JP2013043614A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】溝内に挟まった異物を溝外に除去し易い空気入りタイヤを提供すること。
【解決手段】トレッド溝１４Ａの少なくとも一つに凹凸構造２０が設けられている。凹凸構造２０は、一対の溝側面凹凸部２２と、溝底面凹凸部２４とを備えている。溝側面凹凸部２２は複数の側面凸部２８を含んで構成され、溝底面凹凸部２４は、一対の底面側方凸部３２と底面中央凸部３４とを含んで構成されている。最も上位に位置する一対の側面凸部２８を除く残りの側面凸部２８および底面側方凸部３２は、それらの頂部が基部よりも開口１４２０に近づくように傾斜している。一対の側面凸部２８の頂部間および一対の底面側方凸部３２の頂部間の間隔は、底面中央凸部３４に近づくほど小さい寸法かまたは等しい寸法で形成されている。底面中央凸部３４の高さは、一対の底面側方凸部３２の頂部間を接続する想像線の近傍に底面中央凸部３４の頂部が位置する寸法で形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明はトレッド溝に凹凸構造が設けられた空気入りタイヤに関する。

トレッド面に、タイヤ周方向に延在する縦溝や、タイヤ周方向と交差する方向に延在する横溝などのトレッド溝が形成された空気入りタイヤでは、それらの溝に小石などの異物が挟まり、異物が溝外に除去されないと、異物が路面と接触することによってタイヤ騒音の増大を招く。
そこで従来では、溝に挟まった異物を除去し易くするため、縦溝または横溝に凹凸構造を設けた空気入りタイヤが提供されている。

特開２００２−２２５５１０ 特開２００２−０３６８２２ 特開２００４−２２４１４３ 特開２００４−５８９３６

しかしながら、従来の凹凸構造では、溝に挟まった異物を溝外に排出するため、凹凸構造を構成する凸部が十分に機能しているとは言い難く、また、縦溝または横溝の互いに対向する側面のみに凸部を設けているため、溝の底部に異物が到達してしまった場合には、異物を溝外に除去し難い。
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、溝内に挟まった異物を溝外に除去し易い空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、トレッド面に複数のトレッド溝によりトレッドパターンが形成され、前記複数のトレッド溝の少なくとも一つの溝に凹凸構造が設けられた空気入りタイヤにおいて、前記凹凸構造は、前記溝の互いに対向する溝側面を構成する互いに対向する一対の溝側面凹凸部と、前記溝の溝底面を構成する溝底面凹凸部とを備え、前記溝側面凹凸部は、底部と、前記溝の深さ方向に間隔をおいて互いに対向するように前記底部から突出する複数の側面凸部を含んで構成され、前記溝底面凹凸部は、底部と、前記底部の両側から互いに対向するように突出する一対の底面側方凸部と、前記底部の中央から突出する底面中央凸部とを含んで構成され、前記溝の開口に最も近い箇所に位置する前記一対の側面凸部は、トレッド面に平行し、または、それら側面凸部の頂部が基部よりも前記開口に近づくように傾斜しており、前記溝の開口に最も近い箇所に位置する前記一対の側面凸部を除いた残りの側面凸部および底面側方凸部は、それらの頂部が基部よりも前記開口に近づくように傾斜しており、前記互いに対向する前記一対の側面凸部の頂部間の寸法および一対の底面側方凸部の頂部間の間隔は、前記底面中央凸部に近づくほど小さい寸法かまたは等しい寸法で形成され、前記底面中央凸部の高さは、一対の底面側方凸部の頂部間を接続する想像線の近傍に前記底面中央凸部の頂部が位置する寸法で形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、異物が溝に挟まった際、側面凸部、底面側方凸部、底面中央凸部が弾性変形し、それら凸部が元の状態に復帰しようとする弾性力が、異物を溝外に排出する方向に作用するため、異物を溝外に除去し易くなる。
したがって、異物が路面と接触することによって生じるタイヤ騒音を抑制する上で有利となる。

