JP2017001589A

JP2017001589A - 空気入りタイヤ

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Publication number: JP2017001589A
Application number: JP2015119845A
Authority: JP
Inventors: 賢太郎佐伯; Kentaro Saeki
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2015-06-13
Filing date: 2015-06-13
Publication date: 2017-01-05
Anticipated expiration: 2035-06-13
Also published as: EP3308977A1; EP3308977A4; WO2016204004A1; JP6527758B2; EP3308977B1; CN107709046A; US20180312008A1; CN107709046B

Abstract

【課題】空気入りタイヤ11において操縦安定性、ウエット性能双方の性能向上を図る。【解決手段】トレッド部12の踏面13に形成された周方向に延びる溝を周方向細溝14のみから構成したので、周方向細溝14の両側に位置する陸部は、荷重を受けると、半径方向中央部が膨出するよう変形して側壁同士が接触し、これにより、横力が付与されたときの陸部の倒れ込み量が低減し、操縦安定性が向上する。しかも、ラグ溝27、28の幅方向内側端が外側周方向細溝16に開口することで終了しているため、湿潤路面の走行時、路面との間の水はラグ溝27、28を通じて幅方向外側に排出され、ウエット性能が向上する。【選択図】図１

Description

この発明は、タイヤ赤道の両側のトレッド部踏面にそれぞれ周方向細溝が少なくとも１本形成された空気入りタイヤに関する。

従来の空気入りタイヤとしては、例えば以下の特許文献１に記載されているようなものが知られている。

特開２０１２−０２０７１４号公報

このものは、タイヤ赤道の両側のトレッド部踏面にそれぞれ１本ずつ形成され、周方向に連続して延びるとともに、接地時に閉じることのない幅広の周方向主溝と、トレッド部踏面に周方向に離れて複数形成され、両トレッド端からタイヤ赤道に向かって延びるとともに、幅方向内側端が前記周方向主溝において開口することで終了したラグ溝と、前記周方向主溝間ににおいて周方向に連続して延びるとともに接地時に対向する側壁同士が接触し、タイヤ幅方向に離れて形成された複数本（３本）の周方向細溝とを備えたものである。

しかしながら、このような従来の空気入りタイヤにあっては、トレッド部踏面に周方向主溝が形成されているため、該周方向主溝間およびトレッド端と周方向主溝との間に画成された陸部は、荷重を受けると、図４（ａ）に模式的に示すように、半径方向（高さ方向）中央部が仮想線で示す状態から実線で示す状態に膨出するよう変形し、これにより、陸部の半径方向外端部のゴムは、図示のように平行四辺形に変形する。この状態で、車両の旋回等により、空気入りタイヤに矢印方向の横力Ｆが作用すると、前記陸部は剪断力を受けて、図４（ｂ）に実線で示すように倒れ込み、この結果、矢印の後端側のゴムは、平行四辺形がさらに潰れるよう大きく変形し、これにより、該部位と路面との間に滑りが発生することがあった。

また、前述のようにトレッド部踏面に周方向主溝が形成されていると、湿潤路面を空気入りタイヤが走行しているとき、該周方向主溝に流れ込んだ水はタイヤの走行方向前方に向かって広がりながら押出されるため、空気入りタイヤは前記押出された水が追加された厚い水の層に乗り上げる格好となり、この結果、路面に直接接触しているトレッド部踏面の面積が減少してしまうことがあった。ここで、近年、車両の高性能化に伴って操縦安定性、ウエット性能が優れた空気入りタイヤが要望されるようになってきたが、前述のような空気入りタイヤでは、このような要望に充分に応えることができないという課題があった。

この発明は、操縦安定性、ウエット性能双方の性能向上を図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。

このような目的は、タイヤ赤道Ｓの両側のトレッド部踏面にそれぞれ少なくとも１本形成され、周方向に連続して延びるとともに、接地時に対向する側壁同士が接触する周方向細溝と、トレッド部踏面に周方向に離れて複数形成され、両トレッド端からタイヤ赤道Ｓに向かって延びるラグ溝とを備え、トレッド部踏面に形成された周方向に延びる溝を前記周方向細溝のみから構成する一方、前記ラグ溝の幅方向内側端を、前記周方向細溝のうち、両トレッド端に最も近接する外側周方向細溝においてそれぞれ開口させることで終了させた空気入りタイヤにより、達成することができる。

