JP2013147115A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤの摩耗寿命を低下させることなく、走行中の石咬みを低減することができる空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】本発明の提供する空気入りタイヤは、トレッドに少なくとも１本の溝を形成し、溝の対向する両側壁にそれぞれ、対向する側壁に向けて突出し、タイヤ接地時に相互に接触する突起を設けた空気入りタイヤである。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤのトレッドの溝に対する石等の咬込みを低減した空気入りタイヤに関し、特には、タイヤの耐久性能（摩耗寿命）を低下させることなく、走行中の石咬み（石詰り）を低減しようとするものである。

空気入りタイヤは、舗装路面を走行するばかりでなく、小石が散在する砂利道等の非舗装路面を走行する場合もあり、かかる場合、路面上の小石がトレッド溝に挟まる、いわゆる石咬み状態が生じやすい。この石咬み状態のまま走行した場合、所期する走行性能が得られない虞があり、挟まった石によってタイヤ内部のカーカスやベルト層が損傷する虞もある。

特に、トラックや建設車両のような車両に装着される、いわゆる重荷重用空気入りタイヤは、上記非舗装路面を走行することが多く、またトレッド溝が比較的深く形成されることから石咬みが生じ易い。そのため、耐久性向上の観点から石咬みを低減する必要があった。

従来このような石咬みを防止するために、溝深さを浅くすることや、溝底からトレッド踏面への開口に向けて側壁をタイヤ径方向に対して大きく傾斜させて、溝幅を拡大すること等によって、石等の異物を咬み込みにくくする技術が提案されている（特許文献1参照）。

特開平５−６０６号公報

しかしながら、溝深さを浅くしたり溝幅を広くしたりすると、溝によって区画される陸部の体積が減少することになるから、摩耗寿命が短くなるという問題がある。

それゆえ本発明は、タイヤの摩耗寿命を低下させることなく、走行中の石咬みを低減す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。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、本発明の空気入りタイヤは、トレッドに少なくとも１本の溝を形成した空気入りタイヤにおいて、前記溝の対向する両側壁にそれぞれ、対向する側壁に向けて突出し、タイヤ接地時に相互に接触する突起を設けたことを特徴とするものである。なお、ここでいう「タイヤ接地時」とは、空気入りタイヤを、正規リムに組み付け、正規内圧を充填し、最大負荷荷重の100％を負荷した状態を意味する。そして、正規リムとは、JATMAに規定される「標準リム」、TRAに規定される「Design Rim」、またはETRTOに規定される「Measuring Rim」をいう。また、正規内圧とは、JATMAに規定される「最高空気圧」、TRAに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、またはETRTOに規定される「INFLATION PRESSURES」をいう。

かかる空気入りタイヤにあっては、溝の対向する両側壁にそれぞれ、対向する側壁に向けて突出し、タイヤ接地時に相互に接触する突起を設けたことにより、溝深さを浅くしたり、溝幅を広くしたりすることがないため、タイヤの摩耗寿命を低下させることなく、タイヤ接地時に溝の突起が配置された部分が閉塞するため、石等の異物の咬み込みを低減することができる。

なお、本発明の空気入りタイヤにあっては、突起を、トレッド踏面に隣接する側壁上部にのみ配置することが好ましく、これによれば、対向する突起の接触によって石咬みを低減しつつ、溝の深さ方向で見て溝底側に空間を形成して、排水性能を確保することができる。また、ここでいう「トレッド踏面に隣接する側壁上部」とは、溝の側壁において溝の深さ方向に見て、溝底よりも踏面寄りの部分を指す。また、「溝底」とは、溝の最深部から踏面方向に３mmまでの領域をいう。

また、本発明の空気入りタイヤにあっては、溝の横断面で見て、適用リムに組み付けて、規定の内圧を充填し、かつ無負荷状態（接地していない状態）のタイヤにおける突起間の最短距離が2〜5mmであることが好ましく、これによれば、タイヤ接地時に対向する突起相互がより確実に接触して石咬みを防止することができる。なお、「適用リム」、「規定の内圧」とは、それぞれ上述の「正規リム」、「正規内圧」を指す。

