JP5309741B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

この発明は、空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、タイヤの耐石噛み性能を向上できる空気入りタイヤに関する。

近年の空気入りタイヤ（特に、重荷重用空気入りタイヤ）では、周方向溝における石噛みに起因して、ストーン・ドリリングやトレッド・セパレーションが発生し易いという課題がある。かかる課題を解決するために、漏斗型形状を有する周方向溝が採用されている。このような構成を有する従来の空気入りタイヤとして、特許文献１に記載される技術が知られている。

特開平０５−２７８４１４号公報

この発明は、タイヤの耐石噛み性能を向上できる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、この発明にかかる空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在する複数の周方向溝を有する空気入りタイヤであって、タイヤが規定リムに装着されると共に規定内圧を付与されてインフレートされた状態における前記周方向溝の溝幅方向かつ溝深さ方向の断面視にて、トレッド踏面から溝深さ方向に引いた法線と前記周方向溝の溝壁面とのなす角度を溝壁角度と呼ぶときに、少なくとも一つの前記周方向溝が少なくとも片側の溝壁角度を変化させることにより溝深さ方向に向かうに連れて溝幅を狭めた形状を有し、前記周方向溝の溝開口部側の溝壁面の溝壁角度αと溝底部側の溝壁面の溝壁角度βとがα＞βの関係を有し、前記周方向溝の溝底から溝壁角度α、βの変曲点までの高さＨがタイヤ周方向に向かうに連れて変化すると共に前記周方向溝の溝深さＧＤに対して０．３≦Ｈ／ＧＤ≦０．５の範囲内にあり、且つ、任意の前記変曲点における溝幅Ｌと当該変曲点の高さＨよりも低い高さＨ’を有する前記変曲点における溝幅Ｌ’とがＬ’＜Ｌの関係を有することを特徴とする。

この空気入りタイヤでは、（１）周方向溝の溝底から溝壁角度α、βの変曲点までの高さＨがタイヤ周方向に向かうに連れて変化するので、周方向溝に噛み込んだ石が広い溝幅Ｌを有する位置に移動し易い。これにより、噛み込んだ石が周方向溝から排出され易くなり、タイヤの耐石噛み性能が向上する利点がある。また、（２）周方向溝の溝底から溝壁角度α、βの変曲点Ｘまでの高さＨが周方向溝の溝深さＧＤに対して適正化（０．３≦Ｈ／ＧＤ≦０．５）されるので、タイヤの耐石噛み性能がさらに向上する利点がある。また、（３）任意の変曲点Ｘにおける溝幅Ｌとこの変曲点Ｘの高さＨよりも低い高さＨ’を有する変曲点Ｘにおける溝幅Ｌ’とがＬ’＜Ｌの関係を有するので、噛み込んだ石によるタイヤのベルト層の損傷が防止される利点がある。

また、この発明にかかる空気入りタイヤは、溝壁角度αと溝壁角度βとが０［ｄｅｇ］＜β＜α＜２５［ｄｅｇ］の関係を有する。

この空気入りタイヤでは、溝壁角度α、βの範囲が適正化されるので、タイヤの耐石噛み性能がさらに向上する利点がある。

また、この発明にかかる空気入りタイヤは、溝幅Ｌと溝幅Ｌ’とが１．２≦Ｌ／Ｌ’≦３．０の関係を有する。

この空気入りタイヤでは、高い高さＨを有する変曲点Ｘにおける溝幅Ｌと低い高さＨ’を有する変曲点Ｘにおける溝幅Ｌ’との範囲が適正化されるので、タイヤの耐石噛み性能が効果的に向上する利点がある。

また、この発明にかかる空気入りタイヤは、溝幅Ｌおよび溝幅Ｌ’と前記周方向溝のトレッド表面における溝幅Ｗとが０．２≦Ｌ／Ｗ≦０．７かつ０．２≦Ｌ’／Ｗ≦０．７の関係を有する。

