入りタイヤ、及び、横方向サイプの深さが従来例よりも深い空気入りタイヤ（以下、比較例の空気入りタイヤという）を用意し、実車走行により氷上性能の評価を行なった。
【００４２】
なお、タイヤサイズは１９５／６５Ｒ１５であり、内圧２００ｋＰａを充填して実車走行を行った。
【００４３】
図１０に示すように、従来例の空気入りタイヤでは、トレッド部に形成されたブロック８７の寸法は、ブロック周方向（タイヤ周方向）長さＬが４０ｍｍ、ブロック幅方向長さＢが３０ｍｍ、高さＨが９ｍｍ、横方向サイプ８４の深さＺが５．５ｍｍ、横方向サイプ８４の間隔ａが８ｍｍである。この従来例の空気入りタイヤでは、横方向サイプ８４が等間隔に配置されており、接地圧が均一になっている。従って、接地圧が不均一に分布するために局所的な磨耗が生じることが防止されている（図１０参照）。なお、横方向サイプ８４の両端はブロック壁面で開口している。また、横方向サイプ８４で区画されてなる小ブロック２８は、サイプ面側から見て長方形である。
【００４４】
実施例の空気入りタイヤでは、従来例の空気入りタイヤに比べ、図３〜図５に示したように、横方向サイプ３４のサイプ底からブロック深さ方向に延びる複数本の小穴３５を形成した。横方向サイプ３４の寸法は横方向サイプ８４と同じである。従って、従来例の空気入りタイヤに比べて横方向サイプ３４の本数を減らさない構成にされており、横方向サイプ３４によるエッジ圧が従来例の空気入りタイヤと同等に維持される。
【００４５】
本実施例では、小穴３５の長さ（深さ）Ｕを２ｍｍとし、サイプ表面から小穴３５の底までの深さが７．５ｍｍとなるようにした。また、小穴３５は、一辺が０．４ｍｍの断面正方形状となる角柱状の小穴とした。また、小穴３５を配置する際、等間隔になるように配置し、隣り合う小穴３５の間隔を５ｍｍとした。
【００４６】
比較例の空気入りタイヤでは、従来例の空気入りタイヤに比べ、サイプ深さが７．５ｍｍの横方向サイプを形成した。横方向サイプの本数、配置位置は従来例の空気入りタイヤと同じである。
【００４７】
各空気入りタイヤの寸法等の条件を表１に示す。
【００４８】
【表１】
2006062468.tif 000003
【００４９】
性能評価を行うにあたり、これらの空気入りタイヤを乗用車に装着して氷路で発進テスト及び制動テストを行った。
【００５０】
発進テストでは、初速度１０ｋｍ／ｈでの走行状態からアクセルを全開し、終速度４５ｋｍ／ｈに達するまでの時間（加速タイム）を計測し、初速度と終速度と加速タイムとから算出した平均加速度を算出した。そして、従来例の空気入りタイヤにおける評価を１００とし、他の空気入りタイヤについては相対評価となる指数を算出した。
【００５１】
制動テストでは、初速度４０ｋｍ／ｈからフルブレーキを掛けて静止状態になるまでの制動距離を計測し、初速度と制動距離から算出した平均減速度を算出した。そして、従来例の空気入りタイヤにおける評価を１００とし、他の空気入りタイヤについては相対評価となる指数を算出した。
【００５２】
評価結果を表１に併せて示す。表１では指数が大きいほど性能が高いことを示す。
【００５３】
表１から判るように、実施例の空気入りタイヤでは、従来例の空気入りタイヤに比べ、氷上加速度及び氷上減速度ともに評価は顕著に良好になっていた。また、比較例の空気入りタイヤでは、従来例の空気入りタイヤに比べ、氷上減速度及び氷上加速度とも評価は低くなっていた。
【００５４】
以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】第１実施形態に係る空気入りタイヤのタイヤ径方向断面図である。
【図２】第１実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド部を示す部分平面図である。
【図３】第１実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド部を構成するブロックの斜視図である。
【図４】第１実施形態に係る空気入りタイヤのブロックに形成されているサイプの形状を示す斜視図である。
【図５】図５（Ａ）から（Ｄ）は、それぞれ、第１実施形態に係る空気入りタイヤのブロック接地面側から見た下面図、矢視５Ｂ−５Ｂの側面図、ブロック面に摩擦力が作用したときの矢視５Ｂ−５Ｂの側面図、及び、ブロック面に摩擦力が作用したときの小ブロック周方向位置と接地圧との関係を示すグラフ図、である。
【図６】第１実施形態で、サイプの変形例を示す斜視図である。
【図７】第１実施形態で、サイプの変形例を示す斜視図である。
【図８】第２実施形態に係る空気入りタイヤのブロックに形成されているサイプの形状を示す斜視図である。
【図９】第３実施形態に係る空気入りタイヤのブロックに形成されているサイプの形状を示す斜視図である。
【図１０】図１０（Ａ）から（Ｄ）は、それぞれ、従来例の空気入りタイヤのブロック接地面側から見た下面図、矢視１０Ｂ−１０Ｂの側面図、ブロック面に摩擦力が作用したときの矢視１０Ｂ−１０Ｂの側面図、及び、ブロック面に摩擦力が作用したときの小ブロック周方向位置と接地圧との関係を示すグラフ図、である。
【符号の説明】
【００５６】
１０  空気入りタイヤ
２２  周方向溝
２４  横溝
２６  ブロック（トレッドブロック）
２６Ｙ  ブロック側壁
３４  横方向サイプ
８４  横方向サイプ
８７  ブロック（トレッドブロック）
【図１】
2006062468.tif 000004
【図２】
2006062468.tif 000005
【図３】
2006062468.tif 000006
【図４】
2006062468.tif 000007
【図５】
2006062468.tif 000008
【図６】
2006062468.tif 000009
【図７】
2006062468.tif 000010
【図８】
2006062468.tif 000011
【図９】
2006062468.tif 000012
【図１０】
2006062468.tif 000013