(57)【要約】【課題】本発明は、「接地面積の増加」と「エッジ圧の増加」を両立させ、氷上性能をさらに向上した空気入りタイヤを提供することを目的とする。【解決手段】本発明の空気入りタイヤは、ブロックを接地面積の増加を担う第1ブロック片と、エッジ圧の増加を担う第2ブロック片とに分け、役割を分担させ、それぞれのブロック片の形状を適切に設定したことを特徴とする。【選択図】図2
2011218831.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤのトレッド踏面に、トレッド周方向に延びる複数の周方向溝と、トレッド幅方向に延びる複数の幅方向溝とにより複数のブロックを区画し、該ブロックにトレッド幅方向に延びる複数のサイプを設けた空気入りタイヤであって、
前記ブロックは、前記サイプにより複数のブロック片に分断され、かつ該ブロック片のトレッド周方向の幅が、トレッド表面に向かって漸減する第1ブロック片と、トレッド表面に向かって漸増する第2ブロック片とが隣り合わせに配置されてなる組を少なくとも1組有し、
前記第1ブロック片の少なくともサイプ底での前記トレッド周方向の幅が、トレッド幅方向における前記ブロックの端部から中央部に向かって漸減し、前記第2ブロック片の少なくとも前記サイプ底での前記トレッド周方向の幅が、トレッド幅方向における前記ブロックの端部から中央部に向かって漸増し、
さらに、前記サイプは、トレッド周方向に対して垂直な仮想平板を基準形状とし、前記サイプのタイヤ径方向中央位置、前記サイプ底でのトレッド幅方向端位置、前記サイプのブロック表面でのトレッド幅方向中央位置、前記サイプ底でのトレッド幅方向中央位置の各位置における前記基準形状からのトレッド周方向の変位をu1(mm)、u2(mm)、u3(mm)、u4(mm)とするとき、
0.4≦u1≦1.2、且つ0.2≦u2≦0.8、且つu3=0.0、且つu4=0.0
となる形状であることを特徴とする、空気入りタイヤ。
【請求項２】
タイヤのトレッド踏面に、トレッド周方向に延びる複数の周方向溝と、トレッド幅方向に延びる複数の幅方向溝とにより複数のブロックを区画し、該ブロックにトレッド幅方向に延びる複数のサイプを設けた空気入りタイヤであって、
前記ブロックは、前記サイプにより複数のブロック片に分断され、かつ該ブロック片のトレッド周方向の幅が、前記タイヤの径方向内側から外側に向かって漸増した後漸減する第1ブロック片と、前記タイヤの径方向内側から外側に向かって漸減した後漸増する第2ブロック片とが隣り合わせに配置されてなる組を少なくとも1組有し、
前記第1ブロック片の少なくともトレッド表面での前記トレッド周方向の幅が、トレッド幅方向における前記ブロックの端部から中央部に向かって漸減し、前記第2ブロック片の少なくとも前記トレッド表面での前記トレッド周方向の幅が、トレッド幅方向における前記ブロックの端部から中央部に向かって漸増し、
前記第1ブロック片の少なくともサイプ底での前記トレッド周方向の幅が、トレッド幅方向における前記ブロックの端部から中央部に向かって漸増し、前記第2ブロック片の少なくとも前記サイプ底での前記トレッド周方向の幅が、トレッド幅方向における前記ブロックの端部から中央部に向かって漸減し、
さらに、前記サイプは、トレッド周方向に対して垂直な仮想平板を基準形状とし、前記サイプのタイヤ径方向中央位置、前記サイプ底でのトレッド幅方向端位置、前記サイプのブロック表面でのトレッド幅方向中央位置、前記サイプ底でのトレッド幅方向中央位置の各位置における前記基準形状からのトレッド周方向の変位をu1(mm)、u2(mm)、u3(mm)、u4(mm)とするとき、
0.4≦u1≦1.2、且つu2=0、且つ-0.8≦u3≦-0.2、且つ0＜u4≦0.4