この空気入りタイヤでは、高い高さＨを有する変曲点Ｘにおける溝幅Ｌと低い高さＨ’を有する変曲点Ｘにおける溝幅Ｌ’との範囲がさらに適正化されるので、タイヤの耐石噛み性能が効果的に向上する利点がある。

また、この発明にかかる空気入りタイヤは、前記変曲点がタイヤ周方向に変動するピッチＰと前記周方向溝のトレッド表面における溝幅Ｗとが１．５≦Ｐ／Ｗ≦４．０の関係を有する。

この空気入りタイヤでは、変曲点ＸのピッチＰが適正化されるので、タイヤの耐石噛み性能が効果的に向上する利点がある。

また、この発明にかかる空気入りタイヤは、任意の前記変曲点における溝壁角度αと、当該変曲点の高さＨよりも低い高さＨ’を有する前記変曲点における溝壁角度α’とがα＜α’の関係を有する。

この空気入りタイヤでは、低い高さＨ’を有する変曲点における溝壁角度α’が大きく設定されることにより、噛み込んだ石が周方向溝２から排出され易くなる。これにより、タイヤの耐石噛み性能が効果的に向上する利点がある。

また、この発明にかかる空気入りタイヤは、重荷重用ラジアルタイヤに適用される。

この空気入りタイヤは、重荷重用ラジアルタイヤを適用対象とするタイヤの耐石噛み性能による効果が顕著に得られる利点がある。

この発明にかかる空気入りタイヤによれば、（１）周方向溝の溝底から溝壁角度α、βの変曲点までの高さＨがタイヤ周方向に向かうに連れて変化するので、周方向溝に噛み込んだ石が広い溝幅Ｌを有する位置に移動し易い。これにより、噛み込んだ石が周方向溝から排出され易くなり、タイヤの耐石噛み性能が向上する利点がある。また、（２）周方向溝の溝底から溝壁角度α、βの変曲点Ｘまでの高さＨが周方向溝の溝深さＧＤに対して適正化（０．３≦Ｈ／ＧＤ≦０．５）されるので、タイヤの耐石噛み性能がさらに向上する利点がある。また、（３）任意の変曲点Ｘにおける溝幅Ｌとこの変曲点Ｘの高さＨよりも低い高さＨ’を有する変曲点Ｘにおける溝幅Ｌ’とがＬ／Ｌ’の関係を有するので、噛み込んだ石によるタイヤのベルト層の損傷が防止される利点がある。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施例の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、この実施例に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。

図１は、この発明の実施例にかかる空気入りタイヤの周方向溝を示す斜視図である。図２は、図１に記載した空気入りタイヤの周方向溝を示すトレッド平面図（図２）、Ａ−Ａ視断面図（図３）、Ｂ−Ｂ視断面図（図４）およびＣ−Ｃ視断面図（図５）である。図６〜図９は、図１に記載した空気入りタイヤの作用を示す説明図である。図１０は、この発明の実施例にかかる空気入りタイヤの性能試験の結果を示す図表である。

［空気入りタイヤ］
この空気入りタイヤ１は、タイヤ周方向に延在する複数の周方向溝２と、これらの周方向溝２により区画されて成る複数の陸部３、３とをトレッド部に有する（図１参照）。例えば、この実施例では、トレッド部に複数の周方向溝２が形成されており、これらの周方向溝２により複数のリブ３、３が形成されている。これにより、リブ３を基調とするトレッドパターンが形成されている（図示省略）。

ここで、タイヤが規定リムに装着されると共に規定内圧を付与されてインフレートされた状態における周方向溝２の溝幅方向かつ溝深さ方向の断面視にて、トレッド踏面（陸部３の踏面）から溝深さ方向に引いた法線と周方向溝２の溝壁面とのなす角度を溝壁角度と呼ぶ（図４参照）。

