(57)【要約】【課題】氷上における制動性能を更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では、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がトレッド部に形成されている。ブロック２６には３本のサイプ２８が形成されており、サイプ２８によって形成されたエッジ部３２のうちタイヤ進行方向側のエッジ部３２Ｆは高ヤング率ゴム部３４で形成されている。この高ヤング率ゴム部３４では、その周囲のゴム部分に比べてヤング率が高くなっている。【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ブロックがトレッド部に形成され、
前記ブロックには少なくとも１つのサイプが形成され、
前記サイプによって形成されたエッジ部の少なくとも一部は、周囲のゴム部分に比べてヤング率が高い高ヤング率ゴム部とされていることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記高ヤング率ゴム部は、前記サイプのタイヤ進行方向側にのみ配置されていることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記高ヤング率ゴム部では、周囲のゴム部分と比較してヤング率が５％以上１０％以下の範囲で高い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】
前記高ヤング率ゴム部は、サイプから隣り合うサイプまで、もしくは、サイプからブロック端までのタイヤ周方向長さの３０％以上４０％以下の範囲にわたって配置されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１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、サイプを有する複数のブロックがトレッド部に形成された空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
氷上におけるブレーキ性能（制動性能）を向上させるために、氷上に発生する水をタイヤのトレッド部に形成されたサイプに逃がすことが従来から行われてきている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、サイプ深さを深くし過ぎたりサイプ面積を大きくし過ぎたりするとブロック剛性が低下してブロックの倒れ込み等が生じるため、サイプ形状の工夫だけでは制動性能の向上に限界がある。
【０００４】
また、以前では、氷上におけるブレーキ性能は車両のロックブレーキ状態で評価されており、このロックブレーキ状態ではタイヤが高速で氷の上をすべるため、氷路が摩擦融解して水が多く発生する。従って、この水をトレッド部のサイプに逃がし易くすることでトレッド部と氷上との間のすべりを抑制できていた。しかし、近年の車両にはＡＢＳ（アンチロック・ブレーキ・システム）を装備することが義務づけられており、タイヤと氷路との間の相対すべり速度はロックブレーキ状態よりも小さくなっているので、水の発生量はさほど多くはなくなっている。従って、サイプ内に吸い上げる水分量を増大させるだけでは制動性能の向上に限界がある。
【特許文献１】特開２００５−３４９９７０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記事実を考慮して、氷上における制動性能を更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】
【０００６】
本発明者は、アンチロックブレーキ状態では、排水の効果以外に氷を破壊することによる摩擦（掘り起こし摩擦）の寄与が大きくなってくることに着目した。
そこで、本発明者は、この掘り起こし摩擦を増大させることを検討し、実験を行って更に検討を加え、本発明を完成するに至った。
【０００７】
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ブロックがトレッド部に形成され、前記ブロックには少なくとも１つのサイプが形成され、前記サイプによって形成されたエッジ部の少なくとも一部は、周囲のゴム部分に比べてヤング率が高い高ヤング率ゴム部とされていることを特徴とする。
【０００８】
上記の高ヤング率ゴム部は、例えば電子線を照射することによってゴムの架橋を促進させてゴムを硬化させることによって形成される。
【０００９】
このように上記のエッジ部の少なくとも一部を上記の高ヤング率ゴム部で形成させることによって、タイヤ転動時にこの高ヤング率ゴム部によって氷路表面を破壊する力（掘り起こし力）を増大させることができる。これにより、氷上での摩擦特性を向上させることができ、氷上における制動性能（ブレーキ性能）を更に向上させることができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記高ヤング率ゴム部は、前記サイプのタイヤ進行方向側にのみ配置されていることを特徴とする。
【００１１】
サイプのタイヤ進行方向側は蹴り出し側となる。従って、請求項２に記載の発明により、氷上における制動性能を効率良く向上させることができる。
【００１２】
