(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッドゴムがゴム中に短繊維を含有させた短繊維配合ゴムを用いたトレッド部に形成したブロック又はリブからなる陸部に、タイヤ周方向に対する傾き角度αが３０〜９０°でのび、かつ長さが２〜１０ｍｍ、しかも両端が前記陸部内で途切れる小サイピングからなる小サイピング群を設けるとともに、
該小サイピング群は、複数の前記小サイピングが周方向に並んでなる周方向配列部、又は複数の前記小サイピングが一つの線上で断続的に並んでなる線状配列部を含み、
かつ小サイピング群は、ブロック壁面、又は軸方向サイピングによっては途切れることなく周方向に並ぶ少なくとも２つの小サイピングを有し
しかも前記陸部は、３〜６本の周方向配列部、又は線状配列部を含むことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記小サイピングは、最大深さｈｓが前記陸部の溝底からの高さＨの０．３〜０．７倍、かつ巾Ｗが１．０ｍｍ以下としたことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記小サイピングは、深さがその両端から中央部に向かって増大することを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記小サイピングは、深さが、円弧、正弦を含む曲線状に変化することを特徴とする請求項３記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記小サイピングは、前記高さＨに対する前記最大深さｈｓの比ｈｓ／Ｈと、前記傾き角度αとの積α×（ｈｓ／Ｈ）が、１０〜３０（単位°）の範囲の小サイピングを含むことを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スタッドレスタイヤとして好適であり、トレッドパターンの剛性低下を抑えながら、トレッドゴム中の短繊維をサイピングの形成とともにトレッド厚さ方向に配向でき、優れた氷上性能を発揮しうる空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】
スタッドレスタイヤでは、氷上性能を向上させるために、路面掘り起こし摩擦や粘着摩擦を増加させる必要があり、従来から、トレッドゴムの氷路面に対する摩擦係数を上げる種々の研究が試みられている。
【０００３】
その一つとして、本出願人は特開２０００−１６８３１５号公報において、トレッドゴムに短繊維を含有させるとともに、加硫成形に際して、タイヤ軸方向に向けた薄いナイフブレードを未加硫のトレッドゴム中に押し込むことにより、前記短繊維をサイピングの近傍で押し込み方向（トレッド厚さ方向）に配向させることを提案している。
【０００４】
このものは、短繊維がトレッド厚さ方向に配向することにより、路面掘り起こし能力が高まるとともに、路面の細かな凹凸に追随する厚さ方向の柔らかさが確保できるため、粘着摩擦力も改善され、氷上性能を大きく向上できるという利点がある。
【０００５】
しかし、トレッド接地面の全体に亘ってこのような配向を行うためには、極めて多数のサイピングを形成することが必要となるため、トレッドパターンにおける周方向剛性が過度に低下する傾向となる。その結果、制動力や駆動力の影響で、所謂ヒール＆トゥ摩耗と呼ばれる偏摩耗が発生しやすくなり、これによって接地面積が減少し、特に重荷重用タイヤにおいては、本来のタイヤ性能の低下が顕著となる。
【０００６】
このような状況に鑑み、本発明者が研究を行った結果、
・ナイフブレードを周方向に近づけた場合にも、周方向に対して３０°以上の範囲であれば、このナイフブレードを押し込む際にゴム流れが局部的に発生し、前記公報と同様に、短繊維を厚さ方向に配向しうること、
