JP2012148678A

JP2012148678A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2012148678A
Application number: JP2011008965A
Authority: JP
Inventors: Daisuke Itami; 大祐伊丹
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2011-01-19
Filing date: 2011-01-19
Publication date: 2012-08-09
Anticipated expiration: 2031-01-19
Also published as: JP5769427B2

Abstract

【課題】耐石噛み性を向上させた空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】タイヤのトレッド踏面に、トレッド周方向に延びる複数の周方向溝と、トレッド幅方向に延びる複数の幅方向溝と、により複数のブロックを区画した空気入りタイヤにおいて、少なくともトレッドセンター部の幅方向溝の少なくとも一方の溝壁に突起が形成され、前記突起は、前記幅方向溝の溝深さの１／２の位置よりタイヤ径方向内側、かつ、溝底よりタイヤ径方向外側に形成され、接地時に前記幅方向溝の相対する他方の溝壁に接触しない突出長さを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、耐石噛み性を向上させた、回転方向が指定されていない空気入りタイヤに関するものである。

車両走行中に、トレッドに設けられた溝に石が挟まり、その石がタイヤ回転中も抜けることなく、溝底方向に押し込まれ、溝底に達して溝底を傷つけ、さらには内部にあるベルト層を傷つけるという問題があった。そこで、耐石噛み性を向上さるために、例えば、特許文献１には、溝底にストーンイジェクタと呼ばれる突起を設けることにより、石が溝底に食い込むことを防止するとともに、石を溝から押し出す手法が記載されている。

特開平５−１６６１６号公報

しかしながら、溝底にストーンイジェクタを設けると、図６に示すように、溝底とストーンイジェクタとの接続部にクラックが発生するという問題が生じていた。これは、第１には、ストーンイジェクタが、タイヤ回転時に溝の変形（溝の開閉）による応力の集中する溝底上に設けられているためである。第２には、溝底とストーンイジェクタとの接続部の曲率半径が小さく、この接続部に応力が集中するためである。第３には、ストーンイジェクタが溝に挟まった石によって動かされる際、接続部が支点となるためである。
そこで、本発明は、上述した問題点を解消し、耐石噛み性を向上させた空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明の要旨は、以下のとおりである。
（１）タイヤのトレッド踏面に、トレッド周方向に延びる複数の周方向溝と、トレッド幅方向に延びる複数の幅方向溝と、により複数のブロックを区画した空気入りタイヤにおいて、
少なくともトレッドセンター部の幅方向溝の少なくとも一方の溝壁に突起が形成され、
前記突起は、前記幅方向溝の溝深さの１／２の位置よりタイヤ径方向内側、かつ、溝底よりタイヤ径方向外側に形成され、接地時に前記幅方向溝の相対する他方の溝壁に接触しない突出長さを有する、
ことを特徴とする空気入りタイヤ。

（２）前記幅方向溝の溝深さをＤ、前記幅方向溝の溝断面における前記突起と溝壁とのタイヤ径方向外側の接合点をＰ、前記幅方向溝の溝最深部から接合点Ｐまでの高さをＤｐとしたとき、
０．１５Ｄ≦Ｄｐ≦０．３５Ｄ
であることを特徴とする上記（１）に記載の空気入りタイヤ。

（３）前記幅方向溝の溝断面における前記突起と溝壁とのタイヤ径方向外側の接合点をＰ、接合点Ｐにおける溝幅をＷｐ、前記突起と溝壁とのタイヤ径方向内側の接合点をＱ、接合点Ｑにおける溝幅をＷｑとしたとき、
０．４０Ｗｐ≦Ｗｑ≦０．７０Ｗｐ
であることを特徴とする上記（１）または（２）に記載の空気入りタイヤ。

（４）前記幅方向溝の溝断面における前記突起と溝壁とのタイヤ径方向外側の接合点をＰ、接合点Ｐにおける溝幅をＷｐ、前記突起の水平方向の突出長さをｈとしたとき、
０．２０Ｗｐ≦ｈ≦０．３５Ｗｐ
であることを特徴とする上記（１）〜（３）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

