特開 2024-58807 空気入りタイヤおよびタイヤ成型用金型

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024058807

(43)【公開日】2024-04-30

(54)【発明の名称】空気入りタイヤおよびタイヤ成型用金型

(51)【国際特許分類】

   B60C 11/12 20060101AFI20240422BHJP

   B60C 11/03 20060101ALI20240422BHJP

   B29C 33/02 20060101ALI20240422BHJP

【ＦＩ】

B60C11/12 A

B60C11/12 C

B60C11/03 300A

B29C33/02

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022166141

(22)【出願日】2022-10-17

(71)【出願人】

【識別番号】000003148

【氏名又は名称】ＴＯＹＯ ＴＩＲＥ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】鎌田 信行

(72)【発明者】

【氏名】佐藤 恵介

【テーマコード（参考）】

3D131

4F202

【Ｆターム（参考）】

3D131BB01

3D131BC12

3D131BC15

3D131BC18

3D131EB83V

3D131EB83X

3D131EB83Z

3D131EB91V

3D131EB91X

3D131EC12V

3D131EC12X

3D131EC12Z

3D131LA28

4F202AH20

4F202CA21

4F202CU01

(57)【要約】

【課題】スノー性能を向上させることができる空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】サイプ４０が形成されたブロック３０を含むトレッド２０を有する空気入りタイヤ１０であって、サイプ４０の少なくとも一方の壁面４１は、タイヤ径方向Ｚから見て複数の曲がり部分４２からなる波型に形成され、曲がり部分４２は、サイプ４０において内側に膨出する内曲がり部分４２Ａと、サイプ４０において外側に膨出する外曲がり部分４２Ｂと、を含み、内曲がり部分４２Ａと外曲がり部分４２Ｂとの曲率半径が異なる。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

サイプが形成されたブロックを含むトレッドを有する空気入りタイヤであって、
前記サイプの少なくとも一方の壁面は、タイヤ径方向から見て複数の曲がり部分からなる波型に形成され、
前記曲がり部分は、前記サイプにおいて内側に膨出する内曲がり部分と、前記サイプにおいて外側に膨出する外曲がり部分と、を含み、
前記内曲がり部分と前記外曲がり部分との曲率半径が異なる、
空気入りタイヤ。

【請求項2】

請求項１に記載の空気入りタイヤであって、
前記内曲がり部分の曲率半径は、前記外曲がり部分の曲率半径よりも大きい、
空気入りタイヤ。

【請求項3】

請求項１または２に記載の空気入りタイヤであって、
前記波型のピッチをＰとし、前記サイプの厚みをｔとし、前記内曲がり部分の曲率半径をＲ１としたとき、下記の式が成立する、
空気入りタイヤ。
[数１]０．５×Ｐ－０．５×ｔ≦Ｒ１≦０．６×Ｐ

【請求項4】

請求項３に記載の空気入りタイヤであって、
前記外曲がり部分の曲率半径をＲ２としたとき、下記の式が成立する、
空気入りタイヤ。
[数２]１．１≦Ｒ１／Ｒ２≦６．０

【請求項5】

タイヤのトレッドのブロックにサイプを形成するためのサイプブレードを備えるタイヤ成型用金型であって、
前記サイプブレードの少なくとも一方の側面は、タイヤ径方向から見て複数の曲がり部分からなる波型に形成され、
前記曲がり部分は、前記サイプブレードにおいて内側に膨出する内曲がり部分と、前記サイプブレードにおいて外側に膨出する外曲がり部分と、を含み、
前記内曲がり部分と前記外曲がり部分との曲率半径が異なる、
タイヤ成型用金型。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、サイプが形成されたブロックを含むトレッドを有する空気入りタイヤ、および当該空気入りタイヤを成型するタイヤ成型用金型に関する。