・長い１本のサイピングを用いるよりも、それを複数の短いサイピングに分割して用いる方が、剛性への影響が少なくパターン剛性を高く確保しうること、並びに
・この分割した短いサイピングによる、短繊維の配向、及びパターン剛性の確保の利点を活かすためには、前記サイピングを周方向に配列させる、又は一つの線上に並べて断続的に配列させるのが好ましいこと、を見出し得た。
【０００７】
そこで本発明は、周方向に対して３０°以上の角度で傾く短小な複数のサイピングを用い、この短小なサイピングを周方向に配列させる、又は一つの線上に並べて断続的に配列させることを基本として、短繊維のトレッド厚さ方向への配向効果を発揮し優れた氷上性能を奏しながら、トレッドパターンの剛性低下を抑えることができ、周方向剛性に係わる耐偏摩耗性能及びタイヤ軸方向剛性に係わる旋回性能を高く維持しうる空気入りタイヤの提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、トレッドゴムがゴム中に短繊維を含有させた短繊維配合ゴムを用いたトレッド部に形成したブロック又はリブからなる陸部に、タイヤ周方向に対する傾き角度αが３０〜９０°でのび、かつ長さが２〜１０ｍｍ、しかも両端が前記陸部内で途切れる小サイピングからなる小サイピング群を設けるとともに、
該小サイピング群は、複数の前記小サイピングが周方向に並んでなる周方向配列部、又は複数の前記小サイピングが一つの線上で断続的に並んでなる線状配列部を含み、
かつ小サイピング群は、ブロック壁面、又は軸方向サイピングによっては途切れなく周方向に並ぶ少なくとも２つの小サイピングを有し
しかも前記陸部は、３〜６本の周方向配列部、又は線状配列部を含むことを特徴としている。
【０００９】
又請求項２の発明では、前記小サイピングは、最大深さｈｓが前記陸部の溝底からの高さＨの０．３〜０．７倍、かつ巾Ｗが１．０ｍｍ以下としたことを特徴としている。
【００１０】
又請求項３の発明では、前記小サイピングは、深さがその両端から中央部に向かって増大することを特徴としている。
【００１１】
又請求項４の発明では、前記小サイピングは、深さが、円弧、正弦を含む曲線状に変化することを特徴としている。
【００１２】
又請求項５の発明では、前記小サイピングは、前記高さＨに対する前記最大深さｈｓの比ｈｓ／Ｈと、前記傾き角度αとの積α×（ｈｓ／Ｈ）が、１０〜３０（単位°）の範囲の小サイピングを含むことを特徴としている。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
図１は、本発明の空気入りタイヤが重荷重車両用のスタッドレスタイヤとして形成された場合の子午断面図、図２はそのトレッドパターンの展開図を示している。
【００１４】
図１において、空気入りタイヤ１（以下タイヤ１という）は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、このカーカス６の半径方向外側かつトレッド部２の内方に配されるベルト層７とを含むコード層によって補強される。
【００１５】
前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して例えば７５〜９０度の角度で配列した１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａからなり、その両端は、前記ビードコア５の周りで折返して係止される。又前記ベルト層７は、ベルトコードをタイヤ周方向に対して例えば１０〜７０度の角度で配列した２枚以上、本例では４枚のベルトプライ７Ａ〜７Ｄからなり、ベルトコードがプライ間で互いに交差する箇所を１箇所以上設けることによって、強固なトラス構造を形成し、トレッド部２をタガ効果を有して補強している。
【００１６】
