JP7089419B2 - 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ものである。

従来、トレッドに形成された溝に、ボタン状をした複数のストーンイジェクターを設けた空気入りタイヤが公知である（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、前記従来の空気入りタイヤでは、溝に形成される突起は、小石等が溝内にはまり込むのを防止するためのストーンイジェクターでしかない。ストーンイジェクターが形成された領域では、タイヤ周方向に見たとき、ストーンイジェクターが位置しないラインが存在する。このラインでは溝底から内部構成部品であるベルトまでの距離（肉厚）を十分に確保できず、タイヤ周方向にクラックが発生しやすい。また、単純に溝を浅くして肉厚を大きくするだけでは排水性あるいは排泥性が悪化する。

特許第３８２２３３７号公報

本発明は、横溝での排水性及び排泥性の悪化を防止しつつ、溝底でのクラックの発生及び成長を抑制できる空気入りタイヤを提供することを課題とする。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、トレッド部に、タイヤ周方向に延びる複数の主溝と、前記主溝に交差してタイヤ幅方向に延びる複数の横溝とにより形成される複数のブロックを備え、前記複数のブロックは、タイヤ幅方向外端に位置するショルダーブロックを含み、前記横溝は、タイヤ周方向に隣接する前記ショルダーブロック間に位置するショルダー横溝を含み、前記ショルダー横溝のみが、溝底に複数の突出部が形成される補強領域を備え、前記補強領域では、タイヤ周方向に延びるいずれのライン上にも、少なくともいずれか１つの突出部が配置されており、前記ショルダーブロックの外面は、タイヤ子午線断面に於ける曲率半径が相違する２曲面で構成され、前記補強領域は、前記２曲面の境界線を含んでタイヤ周方向に延びる領域内のみに設けられており、前記境界線は、前記ショルダーブロックの接地端位置よりもタイヤ幅方向内側に位置している、空気入りタイヤを提供する。

この構成により、補強領域に設けた複数の突出部によって、タイヤ周方向に延びるいずれのライン上であっても溝底からベルトまでの距離を確保できる。したがって、タイヤ周方向に向かうクラックの発生及び成長を抑制できる。また、補強領域が複数の突出部で構成されているので、排水性及び排泥性が悪化することもない。複数のブロックがタイヤ幅方向外端に位置するショルダーブロックを含み、横溝がタイヤ周方向に隣接するショルダーブロック間に位置するショルダー横溝を含み、補強領域はショルダー横溝のみに形成されるため、接地面で最も変形量が大きいショルダーブロックの間に形成される横溝でのクラックの発生を効果的に防止できる。

前記補強領域は、前記ショルダー横溝の前記溝底のうち、タイヤ周方向の中間部分に設けられているのが好ましい。

この構成により、全域に設ける構成に比し、排水性、排泥性の悪化を最低限に留めつつショルダー横溝で周方向に区画されたブロックが接地の際に生ずるワイピング防止効果が維持されることから、クラックの発生を効果的に抑制可能となる。

前記ショルダー横溝の前記溝底は、タイヤ周方向に隣り合う前記ショルダーブロックの間の底面と、前記ブロックの側面と前記底面とをつなぐ湾曲面とからなり、前記突出部は、前記底面のみに設けられているのが好ましい。

この構成により、接地時のブロックの変形による影響を受けにくくすることができ、クラックの発生をより効果的に防止することが可能となる。

前記補強領域は、前記ショルダー横溝の前記溝底のうち、タイヤ幅方向の中間部分に設けられているのが好ましい。

この構成により、溝底での補強機能を高めつつ、所望の排水性及び排泥性を確保できる。

前記補強領域では、タイヤ幅方向に延びるいずれのライン上にも、少なくともいずれか１つの突出部が配置されているのが好ましい。

この構成により、タイヤ幅方向へのクラックの発生及び成長を抑制できる。

前記ショルダー横溝のタイヤ幅方向の長さに対する前記補強領域のタイヤ幅方向の長さの比率は、１５％以上６５％以下である。
また、前記補強領域は、前記ショルダー横溝のうち、前記ショルダーブロックが接地及び離地する際に繰り返し曲げ応力が作用する部分のみに形成されている。

この構成により、ショルダーブロックで最も変形量の大きい部分に対応するショルダー横溝でのクラックの発生を効果的に防止できる。

前記ショルダー横溝の溝底に設けられ、タイヤ幅方向に延びる突条を備え、前記複数の突出部は、前記突条の両側にそれぞれ位置する複数の突起によって構成されているのが好ましい。

