JPWO2016147843A1 - タイヤ - Google Patents

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Abstract

周方向溝の放熱性を向上させて、周方向溝によるトレッド部の冷却効果を高くする。ブロック(31)は、横溝(14)が第1周方向溝(11)に開口する位置から気流の上流側(G)に向かって形成された第1壁面(32)と、横溝(14)が第2周方向溝(12)に開口する位置から気流の上流側(G)に向かって形成された第2壁面(33)と、横溝(14)が第2周方向溝(12)に開口する位置に形成されたブロック角部(35)を有する。上流側(G)のブロック(31)の第2壁面(33)を延長した仮想面(37)は、下流側(H)のブロック(31)のブロック角部(35)と交わり、又は、ブロック角部(35)からタイヤ幅方向(K)に離れた第2周方向溝(12)内の位置を通過する。第1周方向溝(11)の溝幅(W)は、第1壁面(32)において、気流の下流側(H)に向かって次第に広くなる。

Description

本発明は、トレッド部に複数のブロックを備えたタイヤに関する。
従来、複数のブロックを有するブロックパターンは、重荷重用タイヤ等の様々なタイヤのトレッド部に形成されている。このようなタイヤを装着した車両の走行時には、タイヤのトレッド部内で部材が変形することで、トレッド部に歪が生じる。また、ゴムの粘弾特性に起因して、トレッド部が発熱し、トレッド部の温度が上昇する。トレッド部の歪と温度はトレッド部の耐久性に影響する主要な因子であり、トレッド部の耐久性を向上するためには、トレッド部に生じる歪と温度上昇に対処する必要がある。
これに対し、従来のタイヤでは、主に、補強部材をトレッド部内に追加し、或いは、トレッド部の剛性を高くして、トレッド部での歪の発生を抑制している。ところが、この場合には、タイヤ内の部材の数とタイヤの重量が増加するとともに、タイヤのコストが高くなる虞がある。そのため、トレッド部の耐久性に関しては、トレッド部を効果的に冷却して、温度の上昇を抑制することが求められている。また、トレッド部の内部構造やタイヤの使用条件等に対応して、トレッド部内の特定の周方向溝の周辺部で、トレッド部の冷却が重要となることがあり、そのような要求の実現も求められる。
ここで、複数のブロックを備えたタイヤにおいては、一般に、複数のブロックが複数の周方向溝の間に配置されて、複数の横溝がブロックの間に形成される。このようなタイヤでは、周方向溝内に生じる気流により、放熱が促進されて、トレッド部が冷却される。しかしながら、周方向溝内の気流を制御して、周方向溝の放熱性を調整するのは難しい。そのため、特定の周方向溝のタイヤ幅方向両側に複数のブロックを備えたタイヤにおいては、複数のブロックの間の周方向溝に比べて、複数のブロックのタイヤ幅方向外側の周方向溝で、放熱が多くなることがある。この場合には、複数のブロックの間の周方向溝によるトレッド部の冷却効果を高くできず、周方向溝の放熱性を向上させるのは難しい。
特に、トレッド中央部では、摩耗ライフの向上のために、トレッドゴムを厚くすることが求められており、温度上昇への対処が重要になっている。しかしながら、トレッド中央部の周方向溝のタイヤ幅方向両側に複数のブロックを備えたタイヤにおいては、トレッド中央部の周方向溝に比べて、複数のブロックのタイヤ幅方向外側の周方向溝で、放熱が多くなることがある。この場合には、トレッド中央部の周方向溝によるトレッド部の冷却効果を高くできない。従って、トレッド中央部で、トレッド部の温度の上昇を抑制するのは難しい。
また、従来、ショルダーブロック列に形成したブロック溝により、トレッド部の温度の上昇を抑制するタイヤが知られている(特許文献1参照)。
ところが、特許文献1に記載された従来のタイヤでは、ブロック溝をブロックの踏面にタイヤ周方向に沿って形成する必要がある。そのため、ブロックの形状やブロックに求められる性能によっては、ブロック溝を形成できないことがある。
特開2010−125998号公報
本発明は、前記従来の問題に鑑みなされたもので、その目的は、周方向溝のタイヤ幅方向両側に複数のブロックを備えたタイヤにおいて、周方向溝の放熱性を向上させて、周方向溝によるトレッド部の冷却効果を高くすることである。