又前記トレッド部２を構成するトレッドゴムＧは、ゴム中に短繊維を含有させた短繊維配合ゴム１０によって形成されており、本例の如くトレッドゴムＧが、トレッド面をなすキャップゴム層Ｇ１とその半径方向内側のベースゴム層Ｇ２との２層構造をなす場合には、少なくともキャップゴム層Ｇ１を前記短繊維配合ゴム１０で形成する。
【００１７】
この短繊維配合ゴム１０として、直径が３０μｍ以下かつ長さが０．３〜２０ｍｍの短繊維を、ゴム成分１００重量部に対して２〜３０重量部配合したものが好適である。また短繊維としては、例えばグラスフアイバ−、アルミウイスカー、ポリエステル、ナイロン、ビニロン、芳香族ポリアミド等が採用しうるが、混練り中の飛散、混練りによる最適形状化、加硫成形時の加硫温度での軟化が少なくかつ路面掘り起こし効果に優れるグラスフアイバ−、アルミウイスカーなどの比重２．０以上の無機系の短繊維が好ましい。
【００１８】
このような短繊維は、トレッド厚さ方向に配向することにより、路面掘り起こし能力がいっそう高まるとともに、路面の細かな凹凸に追随する厚さ方向の柔らかさが確保できるため、粘着摩擦力も改善され、氷上性能を大きく向上させることができる。なお粘着摩擦力の改善効果を活かすため、前記短繊維配合ゴム１０のゴム硬さ（デュロメータＡ硬さ）を６０〜７０°としている。
【００１９】
そして本発明では、この短繊維をトレッド厚さ方向に配向させるために、図２、３に示すように、トレッド部２に形成されるブロックＲｂ又はリブからなる陸部Ｒに、両端が前記陸部Ｒ内で途切れる小サイピング１１からなる小サイピング群１２を設けている。
【００２０】
なお本例では、図２に示すように、前記陸部ＲがブロックＲｂからなる所謂ブロックパターンの場合を例示しているが、陸部ＲがブロックＲｂ及びリブからなるリブ・ブロックパターン、或いはリブのみからなるリブパターンであっても良い。
【００２１】
ここで、前記小サイピング１１は、図３に示すように、タイヤ周方向に対する角度αが３０〜９０°かつ長さＬ１が１０ｍｍ以下の短小のサイピングであって、その両端が陸部Ｒ内で途切れることに特徴を有している。
【００２２】
また前記小サイピング群１２では、複数の前記小サイピング１１・・・ が周方向に並んでなる周方向配列部１３含んで形成されるか、又は複数の小サイピング１１が一つの線Ｘ上で断続的に並んでなる線状配列部１４（図６（Ａ）、（Ｂ）に示す）を含んで形成されることに特徴を有している。なお、本例では、前記小サイピング群１２が、例えば４本の周方向配列部１３からなり、かつ各周方向配列部１３が、周方向に並ぶ例えば３〜４個の小サイピング１１によって形成される場合を例示している。
【００２３】
これは、前記小サイピング１１、及び小サイピング群１２が、
▲１▼  小サイピング１１を形成する過程で発生する局部的なゴム流れ、即ちサイプ形成用のナイフブレードが、加硫成形時のトレッドゴムＧ内に押し込まれる過程で発生する押し込み方向のゴム流れを利用して、前記短繊維を厚さ方向に配向させること、並びに
▲２▼  小サイピング１１のエッジ効果に期待するのではなく、陸部Ｒにおける周方向剛性及びタイヤ軸方向剛性を必要なレベルで確保し、耐偏摩耗性能と旋回性能との双方を高く維持すること、
を主目的として形成されているからである。
【００２４】
ここで、短繊維の厚さ方向への配向効果を確保するために、前記角度αを３０°以上に設定する必要がある。しかし、角度αが９０度に近づくほど陸部Ｒの周方向剛性の低下が大きくなり、逆に３０°に近づくほどタイヤ軸方向剛性の低下が大きくなる。そこで、
（１）小サイピング１１の長さＬ１を、１０ｍｍ以下の短小とすること、
（２）小サイピング１１の両端を、陸部Ｒ内で終端させること、
（３）小サイピング群１２を、小サイピング１１の周方向配列部１３、又は線状配列部１４を含んで形成すること、
