JP2016199073A

JP2016199073A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2016199073A
Application number: JP2015078435A
Authority: JP
Inventors: 智博浅野; Tomohiro Asano
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2015-04-07
Filing date: 2015-04-07
Publication date: 2016-12-01
Anticipated expiration: 2035-04-07
Also published as: JP6488838B2

Abstract

【課題】石噛み防止性能を改善することを可能にした空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】トレッド部１にタイヤ周方向に延びる周方向溝１１を有する空気入りタイヤにおいて、周方向溝１１の溝底にタイヤ周方向に沿って配列された複数の突起体２１を含む複数列の突起列２０を形成し、突起体２１の高さをタイヤ周方向に沿って周期的に変化させ、隣り合う一対の突起列２０Ａ，２０Ｂをその突起体２１Ａ，２１Ｂがタイヤ周方向に重複しつつ該突起体２１Ａ，２１Ｂの最大高さ位置がタイヤ周方向Ｃにずれるように配置する。
【選択図】図４

Description

本発明は、重荷重用として好適な空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、石噛み防止性能を改善することを可能にした空気入りタイヤに関する。

トラック等の重荷重車両に装着される重荷重用空気入りタイヤは、通常、トレッド部にタイヤ周方向に延びる複数本の周方向溝を有し、これら主溝によりタイヤ周方向に延在する複数列のリブを区画したリブ基調のトレッドパターンを有している。

上述のような構成された重荷重用空気入りタイヤは、オンロードのみならずオフロードでも使用されることがあるが、周方向溝内に石噛みが発生すると、その溝内に挟まった石が溝底側に移動し、所謂ストーンドリリングが発生することがある。このようなストーンドリリングが発生すると、周方向溝の溝底に大きなクラックが形成され、スチールコードからなるベルト層に錆が生じて空気入りタイヤの耐久性が大幅に低下したり、台タイヤとなる部分の損傷により更生を行うことができなくなったりするという問題がある。

これに対して、周方向溝の断面形状を工夫することで石噛みを防止する技術が種々提案されている（例えば、特許文献１〜６参照）。つまり、石噛み防止策として、周方向溝の溝底に、例えば、タイヤ周方向に沿って一定の高さで連続的に延在する突起体や、タイヤ周方向に沿って起伏しながら連続的に延在する突起体や、タイヤ周方向に沿って断続的に配置された多数の突起体を設けることが提案されている。

しかしながら、上述した石噛み防止策では、石が溝底に到達することを抑制する効果が得られるものの、溝内に挟まった石を外部に排出する効果は殆ど得られない。そのため、石が溝内に挟まった状態で保持され、場合によっては、石が溝底側の深い位置まで押し込まれ、ストーンドリリングが発生することになる。

特開２００４−１５５３８２号公報特開２００８−８７６２８号公報特開平６−２３９１０７号公報特開２００８−１８４０５３号公報特開２０１３−４３６１４号公報特開昭６０−９２９０４号公報

本発明の目的は、石噛み防止性能を改善することを可能にした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の本発明の空気入りタイヤは、トレッド部にタイヤ周方向に延びる周方向溝を有する空気入りタイヤにおいて、前記周方向溝の溝底にタイヤ周方向に沿って配列された複数の突起体を含む複数列の突起列を形成し、前記突起体の高さをタイヤ周方向に沿って周期的に変化させ、隣り合う一対の突起列をその突起体がタイヤ周方向に重複しつつ該突起体の最大高さ位置がタイヤ周方向にずれるように配置したことを特徴とするものである。

本発明では、周方向溝の溝底にタイヤ周方向に沿って配列された複数の突起体を含む複数列の突起列を形成し、突起体の高さをタイヤ周方向に沿って周期的に変化させ、隣り合う一対の突起列をその突起体がタイヤ周方向に重複しつつ該突起体の最大高さ位置がタイヤ周方向にずれるように配置したことにより、踏み込み時に路面上の石が周方向溝内に侵入した際に最大高さ位置がずれた一対の突起体が石の溝底側への移動を阻止し、蹴り出し時にはトレッド部と石との間に発生する滑り力に基づいて石が蹴り出し側の突起体に沿って移動してタイヤ径方向に向かって押し出される。従って、溝内に挟まった石が溝底側の深い位置まで押し込まれることを防止するだけでなく、その溝内に挟まった石を空気入りタイヤの転動に伴って外部に排出することができる。これにより、石噛み防止性能を改善することができる。

