JP4634644B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ウエット性能を維持しつつ石噛みを防止しうる空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
トレッド面に、タイヤ周方向に対して交わる向きにのびる横溝を形成した空気入りタイヤが知られている。ところがこのような横溝には、小石が噛み込み易い。特にウエット性能やトラクション性能の向上のため横溝の溝巾を大とした重荷重用タイヤにあっては、このような傾向が顕著に現れやすい。
【０００３】
従来、溝内への石噛みを防止するために、例えば図４に示す如く、溝壁面ｂを角度が異なる２つの平面ｂ１、ｂ２で形成することが知られている。しかしながら、このような形状の横溝は、ある程度の石噛みは抑制しうるが、未だ十分な効果を奏するには至っていない。
【０００４】
発明者らの種々の実験の結果、上述のような溝形状のものは、壁面角度が変化する部分、すなわち図４のＡ部分で小石を捕らえかつ保持し易いことが分かった。
【０００５】
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、横溝の溝壁面形状をさらに改善することにより、ウエット性能を維持しつつ石噛みを防止効果を高めうる空気入りタイヤの提供を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち請求項１記載の発明は、トレッド面に、タイヤ周方向に対して交わる向きにのびる横溝を形成した空気入りタイヤであって、この横溝に直角な向きの溝断面形状において、溝壁面が、トレッド面からタイヤ半径方向内方にのびかつ曲率半径Ｒ１でしかも溝中心線に向かって凸となる円弧面からなる溝壁外方部と、この溝壁外方部に接続点Ｐで滑らかに連なりかつ曲率半径Ｒ２でしかも溝中心線に向かって凸となる円弧面からなる溝壁内方部とを含むとともに、前記曲率半径の比（Ｒ２／Ｒ１）が２．０〜１０．０であり、しかも前記接続点Ｐが、横溝の溝深さＤ１の０．３〜０．７倍の距離Ｄ２をトレッド面から半径方向内方に隔てることを特徴としている。
【０００７】
また請求項２記載の発明は、前記横溝は、トレッド面での溝巾Ｗ１が１５〜２５mmである請求項１記載の空気入りタイヤである。
【０００８】
また請求項３記載の発明は、前記横溝は、接続点Ｐでの溝巾Ｗ２がトレッド面での溝巾Ｗ１の０．３〜０．７倍であることを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は本実施形態の空気入りタイヤとして重荷重用タイヤのトレッドパターンを展開して示す平面図、図２はそのＡ−Ａ線部の正規状態における溝の断面図である。正規状態とは、タイヤを正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した無負荷の状態である。なお特に断りがない場合、タイヤ各部の寸法は、この正規状態において測定される。
【００１０】
前記「正規リム」とは、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" 、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"とする。また前記「正規内圧」とは、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" とするが、タイヤが乗用車用である場合には１８０ＫＰａとする。
【００１１】
図において、トレッド面２には、タイヤ周方向に対して交わる向きにのびる横溝３が形成されている。該横溝３は、本例では一端がトレッド縁Ｅに連通しかつ他端がタイヤ軸方向にのびかつトレッド面２で途切れて終端するラグ溝状で形成されたものを例示する。また本例の横溝３は、折れ曲がりながらタイヤ周方向と交わる向きにのびているが、直線状にのびても良く、また波状に屈曲するものなど種々の形状が採用でき、例示の態様に限定されない。
【００１２】
横溝３は、その溝巾、溝深さについては特に限定されないが、好ましくはトレッド面２での溝巾Ｗ１（図２に示す）をトレッド巾ＴＷの５．０〜１２．０％、より好ましくは６．０〜１０．５％とし、溝深さＤ１をトレッド巾ＴＷの８．０〜１０．５％、より好ましくは８．５〜１０．０％とするのが望ましい。
【００１３】
前記溝巾Ｗ１がトレッド巾ＴＷの５．０％未満又は溝深さＤ１が８．０％未満であると、基本的な排水性が低下するためウエット性能が悪化する傾向があり、逆に溝巾Ｗ１がトレッド巾ＴＷの１２．０％よりも大又は溝深さＤ１がトレッド巾ＴＷの１０．５％よりも大であると、トレッド面２の剛性が低下しやすく乾燥舗装路での操縦安定性やグリップ力を損ねやすい。特に本実施形態のように、タイヤが重荷重用の場合には、横溝３の前記溝巾Ｗ１を１５mm以上、より好ましくは１５〜２５mmに設定するのが望ましい。
