JP2016199156A - タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】溝部に形成した突起部に発生するクラックを抑制することによって突起部の耐久性を高めつつ、トレッド部の温度上昇を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】トレッド部１０にタイヤ周方向ＴＣに延びる溝部７０が形成されたタイヤ１であって、溝部７０の溝底７２には、タイヤ周方向ＴＣに交差する方向に延在する突起部１００が設けられており、タイヤ１のトレッド面視において、突起部１００は、直線状に延びる直線形状部分１１０と、直線形状部分１１０に連なり、タイヤ周方向ＴＣに向かって湾曲する少なくとも一つの湾曲形状部分１２０と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、トレッド部にタイヤ周方向に延びる溝部が形成されるタイヤに関する。

従来、車両に装着される空気入りタイヤ（以下、タイヤ）では、車両の走行に伴うタイヤの温度上昇を抑制するために、様々な方法が用いられている。特に、トラック、バスなどに装着される重荷重用タイヤでは、温度上昇が顕著である。

そこで、例えば、タイヤのトレッド部に形成した溝部の溝底において、一方の溝壁から他方の溝壁まで直線状に延在する突起部を設けたタイヤが提案されている（例えば、特許文献１）。

このようなタイヤによれば、タイヤが転動すると、溝部の内部を通過する気流が、突起部によって乱流となり、この乱流によってトレッド部からの放熱が促進される。これにより、トレッド部の温度上昇を抑制することができる。

国際公開ＷＯ２０１２／０９０９１７号公報

ところで、タイヤ転動時において、溝部の両側の陸部は、路面に接地すると、圧縮変形するとともに、溝幅の狭くなる方向に膨出変形する。そして、溝部の両側の陸部は、路面から離れると、その膨出変形が元に戻る。このように、溝部の両側の陸部は、路面に接地する度に、溝幅が狭くなる方向への膨出変形を繰り返すため、溝部に形成される突起部は、一方の溝壁と他方の溝壁との両側から、圧縮力を繰り返し受ける。

従来技術に係るタイヤでは、突起部が、一方の溝壁から他方の溝壁まで直線状に連なる構成であり、かかる突起部が両側から圧縮力を繰り返し受けると、突起部のタイヤ幅方向の中央部において、せん断変形が局所的に繰り返し発生し、突起部にクラックが発生するおそれがある。

このようなクラックが突起部に発生すると、突起部によって意図した乱流を発生できずに、トレッド部の温度上昇を抑制する効果が低下するおそれがあり対策が望まれていた。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、溝部に形成した突起部に発生するクラックを抑制することによって突起部の耐久性を高めつつ、トレッド部の温度上昇を確実に抑制することが可能なタイヤを提供することを目的とする。

本発明に係るタイヤは、トレッド部にタイヤ周方向に延びる溝部が形成されたタイヤであって、前記溝部の溝底には、前記タイヤ周方向に交差する方向に延在する突起部が設けられており、前記タイヤのトレッド面視において、前記突起部は、直線状に延びる直線形状部分と、前記直線形状部分に連なり、前記タイヤ周方向に向かって湾曲する少なくとも一つの湾曲形状部分と、を備えることを要旨とする。

本発明によれば、溝部に形成した突起部に発生するクラックを抑制することによって突起部の耐久性を高めつつ、トレッド部の温度上昇を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。

図１は、本発明の第１実施形態に係るタイヤ１のタイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った断面図である。 図２は、本発明の第１実施形態に係る溝部の一部破断斜視図である。 図３は、本発明の第１実施形態に係る溝部のトレッド面視における形状を示す平面図である。 図４は、本発明の第１実施形態に係る突起部の拡大平面図である。 図５は、図３のＦ１方向から見た溝部のタイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った断面図である。 図６は、図３のＡ−Ａ線とタイヤ径方向とに沿った突起部の断面図である。 図７は、タイヤ周方向に対する直線形状部分の延在方向の角度と溝部における熱伝達率（指数表示）との関係を測定した測定結果を示すグラフ図である。 図８は、間隔Ｐを規定する突起部の長さＬに掛ける係数と、溝部における熱伝達率との関係を測定した測定結果を示すグラフ図である。 図９は、高さＨを規定する溝深さＤに掛ける係数と、溝部における熱伝達率との関係を測定した測定結果を示すグラフ図である。 図１０は、湾曲形状部分の曲率半径Ｒを規定する溝幅Ｗに掛ける係数と、歪みとの関係を測定した測定結果を示すグラフ図である。 図１１は、第１実施形態の変形例１に係る突起部の拡大平面図である。 図１２は、第１実施形態の変形例２に係る突起部の拡大平面図である。

［第１実施形態］
（１）タイヤの概略構成
本発明に係るタイヤの第１実施形態について、図面を参照しながら説明する。まず、本実施形態に係るタイヤ１の概略構成について、図１を参照して説明する。

図１は、本実施形態に係るタイヤ１のタイヤ幅方向ＴＷ及びタイヤ径方向ＴＤに沿った断面図である。本実施形態に係るタイヤ１は、タイヤ赤道線ＣＬを基準として左右対称の形状を有する。なお、タイヤ１は、左右非対称の形状を有していてもよい。

本実施形態に係るタイヤ１は、正規リム５に組み付けられた後に空気を充填する空気入りタイヤを想定している。なお、正規リム５に組み付けられたタイヤ１に充填される気体は、空気に限らず、窒素ガスなどの不活性ガスを充填してもよい。さらに、冷却用の液体（クーラント）が充填されてもよい。

