JP6138567B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。

タイヤ周方向に延びるショルダー周方向溝の底面に、排水性能の向上ためにタイヤ周方向に延びる溝内溝を形成したタイヤがある（例えば、特許文献１）。

国際公開第２０１１／１０２４５７号パンフレット

ところで、上記タイヤでは、周方向溝の底面に溝内溝を形成するため、周方向溝に隣接する陸部の溝内溝に対応した位置でのタイヤ軸方向の剛性が低下する傾向にある。このため、溝内溝の溝幅や溝深さに制限を設けて陸部のタイヤ軸方向の剛性を確保している。
しかし、溝内溝の溝幅や溝深さに制限を設けると、排水性能を十分に確保することが難しくなる。
本発明は、排水性能を確保しつつ、陸部のタイヤ軸方向の剛性を向上させることを課題とする。

本発明の請求項１に記載の空気入りタイヤは、トレッドに設けられ、タイヤ周方向に沿って延びる周方向溝と、前記周方向溝の底面に該周方向溝の延びる方向に間隔をあけて複数設けられ、前記周方向溝に沿って延び、両端部が前記周方向溝の延びる方向と交差する方向にそれぞれ曲げられた底溝と、前記底溝の長手方向の中間部に配設され、互いに対向する溝壁同士を連結する連結部と、を有している。
本発明の請求項１に記載の空気入りタイヤでは、底溝の長手方向の中間部の互いに対向する溝壁同士を連結部で連結していることから、底溝の中間部の溝幅方向（タイヤ軸方向）の変形が抑制される。これにより、周方向溝に隣接する陸部において、底溝の中間部に対応した位置でのタイヤ軸方向の剛性が向上する。
また、上記空気入りタイヤでは、連結部によって底溝の中間部の溝幅方向の変形を抑制できるため、底溝の溝幅や溝深さを深くして底溝の排水容量を確保することができる。
以上のことから、請求項１に記載の空気入りタイヤによれば、排水性能を確保しつつ、陸部のタイヤ軸方向の剛性を向上させることができる。

本発明の請求項２に記載の空気入りタイヤは、請求項１に記載の空気入りタイヤにおいて、前記連結部の上面は、前記周方向溝の底面と同じ高さにある。
本発明の請求項２に記載の空気入りタイヤでは、連結部の上面を周方向溝の底面と同じ高さにすることで、周方向溝に隣接する陸部のタイヤ軸方向の剛性を確保しつつ、周方向溝内を流れる水の排水性能も確保することができる。

本発明の請求項３に記載の空気入りタイヤは、請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤにおいて、前記底溝の中間部は、前記周方向溝の溝幅の中央に配置されている。
本発明の請求項３に記載の空気入りタイヤでは、底溝の中間部を周方向溝の溝幅の中央に配置していることから、周方向溝及び底溝内の排水をスムーズに流すことができる。

本発明の請求項４に記載の空気入りタイヤは、請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤにおいて、前記周方向溝の底面は、溝幅の中央から端部に向かって浅くなるように傾斜または湾曲し、前記底溝の曲げられた端部は、前記周方向溝の底面の端部に到達している。
本発明の請求項４に記載の空気入りタイヤでは、周方向溝の底面を溝幅の中央から端部に向かって浅くなるように傾斜または湾曲させていることから、摩耗により周方向溝の底面の端部が接地面になった後、摩耗の進展と共に周方向溝に隣接する両陸部の陸部幅が広がる。これにより、両陸部のタイヤ軸方向の剛性が向上すると共に両陸部の路面との接地面積が増大する。
また、上記空気入りタイヤでは、底溝の曲げられた端部を周方向溝の底面の端部に到達させていることから、上記のように、摩耗により周方向溝の底面の端部が接地面になった後に、底溝の曲げられた端部の開口縁部（エッジ）がエッジ効果を発揮し、ウエット性能が向上する。

