JP2018095155A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】面内収縮が起こりにくく、しかも排水性が確保された空気入りタイヤを提供する。【解決手段】トレッド部１０にタイヤ周方向に延びる主溝１２が設けられ、主溝１２の内部に主溝１２の左右の陸部３２、３４を連結する凸状補強部２０が設けられた空気入りタイヤにおいて、左右のうち少なくとも一方の陸部３２において、主溝１２の側壁１６に対して凹形状となった凹部４０が凸状補強部２０の周りに形成されたことを特徴とする。【選択図】図２

Description

本発明は空気入りタイヤに関する。

図８（ａ）に示すような、タイヤ周方向に延びる主溝２１２を有する空気入りタイヤは、主溝２１２の部分での剛性が低いために、接地したときに図８（ｂ）に示すように接地面の一部が凹み接地面の幅が狭まるような変形を起こす場合がある。このような変形は面内収縮と呼ばれる。特に、主溝２１２の他に横溝が設けられ多数のブロックが形成された空気入りタイヤでは、トレッド部２１０の剛性が低いため面内収縮が起こりやすい。面内収縮が起こると、空気入りタイヤの接地性が悪くなりタイヤ性能に悪影響が生じる。

そこで、例えば特許文献１及び特許文献２に記載されているように主溝内に突起状の補強部を設ければ、トレッド部の主溝の部分での剛性が高くなり、面内収縮が生じにくくなると考えられる。しかし、突起状の補強部が、主溝内を流れる水にとっての障害物となってしまうため、空気入りタイヤの排水性が悪くなってしまう。

特許第３６７２０２６号公報 特許第５４６１０４３号公報

本発明は以上の実情に鑑みてなされたものであり、面内収縮が起こりにくく、しかも排水性が確保された空気入りタイヤを提供することを課題とする。

実施形態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主溝が設けられ、前記主溝の内部に前記主溝の左右の陸部を連結する凸状補強部が設けられた空気入りタイヤにおいて、左右のうち少なくとも一方の前記陸部において、前記主溝の側壁に対して凹形状となった凹部が前記凸状補強部の周りに形成されたことを特徴とする。

本実施形態の空気入りタイヤでは、主溝の左右の陸部を連結する凸状補強部が設けられているので面内収縮が起こりにくく、陸部における凸状補強部の周りに凹部が形成されているので排水性が確保されている。

本実施形態のトレッドパターンを示す図。 （ａ）図１の矢印Ｂの方向から見た凸状補強部２０の斜視図。（ｂ）図１の矢印Ｃの方向から見た凸状補強部２０の斜視図。 図２の凹部４０付近の拡大斜視図。 図１のＡ−Ａ線断面図。 ブロック３２、３４の摩耗が進行したときの図１のＡ−Ａ線に相当する位置での断面図。 変更例の凸状補強部１２０及び凹部１４０を示す図。 （ａ）従来例の主溝１２を示す図。（ｂ）比較例の主溝１２を示す図。 従来の空気入りタイヤのタイヤ幅方向の断面図。（ａ）は接地していないときの断面図。（ｂ）は接地して面内収縮が生じたときの断面図。

本実施形態について図面に基づき説明する。なお、本実施形態は一例に過ぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更されたものについては、本発明の範囲に含まれるものとする。また図面は、説明の都合上、長さや形状等が誇張されて描かれたり、模式的に描かれたりする場合がある。

また以下の説明において、左右とはタイヤ幅方向を左右方向とした場合の表現である。

本実施形態の空気入りタイヤの基本的な構造は次の通りである。まず、束ねられた鋼線にゴムが被覆されたビードコアと、ビードコアのタイヤ径方向外側に設けられたゴム製のビードフィラーとからなるビード部が、タイヤ幅方向両側に設けられている。カーカスが、タイヤ幅方向両側でビード部を包むと共に、これらのビード部間で空気入りタイヤの骨格を形成している。カーカスのタイヤ径方向外側にはスチールコードがゴムに被覆された１又は２以上のベルトからなるベルト層が設けられ、そのタイヤ径方向外側にベルト補強層が設けられている。さらにそのタイヤ径方向外側にはトレッド部１０が設けられている。またカーカスのタイヤ幅方向両側にはサイドウォールが設けられている。またカーカスの内側にはインナーライナーが設けられている。これらの部材の他にも必要に応じて複数の部材が設けられている。