タイヤ１は、トラック又はバス（ＴＢ）に装着される重荷重用タイヤ（ＴＢＲタイヤ）に好適に用いられる。タイヤ１は、乗用車などに装着される空気入りタイヤと比較して、トレッド部１０のゴムゲージ（ゴム厚さ）が厚い。具体的には、タイヤ１は、タイヤ外径をＯＤ、タイヤ赤道線ＣＬの位置におけるトレッド部１０のゴムゲージをＤＣとした場合に、ＤＣ／ＯＤ≧０．００５を満たす。

ここで、タイヤ外径ＯＤ（単位：ｍｍ）とは、タイヤ１の外径が最大となる部分（一般的には、タイヤ赤道線ＣＬ付近におけるトレッド部１０）のタイヤ１の直径である。ゴムゲージＤＣ（単位：ｍｍ）は、タイヤ赤道線ＣＬの位置におけるトレッド部１０のゴム厚さである。ゴムゲージＤＣには、ベルト層４０の厚さは含まれない。なお、図１に示すように、タイヤ赤道線ＣＬを含む位置に溝部が形成されている場合には、溝部に隣接する位置におけるトレッド部１０のゴム厚さとする。

図１に示すように、タイヤ１は、路面と接するトレッド部１０と、トレッド部１０に連なり、トレッド部１０よりもタイヤ径方向ＴＤ内側に位置するサイドウォール部２０と、サイドウォール部２０に連なり、サイドウォール部２０よりもタイヤ径方向ＴＤ内側に位置するビード部３０とを有する。

トレッド部１０は、タイヤ転動時に、路面に接地するトレッド接地面１１を有する。トレッド部１０には、タイヤ周方向ＴＣに延びる溝部が形成されている。

また、本実施形態では、トレッド部１０は、溝部として、タイヤ赤道線ＣＬ上に設けられる溝部６０と、トレッド接地面１１のトレッド端ＴＥ側に設けられる溝部７０とが形成されている。

ここで、本実施形態に係るタイヤ１において、「トレッド端ＴＥ」とは、タイヤ１を正規リム５に組付けて、正規内圧を充填し、正規荷重を適用した状態において、タイヤ表面が路面（地面）と接触するトレッド接地面のタイヤ幅方向最外位置をいう。

また、「正規リム」とは、タイヤのサイズに応じて下記の規格に規定された標準リムをいい、「正規内圧」とは、下記の規格に記載されている、適用サイズにおける単輪の最大負荷能力に対応する空気圧をいい、「正規荷重」とは、下記の規格の適用サイズにおける単輪の最大荷重（最大負荷能力）をいうものとする。そして規格とは、タイヤが生産または使用される地域に有効な産業規格であって、たとえば、日本では「日本自動車タイヤ協会」の“ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ”であり、アメリカ合衆国では“ＴＨＥ ＴＩＲＥ ＡＮＤ ＲＩＭ ＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮ ＩＮＣ．”の“ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ”であり、欧州では、“Ｔｈｅ Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｙｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｏｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎ”の“ＳＴＡＮＤＡＲＤ ＭＡＮＵＡＬ”である。

溝部７０は、一方の溝壁７１と、一方の溝壁７１に対向する他方の溝壁７３と、一方の溝壁７１と他方の溝壁７３とに連なる溝底７２とによって、構成される（図３参照）。

溝部７０の溝底７２には、タイヤ周方向ＴＣに交差する方向に延在する突起部１００が設けられている。なお、突起部１００は、タイヤ赤道線ＣＬ上の溝部６０に設けてもよいが、少なくとも、後述するベルト層４０のタイヤ幅方向ＴＷの端部に最も近い溝部７０に設けられることが好ましい。

これは、次の理由による。すなわち、ベルト層４０のタイヤ幅方向ＴＷの端部は、タイヤ１の転動によって温度が上昇しやすいため、溝部に形成した突起部１００によって、温度上昇を効果的に抑制するためには、少なくともベルト層４０の端部に最も近い溝部７０に突起部１００を設けることが好ましい。なお、突起部１００の詳細な構成については、後述する。

トレッド部１０には、溝部７０が形成されることによって、複数の陸部８０が区画形成される。具体的に、溝部７０には、タイヤ幅方向ＴＷ内側に陸部８１が形成され、タイヤ幅方向ＴＷ外側に陸部８２が形成される。なお、本実施形態では、陸部８１及び陸部８２を、単に陸部８０として適宜説明する。

トレッド部１０のタイヤ径方向ＴＤ内側には、複数枚のベルト４１によって構成されるベルト層４０が設けられている。ベルト４１の端部４１ｅのタイヤ径方向ＴＤ外側には、トレッド部１０に形成される溝部７０が配置されている。

また、ベルト層４０のタイヤ径方向ＴＤ内側には、左右一対のビードコア５１に跨がり、タイヤ１の骨格を形成するカーカス層５２が設けられている。なお、カーカス層５２の端部は、ビードコア５１を包むように折り返される。

（２）突起部の構成
次に、突起部１００の構成について、図面を参照して説明する。図２は、本発明の第１実施形態に係る溝部の一部破断斜視図である。図３は、本発明の第１実施形態に係る溝部のトレッド面視における形状を示す平面図である。図４は、本発明の第１実施形態に係る突起部の拡大平面図である。図５は、図３のＦ１方向から見た溝部のタイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った断面図である。図６は、図３のＡ−Ａ線とタイヤ径方向とに沿った突起部の断面図である。