となる形状であることを特徴とする、空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記第1ブロック片と前記第2ブロック片に挟まれる前記サイプの開口幅が一定であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記ブロックのタイヤ周方向両端にあるサイプは、共にタイヤ幅方向に屈曲しながら延び、且つタイヤ径方向に屈曲しながら延びる3次元サイプであることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記第1ブロック片と前記第2ブロック片との間に、前記第1ブロック片と前記第2ブロック片とを接続する少なくとも１つの底上げ部を設けたことを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
【請求項６】
前記第1ブロック片と前記第2ブロック片との間の前記サイプの壁面の少なくとも一箇所に、サイプ幅の半分以上の高さの突起が形成されることを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
【請求項７】
前記第1ブロック片と前記第2ブロック片との間の前記サイプの壁面の少なくとも一部に、サイプ幅の1/50以上1/10未満の範囲の高さの微細構造部を形成したことを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に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、タイヤのトレッド踏面に複数のサイプを有し、特に氷上ブレーキ性能を向上した空気入りタイヤに関するものである。
【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やリブ（以下、ブロックと総称する）にトレッド幅方向に延びるサイプを付加することがなされてきた。
【０００３】
特に、氷上ブレーキ性能を向上させる従来技術として、特許文献1には、ブロックの両端にある小ブロックを捩じれた形状としたことを特徴とする空気入りタイヤが記載されている。
この空気入りタイヤでは、ブロックの両端にある小ブロックは、路面からの圧力により圧縮された際に、互いに反対方向の回転力を生じるため、サイプ本数を増加した際にも制動駆動時における小ブロックの倒れこみを抑制することができ、これにより、接地面積の減少を抑制することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平11−208222号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
タイヤの氷上摩擦特性の向上を考えた場合、「ブロックと氷の接地面積」および、「ブロックのエッジ部による氷の掘り起こす力」をともに増加させることが必要となる。しかし、上述した空気入りタイヤでは、ブロックの倒れこみの抑制により接地面積減少を抑制することができる一方で、サイプにより分断した小ブロックごとのエッジ圧は減少してしまうこととなる。このため、サイプ付加による効果が十分に得られず、氷上性能について改善する余地があった。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、上述した問題点を解消して、「接地面積の増加」と「エッジ圧の増加」という背反する特性を両立させ、氷上性能をさらに向上した空気入りタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
発明者は、「接地面積の増加」と「エッジ圧の増加」とを両立することのできるタイヤについて鋭意研究を重ねた。
その結果、ブロックを接地面積の増加を担う第1ブロック片と、エッジ圧の増加を担う第2ブロック片とに分け、役割を分担させることによって、接地面積の増加とエッジ圧の増加とを高い次元で両立させることができ、さらに、このことを基本としつつ、サイプの形状の適切化を図ることで、特に接地面積を増加させ、あるいは、特にエッジ圧を増加させて氷上性能を向上させることができることの新規知見を得た。
【０００８】
本発明は、上記の知見に基づくものであり、その要旨は、以下のとおりである。