本実施形態の空気入りタイヤのトレッドパターンを図１に示す。なお図１の上下方向がタイヤ周方向で、左右方向がタイヤ幅方向である。

本実施形態の空気入りタイヤのトレッド部１０にはタイヤ周方向に延びる複数の主溝１２が設けられている。さらにトレッド部１０にはタイヤ幅方向に延びる複数の横溝１４が設けられている。そのため陸部が、主溝１２及び横溝１４によって複数のブロック３０、３２、３４に区画されている。図示されていないが、ブロック３０、３２、３４にはサイプ等の細溝が設けられていても良い。なおブロック３０、３２、３４とは、厳密には、主溝１２及び横溝１４に囲まれた部分で、溝底よりも上（タイヤ径方向外側）の部分を言うものとする。

主溝１２の内部には複数の凸状補強部２０が所定間隔毎に設けられている。図１〜図３に示すように、凸状補強部２０は、主溝１２の内部において、主溝１２の左右のブロック３２、３４と接し、これらを連結している。凸状補強部２０は主溝１２の内部にあるので、凸状補強部２０の上面２２は接地面にならず、凸状補強部２０の上で主溝１２がタイヤ周方向に連通している。そのため、空気入りタイヤの接地時には、凸状補強部２０の上面２２と路面との間が水の流路として確保される。

図２に示すように、左右のブロック３２、３４のうち一方のブロック３２における凸状補強部２０の周りには、凹部４０が形成されている。凹部４０は、主溝１２の側壁１６に対して、主溝１２の幅方向外側に向かって凹形状となっている。凹部４０は主溝１２の内部にのみ開口しており、接地面側には開口していない。そのため、凹部４０の上（タイヤ径方向外側）にはトレッド部１０の接地面３６が存在する。

図３に示すように、凹部４０は、主溝１２の側壁１６と平行又はほぼ平行で側壁１６より主溝幅方向外側にある凹部底面４８と、凸状補強部２０のタイヤ周方向の前後面２４、２６の一部と距離を置いて対向する内面４２、４４と、凸状補強部２０の上面２２の一部と距離を置いて対向する内面４６とによって形成されている。この凹部４０は、例えば図３に矢印で示すような方向の水の流路となる。従って凹部４０は水の流路の拡張部分として機能し得る。上記の凸状補強部２０は凹部底面４８に連結されている。

図２〜図４に示すように、凸状補強部２０は左右に高低差を有する。図４に示すように、凸状補強部２０の上面２２は、タイヤ周方向から見て、凸状補強部２０の最高位置２７から最低位置２８へ引かれる仮想直線２３に対して下に凸になるよう湾曲している。上記の凹部４０は凸状補強部２０の低い方と接するブロック３２に形成されている。ここで、凸状補強部２０の最高位置２７における高さＨ２は主溝１２の深さＨ１の４０％以上６０％以下であることが望ましく、凸状補強部２０の最低位置２８における高さＨ３は主溝１２の深さＨ１の２０％以上３０％以下であることが望ましい。

凸状補強部２０は、所定の厚み（タイヤ周方向の長さ）を有する。本実施形態の場合、凸状補強部２０の厚みは主溝幅方向に一定である。凸状補強部２０の厚みＬ２（図２（ｂ）参照）は、凸状補強部２０が連結している左右のブロック３２、３４のタイヤ周方向の長さＬ１（図２（ｂ）参照）の４０％以下であることが望ましい。なお、凸状補強部２０が連結しているブロックのタイヤ周方向の長さが左右のブロック３２、３４で異なる場合は、凸状補強部２０の厚みＬ２は、左右のブロック３２、３４のタイヤ周方向の長さの平均値の４０％以下であることが望ましい。

