JP2004359150A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】排水性などのタイヤの基本的な性能を損なうことなく、トレッド部の耐石噛み性を更に向上させた空気入りタイヤを提供することを課題とする。
【解決手段】空気入りタイヤ１０は、タイヤ周方向に延びる複数本の主溝２２と、両端部で主溝２２又はトレッド端に連通する複数本の横断溝２４と、が形成されたトレッド部１８を有する。横断溝２４の溝幅は、横断溝２４の略中央部２４Ｍから両端部２４Ｅにかけて徐々に広くなっている。横断溝２４に入り込んだ石は、溝幅が広がる方向及び深まる方向に移動し易い。このため、走行中に横断溝２４に入り込んだ石は横断溝２４の両端部２４Ｅに向けて移動する力が加えられる。従って、空気入りタイヤ２４の耐石噛み性は大幅に改善されている。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トレッド部の耐石噛み性を改良した空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５、図６に示すように、従来の空気入りタイヤ７０は、タイヤ外周面側にトレッド部７８を有する。このトレッド部７８には、周方向に沿った複数本の周方向溝７２と、この周方向溝７２に両端部で連通する複数本の横溝７４と、が形成されている。
【０００３】
このような従来の空気入りタイヤでは、特に横溝の石噛み性を改良するために、種々の工夫がなされてきている。
【０００４】
例えば、図７、図８に示すような空気入りタイヤ８０では、トレッド部８８の横溝８４の溝底部に、タイヤ半径方向に延びる突起部８６を設けている。この突起部８６によって、走行中に石が横溝８４に入り込むことを防止している。
【０００５】
これ以外の例としては、特許文献１では、空気入りタイヤにリム組して内圧を０．５ｋｇ／ｃｍ^２にし、センターに位置する周方向溝９４（図９参照）を、両溝側壁９０Ｗの傾斜角度が大きい開口部９０と、この開口部９０よりも両溝側壁９２Ｗの傾斜角度が小さい溝底部９２と、で構成している。また、トレッド部表面に垂直な法線に対する両溝側壁９０Ｗの傾斜角度の合計が１５°〜２５°の範囲内になるようにしている。これにより、空気入りタイヤに内圧を充填した場合、開口部９０の両溝側壁９０Ｗの傾斜角度が大きくなって石噛みを防止できる。
【０００６】
特許文献２では、溝の断面形状を特定の形状にすることにより、ある程度よりも径が大きな石が噛まれることを防止し、更に、溝底に特定のストンインジェクタを設けることにより、ある程度よりの寸法が小さな石などの異物を溝から排出する構成にしている。これにより、耐石噛み性に優れた、石などの異物噛みによるグルーブ・クラック故障を発生し難くしている。
【０００７】
特許文献３では、図１０に示すように、トレッド部１０８の横溝１０４の溝底部及び又は溝壁部に鋸歯状の凹部を形成することにより、断面形状が鋸歯状である搬送突起１０６を複数形成した空気入りタイヤが開示されている。これにより、搬送突起１０６を形成しても横溝の断面寸法を狭めることがないので、操縦安定性等の基本的なタイヤ性能を損なうことなく石噛みを防止できる。
【０００８】
【特許文献１】
特開平５−２７８４１４号公報
【特許文献２】
特開平１１−１２９７０７号公報
【特許文献３】
特開平１１−５９１３５号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図７、図８に示された空気入りタイヤ８０では、狭い溝内に突起を設けることが困難であると共に、排水性が悪くなることが懸念される。
【００１０】
また、特許文献１〜３に開示された何れの対策であっても、石噛みを充分に防止し難く、耐石噛み性の更なる向上が望まれていた。
【００１１】