ここで、図２〜３に示すように、本実施形態では、説明の便宜上、車両にタイヤ１を装着した場合に、車両の前進によってタイヤ１が回転する回転方向ＴＲを規定する。なお、タイヤ１の車両装置時における回転方向ＴＲは、特に指定されるものではない。

図２〜３に示すように、溝部７０には、複数の突起部１００が設けられている。突起部１００は、タイヤ周方向ＴＣに所定間隔Ｐ毎に設けられている。

また、図３に示すように、タイヤ１のトレッド面視において、溝部７０の中央を通る溝中央線ＣＬ７０に沿った突起部１００の長さをＬとし、突起部１００を設けるタイヤ周方向ＴＣの所定間隔をＰとした場合、所定間隔Ｐは、長さＬの０．７５倍以上かつ１０倍以下であることが好ましい。すなわち、所定間隔Ｐと長さＬとは、０．７５Ｌ≦Ｐ≦１０Ｌの関係を満たすことが好ましい。

なお、溝中央線ＣＬ７０は、溝部７０の延在方向に直交する溝幅方向の中央を通る仮想線であり、本実施形態では、タイヤ周方向ＴＣと平行である。また、長さＬは、溝中央線ＣＬ７０に沿った突起部１００の一端から他端までの長さである。間隔Ｐは、隣接する２つの突起部１００間の距離であり、突起部１００と溝中央線ＣＬ７０とが交差する突起部１００の中心間の距離である。

本実施形態では、突起部１００は、溝部７０を形成する一方の溝壁７１から溝部７０を形成する他方の溝壁７３まで連なる。具体的に、突起部１００の一方の端部１００ａが一方の溝壁７１に連結し、突起部１００の他方の端部１００ｂが他方の溝壁７３に連結する。

なお、本実施形態において、一方の溝壁７１は、溝部７０のタイヤ幅方向ＴＷ内側の陸部８１に形成され、他方の溝壁７３は、溝部７０のタイヤ幅方向ＴＷ外側の陸部８２に形成される。

また、図４に示すように、タイヤ１のトレッド面視において、突起部１００は、直線形状部分１１０と、少なくとも一つの湾曲形状部分１２０とを備える。

直線形状部分１１０は、溝部７０の中央において、タイヤ周方向ＴＣに傾斜する方向に直線状に延びる。ここで、溝部７０の中央とは、溝部７０の溝幅方向中央を通る溝中央線ＣＬ７０上を示す。なお、換言すれば、直線形状部分１１０の中心線ＣＬ１１０は、溝中央線ＣＬ７０と交差するように配置される。

湾曲形状部分１２０は、直線形状部分１１０に連なり、タイヤ周方向ＴＣに向かって湾曲する。また、突起部１００には、複数の湾曲形状部分１２０が設けられている。

具体的に、突起部１００は、湾曲形状部分１２０として、タイヤ周方向ＴＣの一方に湾曲する第１湾曲形状部分１２１と、タイヤ周方向ＴＣの他方に第２湾曲形状部分１２２とを備える。

第１湾曲形状部分１２１は、直線形状部分１１０の一方の端部１１０ａと、一方の溝壁７１とに連結する。第２湾曲形状部分１２２は、直線形状部分１１０の他方の端部１１０ｂと、他方の溝壁７３とに連結する。なお、以下において、第１湾曲形状部分１２１と第２湾曲形状部分１２２とを、単に、湾曲形状部分１２０として適宜説明する。

また、溝部７０の幅を溝幅Ｗとした場合、タイヤ１のトレッド面視において、湾曲形状部分１２０の曲率半径Ｒは、溝幅Ｗの３倍以上かつ１０倍以下の範囲内であることが好ましい。具体的に、第１湾曲形状部分１２１の曲率半径Ｒ１と、第２湾曲形状部分１２２の曲率半径Ｒ２とは、いずれも、溝幅Ｗの３倍以上かつ１０倍以下であり、３Ｗ≦Ｒ１（及びＲ２）≦１０Ｗの関係を満たすことが好ましい。

なお、溝幅Ｗは、溝部７０の延在方向に直交する溝幅方向における溝部７０の幅である。本実施形態では、溝部７０の延在方向が、タイヤ周方向ＴＣであるため、溝幅Ｗは、タイヤ周方向ＴＣに直交するタイヤ幅方向ＴＷにおける溝部７０の幅である。

本実施形態では、第１湾曲形状部分１２１の曲率半径Ｒ１と、第２湾曲形状部分１２２の曲率半径Ｒ２とは、同一である。但し、第１湾曲形状部分１２１の曲率半径Ｒ１と、第２湾曲形状部分１２２の曲率半径Ｒ２とは、必ずしも同一でなくてもよい。すなわち、複数の湾曲形状部分１２０のそれぞれの曲率半径が、異なっていてもよい。例えば、一方の溝壁７１が他方の溝壁７３よりも変形量が大きい場合、第１湾曲形状部分１２１の曲率半径Ｒ１と、第２湾曲形状部分１２２の曲率半径Ｒ２とは、Ｒ２＞Ｒ１の関係を満たしてもよい。

また、本実施形態では、直線形状部分１１０の延在方向とタイヤ周方向ＴＣとのなす角度θ１は、１０〜６０度の範囲内であることが好ましい。具体的に、直線形状部分１１０の延在方向に沿った中心線ＣＬ１１０と、タイヤ周方向ＴＣに沿った溝中央線ＣＬ７０とのなす角度θ１は、１０〜６０度の範囲内であることが好ましい。

