JP2014136444A - タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】底上げ部に発生するクラックの発生をより確実に抑制することが可能なタイヤを提供する。
【解決手段】タイヤは、路面と接するトレッド部とショルダー部とを備え、トレッド部又はショルダー部に溝が設けられるとともに、溝の溝内に底上げ部が形成される。溝の溝内には、一方の溝壁と溝底とに連結する第１の溝底端部と、他方の溝壁と溝底とに連結する第２の溝底端部とが形成されており、底上げ部のタイヤ径方向外側に位置する上面部は、一方の溝壁に連結する第１の上面端部と、他方の溝壁に連結する第２の上面端部とを備え、第１の溝底端部と第２の溝底端部との断面形状は、第１の曲率半径Ｒ１からなる曲線状に形成されており、第１の上面端部と第２の上面端部との内、少なくとも一方の断面形状は、第２の曲率半径Ｒ２からなる曲線状に形成されており、第１の曲率半径Ｒ１と第２の曲率半径Ｒ２とは、Ｒ１≦Ｒ２の関係を満たす。
【選択図】図２

Description

本発明は、トレッド部と、トレッド部のトレッド幅方向外側に設けられるショルダー部とを備えるタイヤに関する。

従来、乗用自動車などの車両に装着される空気入りタイヤ（以下、タイヤ）では、トレッド部又はトレッド部のトレッド幅方向外側に設けられるショルダー部に形成される溝の内部に、溝底から底上げされた底上げ部が形成されたタイヤが広く用いられている。かかる底上げ部は、例えば、トレッドウェアインジケーター、スノープラットフォーム、モールド割り位置底上げブロック、タイバーなどとして、用いられている。

ところで、溝の内部に底上げ部を形成した場合、トレッド部に制駆動力又はコーナリング力などが付与されると、トレッド部に形成される陸部の捻れによって、底上げ部に応力が集中するため、底上げ部にクラックが発生し易いことが知られている。

かかるクラックは、タイヤの外観を損ねる一つの要因となっており対策が望まれている。

このような問題を解決するため、底上げ部に発生するクラックを抑制する様々な方法が提案されている。例えば、底上げ部の裾を広げることによって、溝の溝底に連結する底上げ部の溝底部分の強度を高めたタイヤも提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような方法を適用すれば、底上げ部の溝底部分と溝の溝底とに発生するクラックを抑制できる。

特開２００３−１６５３１０号公報

しかしながら、上述した従来技術は、底上げ部の溝底部分と溝の溝底とに発生するクラックを抑制できるものの、底上げ部のタイヤ径方向外側に位置する上面部と溝の溝壁との連結部分においては、依然としてクラックが発生し易いという問題があった。

このように、従来技術では、底上げ部におけるクラックの抑制が十分とは言えず更なる対策が望まれている。

そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、底上げ部に発生するクラックの発生をより確実に抑制することが可能なタイヤの提供を目的とする。

本発明の第１の特徴は、路面と接するトレッド部（トレッド部１０）と、前記トレッドよりもトレッド幅方向外側に設けられるショルダー部（ショルダー部２０）とを備え、前記トレッド部又は前記ショルダー部に溝（例えば、周方向溝７０）が設けられるとともに、前記溝の溝内に底上げ部（底上げ部）が形成されるタイヤ（空気入りタイヤ１）であって、前記溝の溝内には、一方の溝壁（溝壁７２）と溝底（溝底７１）とに連結する第１の溝底端部（第１の溝底端部７１ａ）と、他方の溝壁（溝壁７３）と前記溝底とに連結する第２の溝底端部（第２の溝底端部７１ｂ）とが形成されており、前記底上げ部のタイヤ径方向外側に位置する上面部（上面部１２０）は、前記一方の溝壁に連結する第１の上面端部（第１の上面端部１２０ａ）と、前記他方の溝壁に連結する第２の上面端部（第２の上面端部１２０ｂ）とを備え、前記溝の延在方向に対して垂直方向とタイヤ径方向とに沿った断面において、前記第１の溝底端部と前記第２の溝底端部との断面形状は、第１の曲率半径Ｒ１からなる曲線状に形成されており、前記第１の上面端部と前記第２の上面端部との内、少なくとも一方の断面形状は、第２の曲率半径Ｒ２からなる曲線状に形成されており、前記第１の曲率半径Ｒ１と前記第２の曲率半径Ｒ２とは、Ｒ１≦Ｒ２の関係を満たすことを要旨とするものである。