以上説明したように、本発明の空気入りタイヤは、排水性能を確保しつつ、陸部のタイヤ軸方向の剛性を向上させることができる。

第１実施形態の空気入りタイヤのタイヤ径方向外側からタイヤ表面を見たトレッドパターンを示す展開図である。 図１の２Ｘ部を示す拡大図である。 図２の３Ｘ−３Ｘ線断面図である。 図２の４Ｘ−４Ｘ線断面の斜視図である。 図２の５Ｘ−５Ｘ線断面である。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係る空気入りタイヤについて説明する。
第１実施形態に係る空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」と記載する。）１０は、主に乗用車用に用いられるタイヤである。なお、本発明は、乗用車用の空気入りタイヤに限定されるものではなく、その他の用途の空気入りタイヤに用いてもよい。例えば、ライトトラック用、航空機用、及び、建築車両用などの空気入りタイヤなどに用いてもよい。

図１には、タイヤ１０のトレッド１２の展開図が示されている。なお、図１中の矢印Ｓはタイヤ１０の周方向（以下、適宜「タイヤ周方向」と記載する。）を示し、矢印Ｗはタイヤ１０の軸（回転軸）と平行な方向（以下、適宜「タイヤ軸方向」と記載する。）を示している。なお、タイヤ軸方向についてはタイヤ幅方向と読み替えてもよい。
また、符号ＣＬはタイヤ１０のタイヤ軸方向の中心を通りタイヤ軸方向に直角な面である赤道面（以下、適宜「タイヤ赤道面」と記載する。）を示している。
なお、本実施形態では、タイヤ軸方向に沿ってタイヤ赤道面ＣＬに近い側を「タイヤ軸方向内側」、タイヤ軸方向に沿ってタイヤ赤道面ＣＬから遠い側を「タイヤ軸方向外側」と記載する。

また、図１中の符号１２Ｅは、トレッド１２の接地端を示している。なお、ここでいう「接地端」とは、タイヤ１０をＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ（日本自動車タイヤ協会規格、２０１２年度版）に規定されている標準リムに装着し、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫでの適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力（内圧−負荷能力対応表の太字荷重）に対応する空気圧（最大空気圧）の１００％の内圧を充填し、最大負荷能力を負荷したときの接地面のタイヤ幅方向外側端を指している。また、タイヤ１０の使用地又は製造地においては、ＪＡＴＭＡ規格に代わりＴＲＡ規格またはＥＴＲＴＯ規格が適用される。

本実施形態のタイヤ１０は、内部構造として従来公知の空気入りタイヤの内部構造と同様のものを用いることができる。このため、タイヤ１０の内部構造に関しては、説明を省略する。
図１に示すように、タイヤ１０の路面との接地部位を構成するトレッド１２には、タイヤ赤道面ＣＬ上にタイヤ周方向に沿って直線状に延びるセンター周方向溝１４が設けられている。なお、本実施形態のセンター周方向溝１４は、本発明の底溝が設けられる周方向溝の一例である。

図３に示すように、センター周方向溝１４の底面１４Ａは、タイヤ軸方向断面で見て、溝幅の中央から端部に向かって浅くなるように湾曲している。なお、上記底面１４Ａは、湾曲の代わりに傾斜する構成としても構わない。

図１に示すように、トレッド１２には、センター周方向溝１４を挟んで両側にタイヤ周方向に沿って直線状に延びる一対のショルダー周方向溝１６が設けられている。
トレッド１２のセンター周方向溝１４とショルダー周方向溝１６との間には、センター陸部１８が形成されている。このセンター陸部１８は、センター周方向溝１４に隣接している。なお、本実施形態のセンター陸部１８は、本発明の周方向溝に隣接する陸部の一例である。
一方、トレッド１２のショルダー周方向溝１６のタイヤ軸方向外側には、ショルダー陸部２０が形成されている。

