JP2019127228A - タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】トレッド部の接地面の偏摩耗を抑制しつつ、優れたウェット性能を長期に亘って発揮し得るタイヤを提供する。【解決手段】トレッド部２を有するタイヤである。トレッド部２は、接地面２ｓと、接地面２ｓから凹んでタイヤ周方向に連続して延びる少なくとも１本の主溝３とを含む。主溝３の少なくとも一方の溝壁１１には、接地面２ｓに表れる主溝３の溝縁３ｅよりも溝幅方向の外側に凹む凹部１５が設けられている。接地面２ｓは、凹部１５をタイヤ半径方向外側に投影した領域に、隆起部２０を有している。【選択図】図１

Description

本発明は、トレッド部に主溝が設けられたタイヤに関する。

例えば、下記特許文献１には、トレッド部に主溝が設けられたタイヤが記載されている。上記主溝は、溝底面からトレッド面に向かって溝幅を減じる向きに傾斜して延びる溝壁面を有している。このような主溝は、トレッド部の摩耗後の排水性を維持するのに有利となる。

しかしながら、上記タイヤは、上記溝壁面のタイヤ半径方向外側の接地面に、偏摩耗が生じ易いという問題があった。

特開平０５−３３８４１２号公報

本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、トレッド部の接地面の偏摩耗を抑制しつつ、優れたウェット性能を長期に亘って発揮し得るタイヤを提供することを主たる目的としている。

本発明は、トレッド部を有するタイヤであって、前記トレッド部は、接地面と、前記接地面から凹んでタイヤ周方向に連続して延びる少なくとも１本の主溝とを含み、前記主溝の少なくとも一方の溝壁には、前記接地面に表れる前記主溝の溝縁よりも溝幅方向の外側に凹む凹部が設けられており、前記接地面は、前記凹部をタイヤ半径方向外側に投影した領域に、隆起部を有している。

本発明のタイヤにおいて、前記凹部は、前記主溝の両方の溝壁に設けられているのが望ましい。

本発明のタイヤにおいて、前記凹部は、最も溝幅方向の外側に凹んだ最深部からタイヤ周方向の両側に向かって、前記溝縁からの凹み量が漸減している第１凹部を含むのが望ましい。

本発明のタイヤにおいて、前記凹部は、前記溝縁からの凹み量がタイヤ周方向に一定である第２凹部を含むのが望ましい。

本発明のタイヤにおいて、前記凹部は、最も溝幅方向の外側に凹んだ最深部からタイヤ周方向の両側に向かって、前記溝縁からの凹み量が漸減している第１凹部を含み、前記隆起部は、前記第１凹部をタイヤ半径方向外側に投影した領域に設けられているのが望ましい。

本発明のタイヤにおいて、前記隆起部は、前記領域に複数設けられているのが望ましい。

本発明のタイヤにおいて、前記隆起部は、タイヤ周方向に複数設けられているのが望ましい。

本発明のタイヤにおいて、前記隆起部のタイヤ軸方向の幅は、前記主溝の溝幅よりも小さいのが望ましい。

本発明のタイヤにおいて、前記隆起部は、タイヤ軸方向の幅がタイヤ周方向の少なくとも一方に向かって漸減しているのが望ましい。

本発明のタイヤのトレッド部に設けられた主溝の少なくとも一方の溝壁には、トレッド部の接地面に表れる主溝の溝縁よりも溝幅方向の外側に凹む凹部が設けられている。凹部は、トレッド部が摩耗しても、トレッド部の接地面における主溝の開口面積を確保するため、優れたウェット性能が長期に亘って発揮される。

本発明のタイヤのトレッド部の接地面は、凹部をタイヤ半径方向外側に投影した領域に、隆起部を有している。このような隆起部は、上記領域内の陸部に作用する接地圧を適度に高め、ひいては上記領域とそれ以外の領域とに作用する接地圧を均一にすることができる。従って、トレッド部の接地面の偏摩耗が抑制される。

本発明の一実施形態のタイヤのトレッド部の横断面図である。 図１のショルダー主溝及びクラウン主溝の拡大断面図である。 図２のショルダー主溝及びクラウン主溝の拡大平面図である。 （ａ）は、図３のＡ−Ａ線断面図であり、（ｂ）は、図３のＢ−Ｂ線断面図である。 （ａ）は、図３の隆起部の拡大平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＣ−Ｃ線断面図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１には、本実施形態のタイヤ１のトレッド部２の横断面図が示されている。なお、図１は、タイヤ１の正規状態におけるタイヤ回転軸を含む子午線断面図である。本実施形態のタイヤ１は、例えば、乗用車用の空気入りタイヤとして好適に用いられる。但し、このような態様に限定されるものではなく、本発明のタイヤ１は、例えば、重荷重用として用いられても良い。

