(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１本のサイプを形成した陸部を有するトレッドパターンを備えた空気入りタイヤにおいて、
前記サイプの何れか一方の内壁面には、サイプ幅方向に連続して延びて深さ方向に振幅を有するジグザグ状又は波状の凸条を備え、他方の内壁面には前記凸条に係合可能な凹条を備えると共に、陸部表面から前記凸条及び前記凹条までのサイプ領域は、横断面形状がジグザグ状又は波状で且つ深さ方向に形状が変化しないサイプで形成されていて、
前記凸条及び前記凹条におけるジグザグ状又は波状の周期を、陸部表面から前記凸条及び前記凹条までのサイプ領域における横断面形状のジグザグ状又は波状の周期に合わせてあり、陸部表面から前記凸条及び前記凹条までのサイプ領域における凸部と、前記凸条の陸部表面に向かって突き出した頂部とが一致することを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記サイプの何れか一方の内壁面には、サイプ幅方向に延びるジグザグ状又は波状の凸条及び凹条を備え、他方の内壁面には前記凸条に係合可能な凹条及び前記凹条に係合可能な凸条を備える請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
最も深い部分のサイプ領域は、平面サイプで形成されている請求項１又は２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、少なくとも１本のサイプを形成したブロック又はリブなどの陸部を有するトレッドパターンを備えた空気入りタイヤに関し、特にスタッドレスタイヤとして有用である。
【背景技術】
【０００２】
従来より、スタッドレスタイヤのアイス性能を向上させる目的で、タイヤパターンの各部（センター部、メディエイト部、ショルダー部）に複数のサイプを配置したものが知られている。かかるサイプの形状としては、サイプの深さ方向に形状が変化しない平面又は波型のサイプが従来は一般的であった。このようなサイプをブロックに形成することにより、エッジ効果、除水効果、及び凝着効果が向上するため、サイプの本数は近年増加する傾向にあった。
【０００３】
しかし、サイプの本数を増やしてサイプ密度を高めていくと、エッジ数は増えるものの、ブロック全体の剛性が低下してサイプが過度に倒れ込むことにより、逆にエッジ効果が小さくなり、アイス性能も低下するという問題が生じる。このため、サイプの形状を深さ方向で変化させて、サイプの倒れ込みを抑制した、いわゆる３次元サイプが近年注目されている。
【０００４】
これまで３次元サイプの形状としては、種々のものが提案されており、幾つかのタイプに分けることができるが、そのうちの１つとして波型サイプの振幅を深さによって変えたもの（例えば、特許文献１参照）や、波型サイプの内壁面の凹凸列（丘陵）の方向を陸部踏面の法線方向から斜めに傾斜させたもの（例えば、特許文献２参照）などが存在する。これらは何れも、ブロックとサイプが倒れ込む際に、斜め方向に延びたサイプ内壁面の凸条と凹条とが係合する作用により、倒れ込みを抑制するものである。
【０００５】
しかしながら、上記特許文献１に記載のサイプでは、凸条の方向を全体的に傾斜させにくいため係合作用が小さいという問題がある。また、上記特許文献２に記載のように、凹凸列が斜め方向に傾斜したサイプでは、ブロック内で接地圧が不均一となり、これよりアイス路面での制動性能や耐偏摩耗性能が十分改善できないという問題がある。
【０００６】
一方、下記の特許文献３には、ブロック表面から深さ方向に、縦断面形状がジグザグ形状又は波形状であるサイプを設けた空気入りタイヤが開示されている。このサイプでは、サイプの溝内表面に凹凸が有るため、制動時のように前後力が生じる場合に、凹部と凸部が係合してブロック片（サイプ）が倒れ込みにくくなる可能性がある。
【０００７】
しかしながら、実際に前後力により凹部と凸部が係合するとき、両者の接触状態が面接触と言うより線接触に近いものとなるため、ブロック片の倒れ込みの抑制効果が十分とは言えず、これを更に改善する余地があった。また、旋回時のように横力が生じた場合、深さ方向に形状が変化しない通常の波形サイプと比較して、ブロック全体の剪断変形が生じ易くなり、接地圧が不均一になるという問題が生じる場合があった。