また、図５に示すように、タイヤ幅方向ＴＷにおいて、直線形状部分１１０の長さＬ１１０は、溝幅Ｗの４０％以上かつ９０％以下であることが好ましい。

また、突起部１００の溝底７２からの高さをＨとし、溝部７０のトレッド接地面１１から溝底７２（最深部）までの深さをＤとした場合、高さＨは、深さＤの０．０３倍よりも大きく、かつ０．４倍以下であることが好ましい。すなわち、高さＨと深さＤとは、０．０３Ｄ＜Ｈ≦０．４Ｄの関係を満たすことが好ましい。

また、図６に示すように、本実施形態では、突起部１００の幅Ｗ１００は、１ｍｍ以上かつ４ｍｍ以下であることが好ましい。突起部１００の幅Ｗ１００は、突起部１００の中心線に直交する方向における長さである。例えば、突起部１００の幅Ｗ１００は、突起部１００の直線形状部分１１０の中心線ＣＬ１１０に直交する方向における長さとしてもよい。

なお、本実施形態では、突起部１００の幅Ｗ１００は、直線形状部分１１０と第１湾曲形状部分１２１と第２湾曲形状部分１２２とで同一である。但し、直線形状部分１１０の幅と第１湾曲形状部分１２１の幅と第２湾曲形状部分１２２の幅とは、必ずしも同一でなくてもよい。例えば、一方の溝壁７１が他方の溝壁７３よりも変形量が大きい場合、一方の溝壁７１から延在する第１湾曲形状部分１２１の幅が、直線形状部分１１０の幅や第２湾曲形状部分１２２の幅よりも大きくてもよい。

（３）作用・効果
本実施形態に係るタイヤ１では、タイヤ周方向ＴＣに延在する溝部７０の溝底７２において、突起部１００が形成されているため、タイヤ１の回転によって回転方向ＴＲとは反対向きの空気の流れＡＲ１、ＡＲ２（相対風）が、溝部７０に発生する（図４参照）。

具体的に、溝部７０の他方の溝壁７３に沿った一部の空気の流れＡＲ１は、進行方向に突起部１００が位置するため、溝部７０に沿って進めずに、突起部１００を乗り越える。このとき、空気の流れＡＲ１は、螺旋状（スワール状）の流れに変化する。また、空気の流れＡＲ１は、周囲の空気を巻き込んで進むため、空気の流量が増大するとともに、空気の流れＡＲ１の速度が上昇する。これにより、トレッド部１０からの放熱が促進される。

また、溝部７０の一方の溝壁７１に沿った一部の空気の流れＡＲ２は、突起部１００の延在方向に沿って進む。その後、空気の流れＡＲ２は、溝部７０の他方の溝壁７３側で、溝部７０の外部へ流れ出る。これにより、溝部７０の内部を通過することにより熱を蓄えた空気が外部へ流れるため、トレッド部１０からの放熱が促進される。

また、本実施形態に係るタイヤ１では、突起部１００は、直線状に延びる直線形状部分１１０と、タイヤ幅方向ＴＷに湾曲する湾曲形状部分１２０（第１湾曲形状部分１２１及び第２湾曲形状部分１２２）とを備える。

ここで、従来技術のように、直線形状部分のみによって構成される突起部が、両側の陸部８０から圧縮力を受けた場合、突起部のタイヤ幅方向の中央部（溝中央線ＣＬ７０近傍）において、圧縮力に伴う歪み（変形）が集中するため、クラックが発生する。

一方、本実施形態に係るタイヤ１では、タイヤ転動時において、溝部７０の両側の陸部８０の変形によって、突起部１００が両側の陸部８０から圧縮力を受けると、湾曲形状部分１２０が撓むように変形する。つまり、湾曲形状部分１２０が、圧縮力を突起部１００の中央部に集中させずに分散できる。従って、両側の陸部８０から受ける圧縮力に伴う歪み（変形）が、突起部１００の中央部に局所的に集中することを防止できる。

更に、突起部１００が、両側の陸部８０から引張力を受ける場合には、湾曲形状部分１２０が、伸びるように変形することもできるため、引張力に伴う歪み（変形）が、突起部１００の中央部に局所的に集中することも防止できる。

なお、従来技術のように、直線形状部分のみによって構成される突起部が、両側の陸部８０から圧縮力を受けた場合、突起部に歪み（変形）が発生し、結果として、突起部１００の一部が湾曲形状部分１２０のように歪む場合がある。つまり、換言すれば、本実施形態に係る突起部１００は、圧縮力を受けて歪んだ状態の突起部の形状に予め構成しておくことによって、歪みが突起部１００の中央部に局所的に集中することを防止しているとも言い換えることができる。

このようにして、本実施形態に係るタイヤ１では、突起部１００に発生する歪みを分散させることで、突起部１００にクラックが発生することを抑制できるため、突起部１００によって意図した乱流を確実に発生させることができる。また、突起部１００は、直線形状部分１１０を有することによって、突起部１００を湾曲形状部分１２０のみで構成する場合に比べて、意図した乱流を確実に発生させることができるので、温度上昇をより確実に抑制できる。すなわち、本実施形態では、突起部１００のクラックの発生を抑制することによって突起部１００の耐久性を高めつつ、トレッド部１０の温度上昇を確実に抑制することができる。

