(57)【要約】【課題】トレッド部のブロックを幅方向に延びるサイプにより複数の小ブロックに分割し、小ブロックにサイプを付加した空気入りタイヤにおいて、ドライ路面での走行性能を低下させることなく、氷上性能を向上させる。【解決手段】ブロック４は、主サイプ４により４個の小ブロック４１〜４４に分割されている。小ブロック４１〜４４には、互いに交差する２本の小サイプからなる交差サイプ６、７が形成されている。小ブロック４１〜４４に交差サイプ６、７を形成したことで、小ブロック４１〜４４の中央部の接地圧が下がり、小ブロック４１〜４４のエッジ部の接地圧が上がる。小ブロック４１〜４４の中央部の圧縮剛性のみを低下させつつ、エッジ部での圧縮剛性を確保することで、エッジ圧を増加させている。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに交差する溝により区画された多数のブロックをトレッド部に備え、かつ前記ブロックは幅方向サイプにより分割された小ブロックを有する空気入りタイヤにおいて、
前記小ブロックの１つ以上に、互いに交差するサイプからなる交差サイプであって、長さの異なる複数の交差サイプが前記小ブロックのエッジに開口しないように形成されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
請求項１に記載の空気入りタイヤにおいて、
前記互いに交差するサイプは、幅方向サイプと、周方向サイプ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又は２に記載の空気入りタイヤにおいて、
前記交差サイプは前記小ブロックの幅方向に配列されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤにおいて、
前記交差サイプの長さの最大値が最小値の１．５倍以上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１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤにおいて、
前記交差サイプの互いに交差するサイプの長さの比は１０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、互いに交差する溝により区画された多数のブロックをトレッド部に備え、かつそれらのブロックの踏面が幅方向サイプにより複数に分割された空気入りタイヤに関し（この明細書では、ブロックの分割された部分を小ブロックという）、詳細には、小ブロックの圧縮剛性分布を適正化することにより、氷上性能を向上させた空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の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及び停止時の制動性を改良するため、互いに交差する溝によりトレッド部に区画したブロックに、幅方向サイプを付加することが行われてきた。このサイプの本数を増やしていく、ブロックのエッジが路面を引っ掻くことによる効果（エッジ効果）、及びサイプが氷表面に存在する水膜を吸い上げる効果（排水効果）が増加するため、氷上性能が向上する。しかし、サイプの本数の増加は同時に、ブロック剛性を低下させて氷上での接地面積の減少を招くため、タイヤと氷路面間の摩擦力（表面摩擦力）が減少する。表面摩擦力の減少量がエッジ効果及び排水効果の増加量を上回ると、氷上性能が向上しなくなるため、サイプの付加による氷上性能の向上には限界がある。
【０００３】
このような問題に対し、トレッドゴムの改良により排水効果を向上させることが行われており、例えば、トレッド部を発泡ゴム層で構成した空気入りタイヤが提案されている（特許文献１〜３参照）。しかし、これらの空気入りタイヤは、発泡ゴム層に存在する多数の気泡内に路面の水膜を取り込むことによって排水効果を向上させるものであるため、水膜が発生しやすい０℃付近では排水性能の向上に伴って氷上性能が著しく向上するが、水膜が発生し難い０℃未満の低温域では氷上性能を向上させることが困難である。
【０００４】
また、サイプの本数を増やしても、接地面積の減少を抑え、表面摩擦力を確保出来るようなサイプの形状の改良が検討されており、例えば、深さ方向中間部分に傾斜部が形成された、いわゆる３次元サイプが開発されている（特許文献４参照）。しかし、３次元サイプを採用した場合にも、氷上性能を向上させるためにはサイプの本数を増やすことが必要であり、サイプの本数の増加によってブロック剛性が低下し、走行時にブロックが倒れ込みやすくなることは避けられない。これにより、ドライ路面でのハンドリング性能や摩擦性能が悪化してしまうため、他性能とのバランスをとるためには、３次元サイプにより氷上性能の向上を図ることには限界がある。