図１及び図２に示すように、センター陸部１８には、ショルダー周方向溝１６側の側壁１８Ａにタイヤ周方向に一定間隔で切り欠き部２２が複数形成されている。
切り欠き部２２は、溝状とされ、ショルダー周方向溝１６からセンター周方向溝１４に向かって延び、センター陸部１８内で終端している（閉止されている）。また、本実施形態の切り欠き部２２は、センター陸部１８の表面１８Ｓからショルダー周方向溝１６の底面１６Ａまで形成されている、すなわち、センター陸部１８の高さ全体に亘って形成されている。なお、本発明は、上記構成に限定されず、切り欠き部２２は、少なくともセンター陸部１８の表面１８Ｓ側に形成されていればよい。
また、センター陸部１８には、切り欠き部２２の終端部２２Ａからセンター周方向溝１４に向かって延びる第１センターサイプ２４が形成されている。この第１センターサイプ２４は、切り欠き部２２とともにタイヤ周方向に間隔をあけて複数設けられている。なお、本実施形態の第１センターサイプ２４は、本発明のサイプの一例である。

第１センターサイプ２４は、切り欠き部２２の終端部２２Ａからタイヤ周方向と交差する方向（本実施形態では、タイヤ周方向に対して斜め）に延び、途中でタイヤ周方向に対する角度が小さくなるように曲がってセンター周方向溝１４側の側壁１８Ｂに開口している。また、本実施形態の第１センターサイプ２４の深さは、センター周方向溝１４の深さと同じ深さとされている。なお、本発明はこの構成に限定されず、第１センターサイプ２４の深さは、センター周方向溝１４よりも浅くても、深くてもよい。

図２及び図４に示すように、センター陸部１８のセンター周方向溝１４と第１センターサイプ２４との間の部分には、スロープ部２６が形成されている。このスロープ部２６は、第１センターサイプ２４の湾曲部２４Ａから側壁１８Ｂの開口端２４Ｂに向かって高さが低くなるように傾斜している。なお、本実施形態のスロープ部２６は、本発明の傾斜部の一例である。
また、センター陸部１８には、タイヤ周方向に隣接する切り欠き部２２間にショルダー周方向溝１６からセンター周方向溝１４に向かって延びる第２センターサイプ２８が形成されている。

第２センターサイプ２８は、タイヤ周方向に対して斜めに延び、センター陸部１８内で終端している。また、本実施形態の第２センターサイプ２８の深さは、第１センターサイプ２４と同じ深さとされている。なお、本発明はこの構成に限定されず、第２センターサイプ２８の深さは、第１センターサイプ２４と異なっていてもよく、さらに、センター周方向溝１４よりも浅くても、深くてもよい。

図１及び図２に示すように、センター陸部１８は、タイヤ周方向に一定間隔で形成された切り欠き部２２及び第１センターサイプ２４によってタイヤ周方向に複数に区画されている。言い換えると、センター陸部１８は、切り欠き部２２及び第１センターサイプ２４によって区画された複数のブロック状陸部３０により構成されている。
なお、ここでいう「サイプ」は、接地時に壁面同士が接触して閉じる程度の溝幅に設定された細溝を指している。また、サイプ以外の溝は、接地時に壁面同士が接触しない溝幅に設定されている。

図１に示すように、ショルダー陸部２０には、接地端１２Ｅに跨り、タイヤ周方向に対して交差するショルダーラグ溝３２がタイヤ周方向に一定間隔で複数形成されている。なお、本実施形態では、ショルダーラグ溝３２がタイヤ周方向に隣接する切り欠き部２２の配置間隔の半分の間隔（半ピッチ）で配置されている。
ショルダーラグ溝３２は、ショルダー周方向溝１６側（タイヤ赤道面ＣＬ側）の端部３２Ａがショルダー陸部２０内で終端している。
ショルダー陸部２０には、ショルダーラグ溝３２の端部３２Ａからショルダー周方向溝１６に向かって延びる第１ショルダーサイプ３４が形成されている。
第１ショルダーサイプ３４は、ショルダー陸部２０のショルダー周方向溝１６側の側壁２０Ａに開口している。

