JP6186260B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、トレッド部にタイヤ周方向に沿って延びる主溝が設けられた空気入りタイヤに関する。

砂利道などを走行した際に、路上の石がタイヤのトレッド部の主溝に挟み込まれる、いわゆる石噛みを起こすことがある。このような石噛みを起こした状態で車両が走行を続けタイヤが転動すると、主溝に挟み込まれた石が溝底を圧迫したり、主溝を押し広げようとする力が作用したりするため、溝底にクラックなどの損傷が生じやすくなる。

そこで、従来、主溝の溝底や溝側壁に突起を設け、それにより石噛みを防止した空気入りタイヤが下記特許文献１〜３に提案されている。

しかしながら、上記のタイヤでは、溝底近傍において石噛みの発生を抑えることができるが、主溝の開口端近傍において石の進入を防ぐことができない問題がある。これに対して、突起の溝底からの突出高さを大きく設定することも考えられるが、その場合、突起の剛性が低下するため、石の進入を防止できなくなったり、あるいは、溝容積が減少するため、濡れた路面における走行性能（ウエット性能）が低下したりするという問題がある。

また、上記のタイヤでは、主溝に設けられた突起が溝底に存在しているため、突起が溝底から急激に立ち上がる形状となり、溝底と突起との境界部分をなだらかな曲面形状に設けることができず、突起の付け根部分（つまり、溝底と突起との境界部分）を起点としてクラックが発生しやすいという問題がある。

特開２００７−２１０５６８号公報 特開２００２−３７０５１０号公報 特開平４−１８３６０９号公報

本発明はこのような問題を考慮してなされたものであり、ウエット性能の低下を抑えつつ、主溝の開口端近傍において石の進入を防止することができ、しかも、突起の付け根部分を起点とするクラックの発生も抑えることができる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明に係る空気入りタイヤは、トレッド部にタイヤ周方向に沿って延びる主溝と、前記主溝の溝側壁から主溝内方へ向けて突出する突起とが設けられた空気入りタイヤにおいて、前記突起は、前記主溝の溝底に向かうほど前記溝側壁からの突出量が小さくなり前記溝底よりタイヤ径方向外方において終端し、かつ、前記突起の突出方向先端側に向かうほどタイヤ周方向に沿った長さが短くなり、タイヤ径方向外側に向いた突起外面から前記主溝の溝底に向かうほどタイヤ周方向に沿った長さが短くなることを特徴とする。

本発明に係る空気入りタイヤの好ましい態様として、前記突起は、タイヤ周方向に向いた突起側面が、内側にえぐれていてもよく、この場合に前記突起側面が断面円弧状の曲面をなしていることが好ましい。また、本発明に係る空気入りタイヤにおいて、前記突起は、前記主溝の溝底に向かうほどタイヤ周方向に沿った長さが短くなってもよく、タイヤ径方向外方に向いた突起外面が、前記突起の突出方向先端側に向かうほど溝底側へ傾斜してもよく、タイヤ径方向外方に向いた突起外面が、前記トレッド部の接地面より溝底側に位置してもよく、前記主溝において対向する一対の溝側壁にタイヤ周方向に沿って交互に設けられてもよい。

本発明によれば、ウエット性能の低下を抑えつつ、主溝の開口端近傍において石の進入を防止することができ、しかも、溝底と突起との境界部分を起点とするクラックの発生も抑えることができる。

本発明の第１実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドパターンを示す展開図である。 図１の要部拡大図である。 図１の空気入りタイヤの主溝に設けられた突起の斜視図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 図１の空気入りタイヤの主溝に設けられた突起の正面図である。 （ａ）、（ｂ）は、主溝に挟まった石を排出するメカニズムを示す突起の正面図である。 接地状態における図２のＡ−Ａ断面図である。 （ａ）は本発明の変更例１に係る空気入りタイヤの主溝に設けられた突起の斜視図、（ｂ）は同突起の断面図である。 （ａ）は本発明の変更例２に係る空気入りタイヤの主溝に設けられた突起の斜視図、（ｂ）は同突起の断面図を示すである。 （ａ）は本発明の変更例３に係る空気入りタイヤの主溝に設けられた突起の斜視図、（ｂ）は同突起の断面図である。 比較例１に係る空気入りタイヤの主溝に設けられた突起の断面図を示す。 （ａ）は比較例２に係る空気入りタイヤの主溝に設けられた突起の斜視図、（ｂ）は同突起の断面図である。 （ａ）は比較例３に係る空気入りタイヤの主溝に設けられた突起の斜視図、（ｂ）は同突起の断面図である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について図面を参照して説明する。