この発明においては、タイヤ赤道Ｓの両側のトレッド部踏面にそれぞれ少なくとも１本の周方向細溝を形成するとともに、トレッド部踏面に形成された周方向に延びる溝を前記周方向細溝のみから構成したが、これら周方向細溝の両側に位置する陸部は、荷重を受けると、半径方向（高さ方向）中央部が膨出するよう変形し、これにより、前記周方向細溝の対向する側壁同士が接触、換言すれば、隣接する陸部の側壁同士が接触して、これら隣接する陸部は互いに支え合う。この結果、車両の旋回等によって空気入りタイヤに横力が付与されたときの陸部の倒れ込み量が低減し、これにより、路面との間における滑りが効果的に抑制され、操縦安定性が向上する。また、この発明においては、両トレッド端からタイヤ赤道に向かって延びるラグ溝の幅方向内側端を、トレッド端に最も近接する外側周方向細溝において開口させることで終了させるようにしたので、湿潤路面の走行時、路面と外側周方向細溝近傍との間の水は、走行方向前方に向かって広がりながら押出されることはなく、ラグ溝を通じて空気入りタイヤの幅方向外側に排出される。このため、トレッド部踏面と路面とが直接接触している面積が広くなり、ウエット性能が向上する。このように、この発明では操縦安定性とウエット性能との双方を容易に向上させることができる。

また、請求項２に記載のように構成すれば、幅方向のエッジ成分が増加して走行時におけるトラクション性能、ブレーキ性能が向上する。さらに、トレッド端部の陸部には横力入力時に大きな変形が発生するため、該陸部に交差角の小さな角部が存在すると、ゴムに欠けが生じるおそれがあるが、請求項３に記載のように構成すれば、該位置の陸部の角部における交差角は大きな値となり、ゴムの欠けを効果的に抑制することができる。また、請求項４に記載のように構成すれば、車両に対する空気入りタイヤの装着方向（タイヤの回転方向）を規定することで、排水性を容易に向上させることができる。さらに、請求項５に記載のように構成すれば、操縦安定性を確実に向上させることができる。

この発明の実施形態１を示すトレッド部踏面の展開図である。接地時における周方向細溝近傍の子午線断面図である。他の空気入りタイヤのトレッド部踏面の展開図である。（ａ）（ｂ）は接地時における陸部の変形状態を説明する模式断面図である。

以下、この発明の実施形態１を図面に基づいて説明する。
図１、２において、11はトラック・バス等に装着される空気入りタイヤであり、この空気入りタイヤ11は半径方向外端に略円筒状のトレッド部12を有する。このトレッド部12の踏面13（外周面）でタイヤ赤道Ｓ（トレッドセンター）の両側にはそれぞれ少なくとも１本、ここではタイヤ赤道Ｓの両側にそれぞれ２本、タイヤ赤道Ｓ上に１本、合計５本の周方向細溝14が形成され、これらの周方向細溝14は周方向に連続して延びるとともに、その幅Ｗは空気入りタイヤ11の接地時に、対向する側壁14ａ、14ｂ同士が接触する程度、具体的には 0.5〜 3.0mmの範囲内とすることが好ましい。その理由は、前記周方向細溝14の幅Ｗが 0.5mm未満であると、周方向細溝14を配設しない陸部に比較して排水性の向上効果が認められなくなり、一方、幅Ｗが 3.0mmを超えると、接地時においても側壁14ａ、14ｂ同士は離れたままであり、周方向細溝14の両側に位置する陸部同士の支え合いがなくなるからである。なお、この実施形態では前記５本の周方向細溝14の幅Ｗを同一値としている。また、この発明においては、前記周方向細溝14はタイヤ赤道Ｓの両側に１本ずつ、合計２本としてもよい。

そして、この実施形態では、前記トレッド部12の踏面13に形成された周方向に延びる溝は前述した周方向細溝14のみであり、該踏面13には周方向主溝、一般的に溝幅が 4〜18mmの範囲内である広幅の周方向に延びる溝は１本も形成されていない。このようにタイヤ赤道Ｓの両側のトレッド部12の踏面13にそれぞれ少なくとも１本（前述のように５本）の周方向細溝14を形成するとともに、トレッド部12の踏面13に形成された周方向に延びる溝を前記周方向細溝14のみから構成したが、これら周方向細溝14の両側に位置する陸部は、荷重を受けると、半径方向（高さ方向）中央部が、図２に仮想線で示す状態から実線で示す状態まで膨出するよう変形し、これにより、前記周方向細溝14の対向する側壁14ａ、14ｂ同士が接触、換言すれば、隣接する陸部の側壁同士が接触して、これら隣接する陸部は互いに支え合う。この結果、車両の旋回等によって空気入りタイヤ11に横力が付与されたときの陸部の倒れ込み量が低減し、これにより、路面Ｒとの間における滑りが効果的に抑制され、操縦安定性が向上する。なお、前述した周方向細溝14の合計本数が７本を超えると、これら周方向細溝14により画成される陸部の幅が狭くなって幅方向剛性が低くなり、操縦安定性が低下するおそれがある。このため、操縦安定性を確実の向上させるには、前記周方向細溝14の合計本数を７本以下とすることが好ましい。

