(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド面にブロックを設けた空気入りタイヤにおいて、前記ブロックの表面に形成された表面サイプと、前記ブロックの第１の壁面に形成され、前記表面サイプと交差する向きに延びる第１壁面サイプと、前記第１の壁面に隣り合う第２の壁面に形成され、前記表面サイプ及び前記第１壁面サイプと交差する向きに延びる第２壁面サイプと、を備えることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記第１壁面サイプ及び前記第２壁面サイプが、前記ブロックの稜線で開口しないように壁面内で終端している請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記表面サイプがクローズドサイプである請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記ブロックが、表面側に配された上層部と、前記上層部よりも硬いゴムからなり、前記上層部のタイヤ径方向内側に配された下層部とを備え、
前記第１壁面サイプ及び前記第２壁面サイプの少なくとも一方が、前記上層部よりも前記下層部で本数を多くしている請求項１〜３いずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記ブロックが、表面側に配された上層部と、前記上層部よりも硬いゴムからなり、前記上層部のタイヤ径方向内側に配された下層部とを備え、
前記第１壁面サイプ及び前記第２壁面サイプの少なくとも一方が、波形サイプで形成されており且つ前記上層部よりも前記下層部で波数を多くしている請求項１〜３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、トレッド面にブロックを設け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、スタッドレスタイヤでは、トレッド面のブロックにサイプと呼ばれる切り込みを形成しており、このサイプによるエッジ効果や除水効果によって、摩擦係数が低いアイス路面での走行性能を高めている。かかるサイプとしては、長手方向に沿って直線状に延びる直線サイプや、波状或いはジグザグ状に延びる波形サイプなどが実用化されている。
【０００３】
本発明者は、アイス路面での走行性能を更に高めるにあたって、アイス路面上ではブロックの動きが大きく、それに起因してブロック内の接地圧が不均一となり易いことに着目した。そして、更に研究を重ねたところ、接地圧が特に高くなる領域がブロックの壁面近傍に存在しており、そのことが接地圧の不均一性を高めてアイス路面での走行性能を悪化させていることが判明した。かかる接地圧分布に関する知見について、以下に説明する。
【０００４】
図８は、アイス路面でタイヤに制動力を負荷したときのブロック内の接地圧分布を示しており、矢印Ｒはタイヤの回転方向である。これによれば、回転方向前方となる壁面２１に近い領域で特に接地圧が高く、そのことがブロック２０内の接地圧の不均一性を高める要因となっていることが分かる。また、壁面２２，２３の近傍にも接地圧の高い領域が存在しており、旋回走行による横力が負荷された場合には、この領域の接地圧は更に高くなる。なお、タイヤに駆動力を負荷したときには図８とは上下逆の傾向となり、ブロック２０の壁面２４に近い領域にて接地圧が高くなる。
【０００５】
ここで、下記特許文献１には、ブロックの周囲の壁面にタイヤ径方向に延びる細溝を形成したタイヤが記載されている。しかし、このタイヤは、ブロックの壁面と雪氷との間に発生する水膜を除去するためのものであり、上記のブロック内の接地圧の不均一化に関して、その解決手段を示唆するものではない。また、このタイヤでは、表面のサイプと壁面の細溝とが互いに平行するため、それらが同一面内に配された箇所では、ブロックの剛性が局部的に且つ極端に下がり過ぎてしまい、操縦安定性能が悪化するという問題がある。
【０００６】