図１に示すように、ショルダー陸部２０には、タイヤ周方向に隣接する第１ショルダーサイプ３４間にタイヤ周方向に沿って延びる第２ショルダーサイプ３６が形成されている。
また、ショルダー陸部２０は、接地面内において、タイヤ周方向に一定間隔で形成されたショルダーラグ溝３２及び第１ショルダーサイプ３４によってタイヤ周方向に複数に区画されている。言い換えると、ショルダー陸部２０は、接地面内において、ショルダーラグ溝３２及び第１ショルダーサイプ３４によって区画された複数のブロック状陸部３８により構成されている。

本実施形態では、トレッド１２のショルダー周方向溝１６を含んでタイヤ軸方向内側をセンター部、このセンター部のタイヤ軸方向外側をショルダー部としている。
図１及び図２に示すように、センター周方向溝１４の底面１４Ａには、センター周方向溝１４に沿って延びる底溝４０が設けられている。この底溝４０は、センター周方向溝１４に該センター周方向溝１４の延びる方向（本実施形態ではタイヤ周方向）に間隔をあけて複数配置されている。なお、本実施形態の底溝４０は、本発明の底溝の一例である。

図２に示すように、底溝４０の長手方向の両端部４０Ｂは、センター周方向溝１４の延びる方向と交差する方向にそれぞれ曲げられている。
一方、底溝４０の長手方向の中間部４０Ｄは、センター周方向溝１４の溝幅の中央（以下、適宜「溝中心」と記載する。）に配置されている。なお、本発明はこの構成に限定されず、中間部４０Ｄは、センター周方向溝１４の溝幅の中央よりも片側寄りに配置されてもよい。
また、本実施形態では、底溝４０の曲げられた端部４０Ｂよりも中間部４０Ｄの溝幅が広くなっている。なお、本発明はこの構成に限定されず、端部４０Ｂよりも中間部４０Ｄの溝幅が狭くなっていてもよく、端部４０Ｂと中間部４０Ｄの溝幅が同じでもよい。

図１及び図２に示すように、底溝４０の中間部４０Ｄには、互いに対向する溝壁４０Ａ同士を連結する連結部４２が設けられている。
図５に示すように、連結部４２は、底溝４０の底面４０Ｃから隆起し、溝壁４０Ａと一体的に形成されている。また、連結部４２は、トレッド１２を形成するゴム材と同じゴム材で形成されている。なお、本発明はこの構成に限定されず、連結部４２とトレッド１２を異なるゴム材（別のゴム材）で構成してもよく、例えば、連結部４２をトレッド１２よりも硬いゴム材で構成してもよい。

また、本実施形態では、連結部４２を底溝４０の底面４０Ｃから隆起させると共に、溝壁４０Ａと一体的に形成しているが、本発明はこの構成に限定されず、連結部４２をトレッド１２と別のゴム材で構成し、連結部４２を底溝４０の両溝壁４０Ａに架け渡す構成（底溝４０の底面４０Ｃと連結部４２との間に隙間が形成される構成）としてもよい。この場合には、上記隙間を介して水を流すことができる。

また、連結部４２の上面４２Ａは、センター周方向溝１４の底面１４Ａと同じ高さにある。また、ここでいう「同じ高さ」とは、タイヤ１０の軸（回転軸）からの距離を指している。具体的には、連結部４２の上面４２Ａと底面１４Ａは、面一であり、地続きとなっている（図２、図５参照）。
なお、本発明はこの構成に限定されず、連結部４２の上面４２Ａは、センター周方向溝１４の底面１４Ａに到達しない、すなわち、底面１４Ａよりも低い位置に配置してもよい。なお、上面４２Ａを底面１４Ａよりも低い位置にした場合には、底溝４０内を流れる水が連結部４２を越えやすくなり、水流がスムーズになる。