本発明によれば、底上げ部に発生するクラックの発生をより確実に抑制することが可能なタイヤを提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る空気入りタイヤ１の断面図である。 （ａ）は、本発明の第１実施形態に係る空気入りタイヤ１の一部拡大平面図である。（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線に沿った断面図である。 本発明の変形例に係る空気入りタイヤのトレッド部断面図である。

次に、本発明に係るタイヤ（空気入りタイヤ）の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。

したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれ得る。

（１）空気入りタイヤの概略構成
図１は、空気入りタイヤ１のトレッド幅方向Ｔｗ及びタイヤ径方向Ｔｄにおける断面図である。図１に示すように、空気入りタイヤ１は、路面と接するトレッド部１０と、トレッド部１０よりもトレッド幅方向外側に設けられるショルダー部２０とを備える。なお、空気入りタイヤ１には、空気に替えて、窒素ガスなどの不活性ガスを充填してもよい。

トレッド部１０、又は、ショルダー部２０の少なくとも一方には、溝が設けられている。具体的に、本実施形態に係るトレッド部１０には、タイヤ周方向に延びる周方向溝７０が設けられており、ショルダー部２０には、周方向溝８０が設けられている。なお、トレッド部１０とショルダー部２０とには、トレッド幅方向Ｔｗに延びる幅方向溝も設けられているが、ここでは、説明を省略する。

トレッド部１０のトレッド幅方向Ｔｗの端部は、正規リム６０に組み付けられた状態の空気入りタイヤ１が路面に接する接地面のトレッド幅方向Ｔｗ外側の端部である。なお、本実施形態に係る空気入りタイヤ１は、タイヤ赤道線ＣＬを基準に線対称の構造であるため、図１においては、片側のみ示している。したがって、図１の例では接地面のトレッド幅方向Ｔｗの幅Ｗに基づいて、タイヤ赤道線ＣＬからの接地面の幅Ｗの半分の幅Ｗ／２の位置が、トレッド部１０の端部として示されている。

なお、空気入りタイヤ１が正規リム（リムホイール）６０に組み付けられた状態とは、ビード部３０がリムフランジ６１を有する正規リム６０に組み付けられた状態を示す。換言すれば、空気入りタイヤ１が規格に規定された標準リムに、規格に規定された最大荷重に対応する空気圧で組み付けられた状態を意味する。

ここで、規格とは、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ（２０１０年度版、日本自動車タイヤ協会規格）を示す。なお、使用地又は製造地において、ＴＲＡ規格、ＥＴＲＴＯ規格などが適用される場合は各々の規格に準ずる。

また、ショルダー部２０の範囲は、トレッド部１０のトレッド幅方向Ｔｗの端部から、トレッド幅方向Ｔｗ外側に、所定幅Ｗｓまでの範囲とする。具体的に、本実施形態では、所定幅Ｗｓは、トレッド部１０のトレッド幅方向Ｔｗにおける接地面の幅Ｗの４分の１であることとする。すなわち、ショルダー部２０は、トレッド部１０のトレッド幅方向Ｔｗ外側の端部からトレッド幅方向Ｔｗ外側に向かって、トレッド部１０のトレッド幅方向Ｔｗにおける接地面の幅Ｗの４分の１の範囲内とする。