また、下記特許文献２には、ブロックの周囲に段部を一体的に設けて、タイヤ径方向に延びるサイプをその段部の側壁に形成したタイヤが記載されている。しかし、このタイヤは、摩耗の中末期以降の雪上トラクション性能を確保するべく、段部の側壁に形成したサイプを踏面に出現させてエッジ効果を高めるものであり、上記のブロック内の接地圧の不均一化に関して、その解決手段を示唆するものではない。むしろ、段部によってブロックの周辺部の剛性が向上するため、壁面に近い領域の接地圧が上がる傾向にあり、ブロック内の接地圧の不均一化を助長するおそれがある。
【０００７】
更に、下記特許文献３には、トレッド面と略平行に延び且つ溝内に突出する複数の補強リブをブロックの壁面に設けたタイヤが記載されている。しかし、このタイヤは、ブロックの曲げ変形に起因する路面からの浮き上がりを抑制するためのものであり、上記のブロック内の接地圧の不均一化に関して、その解決手段を示唆するものではない。当該文献は、ブロックの壁面が補強リブにより蛇腹状をなすことでは、路面と平行な剪断方向や圧縮方向に対する剛性が変化しないと位置付けている。
【特許文献１】特開２００４−４２７７３号公報
【特許文献２】特開２００１−１２１９２６号公報
【特許文献３】特開２０００−１５８９１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ブロックの剛性を局部的に下げ過ぎることなく、ブロック内の接地圧を均一化してアイス路面での走行性能を高めることができる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】
【０００９】
上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。即ち、本発明の空気入りタイヤは、トレッド面にブロックを設けた空気入りタイヤにおいて、前記ブロックの表面に形成された表面サイプと、前記ブロックの第１の壁面に形成され、前記表面サイプと交差する向きに延びる第１壁面サイプと、前記第１の壁面に隣り合う第２の壁面に形成され、前記表面サイプ及び前記第１壁面サイプと交差する向きに延びる第２壁面サイプと、を備えるものである。
【００１０】
本発明の空気入りタイヤでは、ブロックの壁面にサイプを形成しているため、その壁面に近い領域の剛性を低下させることができる。これにより、接地圧が特に高くなりがちな領域での圧力を分散して、ブロック内の接地圧の均一化を図ることができる。しかも、表面サイプ、第１壁面サイプ及び第２壁面サイプが、互いに交差する向きに延びることから、それらが同一面内に配されることがなく、ブロックの剛性が局部的に下がり過ぎることを防ぐことができる。以上のように、本発明によれば、ブロックの剛性を局部的に下げ過ぎることなく、ブロック内の接地圧を均一化してアイス路面での走行性能を高めることができる。
【００１１】
上記において、前記第１壁面サイプ及び前記第２壁面サイプが、前記ブロックの稜線で開口しないように壁面内で終端しているものが好ましい。これにより、ブロックの稜線部分にて剛性が局部的に下がり過ぎることを防いで、操縦安定性能などを好適に確保することができる。なお、ブロックの稜線には、ブロックの表面と各壁面との稜線、並びにブロックの壁面同士の稜線が含まれる。
【００１２】
上記において、前記表面サイプがクローズドサイプであるものが好ましい。かかる構成によれば、表面サイプの長手方向に位置した壁面において壁面サイプの長さを確保できるため、その壁面に近い領域の剛性を容易く低下させることができる。
【００１３】
上記において、前記ブロックが、表面側に配された上層部と、前記上層部よりも硬いゴムからなり、前記上層部のタイヤ径方向内側に配された下層部とを備え、前記第１壁面サイプ及び前記第２壁面サイプの少なくとも一方が、前記上層部よりも前記下層部で本数を多くしているものが好ましい。かかる構成によれば、接地圧が特に高くなりがちな領域の接地圧を下げながらも、ブロックの上層部と下層部との剛性バランスを良好にして、ブロック内の接地圧の均一性を高めることができる。
【００１４】