このとき、少なくとも一つの周方向溝２が少なくとも片側の溝壁角度を変化させることにより溝深さ方向に向かうに連れて溝幅（対向する溝壁面の間隔）を狭めた形状（漏斗形状）を有する（図４参照）。また、周方向溝２の溝開口部側の溝壁面の溝壁角度αと溝底部側の溝壁面の溝壁角度βとがα＞βの関係を有する。例えば、この実施例では、周方向溝２の溝幅方向かつ溝深さ方向の断面視にて、周方向溝２の左右の溝壁角度が溝中心線に対して対称に構成されている。また、周方向溝２の溝壁面が溝開口部側にて溝壁角度αを有し、溝底部側にて溝壁角度βを有している。そして、溝開口部側の溝壁角度αと溝底部側の溝壁角度βとがα＞βの関係を有している。また、周方向溝２の溝壁面が溝深さ方向の途中にて溝壁角度α、βの変曲点Ｘを有している。そして、周方向溝２の溝壁面が変曲点Ｘにて凸状に屈曲しており、略漏斗状の断面形状を有する周方向溝２が形成されている。これにより、噛み込んだ石が排出され易くなるように、周方向溝２の形状が工夫されている。

なお、これに限らず、周方向溝２が片側のみの溝壁角度を変化させることにより、溝深さ方向に向かうに連れて溝幅を狭めた形状を有しても良い（図示省略）。すなわち、周方向溝２の一方の溝壁面のみが変曲点Ｘを有して溝壁角度を変化させ、他方の溝壁面が略一様な溝壁角度により構成されても良い。

また、周方向溝２の溝底から溝壁角度α、βの変曲点Ｘまでの高さＨがタイヤ周方向に向かうに連れて変化する（図１および図３参照）。このとき、変曲点Ｘの高さＨが周方向溝２の溝深さＧＤに対して０．３≦Ｈ／ＧＤ≦０．５の範囲内にある。例えば、この実施例では、変曲点Ｘの高さＨがタイヤ周方向（溝長さ方向）に向かうに連れてジグザグ状に変化している。

また、任意の変曲点Ｘにおける溝幅（対向する溝壁面の間隔）Ｌと、この変曲点Ｘの高さＨよりも低い高さＨ’を有する変曲点Ｘにおける溝幅Ｌ’とがＬ’＜Ｌの関係を有する（図１、図２、図４および図５参照）。例えば、この実施例では、変曲点Ｘの高さＨがタイヤ周方向に向かうに連れてジグザグ状に変化しているため、トレッド部の平面視にて、変曲点Ｘの位置が溝幅方向にジグザグ状に変化している。そして、変曲点Ｘにおける溝幅Ｌがタイヤ周方向に向かうに連れて変化している。また、高い高さＨを有する変曲点Ｘでは、その高さＨにおける溝幅Ｌが大きく設定され、低い高さＨ’を有する変曲点Ｘでは、その高さＨ’における溝幅が小さく設定されている。

なお、この実施形態において、規定リムとは、ＪＡＴＭＡに規定される「適用リム」、ＴＲＡに規定される「Design Rim」、あるいはＥＴＲＴＯに規定される「Measuring Rim」をいう。また、規定内圧とは、ＪＡＴＭＡに規定される「最高空気圧」、ＴＲＡに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、あるいはＥＴＲＴＯに規定される「INFLATION PRESSURES」をいう。また、規定荷重とは、ＪＡＴＭＡに規定される「最大負荷能力」、ＴＲＡに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、あるいはＥＴＲＴＯに規定される「LOAD CAPACITY」をいう。ただし、乗用車用タイヤの場合には、規定内圧が空気圧１８０［ｋＰａ］であり、規定荷重が最大負荷能力の８８［％］である。

この空気入りタイヤ１では、上記のように、高い高さＨを有する変曲点Ｘでは溝幅Ｌが大きく設定され、低い高さＨ’を有する変曲点Ｘでは溝幅Ｌ’が小さく設定されている（図１、図２、図４および図５参照）。したがって、高い高さＨを有する位置に石が噛み込むと、高さＨが高いため、石が溝底に到達しにくくストーンドリリングの発生が抑制される（図６および図７参照）。そして、タイヤの摩耗が進むことにより噛み込んだ石が排出される。また、低い高さＨ’を有する位置に石が噛み込むと、タイヤ転動時にて接地圧により周方向溝２が開閉したときに、噛み込んだ石が周方向溝２内を溝長さ方向に移動する（図８および図９参照）。そして、石が高い高さＨおよび広い溝幅Ｌを有する位置に徐々に移動することにより、噛み込んだ石が周方向溝２から排出され易くなる。これにより、タイヤの耐石噛み性能が向上する。