【０００５】
そこで、以上のことを踏まえ、ブロックの踏面に幅方向サイプを形成してブロック踏面を複数に分割することにより複数の小ブロックを形成し、その小ブロックの踏面にサイプや穴を付加することにより、ブロック剛性を確保しつつエッジ効果を向上させた空気入りタイヤが提案されている（特許文献５〜７参照）。
【０００６】
しかしながら、小ブロックにサイプや穴を付加する手法は有効ではあるものの、そのサイプの配置、形状の適性化については、まだ十分な検討がなされているとは言えず、ブロック剛性を確保しつつエッジ効果を向上させる効果が満足出来る状況ではない。
【０００７】
【特許文献１】特許第２５１０５３３号公報
【特許文献２】特許第２５１８８７０号公報
【特許文献３】特許第２５６４７６０号公報
【特許文献４】特開２０００−６６１８号公報
【特許文献５】特開２００６−７７９３号公報
【特許文献６】特開２００６−７７９３号公報
【特許文献７】特開２００６−６２６０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記の実情を考慮してなされたものであり、互いに交差する溝により区画された多数のブロックをトレッド部に備え、かつ前記ブロックは幅方向サイプにより分割された小ブロックを有する空気入りタイヤにおいて、小ブロックに付加するサイプの配置及び形状を工夫することにより、ブロック剛性の確保、排水効果の向上、及びエッジ効果の向上を実現し、ドライ路面での走行性能を低下させることなく、氷上性能を向上させることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１に係る発明は、互いに交差する溝により区画された多数のブロックをトレッド部に備え、かつ前記ブロックは幅方向サイプにより分割された小ブロックを有する空気入りタイヤにおいて、前記小ブロックの１つ以上に、互いに交差するサイプからなる交差サイプであって、長さの異なる複数の交差サイプが前記小ブロックのエッジに開口しないように形成されていることを特徴とする空気入りタイヤである。
請求項２の発明は、請求項１に記載の空気入りタイヤにおいて、前記互いに交差するサイプは、幅方向サイプと、周方向サイプであることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤにおいて、前記交差サイプは前記小ブロックの幅方向に配列されていることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤにおいて、前記交差サイプの長さの最大値が最小値の１．５倍以上であることを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤにおいて、前記交差サイプの互いに交差するサイプの長さの比は１０以下であることを特徴とする。
ここで、交差サイプの長さとは、互いに交差するサイプのうち、最も長いサイプの長さである。最も長いサイプが複数ある場合は、そのうち、いずれか一つのサイプの長さである。
【００１０】
（作用）
本発明によれば、小ブロックに交差サイプを形成したことで、小ブロックの中央部の圧縮剛性を低下させつつ、エッジ部の圧縮剛性を確保することにより、小ブロックの中央部の接地圧を下げ、エッジ部の接地圧を上げて、エッジ効果を向上させる。また、交差サイプを形成したことにより、交差サイプ自身にエッジ効果及び排水性を持たせ、交差サイプを小ブロックのエッジに開口しないように形成したことにより、小ブロックの倒れ込み方向での曲げ剛性に与える影響を最小限に抑えることが出来るため、過度の倒れ込み変形による接地面積の減少を防ぎ、長さが異なる複数の交差サイプを設けたことで、様々な大きさの氷路面の微細な凹凸に対し、交差サイプが適切に噛み込み、交差サイプのエッジ部でのエッジ効果を向上させる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、互いに交差する溝により区画された多数のブロックをトレッド部に備え、かつ前記ブロックは幅方向サイプにより分割された小ブロックを有する空気入りタイヤにおいて、小ブロック内のサイプの配置及び形状を工夫することにより、サイプの本数を増やしたり、トレッドゴムの材質を変更したりすることなく、ブロック剛性の確保、排水効果の向上、及びエッジ効果の向上を実現し、ドライ路面での走行性能を低下させることなく、氷上性能を向上させることが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
図１は、本発明の実施形態の空気入りタイヤ（以下、タイヤという）のトレッド部の一部の展開図であり、図２は図１におけるブロックの拡大図である。
【００１３】