上記において、前記ブロックが、表面側に配された上層部と、前記上層部よりも硬いゴムからなり、前記上層部のタイヤ径方向内側に配された下層部とを備え、前記第１壁面サイプ及び前記第２壁面サイプの少なくとも一方が、波形サイプで形成されており且つ前記上層部よりも前記下層部で波数を多くしているものが好ましい。かかる構成によれば、接地圧が特に高くなりがちな領域の接地圧を下げながらも、ブロックの上層部と下層部との剛性バランスを良好にして、ブロック内の接地圧の均一性を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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、本発明に係る空気入りタイヤのトレッド面の一例を示す展開図である。この空気入りタイヤは、複数のブロック１を有するトレッドパターンを備える。ブロック１は、タイヤ周方向に延びる主溝２とタイヤ幅方向に延びる横溝３とによって区分されており、タイヤ赤道線Ｃに関して対称的に５列のブロック１が配列されている。
【００１６】
各ブロック１の表面１ａには、直線状の開口部を有する複数本（本実施形態では２本）の表面サイプ１１が所定の間隔を設けて平行に形成されている。表面サイプ１１は、主溝２に開口しておらず、両端が表面１ａ内で終端した両側クローズドサイプとして形成されている。エッジ効果や除水効果を十分に発現するうえで、表面サイプ１１のサイプ幅は０．３〜０．６ｍｍであることが好ましく、サイプ深さが主溝２深さの３０〜８０％であることが好ましい。
【００１７】
このブロック１を、図１の右下方向から見たときの斜視図を図２に、同じく図１の左上方向から見たときの斜視図を図３に示す。本実施形態のブロック１は、矩形状の表面１ａと、表面サイプ１１の長手方向に位置して主溝２に面する壁面１ｂ（前記第１の壁面に相当する。）及び壁面１ｄと、表面サイプ１１のサイプ幅方向に位置して横溝３に面する壁面１ｃ（前記第２の壁面に相当する。）及び壁面１ｅと、を有する直方体状をなしている。
【００１８】
壁面１ｂには、表面１ａと略平行に延びる壁面サイプ１２（前記第１壁面サイプに相当する。）が形成されている。本実施形態では、直線状の開口部を有する３本の壁面サイプ１２が、所定の間隔を設けてタイヤ径方向に平行に配置されている。壁面１ｂは表面サイプ１１の長手方向に位置しており、表面１ａと略平行に延びる壁面サイプ１２は、表面サイプ１１と交差する向きに延びている。
【００１９】
壁面１ｃには、タイヤ径方向に延びる壁面サイプ１３（前記第２壁面サイプに相当する。）が形成されている。本実施形態では、直線状の開口部を有する３本の壁面サイプ１３が、所定の間隔を設けてタイヤ幅方向に平行に配置されている。壁面１ｃは壁面１ｂと交差する向きに隣り合っており、壁面サイプ１３は、表面サイプ１１及び壁面サイプ１２と交差する向きに延びている。
【００２０】
アイス路面上ではブロック１の壁面１ｂや壁面１ｃに近い領域の接地圧が高くなりがちであるが、このような壁面サイプ１２，１３が形成されていることにより、壁面１ｂや壁面１ｃに近い領域の剛性を低下させて、ブロック１内の接地圧の均一化を図ることができる。しかも、表面サイプ１１、壁面サイプ１２及び壁面サイプ１３が、互いに交差する向きに延びることから、それらが同一面内に配されることがなく、ブロック１の剛性が局部的に下がり過ぎることを防ぐことができる。
【００２１】
これに対して、図４に示すようなブロック４では次のような問題がある。このブロック４では、壁面サイプ４２が表面サイプ４１と平行に延び、それらが同一面内に配されているうえ、壁面サイプ４３も表面サイプ４１と平行に延びている。それ故、破線枠４８で囲んだ領域では、表面サイプ４１と壁面サイプ４２と壁面サイプ４３とで区画された部分が小ブロックとして挙動することとなり、ブロック４の剛性が局部的に且つ極端に下がり過ぎて、操縦安定性能が悪化するなどの不具合を招来してしまう。
【００２２】