また、両側の陸部８０から受ける圧縮力を湾曲形状部分１２０に確実に吸収させるという観点から、突起部１００では、湾曲形状部分１２０を両側の陸部８０に連結するように配置することが好ましい。つまり、直線形状部分１１０の一方の端部１１０ａと一方の溝壁７１との間、及び、直線形状部分１１０の他方の端部１１０ｂと他方の溝壁７３との間に、湾曲形状部分１２０を配置することが好ましい。

また、本実施形態に係るタイヤ１では、突起部１００は、溝部７０を形成する一方の溝壁７１から溝部７０を形成する他方の溝壁７３まで連なる。これにより、溝部７０を流れる空気が、突起部１００に確実に衝突するため、突起部１００によって乱流を確実に発生させることができる。

また、本実施形態に係るタイヤ１では、直線形状部分１１０の延在方向に沿った中心線ＣＬ１１０とタイヤ周方向ＴＣとのなす角度θ１は、１０〜６０度の範囲内であることが好ましい。

ここで、図７には、タイヤ周方向ＴＣに対する直線形状部分１１０の角度と溝部７０における熱伝達率（指数表示）との関係を測定した測定結果を示すグラフ図が示されている。なお、図７のグラフ図において、熱伝達率の値「１００」は、突起部１００を設けていないタイヤの熱伝達率（基準値）を示す。

図７に示すように、角度θ１が、１０度以上であることにより、突起部１００の直線形状部分１１０に沿って流れる空気の流れＡＲ１及びＡＲ２が弱くなることを抑制できる。また、溝部７０に突起部１００を容易に製造することができるため、製造する上での利便性が高まる。

一方で、角度θ１が、６０度以下であることにより、溝部７０を流れる空気の流れＡＲ２を螺旋状の流れに効率よく変化させることができる。このため、溝底７２を通過する風量が増加し、トレッド部１０から効率的に熱を放熱できる。

なお、角度θ１は、１５度以上４０度以下であることがより好ましい。これにより、図７に示すように、実装時に確実に効果を発揮する熱伝達率の値「１０３」を上回ることができるため、トレッド部１０の温度上昇を抑制する効果の確実性が高まる。

また、本実施形態に係るタイヤ１では、タイヤ１のトレッド面視において、溝部７０の中央を通る溝中央線ＣＬ７０に沿った突起部１００の長さをＬとし、タイヤ周方向ＴＣにおける突起部１００の所定間隔をＰとした場合、０．７５Ｌ≦Ｐ≦１０Ｌの関係を満たすことが好ましい。

ここで、図８には、所定間隔Ｐを規定する突起部１００の長さＬに掛ける係数と、溝部７０における熱伝達率との関係を測定した測定結果を示すグラフ図が示されている。なお、図７のグラフ図において、熱伝達率の値「１００」は、突起部１００を設けていないタイヤの熱伝達率（基準値）を示す。また、係数は、長さＬに対する所定間隔Ｐの比Ｐ／Ｌとも言い換えることができる。

図８に示すように、突起部１００は、０．７５Ｌ≦Ｐの関係を満たすことにより、溝部７０に設けられる突起部１００の数が多くなりすぎず、溝部７０を流れる空気の速度が低下することを抑制できる。突起部１００は、Ｐ≦１０Ｌの関係を満たすことにより、溝部７０に設けられる突起部１００の数が少なくなりすぎず、効率的に空気の流れＡＲ１,ＡＲ２が、螺旋状（スワール状）の流れに変化する。

また、１．２５Ｌ＜Ｐの関係を満たすことが好ましく、１．５Ｌ＜Ｐの関係を満たすことがより好ましく、２．０Ｌ＜Ｐの関係を満たすことがさらに好ましい。これらの関係を満たすことによって、溝部７０に設けられる突起部１００がより適切な数となる。また、空気の流れＡＲ１,ＡＲ２が通過する溝底７２の面積が小さくなりすぎないため、溝底７２から熱が効率よく放熱される。これにより、図８に示すように、実装時に確実に効果を発揮する熱伝達率の値「１０３」を上回ることができるため、トレッド部１０の温度上昇を抑制する効果の確実性が高まる。

また、本実施形態に係るタイヤ１では、突起部１００の溝底７２からの高さをＨとし、溝部７０のトレッド接地面１１から溝底７２までの深さをＤとした場合、０．０３Ｄ＜Ｈ≦０．４Ｄの関係を満たすことが好ましい。

ここで、図９には、高さＨを規定する溝深さＤに掛ける係数と、溝部７０における熱伝達率との関係を測定した測定結果を示すグラフ図が示されている。なお、図９のグラフ図において、熱伝達率の値「１００」は、突起部１００を設けていないタイヤの熱伝達率（基準値）を示す。また、係数は、溝深さＤに対する高さＨの比Ｈ／Ｄとも言い換えることができる。

図９に示すように、０．０３Ｄ＜Ｈの関係を満たすことにより、突起部１００の高さＨが所定の高さ以上となるため、溝部７０を流れる空気の流れＡＲ１,ＡＲ２を螺旋状の流れに効率よく変化させることができる。このため、溝底７２を通過する風量が増加し、トレッド部１０から効率的に熱が放熱される。Ｈ≦０．４Ｄの関係を満たすことにより、螺旋状の流れに変化した空気の流れＡＲ１,ＡＲ２が溝底７２に到達しやすくなるため、溝底７２から熱が効率よく放熱される。