ここで、前述した空気入りタイヤ11の接地時とは、空気入りタイヤを正規リムに装着するとともに、正規内圧を充填した後、静止した状態で平板に対し垂直に置き、該空気入りタイヤに正規荷重を負荷した時を意味する。ここで、正規リムとは、ＪＡＴＭＡで規定する「標準リム」、ＴＲＡで規定する「Design Rim」、ＥＴＲＴＯで規定する「Measuring Rim」である。また、正規内圧とは、ＪＡＴＭＡで規定する「最高空気圧」、ＴＲＡで規定する「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に記載の最大値、ＥＴＲＴＯで規定する「INFLATION PRESSURES」である。また、正規荷重とは、ＪＡＴＭＡで規定する「最大負荷能力」、ＴＲＡで規定する「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に記載の最大値、ＥＴＲＴＯで規定する「LOAD CAPACITY」である。

また、周方向細溝14が前述のように踏面13に３本以上（ここでは合計５本）形成されているとき、該周方向細溝14のうち、両トレッド端18、19に最も近接する一対の周方向細溝が外側周方向細溝16であり、一方、該周方向細溝14のうち、前記一対の外側周方向細溝16間に配置されている周方向細溝が内側周方向細溝17であるが、これら周方向細溝のうち、少なくとも外側周方向細溝16が、ここでは外側周方向細溝16、内側周方向細溝17の双方が波状、例えば三角波状、正弦波状を呈するようタイヤ幅方向にジグザグに屈曲している。このように外側周方向細溝16が、ここでは内側周方向細溝17も同様に、波状に屈曲していると、幅方向のエッジ成分が増加し、空気入りタイヤ11の走行時におけるトラクション性能、ブレーキ性能を向上させることができる。そして、前述のように波状に屈曲している外側周方向細溝16の全振幅を内側周方向細溝17の全振幅より小としている。その理由は、空気入りタイヤ11の旋回走行時等の横力の入力時には、トレッド端部20、21に大きな変形が発生するが、該トレッド端部20、21に位置する陸部に交差角Ａの小さな角部Ｂが存在すると、該角部Ｂにゴム欠けが生じるおそれがある。しかしながら、前述のように外側周方向細溝16の全振幅を内側周方向細溝17の全振幅より小とすれば、トレッド端部20、21に位置する陸部の角部Ｂにおける交差角Ａは大きな値となり、これにより、ゴムの欠けを効果的に抑制することができるからである。

また、この実施形態においては、前述のようなゴム欠けを強力に抑制するため、外側、内側周方向細溝16、17の全振幅をタイヤ赤道Ｓからトレッド端18、19に向かうに従い徐々に小としている。なお、この発明においては、前述した外側、内側周方向細溝16、17は幅方向に振れることなく真っ直ぐ（直線状）に延在させるようにしてもよく、また、これら外側、内側周方向細溝16、17の波状は同一とする必要はなく、周方向にピッチをずらしたり、異なる振幅、波長としてもよい。25、26は外側周方向細溝16とトレッド端18、19との間のトレッド部12の踏面13に画成された周方向に連続して延びる外側陸部であり、これらの外側陸部25、26には両トレッド端18、19からタイヤ赤道Ｓに向かって延びるラグ溝27、28が周方向に等距離離れて複数形成されている。この結果、前記ラグ溝27、28はタイヤ赤道Ｓの両側においてトレッド部12の踏面13にそれぞれ形成されていることになる。

さらに、前述したラグ溝27、28はその幅方向内側端（タイヤ赤道Ｓに最も近接する端）が前記外側周方向細溝16に開口することで終了している。この結果、湿潤路面の走行時、路面Ｒと外側周方向細溝16近傍の接地領域との間に位置する水は、走行方向前方に向かって広がりながら押出されることはなく、ラグ溝27、28を通じて空気入りタイヤ11の幅方向外側に排出される。このため、空気入りタイヤ11と路面Ｒとの間の水の層が薄くなって、踏面13と路面Ｒとが直接接触している面積が広くなり、ウエット性能が向上する。このように、この実施形態では、操縦安定性とウエット性能との双方を容易に向上させることができるのである。そして、これらラグ溝27、28は溝幅が 4〜18mmの範囲内の広幅であり、接地時に対向する側壁同士が接触するようなことはない。ここで、前記ラグ溝27、28の溝幅が 4mm未満であると、空気入りタイヤ11の幅方向外側に向かう水の排出が充分とは言えなくなり、一方、18mmを超えると、接地面積が減少して操縦安定性、耐摩耗性が低下することがあるため、前述の範囲内とすることが好ましい。

