JP2022006591A

JP2022006591A - タイヤ

Info

Publication number: JP2022006591A
Application number: JP2020108901A
Authority: JP
Inventors: 幸一中島; Koichi Nakajima
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2020-06-24
Filing date: 2020-06-24
Publication date: 2022-01-13
Also published as: EP3929005B1; US11633989B2; CN113829804A; EP3929005A1; US20210402828A1

Abstract

【課題】優れた耐石噛み性能を発揮し得るタイヤを提供する。
【解決手段】タイヤであって、トレッド部２に、２つの溝壁６を含む少なくとも１本の溝３が設けられており、溝壁６の少なくとも一方には、溝壁６から突出した突部１０が設けられている。突部１０は、溝３の長さ方向に延びかつタイヤ半径方向に間隔をあけて配された少なくとも２つのリブ１１と、リブ１１を互いに連結する連結部１２とを含む。リブ１１は、それぞれ、溝壁６からタイヤ半径方向外側に向かうような傾斜で、溝壁６から突出している。
【選択図】図３

Description

本発明は、タイヤに関する。

一般に、タイヤのトレッド部には、排水用の溝が形成されている。これらの溝に小石が挟まれて保持されるいわゆる「石噛み」が生じると、溝底や溝壁が損傷する場合がある。石噛みを防止するために、溝底や溝壁に石噛み防止用の突起等が設けられたタイヤが種々提案されている（例えば、下記特許文献１及び２参照）。

特開２００５－０６７２４６号公報特開２０１１－０９３３９２号公報

上述のタイヤは、石噛みの抑制する効果はある程度期待できるが、一旦、溝内に挟まった石を積極的に排出する効果は少なく、改善が求められていた。

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、優れた耐石噛み性能を発揮し得るタイヤを提供することを主たる課題としている。

本発明は、タイヤであって、トレッド部に、２つの溝壁を含む少なくとも１本の溝が設けられており、前記溝壁の少なくとも一方には、前記溝壁から突出した突部が設けられており、前記突部は、前記溝の長さ方向に延びる少なくとも１つのリブを含み、前記リブは、前記溝壁からタイヤ半径方向外側に向かうような傾斜で、前記溝壁から突出し、前記リブは、前記溝壁から前記傾斜に沿った方向に最も離れた位置に平坦な先端面を有する。

本発明のタイヤにおいて、前記溝の長さ方向と直交する断面において、前記先端面は、直線状に延びる部分を１．０mm以上含むのが望ましい。

本発明のタイヤにおいて、前記溝の長さ方向と直交する断面において、前記先端面の角度は、前記先端面に立てたタイヤ法線に対して０～５０°であるのが望ましい。

本発明のタイヤにおいて、前記溝壁の両方に、前記突部が設けられているのが望ましい。

本発明のタイヤにおいて、前記傾斜の角度は、前記溝壁に立てたタイヤ法線に対して、２５～８０°であるのが望ましい。

本発明のタイヤにおいて、前記リブは、前記溝の長さ方向と直交する断面において、平行四辺形状であるのが望ましい。

本発明のタイヤにおいて、前記突部は、タイヤ半径方向に間隔をあけて配された少なくとも２つの前記リブを含み、前記少なくとも２つのリブにおいて、前記傾斜の角度が、溝底側に位置するものほど小さいのが望ましい。

本発明のタイヤにおいて、前記少なくとも２つのリブにおいて、前記先端面の角度が、溝底側に位置するものほど大きいのが望ましい。

本発明のタイヤにおいて、前記リブのリブ高さが、前記溝の溝幅の６％～４０％であるのが望ましい。

本発明のタイヤにおいて、前記リブのリブ厚さが、前記溝壁から前記傾斜に沿ったリブ高さの５０％～１５０％であるのが望ましい。

本発明のタイヤにおいて、前記突部は、タイヤ半径方向に間隔をあけて配された少なくとも２つの前記リブと、前記リブを互いに連結する連結部とを含むのが望ましい。

本発明のタイヤにおいて、前記連結部の前記溝の長さ方向の長さは、前記リブの前記溝壁に沿ったリブ厚さよりも大きいのが望ましい。

本発明のタイヤにおいて、１つの前記溝壁には、３～７個の前記リブが設けられているのが望ましい。

本発明のタイヤのトレッド部には、２つの溝壁を含む少なくとも１本の溝が設けられている。前記溝壁の少なくとも一方には、前記溝壁から突出した突部が設けられている。前記突部は、前記溝の長さ方向に延びる少なくとも１つのリブを含む。前記リブは、前記溝壁からタイヤ半径方向外側に向かうような傾斜で、前記溝壁から突出している。また、前記リブは、前記溝壁から前記傾斜に沿った方向に最も離れた位置に先端面を有している。