［効果］
以上説明したように、この空気入りタイヤ１では、（１）周方向溝２の溝底から溝壁角度α、βの変曲点Ｘまでの高さＨがタイヤ周方向に向かうに連れて変化するので、周方向溝２に噛み込んだ石が広い溝幅Ｌを有する位置に移動し易い。これにより、噛み込んだ石が周方向溝２から排出され易くなり、タイヤの耐石噛み性能が向上する利点がある。

また、（２）周方向溝２の溝底から溝壁角度α、βの変曲点Ｘまでの高さＨが周方向溝２の溝深さＧＤに対して適正化（０．３≦Ｈ／ＧＤ≦０．５）されるので、タイヤの耐石噛み性能がさらに向上する利点がある。例えば、Ｈ／ＧＤ＜０．３あるいは０．５＜Ｈ／ＧＤでは、タイヤの耐石噛み性能が十分に得られない。

また、（３）任意の変曲点Ｘにおける溝幅Ｌとこの変曲点Ｘの高さＨよりも低い高さＨ’を有する変曲点Ｘにおける溝幅Ｌ’とがＬ’＜Ｌの関係を有するので、噛み込んだ石によるタイヤのベルト層の損傷が防止される利点がある。例えば、Ｌ＜Ｌ’となると、低い高さＨ’を有する変曲点Ｘに広い溝幅Ｌが位置するので、噛み込んだ石がタイヤのベルト層に損傷を与えるおそれがある。

［変形例］
なお、この空気入りタイヤ１では、周方向溝２の溝開口部側の溝壁角度αと溝底部側の溝壁角度βとが０［ｄｅｇ］＜β＜α＜２５［ｄｅｇ］の関係を有することが好ましい（図４参照）。かかる構成では、溝壁角度α、βの範囲が適正化されるので、タイヤの耐石噛み性能がさらに向上する利点がある。

また、この空気入りタイヤ１では、高い高さＨを有する変曲点Ｘにおける溝幅Ｌと低い高さＨ’を有する変曲点Ｘにおける溝幅Ｌ’とが１．２≦Ｌ／Ｌ’≦３．０の関係を有することが好ましい（図４および図５参照）。かかる構成では、溝幅Ｌ、Ｌ’の範囲が適正化されるので、タイヤの耐石噛み性能が効果的に向上する利点がある。

また、この空気入りタイヤ１では、高い高さＨを有する変曲点Ｘにおける溝幅Ｌと低い高さＨ’を有する変曲点Ｘにおける溝幅Ｌ’とが、周方向溝２のトレッド表面における溝幅Ｗに対して０．２≦Ｌ／Ｗ≦０．７かつ０．２≦Ｌ’／Ｗ≦０．７の関係を有することが好ましい（図４および図５参照）。かかる構成では、溝幅Ｌ、Ｌ’の範囲がさらに適正化されるので、タイヤの耐石噛み性能が効果的に向上する利点がある。

また、この空気入りタイヤ１では、変曲点Ｘ（高さＨおよび幅Ｌ）がタイヤ周方向に変動するピッチＰと周方向溝２のトレッド表面における溝幅Ｗとが１．５≦Ｐ／Ｗ≦４．０の関係を有することが好ましい（図１〜図３参照）。かかる構成では、変曲点ＸのピッチＰが適正化されるので、タイヤの耐石噛み性能が効果的に向上する利点がある。例えば、Ｐ／Ｗ＜１．５では、変曲点Ｘの高さＨおよび幅Ｌの変動が大き過ぎるため、噛み込んだ石が周方向溝２内を動き難くなり排出され難くなる。また、４．０＜Ｐ／Ｗでは、変曲点Ｘの高さＨおよび幅Ｌの変動が緩やか過ぎるため、噛み込んだ石の排出され難くなる。