また、本発明の空気入りタイヤにあっては、溝の横断面で見て、突起のタイヤ径方向の内端から外端までの距離が、溝の深さの10〜60％であることが好ましい。10％未満であると突起の剛性が小さく走行時に突起がもげる虞があり、60％より大きいと溝の容積が縮小してしまい、排水性能に影響がでる虞があるからである。なお、「溝の深さ」とは、トレッド踏面から溝底までのタイヤ径方向の距離を指す。

さらに、本発明の空気入りタイヤにあっては、対向する突起が、対向する突起間の中央点を通ってタイヤ径方向に平行な直線に対して線対称の形状であることが好ましく、これによれば、対向する突起間での剛性の差が生じにくくなり、タイヤ接地時に石に接触した際、対向する突起相互は同様に変形し、より効果的に石の咬み込みを低減することができる。

本発明によれば、タイヤの摩耗寿命を低下させることなく、走行中の石咬みを低減することができる空気入りタイヤを提供することができる。

本発明の一実施形態を示す、トレッド部の展開図である。 図１のＡ−Ａ線に沿った断面の一部を示す図である。 （ａ）〜（ｅ）はそれぞれ、本発明の突起の一例を示す部分断面図である。

以下、本発明の実施の形態を詳細に説明する。本実施形態の空気入りタイヤは、図示は省略するが、基本的な構造としてリムに装着される一対のビード部と、該ビード部からタイヤ径方向外側に連なる一対のサイドウォール部と、これらのサイドウォール部間に跨るトレッド部とからなり、上記ビード部に埋設されたビードコア間で、これら各部に亘ってトロイド状に延在する少なくとも一枚のカーカスプライからなるカーカスと、該カーカスのクラウン部のタイヤ径方向外側に配置された少なくも一枚のベルトプライからなるベルトを備えるものである。

図１は、本発明の一実施形態である空気入りタイヤ１のトレッド部を展開して表した図である。空気入りタイヤ１は、トレッドをタイヤ周方向に（ここではジグザグ状に）延びる複数本（ここでは４本）の周方向溝３〜６によって５列の陸部列８〜12に区画し、タイヤ幅方向最外側に位置する２本の陸部列８, 12は、リブ状陸部を構成し、陸部列８, 12の間に挟まれた陸部列９〜11は、複数の横溝14〜16によって区画されて、複数のブロック状陸部を構成する。

なお、各陸部列８〜12を構成する陸部の形状に限定はなく、それぞれブロック状、リブ状のいずれの陸部で構成することもできる。また、本実施形態では周方向溝３〜６をジグザグ状に形成しているが、これに限定されず直線状または波状に延びるものとしてもよい。横溝14〜16もまた、直線状に延びるものでもジグザグ状に延びるものでもよい。

図１に示す2本の周方向溝３,６の側壁3a,3b,6a,6bには、対向する側壁3b, 3a, 6b, 6aに向けてそれぞれ突出する突起21が設けられている。本実施形態において、それぞれの突起21は、一定の溝の延在方向に一定の長さを有し、複数の対向する一対の突起21が、周方向溝３,６の側壁3a, 3b, 6a, 6bに沿って、等間隔に配置される。タイヤ１が負荷転動する際、タイヤ１が路面と接する接地域にある溝壁3a, 3b, 6a, 6bの突起21は、相互に対向する突起21と接触し、溝６の突起が配置された部分を閉塞するため、石などの異物の咬み込みを低減することができる。

図１のA-A線に沿ったタイヤ１の断面を部分的に示したものが図２であり、周方向溝６の側壁6a, 6bから、それぞれ対向する側壁6b, 6aに向けて突出する突起21の、周方向溝６の延在方向に垂直な断面形状は略三角形状であり、対向する突起21, 21は、それらの間の中央の点Pを通りタイヤ径方向と平行な線Rに対して、線対称形状となっている。対向する突起21, 21の形状が線対称であると、対向する突起間での剛性の差が生じにくくなり、タイヤ接地時に石に接触した際、対向する突起相互は同様に変形し、より効果的に石の咬み込みを低減することができる。