ここで、内圧による空気入りタイヤ１のタイヤ径方向Ｔｄの成長量を考慮した場合、一般に、トレッド部１０では、トレッド幅方向Ｔｗ内側（タイヤ赤道線ＣＬ側）から、トレッド部１０のトレッド幅方向Ｔｗ外側に向かうほど、タイヤ径方向Ｔｄの成長量の変化が大きい。また、タイヤ転動時に受ける力（特にサイドフォース）を考慮した場合にも、トレッド幅方向Ｔｗ内側（タイヤ赤道線ＣＬ側）から、トレッド部１０のトレッド幅方向Ｔｗ外側に向かうほど、圧縮量（閉じ量）の変化が大きい。

更に、トレッド部１０よりも、トレッド幅方向Ｔｗ外側に向かって接地面の幅Ｗの４分の１の範囲では、成長量の変化と圧縮量の変化とが、特に大きい。本実施形態では、トレッド部１０よりもトレッド幅方向Ｔｗにおいて、特に成長量の変化と圧縮量の変化とが大きい範囲が、ショルダー部２０として規定されている。

また、図１に示すように、空気入りタイヤ１は、空気入りタイヤ１の骨格を形成するカーカス４０と、トレッド部１０においてカーカス４０のタイヤ径方向Ｔｄ外側に配設されるベルト層５０とを有する。

カーカス４０は、カーカスコードと、カーカスコードを覆うゴムからなる層とにより構成される。カーカス４０は、トレッド部１０からショルダー部２０とサイドウォール部とを経て、ビード部のビードコアに係留するとともに、トレッド幅方向Ｔｗ内側から外側に折り返すように配置されている。

ベルト層５０は、スチールコードにゴム成分が含浸されることによって構成される。また、ベルト層５０は、複数の層により構成され、それぞれの層は、タイヤ径方向Ｔｄに沿って積層している。例えば、本実施形態に係るベルト層５０は、２層のスチールベルト層５０ａ乃至５０ｂと、スパイラルベルト層５０ｃと、補強層５０ｄとを有している。

また、本実施形態において、トレッド部１０に形成される周方向溝７０の溝内には、底上げ部１００が形成されている。具体的に、底上げ部１００は、周方向溝７０の溝内において、周方向溝７０の溝底７１からタイヤ径方向Ｔｄ外側に向かって突出するように形成されている。

本実施形態において、底上げ部１００は、トレッドウェアインジケーター、スノープラットフォーム、モールド割り位置底上げブロック、タイバーなどを想定している。なお、底上げ部１００は、これに限定されるものではなく、周方向溝７０の溝底７１からタイヤ径方向Ｔｄ外側に向かって突出するように形成されていれば、どのようなものであってもよい。なお、底上げ部１００の詳細な構成は、後述する。

（２）底上げ部１００の構成
次に、周方向溝７０の溝内に形成される底上げ部１００の構成について詳細に説明する。具体的に、周方向溝７０の構成と、底上げ部１００の構成について説明する。図２（ａ）は、空気入りタイヤ１のトレッド面視における一部拡大平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＡ−Ａ線に沿ったトレッド幅方向Ｔｗ及びタイヤ径方向Ｔｄにおける拡大断面図である。

図２（ａ）乃至（ｂ）に示すように、周方向溝７０の溝内には、溝底７１と、一方の溝壁７２と、他方の溝壁７３とが形成されている。また、周方向溝７０の溝内には、一方の溝壁７２と溝底７１とに連結する第１の溝底端部７１ａと、他方の溝壁７３と溝底７１とに連結する第２の溝底端部７１ｂとが形成されている。

また、底上げ部１００は、周方向溝７０の延在方向の一方に位置する側面部１１１と、周方向溝７０の延在方向の他方に位置する側面部１１２と、タイヤ径方向Ｔｄ外側に位置する上面部１２０とを備える。

また、底上げ部１００のタイヤ径方向Ｔｄ外側に位置する上面部１２０は、一方の溝壁７２に連結する第１の上面端部１２０ａと、他方の溝壁７３に連結する第２の上面端部１２０ｂとを備える。

本実施形態に係る周方向溝７０では、図２（ｂ）に示すように、周方向溝７０の延在方向に対して垂直方向とタイヤ径方向とに沿った断面において、第１の溝底端部７１ａの断面形状と第２の溝底端部７１ｂの断面形状とは、第１の曲率半径Ｒ１からなる曲線状に形成されている。