「正規状態」とは、空気入りタイヤの場合、タイヤが正規リムにリム組みされ、かつ、正規内圧が充填された無負荷の状態である。以下、特に言及しない場合、タイヤの各部の寸法等は、この正規状態で測定された値である。

「正規リム」は、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めているリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば "標準リム" 、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、ＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim" である。

「正規内圧」は、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば "最高空気圧" 、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" である。

図１に示されるように、トレッド部２には、接地面２ｓと、接地面２ｓから凹んでタイヤ周方向に連続して延びる少なくとも１本の主溝３とが設けられている。本実施形態では、タイヤ赤道Ｃと各トレッド端Ｔｅとの間に、タイヤ軸方向で互いに隣り合うショルダー主溝４及びクラウン主溝５が設けられている。ショルダー主溝４は、例えば、最もトレッド端Ｔｅ側に設けられている。クラウン主溝５は、ショルダー主溝４とタイヤ赤道Ｃとの間に設けられている。これにより、本実施形態のトレッド部２には、４本の主溝３が設けられている。但し、本発明は、このような態様に限定されるものではない。

トレッド端Ｔｅとは、前記正規状態のタイヤ１に、正規荷重を負荷してキャンバー角０°で平面に接地させたときの最もタイヤ軸方向外側の接地位置である。

「正規荷重」は、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば "最大負荷能力" 、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "LOAD CAPACITY" である。

各主溝３の溝幅は、例えば、トレッド幅ＴＷの３．０％〜６．０％であるのが望ましい。なお、本明細書において、特に断りの無い限り、主溝の溝幅とは、トレッド部２の踏面に表れる溝縁間の長さを意味する。トレッド幅ＴＷは、前記正規状態における一方のトレッド端Ｔｅから他方のトレッド端Ｔｅまでのタイヤ軸方向の距離である。各主溝３の溝深さは、乗用車用の空気入りタイヤの場合、例えば、５〜１０mmであるのが望ましい。

図２には、主溝３の構成を説明する図として、ショルダー主溝４及びクラウン主溝５の拡大断面図が示されている。図２に示されるように、主溝３の少なくとも一方の溝壁には、凹部１５が設けられている。凹部１５は、接地面２ｓに表れる前記主溝３の溝縁３ｅよりも溝幅方向の外側に凹んでいる。凹部１５は、例えば、深さがタイヤ周方向に向かって変化するものや、深さがタイヤ周方向に向かって一定のもの等、種々の態様を採用し得る。凹部１５は、トレッド部２が摩耗しても、トレッド部２の接地面２ｓにおける主溝３の開口面積を確保するため、優れたウェット性能が長期に亘って発揮される。

トレッド部２の接地面２ｓは、凹部１５をタイヤ半径方向外側に投影した領域に、隆起部２０を有している。このような隆起部２０は、上記領域内の陸部に作用する接地圧を適度に高め、ひいては上記領域とそれ以外の領域とに作用する接地圧を均一にすることができる。従って、トレッド部２の接地面２ｓの偏摩耗が抑制される。

図３には、凹部１５の態様を示す図として、ショルダー主溝４及びクラウン主溝５の拡大平面図が示されている。凹部１５の構成を理解し易いように、図３において、主溝３の溝縁３ｅは実線で示され、溝壁の輪郭２１は破線で示されている。また、隆起部２０の縁２０ｅは、２点鎖線で示されている。また、隆起部２０は、着色されている。図３に示されるように、本実施形態では、凹部１５は、主溝の両方の溝壁に設けられている。主溝３は、例えば、トレッド端Ｔｅ側の溝壁である第１溝壁１１と、タイヤ赤道Ｃ側の溝壁である第２溝壁１２とを含んでいる。各溝壁に設けられた凹部１５は、例えば、第１凹部１６及び第２凹部１７を含んでいる。

第１凹部１６は、例えば、最も溝幅方向の外側に凹んだ最深部２２からタイヤ周方向の少なくとも一方側、好ましくは両側に向かって、溝縁３ｅからの凹み量が漸減しているのが望ましい。これにより、上記最深部２２のタイヤ周方向の両側において、上記主溝３に区分された陸部の剛性が確保され、陸部の端縁付近が主溝３の溝中心側に倒れ込むのを抑制することができる。また、第１凹部１６は、陸部の剛性をタイヤ周方向に滑らかに変化させるため、陸部の端縁付近が局部的に変形するのを抑制する。従って、優れた操縦安定性が得られる。また、第１凹部１６は、主溝３のタイヤ周方向の貫通幅を小さくでき、ひいては走行時の主溝３の気柱共鳴音を低減させるのに役立つ。