本実施形態に係る空気入りタイヤは、図示を省略したが、左右一対のビード部及びサイドウォール部と、左右のサイドウォール部の径方向外側端部同士を連結するように両サイドウォール部間に設けられたトレッド部１０とを備えて構成されている。この空気入りタイヤは一対のビード部間にまたがって延びるカーカスを備える。

カーカスは、トレッド部１０からサイドウォール部を経て、ビード部に埋設されたビードコアにて両端部が係止された少なくとも１枚のカーカスプライからなり、上記した各部を補強する。

トレッド部１０におけるカーカスの外周側には、２層以上のゴム被覆されたスチールコート層からなるベルトが設けられており、カーカスの外周でトレッド部１０を補強する。

空気入りタイヤにおいて接地面１１を構成するトレッド部１０の表面には、図１に示すように、タイヤ周方向Ｘに沿って延びる主溝１２が設けられている。本実施形態では、本実施形態では、トレッド面に、タイヤ周方向に直線状に延びる４本の主溝１２と、各主溝１２の間の陸部をブロック１４に区分する横溝１６と、タイヤ幅方向最外側に位置する主溝１２の外側にてタイヤ周方向に連続して延びるショルダーリブ１８とが設けられている。

主溝１２を区画する一対の溝側壁１２ａには、図１及び図２に示すように、対向する溝側壁１２ａに向けて主溝１２の内方へ突出する突起２０が、タイヤ周方向Ｘに間隔をあけて複数設けられている。本実施形態では、突起２０が、主溝１２を挟んで対向する一対の溝側壁１２ａにタイヤ周方向Ｘに沿って交互に設けられている。

主溝１２の溝側壁１２ａに設けられた複数の突起２０は、いずれも同一の形状をなしており、図３〜図５に示すように、タイヤ周方向Ｘに向いた一対の突起側面２０ａと、タイヤ径方向外方Ｚ１に向いた突起外面２０ｂと、主溝１２を挟んで溝側壁１２ａに対向する突起正面２０ｃとを備える。

より具体的には、突起正面２０ｃが、主溝１２の深さ方向に相当するタイヤ径方向Ｚに対して、溝底１２ｂに向かうほど溝側壁１２ａに近づくように傾斜しており、突起２０は、主溝１２の溝底１２ｂに向かうほど溝側壁１２ａからの突出量が小さくなり溝底１２よりタイヤ径方向外方Ｚ１において（つまり、溝底１２ｂに到達する前に）終端している。また、突起２０は、主溝１２の幅方向に相当する突起２０の突出方向Ｙの先端側に向かうほど（つまり、溝側壁１２ａから離れるほど）タイヤ周方向Ｘに沿った長さが短くなる先細形状をなしており、本実施形態では、一対の突起側面２０ａが、突起２０の内側に向かってえぐれるように湾曲する断面円弧状の曲面で構成されている（図２及び図３参照）。

突起２０の突起正面２０ｃは、溝底１２ｂに向かうほどタイヤ周方向Ｘに沿った長さが短くなる溝底１２ｂに向かって細くなる形状をなしており、突起正面２０ｃにおけるタイヤ径方向外側Ｚ１の長さＬ１が、タイヤ径方向内側Ｚ２の長さＬ２に比べて大きくなっている（図３及び図５参照）。

突起２０の突起外面２０ｂは、接地面１１より溝底１２ｂ側に設けられており、本実施形態では、図４に示すように、接地面１１より距離Ｄ２だけ溝底１２ｂ側にずれた位置に溝側壁１２ａとの接合部分が配置されている。また、突起外面２０ｂは、図４に示すようなタイヤが非接地状態にあると、突起２０の突出方向Ｙの先端側に向かうほど溝底１２ｂ側へ傾斜している。