本発明は、上記事実を考慮して、排水性などのタイヤの基本的な性能を損なうことなく、トレッド部の耐石噛み性を更に向上させた空気入りタイヤを提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、タイヤ周方向に延びる複数本の周方向溝と、前記周方向溝と交差する方向に延びる複数本の横溝と、で区画された複数個のブロックをトレッド部に有する空気入りタイヤにおいて、前記横溝の略中央部から、隣接する前記周方向溝又はトレッド端にかけて、溝幅が徐々に広くなっていると共に溝深さが徐々に深くなっていることを特徴とする。
【００１３】
本明細書で横溝の略中央部とは、横溝の中央位置から横溝長手方向に±１５％までの部分をいう。なお、±で示したのは、一方向への領域割合を＋とした場合に他方向への領域割合を−で示しているためである。
【００１４】
空気入りタイヤのトレッド部に形成されている溝には、走行中に異物（石）が入り込む。一方、溝に入り込んだ石は、溝幅が広がる方向及び深まる方向に移動し易い。このため、走行中に横溝に入り込んだ石は、隣接する周方向溝やトレッド端に向けて移動する力が加えられる。トレッド端にまで移動した石は空気入りタイヤから離脱する。また、横溝に入り込む径の石は、周方向溝の幅に比べて小さいので、周方向溝にまで移動した石は、周方向溝から容易に離脱する。
【００１５】
また、比較的小さい径の石は、周方向溝やトレッド端にまで移動しなくても、溝幅が石の径よりも広くなっている位置にまで移動した段階で、横溝からタイヤ外方へ向けて離脱する。
【００１６】
このように、請求項１に記載の発明により、耐石噛み性が大幅に改善された空気入りタイヤが実現される。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、何れの前記横溝であっても、最も狭い溝幅と最も広い溝幅との比が１：Ｐであって、Ｐが、１．５≦Ｐ≦２．０の条件を満たすことを特徴とする。これにより、操縦安定性能や排水性能等の基本性能を損なうことなく横溝に入り込んだ石を排出し易くした空気入りタイヤを実現し易い。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、何れの前記横溝であっても、最も浅い溝深さと最も深い溝深さとの比が１：Ｑであって、Ｑが、１．２≦Ｑ≦２．０の条件を満たすことを特徴とする。これにより、請求項２に記載の発明と同様、操縦安定性能や排水性能等の基本性能を損なうことなく横溝に入り込んだ石を排出し易くした空気入りタイヤを実現し易い。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、前記横溝の略中央部から、隣接する前記周方向溝にかけて、前記横溝を形成している溝壁のタイヤ半径方向に対する角度が徐々に増大していることを特徴とする。これにより、横溝に入り込んだ石が更に排出され易い。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、何れの前記横溝であっても、最も小さい前記角度と最も大きい前記角度との比が１：Ｒであって、Ｒが１．５≦Ｒ≦２．０の条件を満たすことを特徴とする。これにより、請求項２や請求項３に記載の発明と同様、操縦安定性能や排水性能等の基本性能を損なうことなく、横溝に入り込んだ石を排出し易い。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、前記横溝の略中央部から、隣接する前記周方向溝にかけて、前記横溝を形成している溝壁の横溝長手方向に対する角度が徐々に増大していることを特徴とする。これにより、横溝に入り込んだ石をより一層排出し易くなる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、実施形態を挙げ、本発明の実施の形態について説明する。
【００２３】
［第１形態］