また、本実施形態に係る底上げ部１００では、トレッド幅方向Ｔｗ及びタイヤ径方向Ｔｄに沿った断面において、第１の上面端部１２０ａの断面形状と第２の上面端部１２０ｂとの断面形状は、第２の曲率半径Ｒ２からなる曲線状に形成されている。

また、本実施形態では、第１の曲率半径Ｒ１と第２の曲率半径Ｒ２とは、Ｒ１≦Ｒ２の関係を満たす。

このようにして、底上げ部１００の第１の上面端部１２０ａ及び第２の上面端部１２０ｂの強度が、第１の溝底端部７１ａ及び第２の溝底端部７１ｂの強度以上になるように形成されている。なお、本実施形態では、第１の曲率半径Ｒ１が１ｍｍとし、第２の曲率半径Ｒ２が１．５ｍｍであることとする。

（３）作用・効果
空気入りタイヤ１では、トレッド部１０に形成される周方向溝７０の溝内には、一方の溝壁７２と溝底７１とに連結する第１の溝底端部７１ａと、他方の溝壁７３と溝底７１とに連結する第２の溝底端部７１ｂとが形成されている。

底上げ部１００において、タイヤ径方向Ｔｄ外側に位置する上面部１２０は、一方の溝壁７２に連結する第１の上面端部１２０ａと、他方の溝壁７３に連結する第２の上面端部１２０ｂとを備える。

また、トレッド幅方向Ｔｗ及びタイヤ径方向Ｔｄに沿った断面において、第１の溝底端部７１ａと第２の溝底端部７１ｂとの断面形状は、第１の曲率半径Ｒ１からなる曲線状に形成されている。また、トレッド幅方向Ｔｗ及びタイヤ径方向Ｔｄに沿った断面において、第１の上面端部１２０ａと第２の上面端部１２０ｂとの断面形状は、第２の曲率半径Ｒ２からなる曲線状に形成されている。また、第１の曲率半径Ｒ１と第２の曲率半径Ｒ２とは、Ｒ１≦Ｒ２の関係を満たす。

つまり、本実施形態に係る空気入りタイヤ１によれば、上面端部１２０ａ乃至１２０ｂにおける第２の曲率半径Ｒ２が、溝底端部７１ａ乃至７１ｂにおける第１の曲率半径Ｒ１以上になるように構成されているので、底上げ部１００の上面部１２０における強度を、第１溝底端部と第２の溝底端部よりも高めることができる。

ここで、トレッド部に制駆動力又はコーナリング力などが付与されると、トレッド部１０に形成される陸部の捻れによって、底上げ部１００を構成する各部分の中でも、タイヤ径方向Ｔｄ外側に位置する上面部１２０に付与される応力が高い。

すなわち、かかる空気入りタイヤ１によれば、底上げ部１００において、最もクラックが発生し易い上面端部１２０ａ乃至１２０ｂの強度を高めることによって、底上げ部１００に発生するクラックをより確実に抑制することができる。

このように、本実施形態に係る空気入りタイヤ１によれば、底上げ部１２０に発生するクラックの発生をより確実に抑制することが可能になる。

なお、上述した実施形態では、第１の上面端部１２０ａの断面形状と第２の上面端部１２０ｂの断面形状との両方が、第２の曲率半径Ｒ２からなる曲線状に形成される場合を例に挙げて説明したが、これに限定されない。例えば、第１の上面端部１２０ａと第２の上面端部１２０ｂとの内、少なくとも一方の断面形状は、第２の曲率半径Ｒ２からなる曲線状に形成されていればよい。また、この場合、第１の上面端部１２０ａと第２の上面端部１２０ｂとの内、少なくともトレッド幅方向外側に位置する一方（例えば、第１の上面端部１２０ａ）の断面形状は、第２の曲率半径Ｒ２からなる曲線状に形成されていることが好ましい。