本発明は、第1周方向溝と、第1周方向溝のタイヤ幅方向の両側に隣接する2つの第2周方向溝と、第1周方向溝と第2周方向溝に開口する複数の横溝と、第1周方向溝、2つの第2周方向溝、及び、複数の横溝によりトレッド部に区画された複数のブロックと、を備えたタイヤである。車両走行時に、タイヤ回転方向の反対方向の気流が第1周方向溝と2つの第2周方向溝内に生じる。複数のブロックの各ブロックは、気流の下流側の横溝が第1周方向溝に開口する位置から気流の上流側に向かって形成された第1壁面と、気流の下流側の横溝が第2周方向溝に開口する位置から気流の上流側に向かって形成された第2壁面と、気流の上流側の横溝が第2周方向溝に開口する位置に形成されたブロック角部と、を有する。タイヤ周方向に隣り合う気流の上流側と下流側の2つのブロックをみたときに、上流側のブロックの第2壁面を気流の下流側で延長した仮想面は、下流側のブロックのブロック角部と交わり、又は、ブロック角部からタイヤ幅方向に離れた第2周方向溝内の位置を通過する。第1周方向溝の溝幅は、ブロックの第1壁面において、気流の下流側に向かって次第に広くなる。
本発明によれば、周方向溝のタイヤ幅方向両側に複数のブロックを備えたタイヤにおいて、周方向溝の放熱性を向上させて、周方向溝によるトレッド部の冷却効果を高くすることができる。
第1実施形態のタイヤのトレッドパターンを示す平面図である。 図1の一部を示す平面図である。 湾曲形状に形成された第2ブロック角部を示す平面図である。 タイヤのブロックを示す平面図である。 タイヤのブロックを示す平面図である。 タイヤのブロックを示す平面図である。 第2実施形態のタイヤのトレッドパターンを示す平面図である。 図7の一部を示す平面図である。 タイヤのブロックを示す平面図である。 タイヤのブロックを示す平面図である。 タイヤのブロックを示す平面図である。 従来品のトレッドパターンを示す平面図である。 従来品のトレッドパターンを示す平面図である。
本発明のタイヤの一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態のタイヤは、車両用の空気入りタイヤ(例えば、重荷重用タイヤ、乗用車用タイヤ)であり、一般的なタイヤ構成部材により、周知の構造に形成されている。即ち、タイヤは、一対のビード部と、一対のビード部のタイヤ半径外側に位置する一対のサイドウォール部と、路面に接するトレッド部と、トレッド部と一対のサイドウォール部の間に位置する一対のショルダー部を備えている。また、タイヤは、一対のビードコアと、一対のビードコアの間に配置されたカーカスと、カーカスの外周側に配置されたベルトと、所定のトレッドパターンを有するトレッドゴムを備えている。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態のタイヤ1のトレッドパターンを示す平面図であり、トレッド部2のタイヤ周方向Sの一部を模式的に示している。
なお、タイヤ1は、車両前進時の回転方向が指定されるタイヤであり、車両前進時にタイヤ回転方向Rに回転する。タイヤ回転方向Rは、タイヤ1のトレッドパターンに対応して指定される。タイヤ1は、タイヤ回転方向Rが適合するように車両に装着される。また、タイヤ1のトレッド中央部3は、トレッド部2のタイヤ幅方向Kの中央部であり、タイヤ赤道面は、トレッド中央部3に位置する。タイヤ1のショルダー部4は、トレッド部2のタイヤ幅方向Kの外側に位置する。
図示のように、タイヤ1は、トレッド部2に、複数の周方向溝(第1周方向溝11、第2周方向溝12)と、複数のラグ溝13と、複数の横溝14と、複数のブロック列(ショルダーブロック列20、制御ブロック列30)を備えている。第1周方向溝11と第2周方向溝12は、タイヤ周方向Sに延びる主溝(周方向主溝)であり、それぞれタイヤ周方向Sに沿って連続して形成されている。また、第1周方向溝11は、トレッド部2に形成された複数の周方向溝の内の、放熱性を向上すべき周方向溝である。2つの第2周方向溝12が、1つの第1周方向溝11のタイヤ幅方向Kの両側に隣接して、第1周方向溝11の放熱性の向上を補助する。第1周方向溝11は、2つの第2周方向溝12の間に配置されて、両側の2つの第2周方向溝12とともに周方向溝の組を構成する。
タイヤ1は、1つの第1周方向溝11と2つの第2周方向溝12からなる周方向溝の組を2つ備えており、2つの第1周方向溝11と3つの第2周方向溝12を有する。2つの第1周方向溝11は、トレッド中央部3のタイヤ幅方向Kの両側に形成され、それぞれ2つの第2周方向溝12の間に配置されている。3つの第2周方向溝12の内、1つの第2周方向溝12は、トレッド中央部3に形成され、2つの第1周方向溝11のタイヤ幅方向Kの内側に配置されている。また、2つの第2周方向溝12は、トレッド中央部3の両側において、それぞれ第1周方向溝11とショルダー部4(トレッド端)の間に形成され、第1周方向溝11のタイヤ幅方向Kの外側に配置されている。トレッド中央部3の第2周方向溝12は、2つの第1周方向溝11の間に配置されて、2つの第1周方向溝11のそれぞれと周方向溝の組を構成する。2つの第1周方向溝11は、それぞれトレッド中央部3の第2周方向溝12とショルダー部4側の第2周方向溝12の間に配置される。