図１に示すように、トレッド部１には、タイヤ周方向、即ちタイヤ赤道ＣＬに平行な方向に真っ直ぐに延びる３本の周方向溝２と、タイヤ幅方向、即ちタイヤ子午線方向（タイヤ赤道ＣＬと直交する方向）に真っ直ぐに延びる複数（図示は３）本の幅方向溝３とにより、多数の陸状のブロック４が区画されている。３本の周方向溝２のうち中央の周方向溝２は、タイヤ赤道ＣＬに重なる位置に配置されており、両側の２本の周方向溝２は、タイヤ赤道ＣＬ挟んで対称に配置されている。ブロック４はトレッド部１を平面視したときに矩形である。
【００１４】
図２に示すように、ブロック４の踏面には３本の主サイプ５がブロック４の幅方向の両端に開口し、かつ幅方向に平行に形成されており、これによりブロック４の踏面が４分割され、ブロック４に４個の小ブロック４１〜４４が形成されている。ここでは、主サイプ５は略等間隔に形成されており、従って、各小ブロックのサイズは略同じである。各小ブロックの踏面には、互いに直交する幅方向サイプ及び周方向サイプからなる交差サイプ、つまり平面視略十字形の交差サイプが多数形成されている。交差サイプは、小ブロック毎にその幅方向に３列ずつ形成されており、３列の交差サイプのうち、小ブロック４１〜４４の周方向の両端側に形成されている交差サイプ６は、それらに挟まれ、小ブロック４１〜４４の周方向の中央部に形成されている交差サイプ７よりも、周方向サイプ、幅方向サイプともに長い。交差サイプ６、交差サイプ７ともに、複数個（図では、交差サイプ６は９個、交差サイプ７は２６個）が幅方向に略平行に配列されており、幅方向に配列されている交差サイプ６同士、７同士の間隔は略同じである。また、交差サイプ６、７の各々を構成する互いに交差するサイプの両端は小ブロック４１〜４４の幅方向エッジ４５、小ブロック４１〜４４の周方向エッジ４６のいずれにも開口していない。
【００１５】
タイヤの荷重及び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、小ブロックの中央部の接地圧を下げ、小ブロックの接地面内に不均一な接地圧分布を発生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ブロックの圧縮剛性に依存し、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ことにより、小ブロック中央部の圧縮剛性を下げ、エッジ圧を増加させることが出来る。本実施形態のタイヤでは、小ブロック４１〜４４の交差サイプ６、７を設けることにより、小ブロック４１〜４４の中央部の圧縮剛性のみを低下させつつ、エッジ部での圧縮剛性を確保することで、エッジ圧を増加させている。
【００１６】
また、本実施形態のタイヤでは、交差サイプ６、７は、小ブロック４１〜４４の幅方向エッジ４５、周方向エッジ４６のいずれにも開口していないので、交差サイプ６、７が小ブロック４１〜４４の倒れ込み方向での曲げ剛性に与える影響を最小限に抑えることが出来、過度の倒れ込み変形による接地面積の減少を防ぐことが出来る。さらに、複数の交差サイプ６、７が接地面の水膜を吸い上げるため、排水効果も向上する。
【００１７】
また、交差サイプ長さの異なる複数の交差サイプを設けたことにより、氷路面の微細な凹凸に対し、それらの交差サイプが適切に噛み込み、交差サイプのエッジ部でのエッジ効果を向上させることが出来る。ここで、交差サイプ長さとは、互いに交差する幅方向サイプ及び周方向サイプの長さが異なる場合は長い方のサイプの長さであり、同一の場合はいずれか一方のサイプの長さである。また、互いに交差するサイプが３本以上あり、それらの長さが異なる場合は、最も長いサイプの長さである。
【００１８】
ここで、交差サイプの長さ（交差サイプ長さ）及び深さの好ましい値について説明する。一般路の氷路面では、氷表面の凹凸は非常に平滑な１ミクロンオーダーから比較的粗い数ミリ単位迄、大きさが幅広く分布している。交差サイプの排水効果及びエッジ効果を発揮させるためには、交差サイプのエッジ部が路面凹凸に対して均一に接地し、交差サイプのエッジの非接触部分を最小限にする必要があり、そのためには交差サイプ長さと路面凹凸の大きさを適切に対応させる必要があるが、単一の交差サイプ長さでは路面凹凸の分布に対応することが出来ない。
【００１９】
これに対し、本実発明では、前述したように、交差サイプ長さが異なる複数の交差サイプを有することで、氷路面の微細な凹凸に対して大小複数の交差サイプが適切に噛み込み、交差サイプのエッジ部のエッジ効果を向上させる。さらに、交差サイプ長さの最大値、即ち複数の交差サイプのうち、交差サイプ長さが最長のものの交差サイプ長さを、交差サイプ長さの最小値、即ち交差サイプ長さが最短のものの交差サイプ長さの１．５倍以上にすることにより、氷路面の微細な凹凸部分に対して交差サイプを均一に接地させることが出来、一般路での氷上性能を向上させることが出来る。前記の比が１．５倍未満の場合、交差サイプ長さと路面凹凸の大きさとが対応しない部分が多くなり、交差サイプのエッジ部に非接触部分が生じるため、効果的に氷上性能を向上させることが出来ない。従って、前記の比を１．５倍以上にすることが好ましい。なお、この比は路面凹凸の分布に合わせて大きな値にすることが出来るが、微細な交差サイプはその製造用のモールドの加工が難しく、かつタイヤの製造時にモールドのブレード折れの危険があるため、前記の比は最大１０．０とすること、及び交差サイプ長さの最小値を０．５ｍｍ以上にすることが望ましい。