によって、できるだけ多くのサイピングを形成して短繊維の配向効果を高く発揮しながら、陸部Ｒの剛性低下をできるだけ抑え、耐偏摩耗性能と旋回性能との双方を高く維持させるのである。
【００２５】
これは、長い１本のサイピングを用いるよりも、それを複数の短いサイピングに分割して用いる方が、剛性への影響が非常に少なくなるという見地に基づくものである。
【００２６】
従って、前記長さＬ１が１０．０ｍｍより大では、配向効果に劣りかつ剛性確保が難しくなる。なお前記長さＬ１が２．０ｍｍ未満では、小サイピング１１を形成するナイフブレードが過小となってこのナイフブレード自体の形成、およびそれを金型面に植設することが難しくなる。従って、前記長さＬ１は、２．０〜１０．０ｍｍの範囲であって、特に２．０〜５．０ｍｍ、さらには２．０〜４．０ｍｍの範囲が好ましい。
【００２７】
また、小サイピング１１の少なくとも一端が溝壁で開口する場合には、剛性低下が顕著となり、耐偏摩耗性能と旋回性能との両立ができなくなる。さらに前記小サイピング１１が周方向配列部１３、又は線状配列部１４をなさずに形成される場合には、配向効果に劣り、同じ配向を得るために、より多くのサイピングが必要となるなど剛性低下にも不利である。
【００２８】
ところで、空気入りタイヤでは、周方向剛性ほどには大きな剛性をタイヤ軸方向に必要とせず、従って、耐偏摩耗性能と旋回性能との両立のためには、小サイピング１１の前記角度αは３０〜９０°の範囲でできるだけ小さい、即ち３０〜６０°、さらには３０〜４５°とするのが好ましい。
【００２９】
他方、前記小サイピング１１は、その最大深さｈｓを前記陸部Ｒの溝底からの高さＨの０．３〜０．７倍の範囲、かつ巾Ｗを１．０ｍｍ以下の範囲とするのが好ましい。
【００３０】
これは、スタッドレスタイヤが冬用タイヤとして使用できる範囲は、陸部Ｒの前記高さＨの半分までであり、従って、短繊維を厚さ方向に配向させる範囲、即ち小サイピング１１の深さは前記高さＨの０．３〜０．７倍の範囲で充分だからである。なお最大深さｈｓが０．３×Ｈ未満では、短繊維の配向範囲が過小となり、逆に０．７×Ｈを越えると、タイヤ製造時にナイフブレード折れが発生しやすくなる。従って、より好ましくは、前記最大深さｈｓは、０．４×Ｈ〜０．６×Ｈが良い。またサイピングの前記巾Ｗが１．０ｍｍを越えると、サイピングが口開きを起こして、偏摩耗の核となりやすい。従って、より好ましくは、巾Ｗは０．６ｍｍ以下が良い。
【００３１】
この時、前記高さＨに対する前記最大深さｈｓの比ｈｓ／Ｈと、前記傾き角度αとの積α×（ｈｓ／Ｈ）を、１０〜３０（単位°）の範囲とするのが好ましい。これは、短繊維の配向量及び範囲と、陸部Ｒにおける周方向剛性の適正化を図るためであり、１０以下では、短繊維の配向量及び範囲が少なくなり、氷上性能の向上が少ないという不利があり、逆に３０を越えると陸部Ｒにおける周方向剛性が低下して、偏摩耗性能が悪化する傾向となるからである。
【００３２】
また一つの周方向配列部１３における小サイピング１１、１１間のタイヤ周方向の距離Ｋａ、及び陸部ＲがブロックＲｂの場合における両外の小サイピング１１とブロック壁面との距離Ｋｂは、陸部Ｒの剛性と製造時の損傷との観点から、２ｍｍ以上とすることが好ましい。２ｍｍ未満では、剛性低下及び製造時の損傷を招く恐れがある。
【００３３】
ここで、前記長さＬ１、距離Ｋａ、Ｋｂ等はトレッド面において測定した値である。
【００３４】
又前記小サイピング１１は、図４に示すように、その深さｈを両端から中央部に向かって徐々に増大せしめ、該中央部で最大深さｈｓとなるように形成するのが好ましい。これによって、剛性低下をより抑えながら、短繊維の配向効果を有効に発揮させることができる。又製造時の損傷を抑えるのにも役立つ。このような観点から、特に前記小サイピング１１は、深さｈを円弧、正弦を含む曲線状に変化させた形状で形成するのがさらに好ましい。なお図４には、正弦曲線の場合を例示している。