第1周方向溝11と第2周方向溝12により、トレッド部2が区画されて、複数のブロック列(2つのショルダーブロック列20、4つの制御ブロック列30)がトレッド部2に形成されている。ショルダーブロック列20と制御ブロック列30は、タイヤ周方向Sに沿って延びる陸部であり、それぞれ複数のブロック21、31を有する。
ショルダーブロック列20は、複数のラグ溝13を有し、トレッド部2内でタイヤ幅方向Kの最外側に配置されている。ラグ溝13は、タイヤ幅方向Kに延び、第2周方向溝12からショルダー部4まで形成されている。ショルダーブロック列20の複数のブロック21は、タイヤ周方向Sに順次配置され、ラグ溝13は、タイヤ周方向Sに隣り合うブロック21の間に形成されている。また、ラグ溝13は、第2周方向溝12のショルダー部4側に形成されて、第2周方向溝12に開口する。タイヤ1は、各ラグ溝13内に形成された隆起部15を備えている。隆起部15は、ラグ溝13の溝底から隆起して、ラグ溝13の両側の溝壁(ブロック21の壁面)を連結する。ここでは、隆起部15は、タイバーである。ラグ溝13の少なくとも一部は、隆起部15により第2周方向溝12よりも浅くなっている。
制御ブロック列30は、第1周方向溝11と第2周方向溝12内の気流を制御するためのブロック列であり、第1周方向溝11と第2周方向溝12の間に形成されている。また、制御ブロック列30は、複数の横溝14を有し、第1周方向溝11のタイヤ幅方向Kの両側に配置されている。複数の横溝14は、タイヤ幅方向Kに延びる幅方向溝であり、各制御ブロック列30において、第1周方向溝11から第2周方向溝12まで形成されている。また、複数の横溝14は、第1周方向溝11と各第2周方向溝12の間に形成されて、第1周方向溝11と第2周方向溝12に開口する。
制御ブロック列30の複数のブロック31は、タイヤ周方向Sに順次配置され、横溝14は、タイヤ周方向Sに隣り合うブロック31の間に形成されている。複数の横溝14は、第1周方向溝11のタイヤ幅方向Kの一方側と他方側とに形成され、第1周方向溝11からタイヤ幅方向Kの両方向に向かって延びる。また、第1周方向溝11のタイヤ幅方向Kの一方側と他方側の横溝14は、タイヤ周方向Sに沿って交互に配置されて、第1周方向溝11に交互に開口する。
このように、タイヤ1は、第1周方向溝11のタイヤ幅方向Kの両側に形成された複数のブロック31と複数の横溝14を備えている。複数のブロック31と複数の横溝14は、2つの第2周方向溝12の間に配置される。また、複数の横溝14は、タイヤ周方向Sに離して配置されて、第1周方向溝11と第2周方向溝12の間の制御ブロック列30を横断する。第1周方向溝11、2つの第2周方向溝12、及び、複数の横溝14により、複数のブロック31がトレッド部2に区画され、各ブロック31がタイヤ半径方向外側からみて所定の多角形状に形成される。
タイヤ1は、車両に装着されて、車両の走行(前進)に伴い、タイヤ回転方向Rに回転する。車両の前進による車両走行時(タイヤ回転時)には、所定方向の気流が第1周方向溝11と第2周方向溝12内に生じる。気流は、タイヤ1の回転により生じる相対的な空気の流れ(風)であり、タイヤ回転方向Rの反対方向に生じる。図1に示す矢印Fが、第1周方向溝11と第2周方向溝12内に生じる気流の方向である。同じ方向の気流が、第1周方向溝11と第2周方向溝12内に生じる。第1実施形態のタイヤ1では、第1周方向溝11と各第2周方向溝12の間に形成された制御ブロック列30の複数のブロック31により、気流を制御して、第1周方向溝11と第2周方向溝12の放熱性を調整する。これにより、第1周方向溝11の放熱性を向上させている。以下、放熱性の調整について詳しく説明する。
図2は、図1の一部を示す平面図であり、図1を右回りに90°回転させた状態で、一方(図1の左方)の第1周方向溝11と2つの第2周方向溝12を示している。他方(図1の右方)の第1周方向溝11と2つの第2周方向溝12は、以下説明する一方の第1周方向溝11と2つの第2周方向溝12と同じ構成を有する。
図示のように、タイヤ1は、1つの第1周方向溝11と、第1周方向溝11のタイヤ幅方向Kの両側に配置された2つの第2周方向溝12を備えている。複数のブロック31の各ブロック31は、第1周方向溝11側の第1壁面32と、第2周方向溝12側の第2壁面33と、第1周方向溝11側の第1ブロック角部34と、第2周方向溝12側の第2ブロック角部35を有する。第1周方向溝11と2つの第2周方向溝12内で(気流方向F参照)、空気は、気流の上流側Gから気流の下流側Hに向かって流れて、トレッド部2を冷却する。