また、凹部４０の容積は凸状補強部２０の体積の６５％以上であることが望ましい。ここで、凹部４０の容積には、凸状補強部２０の凹部４０内に入り込んでいる部分の体積が含まれる。また、凸状補強部２０の体積にも、凸状補強部２０の凹部４０内に入り込んでいる部分の体積が含まれる。

１本の主溝１２の内部にある全ての凸状補強部２０が上記のような特徴を備えていることが望ましい。また、以上の凸状補強部２０は、複数の主溝１２のうちの少なくとも１つに設けられていれば良い。もちろん、凸状補強部２０が、複数の主溝１２のうちの半数以上に設けられていても良いし、全ての主溝１２に設けられていても良い。

本実施形態の空気入りタイヤの作用効果は次の通りである。まず、上記の通り主溝１２の内部に主溝１２の左右のブロック３２、３４を連結する凸状補強部２０が設けられているため、トレッド部１０の剛性が高く、トレッド部１０の面内収縮が起こりにくくなっている。また、左右のうち一方のブロック３２において、主溝１２の側壁１６に対する凹部４０が凸状補強部２０の周りに形成されており、この凹部４０が水の流路となる。そのため、主溝１２の内部に凸状補強部２０が存在するにもかかわらず、排水性が確保される。

また、凸状補強部２０が左右で高低差を有するため、図５に示すように、ブロック３２、３４の摩耗が進行して凸状補強部２０の最高位置２７付近が接地面に現れてしまっても、最低位置２８付近は接地面に現れない。そのため、凸状補強部２０の上面２２と路面との間が水の流路として確保され、空気入りタイヤの排水性が確保される。

また、凸状補強部２０の低い方と接するブロック３２に凹部４０が形成されているため、凸状補強部２０の高い方と接するブロック３４に凹部４０が形成された場合と比較して、凹部４０を上下方向（タイヤ径方向）に大きくすることができる。そのため空気入りタイヤの排水性が確保される。

また、凹部４０が主溝１２の内部にのみ開口し接地面側には開口していないため、凹部４０が接地面側にも開口している場合と比較して、トレッド部１０の接地面積及び剛性が確保されている。そのため空気入りタイヤの制動性能及び旋回性能が確保されている。

また、上記のように凸状補強部２０の上面２２が凸状補強部２０の最高位置２７から最低位置２８へ引かれる仮想直線２３に対して下に凸になるよう湾曲している。そのため、凸状補強部２０の上面２２が仮想直線２３と一致する場合や、上面２２が仮想直線２３に対して上に凸になるよう湾曲している場合と比較して、凸状補強部２０の位置での水の流路が広くなっており、空気入りタイヤの排水性が良好になっている。

また、凸状補強部２０の最高位置２７における高さＨ２が主溝１２の深さＨ１の４０％以上６０％以下であり、凸状補強部２０の最低位置２８における高さＨ３が主溝１２の深さＨ１の２０％以上３０％以下である場合、面内収縮の防止と排水性の確保が特に良好に両立される。また、凸状補強部２０の厚みＬ２がブロック３２、３４のタイヤ周方向の長さＬ１の４０％以下であれば、主溝１２の容積が十分に確保され、排水性が確保される。また、凹部４０の容積が凸状補強部２０の体積の６５％以上であれば、凸状補強部２０による水流の阻害分が凹部４０によって相殺され、排水性が確保される。

以上の実施形態に対し、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、様々な変更を行うことができる。

凸状補強部１２０の形状としては、上記実施形態の形状の他、図６（ａ）に示すように上面１２２が湾曲せず平面である形状や、図６（ｂ）に示すように左右の高低差が無い形状等があり得る。また図６（ｃ）に示すように、凸状補強部１２０の厚みが主溝幅方向に変化していても良い。また、図６（ｄ）に示すように、凹部１４０は、主溝１１２の左右両側のブロック３２、３４における凸状補強部１２０の周りに設けられていても良い。

