JP5431244B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、トレッド面に複数の溝部が形成された空気入りタイヤに関する。

排水性能、トラクション性能あるいは制動性能などを向上するために、空気入りタイヤのトレッド面には、タイヤ周方向に延びる主溝やタイヤ幅方向に延びる横溝が形成されている。これらの溝部は、車両の制動時や旋回時に大きな荷重が作用することで、溝幅が狭まる方向に大きな変形を受けることがある。その結果、溝底に歪が集中してクラック（グルーブクラック）が発生することがあり、タイヤの耐久面で問題となる場合がある。

溝底での歪の集中を低減する手法としては、溝底の曲率半径を大きくする方法がある。しかしながら、かかる方法では、特に溝部のトレッド面側部分での変形を抑制することができないため、溝部とトレッド面との稜線部分（エッジ部分）が局所的に摩耗し易い。その一方で、溝底の曲率半径を小さくしたり、あるいは溝底に突起部を設けることで、溝部のトレッド面側部分での変形を抑制することはできるが、この場合には溝底でのクラック発生を防止することはできない。

下記特許文献１に記載の空気入りタイヤでは、ブロックが撓んで横溝が変形した際、ブロック壁面に設けた突起部同士が接触し、ブロック同士が支えあってブロック剛性を高めるように構成されている。しかしながら、突起部同士が支えあう際、突起部の根元部分に歪が集中するため、この部分でクラックが発生し、突起部の欠けや千切れが発生する傾向があった。さらに、トレッド面側の突起部の根元部分に歪が集中して、突起部近傍のエッジ部分で接地圧が高まることで、この部分が局所的に摩耗し、偏摩耗が発生する傾向があった。

また、下記特許文献２では、トレッド面に形成された主溝よりも端部側に細溝が形成され、この細溝の溝壁面に複数の突起部を設けた空気入りタイヤが記載されている。かかる空気入りタイヤでは、細溝の変形時に突起部が支えることで、細溝のショルダー側ブロック端部が細溝に倒れ込むことを防止することを目的としており、この場合でも上述した突起部の欠け・千切れや偏摩耗が問題となる。

下記特許文献３では、タイヤから発生する気柱共鳴音を起因とした騒音を低減する目的で、主溝の溝壁面に、トレッド面側の端部がトレッド面に略平行な突起部が形成された空気入りタイヤが記載されている。しかしながら、この空気入りタイヤにおいて、該突起部同士、あるいは突起部と、これに対向する溝壁面とが接触して支えあう場合には、上述した突起部の欠け・千切れや偏摩耗が問題となる。

特開平０６−１９１２３１号公報 特開２００６−１３７２３１号公報 特開２００５−２６３０８７号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、溝部の変形を抑制してグルーブクラックの発生を防止しつつ、溝部の溝壁面に形成された突起部の欠けや千切れを防止し、かつ偏摩耗を防止できる空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち、本発明に係る空気入りタイヤは、トレッド面に複数の溝部が形成された空気入りタイヤにおいて、前記溝部の少なくとも一方の溝壁面に、突起部と、前記溝壁面に開口する切込部と、が前記溝部の延在方向に沿って交互に設けられたことを特徴とする。

上記空気入りタイヤでは、タイヤ走行時において溝部に大きな荷重が作用した場合に、溝部によって区画された陸部を突起部が支えることで、溝部の変形を抑制することができる。その結果、溝底での歪の集中を抑制し、グルーブクラックの発生を防止することができる。さらに、突起部と交互に、溝壁面に開口する切込部が設けられているため、陸部を支える突起部の根元部分での応力を切込部によって吸収し、歪の集中を緩和できる。その結果、突起部の欠けや千切れを防止できるとともに、突起部近傍のエッジ部分での接地圧の上昇を抑制して偏摩耗を防止することができる。

上記空気入りタイヤにおいて、前記突起部が、前記溝部の溝底からタイヤ径方向外側に離して設けられたものであることが好ましい。かかる構成によれば、溝底の曲率半径を大きく設定できるため、溝部の変形を抑制してグルーブクラックの発生をより確実に防止することができる。