ブロック31の第1壁面32は、気流の下流側Hの横溝14が第1周方向溝11に開口する位置から、気流の上流側Gに向かって形成されている。ブロック31の第2壁面33は、気流の下流側Hの横溝14が第2周方向溝12に開口する位置から、気流の上流側Gに向かって形成されている。第1壁面32は、第1周方向溝11内に位置し、第2壁面33は、第2周方向溝12内に位置する。ここでは、第1壁面32は、タイヤ周方向Sに対して、気流の下流側Hの横溝14の内側に向かって傾斜する湾曲面である。第1壁面32は、気流の下流側Hに向かって、タイヤ周方向Sに対して、第1周方向溝11の溝幅方向の外側に傾斜する。また、第1壁面32は、円弧状に湾曲する凸面であり、周囲のブロック31の壁面に滑らかに接続する。ブロック31の第1周方向溝11側で、第1壁面32は、気流の下流側Hの横溝14の内側に向かって湾曲する。これに対し、第2壁面33は、気流の下流側Hに向かって、タイヤ周方向Sに対して、第2周方向溝12の溝幅方向の外側に傾斜する平面である。第2壁面33は、2つの第2周方向溝12の間の第1周方向溝11側に傾斜する。
ブロック31の第1ブロック角部34は、気流の上流側Gの横溝14が第1周方向溝11に開口する位置に形成されたブロック31の角部であり、横溝14内のブロック31の壁面と第1周方向溝11内のブロック31の壁面とが交わる位置に形成されている。ブロック31の第2ブロック角部35は、気流の上流側Gの横溝14が第2周方向溝12に開口する位置に形成されたブロック31の角部であり、横溝14内のブロック31の壁面と第2周方向溝12内のブロック31の壁面とが交わる位置に形成されている。ブロック31の壁面は、第1ブロック角部34と第2ブロック角部35を境界として、それぞれ異なる方向に向かって形成されている。
第1周方向溝11の溝幅Wは、ブロック31の第1壁面32において、気流の下流側H(下流側Hの横溝14)に向かって次第に広くなる。また、タイヤ周方向Sに隣り合う気流の上流側Gと下流側Hの2つのブロック31をみたときに、上流側Gのブロック31の第1壁面32を延長した仮想面(第1仮想面)36は、第1周方向溝11の溝幅方向の外側に延長される。第1仮想面36は、第1壁面32を気流の下流側Hで仮想的に延長した延長面(仮想延長面)であり、第1壁面32と同一面をなすように、第1壁面32から滑らかに連続する。制御ブロック列30の全てのブロック31において、上流側Gのブロック31の第1仮想面36は、下流側Hのブロック31の第1ブロック角部34に交わることなく、2つのブロック31の間の横溝14(下流側Hの横溝14)の内側に向かって延長される。第1仮想面36は、横溝14を通過して、横溝14内で下流側Hのブロック31(ブロック31の壁面)と交わる。或いは、第1仮想面36は、横溝14を通過して、第2周方向溝12まで延長される。
タイヤ周方向Sに隣り合う気流の上流側Gと下流側Hの2つのブロック31をみたときに、上流側Gのブロック31の第2壁面33を延長した仮想面(第2仮想面)37は、2つのブロック31の間の横溝14(下流側Hの横溝14)の外側に位置する。第2仮想面37は、第2壁面33を気流の下流側Hで仮想的に延長した延長面(仮想延長面)であり、第2壁面33と同一面をなすように、第2壁面33から滑らかに連続する。また、第2仮想面37は、下流側Hのブロック31に向かって延長されて、第2周方向溝12に沿って配置される。制御ブロック列30の全てのブロック31において、上流側Gのブロック31の第2仮想面37は、下流側Hのブロック31の第2ブロック角部35と交わる。又は、第2仮想面37は、第2ブロック角部35をタイヤ幅方向Kに逸れて、下流側Hのブロック31を区画する第2周方向溝12内の位置を通過する。第2仮想面37が第2周方向溝12内の位置を通過するときには、第2仮想面37は、気流の下流側Hにおいて、第2ブロック角部35からタイヤ幅方向Kに離れた第2周方向溝12内の位置を通過する。また、第2仮想面37は、第2周方向溝12内で、下流側Hのブロック31(ブロック31の壁面)と交わる。
以上説明したタイヤ1では、第2仮想面37が第2ブロック角部35と交わり、又は、第2周方向溝12内の位置を通過するため、第2壁面33に沿って流れた空気が横溝14内に流入し難くなる。そのため、空気が第2周方向溝12から横溝14及び第1周方向溝11に流入するのが抑制され、第1周方向溝11内で、空気の逆流、渦流、及び、滞留が生じるのが防止される。第1周方向溝11内の空気は、横溝14から流入する空気により乱されることなく、第1周方向溝11内を下流側Hに向かって円滑に流れる。これに伴い、第1周方向溝11内で、冷却媒体である空気の流量が増加して、トレッド部2の冷却が促進される。また、第2周方向溝12内の気流が第2ブロック角部35を逸れることで、第2ブロック角部35で空気の圧力が上昇するのが抑制される。