ブロック１は、表面サイプ１１、壁面サイプ１２及び壁面サイプ１３が互いに干渉しないように形成されている。即ち、壁面サイプ１２のサイプ深さは、壁面１ｂから表面サイプ１１までの距離よりも短く、壁面サイプ１３のサイプ深さは、壁面１ｃから表面サイプ１１までの距離よりも短い。かかる構成により、ブロック１の剛性が局部的に下がり過ぎることを効果的に防いで、操縦安定性能を好適に確保することができる。
【００２３】
壁面サイプ１２，１３のサイプ幅は、壁面１ｂ，１ｃに近い領域の剛性を低下させうるものであれば特に制限されず、０．３〜０．６ｍｍであるものが例示されるが１．０〜２．０ｍｍとして切り欠き状に形成しても構わない。また、壁面サイプ１２，１３のサイプ深さは、０．５〜１．５ｍｍが例示されるが、既述のように表面サイプ１１に干渉しないことが好ましい。
【００２４】
本実施形態では、壁面サイプ１２，１３が、ブロック１の稜線にて開口しないよう、それぞれ壁面１ｂ，１ｃ内で終端している。本発明では壁面サイプ１２，１３をブロック１の稜線で開口させても構わないが、このように壁面サイプをクローズドサイプとして形成することにより、ブロック１の稜線部分の剛性が局部的に下がり過ぎることを防いで、操縦安定性能などを好適に確保することができる。
【００２５】
壁面１ｄに形成した壁面サイプ１４と壁面１ｅに形成した壁面サイプ１５は、それぞれ壁面サイプ１２，壁面サイプ１３と同様に形成されており、これらも前記第１壁面サイプ，前記第２壁面サイプに相当するものである。ブロック１の周囲では、隣り合う壁面において各々の壁面サイプが互いに交差する向きに延びており、それら全ての壁面サイプ１２〜１５が表面サイプ１１と交差する向きに延びている。これにより、各壁面１ｂ〜１ｅに近い領域での圧力を分散して、ブロック１内の接地圧を効率的に均一化することができる。
【００２６】
本実施形態では、表面サイプ１１、壁面サイプ１２及び壁面サイプ１３の何れもが直線サイプとして形成されているが、本発明では、これらの一部又は全部を波形サイプとして形成することも可能である。表面サイプ１１が波形サイプである場合には、表面サイプ１１の開口部が狭くなり難いことによりエッジ効果や除水効果を向上できる。また、壁面サイプ１２，１３は、それぞれが少なくとも１本ずつ形成されていればよいが、壁面に近い領域の剛性を確実に下げるために複数本ずつ形成されていることが好ましい。
【００２７】
本発明は、各壁面サイプが表面サイプと交差する向きに延びるものであれば、本実施形態のように直交する向きに延びるものに限られない。例えば、壁面サイプ１２，１４であれば、ブロック１の表面１ａに対して±３０°の角度で傾斜したものが例示され、壁面サイプ１３，１５であれば、タイヤ径方向に対して±３０°の角度で傾斜したものが例示される。かかるサイプの角度は、波形サイプであれば振幅の中央を通る中央線を基準にして求められる。
【００２８】
壁面サイプ１２同士の間隔及び壁面サイプ１３同士の間隔は、壁面１ｂ，１ｃに近い領域の剛性を適切に下げるものであれば特に制限されないが、０．５〜４．５ｍｍであることが好ましく、１．０〜２．０ｍｍであることがより好ましい。これが０．５ｍｍ未満であると、壁面サイプの配置が過密になり、ブロック全体の剛性が低下するためにアイス路面での走行性能が低下する傾向にある。また、金型製作作業が困難になるうえ、加硫成形時にゴミが詰まり易くなってタイヤ外観を損なう可能性が高くなることが懸念される。一方、これが４．５ｍｍを超えると、壁面サイプの本数を確保し難くなる。
【００２９】
図５は、本発明の別実施形態におけるブロックの斜視図である。このブロック５は、表面側に配された上層部５Ａと、上層部５Ａよりも硬いゴムからなり、上層部５Ａのタイヤ径方向内側に積層配置された下層部５Ｂとの二層構造を有する。かかる構造においては、ブロック５の表面側が軟らかいことにより、接地面積を確保し易くなってアイス路面での走行性能を向上しうると共に、ブロック５の根本側が硬いことにより、ブロック５の過度の倒れ込みを抑制してエッジ効果を確保することができる。
【００３０】
