(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数本の交差する溝によって区画された複数のブロックをトレッドに備え、前記ブロックには一方向に間隔をおいて配置された複数本のサイプが形成された空気入りタイヤであって、
前記サイプは、深さ方向に波型に形成されると共に長手方向一端側では振幅が小、他端側では振幅が大であり、
前記ブロックには、前記サイプの大振幅側と小振幅側とがサイプ配置方向に沿って交互に並ぶように前記サイプが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】
前記サイプの長手方向一端側の振幅をｄ1 、前記サイプの長手方向他端側の振幅をｄ2 としたときに、１．２＜ｄ2 ／ｄ1 ＜４．０の関係を満たすことを特徴とする請求項１に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】
本発明は空気入りタイヤに係り、特に、氷雪路面上での走行性能に優れた空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
スパイクタイヤの使用禁止に伴い、より優れた走行性能を有するスタッドレスタイヤを求めて種々の改良がなされている。
【０００３】
このスタッドレスタイヤにほぼ共通する特徴として、そのトレッド表面が多数のブロックに区分され、ブロックの各々には深さ方向に直線的に延びる横向きのサイプが多数施されている。
【０００４】
このように多数のブロックを設けることによって雪上におけるグリップの向上を狙い、サイプによるブロックの細分化は、その細部化によって形成された多数の小ブロックの角部（いわゆるエッジ）により氷上摩擦係数（氷上μ）の向上（エッジ効果）を狙っている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、高い氷上摩擦係数を狙うには、サイプの本数を増加させる必要がある。しかし、サイプ本数を増加させると、ブロック剛性の低下に伴い接地性が悪化し、それほどの効果は望めない。しかも、接地性の悪化により偏摩耗（ヒール・アンド・トゥ摩耗）が発生する問題がある。
【０００６】
本発明は上記事実を考慮し、氷雪路面での走行性能及び耐偏摩耗性を向上させた空気入りタイヤを提供することが目的である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
ところで、サイプ本数を増加させたことにより接地性が悪化するのは、ブロックの曲げ変形量が大きくなるからである。サイプを深さ方向にジグザグ形状にすると、ブロックの変形を抑制できることが分かっているが、発明者が種々の試作試験を重ねた結果、サイプの振幅を変化させることによりブロックの曲げ変形をより一層抑制できることが判明した。
【０００８】
発明者は、長さ３０mm、幅２０mm、高さ１０mmとされた各々サイプの形状の異なるゴム製のブロックを３種類試作し、ブロック変形試験を行った。
【０００９】
ここで、図４に示すように、第１のブロック１００には、ブロック幅方向（矢印Ｌ方向及び矢印Ｒ方向）に直線状に延び、かつ深さ方向（矢印Ｄ方向）にも直線状に延びるストレートサイプ１０２がブロック長手方向に等間隔で４本形成されている。
【００１０】
図５に示すように、第２のブロック１０４には、ブロック幅方向に直線状に延び、振幅一定で深さ方向にジグザグ状に延びる振幅一定ジグザグサイプ１０６がブロック長手方向に等間隔で４本形成されている。なお、振幅一定ジグザグサイプ１０６の振幅は１mmである。
【００１１】
また、図２に示すように、第３のブロック１８には、ブロック幅方向に直線状に延び、深さ方向にジグザグ状に延びる振幅変化ジグザグサイプ２０がブロック長手方向に等間隔で４本形成されているが、この振幅変化ジグザグサイプ２０は、長手方向一端側で振幅が小、他端側で振幅が大とされ、ブロック１８には、大振幅側と小振幅側とがサイプ配置方向（ブロック長手方向）に沿って交互に並ぶように振幅変化ジグザグサイプ２０が形成されている。なお、振幅変化ジグザグサイプ２０の振幅は、一端側で０．５mm、他端側で１．５mmである。
