空気入りタイヤ

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【発明の名称】	空気入りタイヤ
【発明者】	【氏名】桑山勲【住所又は居所】東京都小平市小川東町３－１－１株式会社ブリヂストン技術センター内
【要約】	【課題】ブロック剛性を確保しつつ、適正なブロックの倒れ込み量を得ることで、氷上トラクション性能及び雪上トラクション性能をともに向上させる。【解決手段】四辺形に形成されたブロック２０の頂面となるブロック踏面２０Ｃに、直線形状の細溝であるサイプ２４が、複数本設けられる。サイプ２４相互間及び、ブロック２０の端部とサイプ２４との間に、小ブロック２６がそれぞれ形成され、これらサイプ２４によりブロック２０が分割された形になる。サイプ２４が延びる方向に沿って形成される小ブロック２６の一方の壁部２６Ａが、この壁部２６Ａの深さ方向の中程で曲がり、小ブロック２６の深さ方向の途中の部分に段部２８を有した構造となる。

【特許請求の範囲】
【請求項１】環状に形成されるトレッドの路面と接する踏面部に、溝部で区画されたブロックを有する空気入りタイヤにおいて、ブロックに少なくとも１つサイプを設けることで、サイプ相互間及びブロックの端部とサイプとの間に、小ブロックを形成し、サイプの延びる方向に対して交差する方向に沿った小ブロックの表面側の厚さが、根元側の厚さに比較して薄くしたことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】サイプが延びる方向に沿って形成される小ブロックの壁部が、この壁部の深さ方向の中程で曲がり、小ブロックの深さ方向の途中に段部を有することで、小ブロックの表面側の厚みが薄くしていることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】前記段部が、小ブロックの一方の壁部に配置されることを特徴とする請求項２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】前記段部が、小ブロックの踏み込み側に配置されることを特徴とする請求項３に記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】前記段部が、小ブロックの蹴り出し側に配置されることを特徴とする請求項３に記載の空気入りタイヤ。
【請求項６】トレッドの中央に並んで配置されたブロックの列であるセンタブロック列において、踏み込み側に前記段部が配置されることを特徴とする請求項４に記載の空気入りタイヤ。
【請求項７】トレッドの端部寄りに並んで配置されたブロックの列であるショルダブロック列において、蹴り出し側に前記段部が配置されることを特徴とする請求項５に記載の空気人りタイヤ。
【請求項８】前記段部が、階段状、テーパ状若しくは円弧状の何れかの形状とされることを特徴とする請求項２～７の何れかに記載の空気入りタイヤ。
【請求項９】前記段部が、ブロックの深さ方向の中程に複数配置されたことを特徴とする請求項２～８の何れかに記載の空気入りタイヤ。
【請求項１０】ブロックの表面からの前記段部の最深部高さが、ブロック全体の高さの１０％から５０％の寸法とされることを特徴とする請求項２～９の何れかに記載の空気入りタイヤ。
【請求項１１】サイプ相互間及びブロックの端部とサイプとの間の前記小ブロックの表面側の厚さが、根元側の厚さの７０～９５％とされることを特徴とする請求項１～１０の何れか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、凍結路もしくは雪道を走行する自動車に供する空気入りタイヤに係り、特に氷雪上における性能を向上させた空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、例えば寒冷地で走行する乗用車に用いられる冬用の空気入りタイヤであっても、アイスバーンの様に凍った路面において、発進時に急加速した場合、タイヤがグリップしきれずにスリップし易く、加速性能が悪いという難点があった。そして、路面と接するタイヤのトレッドに、ブロック列が配列されたブロックタイプのトレッドパターンを有するものが知られているが、上記の様な凍結路における発進時の加速性能（以下、氷上トラクション性能という）を改良するために、ブロック列を構成する各ブロックにサイプを付加することもなされてきた。