なお、サイプの進行方向とは逆側（後退方向側）は踏み込み側となる。従って、上記の高ヤング率ゴム部がサイプの進行方向とは逆側（後退方向側）にのみ配置されていると、氷上におけるトラクション性能を効率良く向上させることができる。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、前記高ヤング率ゴム部では、周囲のゴム部分と比較してヤング率が５％以上１０％以下の範囲で高いことを特徴とする。
【００１４】
上記の高ヤング率ゴム部のヤング率がその周囲のゴム部分に比べて１０％よりも高いと、接地性が悪化し易くなるので逆に制動性能が悪化し易い。また、５％以上高くないと、高ヤング率ゴム部による氷路表面の掘り起こし機能が不十分になり易い。
【００１５】
請求項３に記載の発明により、接地性の悪化を回避しつつ、高ヤング率ゴム部による氷路表面の掘り起こし機能を充分に確保して氷上での摩擦特性を充分に向上させることができる。
【００１６】
請求項４に記載の発明は、前記高ヤング率ゴム部は、サイプから隣り合うサイプまで、もしくは、サイプからブロック端までのタイヤ周方向長さの３０％以上４０％以下の範囲にわたって配置されていることを特徴とする。
【００１７】
４０％よりも広い範囲にわたって上記の高ヤング率ゴム部が形成されていると、接地性が悪化し易くなるので逆に制動性能が悪化し易い。特に、タイヤ周方向全体にわたってヤング率が高い場合にはこの傾向が顕著に認められる。
【００１８】
また、３０％よりも狭い範囲でのみ上記の高ヤング率ゴム部が形成されていると、高ヤング率ゴム部によって氷路表面を掘り起こす範囲が狭いので充分な摩擦力を得ることが難しく、制動性能が向上し難い。
【００１９】
請求項４に記載の発明により、接地性の悪化を回避しつつ、高ヤング率ゴム部による氷路表面の掘り起こし機能を充分に確保して氷上での摩擦特性を充分に向上させることができる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は上記構成としたので、以下の効果を奏することができる。
請求項１に記載の発明によれば、氷上での摩擦特性を向上させることができ、氷上における制動性能を更に向上させることができる。
請求項２に記載の発明によれば、氷上における制動性能を効率良く向上させることができる。
請求項３に記載の発明によれば、接地性の悪化を回避しつつ、高ヤング率ゴム部による氷路表面の掘り起こし機能を充分に確保して氷上での摩擦特性を充分に向上させることができる。
請求項４に記載の発明によれば、接地性の悪化を回避しつつ、高ヤング率ゴム部による氷路表面の掘り起こし機能を充分に確保して氷上での摩擦特性を充分に向上させることができる。
【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。図１に示すように、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ１０は、両端部がそれぞれビードコア１１で折り返された１層又は複数層で構成されるカーカス１２を備えている。
【００２２】
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。
【００２３】
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１６が形成されている。図２に示すように、トレッド部１６には、タイヤ赤道面ＣＬ上とその両側とに、タイヤ周方向Ｕに沿った複数本の周方向溝（主溝）２２が形成されている。また、トレッド部１６には、タイヤ周方向Ｕと交差する複数本の横溝２４が形成されている。本実施形態では、横溝２４はタイヤ幅方向Ｖに沿って形成されている。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Ｔ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。
【００２４】
ここで、トレッド端とは、空気入りタイヤをＪＡＴＭＡ  ＹＥＡＲ  ＢＯＯＫ（２００５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。
【００２５】
トレッド部１６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。
【００２６】
図２、図３に示すように、各ブロック２６には、横溝２４に沿ったサイプ２８が形成されている。各サイプ２８の両端はブロック２６の側壁２７に開口している。本実施形態では、サイプ２８は各ブロック２６に３本づつ形成されている。また、本実施形態では、サイプ２８はタイヤ幅方向Ｖに沿って形成されている。
【００２７】
このような３本のサイプ２８によって、ブロック２６は４つの小ブロック２９Ａ〜Ｄに分割されている。本実施形態では、小ブロック幅Ｂは全て同じとされている。すなわち、サイプ２８から隣り合うサイプ２８までのタイヤ周方向長さ（すなわち隣り合うサイプ同士の間隔）、又は、サイプ２８からブロック端２６Ｅまでのタイヤ周方向長さによって小ブロック幅が決定されるが、本実施形態では、この小ブロック幅が全て同じ値（Ｂ）となるように、サイプ２８の形成位置が決定されている。
【００２８】