【００２０】
交差サイプ６、７の深さは、適切なブロック剛性を確保するために、主サイプ５の深さと同等以下にすることが好ましく、磨耗後の氷上性能を確保するために、周方向溝１及び幅方向溝３の深さの１／２以上であることが好ましい。
【００２１】
また、交差サイプ６、７は、幅方向サイプと、周方向サイプとが略直角に交差している。このように交差サイプ６、７の各々を構成するサイプの一方を幅方向に延びるように構成することにより、前後方向（周方向）入力に対し、エッジ効果を増加させることが出来、氷上加速性能、及び氷上制動性能を向上させることが出来る。また、交差サイプ６、７の各々を構成するサイプの一方を周方向に延びるように構成することにより、特に横方向（幅方向）入力に対し、エッジ効果を増加させることが出来、氷上操縦安定性を向上させることが出来る。なお、図２では、主サイプ５、及び交差サイプ６、７を構成する幅方向サイプは幅方向に平行に伸びているが、幅方向に対し４０度以内の角度が好ましく、２０度以内がより好ましい。また、周方向サイプは周方向に対し、２０度以内が好ましく、５度以内がより好ましい。
【００２２】
さらに、交差サイプ６、７は、各々が幅方向に配列されているので、特に前後方向入力に対して、交差サイプ６同士、７同士が略同時に氷路面に接地し、交差サイプ６同士、７同士の排水効果及びエッジ効果が幅方向に一様になるため、小ブロック４１〜４４の各々を幅方向に均一に接地させることが出来、氷上加速性能及び氷上制動性能を効果的に向上させることが出来る。
【００２３】
また、交差サイプ６同士、７同士は幅方向に略等間隔に配列されているので、接地圧が幅方向に不均一に分布することに起因する局所的な摩擦の発生を防止することが出来る。
【００２４】
次に、従来のタイヤのブロック及び本実施形態のタイヤのブロックの転動時の変形及び接地圧分布を示す図３を参照しながら、これらのタイヤの作用を説明する。この図において、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄはそれぞれ従来のタイヤのブロックの上面図、側面図、変形後の側面図、変形後のＡのＸ−Ｘ′断面における接地圧分布であり、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈはそれぞれ本実施形態のタイヤのブロックの上面図、側面図、変形後の側面図、変形後のＥのＸ−Ｘ′断面における接地圧分布である。ここで、従来のタイヤのブロック１４は、本実施形態のタイヤのブロック４と同じく幅方向に延びる３本の主サイプ１５により４個の小ブロック１４１〜１４４に分割されているが、それらの小ブロックには交差サイプが形成されていない点が本実施形態とは異なる。
【００２５】
交差サイプを有しない従来のタイヤのブロック１４の場合、タイヤが氷路面を転動した場合、図３Ｃに示すように小ブロック１４１〜１４４が倒れ込むことにより、図３Ｄに示すようにそれらの小ブロックの周方向のエッジ部１４６での接地圧（エッジ圧）がＰ0に示すように上昇する。この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。
【００２６】
本実施形態のタイヤのブロック４の場合、タイヤが氷路面を転動した場合、図３Ｇに示すように小ブロック４１〜４４が倒れ込むと、図３Ｈに示すように、小ブロック４１〜４４の周方向エッジ４６（図２参照）の接地圧（エッジ圧）Ｐ1、及び各交差サイプ６、７と小ブロック４１〜４４の接地面の周方向の境界に形成されるエッジの接地圧（エッジ圧）Ｐ2のように、従来のタイヤのエッジ圧Ｐ0よりもさらにエッジ圧が増加するので、接地面積の減少を抑え、かつ交差サイプ６、７での排水効果、エッジ効果を増加させることで、従来のタイヤに比べて氷上性能を格段に向上させることが出来る。
【００２７】
なお、本実施形態では、周方向に真っ直ぐに延びる周方向溝１と、幅方向に真っ直ぐに延びる幅方向溝２とによりブロック４を区画しているが、周方向にジグザグに延びる溝などのように、周方向に傾斜した部分を有する周方向溝を形成してもよい。幅方向に延びる溝についても同様である。また、本実施形態では、トレッド部を平面視したときのブロック４の形状が矩形であるが、本発明は、これに限らず、周方向溝、幅方向溝の向き、面取り、切欠き等の追加により、菱形、六角形、八角形等の多角形や、略コの字形状でもよく、円形や楕円形であってもよい。さらに、本実施形態では、４個の小ブロック４１〜４４の全てに交差サイプを設けたが、交差サイプは少なくとも１つの小ブロックに設ければよい。また、交差サイプの深さ方向は直線状に延びるものに限定されず、屈曲した形状のいわゆる３次元サイプであってもよい。さらに、交差サイプを構成する小サイプの数は２本に限らず、３本以上でもよい。