【０００３】しかし、サイプを付加した場合、サイプのエッヂ部が路面を引っ掻くことにより生じるトラクション効果（以下、エッヂ効果という）によって、氷上トラクション性能は向上するものの、路面の摩擦係数が氷上に比べて高い雪上では、サイプの付加によりブロック剛性が低下することになる。つまり、このサイプを付加した結果として、雪上においては、ブロックの倒れ込み変形量が大きくなり過ぎ、雪路における発進時の加速性能（以下、雪上トラクション性能という）が低下するという難点があった。
【０００４】一方、サイプ深さを浅くしてブロック剛性を確保することが考えられるが、この場合には、ブロックの倒れ込み変形量が小さくなり過ぎるので、サイプのエッヂが路面を引っ掻かずにエッヂ効果が充分に発生しなくなると共に、摩耗時にすぐにサイプが無くなってしまう、という欠点があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、単にサイプを付加するのみで、雪上トラクション性能を保持したまま氷上トラクション性能を向上させることには、限界があり、また、サイプ深さを浅くしても十分な効果が得られなかった。本発明は上記事実を考慮し、ブロック剛性を確保しつつ、適正なブロックの倒れ込み量を得ることで、氷上トラクション性能及び雪上トラクション性能をともに向上させ得る空気入りタイヤを提供することが目的である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１による空気入りタイヤは、環状に形成されるトレッドの路面と接する踏面部に、溝部で区画されたブロックを有する空気入りタイヤにおいて、ブロックに少なくとも１つサイプを設けることで、サイプ相互間及びブロックの端部とサイプとの間に、小ブロックを形成し、サイプの延びる方向に対して交差する方向に沿った小ブロックの表面側の厚さが、根元側の厚さに比較して薄くしたことを特徴とする。
【０００７】請求項１に係る空気入りタイヤの作用を以下に説明する。本請求項に係る空気入りタイヤは、環状に形成されるトレッドの路面と接する踏面部に、溝部で区画されたブロックが設けられ、このブロックに少なくとも１つサイプを設けることで、サイプ相互間及びブロックの端部とサイプとの間に、小ブロックが形成される。さらに、このサイプの延びる方向に対して交差する方向に沿った小ブロックの表面側の厚さが、根元側の厚さに比較して薄くされている。
【０００８】これは、小ブロックの表面側の厚さが、小ブロックの根元側の厚さに比較して薄くされることで、ブロックの表面側の剛性のみを低下させ、剪断変形時において、ブロックの根元付近を変形させず、小ブロックの表面付近を大きく変形させて表面付近を傾かせることを狙ったものである。
【０００９】つまり、図６に示すように、単純にサイプ１２４を増やして小ブロック１２６を薄くすると、小ブロック１２６全体の剛性が低下して、図６（Ｂ）の点線で示すように小ブロック１２６のエッヂ部付近が過度に倒れ込んでしまうことになる。そしてこの結果として、エッヂが路面に食い込まなくなるので、駆動力であるトラクションが発生しなくなる。また、図５に示すように、単純にサイプ１２４を減らして小ブロック１２６全体を厚くすると、剛性が高まるのに伴って図５（Ｂ）の点線で示すように小ブロック１２６が傾きにくくなるので、小ブロック１２６のエッヂが路面に貫入せずエッヂ効果が得られなくなる。
【００１０】これに対して、本請求項では、小ブロックの傾き変形量のアップと剛性のアップとの背反した目的を、小ブロックの根元部分の剛性を維持しつつ表面側のみ剛性を低下させるように、小ブロックの深さ方向に剛性分布を持たせることで、解決した。すなわち、このような剛性分布とすれば、根元部分を変形させずに表面側の傾きのみを大きくすることができ、小ブロックのエッヂが路面に貫入するための適正な小ブロックの傾きが得られるようになる。以上の結果、本請求項に係る空気入りタイヤによれば、ブロック剛性を確保しつつ、適正なブロックの倒れ込み量を得ることができ、氷上トラクション性能及び雪上トラクション性能をともに向上させることが可能となった。
【００１１】請求項２に係る空気入りタイヤの作用を以下に説明する。本請求項では請求項１と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、サイプが延びる方向に沿って形成される小ブロックの壁部が、この壁部の深さ方向の中程で曲がり、小ブロックの深さ方向の途中に段部を有することで、小ブロックの表面側の厚みが薄くなっているという構成を有している。