本発明のタイヤでは、傾斜の向きが特定された前記リブにより、溝内への石の進入を抑制することができる。また、仮に、溝内に石が保持された場合でも、傾斜の向きが特定された前記リブは、その弾性復元力によって、前記石をタイヤ半径方向外側に押すように機能する。これにより、前記石は、タイヤの回転に伴ってタイヤ半径方向外側に移動し、溝の外部に容易に排出される。とりわけ、本発明では、前記リブが先端面を有し、前記先端面のタイヤ法線に対する角度が規定されているため、前記リブは、前記先端面を介して前記石に大きな力を付与できる。これらにより、本発明のタイヤは、優れた耐石噛み性能を発揮することができる。

本発明の一実施形態のタイヤのトレッド部の展開図である。図１の溝の溝壁の拡大斜視図である。図１の溝の拡大断面図である。溝内に石が保持されたときの溝の拡大断面図である。他の実施形態の溝の拡大断面図である。図５の溝内に石が保持されたときの溝の拡大断面図である。（ａ）は、比較例１の溝の拡大断面図であり、（ｂ）は、比較例２の溝の拡大断面図である。

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は、本発明の一実施形態を示すタイヤ１のトレッド部２の展開図である。図１に示されるように、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使用される。但し、本発明は、このような態様に限定されるものではなく、重荷重用の空気入りタイヤや自動二輪車用の空気入りタイヤ、又は、タイヤの内部に加圧された空気が充填されない非空気式タイヤに用いられても良い。

本明細書において、特に断りがない場合、タイヤ各部の寸法等は、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かつ無負荷の状態である正規状態で測定された値が示される。

「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。

トレッド部２には、２つの溝壁を含む少なくとも１本の溝３が設けられている。前記溝３は、タイヤ周方向に連続して延びる主溝４や、タイヤ軸方向に延びる横溝５を含む。

図２には、溝３の溝壁６を示す拡大斜視図が示されている。図３には、溝３の長さ方向（以下、「溝長さ方向」という場合がある。）と直交する断面図が示されている。図２及び図３に示されるように、溝壁６の少なくとも一方には、溝壁６から突出した突部１０が設けられている。図３に示されるように、本実施形態では、両方の溝壁６に、突部１０が設けられている。

図２に示されるように、突部１０は、溝３の長さ方向に延びる少なくとも１つのリブ１１を含む。また、リブ１１は、それぞれ、溝壁６からタイヤ半径方向外側に向かうような傾斜で、溝壁６から突出している。換言すれば、リブ１１は、リブ１１が属する溝壁６とは反対側の溝壁６に向かって、タイヤ半径方向外側に傾斜している。

図３に示されるように、リブ１１は、溝壁６から前記傾斜に沿った方向に最も離れた位置に平坦な先端面１５を有している。

本発明のタイヤでは、傾斜の向きが特定されたリブ１１により、溝内への石の進入を抑制することができる。また、図４に示されるように、仮に、溝３内に石Ｓが保持された場合でも、傾斜の向きが特定されたリブ１１は、その弾性復元力によって、石Ｓをタイヤ半径方向外側に押すように機能する。これにより、石Ｓは、タイヤの回転に伴ってタイヤ半径方向外側に移動し、溝３の外部に容易に排出される。とりわけ、本発明のリブ１１は、平坦な先端面１５を有しているため、リブの先端に稜線が構成されている従来のものと比較して、大きな弾性復元力を期待できる。これらにより、本発明のタイヤ１は、優れた耐石噛み性能を発揮することができる。なお、平坦な先端面１５とは、溝の長さ方向と直交する断面において、直線状に延びる部分を少なくとも１．０mm以上含んでいる。また、先端面１５は、リブ１１の根元部分の溝壁６に沿った断面の５０％～１００％の範囲で平坦状に延びるのが望ましい。このような先端面１５によって石Ｓを確実に排出することができる。