さらに、０．０５Ｄ≦Ｈの関係を満たし、Ｈ≦０．３５Ｄの関係を満たすことにより、図９に示すように、実装時に確実に効果を発揮する熱伝達率の値「１０３」を上回ることができるため、トレッド部１０の温度上昇を抑制する効果の確実性が高まる。

また、本実施形態に係るタイヤ１では、溝部７０の幅を溝幅Ｗとした場合、タイヤ１のトレッド面視において、湾曲形状部分１２０の曲率半径Ｒは、溝幅Ｗの３倍以上かつ１０倍以下であることが好ましい。具体的に、第１湾曲形状部分１２１の曲率半径Ｒ１と、第２湾曲形状部分１２２の曲率半径Ｒ２とは、いずれも、溝幅Ｗの３倍以上かつ１０倍以下であることが好ましい。

ここで、図１０は、曲率半径Ｒと、歪みとの関係を測定した測定結果を示すグラフ図である。図１０に示すように、湾曲形状部分１２０の曲率半径Ｒが溝幅Ｗの３倍以上であることにより、突起部１００が圧縮力を受けても、突起部１００の中央部において、歪みが集中することを抑制する。一方、湾曲形状部分１２０の曲率半径Ｒが、溝幅Ｗの１０倍以下であることにより、湾曲形状部分１２０が直線に近い形状となることを防止できる。これにより、圧縮力によるせん断変形が、湾曲形状部分１２０（第１湾曲形状部分１２１及び第２湾曲形状部分１２２）に分散できるので、クラックの発生を確実に抑制できる。

なお、湾曲形状部分１２０の曲率半径Ｒは、溝幅Ｗの３．５倍以上かつ８倍以下であることがより好ましい。これにより、クラックの発生をより確実に抑制しつつ、温度上昇を抑制できる。

また、本実施形態に係るタイヤ１では、突起部１００の幅Ｗ１００は、１ｍｍ以上かつ４ｍｍ以下であることが好ましい。突起部１００の幅Ｗ１００は、１ｍｍ以上であることにより、乱流を安定的に発生させるための突起部分自体の剛性を保つことができるため、乱流を発生させることによる熱伝達率を確保でき、温度上昇をより確実に抑制できる。また、タイヤ製造時にモールド欠けなどの成形不良の発生を抑制することもできる。

一方で、突起部１００の幅Ｗ１００は、４ｍｍ以下であることにより、突起部１００以外の溝底７２の領域面積をより広く確保できるため、空気の流れＡＲ１，ＡＲ２によって、溝底７２を冷却する効果を高めることができる。

［変形例１］
次に、第１実施形態の変形例１に係るタイヤ１について説明する。なお、本実施形態に係るタイヤ１は、上述の第１実施形態に係るタイヤ１に比べて、突起部の構成が異なる。従って、以下において、突起部の構成に着目して、説明する。

ここで、図１１は、第１実施形態の変形例１に係る突起部１００Ａの拡大平面図である。本実施形態に係る突起部１００Ａは、溝部７０を形成する一方の溝壁７１から溝部７０を形成する他方の溝壁７３に向けて延在し、他方の溝壁７３の手前で終端する。

具体的に、突起部１００Ａの他方の溝壁７３側の端部１００ｂは、他方の溝壁７３の手前で終端する終端部１００ｂを構成する。なお、突起部１００Ａの一方の溝壁７１側の端部１００ａは、一方の溝壁７１に連なる。

本実施形態に係るタイヤ１によれば、タイヤ転動時において、溝部７０の両側の陸部８０が変形しても、突起部１００Ａは、一方の陸部８０からのみ圧縮力を受けるものの、両側の陸部８０から圧縮力を受けることを防止できる。これにより、突起部１００Ａが、一方の溝壁７１から他方の溝壁７３まで連なる場合に比べて、陸部８０から受ける圧縮力を抑制できる。従って、突起部１００Ａに発生するクラックを抑制しつつ、トレッド部の温度上昇を抑制することができる。

また、突起部１００Ａでは、他方の溝壁７３よりも手前で終端する突起部１００Ａの終端部１００ｂと、他方の溝壁７３との溝壁間隔Ｌｗｂは、溝幅Ｗの０．１倍以上かつ０．４倍以下の範囲内であることが好ましい。

溝壁間隔Ｌｗｂが、溝幅Ｗの０．１倍以上であることにより、突起部１００Ａが、溝底７２を伝搬して、他方の溝壁７３から受ける圧縮力をより確実に抑制できる。これにより、突起部１００Ａに発生するクラックを抑制できる。

一方、溝壁間隔Ｌｗｂが、溝幅Ｗの０．４倍以下であることにより、溝部７０を流れる空気を突起部１００Ａに衝突させて、突起部１００Ａを乗り越える空気の流れＡＲ１，ＡＲ２をより確実に発生させることができるため、トレッド部１０の温度上昇を抑制する効果も確保することができる。

なお、溝壁間隔Ｌｗｂは、溝幅Ｗの０．３倍以上かつ０．４倍以下であることがより好ましい。これにより、突起部１００Ａに発生するクラックをより確実に抑制しつつ、トレッド部１０の温度上昇を抑制することができる。

［変形例２］
次に、第１実施形態の変形例２に係るタイヤ１について説明する。なお、本実施形態に係るタイヤ１は、上述の第１実施形態に係るタイヤ１に比べて、突起部の構成が異なる。従って、以下において、突起部の構成に着目して、説明する。