【０００８】
また、下記の特許文献４には、サイプがトレッド面においてジグザグ形状をなし、ブロック内部ではタイヤ径方向の２箇所以上でタイヤ周方向に屈曲してタイヤ幅方向に連なる屈曲部を形成し、かつ該屈曲部においてタイヤ周方向に振幅をもったジグザグ形状を形成した空気入りタイヤが提案されている。
【０００９】
しかし、この文献に開示されているサイプは、いずれも３次元サイプがブロック表面まで連続したものであり、このため制動時などにおいて、ブロック片の倒れ込みが極度に小さくなり、かえってアイス路面での制動性能が低下する場合があり、サイプ加工も困難となる。
【００１０】
【特許文献１】特開昭５９−１９３３０６号公報
【特許文献２】特開平１０−２５８６１５号公報
【特許文献３】特開平４−３１０４０７号公報
【特許文献４】特開２００５−１２６０５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、本発明の目的は、前後力によるブロック片の倒れ込みを適度に抑制して、アイス路面での制動性能や耐偏摩耗性能が改善可能であると共に、横力によるブロックの剪断変形も生じにくい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】
【００１２】
上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。
即ち、本発明の空気入りタイヤは、少なくとも１本のサイプを形成した陸部を有するトレッドパターンを備えた空気入りタイヤにおいて、前記サイプの何れか一方の内壁面には、サイプ幅方向に連続して延びて深さ方向に振幅を有するジグザグ状又は波状の凸条を備え、他方の内壁面には前記凸条に係合可能な凹条を備えると共に、陸部表面から前記凸条及び前記凹条までのサイプ領域は、横断面形状がジグザグ状又は波状で且つ深さ方向に形状が変化しないサイプで形成されていて、前記凸条及び前記凹条におけるジグザグ状又は波状の周期を、陸部表面から前記凸条及び前記凹条までのサイプ領域における横断面形状のジグザグ状又は波状の周期に合わせてあり、陸部表面から前記凸条及び前記凹条までのサイプ領域における凸部と、前記凸条の陸部表面に向かって突き出した頂部とが一致することを特徴とする。 
【００１３】
本発明の空気入りタイヤによると、サイプ内の係合可能な凸条及び凹条が、サイプ幅方向にジグザグ状又は波状に延びているため、両者の係合が線接触に近い状態であっても、それがジグザグ状又は波状になって接触面積が大きくなるので、前後力によるブロック片の倒れ込みを適度に抑制して、アイス路面での制動性能や耐偏摩耗性能を更に改善することができる。また、凸条及び凹条が直線状でないため、横力が生じた際に凸条と凹条の係合が効果的に生じるので、ブロックの剪断変形も生じにくくなる。更に、陸部表面から前記凸条及び前記凹条までのサイプ領域は、横断面形状がジグザグ状又は波状のサイプで形成されているため、前後力によるブロック片の倒れ込みを適度に生じさせることができ、エッジ効果、除水効果、及び凝着効果を発現しながら、内部のサイプによって、前記のようにブロック片の倒れ込みを適度に抑制することができる。
【００１４】
上記において、前記サイプの何れか一方の内壁面には、サイプ幅方向に延びるジグザグ状又は波状の凸条及び凹条を備え、他方の内壁面には前記凸条に係合可能な凹条及び前記凹条に係合可能な凸条を備えることが好ましい。この構成により、係合箇所が２列になるため、前後力によるブロック片の倒れ込みを適度に抑制して、アイス路面での制動性能や耐偏摩耗性能をより改善することができる。また、凸条の方向が前後の両方になるため、制動時と発進時との両者について、ブロック片の倒れ込みを適度に抑制することができる。
【００１５】
更に、最も深い部分のサイプ領域は、平面サイプで形成されていることが好ましい。このように、最も深い部分を平面サイプとすることで、ブロック片のチャンクアウト（破断、脱落）を効果的に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の空気入りタイヤにおけるトレッドパターンの陸部の一例を示す斜視図であり、ブロックの一部を拡大して、一部破断によりサイプ内壁面を示している。図２は、本発明の空気入りタイヤにおけるサイプ内壁面の寸法等を示す説明図である。本発明において、図中の「＋」は凸形状を示し、「−」は凹形状を示している。