第1周方向溝11の溝幅Wが第1壁面32において次第に広くなるため、第1壁面32の周辺の空気の圧力が、気流の下流側Hに向かって次第に低くなる。これに伴い、第1周方向溝11内で、空気が第1壁面32の上流側Gから第1壁面32の周辺に向かって引かれて、気流が加速される。また、気流が第1ブロック角部34に当たることで、第1ブロック角部34で空気の圧力が上昇する。その結果、横溝14内で、第1ブロック角部34における空気の圧力が第2ブロック角部35における空気の圧力よりも高くなり、空気が第1ブロック角部34から第2ブロック角部35に向かって流れる。これにより、第1周方向溝11から横溝14に向かう気流が生じて、空気が横溝14から第1周方向溝11に流入するのが抑制される。また、第1周方向溝11内の気流が、より加速される。第1周方向溝11のタイヤ幅方向Kの両側に位置する第2周方向溝12及び複数のブロック31により、気流が第1周方向溝11に集中し、第1周方向溝11内の気流が、より一層加速される。
このように、タイヤ1では、車両走行時の気流を制御して、第1周方向溝11と第2周方向溝12の放熱性を調整することができる。また、第1周方向溝11内で、気流を加速することで、放熱を促進することができる。従って、第1周方向溝11の放熱性を向上させて、第1周方向溝11によるトレッド部2の冷却効果を高くすることができる。これに伴い、第1周方向溝11及び第1周方向溝11の周辺部で、トレッド部2を冷却して、トレッド部2の温度の上昇を抑制することができる。トレッド部2内で、発熱が生じ易いベルトの周辺の温度を低下させることで、トレッド部2の耐久性を効果的に向上することができる。トレッド部2のトレッドゴムを厚くできるため、タイヤ1の摩耗ライフを向上することもできる。
第1仮想面36が横溝14の内側に向かって延長されるときには、第1壁面32に沿って流れた空気が横溝14内に流入し易くなる。また、第1壁面32が気流の下流側Hの横溝14の内側に向かって傾斜することで、空気が第1周方向溝11から横溝14に向かって流れ易くなる。第1壁面32が湾曲面であるときには、空気が第1壁面32に沿って円滑に流れて、横溝14に向かう気流が生じ易くなる。これらに伴い、第1壁面32の周辺で空気の圧力を確実に低くできるとともに、第1周方向溝11内の気流を更に加速することができる。
横溝14の溝幅が第1周方向溝11の溝幅Wよりも広いときには、第2周方向溝12からの空気の流入が多くなり、第1周方向溝11内で空気の逆流が生じ易くなる。同様に、第2周方向溝12の溝幅が横溝14の溝幅よりも広いときには、第1周方向溝11への空気の逆流が生じ易くなり、第1周方向溝11による冷却効果に影響が生じる虞がある。従って、第1周方向溝11の溝幅Wは、横溝14の溝幅よりも広いのが好ましく、横溝14の溝幅は、第2周方向溝12の溝幅よりも広いのが好ましい。これにより、空気の逆流をより確実に抑制することができる。また、第1周方向溝11の溝幅Wが横溝14の溝幅及び第2周方向溝12の溝幅よりも広いため、第1周方向溝11内の空気の流量を増加させて、第1周方向溝11による冷却効果を向上させることができる。
なお、第1周方向溝11の溝幅Wは、少なくとも第1壁面32において、気流の下流側Hに向かって次第に広くなっていればよい。従って、第1壁面32に加えて、第1壁面32の上流側Gで、第1周方向溝11の溝幅Wを気流の下流側Hに向かって次第に広くしてもよい。また、第2周方向溝12とショルダー部4の間には、ラグ溝13を形成せずに、タイヤ周方向Sに延びるリブを配置してもよい。第1ブロック角部34と第2ブロック角部35は、屈曲形状に形成された角部であってもよく、湾曲形状に形成された角部であってもよい。
図3は、湾曲形状に形成された第2ブロック角部35を示す平面図である。
この場合には、図示のように、第2仮想面37は、例えば、仮想交差位置38を通って、第2ブロック角部35と交わる。仮想交差位置38は、第2ブロック角部35の両側のブロック31の壁面31A、31Bを延長した仮想面が交差する位置である。一方の壁面31Aは、横溝14内のブロック31の壁面であり、他方の壁面31Bは、第2周方向溝12内のブロック31の壁面である。第2ブロック角部35を湾曲形状に形成することで、空気が横溝14から第2周方向溝12に流れ易くなる。
次に、ブロックの他の例について説明する。以下の各ブロックは、ブロック31の一部の形状を変更した例であり、上記した効果と同様の効果を発揮する。各ブロックについて、ブロック31と同じ構成にはブロック31と同じ名称を付し、各構成の詳細な説明は省略する。また、以下の説明では、既に説明した事項と同じ事項の説明は省略する。
図4〜図6は、タイヤ1のブロック41、51、61を示す平面図であり、図2と同様に、ブロック41、51、61を含むトレッドパターンの一部を示している。
図4に示すブロック41は、第1壁面42と、第2壁面43と、第1ブロック角部44と、第2ブロック角部45を有する。第1仮想面46は、第1壁面42を延長した延長面であり、第2仮想面47は、第2壁面43を延長した延長面である。ここでは、第1壁面42のみが、ブロック31の第1壁面32と相違する。ブロック41の第1壁面42は、タイヤ周方向Sに対して、気流の下流側Hの横溝14の内側に向かって傾斜する平面である。第1壁面42は、気流の下流側Hに向かって、タイヤ周方向Sに対して、第1周方向溝11の溝幅方向の外側に傾斜する。この第1壁面42では、空気が第1周方向溝11から横溝14に向かって流れ易くなる。そのため、第1壁面42の周辺で空気の圧力を確実に低くできるとともに、第1周方向溝11内の気流を更に加速することができる。