本発明において、隣り合う一対の突起列のうち、一方の突起列では突起体を構成するタイヤ周方向の一方側の傾斜面の傾斜角度を他方側の傾斜面の傾斜角度よりも小さくし、他方の突起列では突起体を構成するタイヤ周方向の一方側の傾斜面の傾斜角度を他方側の傾斜面の傾斜角度よりも大きくすることが好ましい。これにより、周方向溝内に挟まった石の溝底側への移動を効果的に阻止すると共に、石の排出を円滑に行うことができる。

突起体の最大高さＨmaxと突起体のタイヤ周方向の長さＰとの比Ｈmax／Ｐは０．１６〜０．２０であることが好ましい。また、突起体の最大高さＨmaxと周方向溝の溝深さＤとの比Ｈmax／Ｄは１．０以下であることが好ましい。更に、周方向溝の溝深さＤと突起体のタイヤ周方向の長さＰとの比Ｐ／Ｄは３〜８であることが好ましい。これにより、周方向溝内に挟まった石の溝底側への移動を効果的に阻止すると共に、石の排出を円滑に行うことができる。

周方向溝の溝幅Ｗと該周方向溝内で溝幅方向に並ぶ突起体の幅の総和ｗとの比ｗ／Ｗは０．３〜１．０であることが好ましい。これにより、石を受け止める突起体の全体としての剛性が十分に確保されるので、周方向溝内に挟まった石の溝底側への移動を効果的に阻止すると共に、石の排出を円滑に行うことができる。

突起列の各々は少なくとも２０個の突起体を含むことが好ましい。また、隣り合う一対の突起列における突起体のタイヤ周方向の重複量Ｘと該突起体のタイヤ周方向の長さＰとの比Ｘ／Ｐは０．３以上であることが好ましい。これにより、周方向溝内に挟まった石の溝底側への移動を効果的に阻止すると共に、石の排出を円滑に行うことができる。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線半断面図である。本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッドパターンを示す展開図である。周方向溝の溝底に形成された突起体の一例を示す斜視図である。周方向溝の溝底に形成された突起体の一例を示す側面図である。周方向溝の溝底に形成された突起体の一例を示す正面図である。周方向溝内に挟まれた石の踏み込み時の状態を示す説明図である。周方向溝内に挟まれた石の蹴り出し時の状態を示す説明図である。周方向溝の溝底に形成された突起体の変形例を示す斜視図である。周方向溝の溝底に形成された突起体の他の変形例を示す斜視図である。周方向溝の溝底に形成された突起体の更に他の変形例を示す斜視図である。周方向溝の溝底に形成された突起体の更に他の変形例を示す側面図である。周方向溝の溝底に形成された突起体の更に他の変形例を示す側面図である。周方向溝の溝底に形成された突起体の更に他の変形例を示す側面図である。周方向溝の溝底に形成された突起体の更に他の変形例を示す側面図である。周方向溝の溝底に形成された比較例の突起体を示す側面図である。周方向溝の溝底に形成された他の比較例の突起体を示す側面図である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１〜図５は本発明の実施形態からなる重荷重用の空気入りタイヤを示すものである。なお、図１はタイヤセンターラインＣＬの一方側の部分のみを示しているが、この空気入りタイヤはタイヤセンターラインＣＬの他方側にも対応する構造を有している。

図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部１と、該トレッド部１の両側に配置された一対のサイドウォール部２，２と、これらサイドウォール部２のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部３，３とを備えている。

一対のビード部３，３間にはカーカス層４が装架されている。このカーカス層４は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側へ折り返されている。ビードコア５の外周上には断面三角形状のゴム組成物からなるビードフィラー６が配置されている。

一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層のベルト層７（７Ａ，７Ｂ，７Ｃ，７Ｄ）が埋設されている。これらベルト層７Ａ〜７Ｄはタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。ベルト層７Ａ〜７Ｄにおいて、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば１０°〜６０°の範囲に設定されている。ベルト層７Ａ〜７Ｄの補強コードとしては、スチールコードが好ましく使用される。

図２に示すように、トレッド部１にはタイヤ周方向に延びる複数本の周方向溝１１が形成されている。これにより、トレッド部１にはタイヤ周方向に延在する複数列の陸部１２が区画されている。これら陸部１２はタイヤ周方向に沿って連続したリブ構造を有しているが、必要に応じてタイヤ幅方向に延びるラグ溝やサイプを設けることができる。