【００２８】
［実施例］
次に本発明の空気入りタイヤを試作し、従来の空気入りタイヤとともに評価試験を行った結果について、図４及び表１を参照しつつ説明する。図４において、Ａ、Ｂはそれぞれ従来のタイヤのブロックの上面図、側面図であり、Ｃ、Ｄは実施例タイヤ及び比較例タイヤのブロックの上面図、側面図である。これらの図に示すように、従来例タイヤは図３Ａ、Ｂに示すブロックと同じであり、実施例タイヤ及び比較例タイヤは図３Ｅ、Ｆに示すブロックと同じである。
【００２９】
次に従来例タイヤのブロック１４、並びに実施例ブロック及び比較例ブロック４の寸法の詳細について説明する。タイヤサイズは、上記全てのタイヤについて共通であり、１９５／６５Ｒ１５である。
ブロックの周方向長さ、幅方向長さ、高さ、主サイプ深さｃ、主サイプ間隔ａは、下記の表１に示すように、上記全てのタイヤについて共通であり、それぞれ３２ｍｍ、２４ｍｍ、９．０ｍｍ、７．５ｍｍ、８．０ｍｍである。
【００３０】
【表１】
2008068647.tif 000003
【００３１】
交差サイプ６の長さは、周方向長さ（ｂ1）、幅方向長さともに、実施例１、２、比較例について共通であり、周方向長さが１．５ｍｍ、幅方向長さが１．５ｍｍで同一である。交差サイプ６の幅方向の配列数は、実施例１、２、比較例について共通の９個である。
交差サイプ７の長さは、個々のタイヤでは、周方向長さ（ｂ2）、幅方向長さは等しいが、タイヤ同士を比較すると異なる値である。即ち実施例１では１．０ｍｍ、実施例２では０．５ｍｍ、比較例では１．５ｍｍである。交差サイプ７の幅方向の配列数は、実施例１が１８個、実施例２が２７個、比較例が９個である。
従って、交差サイプ７の長さに対する交差サイプ６の長さの比は、実施例１が１．５、実施例２が３．０であるから、好適な値である１．５以上１０以下という条件を満たしているのに対し、比較例は１．０であるから満たしていない。
なお、図４Ｄの左下端付近に示すように、交差サイプ６の周方向の端から小ブロックの周方向のエッジ迄の距離は実施例１、２、比較例について共通の１．０ｍｍである。
【００３２】
以上の構成を有する各タイヤを乗用車に装着し、内圧２００ｋＰａを充填して氷路で発進テスト及び制動テストを行った。発進テストは初速度１０ｋｍ／ｈの走行状態からアクセルを全開し、終速度４５ｋｍ／ｈに達する迄の時間（加速タイム）を計測し、初速度、終速度、及び加速タイムから算出した平均加速度で評価した。また、制動テストは初速度４０ｋｍ／からフルブレーキを掛けて停止状態になる迄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で評価した。評価値は、発進テスト、制動テストともに、従来例を１００とした指数で表現し、指数が大きい程評価は良好である。
【００３３】
表１の下欄に示すように、交差サイプを有する実施例１、２及び比較例は、交差サイプを有しない従来例よりも、氷上加速度指数、氷上減速度指数ともに良好であるから、交差サイプが氷上性能の向上に有効であることが確認出来た。また、交差サイプを有する実施例１、２、及び比較例を比べると、交差サイプ７の長さに対する交差サイプ６の長さの比が１．５以上である実施例１、２の方が１．５未満である比較例よりも、氷上加速度指数、氷上減速度指数ともに良好であるから、前述した数値限定が正しいことが確認出来た。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の実施形態のタイヤのトレッド部の一部の展開図である。
【図２】図１におけるブロックの拡大図である。
【図３】従来のタイヤのブロック及び本実施形態のタイヤのブロックの転動時の変形及び接地圧分布を示す図である。
【図４】従来のタイヤのブロック、並びに実施例及び比較例のタイヤのブロックを示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１・・・トレッド部、２・・・周方向溝、３・・・幅方向溝、４・・・ブロック、５・・・主サイプ、６，７・・・交差サイプ、４１〜４４・・・小ブロック、４５・・・小ブロックの幅方向エッジ、４６・・・小ブロックの周方向エッジ。
【図１】
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【図２】
2008068647.tif 000005
【図３】
2008068647.tif 000006
【図４】
2008068647.tif 000007