トレッドパターンの展開図である。 凹凸構造が設けられた横溝の断面図である。 (Ａ)は溝の延在方向に連続して延在する態様の側面凸部、底面側方凸部、底面中央凸部の説明図、(Ｂ)は溝の延在方向に間隔をおいて配置される態様の側面凸部、底面側方凸部、底面中央凸部の説明図、(Ｃ)は柱状に突出する態様の側面凸部、底面側方凸部、底面中央凸部の説明図である。 (Ａ)は溝に異物が挟まった状態の断面図、(Ｂ)は溝に挟まった異物が溝外に排出された状態の断面図である。 実施例の凹凸構造の仕様、および従来例、実施例の試験結果の説明図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図1に示すように、空気入りタイヤ１０が路面に接地するトレッド面１２には、複数のトレッド溝１４によりトレッドパターンが形成されている。
トレッド溝１４は、タイヤ幅方向に間隔をおきタイヤ周方向に延在する複数の縦溝１４０２と、タイヤ周方向に間隔をおきタイヤ周方向と斜めに交差する方向に延在する複数の横溝１４０４と、タイヤ周方向に直交する方向に延在する横溝１４０６などを含んで構成され、図中ＣＬはタイヤ赤道を示している。

そして、図２に示すように、複数のトレッド溝１４のうちの少なくとも一つの溝１４Ａに凹凸構造２０が設けられている。
凹凸構造２０は、溝１４Ａの溝側面を構成する互いに対向する一対の溝側面凹凸部２２と、溝１４Ａの溝底面を構成する溝底面凹凸部２４とを備えている。
ここで凹凸構造２０が適用される溝１４Ａの幅Ｗは、５〜２０ｍｍであり、深さＨは、２〜１５ｍｍである。溝１４Ａの幅Ｗの最小値および深さＨの最小値は、凹凸構造２０を有するタイヤのタイヤ成形用金型を製造する観点から要求される寸法であり、溝１４Ａの幅Ｗの最大値および深さＨの最大値は、現在市販されている空気入りタイヤ１０の幅Ｗの最大値および深さＨの最大値である。

溝側面凹凸部２２は、底部２６と、溝１４Ａの深さ方向に間隔をおいて互いに対向するように底部２６から突出する複数の側面凸部２８とを含んで構成されている。
側面凸部２８は、複数の側面凸部２８を溝１４Ａの延在方向と直交する平面で切断した状態で、２つの直線と、それら直線の先端を接続する曲線で囲まれた領域である。また、側面凸部２８の基部２８０２は、それら直線の基端を接続する部分である。
また、溝１４Ａの深さ方向において隣り合う側面凸部２８の基部２８０２間は、凹状の曲面２８０４により接続され、したがって、溝側面凹凸部２２の底部２６は、それら凹状の曲面２８０４を含んで構成されている。
互いに対向する一対の溝側面凹凸部２２の底部２６は、溝底面凹凸部２４に至るにつれて互いに近づくように傾斜している。
なお、隣り合う側面凸部２８の基部２８０２間を平端面で接続してもよいが、このような凹状の曲面２８０４で接続することにより、異物が挟まって側面凸部２８が弾性変形する際の基部２８０２における応力集中を緩和し側面凸部２８の耐久性を高める上で有利となる。

側面凸部２８は、図３（Ａ）に示すように、溝１４Ａの延在方向に連続状に形成されていてもよく、あるいは、図３（Ｂ）に示すように、溝１４Ａの延在方向に延在する帯状の側面凸部２８が溝１４Ａの延在方向に間隔をおいて配置されていてもよく、あるいは、図３（Ｃ）に示すように、それぞれが独立して柱状に突設されたものであってもよい。
また、複数の側面凸部２８は、溝１４Ａの延在方向と直交する平面で切断した状態で、頂部２８０６に至るにつれて次第に先細り状になるように形成され、異物が溝に侵入した際に側面凸部２８を弾性変形し易くし、側面凸部２８の耐久性が高められている。
また、複数の側面凸部２８は、溝１４Ａの延在方向と直交する平面で切断した状態で、それらの頂部２８０６は丸みを帯びており、異物との接触面積を大きくし、側面凸部２８の欠けを防止して側面凸部２８の耐久性が高められている。この場合の丸みは、曲率半径Ｒが０.１〜０.５ｍｍであると好ましい。