【００１７】
本発明の空気入りタイヤは、少なくとも１本のサイプを形成した陸部を有するトレッドパターンを備えるものである。本実施形態では、図１に示すように、陸部表面から波形サイプ１１、凸条部１２、凹条部１３、平面サイプ１４からなるサイプ１０がブロック１に形成されている例を示す。
【００１８】
トレッドパターンのブロック１以外の部分は、何れのパターンでもよいが、例えばブロック１の左右にブロックを設けたものが挙げられる。ブロック１は、この形状に限らず、長方形、平行四辺形、Ｖ字型、５角形、多角形又は曲線基調のブロックなど何れでもよい。
【００１９】
本発明では、図１に示すように、サイプ１０の何れか一方の内壁面Ｓには、サイプ幅方向ＷＤに延びるジグザグ状又は波状の凸条Ｓ１を備え、他方の内壁面には前記凸条Ｓ１に係合可能な凹条Ｓ２を備える。本実施形態では、更に、一方の内壁面Ｓには、サイプ幅方向ＷＤに延びるジグザグ状又は波状の凹条Ｓ３を備え、他方の内壁面には前記凹条Ｓ３に係合可能な凸条Ｓ４を備える例を示す。本発明では、凸条Ｓ１と凹条Ｓ２とによって、サイプの凸条部１２が形成され、凹条Ｓ３と凸条Ｓ４とによって、サイプの凹条部１３が形成されている。
【００２０】
サイプの凸条部１２およびサイプの凹条部１３の形状は、ジグザグ状又は波状であるが、正弦波に近い波状に限られず、直線と曲線とを交互に組み合わせた波線や矩形波に近いもの等、何れの形状でもよい。
【００２１】
図２における寸法等として、サイプの凸条部１２およびサイプの凹条部１３の周期ＳＣは、波形サイプ１１と合わせることが好ましく、例えば、周期ＳＣが１〜６ｍｍが好ましく、１．５〜４ｍｍがより好ましい。また、サイプの凸条部１２およびサイプの凹条部１３の上下の振幅ＳＡは、０．５〜３ｍｍが好ましい。
【００２２】
サイプの凸条部１２およびサイプの凹条部１３は、高さ又は深さが０．５〜２ｍｍが好ましい。０．５ｍｍより小さいと係合効果が小さくなり、２ｍｍより大きいとモールド釜抜け時に抵抗が大きくなる傾向がある。
【００２３】
また、サイプの凸条部１２およびサイプの凹条部１３の幅ＳＷは０．５〜２．５ｍｍが好ましい。幅ＳＷが０．５ｍｍより小さいとブロック片の倒れ込みが大きくなる傾向があり、２．５ｍｍより大きいと間隔が取れなくなる傾向がある。
【００２４】
また、サイプの凸条部１２およびサイプの凹条部１３がジグザク状である場合の傾斜角度θは、２０〜６０°が好ましく、３０〜５０°がより好ましい。傾斜角度θが２０°未満では、角度が鋭角になりすぎて、サイプブレードの作製が困難になり、６０°より大きいと、ジグザグ状にする効果が小さくなり、アイス性能の改善効果が小さくなる傾向がある。
【００２５】
上側のサイプの凸条部１２の基準線ＢＬの位置は、サイプ１０の深さに対して、陸部表面から１５〜８５％の位置に設けるのが好ましい。これが１５％より浅い位置であると、大振幅形状が設定できなくなり、８５％より深い位置であると、タイヤ表面付近での倒れこみが大きくなる傾向がある。
【００２６】
本発明では、陸部表面から凸条Ｓ１及び凹条Ｓ２までのサイプ領域は、横断面形状が波形サイプ１１（ジグザグ状でもよい）で形成されている。この波形サイプ１１は、従来と同様のものであればよい。また、波形サイプ１１と凸条部１２とを同期させて形成するのが好ましい。例えば、図１に示すように、波形サイプ１１の凸部と、凸条部１２の頂部（山部）とが一致するようにするのが好ましい。
【００２７】
波形サイプ１１は、波形サイプの特性を発揮する上で、周期（例えば凸−凸頂部間の距離）が１〜６ｍｍが好ましく、１．５〜４ｍｍがより好ましい。また、振幅（両側頂部の高さの和）は０．５〜３ｍｍが好ましい。
【００２８】
また、本実施形態では、最も深い部分のサイプ領域は、平面サイプ１４で形成されている例を示す。
【００２９】
サイプ１０の溝幅は、各部において同じ幅でも、多少異なっていてもよいが、十分なエッジ効果や除水効果を得る上で、０．２〜０．６ｍｍが好ましい。
【００３０】
また、サイプ１０の溝深さは、主溝深さの３０〜８０％が好ましい。サイプ１０は、ブロック表面に対して垂直になるように形成されるのが一般的であるが、ブロック表面の法線に対してサイプが若干（例えば１５°以下）傾斜していてもよい。
【００３１】