溝３の長さ方向と直交する断面において、先端面１５に立てたタイヤ法線に対する、先端面１５の角度θ２は、例えば、０～５０°である。先端面１５は、例えば、タイヤ半径方向外側に向かって、この先端面１５が属する溝壁６側に傾斜しているのが望ましい。前記角度θ２は、１０～２５°であるのがより望ましい。このような先端面１５を有するリブ１１は、先端面１５を介して石Ｓに大きな力を付与できる。なお、タイヤ法線とは、タイヤ半径方向に対して平行に延びる仮想の直線である。なお、先端面１５が曲面の場合、前記角度θ２は、先端面１５の溝壁６から最も離れた点を通る接線で測定される。

図１に示されるように、各リブ１１の長さは、例えば、溝３の長さの５０％以上を占めているのが望ましく、本実施形態では、各リブ１１が溝３の長さの６０％以上を占めている。これにより、耐石噛み性能が確実に向上する。なお、理解し易いように、図１では、最もタイヤ半径方向外側のリブ１１が着色されており、そのタイヤ半径方向内側に配された連結部１２が破線で示されている。

図３に示されるように、溝壁６には、例えば、タイヤ半径方向に間隔をあけて複数のリブ１１が配されている。本実施形態の１つの溝壁６には、３～７個のリブ１１が設けられている。本実施形態では、各リブ１１が実質的に同じ断面形状で構成されている。但し、本発明は、このような態様に限定されるものではなく、後述されるように、リブ１１の形状や寸法が各リブ１１によって異なるものでも良い。なお、「実質的に同じ断面形状」とは、ゴム成形品に通常含まれる寸法誤差を許容するものである。

リブ１１のそれぞれは、例えば、溝３の長さ方向と直交する断面において、矩形状であるのが望ましく、本実施形態では平行四辺形状とされる。より具体的には、リブ１１は、タイヤ半径方向外側の外側面１３と、タイヤ半径方向内側の内側面１４とが互いに平行であり、かつ、先端面１５と、リブ１１の根元において溝壁６をタイヤ半径方向に延長した仮想面とが互いに平行である。このような断面を有するリブ１１は、大きな弾性復元力を発揮し、耐石噛み性能をさらに向上させる。

本実施形態の各リブ１１は、一定の断面形状を保ったまま、溝３の長さ方向に延びている。但し、本発明のリブ１１は、このような態様に限定されるものではなく、例えば、断面形状が溝３の長さ方向に変化するものでも良い。

リブ１１のリブ高さｈ１は、例えば、溝３の溝幅Ｗ１の６％～４０％であり、望ましくは２０％～３０％である。本実施形態では、１つの溝壁６に設けられたリブ１１のそれぞれのリブ高さｈ１が、上述の範囲とされる。このようなリブ１１は、溝３の排水性を維持しつつ、耐石噛み性能を高めることができる。なお、リブ高さｈ１は、溝壁６からリブ１１の先端面１５までの、前記溝壁６と直交する方向の距離である。先端面１５と溝壁６とが非平行の場合、リブ高さｈ１は、溝壁６から先端面１５の外端（溝壁６から最も離れた端）までの前記距離に相当する。

リブ１１のリブ厚さｔ１は、リブ高さｈ１の望ましくは５０％以上、より望ましくは６０％以上、さらに望ましくは７０％以上であり、望ましくは１５０％以下、より望ましくは１２０％以下、さらに望ましくは１００％以下である。本実施形態では、１つの溝壁６に設けられたリブ１１のそれぞれのリブ厚さｔ１が、上述の範囲とされる。このようなリブ１１は、適度な弾性復元力を有し、溝の排水性を維持しつつ石噛み性能を高めるのに役立つ。なお、リブ厚さｔ１は、外側面１３から内側面１４までの、リブ１１の中心線１１ｃと直交する方向の距離に相当する。前記外側面１３と前記内側面１４とが非平行である場合は、リブ１１の根元部分での前記距離が前記リブ厚さｔ１とされる。

溝壁６に立てたタイヤ法線に対するリブ１１の傾斜の角度θ１は、望ましくは２５°以上、より望ましくは３０°以上、さらに望ましくは３５°以上であり、望ましくは８０°以下、より望ましくは６０°以下、さらに望ましくは５０°以下である。本実施形態では、１つの溝壁６に設けられたリブ１１のそれぞれの前記角度θ１が、上述の範囲とされる。なお、前記傾斜の角度θ１は、タイヤ法線に対するリブ１１の中心線１１ｃの角度で定義される。リブ１１の中心線１１ｃは、リブ１１の溝壁６に沿った方向の厚さを２等分する線である。