なお、図３（Ｂ）に示すように、溝１４Ａの延在方向に延在する帯状の側面凸部２８が溝１４Ａの延在方向に間隔をおいて配置される場合や、図３（Ｃ）に示すように、それぞれが独立して柱状に突設される場合には、隣り合う側面凸部２８の基部２８０２間の全ての箇所が凹状の曲面により接続される。

溝底面凹凸部２４は、底部３０と、底部３０の両側から互いに対向するように突出する一対の底面側方凸部３２と、底部３０の中央から突出する底面中央凸部３４とを含んで構成されている。
底面側方凸部３２と底面中央凸部３４は、図３（Ａ）に示すように、溝１４Ａの延在方向に連続状に形成されていてもよく、あるいは、図３（Ｂ）に示すように、溝１４Ａの延在方向に延在する帯状の底面凸部が溝１４Ａの延在方向に間隔をおいて配置されていてもよく、あるいは、図３（Ｃ）に示すように、それぞれが独立して柱状に突設されたものであってもよい。

底面側方凸部３２と底面中央凸部３４は、図２に示すように、それらを溝１４Ａの延在方向と直交する平面で切断した状態で、２つの直線と、それら直線の先端を接続する曲線で囲まれた領域であり、それらの基部３２０２，３４０２は、それら直線の基端を接続する部分である。
底面側方凸部３２と底面中央凸部３４は、溝１４Ａの延在方向と直交する平面で切断した状態で、頂部３２０６、３４０６に至るにつれて次第に先細り状になるように形成され、それらの頂部３２０６、３４０６は、丸みを帯びている。この場合の丸みも、曲率半径Ｒが０.１ｍｍから０.５ｍｍであると好ましい。
なお、図２において想像線（イ）は、側面凸部２８の基部２８０２、底面側方凸部３２の基部３２０２、底面中央凸部３４の基部３４０４を結んだ線を示しており、この想像線（イ）は、溝側面凹凸部２２および溝底面凹凸部２４が設けられる前のトレッド溝１４Ａの断面図に相当している。
両側の底面側方凸部３２の基部３２０２と底面中央凸部３４の基部３４０２とは、曲率半径ＲＥの凹状の曲面３６により接続され、溝底面凹凸部２４の底部３０は、それら凹状の曲面３６を含んで構成されている。
また、底面側方凸部３２の直上に位置する側面凸部２８の基部２８０２と底面側方凸部３２の基部３２０２とも、凹状の曲面３８により接続されている。

なお、側面凸部２８の基部２８０２間を接続する凹状の曲面２８０４の曲率半径ＲＢ、ＲＣと、側面凸部２８の基部２８０２と底面側方凸部３２の基部３２０２間を接続する凹状の曲面３８の曲率半径ＲＤは、側面凸部２８の頂部の曲率半径Ｒの０.５倍から２倍の範囲の数値とすると好ましい。
また、底面側方凸部３２の基部３２０２と底面中央凸部３４の基部３４０２間、底面側方凸部３２の基部３２０２と底面側方凸部３２の直上に位置する側面凸部２８の基部２８０２間を平端面で接続してもよいが、このような凹状の曲面３６，３８で接続することにより、異物が挟まって底面側方凸部３２、底面中央凸部３４、側面凸部２８が弾性変形する際のそれらの基部３２０２、３４０２、２８０２における応力集中を緩和し底面側方凸部３２、底面中央凸部３４、側面凸部２８の耐久性を高める上で有利となる。