本発明では、ブロック１の倒れ込み抑制効果が大きいため、サイプ１０の本数を増やしてサイプ密度を高めることで、エッジ数を増やしてエッジ効果を更に高めることができる。このような観点から本発明では、サイプ密度０．０５〜０．２ｍｍ／ｍｍ2 が好ましい。
【００３２】
サイプ１０は通常、１つのブロック１に対して複数形成されるが、隣接するサイプ１０同士は、同一形状でも異なる波形状、傾斜角度、凹凸の周期、振幅であってもよい。但し、加硫成型後の脱型性を良好にするうえで、隣接するサイプ１０同士が同一形状であることが、好ましい。
【００３３】
本発明の空気入りタイヤは、上記の如きトレッドパターンを備える以外は、通常の空気入りタイヤと同等であり、従来公知の材料、形状、構造、製法などが何れも本発明に採用できる。
【００３４】
本発明の空気入りタイヤは、前後力によるブロック片の倒れ込みを適度に抑制して、アイス路面での制動性能や耐偏摩耗性能が改善可能であると共に、横力によるブロックの剪断変形も生じにくいトレッドパターンを備えるため、特にスタッドレスタイヤ（冬用タイヤ）として有用である。
【００３５】
［他の実施形態］
以下、本発明の他の実施の形態について説明する。
【００３６】
（１）前述の実施形態では、波状サイプがブロックに形成されている例を示したが、本発明における陸部は、タイヤ周方向に延びるリブや、タイヤ周方向にジグザグに延びるリブなどであってもよい。また、サイプのタイプも両側オープンサイプに限らず、片側オープンサイプやクローズドサイプであってもよい。
【００３７】
（２）前述の実施形態では、図１のような、波形サイプ１１、凸条部１２、凹条部１３、平面サイプ１４からなるサイプ１０を形成する例を示したが、本発明では、図３（ａ）〜（ｃ）に示すように、種々の形態のサイプを形成することができる。
【００３８】
図３（ａ）に示す例は、陸部表面から、波形サイプ１１、凸条部１２、凹条部１３、平面サイプ１４からなるサイプ１０を形成する例である。この例では、波形サイプ１１の凸部が１つおきに、凸条部１２の頂部（山部）と一致するように形成している。また、凸条部１２と凹条部１３とをジグザグ状に形成している。
【００３９】
図３（ｂ）に示す例は、陸部表面から、波形サイプ１１、波状の凸条部１２、波形サイプ１１からなるサイプ１０を形成する例である。本発明では、このように、少なくとも１本のジグザグ状又は波状の凸条部１２を設ければよい。図示した例では、上側の波形サイプ１１と下側の波形サイプ１１とが、同じ周期と位相で形成されているが、これらが異なっていてもよい。
【００４０】
図３（ｃ）に示す例は、平面サイプ１４に対して、間隔を開けて２本の短い凸条部１２を形成すると共に、凸条部１２の上方にのみ波形サイプ１１を設けた例である。本発明では、このように、凸条部１２がサイプ幅方向の両端まで連続する必要はなく、また、同方向に凸となる凸条部１２のみを複数設けてもよい。また、陸部表面付近において、波形サイプ１１はサイプ長さの一部のみであってもよい。
【００４１】
（３）前述の実施形態では、サイプの中央線（基準線）がタイヤ幅方向に形成されている例を示したが、サイプの中央線はタイヤ幅方向に対して、傾斜していてもよく、その場合、傾斜角度が４５°以内が好ましい。
【００４２】
（４）前述の実施形態では、図１に示すように、サイプがブロック表面に対して垂直になるように形成された例を示したが、陸部表面の法線に対してサイプの基準面が若干（例えば１５°以下）傾斜していてもよい。
【実施例】
【００４３】
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、タイヤの各性能評価は、次のようにして行った。
【００４４】
（１）アイス制動性能
タイヤを実車（国産３０００ｃｃクラスのＦＲセダン）に装着し、１名乗車の荷重条件にて、凍結した路面を走行させ、速度４０ｋｍ／ｈで制動力をかけてＡＢＳを作動させた際の制動距離を指数で評価した。なお、評価は従来品（比較例１）を１００としたときの指数表示で示し、数値が大きいほど良好な結果を示す。
【００４５】
（２）耐摩耗性能
舗装道路を８０００ｋｍ走行したときの段差摩耗量（摩耗によるサイプとサイプとの段差）を測定し、指数で評価した。なお、評価は従来品（比較例１）を１００としたときの指数表示で示し、数値が大きいほど良好な結果を示す。
【００４６】
（３）アイス旋回性能