【００１２】つまり、小ブロックの深さ方向の途中に段部を設けて表面側の厚みを薄くすることで、小ブロックの表面側の厚さを、小ブロックの根元側の厚さに比較して薄くすることが可能となった。この結果、剪断変形時において、ブロックの根元付近を変形させず、小ブロックの表面付近を大きく変形させて表面付近を傾かせることが可能となり、請求項１と同様の作用効果を奏することになる。
【００１３】請求項３から請求項７に係る空気入りタイヤの作用を以下に説明する。これら請求項では請求項１と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、請求項３では、前記段部が、小ブロックの一方の壁部に配置されるという構成を有している。また、請求項４では、特に雪上トラクション性能を向上させる為に、段部が小ブロックの踏み込み側に配置されるという構成を有し、請求項５では、特に雪上ブレーキ性能を向上させる為に、段部が小ブロックの蹴り出し側に配置されるという構成を有している。ここで、踏み込み側とは、タイヤ転動時に最初に接地する部分を言い、蹴り出し側とは、タイヤ転動時に最後に接地する部分を言う。
【００１４】さらに、請求項６では、特に雪上トラクション性能を向上させる為に、トレッドの中央に並んで配置されたブロックの列であるセンタブロック列において、踏み込み側に段部が配置されるという構成を有している。また、請求項７では、特に雪上ブレーキ性能を向上させる為に、トレッドの端部寄りに並んで配置されたブロックの列であるショルダブロック列において、蹴り出し側に段部が配置されるという構成を有している。つまり、本発明では、目的に合わせて段部の位置を適宜設定することが可能となる。
【００１５】請求項８及び請求項９に係る空気入りタイヤの作用を以下に説明する。これら請求項では請求項１と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、請求項８では、前記段部が階段状、テーパ状若しくは円弧状の何れかの形状とされるという構成を有し、請求項９では、前記段部がブロックの深さ方向の中程に複数配置されるという構成を有している。つまり、これらの請求項によれば、段部の形状及び数を適宜選択することで、目的に合わせた最適な構造が得られる。
【００１６】請求項１０に係る空気入りタイヤの作用を以下に説明する。本請求項では請求項１と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、ブロックの表面からの前記段部の最深部高さが、ブロック全体の高さの１０％から５０％であることが好ましい。ブロック高さの５０％を超えると、ブロックの剛性が低下し、ブロックが倒れ込み易くなってしまう。逆に１０％未満だとエッヂ効果を充分に発揮できなくなる。更に好ましくは２０％～４０％の範囲である。
【００１７】請求項１１に係る空気入りタイヤの作用を以下に説明する。本請求項では請求項１と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、サイプ相互間及びブロックの端部とサイプとの間の前記小ブロックの表面側の厚さが、根元側の厚さの７０～９５％の範囲が好適である。７０％未満である場合は、ブロック幅が狭くなりすぎ、ブロックの倒れ込みが大きくなることに加え、接地面積の減少に伴う初期摩耗性の悪化が生じてしまう。逆に９５％を超えるとエッヂ効果が充分発揮できない。更に好ましくは８５％～９０％である。
【００１８】
【発明の実施の形態】本発明の一実施の形態に係る空気入りタイヤを図に基づき説明する。図１（Ａ）は、本実施の形態となる空気入りタイヤ１０のトレッドパターンの典型例を示す図である。ここで、この空気入りタイヤ１０のタイヤサイズは例えば１９５／６５Ｒ１５とされる。また、この空気入りタイヤ１０の内部構造については、図１（Ｂ）に示すように、両端部にビード部（図示せず）が配置されたトロイド状ラジアルカーカスであるカーカス１２と、このカーカス１２のクラウン部を覆うように配置されたそれぞれ剛性の高い複数枚のベルト（図示せず）と、これらベルトの外周面にトレッドゴムにより円環状に形成されて配置されたトレッド１４とを、組み合わせたこの種の空気入りタイヤとしてごく一般的なものなので、以下の説明において記載を省略する。
【００１９】さらに、図１に示すように、この空気入りタイヤ１０の路面と接する外皮を円弧状であるクラウン形状に外表面が形成された上記のトレッド１４の踏面部が構成している。このトレッド１４は赤道面となる中央線ＣＬを挟んで左右対称に形成されており、サイドウォール部１８に繋がるトレッド１４の両端部をショルダ部１６がそれぞれ形成している。