上記空気入りタイヤにおいて、前記突起部と前記切込部との間隔が、前記溝部の延在方向における前記突起部の幅よりも短いことが好ましい。かかる構成によれば、突起部と切込部とが適度に近くなるため、突起部の根元部分での応力を切込部によってより効果的に吸収できる。その結果、偏摩耗と突起部の欠け・千切れとをより確実に防止することができる。

上記空気入りタイヤにおいて、前記突起部の溝壁面からの高さが、前記溝部の溝幅の２０〜６０％であることが好ましい。かかる構成によれば、突起部の根元部分での応力の上昇を緩和し、かつ溝部の排水性を確保しつつ、突起部で陸部を確実に支えて溝部の変形を抑制することができる。

上記空気入りタイヤにおいて、前記突起部と前記切込部とが、前記溝部の両方の溝壁面に設けられ、前記突起部同士が溝幅方向で対向する位置に設けられたものでも良い。かかる構成によれば、突起部同士が支えあうことから、特に溝幅が比較的広い溝部において、その変形を効果的に抑制することができる。

上記空気入りタイヤにおいて、前記突起部と前記切込部とが、前記溝部の両方の溝壁面に設けられ、前記突起部同士が溝幅方向で対向しない位置に設けられたものでも良い。かかる構成によれば、突起部が対向する溝壁面と接触して陸部を支えることから、特に溝幅が比較的狭い溝部において、その変形を効果的に抑制することができる。

本発明の空気入りタイヤのトレッド面の一例 本発明の空気入りタイヤのトレッド面の要部拡大図の一例 図２のＩ−Ｉ矢視断面図 図２のＩＩ−ＩＩ矢視断面図 本発明の突起部と切込部とを示す斜視図の一例 比較例２の突起部と切込部とを示す斜視図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は本発明の空気入りタイヤのトレッド面の一例であり、図２は本発明の空気入りタイヤのトレッド面の要部拡大図の一例であり、図３は、図２のＩ−Ｉ矢視断面図であり、図４は図２のＩＩ−ＩＩ矢視断面図である。

本実施形態の空気入りタイヤは、図１に示すとおり、トレッド面に溝部として、タイヤ周方向ＰＤにストレート状に延びる４本の主溝１が形成されている。さらに、トレッド面には主溝１またはトレッド端により区画された陸部として、複数のリブ２が形成されている。本実施形態では、陸部としてリブ２を備える例を示すが、本発明では、主溝１とタイヤ幅方向に延びる複数の横溝とにより区画されたブロックであっても同様の効果を発揮することができる。

図２に示すとおり、主溝１の両方の溝壁面Ａに、突起部３と、溝壁面Ａに開口する切込部４と、が主溝１の延在方向に沿って交互に設けられ、各々の溝壁面Ａに設けられた突起部３同士が溝幅方向で対向する位置に設けられている。なお本実施形態では、切込部４としてサイプ４が形成された例を示す。

上記構成によれば、タイヤ走行時において主溝１に大きな荷重が作用した場合に、突起部３同士が接触し、主溝１によって区画されたリブ２を突起部３が支えることで、溝幅が狭まる方向への主溝１の変形を抑制することができる。その結果、主溝１の溝底Ｂでの歪の集中を抑制し、グルーブクラックの発生を防止することができる。さらに、突起部３と交互に、溝壁面Ａに開口するサイプ４が設けられているため、リブ２を支える突起部３の根元部分での応力をサイプ４によって吸収し、歪の集中を緩和できる。その結果、突起部３の欠けや千切れを防止できるとともに、突起部３近傍のエッジ部分での接地圧の上昇を抑制して偏摩耗を防止することができる。