また、図３に示すように、タイヤ軸方向断面において、底溝４０の端部４０Ｂは、センター周方向溝１４の底面１４Ａの端部に到達している。
また、図１に示すように、連結部４２は、第１センターサイプ２４に対応した位置に設けられている。なお、ここでいう「対応した位置」とは、連結部４２が第１センターサイプ２４のタイヤ軸方向に設けられていることを指している。
底溝４０の端部４０Ｂは、タイヤ周方向に隣接する第１センターサイプ２４間に対応した位置に設けられている。なお、ここでいう「対応した位置」とは、端部４０Ｂがタイヤ周方向に隣接する第１センターサイプ２４間のタイヤ軸方向に設けられていることを指している。
図２に示すように、底溝４０の両端部４０Ｂは、各々タイヤ軸方向の逆方向に曲がっている。また、底溝４０の端部４０Ｂは、タイヤ周方向に隣接する第１センターサイプ２４間に配設されている。
また、本実施形態では、底溝４０の底面４０Ｃとショルダー周方向溝１６の底面１６Ａとが略同じ高さとされている。すなわち、センター周方向溝１４は、ショルダー周方向溝１６よりも浅くなっている。

次に、タイヤ１０の作用効果について説明する。
タイヤ１０では、センター周方向溝１４の底面１４Ａに底溝４０を設けていることから、センター周方向溝１４の深さをショルダー周方向溝１６よりも浅くしても排水性能を確保することができる。特に、センター周方向溝１４の深さをショルダー周方向溝１６よりも浅くしつつ底溝４０を設けることで、直進走行時における排水性能を確保しつつ、センター周方向溝１４を浅くした分、センター陸部１８のタイヤ軸方向に沿った断面の面積が増えるため、タイヤ軸方向の剛性が向上する。

また、タイヤ１０では、底溝４０の中間部４０Ｄの互いに対向する溝壁４０Ａ同士を連結部４２で連結していることから、底溝４０の中間部４０Ｄの溝幅方向（タイヤ軸方向）の変形（底溝４０が開いたり、閉じたりする変形）が抑制される。これにより、センター周方向溝１４に隣接するセンター陸部１８において、底溝４０の中間部４０Ｄに対応した位置でのタイヤ軸方向の剛性が向上する。これにより、旋回時の操縦安定性が向上する。

さらに、タイヤ１０では、連結部４２によって底溝４０の中間部４０Ｄの溝幅方向の変形を抑制できるため、底溝４０の溝幅や溝深さを深くして排水容量を確保することができる。

また、連結部４２を底溝４０の底面４０Ｃから隆起させていることから、連結部４２の剛性が向上し、センター周方向溝１４に隣接する両センター陸部１８のタイヤ軸方向の剛性をより確保することができる。
また、連結部４２の上面４２Ａをセンター周方向溝１４の底面１４Ａと同じ高さにすることで、センター周方向溝１４に隣接する両センター陸部１８のタイヤ軸方向の剛性を確保しつつ、センター周方向溝１４内を流れる水の排水性能も確保することができる。

さらに、底溝４０の中間部４０Ｄをセンター周方向溝１４の溝幅の中央に設けていることから、センター周方向溝１４及び底溝４０内の排水をスムーズに流すことができる。
センター周方向溝１４の底面１４Ａを溝幅の中央から端部に向かって浅くなるように湾曲させていることから、摩耗によりセンター周方向溝１４の底面１４Ａの端部が接地面になった後、摩耗の進展と共にセンター周方向溝１４に隣接する両センター陸部１８の陸部幅が広がる。これにより、両センター陸部１８のタイヤ軸方向の剛性が向上すると共に両センター陸部１８の路面との接地面積が増大する。

そして、底溝４０の端部４０Ｂをセンター周方向溝１４の底面１４Ａの端部に到達させていることから、摩耗によりセンター周方向溝１４の底面１４Ａの端部が接地面になった後に、底溝４０の端部４０Ｂの開口縁部（エッジ）がエッジ効果を発揮し、ウエット性能が向上する。

また、タイヤ１０では、センター周方向溝１４からタイヤ周方向と交差する方向に延びる第１センターサイプ２４をセンター周方向溝１４に隣接するセンター陸部１８にタイヤ周方向に間隔をあけて複数設けていることから、第１センターサイプ２４のエッジ効果により、ウエット性能が向上する。