これは、次の理由による。空気入りタイヤ１では、トレッド幅方向Ｔｗ外側に位置する周方向溝７０ほど、トレッド部１０に制駆動力又はコーナリング力などが付与される際に、応力が大きくなる。従って、底上げ部１００において、第１の上面端部１２０ａ又は第２の上面端部１２０ｂの少なくともトレッド幅方向Ｔｗ外側に位置する一方（例えば、第１の上面端部１２０ａ）の第２の曲率半径Ｒ２が、第１の曲率半径Ｒ１以上に形成することによって、底上げ部１００に発生するクラックをより確実に抑制することが可能になる。

［変形例］
例えば、上述した実施形態では、底上げ部１００が形成される溝は、トレッド部１０に形成される周方向溝７０である場合を例に挙げて説明したが、図３に示すように、ショルダー部２０に形成される周方向溝８０においても、底上げ部２００が形成されていてもよい。この場合も、ショルダー部２０の周方向溝８０の溝内には、一方の溝壁と溝底とに連結する第１の溝底端部と、他方の溝壁と溝底とに連結する第２の溝底端部とが形成される。

また、この場合も、第１実施形態と同様に、周方向溝８０の溝内に形成される底上げ部では、底上げ部のタイヤ径方向外側に位置する上面部が、一方の溝壁に連結する第１の上面端部と、他方の溝壁に連結する第２の上面端部とを備える。また、周方向溝８０の延在方向に対して垂直方向とタイヤ径方向とに沿った断面において、第１の溝底端部と第２の溝底端部との断面形状が、第１の曲率半径Ｒ１からなる曲線状に形成されており、第１の上面端部と第２の上面端部との内、少なくとも一方の断面形状は、第２の曲率半径Ｒ２からなる曲線状に形成されている。第１の曲率半径Ｒ１と第２の曲率半径Ｒ２とは、Ｒ１≦Ｒ２の関係を満たす。

このように、ショルダー部２０に形成される周方向溝８０においても、上述した底上げ部２００を形成することによって、底上げ部２００におけるクラックをより確実に抑制することが可能になる。

ここで、内圧による空気入りタイヤ１のタイヤ径方向Ｔｄの成長量を考慮した場合、一般に、トレッド部１０よりも、トレッド幅方向Ｔｗ外側に向かって接地面の幅Ｗの４分の１の範囲であるショルダー部２０では、成長量の変化が特に大きい。また、タイヤ転動時に受ける力（特にサイドフォース）を考慮した場合にも、ショルダー部２０では、圧縮量（閉じ量）の変化が大きい。よって、ショルダー部２０に形成される周方向溝８０は、成長量の変化と収縮量の変化とが特に大きいため、底上げ部２００にクラックが、発生しやすい。本変形例に係る空気入りタイヤ１によれば、ショルダー部２０における底上げ部２００のクラックについても、より確実に抑制することが可能になる。

［比較評価］
次に、本発明の効果を更に明確にするために、以下の従来例、実施例に係る空気入りタイヤを用いて行った比較評価について説明する。なお、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。

（１）評価方法
複数種類の空気入りタイヤを用いて試験を行い、底上げ部におけるクラックの発生を抑制する効果について評価をした。

従来例に係る空気入りタイヤは、底上げ部の上面端部の第２の曲率半径Ｒ２が、溝底の溝底端部の第１の曲率半径Ｒ１よりも小さい空気入りタイヤを使用した。

実施例１に係る空気入りタイヤは、本発明に係る空気入りタイヤを使用した。すなわち、実施例１に係る空気入りタイヤは、底上げ部の上面端部の第２の曲率半径Ｒ２が、溝底の溝底端部の第１の曲率半径Ｒ１よりも大きい空気入りタイヤを使用した。

なお、従来例及び実施例１に係る空気入りタイヤの詳細な構成は、表１に示すとおりである。また、各空気入りタイヤの構成は、上述した点を除き他の構成は同一である。

また、評価については、まず、全てのタイヤを、正規リムに組み、正規荷重、正規内圧にて車両に装着した。この時、従来例に係るタイヤと実施例１に係るタイヤとのいずれも、車両の前輪に装着した。