図３に示すとおり、突起部３が、主溝１の溝底Ｂからタイヤ径方向外側（図３では上側）に離して設けられたものであることが好ましい。かかる構成によれば、溝底Ｂの曲率半径を大きく設定できるため、主溝１の変形を抑制しつつ、グルーブクラックの発生をより確実に防止することができる。特に本発明においては、突起部３のタイヤ径方向内側端βを、トレッド面から主溝１の溝深さＬの６０〜９０％の位置に配置することがより好ましい。６０％未満であると、突起部３により主溝１の変形を抑制する効果が低下する場合があり、９０％を超えると突起部３と主溝１の溝底Ｂとが干渉して、グルーブクラックの原因となる場合がある。

また、突起部３は、そのタイヤ径方向外側端αがトレッド面よりもタイヤ径方向内側（図３では下側）に位置することが好ましい。かかる構成によれば、突起部３がトレッド面に露出しないため、主溝１のトレッド面側形状がいびつになることに起因した偏摩耗の発生を効果的に防止することができる。特に本発明においては、突起部３のタイヤ径方向外側端αを、トレッド面から主溝１の溝深さＬの１０〜２０％の位置に配置することがより好ましい。１０％未満であると、上述のような偏摩耗が発生する場合があり、２０％を超えると突起部３により主溝１の変形を抑制する効果が低下する場合がある。

本実施形態では、図３および図５に示すとおり、突起部３は溝壁面Ａに対向する平坦面Ｓを有し、平坦面Ｓと溝基準面Ｃとの傾斜角度が０〜θ°（但し、θは溝基準面Ｃと突起部３が形成された溝壁面Ａとのなす角度）であることが好ましい。かかる構成によれば、溝幅が狭まる方向に主溝１が変形する際、早期に突起部３がリブ２を支えることができる。さらに、突起部３がリブ２を支える際、突起部３の平坦面Ｓ全体に応力を分散することができるため、偏摩耗と突起部３の欠け・千切れとをより確実に防止することができる。なお、上記「溝基準面」とは、溝部の幅方向中心線を通る面を意味する。

突起部３の溝壁面からの高さｂは、主溝１の溝幅Ｗの２０〜６０％であることが好ましい。２０％未満であると、突起部３により主溝１の変形を抑制する効果が低下する場合があり、６０％を超えると、突起部３の根元部分にて応力が集中し易く、かつ主溝１の排水性が悪化する場合がある。さらに、主溝１の延在方向における突起部３の幅ａは、溝壁面Ａからの突起部３の高さｂよりも大きいことが好ましく、突起部３の深さ方向長さｃは、高さｂよりも大きいことが好ましい。これにより突起部３を平坦に形成して、主溝１の変形を効果的に抑制できる。この溝幅Ｗとは、トレッド面での幅Ｗを意味し、主溝１の延在方向における突起部３の幅ａとは、突起部３の根元部分での幅ａを意味し、突起部３の溝壁面Ａからの高さｂとは、突起部３の根元部分の中心点にて、溝壁面Ａに対して垂直方向に測定した高さｂを意味する。本発明において、突起部３の幅ａとしては、例えば８〜２０ｍｍ、深さ方向長さｃは例えば８〜２０ｍｍのものが挙げられる。

また、主溝１の延在方向で隣り合う突起部３同士の間隔ｉと、突起部３の幅ａとは、ａ＜ｉ＜５ａの関係を満たすことが好ましい。このように設定することで、タイヤの接地面内において、突起部３が適度に配置され、主溝１の変形をより確実に抑制することができるため、グルーブクラックの発生と偏摩耗の発生とをより確実に防止することができる。本発明において、間隔ｉとしては、例えば１５〜１００ｍｍのものが挙げられる。

本実施形態では、突起部３とサイプ４との間隔ｇが、突起部３の幅ａよりも短く設定されている。かかる構成によれば、突起部３がリブ２を支える場合に、突起部３とサイプ４とが適度に近いため、突起部３の根元部分での応力をサイプ４によってより効果的に吸収できる。その結果、偏摩耗と突起部３の欠け・千切れとをより確実に防止することができる。なお、本発明において、突起部３とサイプ４との間隔ｇとしては、例えば７〜１８ｍｍのものが挙げられる。