【００２０】また、この空気入りタイヤ１０のトレッド１４の踏面部には、それぞれトレッド１４の周方向Ｒに延びる一対の縦辺と、それぞれトレッド１４の周方向Ｒに対して直交する方向に延びる一対の横辺とで、四辺形に輪郭が形成されるキヤラメルパターンのブロック２０が配置されている。
【００２１】本実施の形態では、複数のこれらブロック２０がトレッド１４の一周に亘って等間隔で配置され、これらブロック２０からなるブロック列がタイヤ軸方向Ｘに並んで５列それぞれ形成されている。そして、これらブロック２０同士間には、これらブロック２０を区画するリブ溝及びラグ溝である溝部２２がそれぞれ形成されている。
【００２２】さらに、本実施の形態に係る空気入りタイヤ１０のトレッドパターンでは、トレッド１４の中央に並んで配置されたブロック２０の列がセンタブロック列１４Ａとされ、このセンタブロック列１４Ａを挟んでトレッド１４の両端部寄りに並んで配置されたブロック２０の列が両ショルダブロック列１４Ｂとされている。
【００２３】ここで図２に示すように、ブロック２０を構成する縦辺の長さ寸法Ｄを４０ｍｍとし、同じくブロック２０を構成する横辺の長さ寸法Ｗを３０ｍｍとし、ブロック踏面２０Ｃの溝部２２からの高さ寸法Ｈは１２ｍｍとしている。また、これら四辺形に形成されたブロック２０の頂面となるブロック踏面２０Ｃには、図３（Ａ）に示す深さ寸法Ｆを１０ｍｍとした直線形状の細溝であるサイプ２４が、複数本（本実施の形態では４本）設けられている。
【００２４】この結果、サイプ２４相互間及び、ブロック２０の端部とサイプ２４との間に、小ブロック２６がそれぞれ形成され、これらサイプ２４によりブロック２０が分割された形で、各ブロック２０内に小ブロック２６が複数存在することになる。さらに、このサイプ２４が延びる方向に沿って形成される小ブロック２６の一方の壁部２６Ａが、この壁部２６Ａの深さ方向の中程で曲がり、小ブロック２６の深さ方向の途中の部分に段部２８を有した構造となっている。そして、本実施の形態では、図３（Ａ）に示すように、サイプ２４の始端から段部２８までの距離である寸法Ｆ１が４ｍｍとし、段部２８からサイプ２４の底部までの距離である寸法Ｆ２が６ｍｍとした。
【００２５】以上のようにサイプ２４を形成する壁部２６Ａに段部２８が設けられた結果として、本実施の形態では、サイプ２４の延びる方向に対して交差する方向である直交する方向に沿った小ブロック２６の表面側の厚さ寸法Ｂが５．４ｍｍとし、またこの小ブロック２６の根元側の厚さ寸法Ａが６ｍｍとした。つまり、小ブロック２６の表面側の厚さ寸法Ｂが、この小ブロック２６の根元側の厚さ寸法Ａに比較して薄く形成されることになる。尚、図２において右側のブロック２０の端部にも、サイプ２４の一方の壁部２６Ａに設けられた段部２８に対応して、段部３０を有している。
【００２６】次に、本実施の形態に係る空気入りタイヤ１０の作用を以下に説明する。本実施の形態に係る空気入りタイヤ１０は、円環状に形成されるトレッド１４の路面と接する踏面部に、溝部２２で区画されるブロック２０を有するようなトレッドパターンを備えている。また、このブロック２０に複数のサイプ２４が設けられることで、サイプ２４相互間及びブロック２０の端部とサイプ２４との間に、小ブロック２６が形成されている。
【００２７】そして、サイプ２４が延びる方向に沿って形成される小ブロック２６の壁部２６Ａが、この壁部２６Ａの深さ方向の中程で曲がることで小ブロック２６の深さ方向の途中に段部２８が設けられており、この段部２８の存在により、サイプ２４の延びる方向に対して交差する方向に沿った小ブロック２６の表面側の厚さが、小ブロック２６の根元側の厚さに比較して薄く形成されている。
【００２８】つまり、本実施の形態では、小ブロック２６の表面側の厚さを、小ブロック２６の根元側の厚さに比較して薄くすることで、ブロック２０の表面側の剛性のみを低下させ、剪断変形時において、図３（Ｂ）の点線で示すようにブロック２０の根元付近を変形させずに、小ブロック２６の表面付近を大きく変形させて表面付近を傾かせるようにしたものである。
【００２９】この結果、小ブロック２６の傾き変形量のアップと剛性のアップとの背反した目的が、小ブロック２６の根元部分の剛性を維持しつつ表面側のみ剛性を低下させるように、小ブロック２６の深さ方向に剛性分布を持たせることで、解決された。すなわち、本実施の形態の剛性分布によれば、根元部分を変形させずに表面側の傾きのみを大きくできることから、小ブロック２６のエッヂが路面に貫入するための適正な小ブロック２６の傾きが得られるようになる。