【００１２】
試験は、氷の円盤上にブロックを２．５kgf/cm2 で平押し、ブロック接地部分が時速２０km/hとなるように氷の円盤を回転させ、側方からブロックの接地部の平均変位を測定した。
【００１３】
結果は、図６のグラフに示すように、ストレートサイプ１０２の施されたブロック１００の平均変位が６mm、振幅一定ジグザグサイプ１０６の施されたブロック１０４の平均変位が３．５mm、振幅変化ジグザグサイプ２０の施されたブロック１８の平均変位が３．０mmであった。
【００１４】
また、平押したときのブロック内部に生じる力を解析した結果、第３のブロック１８には、振幅変化ジグザグサイプ２０で区画された小ブロック１８Ａを回転させる力が発生し、この回転によりサイプ壁面同士の接触力が強まり、変形を抑制する。
【００１５】
請求項１に記載の発明は、上記事実に鑑みてなされたものであって、複数本の交差する溝によって区画された複数のブロックをトレッドに備え、前記ブロックには一方向に間隔をおいて配置された複数本のサイプが形成された空気入りタイヤであって、前記サイプは、深さ方向に波型に形成されると共に長手方向一端側では振幅が小、他端側では振幅が大であり、前記ブロックには、前記サイプの大振幅側と小振幅側とがサイプ配置方向に沿って交互に並ぶように前記サイプが形成されていることを特徴としている。
【００１６】
次に、請求項１に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
空気入りタイヤが回転してブロックが路面に接地すると、ブロックは圧縮変形する。
【００１７】
ブロックが圧縮変形すると、波型に形成されたサイプの壁面同士（山と谷）が強く接触するので、サイプ本数を増加させた際にもブロックの曲げ剛性が維持され、駆動時や制動時の曲げ変形が抑制される。
【００１８】
さらに、本発明のように、サイプの大振幅側と小振幅側とがサイプ配置方向に沿って交互に並ぶようにサイプを形成すると、ブロック内に、小ブロックの各々を回転させようとする力が発生し、この力がサイプの接触面に作用してサイプ壁面同士の接触力が強まり、ブロックの曲げ変形をより一層抑制することできる。
【００１９】
このように、サイプ本数を増加させた際のブロックの曲げ変形を抑制し、接地性の悪化を抑制することができるので、ウエットグリップ性能、氷上制動性能、氷上駆動性能及び耐偏摩耗性能を向上させることができる。
【００２０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空気入りタイヤにおいて、前記サイプの長手方向一端側の振幅をｄ1 、前記サイプの長手方向他端側の振幅をｄ2 としたときに、１．２＜ｄ2 ／ｄ1 ＜４．０を満たすことを特徴としている。
【００２１】
次に請求項２に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
請求項２に記載の空気入りタイヤでは、サイプの長手方向一端側の振幅をｄ1 、サイプの長手方向他端側の振幅をｄ2 としたときに、１．２＜ｄ2 ／ｄ1 ＜４．０を満たすので、サイプによって区画された複数の小ブロックが、回転しようとする力をブロック内に確実に生じさせることができ、サイプ壁面の接触力を確実に増すことができる。
【００２２】
なお、ｄ2 ／ｄ1 が１．２以下になると、小ブロックが回転しようとする力が生じず、サイプ壁面の接触力を増すことができない。
【００２３】
一方、ｄ2 ／ｄ1 が４．０以上になると、振幅が大きくなり過ぎ、モールドからタイヤを取り出す際に、サイプを形成するブレード（金属板）がブロックに引っ掛かってタイヤが抜き難くなったり、ブレードが変形する等してタイヤ製造上に問題を生じる。
【００２４】
なお、サイプの波形状とは、例えば、ジグザグ状（三角波状）、サインカーブ状、矩形波状等を上げることができるが、屈曲部が繰り返されている形状であればこれら以外の形状であっても勿論良い。