ここで、図１２は、第１実施形態の変形例２に係る突起部１００Ｂの拡大平面図である。本実施形態に係る突起部１００Ｂは、溝部７０を形成する一方の溝壁７１側に位置する一方の端部１００ａと、溝部７０を形成する他方の溝壁７３側に位置する他方の端部１００ｂと、を備える。

また、一方の端部１００ａは、一方の溝壁７１から離間し、他方の端部１００ｂは、他方の溝壁７３から離間する。すなわち、突起部１００Ｂの両端部１００ａ，１００ｂが、溝部７０の両溝壁７１，７３から離間する。

本実施形態に係るタイヤ１によれば、タイヤ転動時において、溝部７０の両側の陸部８０が変形しても、突起部１００Ｂは、両側の陸部８０から圧縮力を受けることを防止できる。これにより、突起部１００Ｂが、一方の溝壁７１又は他方の溝壁７３と連なる場合に比べて、陸部８０から受ける圧縮力を大幅に抑制できるため、突起部１００Ｂに発生するクラックを抑制することができる。

また、突起部１００Ｂでは、突起部１００Ｂの一方の端部１００ａと一方の溝壁７１との溝壁間隔Ｌｗａと、突起部１００Ｂの他方の端部１００ｂと他方の溝壁７３との溝壁間隔Ｌｗｂとは、溝幅Ｗの０．１倍以上かつ０．４倍以下の範囲内であることが好ましい。

溝壁間隔Ｌｗａ，Ｌｗｂが、溝幅Ｗの０．１倍以上であることにより、突起部１００Ａが、溝底７２を伝搬して、一方の溝壁７１及び他方の溝壁７３から受ける圧縮力をより確実に抑制できる。これにより、突起部１００Ｂに発生するクラックをより確実に抑制できる。

一方、溝壁間隔Ｌｗａ，Ｌｗｂが、溝幅Ｗの０．４倍以下であることにより、溝部７０を流れる空気を突起部１００Ａに衝突させて、突起部１００Ｂを乗り越える空気の流れＡＲ１，ＡＲ２をより確実に発生させることができるため、トレッド部１０の温度上昇を抑制する効果も確保することができる。

なお、溝壁間隔Ｌｗａ，Ｌｗｂは、溝幅Ｗの０．３倍以上かつ０．４倍以下であることがより好ましい。これにより、突起部１００Ｂに発生するクラックをより確実に抑制しつつ、トレッド部１０の温度上昇をより確実に抑制することができる。

また、本実施形態では、溝壁間隔Ｌｗａが、溝壁間隔Ｌｗｂと同一である。但し、溝壁間隔Ｌｗａは、必ずしも、溝壁間隔Ｌｗｂと同一でなくともよい。例えば、一方の溝壁７１が他方の溝壁７３よりも変形量が大きい場合、溝壁間隔Ｌｗａと溝壁間隔Ｌｗｂとは、Ｌｗａ＞Ｌｗｂの関係を満たしてもよい。

［実施例］
次に、本発明の実施形態に係るタイヤの効果を確認するために実施した実施例について説明する。まず、下記に示す比較例１と、実施例１〜４とを準備した。

比較例１に係るタイヤは、溝部に形成される突起部が一方の溝壁から他方の溝壁まで直線状に連なる構成のものを用いた。

実施例１に係るタイヤは、上述の第１実施形態に係るタイヤを用いた。具体的に、突起部が一方の溝壁から他方の溝壁に連なる構成のものを用いた。なお、実施例１に係るタイヤでは、第１湾曲形状部分の曲率半径と第２湾曲形状部分の曲率半径とは、いずれも６０ｍｍとした。

実施例２〜３に係るタイヤは、上述の第１実施形態の変形例１に係るタイヤを用いた。具体的に、実施例２〜３に係るタイヤは、図１１に示すように、突起部が一方の溝壁から他方の溝壁に向けて延在し、他方の溝壁７３の手前で終端する構成のものを用いた。

なお、実施例２に係るタイヤでは、第１湾曲形状部分の曲率半径と第２湾曲形状部分の曲率半径とは、いずれも６０ｍｍとした。

一方、実施例３に係るタイヤでは、第１湾曲形状部分の曲率半径と第２湾曲形状部分の曲率半径とは、いずれも８０ｍｍとした。

また、実施例４に係るタイヤは、上述の第１実施形態の変形例２に係るタイヤを用いた。具体的に、実施例４に係るタイヤは、図１２に示すように、突起部の両端部が、溝部の両溝壁から離間する構成のものを用いた。なお、実施例４に係るタイヤでは、第１湾曲形状部分の曲率半径と第２湾曲形状部分の曲率半径とは、いずれも６０ｍｍとした。

なお、比較例１及び実施例１〜４のタイヤサイズとリム幅は、何れも下記の通りである。

・タイヤサイズ：１１Ｒ２２．５
・リム幅：８．２５×２２．５
そして、上述の比較例１及び実施例１〜４に、内圧７００ｋＰａ（正規内圧）及び荷重３０００ｋｇ（約１１０％ｌｏａｄ）を与えて、ドラム径１．７ｍのドラム試験装置を用いた転動試験を行った。また、転動試験では、速度６５ｋｍ／ｈによって、５００００ｋｍ転動させた後、突起部に発生するクラックの長さを測定した。