突起21は、図２に示すように、トレッド踏面23に隣接する側壁6a, 6b上部にのみ配置することが好ましく、より好適には、突起21のタイヤ径方向の外端21ｂが、トレッド踏面23から、溝深さＤの25％以内にあることが望ましい。突起21を、溝６の深さ方向で見て溝底25側に配置すると、突起21の径方向外側（トレッド踏面側）の領域で石咬みが生じる虞があるが、トレッド踏面側にのみ配置することで、石咬みを生じにくくし、さらに石を咬み込むとしても小さい石であるため、外れ易くなる。

また、対向する突起21, 21間の最短距離Ｗは、2〜5mmであることが好ましく、2mm以下であるとトレッド踏面における溝面積が低下してウェット時の排水性能が悪化する虞があり、5mm以上であると接地時に対向する突起同士が接触せず、石咬みを低減する効果が充分に得られない虞がある。

また、図２に示す、突起21のタイヤ径方向の内端21aから外端21bまでの距離Ｈが、溝の深さＤの10〜60％であることが好ましく、10％未満であると突起の剛性が小さく走行時に突起がもげるおそれがあり、60％より大きいと、周方向溝６に締める突起21の体積が大きくなり、周方向溝６の容積が縮小してしまうため排水性能に影響がでる虞がある。

また、突起21は図２の断面において溝６の深さ方向に見て、溝底25よりもトレッド踏面23寄りに配置することが好ましく、具体的には、突起21のタイヤ径方向外端21bが、トレッド踏面23から溝深さＤの25％以内に位置することが望ましい。突起21を踏面23寄りに配置した方が、石咬み低減効果が大きいからである。

周方向溝６の側壁6a, 6bから突出する突起21の起点となる部分には、応力が集中し易く、タイヤの負荷転動により繰返し力が加わると、そこからクラックが生じ、突起の破損に進展する虞がある。そのため、突起の起点となるタイヤ径方向の内端21aに丸みをつけるか、あるいは図2に示す、タイヤの径方向内端21aとタイヤの幅方向内端21cを結んだ線が、タイヤ径方向に平行な線と交わる角度α°を０＜α＜１５の範囲内にすることが好ましい。これにより、突起21の起点部分21aに応力が集中するのを防ぎ、クラックを抑制することができる。

なお、突起21の形状は、上記のように断面が略三角形である形状に限定されず、例えば、図3（ａ）〜(ｅ)に示すような形状でもよく、図３（ｂ）に示すように突起の先端を曲面にしてもよい。この場合、横断面で見て、突起21の先端部分が曲率半径５mm以下の曲線を描くような形状であることが好ましく、走行中にサイドフォースが与えられた際の路面への追従性が良くなり、操縦安定性が向上する。また、上記の実施形態では周方向溝の側壁のみに突起を配置したが、横溝に対しても突起を配置することができ、それにより横溝も同様の石咬み低減の効果を得ることができる。また、溝の延在方向に沿って、全周に亘って隙間なく突起を側壁に配置することもでき、その場合、周方向溝の全体に亘って石咬みを低減することができる。

次にこの発明に従うタイヤを試作し、石咬み性能および摩耗性能に関する性能評価を行ったので以下で説明する。従来例および実施例１〜４のタイヤはいずれも、タイヤサイズが295/75R22.5であり、周方向溝の形状およびその側壁の形状のみがそれぞれ異なった構造を有する。