【００２５】
【発明の実施の形態】
［第１の実施形態］
本発明の空気入りタイヤの第１の実施形態を図１乃至図３にしたがって説明する。
【００２６】
なお、本実施形態の空気入りタイヤ１０の内部構造は、一般的なラジアルタイヤと同様であるので、内部構造に付いての説明は省略する。
【００２７】
図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ１０のトレッド１２は、タイヤ周方向（矢印Ｓ方向）に沿って延びる複数本の周方向主溝１４とタイヤ幅方向（矢印Ｌ方向及び矢印Ｒ方向）に沿って延びる複数本のラグ溝１６とによって区画され、図２で示すような矩形のブロック１８を複数備えている。
【００２８】
図１及び図２に示すように、ブロック１８には、タイヤ幅方向に沿って延びる振幅変化ジグザグサイプ２０がタイヤ周方向に一定の間隔をあけて形成されており、ブロック１８はこれら複数本の振幅変化ジグザグサイプ２０によって複数の小ブロック１８Ａに区画されている。
【００２９】
図２に示すように、本実施形態の振幅変化ジグザグサイプ２０は、深さ方向（矢印Ｄ方向）にジグザク形状に延びており、長手方向一端側で振幅が小、長手方向他端側では振幅が大であり、一端側から他端側に向けて除々に振幅が変化している。また、振幅変化ジグザグサイプ２０は、大振幅側と小振幅側とがタイヤ周方向に沿って交互に並ぶようにブロック１８に形成されている。
【００３０】
次に、本実施形態の作用を説明する。
空気入りタイヤ１０が回転してブロック１８が路面に接地すると、ブロック１８が圧縮変形し、振幅変化ジグザグサイプ２０の壁面同士が強く接触するので、ブロック１８の曲げ剛性が維持され、制動時や駆動時のタイヤ周方向の倒れ込み変形が抑制される。
【００３１】
ここで、ブロック１８の剛性を部分的に見ると、振幅変化ジグザグサイプ２０の大振幅部分が形成されている部分の剛性と小振幅部分が形成されている部分の剛性とを比較すると、大振幅部分が形成されている部分の方が相対的に剛性が低い。
【００３２】
このため、図３（Ａ），（Ｂ）に示すように、ブロック１８の踏面に矢印で示す圧縮力Ｆが作用したときに、大振幅部分と小振幅部分とで挟まれた部分には、矢印で示す方向（小振幅から大振幅側）へ倒れ込もうとするする力ｆが生じる。
【００３３】
この力ｆは、振幅変化ジグザグサイプ２０と振幅変化ジグザグサイプ２０とで挟まれる小ブロック１８Ａの両端に前記力ｆが発生する。
【００３４】
大振幅側と小振幅側とがサイプ配置方向に沿って交互に並ぶように振幅変化ジグザグサイプ２０が形成されており、小ブロック１８Ａの両端に作用する前記力ｆの向きが逆であるため、図４（Ｂ）に示すように、ブロック１８内には、小ブロック１８Ａの各々を回転させようとする力Ｔが発生し、この力が振幅変化ジグザグサイプ２０の接触面に作用してサイプ壁面同士の接触力が強まり、ブロック１８の曲げ変形をより一層抑制する。
【００３５】
このように、ブロック１８が複数の小ブロック１８Ａに区分されても制動時や駆動時のタイヤ周方向の倒れ込み変形が抑制されるので、接地性の悪化が抑制され、従来よりもウエットグリップ性能、氷上制動性能、氷上駆動性能及び耐偏摩耗性能を向上させることができる。
【００３６】
ここで、小ブロック１８Ａの各々を回転させようとする力Ｔを接地したブロック１８に発生させるためには、図５に示すように、振幅変化ジグザグサイプ２０の長手方向一端側の振幅をｄ1 、振幅変化ジグザグサイプ２０の長手方向他端側の振幅をｄ2 としたときに、１．２＜ｄ2 ／ｄ1 ＜４．０の関係を満足させることが好ましい。
【００３７】
また、図６に示すように、振幅変化ジグザグサイプ２０の幅ｔと振幅ｄとの関係は、１．０≦ｄ／ｔ≦３．０とすることが好ましい。ｄ／ｔが１．０未満では、ブロック１８に圧縮力が作用したときのサイプ壁面同士の干渉が小さく、ブロック１８の曲変形抑制効果が出ない。一方、ｄ／ｔが３．０を越えると、タイヤをモールドから取り出す際に振幅変化ジグザグサイプ２０を形成するブレードが引っ掛かり、ブロック欠け等の問題が生じる可能性がある。