ブロック５は、その表面５ａに波形サイプである表面サイプ５１が形成され、その壁面５ｂ，５ｃに壁面サイプ５２，５３が形成されている。壁面サイプ５２は、上層部５Ａに２本、下層部５Ｂに３本形成されており、上層部５Ａよりも下層部５Ｂで本数を多くしている。また、壁面サイプ５３は、上層部５Ａに３本、下層部５Ｂに４本形成されており、上層部５Ａよりも下層部５Ｂで本数を多くしている。これらにより、壁面５ｂ，５ｃに近い領域の接地圧を下げながらも、上層部５Ａと下層部５Ｂとの剛性バランスを良好にして、ブロック５内の接地圧の均一性を高めることができる。
【００３１】
上層部５Ａと下層部５Ｂとのゴム硬度（ＪＩＳＫ６２５３のデュロメータ硬さ試験（タイプＡ）に準じて室温２３℃にて測定した値とする。以下同じ。）の差は、４５〜５５°であるものが例示される。また、上層部５Ａと下層部５Ｂとの界面は、ブロック５の中央部に配されることが好ましく、具体的には表面５ａから主溝深さの４５〜５５％となる深さ位置に配されることが好ましい。
【００３２】
図６は、本発明の別実施形態におけるブロックの斜視図である。このブロック６は、上述したブロック５と同様に、上層部６Ａと下層部６Ｂとで硬度を異ならせた二層構造を有する。ブロック６は、その表面６ａに表面サイプ６１が形成され、その壁面６ｂ，６ｃに壁面サイプ６２，６３が形成されている。表面サイプ６１及び壁面サイプ６２，６３は、何れも波形サイプにより形成されている。
【００３３】
壁面サイプ６２は、上層部６Ａと下層部６Ｂに２本ずつ形成されているが、それらの波長は異なっており、上層部６Ａよりも下層部６Ｂで波数を多くしている。また、壁面サイプ６３は、上層部６Ａから下層部６Ｂに亘って連続しているが、上層部６Ａと下層部６Ｂとで波長を異ならせており、上層部６Ａよりも下層部６Ｂで波数を多くしている。これらにより、壁面６ｂ，６ｃに近い領域の接地圧を下げながらも、上層部６Ａと下層部６Ｂとの剛性バランスを良好にして、ブロック６内の接地圧の均一性を高めることができる。
【００３４】
図５，６の例では、上層部と下層部とで壁面サイプの本数や波数を変更した例を示したが、これに代えて又はこれに併せて、上層部よりも下層部で壁面サイプのサイプ深さを大きくし、それによって上層部と下層部との剛性バランスを改善することも可能である。
【００３５】
上記のようなタイヤは、加硫成形用金型に壁面サイプを形成するためのブレードを装着する程度の改変で、その他は従来のタイヤ製造工程と同様にして製造を行うことができる。即ち、加硫成形用金型の内周面には、図７に示すように主溝や横溝を形成するための骨部７が突設され、その骨部７の間に設けられた凹部８にてブロックが形成されるので、その骨部７の側方にブレード９を装着することで上記の如き壁面サイプを形成できる。
【００３６】
図７には、タイヤ径方向に延びる壁面サイプを形成するためのブレード９と、表面サイプを形成するためのブレード１０が図示されている。加硫成形時には、未加硫タイヤのトレッド面Ｔｒに骨部７及び凹部８が押し当てられて所定のトレッドパターンが形成され、その際にブレード９，１０によって各種のサイプが形成される。ブレード９のタイヤ径方向外側となる端部９ａはテーパ状或いは円弧状に形成されており、加硫成形後の脱型時にブレード９がブロックから容易に抜け出るように構成されている。
【００３７】
本発明の空気入りタイヤは、ブロックに上記の如きサイプが形成されること以外は、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、構造などが何れも本発明に採用できる。
【００３８】
本発明は、いわゆる夏用タイヤにも適用できるが、アイス路面での走行性能に優れていることから、特にスタッドレスタイヤ（冬用タイヤ）として有用である。
【００３９】
［他の実施形態］
（１）本発明の空気入りタイヤが有するトレッドパターンは、特に限定されるものではない。したがって、ブロックの形状も矩形に限られず、多角形やＶ字形など何れの形状のブロックにも適用できる。また、前述の実施形態では、表面サイプの長手方向がタイヤ幅方向に平行となる例を示したが、本発明はこれに限られるものではない。