一般に、タイヤ周方向に連続して延びる主溝は、ウェット走行時、水をタイヤ進行方向の後方に排出するが、路面上の水の量が多い場合には、水の一部をタイヤ進行方向の前方に押し退ける傾向がある。本実施形態の主溝３は、上述の第１凹部１６によって、水の一部をタイヤ進行方向の前方かつタイヤ軸方向の外側に押し退けることができ、ひいては押し退けた水がトレッド部２と路面との間に入り込むのを抑制する。従って、上述の第１凹部１６は、タイヤ周方向に一定の凹み量を有する凹部と比較して、ハイドロプレーニング現象を効果的に抑制することができる。

第１凹部１６は、例えば、最深部２２を通りかつトレッド部２の踏面に沿った断面において、滑らかに湾曲して凹む輪郭部分２３を有している。このような第１凹部１６は、加硫成形時、加硫金型の主溝形成用のリブのトレッド部２からの取り出し易さである脱型性を向上する。

第１凹部１６は、トレッド部２の踏面に沿った断面における円弧状の輪郭部分について、その曲率がタイヤ半径方向内側に向かって漸増しているのが望ましい。このような第１凹部１６は、陸部の端縁付近の変形を抑制しつつ、主溝３の溝容積を大きく確保できる。

上記輪郭部分２３の曲率半径ｒ１は、例えば、主溝３の溝幅Ｗ１の１．５〜３．０倍であるのが望ましい。第１凹部１６のタイヤ周方向の長さＬ１は、例えば、主溝３の溝幅Ｗ１の２．０〜３．０倍であるのが望ましい。

図４（ａ）は、図３のＡ−Ａ線断面図であり、第１溝壁１１に設けられた第１凹部１６の最深部２２を通る溝横断面図に相当する。図４（ａ）に示されるように、第１凹部１６は、主溝３の溝壁の溝底側に設けられているのが望ましい。

本実施形態の第１凹部１６は、例えば、溝幅方向の外側に凹んだ凹面部２４と、凹面部２４のタイヤ半径方向外側に連なり、主溝３の溝中心線側に凸となる凸面部２５とを含む。凹面部２４及び凸面部２５は、それぞれ、滑らかな円弧状に湾曲しているのが望ましい。他の態様では、第１凹部１６は、例えば、最深部２２と溝縁３ｅとの間に平面が構成されるものでも良い。

第１凹部１６は、最深部２２を通る溝横断面において、凹み量が最深部２２からタイヤ半径方向外側に向かって漸減しているのが望ましい。第１凹部１６の最大の凹み量Ｗ２は、主溝３の溝縁間の長さである溝幅Ｗ１（図３に示す）の好ましくは０．２０倍以上、より好ましくは０．４０倍以上であり、好ましくは０．８０倍以下、より好ましくは０．６０倍以下である。このような第１凹部１６は、接地面２ｓの偏摩耗を抑制しつつ、優れたウェット性能を発揮することができる。なお、本実施形態では、第１凹部１６の最大の凹み量Ｗ２は、凹部１５の最大の凹み量に相当する。

図３に示されるように、本実施形態の第２凹部１７は、溝縁３ｅからの凹み量がタイヤ周方向に一定である。このような第２凹部１７は、第１凹部１６とともに、脱型性及びウェット性能を高めることができる。

第２凹部１７は、例えば、第１凹部１６よりも小さいタイヤ周方向の長さを有しているのが望ましい。第２凹部１７のタイヤ周方向の長さＬ２は、例えば、第１凹部１６のタイヤ周方向の長さＬ１の０．４５〜０．６０倍であるのが望ましい。このような第２凹部１７は、耐偏摩耗性能とウェット性能とをバランス良く高めることができる。

図４（ｂ）は、図３のＢ−Ｂ線断面図であり、第１溝壁１１に設けられた第２凹部１７を通る溝横断面図に相当する。図４（ｂ）に示されるように、第２凹部１７は、例えば、最深部２８と溝縁３ｅとの間に平面１４を有している。このような第２凹部１７は、耐偏摩耗性能及び脱型性を高めるのに役立つ。