ここで、図２、図４及び図５を参照して、本実施形態の空気入りタイヤの各種寸法の一例を挙げると、トレッドパターンの繰り返しのピッチ長が５０ｍｍ、主溝１２の開口側（接地面１１側）の溝幅Ｗが１１ｍｍ、主溝１２の深さＤが１４ｍｍの場合に、突起外面２０ｂと溝側壁１２ａとの接合位置から突起外面２０ｂの突出方向Ｙの先端までの長さ（突出量）Ｗ１を溝幅Ｗの３５％以上（例えば、長さＷ１＝５ｍｍ）に設定することができ、突起正面２０ｃのタイヤ径方向外側Ｚ１（言い換えれば、突起外面２０ｂの突出方向Ｙの先端側）のタイヤ周方向Ｘに沿った長さＬ１を４ｍｍ〜１０ｍｍの範囲（例えば、Ｌ１＝７ｍｍ）に設定することができ、突起正面２０ｃのタイヤ径方向内側Ｚ２のタイヤ周方向Ｘに沿った長さＬ２を３ｍｍ、接地面１１から突起外面２０ｂまでのタイヤ径方向Ｚに沿った長さＤ１を２ｍｍ、接地面１１から突起正面２０ｃのタイヤ径方向内側Ｚ２（言い換えれば、突起正面２０ｃと溝側壁１２ａとの接合位置）までのタイヤ径方向Ｚに沿った長さＤ２を１１ｍｍ、タイヤ径方向Ｚに対する突起正面２０ｃの角度θ１を２０°、突起２０の突出方向Ｙに対する突起外面の角度θ２を２°とすることができる。

このような本実施形態における空気入りタイヤでは、主溝１２への石の進入を防止する突起２０が、主溝１２の溝底１２ｂに向かうほど溝側壁１２ａからの突出量が小さくなり溝底１２よりタイヤ径方向外方Ｚ１において終端しており、溝底１２ｂに突起２０が存在していないため、溝底１２ｂをなだらかな曲面形状に設けることが可能となり、クラックの発生を抑えることができるとともに、主溝１２の溝容積を十分に確保することができウエット性能の低下を抑えることができる。

特に、本実施形態では、主溝１２の溝底１２ｂ側の溝容積の減少を抑えることができるため、ウエット性能が低下しやすいタイヤ摩耗時において、主溝１２に突起２０を設けても溝容積を確保することができ、ウエット性能とを低下させることなく、突起２０によって石噛みを防止することができる
また、本実施形態の空気入りタイヤでは、主溝１２の溝側壁１２ａから突出する突起２０が、突出方向Ｙの先端側に向かうほどタイヤ周方向Ｘに沿った長さが短くなる先細形状をなしているため、突起２０と主溝１２の溝側壁１２ａとを緩やかな角度で接合して、突起２０と主溝１２の溝側壁１２ａとの接合部分への応力集中を緩和することができ、当該接合部分を起点とするクラックの発生を抑えることができる。しかも、本実施形態では、突起２０と溝側壁１２ａとの接合部分を構成する突起側面２０ａが、突起２０の内側に向かってえぐれるように湾曲する断面円弧状の曲面をなしているため、突起２０と主溝１２の溝側壁１２ａとの接合部分を、なめらかな曲面で接合することができ、より一層、突起２０と溝側壁１２ａとの接合部分を起点とするクラックの発生を抑えることができる。

また、本実施形態では、主溝１２に設けられた突起２０が、溝底１２ｂに向かうほどタイヤ周方向Ｘに沿った長さが短くなり、溝底１２ｂに向かって先細形状をなしており、接地面１１側に比べて溝底１２ｂ側の剛性が低くなっている。そのため、主溝１２の溝側壁１２ａの間に石Ｓが進入しても、図６（ａ）に示すように、突起２０の突起外面２０ｂによって更に溝底１２ｂ側へ進入するのを防ぐことができることに加え、溝底１２ｂ側を低剛性に設けたことにより、図６（ｂ）に示すように、突起２０がタイヤ周方向Ｘにねじれ変形しやすくなり、突起２０のタイヤ径方向外側Ｚ１に挟み込まれた石Ｓを移動させることができるため、挟み込まれた石Ｓがタイヤ転動時の遠心力などにより主溝１２の外部へ排出されやすくなる。

また、本実施形態のように突起２０の突起外面２０ｂは、タイヤが非接地状態において、突起２０の突出方向Ｙの先端側に向かうほど溝底１２ｂ側へ傾斜しているため、接地状態では、図７において２点鎖線で示すように、突起外面２０ｂが接地面１１と略平行になるようにトレッド部１０の主溝１２及び突起２０が弾性変形して、主溝１２への石の進入をより効果的に防止することができる。

また、本実施形態の空気入りタイヤでは、突起２０の突起外面２０ｂが、トレッド部１０の接地面１１より溝底１２ｂ側に位置しており、突起２０が接地面１１より溝底１２ｂ側に離れた位置に設けられているため、摩耗が不安定になりやすいタイヤの摩耗初期において突起２０が接地することがなく接地圧を均一化することができ、タイヤの偏摩耗を抑えることができる。