この構成により、タイヤ幅方向に延びる突状により排泥性能確保しつつ、前記突状の両側に配置された突起によりベルトから溝底のゴム厚みを確保でき、更には複数の突起とすることによりタイヤ摩滅時時の排水性が維持される。

本発明によれば、補強領域に設けた複数の突出部により、横溝の溝底と内部構成部品であるベルトとの間の距離を十分に確保してクラックの発生及び成長を抑制できる。また、複数の突出部であるので、所望の排水性及び排泥性を確保できる。

本実施形態に係る空気入りタイヤのタイヤ子午線部分断面図である。 図１に示す空気入りタイヤのトレッド部の一部を示す展開図である。 図１に示すショルダーブロック及びショルダー横溝の斜視図である。 図１に示すショルダー横溝の断面図である。 実施形態に係る突出部の平面図である。 他の実施形態に係る突出部の平面図である。 他の実施形態に係る突出部の平面図である。 他の実施形態に係る突出部の平面図である。 他の実施形態に係る突出部の斜視図である。

以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは相違している。

図１は、本実施形態に係る空気入りタイヤの子午線半断面図である。この空気入りタイヤでは、一対のビードコア１の間にカーカスプライ２が掛け渡されている。カーカスプライ２の両端部はビードコア１及びこれに連接して設けたビードフィラー３に巻き上げられている。カーカスプライ２の内側にはインナーライナー４が設けられている。カーカスプライ２の外周側には複数枚のベルト５が巻き付けられている。ベルト５の外周側はトレッド部６となっている。

図２は、本実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド部６の一部を示す展開図である。トレッド部６には、タイヤ周方向に延びる複数本の主溝７と、この主溝７に交差してタイヤ幅方向に延びる複数本の横溝８とによって複数のブロック９が形成されている。ここでは、主溝７はジグザグ状に形成されているが、直線状、湾曲状等、公知の種々の形態を取ることができる。したがって、単に「タイヤ周方向」と記載した場合、概ねタイヤ周方向であることを意味し、これらの種々の形態が延びる方向を含む広い概念で理解される。また、横溝８も主溝７と同様に種々の形態を取ることができ、単に「タイヤ幅方向」と記載した場合、概ねタイヤ幅方向であることを意味し、これらの種々の形態が延びる方向を含む広い概念で理解される。なお、主溝７と横溝８の深さは同一とされている。

ブロック９は、タイヤ赤道面ＣＬに沿って２列で、タイヤ周方向に沿ってそれぞれ配置される複数のセンターブロック１０を備える。また、ブロック９は、各センターブロック１０の側方（タイヤ幅方向両側）で、タイヤ周方向に沿ってそれぞれ配置される複数のショルダーブロック１１を備える。

ショルダーブロック１１の外面は、図１に示すタイヤ子午線半断面図での外面が曲率半径Ｒ１で形成される第１曲面１２と、曲率半径Ｒ２で形成される第２曲面１３とで構成されている。図２及び図３に示すように、第１曲面１２と第２曲面１３の境界ラインＢＬはタイヤ周方向に延びている。この境界ラインＢＬを挟んだ両側の所定領域は、ショルダーブロック１１で最も変形量の大きい部分である。

タイヤ周方向に隣接するショルダーブロック１１の間に形成される横溝８（ショルダー横溝１４）は、図４に示すように、ショルダーブロック１１の側面１１ａと、ショルダーブロック１１の間に形成される底面１１ｂと、側面１１ａと底面１１ｂとをつなぐ湾曲面１１ｃとで区画されている。ここでは、ショルダー横溝１４の溝底は、底面１１ｂと湾曲面１１ｃとで構成されている。ショルダー横溝１４の溝深さＧＤ、すなわち、ショルダーブロック１１の外面から底面１１ｂまでのタイヤ径方向の距離は１５ｍｍに設定されている。また、ショルダー横溝１４の溝幅、すなわち、タイヤ周方向に隣接するショルダーブロック１１の側面の間隔は、側面の上端間ＷＬ１で２５ｍｍ、下端側の湾曲面の上端間ＷＬ２で１７ｍｍに設定されている。

ショルダー横溝１４の底面１１ｂには、図３に示すように、突出部として複数の突起１５が形成され、補強領域１６を構成している。補強領域１６は、ショルダー横溝１４のうち、タイヤ幅方向の中間部分を占有している。ここでは、ショルダー横溝１４のうち、前記境界ラインＢＬの延長線を中心とする両側の領域が補強領域１６となっている。補強領域１６は、ショルダーブロック１１が接地及び離地する際、繰り返し曲げ応力が作用する部分である。境界ラインＢＬを含む領域を補強領域１６とすることにより、接地時に最も変形量の大きい領域を補強できる。