各ブロック２６では、サイプ２８によって形成されたエッジ部３２のうちのタイヤ進行方向側のエッジ部３２Ｆが高ヤング率ゴム部３４によって形成されている。この高ヤング率ゴム部３４は、その周囲のゴム部分に比べてヤング率が高くされている。本実施形態では、この高ヤング率ゴム部３４は、ブロック２６に表面側から部分的に電子線を照射し、ゴムの架橋を促進させてゴムを硬化させることによって形成されている。
【００２９】
高ヤング率ゴム部３４のヤング率は、エッジ部３２の周囲のゴム部分と比較して５％以上１０％以下の範囲で高くされている。
【００３０】
また、高ヤング率ゴム部３４のタイヤ周方向長さＧは、サイプ２８から隣り合うサイプ２８までのタイヤ周方向長さＢ、もしくは、サイプ２８からブロック端２６Ｅまでのタイヤ周方向長さＢの３０％以上４０％以下の範囲とされている。
【００３１】
（作用、効果）
以下、本実施形態に係る空気入りタイヤ１０を車両に装着して氷路面上を走行したときの作用、効果について説明する。
【００３２】
図４、図５に示すように、ブロック２６（２６Ａ〜Ｄ）が氷路面Ｓに接地する際、高ヤング率ゴム部３４が氷路面Ｓをミクロなレベルで破壊しながら掘り起こしている。ここで、高ヤング率ゴム部３４はその周囲のゴム部分（以下、周囲ゴム部３６という）よりもヤング率が高いので、周囲ゴム部３６よりも硬い。従って、本実施形態では、氷路面Ｓの掘り起こし力が従来よりも大きくなっており、高ヤング率ゴム部３４と氷路面Ｓとの間に生じる摩擦力（摩擦係数）は従来に比べて大幅に大きい。
【００３３】
なお、ブロック２６が路面に接地してタイヤ踏み込み側Ｉからタイヤ蹴り出し側Ｋに移行する際、氷路面Ｓには水膜Ｗが発生している。この水膜を構成する水の一部がサイプ２８に流入することにより水膜Ｗが除去され、氷路面Ｓにおける空気入りタイヤ１０のすべりが抑制される。このように水膜Ｗを形成している水を除去することによっても、摩擦特性を向上させることができる。上述した掘り起こし力の増大による摩擦力の増大は、氷路面Ｓにこの水膜Ｗが形成されていてもいなくても生じている。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態では、周囲ゴム部３６に比べてヤング率が高い高ヤング率ゴム部３４をブロック２６に配置しており、この高ヤング率ゴム部３４によってエッジ部３２Ｆが形成されている。従って、タイヤ転動時にこの高ヤング率ゴム部３４によって氷路面Ｓを破壊する力（掘り起こし力）を増大させることができる。これにより、氷上での摩擦特性を向上させることができ、氷上における制動性能（ブレーキ性能）を大幅に向上させることができる。
【００３５】
また、高ヤング率ゴム部３４は、サイプ２８のタイヤ進行方向側にのみ配置されている。従って、高ヤング率ゴム部３４は小ブロック２９の蹴り出し側にのみ形成されているので、氷上における制動性能を効率良く向上させることができる。
【００３６】
また、高ヤング率ゴム部３４では、周囲ゴム部３６と比較してヤング率が５％以上１０％以下の範囲で高くされている。これにより、接地性の悪化を回避しつつ、高ヤング率ゴム部３４による氷路面Ｓの掘り起こし機能を充分に確保して氷上での摩擦特性を充分に向上させることができる。
【００３７】
更に、高ヤング率ゴム部３４は、サイプ２８から隣り合うサイプ２８まで、もしくは、サイプ２８からブロック端２６Ｅまでのタイヤ周方向長さの３０％以上４０％以下の範囲にわたって配置されている。これにより、接地性の悪化を回避しつつ、高ヤング率ゴム部３４による氷路面Ｓの掘り起こし機能を充分に確保して氷上での摩擦特性を充分に向上させることを、より顕著にすることができる。
【００３８】
＜試験例１＞
本発明の効果を確かめるために、本発明者は、上記実施形態に係る空気入りタイヤ１０の一例（以下、実施例のタイヤという）、及び、従来の空気入りタイヤの一例（図８〜図１０参照。以下、従来例のタイヤという）を用意し、氷路上で制動性能のテストを行って制動性能を評価した。
【００３９】
ブロック寸法については、実施例のタイヤでは、図３に示すように、タイヤ周方向長さＬを２５ｍｍ、タイヤ幅方向長さＭを２０ｍｍ、タイヤ半径方向深さ（ブロック高さ）Ｈを１０ｍｍとした。従来例のタイヤについても、ブロック８６の寸法（Ｌ、Ｍ、Ｈの値）を実施例のタイヤと同じにした。
【００４０】
サイプ寸法については、実施例のタイヤでは、図３に示すように、ブロック表面におけるサイプ長さをＭと同じ２０ｍｍ、サイプ幅ｔを０．４ｍｍ、サイプ深さｈを６ｍｍとした。従来例のタイヤでは、図９に示すように、実施例のタイヤに形成したサイプ２８と同じ形状のサイプ８８を同じ位置に配置しており、サイプ８８の寸法はサイプ２８と同じである。
【００４１】
また、実施例のタイヤでは、高ヤング率ゴム部３４を形成するために３００ｋＶの電子線を照射した。この結果、ゴムの架橋が進み、ヤング率が５〜１０％増加したことが確認された。
【００４２】
本試験例では、全てのタイヤについて、タイヤサイズを１９５／６５Ｒ１５とし、正規リムに装着して内圧を２００ｋＰａとし、乗用車に取付けて正規荷重を負荷した状態で実車走行により試験を行った。ここで、「正規リム」とは、例えばＪＡＴＭＡが発行する２００５年版のＹＥＡＲ  ＢＯＯＫに定められた適用サイズにおける標準リムを指し、「正規荷重」とは、同様に、ＪＡＴＭＡが発行する２００５年版のＹＥＡＲ  ＢＯＯＫに定められた適用サイズ・プライレーティングにおける最大荷重を指す。
【００４３】