(1)タイヤのトレッド踏面に、トレッド周方向に延びる複数の周方向溝と、トレッド幅方向に延びる複数の幅方向溝とにより複数のブロックを区画し、該ブロックにトレッド幅方向に延びる複数のサイプを設けた空気入りタイヤであって、
前記ブロックは、前記サイプにより複数のブロック片に分断され、かつ該ブロック片のトレッド周方向の幅が、トレッド表面に向かって漸減する第1ブロック片と、トレッド表面に向かって漸増する第2ブロック片とが隣り合わせに配置されてなる組を少なくとも1組有し、
前記第1ブロック片の少なくともサイプ底での前記トレッド周方向の幅が、トレッド幅方向における前記ブロックの端部から中央部に向かって漸減し、前記第2ブロック片の少なくとも前記サイプ底での前記トレッド周方向の幅が、トレッド幅方向における前記ブロックの端部から中央部に向かって漸増し、
さらに、前記サイプは、トレッド周方向に対して垂直な仮想平板を基準形状とし、前記サイプのタイヤ径方向中央位置、前記サイプ底でのトレッド幅方向端位置、前記サイプのブロック表面でのトレッド幅方向中央位置、前記サイプ底でのトレッド幅方向中央位置の各位置における前記基準形状からのトレッド周方向の変位をu1(mm)、u2(mm)、u3(mm)、u4(mm)とするとき、
0.4≦u1≦1.2、且つ0.2≦u2≦0.8、且つu3=0.0、且つu4=0.0
となる形状であることを特徴とする、空気入りタイヤ。
【０００９】
(2)タイヤのトレッド踏面に、トレッド周方向に延びる複数の周方向溝と、トレッド幅方向に延びる複数の幅方向溝とにより複数のブロックを区画し、該ブロックにトレッド幅方向に延びる複数のサイプを設けた空気入りタイヤであって、
前記ブロックは、前記サイプにより複数のブロック片に分断され、かつ該ブロック片のトレッド周方向の幅が、前記タイヤの径方向内側から外側に向かって漸増した後漸減する第1ブロック片と、前記タイヤの径方向内側から外側に向かって漸減した後漸増する第2ブロック片とが隣り合わせに配置されてなる組を少なくとも1組有し、
前記第1ブロック片の少なくともトレッド表面での前記トレッド周方向の幅が、トレッド幅方向における前記ブロックの端部から中央部に向かって漸減し、前記第2ブロック片の少なくとも前記トレッド表面での前記トレッド周方向の幅が、トレッド幅方向における前記ブロックの端部から中央部に向かって漸増し、
前記第1ブロック片の少なくともサイプ底での前記トレッド周方向の幅が、トレッド幅方向における前記ブロックの端部から中央部に向かって漸増し、前記第2ブロック片の少なくとも前記サイプ底での前記トレッド周方向の幅が、トレッド幅方向における前記ブロックの端部から中央部に向かって漸減し、
さらに、前記サイプは、トレッド周方向に対して垂直な仮想平板を基準形状とし、前記サイプのタイヤ径方向中央位置、前記サイプ底でのトレッド幅方向端位置、前記サイプのブロック表面でのトレッド幅方向中央位置、前記サイプ底でのトレッド幅方向中央位置の各位置における前記基準形状からのトレッド周方向の変位をu1(mm)、u2(mm)、u3(mm)、u4(mm)とするとき、
0.4≦u1≦1.2、且つu2=0、且つ-0.8≦u3≦-0.2、且つ0＜u4≦0.4
となる形状であることを特徴とする、空気入りタイヤ。
【００１０】
(3)前記第1ブロック片と前記第2ブロック片に挟まれる前記サイプの開口幅が一定であることを特徴とする、上記(1)又は(2)に記載の空気入りタイヤ。
【００１１】
(4)前記ブロックのタイヤ周方向両端にあるサイプは、共にタイヤ幅方向に屈曲しながら延び、且つタイヤ径方向に屈曲しながら延びる3次元サイプであることを特徴とする、上記(1)〜(3)のいずれか1つに記載の空気入りタイヤ。 
【００１２】
(5)前記第1ブロック片と前記第2ブロック片との間に、前記第1ブロック片と前記第2ブロック片とを接続する少なくとも１つの底上げ部を設けたことを特徴とする、上記(1)〜(4)のいずれか1つに記載の空気入りタイヤ。
【００１３】
(6)前記第1ブロック片と前記第2ブロック片との間の前記サイプの壁面の少なくとも一箇所に、サイプ幅の半分以上の高さの突起が形成されることを特徴とする、上記(1)〜(5)のいずれか1つに記載の空気入りタイヤ。