補強領域１６は、図２に示すように、タイヤ幅方向のショルダー横溝１４の長さＳＬと、補強領域１６の長さＥＬとの比率ＥＬ／ＳＬが、１５％から６５％、好ましくは３０％から４５％となるように設定されている。ショルダー横溝１４の長さＳＬは、ショルダーブロック１１のタイヤ幅方向内側端と、ショルダーブロック１１の接地端位置ＣＥとの間のタイヤ子午線断面での最短距離を意味する。タイヤ幅方向の非補強領域の長さＮＥＬと、ショルダー横溝１４の長さＳＬとの比率ＮＥＬ／ＳＬは、２０％から４０％、好ましくは３０％から３５％となるように設定されている。ＥＬ／ＳＬ＜１５％であれば、補強としては不十分であり、６５％＜ＥＬ／ＳＬであれば、排水性及び排泥性の悪化が懸念される。

また、補強領域１６は、ショルダー横溝１４のうち、タイヤ周方向の中間部分に位置している。ここでは、ショルダー横溝１４の溝底のうち、湾曲面１１ｃを除いた底面１１ｂに補強領域１６が設けられている。突起１５が湾曲面１１ｃに形成されないようにすることにより、逆にクラックが発生しやすくなるという問題を回避している。

突起１５は、底面１１ｂからタイヤ径方向外側に向かうに従って徐々に横断面積が小さくなる裁頭円錐状に形成されている。ここでは、各突起１５は、底面１１ｂで直径３ｍｍ、上端面で直径２ｍｍ、高さ２ｍｍに設計されている。図５に示すように、突起１５は千鳥配列されている。詳しくは、突起１５は、補強領域１６内で、タイヤ周方向に延びるいずれのライン上にも、少なくとも底面部分が位置するように配置されている。また、突起１５は、補強領域１６内で、タイヤ幅方向に延びるいずれのライン上にも位置するように配置されている。さらに、突起１５は、補強領域１６を平面視したときの占有面積が５０％から７０％となるように設計されている。５０％未満では、クラックの発生等を防止する補強機能が十分でなく、７０％を超えると、所望の排水性や排泥性を確保できない。

前述の補強領域１６を備えた空気入りタイヤでは、次のような効果を奏することができる。

各突起１５を千鳥配列することにより、全体としてバランス良く剛性を高めることができる。また、ショルダーブロック１１が接地及び離地する際、補強領域１６に応力が集中するが、突起１５によってクラックの発生を抑制できる。またたとえクラックが発生したとしても、タイヤ周方向あるいはタイヤ幅方向への成長は、必ずいずれかの突起１５によって抑制できる。

複数の突起１５であるので、突起１５が形成されていない部分にはショルダー横溝１４本来の深さを確保できる。したがって、補強領域１６を設けているにも拘わらず、濡れた路面や悪路での走行であっても排水性や排泥性が悪化することがない。

グリーンタイヤを加硫成型した際、ショルダー横溝１４となる部分ではゴムが押し退けられる。溝底とベルト５の間に所望の肉厚を確保するためには、この部分でゴムを増量しておく必要がある。しかしながら、ゴムを増量すると、加硫成型時に押し退けられたゴムによってベルト５が部分的に内側に移動する等により、タイヤの回転方向での剛性変動が発生する。また、ショルダーブロック１１の厚みが理想値に比べて増加し、耐久性に影響を及ぼすほか、タイヤのユニフォーミティも悪化する。複数の突起１５を形成することにより、押し退けるゴム量を減少させ、このような問題の発生を防止できる。

なお、本発明は、前記実施形態に記載された構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

前記実施形態では、突起１５を裁頭円錐状としたが、円柱状、直方体、立方体、半球状等、種々の形態とすることができる。

前記実施形態では、突出部として突起１５の例を示したが、ある程度の長さを持ったものや、平面視での形状の相違するもの等を含めることができる。図６から図９に突出部の他の例を示す。

図６は、突出部を複数の突条で構成した例を示す。突条１７は、ショルダー横溝１４が延びるタイヤ幅方向に対して４５°で傾斜するように配置されている。ショルダー横溝１４の幅方向中央部と、両側部とで突条１７の傾斜方向が相違している。これら突条１７は、前記突起１５と同様に、タイヤ周方向あるいはタイヤ幅方向のいずれから見た場合であっても、いずれのライン上にも位置するように配置されている。