第２凹部１７の平面１４の角度θ１は、例えば、５〜１５°であるのが望ましい。なお、角度θ１は、溝縁３ｅを通るトレッド法線と平面１４との間の角度である。このような第２凹部１７は、耐偏摩耗性能とトレッド部２が摩耗した後のウェット性能とをバランス良く高めることができる。

同様の観点から、第２凹部１７の最大の凹み量Ｗ３は、第１凹部１６の最大の凹み量Ｗ２よりも小さいのが望ましい。具体的には、第２凹部１７の上記凹み量Ｗ３は、主溝３の溝幅Ｗ１の０．０５〜０．１５倍であるのが望ましい。

図３に示されるように、本実施形態の第１溝壁１１には、上述した第１凹部１６と第２凹部１７とがタイヤ周方向に交互に設けられているのが望ましい。これにより、主溝３の溝縁の偏摩耗がさらに抑制される。

第２溝壁１２には、第１溝壁１１と同様、上述した凹部１５が設けられている。望ましい態様では、第２溝壁１２には、第１凹部１６及び第２凹部１７がそれぞれ複数設けられている。さらに望ましい態様として、本実施形態の第２溝壁１２には、第１凹部１６と第２凹部１７とがタイヤ周方向に交互に設けられている。これにより、耐偏摩耗性能とトレッド部が摩耗した後のウェット性能とがバランス良く高められる。なお、図４（ａ）には、第２溝壁１２に設けられた第２凹部１７の溝横断面図が示され、図４（ｂ）には、第２溝壁１２に設けられた第１凹部１６の溝横断面図が示されている。

図３に示されるように、本実施形態では、第２溝壁１２に設けられた第１凹部１６は、例えば、第１溝壁１１に設けられた第２凹部１７と向き合っている。第２溝壁１２に設けられた第２凹部１７は、例えば、第１溝壁１１に設けられた第１凹部１６と向き合っている。これにより、第１溝壁１１に設けられた第１凹部１６と、第２溝壁１２に設けられた第１凹部１６とは、例えば、タイヤ周方向に交互に設けられている。このようなショルダー主溝４は、優れた脱型性を有し、かつ、気柱共鳴音を抑制することができる。

ショルダー主溝４及びクラウン主溝５には、互いに同じ位相で、第１溝壁１１に設けられた第１凹部１６と第２溝壁１２に設けられた第１凹部１６とがタイヤ周方向に交互に設けられている。換言すれば、ショルダー主溝４の第１溝壁１１の各第１凹部１６は、クラウン主溝５の第１溝壁１１に設けられたクラウン主溝５の第１凹部１６とタイヤ軸方向で隣り合っている。同様に、ショルダー主溝４の第２溝壁１２に設けられた各第１凹部１６は、クラウン主溝５の第２溝壁１２に設けられた第１凹部１６とタイヤ軸方向で隣り合っている。これにより、ショルダー主溝４とクラウン主溝５との間に区分される陸部の横剛性が確保され、優れた操縦安定性が発揮される。

本実施形態において、隆起部２０は、例えば、第１凹部１６をタイヤ半径方向外側に投影した領域に設けられている。また、隆起部２０は、第２凹部１７をタイヤ半径方向外側に投影した領域には設けられていない。これにより、隆起部２０は、凹部１５をタイヤ半径方向外側に投影した領域において、タイヤ周方向に複数設けられている。また、各隆起部２０は、第１凹部１６と同様の間隔で設けられている。

図５（ａ）には、隆起部２０の拡大平面図が示されている。図５（ａ）に示されるように、トレッド平面視において、隆起部２０は、例えば、第１凹部１６と同じ形状を有しているのが望ましい。このため、隆起部２０は、最大幅部からタイヤ周方向の両側に向かって幅が漸減している。これにより、隆起部２０の縁２０ｅは、例えば、円弧状に湾曲している。

隆起部２０のタイヤ軸方向の幅Ｗ４は、主溝３の溝幅Ｗ１よりも小さい。具体的には、隆起部２０の幅Ｗ４は、例えば、第１凹部１６の最大の凹み量Ｗ２の０．８０〜１．２０倍であるのが望ましい。このような隆起部２０は、走行時の振動を抑制しつつ、耐偏摩耗性能を高めることができる。

図５（ｂ）には、図５（ａ）のＣ−Ｃ線断面図が示されている。図５（ｂ）に示されるように、隆起部２０は、例えば、最大厚さｔ１を有する部分からタイヤ周方向の両側に向かって、厚さが漸減しているのが望ましい。また、隆起部２０は、タイヤ周方向に沿った断面において、滑らかに湾曲した外面を有しているのが望ましい。このような隆起部２０は、走行時の振動を低減するのに役立つ。