【００３５】
又本実施形態では、前記図３に示すように、前記周方向配列部１３の間に、タイヤ軸方向に対して２０°以下の角度でのびる軸方向サイピング１５を形成した場合を例示している。該軸方向サイピング１５は、従来と同様、そのエッジ効果によって氷上性能をさらに向上させる目的で形成されたものであり、少なくとも一端が陸部Ｒのタイヤ軸方向壁面で開放した一端開放タイプ或いは両端開放タイプのものが使用される。又図２，図３、さらには後述する図５、図６に示すように、小サイピング群１２は、ブロック壁面、又は軸方向サイピング１５によっては途切れることなく周方向に並ぶ少なくとも２つの小サイピングを有する。
【００３６】
なおこの軸方向サイピング１５では、エッジ効果を有効に発揮せしめ、氷上性能をさらに高いものとするために、その深さを、小サイピング１１の前記最大深さｈｓより大かつ陸部Ｒの前記高さＨ以下に設定している。また同目的で、前記陸部Ｒの表面積ＳＳ（単位ｍｍ２）と、この陸部Ｒに形成される軸方向サイピング１５のタイヤ軸方向成分長さＬ２’（単位ｍｍ）の総和ΣＬ２’の比ΣＬ２’／ＳＳを０．０５〜０．１５の範囲としている。
【００３７】
また前記軸方向サイピング１５では、前記小サイピング１１と交差しないように、少なくとも２．０ｍｍ以上の距離Ｋｃを隔てる。これにより、陸部Ｒの剛性確保を図る。さらにこの剛性確保の観点からは、前記軸方向サイピング１５を一端開放タイプとするのが好ましく、本例では、一方のタイヤ軸方向壁面からのびる一端開放タイプのものを例示している。
【００３８】
また本例では、一つの周方向配列部１３内に、周方向に対して一方に傾斜（例えば図２では右上がりに傾斜）する第１の小サイピング１１Ａと他方に傾斜（例えば図２では右下がりに傾斜）する第２の小サイピング１１Ｂとが混在し、特にこの小サイピング１１Ａ、１１Ｂが交互に配列する場合を例示している。しかしながら、図５（Ａ）に示すように、周方向配列部１３を小サイピング１１Ａのみで、或いは小サイピング１１Ｂのみで形成しても良い。
【００３９】
又、図５（Ｂ）に示すように、一つの小サイピング１１が、周方向に対して一方に傾斜（図では右上がりに傾斜）する第１の小サイピング部１１ａと他方に傾斜（図では右下がりに傾斜）する第２の小サイピング部１１ｂとからなるく字状であっても良い。係る場合には、サイピング長さＬ１は、小サイピング部１１ａの長さＬ１ａと第２の小サイピング部１１ｂの長さＬ１ｂとの和Ｌ１ａ＋Ｌ１ｂとして示される。
【００４０】
次に、図６（Ａ）、（Ｂ）に、前記小サイピング群１２が、線状配列部１４からなる場合を例示する。この線状配列部１４は、複数の小サイピング１１が一つの線Ｘ上で断続的に配列することにより形成されたものであり、図６（Ａ）では、小サイピング１１が、その長手方向に直線でのびる線（角度αの斜線）Ｘ上で配列する、即ち線状配列部１４が斜線状に形成される場合が示されている。又は図６（Ｂ）には、長手方向にジグザグでのびる線（角度αのジグザグ線）Ｘ上で前記小サイピング１１が配列することにより、線状配列部１４がジグザグ状に形成される場合が示されている。
【００４１】
係る場合にも、前記周方向配列部１３と同様、軸方向サイピング１５を介在させることができ、又距離Ｋａ、Ｋｂ、Ｋｃを２ｍｍ以上としている。また本発明においては、図２には４本、図７（Ｆ），（Ｇ）には３本の周方向配列部を、図６には３本、６本の線状配列部により小サイピング群１２を形成する場合を示すように、陸部には３〜６本の周方向配列部、または線状配列部を含ませうる。
【００４２】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【００４３】
【実施例】