実施例１のタイヤは、図１に示すトレッドパターンを有するタイヤであり、周方向溝３,６の側壁3a,3b,6a,6bに、図２に示す断面形状の突起21を、周方向の長さ（図１のｔ）が10mmで、全周に亘って一定間隔59mmで設けたものである。実施例２のタイヤは、実施例１と同じ断面形状の突起を、周方向溝の側壁に、全周に亘って隙間なく配置したものである。実施例３のタイヤは、図３（ｄ）に示す断面形状の突起を、周方向溝に沿って、全周に亘って隙間なく配置したものである。実施例４のタイヤは、図３（ｅ）に示すように、実施例３のタイヤの突起先端に、曲率半径5ｍｍの丸みをつけたものである。従来例、実施例１〜４のタイヤにおける周方向溝は、全て溝深さ25mmである。従来例のタイヤは、溝の側壁に突起を設ける代わりに、実施例に比べて溝幅を広く（10mm）したものである。

評価に用いた従来例および実施例１〜４のそれぞれのタイヤに関する各種条件を表１に示す。表１において、「突起有無」とは、本発明の提供する、溝側壁に設けた突起の有無を示す。また「溝幅」は、トレッド踏面における溝の開口端における幅を表し、突起を有する実施例１〜４のタイヤにおいては、対向する突起間の最短距離を示す。「溝角度」は、図２に示す溝のタイヤ径方向に対する角度θを表す。「突起角度」は、上記の角度αを表す。「突起高さ」は、突起のタイヤ径方向の内端から外端までのタイヤ径方向距離を表し、「突起の配置」は、溝に対して周方向に全体に亘って隙間なく配置されているか、一定間隔で部分的に配置されているかを示す。「突起形状の対称性」とは、溝の両側側壁における対向する突起の形状が、突起間の中央点を通ってタイヤ径方向に平行な直線に対して線対称の形状であるかどうかを表す。「突起R有無」は、突起の対向する突起に接触することになる部分に丸みがあるかどうかを表す。

（試験１）
それぞれの供試タイヤをJATMAで規定する正規リム（8.25×22.5）に組み付け、車両に装着し、タイヤ内圧650kPa、荷重1900kg（タイヤ１本あたり）の条件下で、小石を撒いた路面100ｍを20km/hで10往復走行した後、溝に挟まった石の個数を測定し、従来例を100として指数で表した。結果を表1に示す。値が小さい程、咬んだ石の個数が少なく石咬み性能が良好であることを示す。

（試験２）
それぞれの供試タイヤをJATMAで規定する正規リム（8.25×22.5）に組み付け、車両に装着し、タイヤ内圧650kPa、荷重1900kg（タイヤ１本あたり）の条件下で、60km/hで１万km走行後、残った溝の深さを測定して摩耗性能を評価した。結果は、従来例タイヤの摩耗後の残った溝深さを100として指数で表し、結果を表１に示した。値が大きいほど摩耗性能は良好である。

表1の試験結果から、従来例のタイヤと比べて摩耗性能を確保しつつ、走行中の石咬みを低減していることがわかる。

かくして、この発明により、タイヤの摩耗寿命を低下させることなく、走行中の石咬みを低減することができる空気入りタイヤを提供することが可能となった。

１ タイヤ（空気入りタイヤ）
３〜６ 周方向溝
８〜12 陸部列
14〜16 横溝
21 突起
23 トレッド踏面
25 溝底

Claims (5)

1. トレッドに少なくとも１本の溝を形成した空気入りタイヤにおいて、
   前記溝の対向する両側壁にそれぞれ、対向する側壁に向けて突出し、タイヤ接地時に相互に接触する突起を設けたことを特徴とする、空気入りタイヤ。
2. 前記突起を、トレッド踏面に隣接する側壁上部にのみ配置してなる、請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記溝の横断面で見て、適用リムに組み付けて、規定の内圧を充填した無負荷状態のタイヤにおける前記突起間の最短距離が2〜5mmである、請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記溝の横断面で見て、前記突起のタイヤ径方向の内端から外端までの距離が、前記溝の深さの10〜60％である、請求項１〜３の何れか一項に記載の空気入りタイヤ。
5. 対向する前記突起が、該対向する突起間の中央点を通ってタイヤ径方向に平行な直線に対して線対称の形状であるものとする、請求項１〜４の何れか一項に記載の空気入りタイヤ。

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