【００１４】
(7)前記第1ブロック片と前記第2ブロック片との間の前記サイプの壁面の少なくとも一部に、サイプ幅の1/50以上1/10未満の範囲の高さの微細構造部を形成したことを特徴とする、上記(1)〜(6)のいずれか1つに記載の空気入りタイヤ。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、第1ブロック片および第2ブロック片にて役割を分担させて、接地面積の増加とエッジ圧の増加とを両立させつつ、サイプの形状の適切化を図ることで、氷上性能に優れた空気入りタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の空気入りタイヤの一実施形態のトレッドパターンの展開図である。
【図２】本発明の空気入りタイヤの第1実施形態のブロックの斜視図である。
【図３】本発明の空気入りタイヤの第2実施形態のブロックの斜視図である。
【図４】本発明の空気入りタイヤの作用効果を説明するための図である。
【図５】本発明の空気入りタイヤのサイプ形状をパラメータで表現した模式図である。
【図６】本発明の空気入りタイヤの一実施形態のトレッドパターンの展開図である。
【図７】本発明の空気入りタイヤのブロック表面の一例を示す。
【図８】(a)サイプに底上げ部を設けたブロックを示す図である。(b)底上げしたサイプのブロックにおける配置を説明するための図である。
【図９】各試供タイヤのサイプ形状の模式図である。
【図１０】各試供タイヤのサイプ形状の模式図である。
【図１１】従来例のタイヤの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の空気入りタイヤについて図面を参照して詳しく説明する。
なお、タイヤの内部補強構造等は、一般的なラジアルタイヤのそれと同様であるので図示を省略する。
【００１８】
図1は、本発明の空気入りタイヤに従うトレッドパターンの展開図である。
図示のトレッドパターンは、タイヤのトレッド踏面1に、タイヤ赤道CLと平行なトレッド周方向に延びる複数の周方向溝3と、トレッド幅方向に延びる複数の幅方向溝4とにより複数のブロック20を区画してなる。このブロック20には、トレッド幅方向に延びる複数のサイプ21を設けている。
これらのサイプ21は、隣り合う周方向溝3同士を接続するように、ブロック20を貫通し、このブロック20を、複数、図示例で7個のブロック片に分断する。
なお、この図示例では、ブロック20がトレッド周方向に並ぶブロック列は、タイヤ赤道CLを挟んでトレッド幅方向に2つずつ配置しているが、ブロック20の配置数はこの図示例に限定されるものではない。例えば、タイヤ赤道CLを挟んでトレッド幅方向一方側に2列、他方側に3列のように非対称な配置も可能である。
【００１９】
図2に、本発明の第1実施形態に従う空気入りタイヤのブロック20の斜視図を示す。
図中矢印でトレッド周方向C、トレッド幅方向W、タイヤ径方向R(矢印方向がタイヤ径方向内側)を表す。
各ブロック20は、第1ブロック片22Tと第2ブロック片22Rとが隣り合わせに配置されてなる組を少なくとも1組有する。
第1ブロック片22Tは、そのトレッド周方向の幅がトレッド表面に向かって漸減し、第2ブロック片22Rは、トレッド周方向の幅がトレッド表面に向かって漸増している。すなわち、図2に示すように、サイプ21はトレッド踏面に対して垂直ではなく傾斜している。
【００２０】
図3に、本発明の第2実施形態に従う空気入りタイヤのブロック20の斜視図を示す。
図2との構成の違いは、ブロック20の側面から見ると分かるように、サイプ21の傾斜方向がブロック20のタイヤ径方向中央付近で変わっているということである。すなわち、第1ブロック片22Tは、そのトレッド周方向の幅が、タイヤの径方向内側から外側に向かって漸増した後、図示例ではサイプのタイヤ径方向長さの中央で、漸減に転じ、第2ブロック片22Rは、そのトレッド周方向の幅が、タイヤの径方向内側から外側に向かって漸減した後、図示例ではサイプのタイヤ径方向長さの中央で、漸増に転じている。