さらに、タイヤ１０では、センター陸部１８のセンター周方向溝１４と第１センターサイプ２４との間の部分に第１センターサイプ２４の開口端２４Ｂに向かって高さが低くなるスロープ部２６を形成していることから、ウエット路面上の水分をセンター周方向溝１４へスロープ部２６を介してスムーズに排水することができる。これにより、排水性能がさらに向上する。

またさらに、連結部４２を第１センターサイプ２４に対応した位置に設けていることから、センター周方向溝１４に隣接するセンター陸部１８の第１センターサイプ２４によって剛性が低下した部分を連結部４２によって効果的に補強することができる。

そして、タイヤ１０では、底溝４０の端部４０Ｂをセンター周方向溝１４に隣接するセンター陸部１８の第１センターサイプ２４によって剛性が低下した部分ではなく、タイヤ周方向に隣接する第１センターサイプ２４間に対応した位置に設けていることから、センター周方向溝１４に隣接するセンター陸部１８のタイヤ軸方向の剛性をタイヤ周方向で均一に近づけることができる。

また、センター陸部１８に切り欠き部２２を設けていることから、例えば、センター陸部１８を横断する横溝を設けた場合と比べて、走行時に溝エッジ（溝の開口縁部）が路面と衝突した際に生じる打音を低減することができる。すなわち、パターンノイズを低減することができる。

ショルダー陸部２０に第２ショルダーサイプ３６を設けていることから、ウエット路面侵入時に陸部表面の水膜を除去することができる。これにより、ウエット性能を向上する。また、センター周方向溝１４をタイヤ赤道面ＣＬ上に配置していることから、直進走行時における排水性能を効果的に確保することができる。

第１実施形態では、センター周方向溝１４に底溝４０を設ける構成としているが、本発明はこの構成に限定されず、センター周方向溝１４の代わりにショルダー周方向溝１６に底溝４０を設ける構成としてもよく、センター周方向溝１４に加えてショルダー周方向溝１６に底溝４０を設ける構成としてもよい。
また、第１実施形態では、トレッド１２に周方向溝を３つ設けているが、本発明はこの構成に限定されず、トレッドに周方向溝を１つのみ設けてもよく、２つ設けてもよく、４つ以上設けてもよい。この場合には、底溝４０は、周方向溝の少なくとも１つに設ければよい。

第１実施形態では、底溝４０の中間部４０Ｄに連結部４２を一つ設けているが、本発明はこの構成に限定されず、底溝４０の中間部４０Ｄに連結部４２を複数設けてもよい。

以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、これらの実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲がこれらの実施形態に限定されないことは言うまでもない。

１０ タイヤ（空気入りタイヤ）
１２ トレッド
１４ センター周方向溝（周方向溝）
１４Ａ 底面
１８ センター陸部（周方向溝に隣接する陸部）
２４ 第１センターサイプ（サイプ）
２６ スロープ部（傾斜部）
４０ 底溝
４０Ａ 溝壁
４０Ｂ 端部
４２ 連結部
４２Ａ 上面
ＣＬ タイヤ赤道面
Ｓ タイヤ周方向
Ｗ タイヤ軸方向

Claims (4)

1. トレッドに設けられ、タイヤ周方向に沿って延びる周方向溝と、
   前記周方向溝の底面に該周方向溝の延びる方向に間隔をあけて複数設けられ、前記周方向溝に沿って延び、両端部が前記周方向溝の延びる方向と交差する方向にそれぞれ曲げられた底溝と、
   前記底溝の長手方向の中間部に配設され、互いに対向する溝壁同士を連結する連結部と、
   を有する空気入りタイヤ。
2. 前記連結部の上面は、前記周方向溝の底面と同じ高さにある、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記底溝の中間部は、前記周方向溝の溝幅の中央に配置されている、請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記周方向溝の底面は、溝幅の中央から端部に向かって浅くなるように傾斜または湾曲し、
   前記底溝の曲げられた端部は、前記周方向溝の底面の端部に到達している、請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

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