【００４０】
（２）本発明では、表面サイプが壁面に端部を開口させたオープンサイプであってもよいが、少なくとも片端が終端したクローズドサイプであることが好ましく、上述したような両側クローズドサイプであればより好ましい。その理由は、表面サイプの長手方向に位置した壁面において壁面サイプの長さを確保し、その壁面に近い領域の剛性を容易く低下できるためである。つまり、表面サイプが壁面に開口する場合には、その表面サイプを避けて壁面サイプを配置することが、ブロック剛性の局部的な低下の防止に有利であるところ、表面サイプがクローズドサイプであれば、壁面サイプの配置に制約が無くなり、ブロック内の接地圧を均一化するのに有用となる。
【実施例】
【００４１】
以下、本発明の構成と効果を具体的に示すため、アイス制動性能を評価したので説明する。アイス制動性能は、アイス路面を走行して速度４０ｋｍ／ｈから制動力をかけてＡＢＳを作動させた際の制動距離にて評価した。比較例１の結果を１００として指数で示し、数値が大きいほどアイス制動性能が良好であることを示す。
【００４２】
比較例１〜３
図１に示したトレッドパターンを有するタイヤにおいて、表面サイプが波形サイプであって壁面サイプを備えないものを比較例１、ブロックの表面に平行して延びるリブを主溝に面する壁面に設けたこと以外は比較例１と同じものを比較例２、ブロックの周囲の壁面にタイヤ径方向に延びるサイプを全面的に設けたこと以外は比較例１と同じものを比較例３とした。
【００４３】
実施例１〜５
図１に示したトレッドパターンを有するタイヤにおいて、図２，３に示したブロック構造を有するものを実施例１、図５に示したブロック構造を有するものを実施例２、図５において上層部５Ａと下層部５Ｂに壁面サイプ５２を２本ずつ形成し、壁面サイプ５３を３本ずつ形成したものを実施例３、図６に示したブロック構造を有するものを実施例４、図６において下層部６Ｂにおける壁面サイプ６２，６３の波数を上層部６Ａと同じにしたものを実施例５とした。
【００４４】
比較例１〜３及び実施例１ではブロックのゴム硬度を４５°とし、実施例２〜５ではブロックの上層部のゴム硬度を４５°、下層部のゴム硬度を５５°とした。また、タイヤサイズはいずれも２２５／４５Ｒ１７とした。評価結果を表１に示す。
【００４５】
【表１】
0004431178.tif 000002
【００４６】
表１に示すように、実施例１〜５では、比較例１〜３に比べてアイス制動性能が改善されている。これは、上記の如き壁面サイプを形成することにより、壁面に近い領域の剛性を下げて、ブロック内の接地圧を均一化できるためと考えられる。また、実施例２，４では、それぞれ実施例３，５に比べてアイス制動性能が向上しており、ブロックの上層部と下層部とで剛性バランスが改善されていると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る空気入りタイヤのトレッド面の一例を示す展開図
【図２】ブロックの斜視図
【図３】ブロックの斜視図
【図４】本発明との比較のために示したブロックの斜視図
【図５】本発明の別実施形態におけるブロックの斜視図
【図６】本発明の別実施形態におけるブロックの斜視図
【図７】加硫成形用金型の要部断面図
【図８】アイス路面上でタイヤに制動力を負荷したときのブロック内の接地圧分布を示す概念図
【符号の説明】
【００４８】
１      ブロック
１ａ    表面
１ｂ    壁面（第１の壁面）
１ｃ    壁面（第２の壁面）
２      主溝
１１    表面サイプ
１２    壁面サイプ（第１壁面サイプ）
１３    壁面サイプ（第２壁面サイプ）
【図１】
0004431178.tif 000003
【図２】
0004431178.tif 000004
【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】
0004431178.tif 000009
【図８】
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