【背景技術】

【0002】

空気入りタイヤは、路面に接地する部分であるトレッドを有している。トレッドは、複数のブロックを含んでいる。各ブロックには、サイプが形成されている。サイプによれば、氷雪路においてエッジ効果および除水効果が得られる。空気入りタイヤのサイプは、タイヤ成型用金型が備えているサイプブレードを用いて成型される。

【0003】

例えば、特許文献１には、サイプの波型の振幅がタイヤ径方向のブロック表面側から底面側に向かうに従って徐々に小さくなるように形成される技術が開示されている。また、特許文献２には、サイプの壁面の一方のトレッド表面に窪みを設けて、タイヤ径方向のブロック表面側から底面側に向かうに従って当該窪みの断面積を減少させる技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２００３－１１８３２２号公報

【特許文献2】特開２０１０－２０２００９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、特許文献１および特許文献２に開示された空気入りタイヤでは、スノー性能を向上させるにあたって改善の余地がある。ここで、スノー性能とは、氷雪路における制動性能または旋回性能のことである。

【0006】

そこで、本発明は、スノー性能を向上させることができる空気入りタイヤおよびタイヤ成型用金型を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明に係る空気入りタイヤは、サイプが形成されたブロックを含むトレッドを有する空気入りタイヤであって、サイプの少なくとも一方の壁面は、タイヤ径方向から見て複数の曲がり部分からなる波型に形成され、曲がり部分は、サイプにおいて内側に膨出する内曲がり部分と、サイプにおいて外側に膨出する外曲がり部分と、を含み、内曲がり部分と外曲がり部分との曲率半径が異なることを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明の空気入りタイヤによれば、スノー性能を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態の一例である空気入りタイヤのブロックを示す模式平面図である。

【図2】図１のＡ領域の拡大図である。

【図3】図２のＢ領域の拡大図である。

【図4】制駆動時の図２のＢ領域の拡大図である。

【図5】実施形態の一例であるタイヤ成型用金型を示す模式図である。

【図6】実施形態の一例であるサイプブレードを示す斜視図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、本発明の実施形態の一例について詳細に説明する。以下の説明において、具体的な形状、材料、方向、数値等は、本発明の理解を容易にするための例示であって、用途、目的、仕様等に合わせて適宜変更することができる。

【0011】

［空気入りタイヤ］
図１を用いて、実施形態の一例である空気入りタイヤ１０について説明する。

【0012】

図１に示すように、空気入りタイヤ１０は、ブロック３０を含むトレッド２０を有している。また、ブロック３０には、サイプ４０が形成されている。空気入りタイヤ１０によれば、詳細は後述するが、スノー性能を向上させることができる。

【0013】

以下では、タイヤ軸方向Ｘ、タイヤ周方向Ｙおよびタイヤ径方向Ｚに従って、各部材について説明する。また、タイヤ軸方向Ｘでは、タイヤ幅において赤道ＣＬを用いて説明する場合もある。

【0014】

トレッド２０は、空気入りタイヤ１０において路面に接地する部分である。トレッド２０は、主溝２１と副溝２２とによって区切られる複数のブロック３０を有している。ブロック３０は、それぞれ平面視にて赤道ＣＬに向かうに従ってタイヤ軸方向Ｘの長さが小さくなる矩形状に形成され、トレッド２０において整列して形成されている。ただし、本実施形態のブロック３０の形状に限定されることなく、ブロック３０は、主溝２１と副溝２２とで区切られていれば、ひし形でもよく、平行四辺形でもよく、特に形状が限定されることはない。

【0015】

主溝２１は、タイヤ周方向Ｙに沿って延びる溝である。主溝２１は、タイヤ周方向Ｙに沿って直線状に形成されている。副溝２２は、タイヤ軸方向Ｘに沿って延びる溝である。副溝２２は、タイヤ軸方向Ｘに沿って直線状に形成されている。ただし、本実施形態の主溝２１または副溝２２の形状に限定されることなく、主溝２１がタイヤ周方向Ｙに対して傾斜して形成されていてもよく、副溝２２がタイヤ軸方向Ｘに対して傾斜して形成されていてもよい。