本試験例では、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、初速度と制動距離とから平均減速度を算出した。そして、従来例のタイヤの平均減速度に基づく評価指数１００とし、実施例のタイヤについては相対評価となる評価指数を算出した。評価結果を表１に示す。
【００４４】
【表１】
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表１の評価結果では評価指数が大きいほど氷上性能が高いこと、すなわち制動距離が短くて制動性能に優れていることを示す。表１から判るように、実施例のタイヤでは、従来例のタイヤに比べて大幅に高くなっており、氷上における制動性能が飛躍的に向上していた。
【００４５】
従って、従来例のタイヤでは、ブロック８６が接地する際（図１０参照）、サイプ８８によって形成された小ブロック８９Ａ〜Ｄのエッジ部９２Ｆと氷路面Ｓとの間の摩擦係数が小さいが、実施例のタイヤでは高ヤング率ゴム部３４が形成されているために、従来例のタイヤに比べてこの摩擦係数が大きくなっていることが判った。
【００４６】
＜試験例２＞
本発明者は、高ヤング率ゴム部３４のヤング率を低い値から高い値にまでパラメータとして変化させ、高ヤング率ゴム部３４と氷路面Ｓとの間における摩擦係数μの変化を実験により測定した。測定結果を図６に示す。
【００４７】
図６から判るように、高ヤング率ゴム部３４のヤング率上昇率が５％までの範囲では摩擦係数μが徐々に高くなっていき、５〜８％の範囲では急激に高くなり、８〜１０％の範囲では急激に低くなり、１０％以上の範囲では徐々に低くなっていくという測定結果になった。
【００４８】
＜試験例３＞
本発明者は、高ヤング率ゴム部３４のタイヤ周方向長さＧを小さい値から大きい値にまでパラメータとして変化させることにより、小ブロック幅Ｂに対する高ヤング率ゴム部のタイヤ周方向長さＧの割合（すなわちＧ／Ｂの値）をパラメータとして変化させ、高ヤング率ゴム部３４と氷路面Ｓとの間における摩擦係数μの変化を実験により測定した。測定結果を図７に示す。
【００４９】
図７から判るように、小ブロック幅Ｂに対する高ヤング率ゴム部３４のタイヤ周方向長さＧの割合（Ｇ／Ｂ）が２０％までの範囲では摩擦係数μが徐々に高くなっていき、２０〜３３％の範囲では急激に高くなり、３３〜４５％の範囲では急激に低くなり、４５％以上の範囲では徐々に低くなっていくという測定結果になった。
【００５０】
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、上記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】
【００５１】
【図１】本発明の一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】本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド部のブロック配置を平面状態で示す説明図である。
【図３】本発明の一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（ブロックがタイヤの上側に位置する状態）。
【図４】本発明の一実施形態で、空気入りタイヤが氷路面上を転動することを示す模式的な部分側面断面図である。
【図５】本発明の一実施形態で、空気入りタイヤが氷路面上を転動する際にブロックの高ヤング率ゴム部が氷路面を掘り起こすことを説明する側面断面図である。
【図６】試験例２で、高ヤング率ゴム部のヤング率上昇率と摩擦係数との関係を示すグラフ図である。
【図７】試験例３で、高ヤング率ゴム部のタイヤ周方向長さと摩擦係数との関係を示すグラフ図である。
【図８】試験例で用いた従来の空気入りタイヤのトレッド部のブロック配置を平面状態で示す説明図である。
【図９】試験例で用いた従来の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（ブロックがタイヤの上側に位置する状態）。
【図１０】試験例で用いた従来の空気入りタイヤが氷路面上を転動することを示す模式的な部分側面断面図である。
【符号の説明】
【００５２】
１０    空気入りタイヤ
１６    トレッド部
２２    周方向溝
２４    横溝
２６    ブロック
２６Ａ  ブロック
２６Ｂ  ブロック
２６Ｃ  ブロック
２６Ｄ  ブロック
２８    サイプ
２６Ｅ  ブロック端
３２    エッジ部
３２Ｆ  エッジ部
３４    高ヤング率ゴム部
３６    周囲ゴム（周囲のゴム部分）
８６    ブロック
８６Ａ  ブロック
８６Ｂ  ブロック
８６Ｃ  ブロック
８６Ｄ  ブロック
８８    サイプ
９２Ｆ  エッジ部
【図１】
2008080921.tif 000004
【図２】
2008080921.tif 000005
【図３】
2008080921.tif 000006
【図４】
2008080921.tif 000007
【図５】
2008080921.tif 000008
【図６】
2008080921.tif 000009
【図７】
2008080921.tif 000010
【図８】
2008080921.tif 000011
【図９】
2008080921.tif 000012
【図１０】
2008080921.tif 000013