また、図４（ａ）に示されるように、隆起部２０は、最大厚さｔ１を有する部分からタイヤ軸方向の両側に向かって、厚さが漸減しているのが望ましい。隆起部２０は、タイヤ軸方向に沿った断面において、滑らかに湾曲した外面を有しているのが望ましい。

隆起部２０の最大厚さｔ１は、例えば、主溝の深さｄ１（図２に示す）の２．０％〜１０．０％であるのが望ましい。このような隆起部２０は、走行時の振動を低減しつつ、耐偏摩耗性能を高めることができる。

以上、本発明の一実施形態のタイヤが詳細に説明されたが、本発明は、上記の具体的な実施形態に限定されることなく、種々の態様に変更して実施され得る。

上述した主溝を有するサイズ１８５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤが、表１の仕様に基づき試作された。比較例として、接地面に隆起部を有しないタイヤが試作された。なお、比較例と実施例１とは、同一の主溝形状を有している。各テストタイヤについて、耐偏摩耗性能及び摩耗後のウェット性能がテストされた。各テストタイヤの共通仕様やテスト方法は、以下の通りである。
装着リム：１５×６．０Ｊ
タイヤ内圧：前輪２２０kPa、後輪２１０kPa

＜耐偏摩耗性能＞
排気量２０００ccのＦＦ乗用車の四輪に、テストタイヤが装着され、一定距離走行後、主溝の溝縁の最大摩耗部分と最小摩耗部分との摩耗量の差が測定された。結果は、比較例を１００とする指数であり、数値が小さい程、溝縁が均一に摩耗しており、優れた耐偏摩耗性能を有していることを示す。

＜摩耗後のウェット性能＞
インサイドドラム試験機が用いられ、下記テストタイヤが下記の条件で水深５．０mmのドラム面上を走行したときのハイドロプレーニング現象の発生速度が測定された。結果は、比較例を１００とする指数であり、数値が大きい程、上記発生速度が高く、ウェット性能が優れていることを示す。
テストタイヤ：主溝の深さが新品時の５０％となる様にトレッド部が摩耗
スリップ角：１．０°
縦荷重：４．２kN
テストの結果が表１に示される。

テストの結果、実施例のタイヤは、耐偏摩耗性能及び摩耗後のウェット性能が高められていることが確認できた。

２ トレッド部
２ｓ 接地面
３ 主溝
３ｅ 溝縁
１１ 溝壁
１５ 凹部
２０ 隆起部

Claims (9)

1. トレッド部を有するタイヤであって、
   前記トレッド部は、接地面と、前記接地面から凹んでタイヤ周方向に連続して延びる少なくとも１本の主溝とを含み、
   前記主溝の少なくとも一方の溝壁には、前記接地面に表れる前記主溝の溝縁よりも溝幅方向の外側に凹む凹部が設けられており、
   前記接地面は、前記凹部をタイヤ半径方向外側に投影した領域に、隆起部を有している、
   タイヤ。
2. 前記凹部は、前記主溝の両方の溝壁に設けられている、
   請求項１記載のタイヤ。
3. 前記凹部は、最も溝幅方向の外側に凹んだ最深部からタイヤ周方向の両側に向かって、前記溝縁からの凹み量が漸減している第１凹部を含む、
   請求項１又は２記載のタイヤ。
4. 前記凹部は、前記溝縁からの凹み量がタイヤ周方向に一定である第２凹部を含む、
   請求項１乃至３のいずれかに記載のタイヤ。
5. 前記凹部は、最も溝幅方向の外側に凹んだ最深部からタイヤ周方向の両側に向かって、前記溝縁からの凹み量が漸減している第１凹部を含み、
   前記隆起部は、前記第１凹部をタイヤ半径方向外側に投影した領域に設けられている、
   請求項４記載のタイヤ。
6. 前記隆起部は、前記領域に複数設けられている、
   請求項１乃至５のいずれかに記載のタイヤ。
7. 前記隆起部は、タイヤ周方向に複数設けられている、
   請求項６記載のタイヤ。
8. 前記隆起部のタイヤ軸方向の幅は、前記主溝の溝幅よりも小さい、
   請求項１乃至７のいずれかに記載のタイヤ。
9. 前記隆起部は、タイヤ軸方向の幅がタイヤ周方向の少なくとも一方に向かって漸減している、
   請求項１乃至８のいずれかに記載のタイヤ。

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