まず、第１形態について説明する。図１に示すように、第１形態の空気入りタイヤ１０は、実質上ラジアル方向に延びるコードを含み、両端部がそれぞれビードコア１１で折り返されたカーカス１２を備えている。カーカス１２は、１層又は複数層で構成される。
【００２４】
カーカス１２のクラウン部１２Ｃのタイヤ径方向外側には、複数枚（例えば２枚）のベルトプライが重ねられたベルト層１４が埋設されている。各ベルトプライは、ベルトプライを構成するコードが、タイヤ周方向に交差すると共に互いに交差する方向に向くように埋設されている。
【００２５】
ベルト層１４のタイヤ径方向外側には、溝を配設したトレッド部１８が形成されている。
【００２６】
図２に示すように、トレッド部１８には、タイヤ赤道面ＣＬの両側に、周方向に沿った複数本の主溝２２と、周方向と直交する方向に沿って形成され、両端部で主溝２２又はトレッド端２３と連通する複数本の横溝２４と、が形成されている。主溝２２のほうが横溝２４よりも深い。また、横溝２４は、横溝２４の略中央部２４Ｍで溝幅が最も狭く、横溝２４の両端部２４Ｅにかけて溝幅が徐々に広がっている。
【００２７】
また、図３（Ａ）に示すように、略中央部２４Ｍの溝底には、横溝２４の溝底が最も浅くなる鈍角状の凸部２４Ｔが形成されており、両端部２４Ｅにかけて溝深さが徐々に深くなっている。更に、図３（Ｂ）及び（Ｃ）に示すように、タイヤ半径方向Ｒと横溝２４の溝壁２４Ｗとのなす角度は、略中央部２４Ｍから両端部２４Ｅにかけて、徐々に広がっている。例えば、略中央部２４Ｍでのタイヤ半径方向Ｒと溝壁２４Ｗとのなす角度α１よりも、両端部２４Ｅでのタイヤ半径方向Ｒと溝壁２４Ｗとのなす角度α２のほうが大きい。
【００２８】
第１形態の空気入りタイヤ１０では、横溝２４の略中央部２４Ｍの溝底には鈍角状の凸部２４Ｔが形成されており、略中央部２４Ｍから両端部２４Ｅにかけて、溝深さが徐々に深まると共に溝幅が徐々に広がっている。従って、横溝２４に噛み込まれた石は、走行中に横溝２４の何れかの端部に向けて移動する力を受ける。
【００２９】
この結果、横溝２４に入り込んだ石が、主溝２２或いはトレッド端２３にまで移動する。トレッド端２３にまで移動した石は、空気入りタイヤ１０から離脱する。また、横溝２４に入り込む石の径は主溝２２の幅に比べて小さいので、主溝２２にまで移動した石は主溝２２から容易に離脱する。
【００３０】
また、比較的小さい径の石は、横溝２４の端部にまで移動しなくても、溝幅が石の径よりも広くなっている位置にまで移動した段階で、横溝２４からタイヤ外方へ向けて離脱する。
【００３１】
［第２形態］
次に、第２形態について説明する。第２形態では、第１形態と同様の構成要素には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００３２】
図４に示すように、第２形態の空気入りタイヤ３０のトレッド部３８では、横溝３４を形成している溝壁３４Ｗは、横溝長手方向Ｘに対して凸の湾曲面にされており、溝壁３４Ｗの横溝長手方向Ｘに対する角度が、横溝３４の略中央部３４Ｍから両端部にかけて徐々に広がっている。例えば、横溝３４の略中央部３４Ｍでの横溝長手方向Ｘと溝壁３４Ｗとのなす角度よりも、横溝３４の両端部３４Ｅでの横溝長手方向Ｘと溝壁３４Ｗとのなす角度θのほうが大きい。
【００３３】
第２形態により、第１形態に比べ、横溝３４に入り込んだ石をより素早く空気入りタイヤ３０から離脱させ易い。
【００３４】
［実験例］
第１形態の空気入りタイヤ１０、石噛み対策を行っていない従来の空気入りタイヤ７０、及び、石噛み対策を行った従来の空気入りタイヤ８０を用いて石噛みがどの程度生じるかを調べる実験を行った。
【００３５】