【００２１】
上述のように、本発明のタイヤは、まず、ブロック片のトレッド周方向の幅が、トレッド表面に向かって漸減する第1ブロック片と、トレッド表面に向かって漸増する第2ブロック片とが隣り合わせに配置されてなる組を少なくとも1組有することが肝要である。
図4を参照して、この第1ブロック片22Tと第2ブロック片22Rの作用効果について説明する。
【００２２】
図4に示すように、ブロックをタイヤ幅方向から見て、タイヤが矢印方向に、例えば氷路面15を転動しているときに制動力がはたらくと、第1ブロック片22Tと第2ブロック片22Rとには、進行方向と逆向きに倒れこむ力が働く。ここで、第1ブロック片22Tには、倒れこみが容易に発生し、図中点線の丸で囲んで示すエッジ部の局所変形が大きくなるため、エッジ部のエッジ圧が向上する。これは、第1ブロック片の路面に対して漸減する形状とすることで、第1ブロック片のエッジ部が鈍角となり、荷重負荷時におけるエッジ部のゴムの膨出方向が、路面に平行ではなく、路面に向かう方向となる結果、路面に対してエッジ端が拘束されやすいためである。
一方、第2ブロック片22Rは、ブロック片表面に向かって幅が拡がる形状であることから倒れこみが発生せず、エッジ部が接地面から離れず、荷重下では氷路面に対して拡がるように変形をする。そのため、第2ブロック片22Rは無負荷時よりも接地面積が大きくなり、該ブロック片22Rの浮き上がりが抑制される。このように、エッジ圧増加と接地面積増大の機能をブロック片毎に分離させることにより、ブロックとして見たとき氷上摩擦特性、特に氷上ブレーキ性能を向上させることができる。
【００２３】
ここで、図3に示したように、第1ブロック片22Tを、そのサイプ21の溝底部分の幅を短く、くびれた形状にすることによって、第1ブロック片22Tの剛性を低下させ、第1ブロック片22Tの倒れこみをさらに発生しやすくすることが好適である。
【００２４】
次に、発明者が、上述の作用効果を奏するのに好適な、具体的なサイプの形状を導出するに至った試験結果について説明する。
図5に示すように、サイプの形状を、幅を持たない平面又は曲面として簡略化し、4つのパラメータで表現する。
すなわち、トレッド周方向に対して垂直な仮想平板(図5の点線形状)を基準形状とし、サイプのタイヤ径方向中央位置、サイプ底でのトレッド幅方向端位置、サイプのブロック表面でのトレッド幅方向中央位置、サイプ底でのトレッド幅方向中央位置の各位置における基準形状からのトレッド周方向の変位をu1(mm)、u2(mm)、u3(mm)、u4(mm)として、サイプの形状を表す。ここで、ブロック表面でのトレッド幅方向端位置は固定して考えるものとする。
また、サイプの形状は、タイヤ径方向におけるブロック片の周方向幅の変化、及びトレッド幅方向におけるブロック片の周方向幅の変化がある場合、その変化は、漸増又は漸減であり、急激な変化はしないものとする。
【００２５】
なお、4つのパラメータの変位はトレッド周方向のいずれの方向を正とした場合も含むものとする。
すなわち、一例を挙げると、ここでいう「u1=0.5、u2=0.5、u3=-0.2、u4=-0.2」とは、トレッド周方向の例えば車両進行方向を正の方向と指定した場合の、「u1=0.5、u2=0.5、u3=-0.2、u4=-0.2」と「u1=-0.5、u2=-0.5、u3=0.2、u4=0.2」とを両方含む意である。
また、実際にはサイプには幅があるが、「変位」とは、サイプの溝幅の中心からのトレッド周方向の変位をいうものとする。「溝幅の中心」とは、溝幅のトレッド周方向における中心位置のことである。
すなわち、例えば、u1=0.5とは、サイプのタイヤ径方向中央位置における溝幅の中心点が、基準形状(仮想平板)でのタイヤ径方向中央位置における溝幅の中心点からトレッド周方向に0.5mm変位した位置にあることを意味する。
【００２６】
ここで、上述の作用効果は、主に第1ブロック片のエッジ部が鈍角となる形状と、第2ブロック片のブロック片表面に向かって周方向幅が拡がる形状とによってもたらされる。