また、溝１４Ａの底部に到達した異物を溝１４Ａ外に排出し易くするため、底面中央凸部３４の高さｈは、一対の底面側方凸部３２の頂部間を接続する直線(ロ)の近傍に底面中央凸部３４の頂部３４０６が位置する寸法で設定されている。この場合、底面中央凸部３４の高さｈは、一対の底面側方凸部３２の頂部３２０６間を接続する直線(ロ)に対して、底面中央凸部３４の頂部３４０６の中央が接するか、あるいは、−０.５ｍｍ程度溝底面凹凸部２４の底部３０側に偏位した箇所に底面中央凸部３４の頂部３４０６の中央が位置することが好ましい。

複数の側面凸部２８、底面側方凸部３２、底面中央凸部３４を溝１４Ａの延在方向と直交する平面で切断した状態で複数の側面凸部２８の基部２８０２、底面側方凸部３２の基部３２０２、底面中央凸部３４の基部３４０２の厚さｍは、それらの凸部２８、３２，３４がほぼ均等な弾性力を発揮して異物が溝１４Ａ外に排出され易いように、同一寸法としている。
この場合、厚さｍは、挟まった異物を溝１４Ａ外に排出する方向に力を発揮し易いように、溝１４Ａの深さである溝深さＨ(２〜１５ｍｍ)に対して１０％〜３０％の寸法であることが好ましい。
また、底面側方凸部３２の頂部３２０６間の寸法Ｌと、互いに対向する一対の側面凸部２８の頂部２８０６間の寸法Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、挟まった異物を溝１４Ａ外に排出し易いように、溝１４Ａの幅である溝幅Ｗ(５〜２０ｍｍ)に対して１０〜３０％の寸法に形成され、また、底面中央凸部３４に近づくものほど小さい寸法かまたは等しい寸法で形成されている。すなわち、寸法Ｌ、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、Ｌ３≧Ｌ２≧Ｌ１≧Ｌの関係式を満たしており、溝１４Ａに挟まった異物を溝１４Ａ外に排出し易くしている。

また、図２に示すように、側面凸部２８を、複数の側面凸部２８を溝１４Ａの延在方向と直交する平面で切断した状態で、複数の側面凸部２８の基部２８０２を接続する想像線（イ）に対して、側面凸部２８の基部２８０２の中心と側面凸部２８の頂部２８０６の中心とを結ぶ中心線が交差する角度αは、α≧９０°であり、この角度αは溝底の側面凸部２８ほど鋭角を有し、したがって、溝底面凹凸部２４寄りに設けられる側面凸部２８ほどトレッド面１２側に傾いている。この場合、上下に隣り合う側面凸部２８において、下位の側面凸部２８は、上位の側面凸部２８に対して、０〜３０°好ましくは１０〜２０°の範囲でより多く傾いていることが望ましい。
言い換えると、溝１４Ａの開口１４２０に最も近い箇所に位置する一対の側面凸部２８は、トレッド面１２に平行し、または、側面凸部２８の頂部２８０６が基部２８０２よりも開口１４２０に近づくように傾斜している。横溝１４０４の開口１４２０に最も近い箇所に位置する一対の側面凸部２８を除いた残りの側面凸部２８および底面側方凸部３２は、それらの頂部２８０６、３２０６が基部２８０２、３２０２よりも開口１４２０に近づくように傾斜している。このように構成することで、溝１４Ａに挟まった異物を溝１４Ａ外に排出し易くしている。

また、溝１４Ａの深さ方向において隣り合う側面凸部２８間、側面凸部２８と底面側方凸部３２間、底面側方凸部３２と底面中央凸部３４間の寸法は、底面中央凸部３４に近づくほど大きい寸法で形成されている。
すなわち、図２に示すように、隣り合う側面凸部２８の基部２８０２間の寸法Ｑ１、Ｑ２、側面凸部２８の基部２８０２と底面側方凸部３２の基部３２０２間の寸法Ｑ３、底面側方凸部３２の基部３２０２と底面中央凸部３４の基部３４０２間の寸法Ｑ４は、Ｑ１＜Ｑ２＜Ｑ３＜Ｑ４の関係式を満たすように設けられている。この場合、Ｑ１を１ｍｍとすると、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４は０.１〜０.５ｍｍの範囲で大きくすることが好ましい。
このように構成することで、溝底面凹凸部２４への異物の噛み込みを阻止し、溝底面凹凸部２４に到達した異物を溝１４Ａ外に排出し易いようにしている。