本実施形態では、少なくとも２つのリブ１１の先端面１５が、実質的に、溝壁６と平行な平面上に位置する。より望ましい態様として、１つの溝壁６に配された各リブ１１の先端面１５が、実質的に、溝壁６と平行な平面上に位置する。なお、前記「実質的に」とは、ゴム成形品に通常含まれる寸法誤差を許容するものであり、先端面１５同士のリブ高さ方向の位置ずれ量が、１．０mm以下である態様を含むものとする。

本実施形態の突部１０は、タイヤ半径方向に間隔をあけて配された少なくとも２つのリブ１１と、リブ１１を互いに連結する連結部１２とを含む。連結部１２を含む突部１０は、石の進入抑制効果をさらに高め、かつ、突部１０の弾性復元力をより大きくし、耐石噛み性能をさらに高める。

本実施形態では、２つのリブ１１間の間隙１６がタイヤ半径方向に複数配されている。また、これらの間隙１６のそれぞれに連結部１２が設けられている。本実施形態では、１つの間隙１６の溝長さ方向の中央部に、１つの連結部１２が設けられている。これにより、突部１０の加硫成形不良が効果的に抑制される。他の実施形態では、１つの間隙１６に複数の連結部１２が配されても良い。この場合、間隙１６の溝長さ方向の両端及び複数の連結部１２で区画される領域のタイヤ周方向の長さが、連結部１２の配置によって等分されるのが望ましい。これにより、突部１０の剛性が効果的に高められる。

連結部１２が溝長さ方向に複数設けられる場合、例えば、溝の長さが２０～５０mmごとに１つの連結部１２が設けられるのが望ましい。これにより、加硫成形不良が抑制されつつ、優れた耐石噛み性能が得られる。

間隙１６の厚さｔ２は、例えば、リブ厚さｔ１の５０％～８０％であり、望ましくは６０％～７０％である。本実施形態では、各間隙１６が上述の範囲とされる。このような間隙１６の配置により、例えば、図４に示される最内側のリブ１１ａとその外側のリブ１１ｂのように、溝３の変形によって隣り合うリブ１１同士が接触したときに大きな弾性復元力が発揮され、ひいては溝内の石が排出され易くなる。なお、間隙１６の厚さｔ２は、リブ１１の外側面１３から、これと向き合うリブ１１の内側面１４までの、リブ１１の中心線１１ｃと直交する方向の距離に相当する。前記外側面１３と前記内側面１４とが非平行である場合は、リブ１１の根元部分における前記距離が前記厚さｔ２とされる。前記外側面１３と前記内側面１４とが非平行である場合は、リブ１１の根元部分における間隙１６の厚さｔ２が、リブ１１の根元部分におけるリブ厚さｔ１に対して５０％～８０％とされるのが望ましい。

連結部１２の溝長さ方向の長さＬ１（図２に示す）は、例えば、リブ厚さｔ１よりも大きいのが望ましい。具体的には、連結部１２の前記長さＬ１は、リブ厚さｔ１の１１０％～１５０％である。このような連結部１２は、リブ１１の弾性復元力を効果的に高める。

図２に示されるように、連結部１２は、間隙１６ごとに溝長さ方向の同じ位置で配されているのが望ましい。これにより、複数の連結部１２がタイヤ半径方向に並んだ部分で大きな弾性復元力が期待できる。但し、このような態様に限定されるものではなく、連結部１２は、例えば、間隙１６ごとに溝長さ方向に分散して配されても良い。

図１に示されるように、本実施形態では、主溝４及び横溝５のそれぞれにリブ１１が設けられている。これにより、耐石噛み性能がさらに向上する。

図５には、本発明の他の実施形態の溝３の断面図が示されている。なお、図５において、上述の実施形態と共通する要素には、同一の符号が付され、ここでの説明は省略される。図５に示されるように、この実施形態では、少なくとも２つのリブ１１において、傾斜の角度θ１が、溝底側に位置するものほど小さい。より具体的には、１つの溝壁６に設けられた複数のリブ１１の全てにおいて、傾斜の角度θ１が、溝底側に位置するもの程小さくなっている。また、この実施形態の前記角度θ１の範囲は、望ましくは２５°以上、より望ましくは３０°以上、さらに望ましくは３５°以上であり、望ましくは８０°以下、より望ましくは５０°以下、さらに望ましくは４５°以下である。

この実施形態では、少なくとも２つのリブ１１において、先端面１５の角度θ２が、溝底側に位置するものほど大きい。より具体的には、１つの溝壁６に設けられた複数のリブ１１の全てにおいて、先端面１５の角度θ２が、溝底側に位置するもの程大きくなっている。また、この実施形態の先端面１５の角度θ２の範囲は、例えば、２～３０°であり、望ましくは４～１０°である。