【0016】

［サイプ］
図２を用いて、サイプ４０について説明する。

【0017】

図２に示すように、ブロック３０には、サイプ４０が形成されている。サイプ４０は、タイヤ軸方向Ｘに沿って延びる溝である。サイプ４０の壁面４１は、詳細は後述するが、タイヤ軸方向Ｘに沿って波型に形成されている。サイプ４０は、ブロック３０のタイヤ周方向Ｙにおいて等間隔に例えば３本形成されている。サイプ４０の溝の深さは、ブロック３０のタイヤ径方向Ｚの長さの６０～８０％であることが好ましい。

【0018】

ただし、本実施形態のサイプ４０の本数および形状に限定されることなく、ブロック３０に３～５本のサイプ４０が形成されていてもよい。また、サイプ４０は、タイヤ軸方向Ｘに対し傾斜して形成されていてもよい。さらに、サイプ４０は、ブロック３０の端側を貫通するオープンサイプであってもよく、ブロック３０の端側を貫通しないクローズサイプであってもよい。

【0019】

サイプ４０によれば、ブロック３０を軟らかくして路面への接触面を増加させて路面との摩擦力を向上させている。また、サイプ４０によれば、氷雪路においてエッジ効果および除水効果が得られる。エッジ効果とは、氷雪路においてブロック３０またはサイプ４０の角で路面を引っ掻きグリップ力を増加させることができる効果である。除水効果とは、氷雪路においてサイプ４０の空隙に水を取り込むことができる効果である。

【0020】

［サイプの波型］
図３および図４を用いて、サイプ４０の波型について説明する。

【0021】

サイプ４０の壁面４１は、タイヤ径方向Ｚからみて波型に形成されている。換言すれば、サイプ４０の壁面４１は、タイヤ径方向Ｚに垂直な断面視において波型に形成されている。ここで、サイプ４０の壁面４１とは、サイプ４０のタイヤ周方向Ｙに垂直な壁（面）である。また、サイプ４０の壁面４１に形成される波型は、タイヤ径方向Ｚのブロック表面側から底面側まで同じ形状が形成されるものとする。サイプ４０の壁面４１を波型に形成することによって、上述したエッジ効果をさらに増加させることができる。

【0022】

ただし、本実施形態のサイプ４０のように一方の壁面４１と他方の壁面４１とが波型に形成されている構成に限定されることなく、サイプ４０の一方の壁面４１のみが波型に形成されていてもよく、サイプ４０の他方の壁面４１のみが波型に形成されていてもよい。

【0023】

より詳細には、サイプ４０の壁面４１は、タイヤ径方向Ｚからみて複数の曲がり部分４２からなる波型に形成されている。ここで、複数の曲がり部分４２は、サイプ４０において内側に膨出する内曲がり部分４２Ａと、サイプ４０において外側に膨出する外曲がり部分４２Ｂとを含んでいる。また、内曲がり部分４２Ａと外曲がり部分４２Ｂとは、交互に形成されて波型を形成している。さらに、内曲がり部分４２Ａと外曲がり部分４２Ｂとの間には、直線状のストレート部分４３が形成されている。

【0024】

換言すれば、サイプ４０の幅（タイヤ周方向Ｙの長さ）の中心にサイプ４０の長手方向に沿って基準線ＲＬを引いたときに、内曲がり部分４２Ａは基準線ＲＬに向かって膨出する曲がり部分４２であって、外曲がり部分４２Ｂは基準線ＲＬとは反対側に向かって膨出する曲がり部分４２である。

【0025】

内曲がり部分４２Ａと外曲がり部分４２Ｂとは、曲率半径が異なるように形成されている。また、内曲がり部分４２Ａの曲率半径は、外曲がり部分４２Ｂの曲率半径よりも大きくなるように形成されている。なお、曲率半径が大きいとは、曲線が緩やかなことを示す。