図２のブロックパターンを基本としたタイヤサイズが２２５／８０Ｒ１７．５のスタッドレスタイヤを、表１に示す仕様に基づき試作するとともに、各試供タイヤのブロック剛性、氷上性能、耐偏摩耗性、短繊維の厚さ方向の配向性などをテストし、その結果を表１に記載した。
【００４４】
なお従来例、実施例、及び比較例における、サイピングの形成状態は図７（Ａ）〜（Ｇ）の如くである。また短繊維配合ゴムとしては、短繊維（グラスファイバ；  直径９μｍ；  長さ１３ｍｍ）を１２重量部配合したものを使用している。各ブロックは、周方向長さ４０ｍｍ、タイヤ軸方向長さ３０ｍｍの矩形ブロックとした。
【００４５】
（１）ブロック剛性；
内圧（７００ｋＰａ）のリム組みした試供タイヤを用い、そのうちの１つのブロックに垂直荷重（８．０ｋＮ）及び周方向荷重（２．４ｋＮ）を与えた時のブロックの周方向変形量、並びに垂直荷重（８．０ｋＮ）及びタイヤ軸方向荷重（２．４ｋＮ）を与えた時のブロックのタイヤ軸方向変形量を観測し、従来例をそれぞれ１００とした指数で示した。値が大なほどブロック剛性が高い。
【００４６】
（２）氷上性能；
室内氷盤試験機を用い、タイヤが完全にロックした状態の摩擦係数（ロックμ）を測定し、従来例を１００とした指数で示した。値が大なほど氷上性能に優れている。なお測定条件は次の通りである。内圧（７００ｋＰａ）、垂直荷重（８．０ｋＮ）、速度（３０ｋｍ／ｈ）、氷面温度（−１℃）。
【００４７】
（３）耐偏摩耗性；
試供タイヤを、内圧（７００ｋＰａ）の条件にて車両（ＧＶＷ８．５トン）の前輪（従動輪）に装着するとともに、テストコースにおいて、９０km／ｈから５０km／ｈまでの間、１５００ｍごとに減速（０．４５Ｇ減速）し、５００km走行させた後のブロックのヒール＆トゥ摩耗量を測定し、従来例を１００とした指数で示した。値が小なほど耐偏摩耗性に劣っている。
【００４８】
（４）短繊維の厚さ方向の配向性；
試供タイヤを、解体し、目視によって判断した。
【００４９】
【表１】
0004044316.tif 000002
【００５０】
【発明の効果】
叙上の如く本発明は、短小な複数の周方向のサイピングを、一つの線上で断続的に配置しているため、トレッドゴムに含まれる短繊維の厚さ方向への配向効果を発揮し、優れた氷上性能を奏しながら、トレッドパターンの剛性低下を抑えることができ、耐偏摩耗性能及び旋回性能を高く維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気入りタイヤの一実施例を示す断面図である。
【図２】そのトレッドパターンを示す展開図である。
【図３】陸部を拡大して示す斜視図である。
【図４】小サイピング１１をその長さ方向に切断して示す断面図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）は周方向配列部の他の例を示す平面図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）は線状配列部を例示する平面図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｇ）は表１で用いた試供タイヤにおけるサイピングを示す線図である。
【符号の説明】
２      トレッド部
１０    短繊維配合ゴム
１１    小サイピング
１２    小サイピング群
１３    周方向配列部
１４    線状配列部
Ｇ      トレッドゴム
Ｒ      陸部
Ｒｂ    ブロック
Ｒｒ    リブ
【図１】
0004044316.tif 000003
【図２】
0004044316.tif 000004
【図３】
0004044316.tif 000005
【図４】
0004044316.tif 000006
【図５】
0004044316.tif 000007
【図６】
0004044316.tif 000008
【図７】
0004044316.tif 000009