（５）前記突起は上面を有し、その上面の長さＷが
０．５Ｄｐ≦Ｗ
であることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

（ａ）は本発明の空気入りタイヤのトレッドパターンの展開図であり、（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ端面図である。溝壁および溝底の定義を説明するための図である。本発明の作用を説明するための図である。本発明の空気入りタイヤの幅方向溝の溝断面図である。本発明の空気入りタイヤの幅方向溝の溝断面図である。従来の問題を説明するための図である。

以下に、図面を参照しながら本発明の空気入りタイヤを詳細に説明する。
図１（ａ）は、本発明の空気入りタイヤのトレッドパターンの展開図である。タイヤのトレッド踏面１には、タイヤ赤道面ＣＬと平行なトレッド周方向に延びる２本の周方向溝２が形成されている。ここで、周方向溝２、２間の領域をトレッドセンター部ＴＣ、周方向溝２とトレッド端ＴＥとの間の領域をトレッドショルダー部ＴＳとする。なお、３本以上の周方向溝が形成されていた場合は、タイヤ幅方向最外側の周方向溝間の領域をトレッドセンター部ＴＣとする。トレッド踏面１のトレッドセンター部ＴＣには、トレッド幅方向に延びる複数の幅方向溝５が形成され、これらの幅方向溝５と周方向溝２とにより複数のブロック２０が区画されている。同様に、トレッド踏面１のトレッドショルダー部ＴＳには、トレッド幅方向に延びる複数の幅方向溝５が形成され、これらの幅方向溝５と周方向溝２とにより複数のブロック２０が区画されている。
なお、図示例では、幅方向溝５は、タイヤ赤道面ＣＬに対して直角の方向に延びているが、「トレッド幅方向に延びる」とは、トレッド幅方向に対して、±４５度以内に傾斜して延びる場合を含むものとする。
本発明の空気入りタイヤのトレッドパターンは、図示例に限定されることはないが、回転方向が指定されていないトレッドパターンである必要がある。回転方向が指定されていないため、本発明の空気入りタイヤは、前後輪だけでなく、左右輪にも交換して装着することができるため、より効率的にトレッドを使い切ることができる。

図１（ｂ）に、図１（ａ）のＡ−Ａ端面図を示すように、トレッドセンター部ＴＣの幅方向溝５の一方の溝壁５ｈ１に突起６が形成されている。この突起６は、幅方向溝５の溝深さＤの１／２の位置よりタイヤ径方向内側、かつ、溝底５ｚよりタイヤ径方向外側に形成されている。さらに、この突起６は、接地時に幅方向溝５の相対する他方の溝壁５ｈ２に接触しない突出長さｈを有している。
なお、本明細書において接地時とは、タイヤを適用リムにリム組みし、ＪＡＴＭＡ／ＴＲＡ／ＥＴＲＴＯに記載の最大荷重、最大空気圧を与えた時のことである。

なお、幅方向溝５は、タイヤ周方向に相対する1対の溝壁５ｈ１、５ｈ２と、これらの溝壁５ｈ１、５ｈ２に接続された溝底５ｚと、により形成されている。図２（ａ）の場合、溝壁５ｈ１、５ｈ２に接続された、トレッド踏面１に平行な部分を溝底５ｚとする。図２（ｂ）の場合、溝壁５ｈ１、５ｈ２に接続された部分（図中１点で表される）を溝底５ｚとする。図２（ｃ）の場合、左右の直線部分を溝壁５ｈ１、５ｈ２とし、溝壁５ｈ１、５ｈ２に接続された曲線部分を溝底５ｚとする。
また、溝最深部から溝深さの１０％以下を溝底とする