タイヤを上記と同じ実車に装着し、１名乗車の荷重条件で同じ路面をレムニスケート曲線（８の字曲線：Ｒ＝２５ｍ円）にて走行し、そのラップタイムを指数で評価した。なお、評価は従来品（比較例１）を１００としたときの指数表示で示し、数値が大きいほど良好な結果を示す。
【００４７】
比較例１（従来品）
図４（ａ）に示す平面サイプ１４を有する正方形ブロック（縦３０ｍｍ、横３０ｍｍ、両側オープンサイプ）を全面（５列）に備えたトレッドパターンにおいて、サイプを下記のサイズで形成してサイズ２０５／６５Ｒ１５のラジアルタイヤを製造した。このタイヤを用いて、上記の各性能評価を行った結果を表１に示す。サイプ深さを８ｍｍ、溝幅を０．３ｍｍ、サイプ間隔５ｍｍとした。
【００４８】
比較例２（従来品）
図４（ｂ）に示すように平面サイプ１４と凸条部１２と凹条部１３とからなるサイプ１０を有する正方形ブロック（縦３０ｍｍ、横３０ｍｍ、両側オープンサイプ）を全面（５列）に備えたトレッドパターンにおいて、サイプを下記のサイズで形成してサイズ２０５／６５Ｒ１５のラジアルタイヤを製造した。このタイヤを用いて、上記の各性能評価を行った結果を表１に示す。全体としてのサイプ深さを８ｍｍ、溝幅を０．３ｍｍ、サイプ間隔５ｍｍとし、凸条部１２の幅２ｍｍ、高さ１ｍｍ、凹条部１３の幅２ｍｍ、高さ１ｍｍとした。
【００４９】
実施例１
図１に示すように波形サイプ１１と凸条部１２と凹条部１３と平面サイプ１４からなるサイプ１０を有する正方形ブロック（ブロック形状は同じ）を全面に備えたトレッドパターン（サイプ以外は比較例１と同じ）とにおいて、サイプを下記のサイズで形成してサイズ２０５／６５Ｒ１５のラジアルタイヤを製造した。このタイヤを用いて、上記の各性能評価を行った結果を表１に示す。全体としてのサイプ深さを８ｍｍ、溝幅を０．３ｍｍ、サイプ間隔５ｍｍとし、波形サイプ１１の周期４ｍｍ、振幅２ｍｍ、凸条部１２の幅１．４ｍｍ、高さ１ｍｍ、周期４ｍｍ、振幅２ｍｍ、凹条部１３も同じ、とした。
【００５０】
比較例３
実施例１において、陸部表面付近に波形サイプを設ける代わりに、凸条部と凹条部とを交互に陸部表面まで連続して形成したこと以外は、実施例１と同じ条件でサイズ２０５／６５Ｒ１５のラジアルタイヤを製造した。このタイヤを用いて、上記の各性能評価を行った結果を表１に示す。
【００５１】
比較例４
実施例１において、陸部表面付近に波形サイプを設ける代わりに、平面サイプで形成したこと以外は、実施例１と同じ条件でサイズ２０５／６５Ｒ１５のラジアルタイヤを製造した。このタイヤを用いて、上記の各性能評価を行った結果を表１に示す。
【００５２】
【表１】
0004689402.tif 000002
【００５３】
表１の結果が示すように、実施例１ではアイス制動性能、耐摩耗性能、アイス旋回性能が、従来の３次元サイプ（比較例２）より大幅に向上した。これに対して、ブロックの表面まで３次元サイプとした比較例３では、アイス制動性能、アイス旋回性能が大きく向上しない。それは表面付近がジグザグでないため倒れ込みが少なく、適度な倒れ込みが得られにくいためであるまた、ブロックの表面付近に波形サイプを形成していない比較例４では、表面が動きすぎてアイス制動性能、アイス旋回性能が大きく向上しない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の空気入りタイヤにおける陸部の一例を示す斜視図
【図２】本発明の空気入りタイヤにおけるサイプ内壁面の寸法等を示す説明図
【図３】本発明の空気入りタイヤにおけるサイプ内壁面の他の例を示す要部拡大図
【図４】従来の空気入りタイヤにおけるサイプ内壁面の例を示す要部拡大図
【符号の説明】
【００５５】
１        ブロック（陸部）
１０        サイプ
１１        波形サイプ
１２        サイプの凸条部
１３        サイプの凹条部
１４        平面サイプ
Ｓ        サイプ内壁面
Ｓ１        凸条
Ｓ２        凹条
Ｓ３        凹条
Ｓ４        凸条
ＷＤ        サイプ幅方向
【図１】
0004689402.tif 000003
【図２】
0004689402.tif 000004
【図３】
0004689402.tif 000005
【図４】
0004689402.tif 000006