また、トレッド部における陸部は、上記実施形態のように主溝１２及び横溝１４により区画されたブロック３０ではなく、主溝のみによって区画されタイヤ周方向に連続して延びるリブであっても良い。その場合、上記実施形態のような凸状補強部２０が主溝内でリブとリブとを連結する。

本実施形態の効果を確認するため、表１に示す従来例、比較例及び実施例の空気入りタイヤのアイス制動性能、アイス旋回性能、スノー加速性能及びハイドロ性能を評価した。

従来例、比較例及び実施例の空気入りタイヤは、いずれもタイヤ周方向に延びる複数の主溝を有するものであった。従来例の空気入りタイヤは、図７（ａ）に示すように、主溝１２内に凸状補強部が無いものであった。比較例の空気入りタイヤは、図７（ｂ）に示すように、主溝１２内に上記実施形態のものと同じ形状の凸状補強部２０が設けられていたが、上記実施形態のような凹部が無いものであった。実施例の空気入りタイヤは、図２に示すように、主溝１２内に上記実施形態のものと同じ凸状補強部２０及び凹部４０が設けられたものであった。

各性能の評価方法は次の通りである。

＜アイス制動性能＞
アイス路面上で各タイヤを装着した車両を時速４０ｋｍで走行させＡＢＳを作動させたときの制動距離を測定し、その逆数を算出した。そして算出値を比較例１の結果を１００とする指数に変換した。指数が大きいほどアイス制動性能に優れていることを示す。

＜アイス旋回性能＞
アイス路面上で各タイヤを装着した車両を半径６メートルの定常円で旋回させ、そのラップタイムを測定し、ラップタイムの逆数を算出した。そして算出値を比較例１の結果を１００とする指数に変換した。指数が大きいほどアイス旋回性能に優れていることを示す。

＜スノー加速性能＞
スノー路面上で各タイヤを装着した車両を時速０ｋｍから加速させ、時速４０ｋｍに達するまでの時間を測定し、その時間の逆数を算出した。そして算出値を比較例１の結果を１００とする指数に変換した。指数が大きいほどスノー加速性能に優れていることを示す。

＜ハイドロ性能＞
水深８ｍｍのウェット路面上で各タイヤを回転させ、ハイドロプレーニング現象が発生したときの速度を測定し、測定値を比較例１の結果を１００とする指数に変換した。指数が大きいほど、ハイドロプレーニング現象が発生したときの速度が大きく、ハイドロ性能に優れていることを示す。

結果は表１の通りで、比較例は従来例よりもアイス制動性能、アイス旋回性能及びスノー加速性能に優れるがハイドロ性能が悪化することが確認された。一方、実施例は従来例よりもアイス制動性能、アイス旋回性能及びスノー加速性能に優れ、さらにハイドロ性能にも優れることが確認された。

１０…トレッド部、１２…主溝、１４…横溝、１６…側壁、２０…凸状補強部、２２…上面、２３…仮想直線、２４…前後面、２６…前後面、２７…最高位置、２８…最低位置、３０…ブロック、３２…ブロック、３４…ブロック、３６…接地面、４０…凹部、４２…内面、４４…内面、４６…内面、４８…凹部底面、１１２…主溝、１２０…凸状補強部、１２２…上面、１３２…ブロック、１３４…ブロック、１４０…凹部、２１０…トレッド部、２１２…主溝

Claims (4)

1. トレッド部にタイヤ周方向に延びる主溝が設けられ、前記主溝の内部に前記主溝の左右の陸部を連結する凸状補強部が設けられた空気入りタイヤにおいて、
   左右のうち少なくとも一方の前記陸部において、前記主溝の側壁に対して凹形状となった凹部が前記凸状補強部の周りに形成された空気入りタイヤ。
2. 前記凸状補強部が左右で高低差を有する、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記凸状補強部の低い方と接する前記陸部に前記凹部が形成された、請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記凹部が前記主溝の内部にのみ開口した、請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

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