以下、本発明の作用を説明する。
突起６を、タイヤ回転時に応力が集中する幅方向溝５の溝底５ｚではなく、歪が比較的小さい幅方向溝５の溝壁５ｈ１に設けることによって、突起６と溝壁５ｈ１の接続部に応力が集中することを防ぐことができる。また、突起６を、幅方向溝５の溝深さＤの１／２の位置よりタイヤ径方向内側に設けることによって、溝底５ｚ付近の溝幅を狭くして、石が溝底５ｚに入ることを防ぐとともに、幅方向溝５内に入った石を外側に押し出す作用をもたらす。これを、図３を用いて説明する。
図３（ａ）に示すように、幅方向溝５に突起６を設けていない場合、タイヤ回転に伴って幅方向溝５内に侵入した石は、溝底５ｚにまで達する。また、石が溝底５ｚに食い込むと、内部のベルト層を傷つける。
図３（ｂ）に示すように、突起６を、幅方向溝５の溝深さＤの１／２の位置よりタイヤ径方向外側に設けると、タイヤ回転に伴って幅方向溝５内に侵入した石を、突起６が押さえつけてしまい、石が幅方向溝５から抜けなくなる。
図３（ｃ）に示すように、突起６を、幅方向溝５の溝深さＤの１／２の位置よりタイヤ径方向内側に設けることによって、石が溝底５ｚに達することを防止するとともに、幅方向溝５内に侵入した石を外側に押し出すことができる。
また、突起６が、接地時に幅方向溝５の相対する他方の溝壁５ｈ２に接触しないため、突起６が溝壁５ｈ２に食い込んで損傷させるという問題を回避することができる。

なお、トレッドセンター部ＴＣの幅方向溝５は、トレッドショルダー部ＴＳの幅方向溝５に比較して、タイヤ回転中の変形（幅方向溝５の開閉）が大きいため、従来のストーンイジェクタを設けた場合には、クラックが発生しやすい。それゆえ、トレッドセンター部ＴＣの幅方向溝５には、ストーンイジェクタではなく、上述した突起６が設けられていることが必要である。また、トレッドショルダー部ＴＳの幅方向溝５にも、同様に、上述した突起６を設けてもよい。
また、突起６は、幅方向溝５の溝長さの全長にわたって連続して設けることが、耐石噛み性能を向上させる点で好ましいが、不連続に設けることもできる。
さらにまた、突起６を、幅方向溝５の両方の溝壁５ｈ１、ｈ５２に設ける場合は、突起６が接地時に接触すると互いに損傷しあうため、突起６は接触しない突出長さを有することが必要である。

図４は、本発明の好適実施例に係る空気入りタイヤの幅方向溝の溝断面図である。
幅方向溝５は、溝断面が対称（踏み込み側と蹴り出し側が対称）であり、溝壁５ｈ１、５ｈ２は平面であり、溝底５ｚは曲率半径Ｒを有する曲面である。幅方向溝５の溝断面において、突起６と溝壁５ｈ１とのタイヤ径方向外側の接合点をＰ、接合点Ｐにおける溝幅をＷｐ、幅方向溝５の溝最深部Ｂから接合点Ｐまでの高さをＤｐ、突起６と溝壁５ｈ１とのタイヤ径方向内側の接合点をＱ、接合点Ｑにおける溝幅をＷｑとする。また、幅方向溝５の溝深さＤは、溝最深部Ｂからトレッド踏面１までの距離をいい、突出長さｈは、線分ＰＱからの突起６の最大突出長さをいう。
ここで、０．１５Ｄ≦Ｄｐ≦０．３５Ｄであることが好ましい。なぜなら、Ｄｐ＜０．１５Ｄの場合、突起６が溝底５ｚに近いため、接合点Ｑにおいてクラックが発生するおそれがあるためである。また、溝底５ｚに近い範囲に突起６を設けても、突起６からトレッド踏面１までの距離が長くて、溝内の石を外側に押し出す効果が十分に発揮できないため、石噛みを防止する効果が薄い。
一方、０．３５Ｄ＜Ｄｐの場合、石が溝底５ｚに挟まるのを防止するのには不十分な位置（溝底５ｚから離れている）に突起６が設けられていることとなり、石噛みを防止する効果が薄い。この場合、むしろ、トレッド摩耗が進むにつれて突起６が接地し、この接地した突起６はブロック２０に比べて剛性が大幅に低いことから、ブロック２０と摩耗の進行度が異なり（けり出し時にブレーキング力が発生して摩耗速度が速まる）、この突起６を起点とした偏摩耗が発生するおそれがある。Ｄｐ≦０．３５Ｄであれば、残存溝深さが十分浅くブロック剛性が高いことによって、ブロック２０の動きが少ないため、突起６が接地したとしても、偏摩耗発生の起点となる懸念はほぼ無い。仮に偏摩耗が発生したとしても、ブロック剛性が高いことから偏摩耗の進展は遅く、かつトレッド全体がほぼ摩耗末期であることから、使用上問題になるほど進展することなくトレッドが完全摩耗に達する。