第１形態の空気入りタイヤ１０としては、図２、図３に示すように、主溝２２と横溝２４とによって形成されるブロック２５の上端部２５Ｔと、横溝２４の両端部２４Ｅの溝底と、の高さ差である溝深さＤ１を７．５ｍｍとした。また、ブロック２５の上端部２５Ｔと、横溝２４の溝底が最も高い略中央部２４Ｍの凸部２４Ｔと、の高さ差である溝深さＤ２を４ｍｍとした。更に、略中央部２４Ｍでは、溝上端の溝幅Ｂ１を５ｍｍとし、両端部２４Ｅでは、溝上端の溝幅Ｂ２を７．５ｍｍとした。また、略中央部２４Ｍでは、タイヤ半径方向Ｒと溝壁２４Ｗとのなす角度α１を５°とし、両端部２４Ｅでは、タイヤ半径方向Ｒと溝壁２４Ｗとのなす角度α２を１０°とした。
【００３６】
石噛み対策を行っていない従来の空気入りタイヤ７０としては、図５、図６に示すように、周方向溝７２と横溝７４とによって形成されるブロック７５の上端部７５Ｔと、横溝７４の溝底と、の高さ差である溝深さＤ３を７．５ｍｍで均一にした。更に、溝上端で溝幅Ｂ３を５ｍｍで均一とした。また、タイヤ半径方向Ｒと横溝７４の溝壁７４Ｗとのなす角度α３を５°で均一にした。
【００３７】
石噛み対策を行った従来の空気入りタイヤ８０としては、図７、図８に示すように、周方向溝８２と横溝８４とによって形成されるブロック８５の上端部８５Ｔと、横溝８４の溝底と、の高さ差である溝深さＤ４を７．５ｍｍとした。また、横溝８４の溝底からの突起部８６の突出高さＨを４ｍｍとした。更に、溝上端の溝幅Ｂ４を５ｍｍで均一とした。また、タイヤ半径方向Ｒと溝壁８４Ｗとのなす角度α４を５°で均一にした。また、突起部８６の隣り合う間隔ｄを２ｍｍとした。
【００３８】
実験条件は、以下のような共通条件にした。
【００３９】
タイヤサイズ：１９５Ｒ１５ＬＴ ８ＰＲ
リムサイズ：１５×６ＪＪ
タイヤ内圧：車輛指定圧であり、フロントが３５０ｋＰａ、リアが４５０ｋＰａ
走行距離 ：１ｋｍ
走行路面 ：非舗装の一般道路
石噛みがどの程度生じるかの判定方法は、石噛み対策を行っていない従来の空気入りタイヤ７０の横溝７４に入り込んだ石の個数を石噛み指数１００とし、第１形態の空気入りタイヤ１０、及び、石噛み対策を行っている空気入りタイヤ８０について、それぞれ、横溝に入り込んだ石の個数を数え、比例計算により石噛み指数として算出し、互いに比較して判定した。判定結果を表１に示す。石噛み指数は小さいほど良好であることを示す。
【００４０】
【表１】

また、タイヤサイズ、リムサイズ、及び、タイヤ内圧を上記と同じ条件にし、水深を２ｍｍとして、ハイドロプレーニングの発生限界速度を調べた。
【００４１】
このハイドロプレーニングの発生限界速度の判定方法は、以下の方法で行った。すなわち、石噛み対策を行っていない従来の空気入りタイヤ７０での発生限界速度を１００とした。そして、第１形態の空気入りタイヤ１０、及び、石噛み対策を行っている空気入りタイヤ８０でのそれぞれの発生限界速度を測定し、空気入りタイヤ７０での発生限界速度に対する比を算出してハイドロプレーニングの発生速度指数とし、互いに比較して判定した。判定結果を表１に併せて示す。ハイドロプレーニングの発生速度指数は大きいほど良好であることを示す。
【００４２】
本実験例により、石噛み対策を行っていない空気入りタイヤ７０に比べ、石噛み対策を行った従来の空気入りタイヤ８０では、石噛み指数は低減するものの、ハイドロプレーンの発生限界速度が下がってしまうという弊害が生じることが判った。また、第１形態の空気入りタイヤ１０では、石噛み指数が低減９０％に低減すると共に、ハイドロプレーンの発生限界速度が低減しないことが判った。
【００４３】
以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。
【００４４】
【発明の効果】
本発明は上記構成としたので、排水性などのタイヤの基本的な性能を損なうことなく、トレッド部の耐石噛み性を更に向上させた空気入りタイヤを実現させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１形態に係る空気入りタイヤのタイヤ周方向と直交する側面断面図である。
【図２】第１形態に係る空気入りタイヤのトレッド部の部分正面図である。