【0026】

内曲がり部分４２Ａの中心と外曲がり部分４２Ｂの中心との距離（波型のピッチ）をＰとし、サイプ４０の厚み（タイヤ周方向の長さ）をｔとし、内曲がり部分４２Ａの曲率半径をＲ１としたとき、下記の式が成立する、
[数１]０．５×Ｐ－０．５×ｔ≦Ｒ１≦０．６×Ｐ

【0027】

ここで、内曲がり部分４２Ａの曲率半径Ｒ１が０．６×Ｐより大きい場合には、波型が小さくなり、サイプ４０の壁面４１での拘束力が小さくなり倒れ込み防止性能が低下する。また、内曲がり部分４２Ａの曲率半径Ｒ１が０．５×Ｐ－０．５×ｔより小さい場合には、内曲がり部分４２Ａと外曲がり部分４２Ｂとの隙間が小さくなり、雪柱せん断性能が低下する。

【0028】

また、外曲がり部分４２Ｂの曲率半径をＲ２としたとき、曲率半径Ｒ２は下記の式の範囲である。
[数２]１．１≦Ｒ１／Ｒ２≦６．０
さらに、曲率半径Ｒ２は下記の式の範囲であることが好ましい。
[数３]１．５≦Ｒ１／Ｒ２≦４．０

【0029】

ここで、内曲がり部分４２Ａと外曲がり部分４２Ｂとの隙間が大きくなりすぎた場合には、サイプ４０の壁面４１での拘束力が小さくなる。

【0030】

［効果］
空気入りタイヤ１０によれば、サイプ４０の壁面４１を上述したような波型とすることによって、スノー性能をさらに向上させることができる。ここで、スノー性能とは、雪上性能とアイス性能とを含んでいる。雪上性能とは、雪上における制動性能または旋回性能のことであって、アイス性能とは、凍結路面における制動性能または旋回性能のことである。

【0031】

より詳細には、サイプ４０の壁面４１を上述したような波型とすることによって、図４に示すように、制動時または駆動時には、内曲がり部分４２Ａと外曲がり部分４２Ｂとの間に若干の隙間が生じ、吸水性能および雪柱せん断性能を向上させることができる。雪柱せん断力とは、ブロック３０が雪を踏んで固めて雪の柱をつくり、当該柱を蹴り出すことで駆動力を得ることである。これにより、空気入りタイヤ１０の雪上性能を向上させることができる。

【0032】

また、サイプ４０の壁面４１を上述したような波型とすることによって、サイプ４０のエッジ効果をさらに増加させてアイス性能を向上させることができる。

【0033】

［タイヤ成型用金型］
図５を用いて、実施形態の一例である金型５０について説明する。

【0034】

タイヤ成型用金型としての金型５０は、上述した空気入りタイヤ１０を成型する金型である。空気入りタイヤ１０は、上述したようにサイプ４０が形成されたブロック３０を含むトレッド２０と、側面を形成するサイドウォール（図示なし）とを有している。金型５０によれば、スノー性能を向上させることができる空気入りタイヤ１０を成型することができる。

【0035】

以下では、金型５０によって成型される上述した空気入りタイヤ１０のタイヤ軸方向Ｘ、タイヤ周方向Ｙおよびタイヤ径方向Ｚに従って、各部材について説明する。

【0036】

金型５０は、空気入りタイヤ１０のトレッド２０の表面を成型するトレッド金型５１と、サイドウォールの表面を成型する一対のサイド金型５２とを有している。

【0037】

トレッド金型５１は、トレッド成形面５３を有する本体５４と、トレッド成形面５３から突出している突起５５と、トレッド成形面５３から突出して突起５５同士の間に設けられるサイプブレード６０とを有している。

【0038】

本体５４は、金属材料によって構成され、例えばアルミニウム合金から構成されている。アルミニウム合金として、例えばＡＣ４系、ＡＣ７系等が好適に用いられる。突起５５は、空気入りタイヤ１０に主溝２１を成型する部分である。突起５５は、本体５４を構成する金属材料と同じ材料である。