しかも、本実施形態にように突起２０が、主溝１２を挟んで対向する一対の溝側壁１２ａにタイヤ周方向Ｘに沿って交互に設けられているため、突起２０の突出量を大きく設けても、対向する溝壁１２ａに設けられた突起２０に接触することがない。そのため、突起２０の突出量を大きく設定して石の進入を防止することができるとともに、対向する突起２０同士が接触することに起因した接地圧の不均一化によるタイヤの偏摩耗を抑えることができる。

なお、本発明の空気入りタイヤは、上記のように石の排出性に優れるため、非舗装道路を走行する機会が多いトラックやバスなどの比較的車両総重量が重い車両に使用される重荷重用空気入りタイヤとして特に有用であるが、乗用車用タイヤなどの各種タイヤに適用することができる。

（他の実施形態）
上記した実施形態では、主溝１２の溝側壁１２ａから突出する突起２０として、非接地状態において突起外面２０ｂが突起２０の突出方向Ｙの先端側に向かうほど溝底１２ｂ側へ傾斜し、突起側面２０ａが突起２０の内側に断面円弧状の曲面形状にえぐれ、主溝１２の溝底１２ｂに向かうほどタイヤ周方向Ｘに沿った長さが短くなる形状に設ける例を示したが、例えば、図８に示す変更例１のように、非接地状態において突起外面２０ｂを接地面１１に平行に設けたり、図９に示す変更例２のように、突起正面２０ｃのタイヤ周方向Ｘに沿った長さを主溝１２の深さ方向で一定に設けたり、図１０に示す変更例３のように、突起側面２０ａを平面に設けてもよい。

その他、一々列挙しないが、本発明の趣旨を逸脱しない限り、種々の変更が可能である。

以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

実施例１〜４及び比較例１〜３の空気入りタイヤ（タイヤサイズ：１１Ｒ２２．５ １４Ｐ．Ｒ．）を試作した。これらの各試作タイヤは、タイヤ内部構造と基本的なトレッドパターンを同一とし、主溝に設けた突起の形状を変更して作製したものである。

具体的には、実施例１は、上記第１実施形態に対応するもので、主溝１２の溝側壁１２ａから突出する突起２０が、主溝１２の溝底１２ｂに向かうほど溝側壁１２ａからの突出量が小さくなり溝底１２ｂよりタイヤ径方向外方Ｚ１において終端し、かつ、突起２０の突出方向Ｙの先端側に向かうほどタイヤ周方向Ｘに沿った長さが短く設けられ、非接地状態において突起外面２０ｂが突起２０の突出方向Ｙの先端側に向かうほど溝底１２ｂ側へ傾斜し、突起側面２０ａが突起２０の内側に円弧状にえぐれ、主溝１２の溝底１２ｂに向かうほどタイヤ周方向Ｘに沿った長さが短くなる形状に設ける例である。

実施例２は、上記した本発明の変更例１に対応するもので、非接地状態において突起外面２０ｂが接地面１１に平行に設けられた点で実施例１と相違するが、その他の構成は実施例１と共通する。

実施例３は、上記した本発明の変更例２に対応するもので、突起正面２０ｃのタイヤ周方向Ｘに沿った長さが主溝１２の深さ方向で一定に設けられた点で実施例２と相違するが、その他の構成は実施例２と共通する。

実施例４は、上記した本発明の変更例３に対応するもので、突起側面２０ａが平面に設けられた点で実施例２と相違するが、その他の構成は実施例２と共通する。

比較例１は、図１１に示すように、主溝１２の溝底１２ｂからタイヤ径方向外方Ｚ１に突起２０が突出しており、溝底１２ｂからタイヤ径方向外方Ｚ１への突出量Ｈが５ｍｍ、突起２０の主溝１２の溝幅方向の長さＥが２．４ｍｍに設定されている。

比較例２は、図１２に示すように、主溝１２の溝側壁１２ａから突出する突起２０が、主溝１２の溝底１２ｂに向かうほど溝側壁１２ａからの突出量が小さくなり溝底１２ｂよりタイヤ径方向外方Ｚ１において終端しているが、タイヤ周方向Ｘに沿った長さが突起２０の突出方向Ｙで一定に設けられている。

比較例３は、図１３に示すように、主溝１２の溝側壁１２ａから突出する突起２０が、溝底１２ｂに達して溝側壁１２ａ及び溝底１２ｂに接合されており、タイヤ周方向Ｘに沿った長さが突起２０の突出方向Ｙで一定に設けられている。