また、この空気入りタイヤ１では、高い高さＨ’を有する変曲点Ｘにおける溝壁角度αと低い高さＨ’を有する変曲点Ｘにおける溝壁角度α’とがα＜α’の関係を有することが好ましい（図４および図５参照）。かかる構成では、低い高さＨ’を有する変曲点Ｘにおける溝壁角度α’が大きく設定されることにより、噛み込んだ石が周方向溝２から排出され易くなる。これにより、タイヤの耐石噛み性能が効果的に向上する利点がある。

しかし、これに限らず、周方向溝２の開口部側の溝壁角度αがタイヤ周方向に一定（α＝α’）に設定されても良い。また、同一位置の変曲点Ｘにおいて、タイヤ幅方向内側（トレッド部センター領域側）の溝壁角度とタイヤ幅方向外側（トレッド部ショルダー領域側）の溝壁角度とが等しくなくとも良い。

［適用対象］
また、この空気入りタイヤ１は、重荷重用ラジアルタイヤを適用対象とすることが好ましい。かかる空気入りタイヤでは、石噛みによるストーン・ドリリングが発生し易い傾向にある。したがって、かかる空気入りタイヤを適用対象とすることにより、タイヤの耐石噛み性能による効果が顕著に得られる利点がある。

［性能試験］
この実施例では、条件が異なる複数の空気入りタイヤについて、耐石噛み性能に関する性能試験が行われた（図１０参照）。この性能試験では、タイヤサイズ１１Ｒ２２．５（１４ＰＲ）の空気入りタイヤがリムサイズ２２．５×８．２５のリムに組み付けられ、この空気入りタイヤに空気圧７００［ｋＰａ］および荷重２６．７３［ｋＮ］が負荷される。また、かかる４本の空気入りタイヤが２−Ｄ車である試験車両のドライブ軸に装着される。そして、この試験車両が非舗装路を１０［ｋｍ］走行し、走行後におけるタイヤの石噛み個数が測定される。そして、この測定結果に基づいて、従来例を基準（１００）とした指数評価が行われる。この評価は、数値が大きいほど石噛み個数が少なく好ましい。

従来例の空気入りタイヤは、周方向溝が溝壁角度を変化させることにより溝深さ方向に向かうに連れて溝幅を狭めた形状（漏斗形状）を有している。また、周方向溝の溝開口部側の溝壁面の溝壁角度αと溝底部側の溝壁面の溝壁角度βとがα＞βの関係を有している。また、周方向溝の溝底から溝壁角度α、βの変曲点までの高さがタイヤ全周にて一定に設定されている。このため、変曲点における溝幅もタイヤ周方向に一定に設定されている。

発明例１〜７の空気入りタイヤ１は、周方向溝２が溝壁角度を変化させることにより溝深さ方向に向かうに連れて溝幅を狭めた形状を有している（図１〜図５参照）。また、周方向溝２の溝開口部側の溝壁面の溝壁角度αと溝底部側の溝壁面の溝壁角度βとがα＞βの関係を有している。また、周方向溝２の溝底から溝壁角度α、βの変曲点Ｘまでの高さＨがタイヤ周方向に向かうに連れて変化している。また、変曲点Ｘの高さＨが周方向溝２の溝深さＧＤに対して０．３≦Ｈ／ＧＤ≦０．５の範囲内に設定されている。また、変曲点Ｘにおける溝幅Ｌと、この変曲点Ｘの高さＨよりも低い高さＨ’を有する変曲点Ｘにおける溝幅Ｌ’とがＬ’＜Ｌの関係を有している。