【0039】

［サイプブレード］
図６を用いて、実施形態の一例であるサイプブレード６０について説明する。

【0040】

サイプブレード６０は、空気入りタイヤ１０のサイプ４０を成型する。サイプブレード６０は、突起５５同士の間においてトレッド成形面５３からタイヤ径方向Ｚに突出している。サイプブレード６０は、平板状であって金属材料から構成され、例えばステンレス鋼から構成されてもよい。ステンレス鋼として、例えばＳＵＳ３０３、ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ６３０、ＳＵＳ６３１等が好適に用いられる。また、３次元造型機を用いる場合、ＳＵＳ３０４Ｌ、ＳＵＳ６３０相当材の１７－４ＰＨ等が好適に用いられる。

【0041】

サイプブレード６０の一般的な加工方法については、プレス成型機を用いて形状を形成する。本実施形態のサイプブレード６０のように厚み方向に形状変化がある場合の加工方法は、機械加工を用い切削加工による形状を形成する。また、３次元造型機を用いることで、機械加工では難しい複雑な形状を形成してもよい。

【0042】

サイプブレード６０の側面６１は、タイヤ径方向Ｚからみて波型に形成されている。また、サイプブレード６０の側面６１に形成される波型は、タイヤ径方向Ｚのブロック表面側から底面側まで同じ形状とする。

【0043】

より詳細には、サイプブレード６０の側面６１は、タイヤ径方向Ｚからみて複数の曲がり部分６２からなる波型に形成されている。ここで、複数の曲がり部分６２は、サイプブレード６０において内側に膨出する内曲がり部分６２Ａと、サイプブレード６０において外側に膨出する外曲がり部分６２Ｂとを含んでいる。また、内曲がり部分６２Ａと外曲がり部分６２Ｂとは、交互に形成されて波型を形成している。

【0044】

内曲がり部分６２Ａと外曲がり部分６２Ｂとは、曲率半径が異なるように形成されている。また、内曲がり部分６２Ａの曲率半径は、外曲がり部分６２Ｂの曲率半径よりも大きくなるように形成されている。

【実施例0045】

以下、実施例により本発明をさらに説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

【0046】

＜比較例１＞
図１～図４に示すサイプの壁面に曲がり部分が形成された空気入りタイヤＢ１（タイヤサイズ：２０５／５５Ｒ１６、リムサイズ：１６×６．５ＪＪ）を作製した。各サイプの厚みｔ、各サイプの壁面に形成された波型のピッチＰ、内曲がり部分の曲率半径Ｒ１、外曲がり部分の曲率半径Ｒ２は、下記の通りである。
波型のピッチＰ：２．０ｍｍ
サイプの厚みｔ：０．５ｍｍ
内曲がり部分の曲率半径Ｒ１：０．７５
外曲がり部分の曲率半径Ｒ２：１．２５

【0047】

＜比較例２＞
外曲がり部分の曲率半径Ｒ２を変更した以外は、比較例１と同様にして空気入りタイヤＢ２を作製した。
波型のピッチＰ：２．０ｍｍ
サイプの厚みｔ：０．５ｍｍ
内曲がり部分の曲率半径Ｒ１：０．７５
外曲がり部分の曲率半径Ｒ２：０．７５

【0048】

＜実施例１＞
外曲がり部分の曲率半径Ｒ２を変更した以外は、比較例１と同様にして空気入りタイヤＡ１を作製した。
波型のピッチＰ：２．０ｍｍ
サイプの厚みｔ：０．５ｍｍ
内曲がり部分の曲率半径Ｒ１：０．７５
外曲がり部分の曲率半径Ｒ２：０．６５