この実施形態では、図６に示されるように、溝底付近まで石Ｓが入り込んだとき、溝底側のリブ１１の先端面１５が石Ｓに押されてこのリブ１１が圧縮変形し易く、石に大きな弾性復元力が作用し易い。従って、この実施形態では、さらに優れた耐石噛み性能が期待できる。

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。

図１の基本パターンを有するサイズ２０５／８５Ｒ１６のタイヤが試作された。比較例１として、図７（ａ）に示されるように、溝ａに突部が設けられていないタイヤが試作された。比較例２として、図７（ｂ）に示されるように、溝ａに実質的に先端面を有しないリブｂが設けられたタイヤが試作された。比較例３として、先端面の角度θ２が０°であるタイヤが試作された。比較例４として、先端面の角度θ２が５５°であるタイヤが試作された。比較例１乃至４のタイヤは、上述の事項を除き、図１に示されるものと実質的に同じパターンを有している。各テストタイヤの石噛み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：１６×５．５
タイヤ内圧：６００kPa
テスト車両：排気量２５００cc、四輪駆動車
タイヤ装着位置：全輪

＜耐石噛み性能＞
前記テスト車両で砂利道を一定距離走行し、溝内に入り込んだ石が全て採取され、その総重量が測定された。結果は、比較例の前記石の総重量を１００とする指数であり、数値が小さい程、耐石噛み性能が優れていることを示す。
テストの結果が表１～４に示される。

テストの結果、実施例のタイヤは、優れた耐石噛み性能を発揮していることが確認できた。とりわけ、本発明の様に、先端面を有するリブは、図７（ｂ）に示されるように、実質的に先端面を有しないリブと比較して有意に耐石噛み性能を向上させていることが確認できた。

２トレッド部
６溝壁
３溝
１０突部
１１リブ
１２連結部

Claims

タイヤであって、
トレッド部に、２つの溝壁を含む少なくとも１本の溝が設けられており、
前記溝壁の少なくとも一方には、前記溝壁から突出した突部が設けられており、
前記突部は、前記溝の長さ方向に延びる少なくとも１つのリブを含み、
前記リブは、前記溝壁からタイヤ半径方向外側に向かうような傾斜で、前記溝壁から突出し、
前記リブは、前記溝壁から前記傾斜に沿った方向に最も離れた位置に平坦な先端面を有する、
タイヤ。
前記溝の長さ方向と直交する断面において、前記先端面は、直線状に延びる部分を１．０mm以上含む、請求項１に記載のタイヤ。
前記溝の長さ方向と直交する断面において、前記先端面の角度は、前記先端面に立てたタイヤ法線に対して０～５０°である、請求項１又は２に記載のタイヤ。
前記溝壁の両方に、前記突部が設けられている、請求項１ないし３のいずれか１項に記載のタイヤ。
前記傾斜の角度は、前記溝壁に立てたタイヤ法線に対して、２５～８０°である、請求項１ないし４のいずれか１項に記載のタイヤ。
前記リブは、前記溝の長さ方向と直交する断面において、平行四辺形状である、請求項１ないし５のいずれか１項に記載のタイヤ。
前記突部は、タイヤ半径方向に間隔をあけて配された少なくとも２つの前記リブを含み、
前記少なくとも２つのリブにおいて、前記傾斜の角度が、溝底側に位置するものほど小さい、請求項１ないし６のいずれか１項に記載のタイヤ。
前記少なくとも２つのリブにおいて、前記先端面の角度が、溝底側に位置するものほど大きい、請求項７に記載のタイヤ。
前記リブのリブ高さが、前記溝の溝幅の６％～４０％である、請求項１ないし８のいずれか１項に記載のタイヤ。
前記リブのリブ厚さが、前記溝壁からのリブ高さの５０％～１５０％である、請求項１ないし９のいずれか１項に記載のタイヤ。
前記突部は、タイヤ半径方向に間隔をあけて配された少なくとも２つの前記リブと、前記リブを互いに連結する連結部とを含む、請求項１ないし１０のいずれか１項に記載のタイヤ。
前記連結部の前記溝の長さ方向の長さは、前記リブの前記溝壁に沿ったリブ厚さよりも大きい、請求項１１に記載のタイヤ。
１つの前記溝壁には、３～７個の前記リブが設けられている、請求項１ないし１２のいずれか１項に記載のタイヤ。