また、０．４０Ｗｐ≦Ｗｑ≦０．７０Ｗｐであることが好ましい。なぜなら、Ｗｑ＜０．４０Ｗｐの場合、突起６が相対する溝壁５ｈ２に接触し、溝壁５ｈ１、５ｈ２間で押しつぶされ、突起６自体および溝壁５ｈ１、５ｈ２が損傷するおそれがある。一方、０．７０Ｗｐ＜Ｗｑの場合、溝幅が十分に閉じず、石を押し出す効果が得られないおそれがある。

また、０．２０Ｗｐ≦ｈ≦０．３５Ｗｐであることが好ましい。なぜなら、ｈ＜０．２Ｗｐの場合、幅方向溝５が接地面内で閉じたときの溝幅が広すぎ、石が溝底５ｚに挟まるのを防止する効果を十分に発揮できないおそれがある。一方、０．３５Ｗｐ＜ｈの場合、突起６が相対する溝壁５ｈ２に接触し、溝壁５ｈ１、５ｈ２間で押しつぶされ、突起６自体および溝壁５ｈ１、５ｈ２が損傷するおそれがある。

また、突起６は、線分ＰＱを含む溝壁面と略平行な上面６ｕを有し、その上面の長さＷが、０．５Ｄｐ≦Ｗ≦１．０Ｄｐであることが好ましい。突起６の上面６ｕが溝壁面と略平行なことによって、接地面内での幅方向溝５の溝幅を均一に狭めることができ、石を押し出すのに十分な力を発揮する。Ｗ＜０．５Ｄｐの場合は、石を押し出すのに十分な力を発揮できないおそれがある。一方、１．０Ｄｐ＜Ｗの場合、突起６の剛性が不足して、石を押し出すのに十分な力を発揮できないおそれがある。
なお、図５に示すように、突起６は、タイヤ径方向と略平行な上面６ｕを有することもできる。この場合、図４の場合と比較して、幅方向溝５の製造が容易となる。

以下、本発明の実施例について説明するが、本発明はこれだけに限定されるものではない。
発明例タイヤ、比較例タイヤおよび従来例タイヤを試作し、耐石噛み性能および外観を評価した。
従来例タイヤ１は、ストーンイジェクタ（周方向長さ５ｍｍ、イジェクタ間間隔３ｍｍ）が、幅方向溝全域に配置されたものであり、従来例タイヤ２はストーンイジェクタも突起も配置されていないものである。
発明例タイヤは、トレッドに形成された全ての幅方向溝５の一方の溝壁５ｈ１に、図４に示すような突起６を設けてなる。幅方向溝５および突起６の仕様は、表１に示すとおりである。突起６は、幅方向溝の溝深さの１／２の位置よりタイヤ径方向内側（表１中、「Ｄ／２内」と記載）、かつ、溝底５ｚよりタイヤ径方向外側に形成され、接地時に幅方向溝５の相対する他方の溝壁５ｈ２に接触しない突出長さｈを有する。なお、発明例タイヤの周方向溝は、タイヤ赤道面を挟んで左右に２本ずつ形成され、タイヤ赤道面から左右それぞれのトレッド端までの幅を略３等分する位置に配置されている。
比較例タイヤ１、２は、突起６が、接地時に幅方向溝５の相対する他方の溝壁５ｈ２に接触する突出長さｈを有する。
比較例タイヤ３は、突起６が、幅方向溝５の溝深さＤの１／２の位置よりタイヤ径方向外側（表１中、「Ｄ／２外」と記載）に形成されている点以外、発明例タイヤ１と同様である。
比較例タイヤ４は、突起６が、溝底５ｚに形成されている点以外、発明例タイヤ１と同様である。