そこで、まず、本発明の第2実施形態(図3のサイプ形状)を本発明のタイヤにおけるサイプの標準形状と考え、u2、u3、u4を0.0mmとして、u1を変化させてなる様々な形状のサイプを有するタイヤの性能を比較する試験を行った。
ここで、本発明におけるパラメータu1〜u4は、単位をミリメートルとし、有効数字1桁で表すものとする。なお、u1〜u4に対応する位置でのサイプの溝幅は、基準形状からの変位前後で普遍であるものとした。
【００２７】
上記の試験は、u2、u3、u4を0.0mmとして、u1を変化させたタイヤを複数試作し、氷上ブレーキ性能を評価することによって行った。
ここで、従来例タイヤとして、図11に示すブロック及びトレッドを有するタイヤを用意した。
各タイヤは、タイヤサイズがともに195/65R15である。これらのタイヤを標準リムに組み付けてタイヤ車輪とし、タイヤ内圧を200kPaに調整した。上記タイヤを乗用車に装着し、氷路において制動試験を行った。
制動試験は初速度40km/hからフルブレーキをか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平均減速度を算出した。
制動試験結果を平均減速度の指数で表現し、表1に示す。
この指数は、従来例タイヤの平均減速度を100とした場合の指数で表示し、値が大きいほど良好な結果を表す。
なお、ブロックのサイズは周方向長さ28mm、幅方向長さ22mmで共通である。
【００２８】
【表１】
2011218831.tif 000003
【００２９】
表1に示すとおり、u1が0.4mmより小さいと、従来タイヤより氷上性能が低下することがわかる。
また、u1が1.2mmより大きいと、釜抜け性（加硫モールドからの加硫済みタイヤの取り出し易さ）が悪化し、製造上の問題が生じる。
従って、本発明のタイヤのサイプ形状に好適なu1の範囲は0.4mm以上1.2mm以下であることが判明した。
発明者は、トレッドのブロックを、エッジ効果を担う第1のブロック片と接地面積の増加を担う第2のブロック片に分けてエッジ圧の増加と接地面積の増加を高い次元で両立させるためのサイプの具体的な形状として、u1の好適範囲を斯くの如く導出したものである。
【００３０】
次に発明者は、上記で得られたu1の好適範囲を基本として、タイヤの氷上性能をさらに向上させるための、より好適なサイプ形状を見出すべく検討した。
発明者は、上記のようにエッジ圧と接地面積とが高い次元で両立している前提で、主に接地面積をさらに増加させることにより、さらなる氷上性能の向上を図る手法を知見した。
また、同様に、エッジ圧と接地面積とが高い次元で両立している前提で、主にエッジ圧をさらに増加させることにより、さらなる氷上性能の向上を図る手法を知見した。
【００３１】
第1に、主に接地面積の増大によりタイヤの氷上性能のさらなる向上を図ることのできるサイプ形状を導くに至った経緯について説明する。
発明者は、接地面積を担う第2ブロック片において接地面積が不十分である部分を突き止めるべく鋭意究明を重ねた。そして、タイヤのトレッドを幅方向でみたとき、トレッド幅方向中央部が、最も接地面積が小さくなってしまう部分であることを見出した。
そこで、当該箇所の接地面積が小さくならないためのサイプ形状として、u3、u4を0.0mmに設定し、幅方向中央部において、ブロック片がタイヤ径方向の傾きをもたないようにすることで、ブロック片の倒れこみを抑制し、接地面積を確保することができることを知見した。
【００３２】
以上の知見をもとに、パラメータu2の変化による効果を確かめるため、u3、u4を0.0mmとして、u1、u2を変化させてなる様々な形状のサイプを有するタイヤの氷上性能を評価する試験を行った。ここで、試験方法、評価方法は、上述の方法と同様であり、その試験結果を以下の表2に示す。
【００３３】
【表２】
2011218831.tif 000004
【００３４】