上記空気入りタイヤにおいて、図１〜図５に示すように、各周方向溝１１の溝底にはその溝幅方向に並ぶ複数列（図１〜５では２列）の突起列２０（２０Ａ，２０Ｂ）が形成されており、各突起列２０はタイヤ周方向Ｃに沿って配列された複数の突起体２１（２１Ａ，２１Ｂ）から構成されている。突起体２１の高さはタイヤ周方向Ｃに沿って周期的に変化している。より具体的には、各突起体２１はタイヤ周方向Ｃの両端部にて最も低くなり、その両端部間の中間部にて最も高くなるような形状（例えば、図４参照）を有している。隣り合う一対の突起列２０Ａ，２０Ｂは、図４に示すように、その突起体２１Ａ，２１Ｂがタイヤ周方向Ｃに重複しつつ該突起体２１Ａ，２１Ｂの最大高さ位置がタイヤ周方向Ｃにずれるように配置されている。

図６は周方向溝内に挟まれた石の踏み込み時の状態を示し、図７は周方向溝内に挟まれた石の蹴り出し時の状態を示すものである。上述した空気入りタイヤは、周方向溝１１の溝底にタイヤ周方向Ｃに沿って配列された複数の突起体２１を含む複数列の突起列２０を形成し、突起体２１の高さをタイヤ周方向Ｃに沿って周期的に変化させ、隣り合う一対の突起列２０Ａ，２０Ｂをその突起体２１Ａ，２１Ｂがタイヤ周方向Ｃに重複しつつ該突起体２１Ａ，２１Ｂの最大高さ位置がタイヤ周方向Ｃにずれるように配置した構造を有している。そのため、図６に示すように、踏み込み時においては、路面Ｒ上の石Ｓが周方向溝１１内に侵入した際に最大高さ位置がずれた一対の突起体２１Ａ，２１Ｂが石Ｓの溝底側への移動を阻止する。一方、図７に示すように、蹴り出し時においては、トレッド部１と石Ｓとの間に発生する滑り力に基づいて石Ｓが蹴り出し側の突起体２１Ａに沿って移動してタイヤ径方向に向かって押し出される。その結果、周方向溝１１内に挟まった石Ｓが溝底側の深い位置まで押し込まれることを防止し、更には周方向溝１１内に挟まった石Ｓを空気入りタイヤの転動に伴って外部に排出することができる。これにより、石噛み防止性能を従来よりも改善することができる。

そして、上述のように石噛み防止性能を改善することにより、ストーンドリリングに起因して周方向溝１１の溝底に大きなクラックが形成されるのを防止することができる。その結果、ベルト層７における錆の発生により空気入りタイヤの耐久性が低下したり、台タイヤとなる部分の損傷により更生不能となったりするという不都合を回避することができる。

石噛み防止性能の改善効果を十分に得るために、図４に示すように、隣り合う一対の突起列２０Ａ，２０Ｂのうち、一方の突起列２０Ａでは突起体２１Ａを構成するタイヤ周方向の一方側の傾斜面の傾斜角度θ_A1を他方側の傾斜面の傾斜角度θ_A2よりも小さくし、他方の突起列２０Ｂでは突起体２１Ｂを構成するタイヤ周方向の一方側の傾斜面の傾斜角度θ_B1を他方側の傾斜面の傾斜角度θ_B2よりも大きくすると良い。ここで言う傾斜角度θ_A1，θ_A2，θ_B1，θ_B2はいずれも周方向溝１１の溝底面に対する傾斜角度である。このような形状を規定することにより、周方向溝１１内に挟まった石Ｓの溝底側への移動を効果的に阻止すると共に、石Ｓの排出を円滑に行うことができる。例えば、傾斜角度θ_A1，θ_B2は１５°〜４５°の範囲に設定し、傾斜角度θ_A2，θ_B1は４５°〜７５°の範囲に設定すると良い。

上記空気入りタイヤにおいて、突起体２１の最大高さＨmaxと突起体２１のタイヤ周方向の長さＰとの比Ｈmax／Ｐは０．１６〜０．２０であると良い。これにより、周方向溝１１内に挟まった石の溝底側への移動を効果的に阻止すると共に、石の排出を円滑に行うことができる。ここで、比Ｈmax／Ｐが上記範囲から外れると石噛み防止性能の改善効果が低下する。