【００３０】以上の結果、本実施の形態に係る空気入りタイヤによれば、ブロック剛性を確保しつつ、適正なブロックの倒れ込み量を得ることができ、氷上トラクション性能及び雪上トラクション性能をともに向上させることが可能となった。
【００３１】そして、本実施の形態では、小ブロック２６の一方の壁部２６Ａに段部２８が配置された構造となっているが、特に雪上トラクション性能を向上させようとする場合、センタブロック列１４Ａのブロック２０において、小ブロック２６の踏み込み側に段部２８を配置することが考えられる。また、特に雪上ブレーキ性能を向上させようとする場合、ショルダブロック列１４Ｂのブロック２０において、小ブロック２６の蹴り出し側に段部２８を配置することが考えられる。
【００３２】次に、本実施の形態の変形例について説明する。図４（Ａ）に示す本実施の形態のように段部２８を形成して小ブロック２６が途中からくびれた形となった構造の他に、まず、第１変形例として、図４（Ｂ）に示すように段部２８をテーパ状に形成することが考えられる。さらに、第２変形例として、図４（Ｃ）に示すように段部２８を円弧状に形成することが考えられる。また、第３変形例として、図４（Ｄ）に示すように段部２８をブロック２０の深さ方向の中程に複数（本変形例では２ヵ所）配置して階段状にすることが考えられる。つまり、これらの変形例のように、壁部を屈曲したり湾曲させたりして段部２８を形成し、この段部２８の形状及び数を適宜選択することで、目的に合わせた最適な構造が得られることになる。
【００３３】一方、ブロック２０の表面からのこれら段部２８の図３（Ａ）及び図４に示す最深部高さとなる寸法Ｆ１は、ブロック２０全体の高さ寸法Ｈの１０％から５０％の寸法とすることが好ましい。更に好ましくは２０％～４０％とすることである。また、図３（Ａ）及び図４に示すサイプ２４相互間及び、ブロック２０の端部とサイプ２４との間の小ブロック２６の表面側の厚さ寸法Ｂを、根元側の厚さ寸法Ａの７０～９５％の寸法とすることが好ましく、更に好ましくは８５％～９０％とすることである。
【００３４】次に、本実施の形態で説明した空気入りタイヤの実施例と従来例に係るタイヤとを比較して走行試験を行った結果を、以下の表１の基づきに説明する。つまり、表１に示す比較例１は、図５に示す厚さ寸法Ａと同一の厚みとなる小ブロック１２６を有した従来の空気入りタイヤであり、比較例２は、図６に示す厚さ寸法Ｂと同一の厚みとなる小ブロック１２６を有した従来の空気入りタイヤである。これに対して表１に示す実施例は、一実施の形態の図２及び図３に示す空気入りタイヤに対応している。
【００３５】そして、これらの各タイヤを車両に装着して氷上及び雪上で発進テスト、即ち氷上トラクション性能及び雪上トラクション性能を評価する為のトラクションテストを行い、下記の表１の結果が得られた。
【００３６】
【表１】

【００３７】尚、トラクションテストとしては、静止状態から徐々に加速し５０ｍ走行するまでの時間（加速タイム）を測定するようにした。また、表１に示す評価結果の各欄内の値は、従来品である比較例１の加速タイムを各タイヤの試験タイムである加速タイムで割り、１００をかけて指数化したものであり、指数が大であれば良好な結果となる。
【００３８】上記の表１の結果として、サイプの深さ方向中程に段部を設けた本実施の形態に係る空気入りタイヤである実施例が、従来のタイヤよりも氷上トラクション性が向上していることが判明した。ここで、走行試験の際に用いられたタイヤのサイズは１９５／６５Ｒ１５であり、リムのサイズは６Ｊ－１５であり、タイヤの内圧が約２００ＫＰａである。
【００３９】尚、上記の実施の形態においてサイプや段部の構造は図面に示したものに限定されず、他の構造としても良い。また、上記の実施の形態で用いられるトレッドを構成するトレッドゴムとしては、発泡ゴムやその他の種類のゴム材を採用することができる。
【００４０】
【発明の効果】本発明の空気入りタイヤは上記構成としたので、ブロック剛性を確保しつつ、適正なブロックの倒れ込み量を得ることで、氷上トラクション性能及び雪上トラクション性能をともに向上できるという優れた効果を有する。

【出願人】	【識別番号】０００００５２７８【氏名又は名称】株式会社ブリヂストン【住所又は居所】東京都中央区京橋１丁目１０番１号
【出願日】	平成１３年１２月２１日（２００１．１２．２１）
【代理人】	【識別番号】１００１０１２６９【弁理士】【氏名又は名称】飯塚道夫
【公開番号】	特開２００３－１８２３１３（Ｐ２００３－１８２３１３Ａ）
【公開日】	平成１５年７月３日（２００３．７．３）
【出願番号】	特願２００１－３８８６５７（Ｐ２００１－３８８６５７）