また、比較例１及び実施例１による放熱性を評価した。具体的に、それぞれの熱伝導率を測定する試験を行うことによって得られた測定結果に基づいて、放熱性を評価した。

なお、表１には、転動試験後の測定結果と、熱伝導率の測定結果が示されている。また、表１に示す熱伝導率は、比較例１を基準（１００）とした指数によって示されており、値が大きいほど、熱伝導率が高いことを示す。

表１に示すように、実施例１〜４に係るタイヤは、比較例１に係るタイヤに比べて、突起部に発生するクラックの長さが大幅に抑制されていることが確認された。すなわち、実施例１〜４に係るタイヤは、突起部にクラックが発生することを抑制できることが確認された。

また、実施例１〜４に係るタイヤは、比較例１に係るタイヤと同等に熱伝導率を確保でき、トレッド部１０の温度上昇を十分に抑制できることも確認された。

［その他の実施形態］
次に、本発明のその他の実施形態について説明する。タイヤ１は、トラック又はバス（ＴＢ）に装着される重荷重用タイヤ（ＴＢＲタイヤ）に好適に用いられるが、タイヤ１は、例えば、砕石・鉱山・ダム現場を走行するダンプトラックやアーティキュレートダンプなどの建設車両用タイヤ（ＯＲＲタイヤ）に用いてもよいし、乗用車用タイヤに用いてもよい。

上述した実施形態では、溝部７０がタイヤ周方向ＴＣに沿って平行に延びる場合を例に挙げて説明したが、溝部７０は、タイヤ周方向ＴＣに対して数度（例えば１０度以下）傾斜していてもよい。

上述した実施形態では、突起部１００は、湾曲形状部分１２０として、タイヤ周方向ＴＣの一方に湾曲する第１湾曲形状部分１２１と、タイヤ周方向ＴＣの他方に第２湾曲形状部分１２２との２つを備えていたが、これに限定されない。突起部１００は、１つの湾曲形状部分１２０を備えていてもよいし、３つ以上の湾曲形状部分１２０を備えていてもよい。すなわち、突起部１００は、少なくとも一つの湾曲形状部分１２０を備えていればよい。

また、例えば、一方の溝壁７１が他方の溝壁７３よりも変形量が大きい場合、直線形状部分１１０の一方の溝壁７１側に配置される湾曲形状部分１２０の数が、直線形状部分１１０の他方の溝壁７３に配置される湾曲形状部分１２０の数よりも多くしてもよい。更に、突起部１００では、直線形状部分１１０と湾曲形状部分１２０とを交互に配置してもよい。

上述した実施形態では、突起部１００の直線形状部分１１０の延在方向とタイヤ周方向ＴＣとのなす角度θ１は、１０〜６０度の範囲内である場合を例に挙げて説明したが、これに限定されるものではない。角度θ１は、１０〜６０度の範囲外であってもよい。

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。また、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより、種々の発明を形成できる。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ものである。

１…タイヤ、５…正規リム、１０…トレッド部、２０…サイドウォール部、３０…ビード部
４０…ベルト層、５２…カーカス層、７０…溝部、７１…溝壁、７２…溝底、７３…溝壁、１００，１００Ａ，１００Ｂ…突起部、１１０…直線形状部分、１２０…湾曲形状部分、１２１…第１湾曲形状部分、１２２…第２湾曲形状部分

Claims (8)

1. トレッド部にタイヤ周方向に延びる溝部が形成されたタイヤであって、
   前記溝部の溝底には、前記タイヤ周方向に交差する方向に延在する突起部が設けられており、
   前記タイヤのトレッド面視において、
   前記突起部は、
   直線状に延びる直線形状部分と、
   前記直線形状部分に連なり、前記タイヤ周方向に向かって湾曲する少なくとも一つの湾曲形状部分と、を備える
   ことを特徴とするタイヤ。
2. 前記溝部の幅を溝幅Ｗとした場合、前記タイヤのトレッド面視において、前記湾曲形状部分の曲率半径は、前記溝幅Ｗの３倍以上かつ１０倍以下である
   ことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記突起部は、前記溝部を形成する一方の溝壁から前記溝部を形成する他方の溝壁まで連なる
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ。
4. 前記突起部は、前記溝部を形成する一方の溝壁から前記溝部を形成する他方の溝壁に向けて延在し、前記他方の溝壁の手前で終端する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ。
5. 前記溝部の幅を溝幅Ｗとした場合、前記他方の溝壁よりも手前で終端する前記突起部の終端部と、前記他方の溝壁との溝壁間隔Ｌｗｂは、前記溝幅Ｗの０．１倍以上かつ０．４倍以下である
   ことを特徴とする請求項４に記載のタイヤ。
6. 前記突起部は、
   前記溝部を形成する一方の溝壁側に位置する一方の端部と、前記溝部を形成する他方の溝壁側に位置する他方の端部と、を備え、
   前記一方の端部は、前記一方の溝壁から離間し、前記他方の端部は、前記他方の溝壁から離間する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ。
7. 前記溝部の幅を溝幅Ｗとした場合、前記突起部の前記一方の端部と前記一方の溝壁との溝壁間隔Ｌｗａと、前記突起部の前記他方の端部と前記他方の溝壁との溝壁間隔Ｌｗｂとは、前記溝幅Ｗの０．１倍以上かつ０．４倍以下である
   ことを特徴とする請求項６に記載のタイヤ。
8. 前記直線形状部分が延在する方向と前記タイヤ周方向とのなす角度は、１０度〜６０度の範囲内である
   ことを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載のタイヤ。
   
   

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