また、突起体２１の最大高さＨmaxと周方向溝１１の溝深さＤとの比Ｈmax／Ｄは１．０以下、より好ましくは、０．３〜０．５であると良い。これにより、周方向溝１１内に挟まった石の溝底側への移動を効果的に阻止すると共に、石の排出を円滑に行うことができる。ここで、比Ｈmax／Ｄが大き過ぎると排水性を阻害する恐れがあり、逆に小さ過ぎると石噛み防止性能の改善効果が低下する。

更に、周方向溝１１の溝深さＤと突起体２１のタイヤ周方向Ｃの長さＰとの比Ｐ／Ｄは３〜８であると良い。これにより、周方向溝１１内に挟まった石の溝底側への移動を効果的に阻止すると共に、石の排出を円滑に行うことができる。ここで、比Ｐ／Ｄが上記範囲から外れると石噛み防止性能の改善効果が低下する。

上記空気入りタイヤにおいて、周方向溝１１の溝幅Ｗと該周方向溝１１内で溝幅方向に並ぶ突起体２１の幅の総和ｗ（ｗ＝ｗ１＋ｗ２）との比ｗ／Ｗは０．３〜１．０、より好ましくは、０．５〜１．０であると良い。これにより、石を受け止める突起体２１の全体としての剛性が十分に確保されるので、周方向溝１１内に挟まった石の溝底側への移動を効果的に阻止すると共に、石の排出を円滑に行うことができる。ここで、比ｗ／Ｗが小さ過ぎると石噛み防止性能の改善効果が低下する。なお、周方向溝１１内においてｎ列の突起体２１が溝幅方向に並ぶ場合、その幅の総和ｗはｗ＝ｗ１＋ｗ２＋・・・ｗｎから求められる。

上記空気入りタイヤにおいて、突起列２０の各々は少なくとも２０個の突起体２１を含むことが望ましい。このように各突起列２０がタイヤ周方向Ｃに沿って配列された少なくとも２０個の突起体２１を含むことにより、石噛み防止性能の改善効果をタイヤ周方向の広範な範囲において十分に発揮することが可能になる。

また、隣り合う一対の突起列２０Ａ，２０Ｂにおける突起体２１Ａ，２１Ｂのタイヤ周方向Ｃの重複量Ｘと該突起体２１Ａ，２１Ｂのタイヤ周方向Ｃの長さＰとの比Ｘ／Ｐ（図４参照）は０．３以上であると良い。図４では重複量Ｘと長さＰとが同一値であるため、Ｘ／Ｐ＝１．０となっている。これにより、周方向溝１１内に挟まった石の溝底側への移動を効果的に阻止すると共に、石の排出を円滑に行うことができる。ここで、比Ｘ／Ｐが小さ過ぎると石噛み防止性能の改善効果が低下する。

図８〜図１０はそれぞれ周方向溝の溝底に形成された突起体の変形例を示すものである。図８において、周方向溝１１の溝底には２列の突起列２０Ａ，２０Ｂが形成され、これら突起列２０Ａ，２０Ｂはそれぞれタイヤ周方向Ｃに沿って配列された複数の突起体２１Ａ，２１Ｂを含み、これら突起体２１Ａ，２１Ｂのタイヤ周方向Ｃの重複量Ｘが図３の場合よりも小さくなっている。図９において、周方向溝１１の溝底には３列の突起列２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃが形成され、これら突起列２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃはそれぞれタイヤ周方向Ｃに沿って配列された複数の突起体２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃを含んでいる。図１０において、周方向溝１１の溝底には４列の突起列２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄが形成され、これら突起列２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄはそれぞれタイヤ周方向Ｃに沿って配列された複数の突起体２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄを含んでいる。このように突起列２０の配列数は適宜増やすことができる。

図１１〜図１４はそれぞれ周方向溝の溝底に形成された突起体の変形例を示すものである。図１１において、突起列２０を構成する突起体２１は側面視にて直角三角形をなしている。図１２において、突起列２０を構成する突起体２１は連続的に形成されている。図１３において、突起列２０を構成する突起体２１は両側の傾斜面の傾斜角度が等しくなっている。図１４において、突起列２０を構成する突起体２１は側面視にて波形をなしている。このように突起列２０を構成する突起体２１の側面視形状は適宜選択することができる。

本発明に係る空気入りタイヤは、その用途が限定されるものではないが、特に重荷重用空気入りタイヤとして好適である。重荷重用空気入りタイヤでは、石噛みによるストーンドリリングが発生し易く、それに伴うタイヤ故障等を生じ易いが、本発明を適用することにより、そのような不都合を効果的に回避することが可能なる。