この後、車両を３万ｋｍ走行させ、底上げ部に発生したクラックの長さを、クラックの抑制性能の評価値として測定した。評価数値は、従来例のタイヤの測定結果を基準（１００）として、指標値によって示しており、数値が小さいほどクラックの発生を抑制する効果が高いことを示す。なお、車両及び評価試験に関する条件は、以下に示すとおりである。

タイヤサイズ ： １９５／６５Ｒ１５
タイヤの種類 ： 乗用車用タイヤ
荷重 ： 成人２名乗車相当
車両距離 ： ３０，０００ｋｍ
（２）評価結果
各空気入りタイヤの評価結果について、表１を参照しながら説明する。

表１に示すとおり、実施例１に係る空気入りタイヤは、従来例に係る空気入りタイヤと比較して、底上げ部に発生するクラックを抑制する効果が大きいことが証明された。

［その他の実施形態］
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

また、トレッド部１０又はショルダー部２０において、底上げ部１００（又は底上げ部２００）が形成される溝は、周方向溝７０，８０に限定されない。例えば、トレッド幅方向Ｔｗに延びる幅方向溝に、上述した第１実施形態に係る底上げ部１００（又は底上げ部２００）が形成されていてもよい。

また、上述した底上げ部１００が形成される周方向溝又は幅方向溝の形状は、必ずしも直線状に延びなくてもよい。例えば、曲線状に延びてもよいし、ジグザグ状に延びてもよい。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。さらに、上述した実施形態及び変形例は組み合わせることも可能である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められる。

１…空気入りタイヤ、Ｒ１…第１の曲率半径、Ｒ２…第２の曲率半径、１０…トレッド部、２０…ショルダー部、３０…ビード部、４０…カーカス、５０…ベルト層、６０…正規リム、６１…リムフランジ、７０，８０…周方向溝、７１…溝底、７１ａ…第１の溝底端部、７１ｂ…第２の溝底端部、７２，７３…溝壁、１００，２００…底上げ部、１１１，１１２…側面部、１２０…上面部、１２０ａ…第１の上面端部、１２０ｂ…第２の上面端部

Claims (3)

1. 路面と接するトレッド部と、前記トレッド部よりもトレッド幅方向外側に設けられるショルダー部とを備え、前記トレッド部又は前記ショルダー部に溝が設けられるとともに、前記溝の溝内に底上げ部が形成されるタイヤであって、
   前記溝の溝内には、一方の溝壁と溝底とに連結する第１の溝底端部と、他方の溝壁と前記溝底とに連結する第２の溝底端部とが形成されており、
   前記底上げ部のタイヤ径方向外側に位置する上面部は、前記一方の溝壁に連結する第１の上面端部と、前記他方の溝壁に連結する第２の上面端部とを備え、
   前記溝の延在方向に対して垂直方向とタイヤ径方向とに沿った断面において、
   前記第１の溝底端部と前記第２の溝底端部との断面形状は、第１の曲率半径Ｒ１からなる曲線状に形成され、
   前記第１の上面端部と前記第２の上面端部との内、少なくとも一方の断面形状は、第２の曲率半径Ｒ２からなる曲線状に形成されており、
   前記第１の曲率半径Ｒ１と前記第２の曲率半径Ｒ２とは、Ｒ１≦Ｒ２の関係を満たす
   ことを特徴とするタイヤ。
2. 前記溝は、タイヤ周方向に延びる周方向溝であり、
   前記第１の上面端部と前記第２の上面端部との内、少なくともトレッド幅方向外側に位置する一方の断面形状は、前記第２の曲率半径Ｒ２からなる曲線状に形成されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記ショルダー部は、前記トレッド部のトレッド幅方向外側の端部からトレッド幅方向外側に向かって、前記トレッド部のトレッド幅方向における接地面の幅Ｗの４分の１の範囲内である
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ。

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