【図３】図３（Ａ）から（Ｃ）は、それぞれ、図２の矢視３Ａ−３Ａ、矢視３Ｂ−３Ｂ、及び、矢視３Ｃ−３Ｃの部分断面図である。
【図４】第２形態に係る空気入りタイヤのトレッド部の部分正面図である。
【図５】石噛み対策を行っていない従来の空気入りタイヤのトレッド部の部分正面図である。
【図６】図６（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、図５の矢視６Ａ−６Ａ、及び、矢視６Ｂ−６Ｂの部分断面図である。
【図７】石噛み対策を行った従来の空気入りタイヤのトレッド部の部分正面図である。
【図８】図８（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、図７の矢視８Ａ−８Ａ、及び、矢視８Ｂ−８Ｂの部分断面図である。
【図９】従来の空気入りタイヤの横溝の構成を示す側面断面図である。
【図１０】図１０（Ａ）及び（Ｂ）は、それぞれ、従来の空気入りタイヤの部分正面図及び矢視１０Ｂ−１０Ｂの部分断面図である。
【符号の説明】
１０ 空気入りタイヤ
１８ トレッド部
２２ 主溝（周方向溝）
２３ トレッド端
２４ 横溝
２４Ｍ 略中央部
２４Ｗ 溝壁
２５ ブロック
３４ 横溝
３４Ｍ 略中央部
３４Ｗ 溝壁
３８ トレッド部
６０ 空気入りタイヤ
７０ 空気入りタイヤ
７２ 周方向溝
７４ 横溝
７５ ブロック
７８ トレッド部
８０ 空気入りタイヤ
８５ ブロック
８８ トレッド部
８４ 横溝
９４ 周方向溝
９０Ｗ 両溝側壁（溝壁）
９２Ｗ 両溝側壁（溝壁）
１０４ 横溝
１０８ トレッド部
Ｒ タイヤ半径方向
Ｂ１ 溝幅
Ｂ２ 溝幅
Ｂ３ 溝幅
Ｂ４ 溝幅
Ｄ１ 溝深さ
Ｄ２ 溝深さ
Ｄ３ 溝深さ
Ｄ４ 溝深さ
Ｄ５ 溝深さ
Ｘ 横溝長手方向
α１ 角度
α２ 角度
α３ 角度
α４ 角度
θ 角度

Claims (6)

1. タイヤ周方向に延びる複数本の周方向溝と、前記周方向溝と交差する方向に延びる複数本の横溝と、で区画された複数個のブロックをトレッド部に有する空気入りタイヤにおいて、
   前記横溝の略中央部から、隣接する前記周方向溝又はトレッド端にかけて、溝幅が徐々に広くなっていると共に溝深さが徐々に深くなっていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 何れの前記横溝であっても、最も狭い溝幅と最も広い溝幅との比が１：Ｐであって、Ｐが、
   １．５≦Ｐ≦２．０
   の条件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。
3. 何れの前記横溝であっても、最も浅い溝深さと最も深い溝深さとの比が１：Ｑであって、Ｑが、
   １．２≦Ｑ≦２．０
   の条件を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記横溝の略中央部から、隣接する前記周方向溝にかけて、前記横溝を形成している溝壁のタイヤ半径方向に対する角度が徐々に増大していることを特徴とする請求項１〜請求項３のうち何れか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. 何れの前記横溝であっても、最も小さい前記角度と最も大きい前記角度との比が１：Ｒであって、Ｒが
   １．５≦Ｒ≦２．０
   の条件を満たすことを特徴とする請求項４に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記横溝の略中央部から、隣接する前記周方向溝にかけて、前記横溝を形成している溝壁の横溝長手方向に対する角度が徐々に増大していることを特徴とする請求項１〜請求項５のうち何れか１項に記載の空気入りタイヤ。

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