本実施形態において、サイプ４は、突起部３が設けられた溝壁面Ａに開口する。サイプ４は、両方の主溝１に開口するものであっても、片側の主溝のみに開口するものであっても良い。本発明において、サイプ４の幅は、例えば０．７〜１．５ｍｍのもの、長さｅは、例えば２〜５ｍｍのもの、サイプ深さｆは、例えば１０〜１３ｍｍのものが挙げられる。

本発明の空気入りタイヤは、溝部の溝壁面に、突起部と、溝壁面に開口する切込部とを上記の如く設けること以外は、通常の空気入りタイヤと同等であり、従来公知の材料、形状、構造、製法などが何れも本発明に採用することができる。

［他の実施形態］
（１）前述の実施形態では、主溝１の溝壁面Ａに、突起部３と、溝壁面Ａに開口する切込部４とを設けた例を示した。しかしながら、本発明においては、タイヤ幅方向に延びる横溝の溝壁面に、突起部と、溝壁面に開口する切込部と、を設けたものであっても良い。かかる構成によれば、横溝の変形を抑制し、横溝でのグルーブクラックと偏摩耗を防止することができる。

（２）前述の実施形態では、主溝１の両方の溝壁面Ａに、突起部３と、溝壁面Ａに開口する切込部４と、が主溝１の延在方向に沿って交互に設けられた例を示した。しかしながら、本発明においては、溝部の片方の溝壁面のみに、突起部と、溝壁面に開口する切込部と、が溝部の延在方向に沿って交互に設けられたものであっても良い。かかる構成によれば、突起部が対向する溝壁面と接触して支えることから、特に溝幅が比較的狭い溝部において、その変形を効果的に抑制することができる。

（３）前述の実施形態では、各々の溝壁面Ａに設けられた突起部３同士が溝幅方向で対向する位置に設けられた例を示した。しかしながら、本発明においては、溝部の両方の溝壁面に、突起部と、溝壁面に開口する切込部と、が溝部の延在方向に沿って交互に設けられ、各々の溝壁面に設けられた突起部同士が溝幅方向で対向しない位置に設けられたものであっても良い。かかる構成によれば、突起部が対向する溝壁面と接触して支えることから、特に溝幅が比較的狭い溝部（例えば溝幅が５ｍｍ程度の細溝）において、その変形を効果的に抑制することができる。

（４）前述の実施形態では、切込部４としてサイプ４が形成された例を示したが、本発明においては、切込部として、サイプに比して幅の大きなノッチを形成しても良い。ノッチの幅としては、４〜８ｍｍのものが挙げられる。

（５）前述の実施形態では、図３に示すとおり、主溝１の溝幅方向断面における突起部３の断面形状が台形である例を示したが、例えば長方形であっても良い。但し、突起部を陸部により効果的に支えるためには、溝幅方向断面における突起部の断面形状を台形とすることが好ましい。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例について説明する。なお、タイヤの各性能評価は、次のようにして行った。

（１）耐偏摩耗性
テストタイヤ（１１Ｒ２２．５）を５００００ｋｍ走行させた後に、主溝のエッジ部分で発生した局所的な摩耗箇所の総面積を測定し、従来例における摩耗箇所の総面積の逆数を１００として指数評価した。指数が大きいほど耐偏摩耗性に優れることを意味する。

（２）耐グルーブクラック性
テストタイヤ（１１Ｒ２２．５）を５００００ｋｍ走行させた後に、主溝の溝底でのグルーブクラックの発生状況を目視により観察し、その発生箇所をカウントし、従来例におけるカウント数の逆数を１００として指数評価した。指数が大きいほど、耐グルーブクラック性に優れることを意味する。