図5に示すブロック51では、ブロック51をタイヤ半径方向外側からみた平面図において、ブロック51が、タイヤ周方向Sの中心を通る中心線58に関し線対称に形成されている。そのため、ブロック51は、中心線58の両側に、第1壁面52と、第2壁面53と、第1ブロック角部54と、第2ブロック角部55を有する。また、第1仮想面56は、中心線58の両側の第1壁面52を延長した延長面であり、第2仮想面57は、中心線58の両側の第2壁面53を延長した延長面である。第2壁面53は、気流の下流側Hに向かって、タイヤ周方向Sに対して、第2周方向溝12の溝幅方向の内側に傾斜する平面である。2つの第2壁面53は、中心線58で交わる。このブロック51では、タイヤ回転方向Rをタイヤ周方向Sの両方向に設定することができる。即ち、気流方向Fが反対方向になったときでも、ブロック51は、ブロック31と同様の条件を満たし、ブロック31と同様に作用する。従って、タイヤ装着時に、タイヤ回転方向Rを指定する必要がなく、ユーザの利便性が向上する。
図6に示すブロック61では、ブロック51と同様に、ブロック61をタイヤ半径方向外側からみた平面図において、ブロック61が、タイヤ周方向Sの中心を通る中心線68に関し線対称に形成されている。そのため、ブロック61は、中心線68の両側に、第1壁面62と、第2壁面63と、第1ブロック角部64と、第2ブロック角部65を有する。また、第1仮想面66は、中心線68の両側の第1壁面62を延長した延長面であり、第2仮想面67は、中心線68の両側の第2壁面63を延長した延長面である。ブロック61の第1壁面62は、ブロック41の第1壁面42と同様に、タイヤ周方向Sに対して、気流の下流側Hの横溝14の内側に向かって傾斜する平面である。第2壁面63は、気流の下流側Hに向かって、タイヤ周方向Sに対して、第2周方向溝12の溝幅方向の内側に傾斜する平面である。2つの第2壁面63は、中心線68で交わる。このブロック61では、ブロック51と同様に、タイヤ回転方向Rをタイヤ周方向Sの両方向に設定することができる。即ち、気流方向Fが反対方向になったときでも、ブロック61は、ブロック31と同様の条件を満たし、ブロック31と同様の効果を発揮する。従って、タイヤ装着時に、タイヤ回転方向Rを指定する必要がなく、ユーザの利便性が向上する。
なお、以上説明した第1実施形態は、1つの第1周方向溝11と2つの第2周方向溝12からなる周方向溝の組を2つ備えたタイヤ1の例である。タイヤ1は、少なくとも1つの周方向溝の組を備えていればよい。従って、1つの周方向溝の組をタイヤ1に形成してもよく、2つ以上の周方向溝の組をタイヤ1に形成してもよい。
(第2実施形態)
図7は、第2実施形態のタイヤ5のトレッドパターンを示す平面図であり、図1と同様に、トレッド部2のタイヤ周方向Sの一部を模式的に示している。図8は、図7の一部を示す平面図であり、図7を右回りに90°回転させた状態で、2つの第2周方向溝12の間の部分を示している。
第2実施形態のタイヤ5は、第1実施形態のタイヤ1の一部を変更した例であり、タイヤ1と同様の効果を発揮する。タイヤ5について、タイヤ1と同じ構成にはタイヤ1と同じ名称を付し、各構成の詳細な説明は省略する。また、以下の説明では、既に説明した事項と同じ事項の説明は省略する。
図示のように、タイヤ5は、トレッド部2に、1つの第1周方向溝11と、2つの第2周方向溝12と、複数のラグ溝13と、複数の横溝14と、2つのショルダーブロック列20と、2つの制御ブロック列30を備えている。第1周方向溝11は、トレッド中央部3に配置され、2つの第2周方向溝12は、第1周方向溝11のタイヤ幅方向Kの両側に隣接する。第1周方向溝11は、トレッド部2の中央周方向溝であり、2つの第2周方向溝12の間に配置されている。第2周方向溝12は、第1周方向溝11のタイヤ幅方向Kの外側に形成された外側周方向溝であり、第1周方向溝11とショルダー部4(トレッド端)の間に配置されている。2つの第2周方向溝12は、トレッド中央部3及び第1周方向溝11のタイヤ幅方向Kの両側に配置されるとともに、それぞれトレッド中央部3とショルダー部4の間に配置されている。
ショルダーブロック列20は、複数のラグ溝13と、複数のブロック21を有する。制御ブロック列30は、複数の横溝14と、複数のブロック31を有する。ここでは、制御ブロック列30は、中央ブロック列であり、トレッド中央部3を含むトレッド部2の中央領域に配置されている。また、2つの制御ブロック列30が、トレッド中央部3及び第1周方向溝11のタイヤ幅方向Kの両側に配置されている。複数の横溝14は、第1周方向溝11からタイヤ幅方向Kの両外側に向かって延びる。第1周方向溝11は、複数のブロック31のトレッド中央部3側の壁面に沿って延びる。第2周方向溝12は、複数のブロック31のショルダー部4側の壁面に沿って延びる。