【００１４】
なお前記「トレッド巾」は、前記正規状態に正規荷重を負荷してタイヤを平面に接地させたときの接地外端間のタイヤ軸方向距離を言う。また「正規荷重」とは、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"とする。
【００１５】
また図２に示すように、この横溝３に直角な向きの溝断面形状において、横溝３は、本例では実質的に溝中心線ＣＬに関して線対称をなす一対の溝壁面４、４と、この向き合う溝壁面４、４と接続点Ｑで連なる本例では略半円状の円弧面からなる溝底面５とを具えている。
【００１６】
前記横溝３は、トレッド面２での溝巾が本例では１５〜２５mmであり、これはトレッド巾ＴＷに対して６．１〜１０．２％に相当する。また横溝３の溝巾は、トレッド面２で最大の値Ｗ１となり、タイヤ半径方向内方に向かって徐々に減少するように形成される。溝巾が途中で拡大すると、ポケットの如く小石等をその部分で保持し易くなるため好ましくない。
【００１７】
また横溝３の溝壁面４は、トレッド面２からタイヤ半径方向内方にのびかつ溝中心線ＣＬに向かって凸となる円弧面からなる溝壁外方部４ａと、この溝壁外方部４ａに接続点Ｐで本例では滑らかに連なりかつ本例では溝底面５までのびるとともに溝中心線ＣＬに向かって凸となる円弧面からなる溝壁内方部４ｂとを具える。また前記接続点Ｐは、横溝３の溝深さＤ１の０．３〜０．７倍の距離Ｄ２をトレッド面２から半径方向内方に隔てる位置に設定されている。
【００１８】
このように、溝壁面４を形成する溝壁外方部４ａ、溝壁内方部４ｂを、いずれも溝中心線ＣＬに向かって凸となる円弧面で形成したことにより、該溝壁面４、４間に砕石等が一時的に噛み込まれた場合、溝壁面４と噛み込まれた石とを点ないし線で接触させるなど両者の噛み合い力を減じ得る。従って、横溝に一旦、石が噛み込まれた場合であっても、タイヤ回転による遠心力等によって、前記石が容易に横溝外に放出され、横溝３内への永久的な石の噛み込みが抑制される。
【００１９】
前記溝壁外方部４ａは、曲率半径Ｒ１の円弧面で、また溝壁内方部４ｂは、曲率半径Ｒ２（＞Ｒ１）の円弧面でそれぞれ形成される。そして本発明では、これらの曲率半径Ｒ１、Ｒ２の比（Ｒ２／Ｒ１）を、２．０〜１０．０の範囲、より好ましくは２．０〜９．０、さらに好ましくは２．５〜８．０に設定する。このように曲率半径Ｒ１、Ｒ２を限定することにより、溝壁外方部４ａの曲率が溝壁内方部４ｂの曲率に比して大きく設定され、溝開口部を大きく広げて石の放出性を高めるとともに、溝壁内方部４ｂにおいて著しい溝容積の減少を防止しウエット性能を維持することができる。
【００２０】
ここで、前記比（Ｒ２／Ｒ１）が２．０未満であると、溝壁外方部４ａと溝壁内方部４ｂとの曲率半径Ｒ１、Ｒ２のバランスが崩れる。即ち、溝壁外方部４ａの曲率半径Ｒ１が相対的に大きくなることにより、横溝３内に一時的に噛み込んだ石の放出性が悪化したり、或いは溝壁内方部４ｂの曲率半径Ｒ２が相対的に小さくなることにより、溝底側で再び溝巾が大になるなどいびつな溝形状となり、該溝壁内方部４ｂ、４ｂ間に石噛みが生じやすくなる。また、溝壁外方部４αと溝壁内方部４ｂとが単一の円弧に近づく傾向にあるため、小石等が溝底に達し易く該溝底への損傷を招くおそれがある。つまり、前記接続点Ｐは、基本的には小石の進入を防止する役割をなす。
【００２１】
また逆に前記比（Ｒ２／Ｒ１）が１０．０を超えると、溝壁外方部４ａの曲率半径Ｒ１が相対的に小さくなることにより、溝壁面４にタイヤ半径方向に所定の長さで溝壁外方部４ａを形成するのが困難となって噛み込んだ石の放出性が悪化したり、或いは溝壁内方部４ｂの曲率半径Ｒ２が相対的に大きくなりすぎることにより、溝底側で石噛みが生じかつその放出性に劣る。また曲率半径Ｒ１が小さくなることにより、溝容積が減少し易く、特に摩耗中期までの溝容積が急激に低下し易く、排水性の悪化によりウエット性能の低下が著しくなる。
【００２２】
また前記溝壁外方部４ａの曲率半径Ｒ１の値は、特に限定はされないが、小さすぎると溝壁外方部４ａをタイヤ半径方向内方に所定の長さで形成することが困難となる傾向がある他、溝巾の著しい変化を伴うため好ましくなく、逆に大きすぎるとと、溝巾の変化が著しく小さくなり、一時的に横溝に噛み込まれた石を放出させる効果が少なくなる傾向があり好ましくない。このような観点より、溝壁外方部４ａの曲率半径Ｒ１の値は、好ましくは前記溝巾Ｗ１の０．５〜３．０倍、より好ましくは０．８〜２．７倍、さらに好ましくは１．０〜２．５倍の範囲で定めることが望ましい。
【００２３】
また溝壁内方部４ｂの曲率半径Ｒ２の値は、前記溝壁外方部４ａの曲率半径Ｒ１と、前記比（Ｒ２／Ｒ１）により定まるものではあるが、その値が著しく大きくなると、実質的に平面に近づき石噛み防止効果が薄れるため、上限を例えば４００mm、より好ましくは３００mmに設定することが望ましい。