また、これらラグ溝27、28はタイヤ赤道Ｓに対して90度の傾斜角で交差していてもよいが、この実施形態のようにタイヤ赤道Ｓに対し90度より若干小さな傾斜角で交差していてもよい。なお、図３に示すように、外側陸部25、26におけるラグ溝および後述の幅方向細溝を省略して、踏面に形成された溝を周方向細溝のみとしたり、あるいは、ラグ溝を外側周方向細溝16に向かう途中の外側陸部25、26で終了させる（ラグ溝の幅方向内側端を外側周方向細溝16より幅方向外側に位置させる）ことも考えられるが、このようにするとウエット性能が若干低下してしまう。一方、ラグ溝を外側周方向細溝16を超えて延長させ、外側周方向細溝16とタイヤ赤道Ｓとの間の陸部において終了させる（ラグ溝の幅方向内側端を外側周方向細溝16より幅方向内側に位置させる）ことも考えられるが、このようにすると、外側周方向細溝16よりタイヤ赤道Ｓ側の陸部の剛性が、外側周方向細溝16の近傍において低下し偏摩耗が生じ易くなる。ここで、前記ラグ溝27、28は、タイヤ赤道Ｓを対称軸として線対称で配置されており、この結果、これらラグ溝27、28のタイヤ赤道Ｓに対する傾斜方向は逆方向となる。

また、前記外側陸部25、26はラグ溝27、28により周方向に離れた複数の外側ブロック31、32に区分されるが、周方向に隣接する外側ブロック31同士および外側ブロック32同士は、ラグ溝27、28内に形成され該ラグ溝27、28の底壁から隆起した隆起部29、30によりそれぞれ部分的に連結されている。このようにすれば、排水性を悪化させることなく、外側ブロック31、32の変形を有効に抑制することができる。ここで、前記隆起部29、30の延在長さＬは、ラグ溝27、28の延在長さＭ（トレッド端18、19から外側、内側周方向細溝16、17までの距離）の 0.3〜 1.0倍の範囲内であることが好ましく、また、ラグ溝27、28の溝底から隆起部29、30の頂上までの半径方向距離、即ち、隆起部29、30の高さは、ラグ溝27、28の溝深さの 0.5〜 0.8倍の範囲内であることが好ましい。その理由は、前記延在長さＬが延在長さＭの 0.3倍未満であると、外側ブロック31、32の連結による剛性向上効果が不十分で、該外側ブロック31、32に偏摩耗が発生しやすくなるからである。また、隆起部29、30の高さがラグ溝27、28の溝深さの 0.5倍未満であると、外側ブロック31、32の連結による剛性向上効果が不十分で、偏摩耗を発生しやすくなり、一方、 0.8倍を超えると、空気入りタイヤ11の側方への排水が不十分となることがあるからである。

33、34は前記外側周方向細溝16間で、タイヤ赤道Ｓ上に位置する内側周方向細溝17の両側の踏面13にそれぞれ形成された周方向に延びる内側陸部であり、これら内側陸部33、34にはそれぞれタイヤ赤道Ｓに対して傾斜し周方向に離れた複数の幅方向細溝35、36が形成され、これら幅方向細溝35、36の幅方向内端はタイヤ赤道Ｓ上の内側周方向細溝17に、また、その幅方向外端は前記外側周方向細溝16にそれぞれ開口して終了するとともに、その幅方向中央部はタイヤ赤道Ｓの両側において内側周方向細溝17と交差している。この結果、内側陸部33、34は外側、内側周方向細溝16、17および幅方向細溝35、36により、周方向、幅方向の双方に離れた複数の内側ブロック37、内側ブロック38に画成される。ここで、前記幅方向細溝35、36の溝幅は、前述した周方向細溝14と同様に、接地時に対向する側壁同士が接触する程度、具体的には 0.5〜 3.0mmの範囲内とすることが好ましく、このようにすれば、内側陸部33、34全域での剪断力分布を均一化しながら、エッジ成分を増大させることができる。また、前述のようにタイヤ赤道Ｓの両側に形成された幅方向細溝35、36の傾斜方向は、同一側に形成されたラグ溝27、28の傾斜方向と同一方向、即ち幅方向細溝35とラグ溝27と、また、幅方向細溝36とラグ溝28との傾斜方向を同一方向としている。このようにすれば、車両に対する空気入りタイヤ11の装着方向（タイヤの回転方向）を規定することで、排水性を容易に向上させることができる。なお、この実施形態においては、前記ラグ溝27、28のタイヤ赤道Ｓに対する傾斜角と幅方向細溝35、36のタイヤ赤道Ｓに対する傾斜角とをほぼ同一角度としている。