本実施の形態によれば、図４(Ａ)に示すように、溝１４Ａに小石などの異物ＦＭが挟まった際に、側面凸部２８、底面側方凸部３２は異物ＦＭにより溝１４Ａの溝底側に弾性変形し、それら凸部２８、３２が元の状態に戻ろうとする弾性力が異物ＦＭを溝１４Ａ外に排出する方向に作用する。
そして、傾きα、間隔Ｌ、厚さｍが上記のように設定されていることから、異物ＦＭが挟まったトレッド面１２の箇所が路面から離れた際に、上記の弾性力に、異物ＦＭに作用する遠心力が加わり、図４(Ｂ)に示すように、異物ＦＭは溝１４Ａ外に排出され易くなる。
また、異物ＦＭが溝１４Ａの溝底に到達した場合であっても、一対の底面側方凸部３２および底面中央凸部３４が弾性変形し、それら凸部３２、３４が元の状態に戻ろうとする弾性力が異物ＦＭを溝１４Ａ外に排出する方向に作用する。
このようなことから、異物ＦＭが挟まったトレッド面１２の箇所が路面から離れた際に、上記の弾性力に、異物ＦＭに作用する遠心力が加わって異物ＦＭは溝１４Ａ外に排出され易くなる。
したがって、空気入りタイヤ１０のトレッド面１２のトレッド溝１４に挟まった異物ＦＭが路面と接触することによって生じるタイヤ騒音を抑制する上で有利となる。

なお、本発明の凹凸構造２０は、例えば、ウェアインジケータやプラットホームが設けられる箇所においては、それらを視認し易いように省くなど任意である。

タイヤサイズが２２５／６５Ｒ１７の試験タイヤを１７×６.５Ｊのホイール組み付け、内圧を２２０ｋＰａに調整し、排気量２４００ｃｃでＦＦ駆動方式の車両に装着した。
トレッドパターンは、従来例、実施例１〜４共に図１の構造のものを用い、従来例は、トレッド溝に凹凸構造２０が設けられていない従来の空気入りタイヤとし、実施例１〜４は、本発明の凹凸構造２０を横溝１４０４に設けた空気入りタイヤ１０とした。
粒径が１〜１０ｍｍの小石を散布した路面を、時速４０ｋｍで走行後、横溝１４０４に挟まった小石を数えた。そして、このような試験を繰り返して３回行ない、横溝１４０４に挟まった小石の数の平均値をとり、石噛み個数とした。
実施例１〜４に用いた凹凸構造２０は図２に示す構造と同様であり、各部の寸法は下記の通りである。また、実施例１〜４において、側面凸部２８の傾斜角度αと、曲面２８０４，３８の曲率半径ＲＢ、ＲＣ、ＲＤは図５の通りであり、凹凸構造２０は、溝の延在方向と直交する平面で切断した断面構造が、溝の延在方向に連続している。
溝幅Ｗ：１５ｍｍ
溝深さＨ：１０ｍｍ
側面凸部２８、底面側方凸部３２、底面中央凸部３４の頂部の曲率半径Ｒ：０.３ｍｍ
側面凸部２８、底面側方凸部３２、底面中央凸部３４の基部の厚さｍ：１.５ｍｍ
頂部間距離Ｌ、Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３：７ｍｍ
底面中央凸部３４の高さｈ：２.０ｍｍ

図５から明らかなように、実施例１〜４から、本発明の凹凸構造２０を用いることで、石噛みを阻止する上で有利となることが明らかである。
また、実施例３，４から、溝底に近い側面凸部２８ほどその傾斜角度を大きくすると、石噛みを阻止する上でより有利となることが明らかである。