実施例１
トレッド面に、図１に示す主溝１が４本形成され、主溝１の両方の溝壁面Ａに、図２〜図４に示す突起部３とサイプ４とが設けられ、各々の溝壁面Ａに設けられた突起部３同士が溝幅方向で対向する位置に設けられた空気入りタイヤ（主溝１の溝幅Ｗ＝１０ｍｍ、溝深さＬ＝１６．５ｍｍ、突起部３の幅ａ＝８ｍｍ、高さｂ＝２ｍｍ、深さ方向長さｃ＝８ｍｍ、突起部３の平坦面Ｓの幅ａ１＝６ｍｍ、平坦面Ｓの深さ方向長さｃ１＝６ｍｍ、サイプ４の幅ｄ＝１ｍｍ、長さｅ＝４ｍｍ、サイプ深さｆ＝１１ｍｍ、間隔ｇ＝７ｍｍ、間隔ｉ＝１５ｍｍ）を実施例１とした。上記評価項目の測定結果を表１に示す。

実施例２
各々の溝壁面Ａに設けられた突起部３同士を溝幅方向で対向しない位置に設けたこと以外は、実施例１と同じ構成を有する空気入りタイヤを実施例２とした。上記評価項目の測定結果を表１に示す。

従来例
主溝１に突起部３とサイプ４とを設けないこと以外は、実施例１と同じ構成を有する空気入りタイヤを従来例とした。上記評価項目の測定結果を表１に示す。

比較例１
図１に示す主溝１の両方の溝壁面に、図３に示すサイプ４を設けず、図２に示す突起部３のみを設け、各々の溝壁面に設けた突起部３同士を溝幅方向で対向する位置に設けたこと以外は実施例１と同じ構成を有する空気入りタイヤを比較例１とした。上記評価項目の測定結果を表１に示す。

比較例２
図１に示す主溝１の両方の溝壁面に、図６に示す突起部３’とサイプ４’（サイプ４’は主溝１の延在方向における突起部３’の略中心位置にて、突起部３’の平坦面Ｓ’に開口するように設けられている。サイプ４’の幅ｄ、長さｅ、サイプ深さｆはサイプ４と同じ）とを設けたこと以外は実施例１と同じ構成を有する空気入りタイヤを比較例２とした。上記評価項目の測定結果を表１に示す。

従来例の空気入りタイヤでは、主溝１の変形により、リブ２のエッジ部分が周方向に局所的に偏摩耗するリバーウェアーとグルーブクラックとが発生した。一方、実施例１および実施例２の空気入りタイヤでは、主溝１によって区画されたリブ２を突起部３が支えることで、主溝１の変形を抑制できるため、従来例１に比して耐偏摩耗性および耐グルーブクラック性が向上した。

比較例１の空気入りタイヤでは、サイプが設けられていないため、リブ２を支える突起部３近傍のエッジ部分で接地圧が上昇し、この部分での摩耗量が増加して耐偏摩耗性が悪化した。また、比較例２の空気入りタイヤでも、リブ２を支える突起部３’の根元部分での応力をサイプ４’によって吸収できないため、やはり耐偏摩耗性が悪化した。

１：主溝（溝部）
２：リブ（陸部）
３：突起部
４：サイプ（切込部）

Claims (5)

1. トレッド面に複数の溝部が形成された空気入りタイヤにおいて、
   前記溝部の両方の溝壁面に、突起部と、前記溝壁面に開口する切込部と、が前記溝部の延在方向に沿って交互に設けられ、
   前記突起部同士が溝幅方向で対向する位置に設けられたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記突起部が、前記溝部の溝底からタイヤ径方向外側に離して設けられた請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記突起部と前記切込部との間隔が、前記溝部の延在方向における前記突起部の幅よりも短い請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記突起部の溝壁面からの高さが、前記溝部の溝幅の２０〜６０％である請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. トレッド面に複数の溝部が形成された空気入りタイヤにおいて、
   前記溝部の少なくとも一方の溝壁面に、突起部と、前記溝壁面に開口する切込部と、が前記溝部の延在方向に沿って交互に設けられ、
   前記切込部は、前記溝壁面からの長さが２〜５ｍｍであることを特徴とする空気入りタイヤ。