図７は、突出部を平面視三角形状の突起１５で構成した例を示す。突起１５は、ショルダー横溝に２列で配置され、各列では、突起１５の位置が１ピッチずつずれて配置され、方向が逆向きとされている。この例でも、タイヤ周方向あるいはタイヤ幅方向のいずれから見た場合であっても、いずれのライン上にも、突起１５が位置するように配置されている。

図８は、突出部をＣ字状で一方に開口するように湾曲した突起１５で構成した例を示す。突起１５は、ショルダー横溝に３列で配置され、中央部と両側部とで開口側の位置が反対側とされている。中央部の突起は図中左側に開口し、両側部（図では上下）の突起は図中右側に開口している。

図９は、突出部を突条１７と突起１５とで構成とした例を示す。突条１７は、ショルダー横溝１４の幅方向中央部をタイヤ幅方向に延び、ショルダー横溝１４をタイヤ周方向に２分割している。突起１５は、突条１７の両側にそれぞれ配置され、タイヤ幅方向に所定間隔で複数個ずつ形成されている。

図６～図９の例によればいずれも、周方向に発生するクラックの成長を突起１５又は突条１７にて防止することが可能となり、クラック長さが短くなることから溝深さ方向へのクラックの成長も抑制可能となる。

前記実施形態では、各突出部の形状及びサイズを同一としたが、いずれか一方又は両方を相違させるようにしてもよい。

前記実施形態では、補強領域１６をショルダー横溝１４に形成する場合について説明したが、タイヤ周方向に隣接するセンターブロック１０の間に形成されるセンター横溝に形成することも可能である。また、センターブロック１０とショルダーブロック１１の間にメディエイトブロックを有するタイヤであれば、タイヤ周方向に隣接するメディエイトブロックの間に形成されるメディエイト横溝に形成することも可能である。但し、補強領域１６は、トレッド部６の接地及び離地時に最も変形量の大きいショルダーブロック１１のショルダー横溝１４に採用した場合に最も効果を発揮する。

１…ビードコア
２…カーカスプライ
３…ビードフィラー
４…インナーライナー
５…ベルト
６…トレッド部
７…主溝
８…横溝
９…ブロック
１０…センターブロック
１１…ショルダーブロック
１２…第１曲面
１３…第２曲面
１４…ショルダー横溝
１５…突起（突出部）
１６…補強領域
１７…突条（突出部）

Claims (8)

1. トレッド部に、タイヤ周方向に延びる複数の主溝と、前記主溝に交差してタイヤ幅方向に延びる複数の横溝とにより形成される複数のブロックを備え、
   前記複数のブロックは、タイヤ幅方向外端に位置するショルダーブロックを含み、
   前記横溝は、タイヤ周方向に隣接する前記ショルダーブロック間に位置するショルダー横溝を含み、
   前記ショルダー横溝のみが、溝底に複数の突出部が形成される補強領域を備え、
   前記補強領域では、タイヤ周方向に延びるいずれのライン上にも、少なくともいずれか１つの突出部が配置されており、
   前記ショルダーブロックの外面は、タイヤ子午線断面に於ける曲率半径が相違する２曲面で構成され、
   前記補強領域は、前記２曲面の境界線を含んでタイヤ周方向に延びる領域内のみに設けられており、
   前記境界線は、前記ショルダーブロックの接地端位置よりもタイヤ幅方向内側に位置している、空気入りタイヤ。
2. 前記補強領域は、前記ショルダー横溝の前記溝底のうち、タイヤ周方向の中間部分に設けられている、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ショルダー横溝の前記溝底は、タイヤ周方向に隣り合う前記ショルダーブロックの間の底面と、前記ブロックの側面と前記底面とをつなぐ湾曲面とからなり、
   前記突出部は、前記底面のみに設けられている、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記補強領域は、前記ショルダー横溝の前記溝底のうち、タイヤ幅方向の中間部分に設けられている、請求項１から３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記補強領域では、タイヤ幅方向に延びるいずれのライン上にも、少なくともいずれか１つの突出部が配置されている、請求項１から４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記ショルダー横溝のタイヤ幅方向の長さに対する前記補強領域のタイヤ幅方向の長さの比率は、１５％以上６５％以下である、請求項１から５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記補強領域は、前記ショルダー横溝のうち、前記ショルダーブロックが接地及び離地する際に繰り返し曲げ応力が作用する部分のみに形成されている、請求項１から６のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
8. 前記ショルダー横溝の溝底に設けられ、タイヤ幅方向に延びる突条を備え、
   前記複数の突出部は、前記突条の両側にそれぞれ位置する複数の突起によって構成されている、請求項１から７のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

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