試験結果に示すように、発明例１〜７の空気入りタイヤ１では、タイヤの耐石噛み性能が向上することが分かる（図１０参照）。また、発明例１、２および比較例１を比較すると、変曲点Ｘの溝幅Ｌ、Ｌ’の比Ｌ／Ｌ’が適正化されることにより、タイヤの耐石噛み性能が向上することが分かる。また、発明例１と比較例２とを比較すると、変曲点Ｘの高さＨと周方向溝２の溝深さＧＤとの比Ｈ／ＧＤが適正化されることにより、タイヤの耐石噛み性能が向上することが分かる。また、発明例３〜発明例６を比較すると、変曲点Ｘがタイヤ周方向に変動するピッチＰと周方向溝２のトレッド表面における溝幅Ｗとの比Ｐ／Ｗが適正化されることにより、タイヤの耐石噛み性能が向上することが分かる。また、発明例４と発明例７とを比較すると、高い高さＨ’を有する前記変曲点における溝壁角度αと低い高さＨ’を有する前記変曲点における溝壁角度α’とがα＜α’の関係を有することにより、タイヤの耐石噛み性能が向上することが分かる。

以上のように、この発明にかかる空気入りタイヤは、タイヤの耐石噛み性能を向上できる点で有用である。

この発明の実施例にかかる空気入りタイヤの周方向溝を示す斜視図である。 図１に記載した空気入りタイヤの周方向溝を示すトレッド平面図である。 図１に記載した空気入りタイヤの周方向溝を示すＡ−Ａ視断面図である。 図１に記載した空気入りタイヤの周方向溝を示すＢ−Ｂ視断面図である。 図１に記載した空気入りタイヤの周方向溝を示すＣ−Ｃ視断面図である。 図１に記載した空気入りタイヤの作用を示す説明図である。 図１に記載した空気入りタイヤの作用を示す説明図である。 図１に記載した空気入りタイヤの作用を示す説明図である。 図１に記載した空気入りタイヤの作用を示す説明図である。 この発明の実施例にかかる空気入りタイヤの性能試験の結果を示す図表である。

符号の説明

１ 空気入りタイヤ
２ 周方向溝
３ 陸部

Claims (7)

1. タイヤ周方向に延在する複数の周方向溝を有する空気入りタイヤであって、
   タイヤが規定リムに装着されると共に規定内圧を付与されてインフレートされた状態における前記周方向溝の溝幅方向かつ溝深さ方向の断面視にて、トレッド踏面から溝深さ方向に引いた法線と前記周方向溝の溝壁面とのなす角度を溝壁角度と呼ぶときに、
   少なくとも一つの前記周方向溝が少なくとも片側の溝壁角度を変化させることにより溝深さ方向に向かうに連れて溝幅を狭めた形状を有し、前記周方向溝の溝開口部側の溝壁面の溝壁角度αと溝底部側の溝壁面の溝壁角度βとがα＞βの関係を有し、前記周方向溝の溝底から溝壁角度α、βの変曲点までの高さＨがタイヤ周方向に向かうに連れて変化すると共に前記周方向溝の溝深さＧＤに対して０．３≦Ｈ／ＧＤ≦０．５の範囲内にあり、且つ、任意の前記変曲点における溝幅Ｌと当該変曲点の高さＨよりも低い高さＨ’を有する前記変曲点における溝幅Ｌ’とがＬ’＜Ｌの関係を有することを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 溝壁角度αと溝壁角度βとが０［ｄｅｇ］＜β＜α＜２５［ｄｅｇ］の関係を有する請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 溝幅Ｌと溝幅Ｌ’とが１．２≦Ｌ／Ｌ’≦３．０の関係を有する請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
4. 溝幅Ｌおよび溝幅Ｌ’と前記周方向溝のトレッド表面における溝幅Ｗとが０．２≦Ｌ／Ｗ≦０．７かつ０．２≦Ｌ’／Ｗ≦０．７の関係を有する請求項１〜３のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記変曲点がタイヤ周方向に変動するピッチＰと前記周方向溝のトレッド表面における溝幅Ｗとが１．５≦Ｐ／Ｗ≦４．０の関係を有する請求項１〜４のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
6. 任意の前記変曲点における溝壁角度αと、当該変曲点の高さＨよりも低い高さＨ’を有する前記変曲点における溝壁角度α’とがα＜α’の関係を有する請求項１〜５のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
7. 重荷重用ラジアルタイヤに適用される請求項１〜６のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。

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