次に、試験例について説明する。この試験に当たっては、全ての周方向細溝が波状に屈曲するとともに、その溝幅がいずれも 1.5mmであり、各ラグ溝に延在長さＬが23mm、高さが11.0mmの隆起部が設けられた実施タイヤ１と、周方向細溝が直線状に延びている以外は実施タイヤ１と同様である実施タイヤ２と、周方向細溝が直線状に延びるとともに、各ラグ溝における隆起部が省略されている以外は実施タイヤ１と同様である実施タイヤ３と、実施タイヤ１の外側周方向細溝の代わりに溝幅が 8.0mmの周方向主溝が形成された以外は実施タイヤ１と同様である従来タイヤとを準備した。ここで、前記実施タイヤ１のトレッドパターンは図１に示す通りであり、また、その構造については、周知の空気入りタイヤの構造と同様である。

ここで、前記各タイヤのサイズは 315／70Ｒ22.5であった。また、前記各タイヤにおいては、ラグ溝の溝幅、溝深さはそれぞれ 6mm、15mm、幅方向細溝の溝幅は 0.5mm、外側陸部の幅は45mmであった。次に、このような各タイヤを正規リム（リムサイズ：9.00）に装着するとともに、 900ｋPaの内圧を充填した後、トラックに装着し、専門のドライバーにより乾燥路面を走行させ、操縦安定性を10段階で評価した。その結果は、実施タイヤ１、２、３ではそれぞれ 8、 7、7であったが、従来タイヤでは 6であった。ここで、値が大であるほど、操縦安定性が良好である。次に、前記トラックを専門のドライバーにより湿潤路面を走行させ、ウエット性能を10段階で評価した。その結果は、実施タイヤ１、２、３ではそれぞれ 8、 8、 8であったが、従来タイヤでは 7であった。ここで、値が大であるほど、ウエット（操安）性能が良好である。

この発明は、タイヤ赤道の両側のトレッド部踏面にそれぞれ周方向細溝が少なくとも１本形成された産業分野に適用できる。

11…空気入りタイヤ 12…トレッド部
13…踏面 14…周方向細溝
14ａ、14ｂ…側壁 16…外側周方向細溝
17…内側周方向細溝 18、19…トレッド端
27、28…ラグ溝 35、36…幅方向細溝

Claims

タイヤ赤道Ｓの両側のトレッド部踏面にそれぞれ少なくとも１本形成され、周方向に連続して延びるとともに、接地時に対向する側壁同士が接触する周方向細溝と、トレッド部踏面に周方向に離れて複数形成され、両トレッド端からタイヤ赤道Ｓに向かって延びるラグ溝とを備え、トレッド部踏面に形成された周方向に延びる溝を前記周方向細溝のみから構成する一方、前記ラグ溝の幅方向内側端を、前記周方向細溝のうち、両トレッド端に最も近接する外側周方向細溝においてそれぞれ開口させることで終了させたことを特徴とする空気入りタイヤ。
前記外側周方向細溝を波状に屈曲させた請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記周方向細溝のうち、前記外側周方向細溝間に配置されている内側周方向細溝も波状に屈曲させ、さらに、前記外側周方向細溝の全振幅を内側周方向細溝の全振幅より小とした請求項２記載の空気入りタイヤ。
タイヤ赤道Ｓの両側にそれぞれ形成されたラグ溝のタイヤ赤道Ｓに対する傾斜方向を逆方向とする一方、前記タイヤ赤道Ｓの両側に位置するトレッド部踏面にそれぞれタイヤ赤道Ｓに対して傾斜し、接地時に対向する側壁同士が接触する幅方向細溝を形成するとともに、タイヤ赤道Ｓの両側に形成された幅方向細溝の傾斜方向を同一側に形成されたラグ溝の傾斜方向と同一方向とした請求項１〜３のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
前記周方向細溝の合計本数を７本以下とした請求項３記載の空気入りタイヤ。