タイヤ5のブロック31は、図2に示すタイヤ1のブロック31と同じ構成を有する。複数のブロック31の各ブロック31は、トレッド中央部3側(タイヤ幅方向Kの内側)の第1壁面32と、ショルダー部4側(タイヤ幅方向Kの外側)の第2壁面33と、トレッド中央部3側の第1ブロック角部34と、ショルダー部4側の第2ブロック角部35を有する。第1仮想面36は、第1壁面32を延長した延長面であり、第2仮想面37は、第2壁面33を延長した延長面である。第1壁面32は、気流の下流側Hに向かって、タイヤ周方向Sに対してタイヤ幅方向Kの外側(ショルダー部4側)に傾斜する湾曲面である。第1周方向溝11の溝幅Wは、ブロック31の第1壁面32において、気流の下流側Hに向かって次第に広くなる。
ブロック31のトレッド中央部3側で、第1壁面32は、気流の下流側Hの横溝14の内側に向かって湾曲する。第2壁面33は、気流の下流側Hに向かって、タイヤ周方向Sに対してタイヤ幅方向Kの内側(トレッド中央部3側)に傾斜する平面である。タイヤ周方向Sに隣り合う気流の上流側Gと下流側Hの2つのブロック31をみたときに、上流側Gのブロック31の第1仮想面36は、タイヤ幅方向Kの外側に向かって延長される。制御ブロック列30の全てのブロック31において、第1仮想面36は、2つのブロック31の間の横溝14の内側に向かって延長される。上流側Gのブロック31の第2仮想面37は、下流側Hのブロック31の第2ブロック角部35と交わり、又は、第2ブロック角部35のタイヤ幅方向Kの外側(ショルダー部4側)で第2周方向溝12内の位置を通過する。第2仮想面37が第2周方向溝12内の位置を通過するときには、第2仮想面37は、第2ブロック角部35からタイヤ幅方向Kに離れた第2周方向溝12内の位置を通過する。
タイヤ5では、トレッド中央部3に位置する第1周方向溝11の放熱性を向上させて、第1周方向溝11によるトレッド部2の冷却効果を高くすることができる。これに伴い、トレッド中央部3及びトレッド中央部3の周辺部で、トレッド部2を冷却して、トレッド部2の温度の上昇を抑制することができる。トレッド部2の耐久性に関し、例えば、トレッド部2にセパレーションが発生するのを抑制できるため、トレッド部2の耐セパレーション性を向上することができる。
なお、第1周方向溝11と2つの第2周方向溝12に加えて、第2周方向溝12とショルダー部4の間に、1つ以上の周方向溝を形成してもよい。この場合には、第2周方向溝12とショルダー部4の間に、複数のブロック列又はリブが配置される。また、タイヤ5の制御ブロック列30には、ブロック31に替えて、図4〜図6に示すブロック41、51、61を配置してもよい。
次に、ブロックの他の例について説明する。以下の各ブロックは、ブロック31の一部の形状を変更した例であり、上記した効果と同様の効果を発揮する。各ブロックについて、ブロック31と同じ構成にはブロック31と同じ名称を付し、各構成の詳細な説明は省略する。また、以下の説明では、既に説明した事項と同じ事項の説明は省略する。
図9〜図11は、タイヤ5のブロック41、71、81を示す平面図であり、図8と同様に、ブロック41、71、81を含むトレッドパターンの一部を示している。
図9に示すブロック41は、図4に示すブロック41と同じ構成を有する。ブロック41は、第1壁面42と、第2壁面43と、第1ブロック角部44と、第2ブロック角部45を有する。第1仮想面46は、第1壁面42を延長した延長面であり、第2仮想面47は、第2壁面43を延長した延長面である。ブロック41の第1壁面42は、気流の下流側Hに向かって、タイヤ周方向Sに対してタイヤ幅方向Kの外側(ショルダー部4側)に傾斜する平面である。第1壁面42は、気流の下流側Hの横溝14の内側に向かって傾斜する。この第1壁面42では、空気が第1周方向溝11から横溝14に向かって流れ易くなる。そのため、第1壁面42の周辺で空気の圧力を確実に低くできるとともに、第1周方向溝11内の気流を更に加速することができる。
図10に示すブロック71では、ブロック71をタイヤ半径方向外側からみた平面図において、ブロック71が、タイヤ周方向Sの中心を通る中心線78に関し線対称に形成されている。そのため、ブロック71は、中心線78の両側に、第1壁面72と、第2壁面73と、第1ブロック角部74と、第2ブロック角部75を有する。また、第1仮想面76は、中心線78の両側の第1壁面72を延長した延長面であり、第2仮想面77は、中心線78の両側の第2壁面73を延長した延長面である。第2壁面73は、ブロック71内に窪んだ湾曲面であり、2つの第2壁面73は、中心線78で交わる。このブロック71では、タイヤ回転方向Rをタイヤ周方向Sの両方向に設定することができる。即ち、気流方向Fが反対方向になったときでも、ブロック71は、ブロック31と同様の条件を満たし、ブロック31と同様に作用する。従って、タイヤ装着時に、タイヤ回転方向Rを指定する必要がなく、ユーザの利便性が向上する。