表2に示すように、0.4≦u1≦1.2、且つu3=0.0、且つu4=0.0の範囲において、0.2≦u2≦0.8に設定することで氷上性能をさらに向上させることができることがわかった。
従って、主に接地面積の増加によって氷上性能を向上させるためには、
0.4≦u1≦1.2、且つ0.2≦u2≦0.8、且つu3=0.0、且つu4=0.0
とすべきことが判明した。
【００３５】
第2に、発明者は、主にエッジ圧の増加によりタイヤの氷上性能のさらなる向上を図ることのできるサイプ形状を見出したので、その経緯について説明する。
上述したとおり、u1の好適範囲は0.4mm以上1.2mm以下であり、これを基本として考える。
まず、エッジ圧を増加させるためには、第1のブロック片の倒れこみを大きくする必要がある。発明者は、鋭意究明を重ね、トレッド幅方向において両端部の倒れこみが小さくなりやすいことを見出した。
そこで、サイプ底位置でのブロック片の周方向幅を短くすること、すなわち、u2=0.0(mm)に設定することで、該ブロック片の倒れこみを大きくすることができることを知見した。
【００３６】
次に、u1、u2を上記の設定とし、u3、u4を変化させてなる様々な形状のサイプを有するタイヤを試作し、上記試験と同様の試験を行って、氷上性能を評価した。
u3、u4を変化させるのに当たり、u1=0.4としたときの試験結果を表3に、u1=0.8としたときの試験結果を表4に、u1=1.2としたときの試験結果を表5に示す。
【００３７】
【表３】
2011218831.tif 000005
【００３８】
【表４】
2011218831.tif 000006
【００３９】
【表５】
2011218831.tif 000007
【００４０】
表3〜表5より、0.4≦u1≦1.2の範囲において、u2〜u4を適切に設定することにより、さらにタイヤの氷上性能を向上させることができることがわかる。
すなわち、0.4≦u1≦1.2、且つu2=0、且つ-0.8≦u3≦-0.2、且つ0＜u4≦0.4
とすることで主にエッジ圧の増加により、氷上性能を向上させることができることがわかる。
【００４１】
以上のように導出したサイプ形状を基本として、発明者は、さらに好適なブロック構造についての知見を得たので、以下にそれを説明する。
【００４２】
まず、サイプ21の開口幅が広すぎると、ブロック20におけるブロック片の割合が少なくなり、ブロック剛性が低下するので好ましくない。それゆえ、サイプ21を挟んで向かい合う溝壁が同形状で、サイプ21の開口幅が一定であることが好ましい。
【００４３】
さらに、本発明のタイヤは、図6に示すように各ブロックにおいて、ブロックをブロック片に分断するサイプ21の少なくとも1つは、タイヤ幅方向に屈曲しながら延び、タイヤ径方向にも屈曲しながら延びる3次元サイプ21aであることが好ましい。
これにより、路面からのあらゆる方向の入力に対しても、3次元サイプの壁面間の高い接触力により、ブロック片の倒れこみを抑制し、接地面積の減少を抑制することができる。
また、3次元サイプをブロックのタイヤ周方向両端側の少なくともいずれかに配置することが好ましく、両端に配置することがより好ましい。
なぜなら、ブロックの踏み込み端、蹴り出し端に3次元サイプを配置することで、より効果的にブロック片の倒れこみを抑制し、接地面積の減少を抑制することができるからである。
また、3次元サイプをタイヤ周方向両端に加えて、タイヤ周方向中央部にも設けることで、様々な方向からの入力に対し、さらにブロック片の倒れこみを抑制し、接地面積の減少を抑制することができる。
【００４４】
さらに、1つのブロック20の全体にわたって、第1ブロック片22Tと第2ブロック片22Rとがトレッド周方向に向かって交互に配置されることが好適である。
しかし、1つのブロック20において、第1ブロック片22Tと第2ブロック片22Rとが隣り合わせに配置されてなる組が少なくとも1組存在すればよく、例えば図7にブロック表面を例示するように、第1ブロック片22T相互および第2ブロック片22R相互が隣り合って配置されてもよい。
【００４５】