【００２４】
また前記溝壁外方部４ａと溝壁内方部４ｂとの接続点Ｐとトレッド面２との間のタイヤ半径方向の距離Ｄ２が、横溝３の溝深さＤ１の０．３倍未満であると、溝壁面４に占める溝壁外方部４ａの面積が少なくなるため一時的に噛み込んだ石の放出性が低下するため好ましくない。また前記距離Ｄ２が横溝３の溝深さＤ１の０．７倍を超えると、溝壁面４に占める溝壁内方部４ａの面積が少なくなるため、溝底側での溝容積が十分に確保し得ず、ウエット性能の悪化が大きくなる。特に好ましくは、前記距離Ｄ２は、横溝３の溝深さＤ１の０．３３〜０．６３倍に設定するのが望ましい。
【００２５】
さらに横溝３は、接続点Ｐでの溝巾Ｗ２がトレッド面２での溝巾Ｗ１の０．３〜０．７倍、より好ましくは０．３３〜０．６３倍に設定するのが、ウエット性能と石噛み防止をさらにバランス良く向上しうる点で好ましい。即ち、前記溝巾Ｗ２が、トレッド面２での溝巾Ｗ１の０．３倍未満になると、ウエット性能が悪化し易く、逆に０．７倍を超えると、小石が溝底へ達し易くなるという不具合がある。
【００２６】
なお溝底面５は、本例では円弧面から形成しているが、例えば、平坦面とその両側に接続される円弧円とで形成することもでき、種々の態様で実施しうる。
【００２７】
【実施例】
タイヤサイズが１１Ｒ２２．５の重荷重用ラジアルタイヤを４種類試作し、耐石噛み性能とウエット性能とを測定し性能を評価した。試作タイヤは、いずれも内部構造を同一としており、横溝の溝断面形状を図２〜図５のように設定して異ならせたものである。テスト条件等は次の通りである。
【００２８】
＜耐石噛み性能＞
各供試タイヤをリム（７．５０×２２．５）にリム組みし内圧８５０ｋＰａを充填するとともに、荷重定積載（１０屯）の２−Ｄ・Ｄのトラックの駆動輪２輪に装着し、砕石が敷き詰められたダートコースを平均速度４０ｋｍ／ｈで５００ｋｍ走行後、目視によりタイヤ１本に噛み込んだ石の個数を計数した。数値が少ないほど耐石噛み性能が高く良好である。
【００２９】
＜ウエット性能テスト＞
各供試タイヤをリム（７．５０×２２．５）にリム組みし内圧８５０ｋＰａを充填するとともに、荷重定積載（１０屯）の２−Ｄ・Ｄのトラックの駆動輪２輪に装着し、濡れた鉄板上などの低μ路で該駆動輪が空転する瞬間の最大牽引力を測定した。一般に、ユーザーが要求する新品タイヤの低μ路における最大牽引力は１５ｋＮであることから、評価は１５ｋＮを１００とする指数で表示した。数値が大きいほど良好であることを示す。
テストの結果を表１に示す。
【００３０】
【表１】

【００３１】
テストの結果、実施例のタイヤにあっては、比較例に比べてウエット性能を維持しつつ石噛みが抑制されていることが確認できる。
【００３２】
【発明の効果】
上述したように、本発明の空気入りタイヤは、ウエット性能を維持しつつ横溝への石噛みを防止しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示すトレッドパターンの展開図である。
【図２】そのＡ−Ａ線部の正規状態における溝断面形状を示す断面図である。
【図３】比較例１の溝断面形状を示す断面図である。
【図４】比較例２の溝断面形状を示す断面図である。
【図５】比較例３の溝断面形状を示す断面図である。
【符号の説明】
２ トレッド面
３ 横溝
４ 溝壁面
４ａ 溝壁外方部
４ｂ 溝壁内方部
５ 溝底面
Ｐ 接続点
ＣＬ 溝中心線

Claims (3)

1. トレッド面に、タイヤ周方向に対して交わる向きにのびる横溝を形成した空気入りタイヤであって、
   この横溝に直角な向きの溝断面形状において、溝壁面が、トレッド面からタイヤ半径方向内方にのびかつ曲率半径Ｒ１でしかも溝中心線に向かって凸となる円弧面からなる溝壁外方部と、
   この溝壁外方部に接続点Ｐで連なりかつ曲率半径Ｒ２でしかも溝中心線に向かって凸となる円弧面からなる溝壁内方部とを含むとともに、
   前記曲率半径の比（Ｒ２／Ｒ１）が２．０〜１０．０であり、
   しかも前記接続点Ｐが、横溝の溝深さＤ１の０．３〜０．７倍の距離Ｄ２をトレッド面から半径方向内方に隔てることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記横溝は、トレッド面での溝巾Ｗ１が１５〜２５mmである請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記横溝は、接続点Ｐでの溝巾Ｗ２がトレッド面での溝巾Ｗ１の０．３〜０．７倍であることを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。

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