なお、実施例１〜４及び比較例１〜３の試作タイヤにおいて、主溝１２に設けた突起２０の各種寸法は表１に示すとおりである。表１中、Ｗは主溝１２の開口側の溝幅、Ｄは主溝１２の深さ、Ｗ１は突起外面２０ｂと溝側壁１２ａとの接合位置から突起外面２０ｂの突出方向Ｙの先端までの長さ（突起２０の突出量）、Ｌ１は突起正面２０ｃのタイヤ径方向外側Ｚ１のタイヤ周方向Ｘに沿った長さ、Ｌ２は突起正面２０ｃのタイヤ径方向内側Ｚ２のタイヤ周方向Ｘに沿った長さ、Ｄ１は接地面１１から突起外面２０ｂまでのタイヤ径方向Ｚに沿った長さ、Ｄ２は接地面１１から突起正面２０ｃのタイヤ径方向内側Ｚ２までのタイヤ径方向に沿った長さ、θ１はタイヤ径方向Ｚに対する突起正面２０ｃの角度、θ２は突起２０の突出方向Ｙに対する突起外面２０ｂの角度を示す。

実施例１〜４及び比較例１〜３の各空気入りタイヤについてウエット性能と、耐石噛み性能、及び耐クラック性能を評価した。評価方法は以下のとおりである。

（１）ウエット性能
試作タイヤを２２．５×７．５０のリムに組み付け、内圧７００ＫＰａまでエアを充填し、車両総重量２０ｔのＡＢＳ装置が装備されている大型トラックの全ての車輪に装着した後、最大積載量の６０％の荷重条件にて水深１０ｍｍの水路に速度８５Ｋｍ／ｈにて進入し、速度８０Ｋｍ／ｈになった時点から制動を開始し、制動を開始した点を始点として速度２０Ｋｍ／ｈまで減速した地点までの距離を計測した。当該計測は、新品のタイヤを装着した場合と５０％摩耗したタイヤを装着した場合についてそれぞれ行った。評価結果は、比較例１を１００とした指数で表示し、指数が大きいほどウエット性能が高いことを示す。

（２）耐石噛み性能及び
試作タイヤを２２．５×７．５０のリムに組み付け、内圧７００ＫＰａまでエアを充填し、車両総重量２０ｔの大型トラックの全ての車輪に装着し、最大積載量の９０％の荷重条件にて一般道を４００００Ｋｍで走行した後、主溝内に入り込んだ石の個数を計測した。

（３）耐クラック性能
試作タイヤを２２．５×７．５０のリムに組み付け、内圧７００ＫＰａまでエアを充填し、車両総重量２０ｔの大型トラックの全ての車輪に装着し、最大積載量の９０％の荷重条件にて一般道を４００００Ｋｍで走行した後、主溝の溝側壁あるいは溝底と突起との間に生じたクラックの有無を観察した。

結果は、表１に示すとおりであり、実施例１〜４では、比較例１〜３に比べて、新品時及び５０％摩耗時において優れたウエット性能を発揮するとともに、主溝への石の入り込みが低減された。また、比較例１〜３では、突起２０と主溝１２の溝側壁１２ａや溝底１２ｂとの接合部分を起点としたクラックが発生したが、実施例１〜４では、突起２０と主溝１２の溝側壁１２ａとの接合部分を起点としたクラックが発生せず、クラックの発生も抑えることができた。

１０…トレッド部
１１…接地面
１２…主溝
１２ａ…溝側壁
１４…ブロック
１６…横溝
１８…ショルダーリブ
２０…突起
２０ａ…突起側面
２０ｂ…突起外面
２０ｃ…突起正面

Claims (6)

1. トレッド部にタイヤ周方向に沿って延びる主溝と、前記主溝の溝側壁から主溝内方へ向けて突出する突起とが設けられた空気入りタイヤにおいて、
   前記突起は、前記主溝の溝底に向かうほど前記溝側壁からの突出量が小さくなり前記溝底よりタイヤ径方向外方において終端し、かつ、前記突起の突出方向先端側に向かうほどタイヤ周方向に沿った長さが短くなり、タイヤ径方向外側に向いた突起外面から前記主溝の溝底に向かうほどタイヤ周方向に沿った長さが短くなることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記突起は、タイヤ周方向に向いた突起側面が、内側にえぐれ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。
3. 前記突起側面が、断面円弧状の曲面をなしていることを特徴とする請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記突起は、タイヤ径方向外側に向いた突起外面が、前記突起の突出方向先端側に向かうほど溝底側へ傾斜していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記突起は、タイヤ径方向外側に向いた突起外面が、前記トレッド部の接地面より溝底側に位置することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記突起は、前記主溝において対向する一対の溝側壁にタイヤ周方向に沿って交互に設けられていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

Images