（試験例）
本発明の効果を確かめるために、従来例のタイヤ、本発明の適用された実施例のタイヤ及び比較例のタイヤを用意し、氷上ブレーキ性能及び耐偏摩耗性能についての試験を行った。
【００３８】
各タイヤ共に、タイヤサイズは１８５／７０Ｒ１４のものを用いた。また、トレッドに設けられたブロックは何れもタイヤ周方向の寸法が３０mm、タイヤ幅方向の寸法が２０mm、高さが１０mmであり、タイヤ幅方向には５個設けられている。
【００３９】
実施例のタイヤ：実施形態で説明したように、大振幅側と小振幅側とがサイプ配置方向に沿って交互に並ぶように振幅変化ジグザグサイプをブロックに形成したタイヤである。なお、振幅変化ジグザグサイプの振幅は、大振幅側で１．５mm、小振幅側で０．５mmである。
【００４０】
比較例のタイヤ：図８に示すように、振幅一定ジグザグサイプ１０６を形成したブロック１０４をトレッドに配列したタイヤである。なお、振幅一定ジグザグサイプ１０６の振幅は１mmである。
【００４１】
従来例のタイヤ：図７に示すように、ストレートサイプ１０２を形成したブロック１００をトレッドに配列したタイヤである。
【００４２】
氷上ブレーキ性能は、タイヤを車両に装着し、氷路面上を時速２０km/hで走行中に急ブレーキをかけ、かけた地点から停止した地点までの距離を測定し、その逆数を従来例のタイヤを１００とする指数で表示した。
【００４３】
耐偏摩耗性能は、タイヤを車両に装着し、一般道を２万ｋｍ走行後にブロックに生じた段差寸法を測定し、各々のタイヤの段差寸法の逆数を求め、従来例のタイヤの段差寸法の逆数を１００として指数表示した。なお、数値が大きいほど耐偏摩耗性能に優れていることを表す。
【００４４】
【表１】
0003828258.tif 000002
【００４５】
試験の結果、実施例のタイヤは、従来例のタイヤ及び比較例のタイヤに比較して氷上ブレーキ性能及び耐偏摩耗性能が向上していることが分かる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載の空気入りタイヤは上記の構成としたので、氷雪路面での走行性能及び耐偏摩耗性をより一層向上できる、という優れた効果を有する。
【００４７】
また、請求項２に記載の空気入りタイヤは上記の構成としたので、氷雪路面での走行性能及び耐偏摩耗性を確実に向上させることができ、また、タイヤ製造時に問題を生じることなく空気入りタイヤを効率的に製造できる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドの平面図である。
【図２】振幅変化ジグザグサイプの形成されたブロックの斜視図である。
【図３】（Ａ）及び（Ｂ）は圧縮力を受けたときに小ブロックに発生する倒れ込もうとする力を説明するブロックの側面図である。
【図４】（Ａ）はブロックの一方の側面図であり、（Ｂ）はブロックの踏面を示す平面図であり、（Ｃ）はブロックの他方の側面図である。
【図５】サイプの振幅の比率を説明する説明図である。
【図６】サイプの幅と振幅とを示す説明図である。
【図７】ストレートサイプの形成されたブロックの斜視図である。
【図８】振幅一定サイプの形成されたブロックの斜視図である。
【図９】サイプ形状によるブロック変位の違いを説明するグラフである。
【符号の説明】
１０    空気入りタイヤ
１２    トレッド
１４    周方向主溝
１６    ラグ溝
１８    ブロック
１８Ａ  小ブロック
２０    振幅変化ジグザグサイプ
【図１】
0003828258.tif 000003
【図２】
0003828258.tif 000004
【図３】
0003828258.tif 000005
【図４】
0003828258.tif 000006
【図５】
0003828258.tif 000007
【図６】
0003828258.tif 000008
【図７】
0003828258.tif 000009
【図８】
0003828258.tif 000010
【図９】
0003828258.tif 000011