【0049】

＜実施例２＞
外曲がり部分の曲率半径Ｒ２を変更した以外は、比較例１と同様にして空気入りタイヤＡ２を作製した。
波型のピッチＰ：２．０ｍｍ
サイプの厚みｔ：０．５ｍｍ
内曲がり部分の曲率半径Ｒ１：０．７５
外曲がり部分の曲率半径Ｒ２：０．５０

【0050】

＜実施例３＞
外曲がり部分の曲率半径Ｒ２を変更した以外は、比較例１と同様にして空気入りタイヤＡ３を作製した。
波型のピッチＰ：２．０ｍｍ
サイプの厚みｔ：０．５ｍｍ
内曲がり部分の曲率半径Ｒ１：０．７５
外曲がり部分の曲率半径Ｒ２：０．３０

【0051】

＜実施例４＞
内曲がり部分の曲率半径Ｒ１、外曲がり部分の曲率半径Ｒ２を変更した以外は、比較例１と同様にして空気入りタイヤＡ４を作製した。
波型のピッチＰ：２．０ｍｍ
サイプの厚みｔ：０．５ｍｍ
内曲がり部分の曲率半径Ｒ１：１．２０
外曲がり部分の曲率半径Ｒ２：０．３０

【0052】

空気入りタイヤＡ１～Ａ４、Ｂ１～Ｂ２について、空気圧２３０ｋＰａとしてテスト車両（前輪駆動車、排気量２０００ｃｃ）の全輪に装着し、下記の方法により、雪上性能およびアイス性能の評価を行い、評価結果を表１に示した。

【0053】

［雪上性能の評価］
上記テスト車両で雪道を走行し、運転者の官能で評価した。比較例１の操縦安定性能と比較して、「非常に悪い」、「悪い」、「やや悪い」、「同等」、「やや良い」、「良い」、「非常に良い」の７段階で評価した。

【0054】

［アイス性能の評価］
上記テスト車両でアイス路面を時速４０ｋｍで走行し、時速４０ｋｍから停止させて０ｋｍになるまでの制動距離を計測した。比較例１の結果を１００とする指数で評価し、指数が大きいほどアイス制動性能が優れていることを示している。

【0055】

【表1】

【0056】

表１に示すように、比較例１では、内曲がり部分と外曲がり部分とのそれぞれの頂部同士は閉じるものの、ストレート部分同士に隙間が生じるため、ブロック倒れ込み時にサイプ長手方向においてブロックの挙動が生じる。

【0057】

比較例２では、比較例１と比較して、サイプ倒れ込み防止効果が向上するため、アイス性能は若干良い傾向になるものの、サイプに隙間がないため、吸水性および雪柱せん断の効果が得られていない。

【0058】

実施例１～３では、比較例１、２と比較して、エッジ効果が増加しているため、アイス性能が向上されている。また、サイプに隙間ができるため、吸水性および雪柱せん断の効果が向上され、雪上性能が向上されている。

【0059】

実施例４では、サイプ倒れ込み防止時にサイプの壁面同士の長手方向を支える力が小さくなるものの、エッジ効果が増加しており、比較例２と同様のアイス性能が得られている。また、サイプの隙間が大きく形成されるため、吸水性と雪柱せん断の効果が向上されるものの、サイプ倒れ込み防止効果が低下するため、雪上性能は実施例３と同様になっている。

【0060】

なお、本発明は上述した実施形態およびその変形例に限定されるものではなく、本願の特許請求の範囲に記載された事項の範囲内において種々の変更や改良が可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0061】

１０ 空気入りタイヤ、２０ トレッド、２１ 主溝、２２ 副溝、３０ ブロック、４０ サイプ、４１ 壁面、４２ 曲がり部分、４２Ａ 内曲がり部分、４２Ｂ 外曲がり部分、４３ ストレート部分、５０ 金型、５１ トレッド金型、５２ サイド金型、５３ トレッド成形面、５４ 本体、５５ 突起、６０ サイプブレード、６１ 側面、６２ 曲がり部分、６２Ａ 内曲がり部分、６２Ｂ 外曲がり部分

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】