図8(a)(b)に、本発明の空気入りタイヤの第3実施形態に係るブロック20の一部分の斜視図を示す。図4との構成の違いは、第1ブロック片22Tと第2ブロック片22Rとの間のサイプ21に底上げを設けている点である。
図8(a)の例では、サイプ21の底に、第1ブロック片22Tと第2ブロック片22Rとを接続する少なくとも1つの、図示例では3つの底上げ部24を設けている。この底上げ部24を設けることにより、第2ブロック片22Rの倒れこみがさらに抑制されるので、確実に接地面積を確保することができる。
なお、図示例では、図面手前のサイプ21にのみ底上げ部24を設けた例を示しているが、全てのサイプ21に底上げ部24を設けることもできる。
また、図8(b)はブロック20における底上げしたサイプの配置例であり、この図示例では、まず周方向両端のサイプ21bは、幅方向両端が底上げされており、その他のサイプは千鳥足状に底上げを設けている。すなわち、図8(b)のサイプ21cは、タイヤ幅方向の正の方向が底上げされており、サイプ21dは、タイヤ幅方向の負の方向が底上げされており、これらサイプ21cと21dが交互に配置されている。ブロック20の周方向両端のサイプ幅方向両端に底上げを設けていることにより、ブロックの踏み込み端、蹴り出し端のブロック片の倒れこみを抑制し、接地面積の減少を抑制することができ、また、千鳥足状に底上げを設けることで第1のブロック片22Tの倒れこみによるエッジ効果を妨げず、且つ第2のブロック片の倒れこみを抑制し、接地面積を増加させることができる程度に、適度にブロック20の剛性を高めることができるからである。
【００４６】
また、第1ブロック片と第2ブロック片との間のサイプの壁面の少なくとも一部に、サイプ幅(開口幅)の半分以上の高さの突起を設けることが好ましい。
突起物により、ブロック片の倒れこみをさらに抑制し、接地面積の減少を抑制することができるからである。
さらに、サイプ幅(開口幅)の1/50以上1/10未満の範囲の高さの微細構造部を形成することが好ましい。
微細構造部により、サイプ21を挟む壁面同士の拘束が強化され、ブロック片の倒れこみがさらに抑制され、接地面積の減少を抑制するからである。
【実施例】
【００４７】
上述した様々な改良を行ったタイヤを複数試作し、さらに上述した従来例タイヤを用意して、氷上ブレーキ性能を評価する試験を行ったので以下に説明する。
各タイヤは、サイプ形状及びブロック構造が以下のように互いに異なるのみで、他の構造等は同一である。
ここで発明例1〜6に係るタイヤのサイプは、u1=0.8、u2=0.5、u3=0.0、u4=0.0とした形状であり、発明例7〜12に係るタイヤのサイプは、u1=0.8、u2=0.0、u3=-0.5、u4=0.2とした形状である。
以下の表6に各タイヤの諸元を示す。
なお、図9、図10において、上側がサイプ底側、下側がトレッド表面側である。
【００４８】
【表６】
2011218831.tif 000008
【００４９】
各供試タイヤについて、上述と同様の試験、評価を行った結果を表7に示す。
【００５０】
【表７】
2011218831.tif 000009
【００５１】
表7より、3次元サイプを付加している発明例2、8のタイヤは、発明例1、7のタイヤよりも、それぞれ制動試験結果に優れていることがわかる。
【００５２】
また、表7より、発明例1と3〜6、発明例7と9〜12との比較により、サイプの形状、構造を好適化した発明例3〜6、9〜12は制動試験結果が向上していることがわかる。
【符号の説明】
【００５３】
CL タイヤ赤道
1 トレッド踏面
3 周方向溝
4 幅方向溝
15 氷路面
20 ブロック
21 サイプ
21a 3次元サイプ
21b底上げしたサイプ
21c底上げしたサイプ
22T 第1ブロック片
22R 第2ブロック片
24 底上げ部
【図１】
2011218831.tif 000010
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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