（耐石噛み性能）
各供試タイヤ（タイヤサイズ：２９５/８０Ｒ２２．５）をリム（リム幅：８．２５）組み込み、内圧（８５０ｋＰａ）を充填した後、車両に装着し、荷重（３５５０ｋｇ）を与えた。この車両を、小石（直径１〜１０ｍｍ程度）を敷き詰めた２０ｍの未舗装路を１０回繰り返し走行し、各供試タイヤの幅方向溝５内に噛み込まれた石の個数を計測した。結果は、従来例タイヤ２の石の個数を１００として指数表示した。なお、指数が小さいほど、耐石噛み性能に優れていることを示す。

（外観検査）
上述した耐石噛み性能試験後、通常舗装路を１０，０００ｋｍ走行させ、各供試タイヤの幅方向溝５内に、突起６による押し込み跡の有無および幅方向溝５の溝底５ｚのクラック（および、その前兆であるシワ）の有無を目視により確認した。

表１より、発明例タイヤは、従来例タイヤ対比で石噛み性能および外観を改善できたことが分かる。
なお、比較例タイヤ１については、Ｄｐ／Ｄが適正範囲より小さい、すなわちＰ点が溝の下方にあり、かつＷｑ／Ｗｐが適正範囲より小さい、すなわちＱ点が溝底付近に位置するため、ｈ／Ｗｐが小さくても接地時に相対する壁面に突起が当たってしまうため、突起押し込み跡が付いてしまった。

１トレッド踏面
２周方向溝
５幅方向溝
５ｈ溝壁
５ｚ溝底
６突起
６ｕ上面
２０ブロック
ＴＥトレッド端
ＴＣトレッドセンター部
ＴＳトレッドショルダー部
ＣＬタイヤ赤道面
Ｂ溝最深部
Ｐ接合点
Ｑ接合点

Claims

タイヤのトレッド踏面に、トレッド周方向に延びる複数の周方向溝と、トレッド幅方向に延びる複数の幅方向溝と、により複数のブロックを区画した空気入りタイヤにおいて、
少なくともトレッドセンター部の幅方向溝の少なくとも一方の溝壁に突起が形成され、
前記突起は、前記幅方向溝の溝深さの１／２の位置よりタイヤ径方向内側、かつ、溝底よりタイヤ径方向外側に形成され、接地時に前記幅方向溝の相対する他方の溝壁に接触しない突出長さを有する、
ことを特徴とする空気入りタイヤ。
前記幅方向溝の溝深さをＤ、前記幅方向溝の溝断面における前記突起と溝壁とのタイヤ径方向外側の接合点をＰ、前記幅方向溝の溝最深部から接合点Ｐまでの高さをＤｐとしたとき、
０．１５Ｄ≦Ｄｐ≦０．３５Ｄ
であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記幅方向溝の溝断面における前記突起と溝壁とのタイヤ径方向外側の接合点をＰ、接合点Ｐにおける溝幅をＷｐ、前記突起と溝壁とのタイヤ径方向内側の接合点をＱ、接合点Ｑにおける溝幅をＷｑとしたとき、
０．４０Ｗｐ≦Ｗｑ≦０．７０Ｗｐ
であることを特徴とする請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
前記幅方向溝の溝断面における前記突起と溝壁とのタイヤ径方向外側の接合点をＰ、接合点Ｐにおける溝幅をＷｐ、前記突起の水平方向の突出長さをｈとしたとき、
０．２０Ｗｐ≦ｈ≦０．３５Ｗｐ
であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
前記突起は上面を有し、その上面の長さＷが
０．５Ｄｐ≦Ｗ
であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。