タイヤサイズが１１Ｒ２２．５であり、トレッド部にタイヤ周方向に延びる複数本の周方向溝を有する重荷重用の空気入りタイヤにおいて、各周方向溝の溝底にタイヤ周方向に沿って配列された複数の突起体を含む２列の突起列を形成し、突起体の高さをタイヤ周方向に沿って周期的に変化させ、隣り合う一対の突起列をその突起体がタイヤ周方向に重複しつつ該突起体の最大高さ位置がタイヤ周方向にずれるように配置すると共に、突起体の最大高さＨmaxと突起体のタイヤ周方向の長さＰとの比Ｈmax／Ｐ、周方向溝の溝深さＤと突起体のタイヤ周方向の長さＰとの比Ｐ／Ｄ、周方向溝の溝幅Ｗと該周方向溝内で溝幅方向に並ぶ突起体の幅の総和ｗとの比ｗ／Ｗを表１のように設定した実施例１〜８のタイヤを作製した。

実施例１〜８において、突起体には図３の構造を採用し、各突起列をタイヤ周方向に配列された２００個の突起体から構成し、隣り合う一対の突起列における突起体のタイヤ周方向の重複量Ｘと該突起体のタイヤ周方向の長さＰとの比Ｘ／Ｐを０．４とした。

比較のため、各周方向溝の溝底に突起体を設けていない従来例を用意した。また、各周方向溝の溝底にタイヤ周方向に沿って断続的に配置されていて一定の高さを有する突起体３０（図１５参照）を設けた比較例１を用意した。更に、各周方向溝の溝底にタイヤ周方向に沿って連続的に配置されていて高さが周期的に変化する突起体４０（図１６参照）を設けた比較例２を用意した。

これら試験タイヤについて、下記の評価方法により、石噛み防止性能を評価し、その結果を表１に併せて示した。

石噛み防止性能：
各試験タイヤをリムサイズ２２．５×８．２５のホイールに組み付け、空気圧を８００ｋＰａとし、荷重を２６．７ｋＮとする条件で２−Ｄ４車両の総輪に装着し、所定のオフロード走行を実施した後、各試験タイヤにおける周方向溝の石噛み個数を計測した。評価結果は、計測値の逆数を用い、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど石噛み防止性能が優れていることを意味する。

表１から明らかなように、実施例１〜８のタイヤはいずれも従来例１との対比において石噛み防止性能が優れていた。これに対して、比較例１，２のタイヤは石噛み防止性能の改善効果が認められるものの、その効果は必ずしも十分ではなかった。

１トレッド部
２サイドウォール部
３ビード部
１１周方向溝
１２陸部
２０，２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ突起列
２１，２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃ，２１Ｄ突起体

Claims

トレッド部にタイヤ周方向に延びる周方向溝を有する空気入りタイヤにおいて、前記周方向溝の溝底にタイヤ周方向に沿って配列された複数の突起体を含む複数列の突起列を形成し、前記突起体の高さをタイヤ周方向に沿って周期的に変化させ、隣り合う一対の突起列をその突起体がタイヤ周方向に重複しつつ該突起体の最大高さ位置がタイヤ周方向にずれるように配置したことを特徴とする空気入りタイヤ。
隣り合う一対の突起列のうち、一方の突起列では前記突起体を構成するタイヤ周方向の一方側の傾斜面の傾斜角度を他方側の傾斜面の傾斜角度よりも小さくし、他方の突起列では前記突起体を構成するタイヤ周方向の一方側の傾斜面の傾斜角度を他方側の傾斜面の傾斜角度よりも大きくしたことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記突起体の最大高さＨmaxと前記突起体のタイヤ周方向の長さＰとの比Ｈmax／Ｐが０．１６〜０．２０である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。
前記突起体の最大高さＨmaxと前記周方向溝の溝深さＤとの比Ｈmax／Ｄが１．０以下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。
前記周方向溝の溝深さＤと前記突起体のタイヤ周方向の長さＰとの比Ｐ／Ｄが３〜８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。
前記周方向溝の溝幅Ｗと該周方向溝内で溝幅方向に並ぶ突起体の幅の総和ｗとの比ｗ／Ｗが０．３〜１．０であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
前記突起列の各々が少なくとも２０個の突起体を含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
隣り合う一対の突起列における前記突起体のタイヤ周方向の重複量Ｘと該突起体のタイヤ周方向の長さＰとの比Ｘ／Ｐが０．３以上であることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の空気入りタイヤ。