１０……空気入りタイヤ、１２……トレッド面、１４……トレッド溝、１４Ａ……凹凸構造が設けられた溝、１４０２……縦溝、１４０４……横溝、２０……凹凸構造、２２……溝側面凹凸部、２４……溝底面凹凸部、２６……溝側面凹凸部の底部、２８……側面凸部、２８０２……側面凸部の基部、２８０６……側面凸部の頂部、３０……溝底面凹凸部の底部、３２……底面側方凸部、３２０２……底面側方凸部の基部、３２０６……底面側方凸部の頂部、３４……底面中央凸部、３４０２……底面中央凸部の基部、３４０６……底面中央凸部の頂部。

Claims (7)

1. トレッド面に複数のトレッド溝によりトレッドパターンが形成され、前記複数のトレッド溝の少なくとも一つの溝に凹凸構造が設けられた空気入りタイヤにおいて、
   前記凹凸構造は、前記溝の互いに対向する溝側面を構成する互いに対向する一対の溝側面凹凸部と、前記溝の溝底面を構成する溝底面凹凸部とを備え、
   前記溝側面凹凸部は、底部と、前記溝の深さ方向に間隔をおいて互いに対向するように前記底部から突出する複数の側面凸部を含んで構成され、
   前記溝底面凹凸部は、底部と、前記底部の両側から互いに対向するように突出する一対の底面側方凸部と、前記底部の中央から突出する底面中央凸部とを含んで構成され、
   前記溝の開口に最も近い箇所に位置する前記一対の側面凸部は、トレッド面に平行し、または、それら側面凸部の頂部が基部よりも前記開口に近づくように傾斜しており、
   前記溝の開口に最も近い箇所に位置する前記一対の側面凸部を除いた残りの側面凸部および底面側方凸部は、それらの頂部が基部よりも前記開口に近づくように傾斜しており、
   前記互いに対向する前記一対の側面凸部の頂部間および一対の底面側方凸部の頂部間の間隔は、前記底面中央凸部に近づくほど小さい寸法かまたは等しい寸法で形成され、
   前記底面中央凸部の高さは、一対の底面側方凸部の頂部間を接続する想像線の近傍に前記底面中央凸部の頂部が位置する寸法で形成されている、
   ことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記複数の側面凸部および一対の底面側方凸部ならびに底面中央凸部を前記溝の延在方向と直交する平面で切断した状態で前記複数の側面凸部および一対の底面側方凸部ならびに底面中央凸部の基部の厚さは同一である、
   ことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記溝の深さ方向において隣り合う前記側面凸部の基部間、前記側面凸部の基部と前記前記底面側方凸部の基部間、前記底面側方凸部の基部と前記底面中央凸部の基部間の寸法は、前記底面中央凸部に近づくほど大きい寸法で形成されている、
   ことを特徴とする請求項１または２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記溝の深さ方向において隣り合う前記溝側面凸部の基部間は、凹状の曲面により接続され、前記溝側面凹凸部の底部は前記凹状の曲面を含んで構成されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至３に何れか１項記載の空気入りタイヤ。
5. 前記一対の底面側方凸部の基部と底面中央凸部の基部間は、凹状の曲面により接続され、前記溝底面凹凸部の底部は前記凹状の曲面を含んで構成されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至４に何れか１項記載の空気入りタイヤ。
6. 前記複数の側面凸部および一対の底面側方凸部ならびに底面中央凸部を前記溝の延在方向と直交する平面で切断した状態で、前記複数の側面凸部、底面側方凸部、底面中央凸部の頂部は丸みを帯びている、
   ことを特徴とする請求項１乃至５に何れか１項記載の空気入りタイヤ。
7. 前記複数の側面凸部および一対の底面側方凸部ならびに底面中央凸部を前記溝の延在方向と直交する平面で切断した状態で、前記複数の側面凸部、底面側方凸部、底面中央凸部はそれぞれ先細り状に形成されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至６に何れか１項記載の空気入りタイヤ。

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