図11に示すブロック81では、ブロック71と同様に、ブロック81をタイヤ半径方向外側からみた平面図において、ブロック81が、タイヤ周方向Sの中心を通る中心線88に関し線対称に形成されている。そのため、ブロック81は、中心線88の両側に、第1壁面82と、第2壁面83と、第1ブロック角部84と、第2ブロック角部85を有する。また、第1仮想面86は、中心線88の両側の第1壁面82を延長した延長面であり、第2仮想面87は、中心線88の両側の第2壁面83を延長した延長面である。第2壁面83は、ブロック81内に窪んだ湾曲面であり、2つの第2壁面83は、中心線88で交わる。ブロック81の第1壁面82は、ブロック41の第1壁面42と同様に、気流の下流側Hに向かって、タイヤ周方向Sに対してタイヤ幅方向Kの外側に傾斜する平面である。第1壁面82は、気流の下流側Hの横溝14の内側に向かって傾斜する。このブロック81では、ブロック71と同様に、タイヤ回転方向Rをタイヤ周方向Sの両方向に設定することができる。即ち、気流方向Fが反対方向になったときでも、ブロック81は、ブロック31と同様の条件を満たし、ブロック31と同様の効果を発揮する。従って、タイヤ装着時に、タイヤ回転方向Rを指定する必要がなく、ユーザの利便性が向上する。
なお、タイヤ1が重荷重用タイヤ(例えば、トラック・バス用タイヤ)であるときには、トレッド部2の発熱量が多くなる傾向がある。そのため、本発明は、重荷重用タイヤに好適である。ただし、本発明は、重荷重用タイヤ以外の種々のタイヤに適用することができる。
(タイヤ試験)
第1実施形態のタイヤ1の効果を確認するため、2つの実施例のタイヤ(実施品1、2という)と従来例のタイヤ(従来品1という)を作製して、それらの性能を評価した。実施品1、2は、制御ブロック列30に、図5に示す複数のブロック51を備えている。また、実施品2では、第1周方向溝11の溝幅Wが横溝14の溝幅よりも広く、横溝14の溝幅が第2周方向溝12の溝幅よりも広い。即ち、実施品2では、第1周方向溝11の全体が横溝14の最も広い部分よりも広く、横溝14の全体が第2周方向溝12の最も広い部分よりも広い。実施品1の溝幅の条件は、実施品2の溝幅の条件と相違する。具体的には、実施品1では、第1周方向溝11の最も広い部分が横溝14及び第2周方向溝12よりも広く、横溝14と第2周方向溝12が同等の溝幅に形成されている。従来品1では、制御ブロック列30の複数のブロックが実施品1と相違する。
図12は、従来品1のトレッドパターンを示す平面図であり、図5と同様に、トレッドパターンの一部を示している。
図示のように、従来品1のタイヤ90Aでは、制御ブロック列30のブロック91をタイヤ半径方向外側からみた平面図において、ブロック91が、タイヤ周方向Sの中心を通る中心線98に関し線対称に形成されている。また、ブロック91は、中心線98の両側に、第1壁面92と、第2壁面93と、第1ブロック角部94と、第2ブロック角部95を有する。第2仮想面97は、中心線98の両側の第2壁面93を延長した延長面である。タイヤ周方向Sに隣り合う気流の上流側Gと下流側Hの2つのブロック91をみたときに、上流側Gのブロック91の第2仮想面97は、2つのブロック91の間の横溝14の内側に向かって延長されて、横溝14内で下流側Hのブロック91と交わる。第1周方向溝11の溝幅Wは、第1壁面92において、一定の幅である。
実施品1、2と従来品1を用いて、以下の条件でドラム耐久試験を実施した。
タイヤサイズ:11R22.5
リム幅:7.50
タイヤの荷重:2740kgf(=26.9kN)
タイヤの内圧:700kPa
ドラムの速度:65km/h
試験中の気温:38℃
試験では、実施品1、2と従来品1をドラムの外周面に接触させて、実施品1、2と従来品1に同じ荷重を加えた。その状態で、ドラムを回転させて、実施品1、2と従来品1をドラムにより回転(走行)させた。これにより、実施品1、2と従来品1のベルトが耐えられる走行距離を測定して、実施品1、2と従来品1のベルト耐久性を評価した。また、実施品1、2と従来品1において、第1周方向溝11の溝底における熱伝達率を測定して、第1周方向溝11の放熱性を評価した。
Figure 2016147843
表1に実施品1、2と従来品1の試験結果を示す。試験結果は、従来品1を100とした指数で表しており、数値が大きいほど性能が高いことを示している。
表1に示すように、実施品1の熱伝達率(150)と実施品2の熱伝達率(153)は、従来品1の熱伝達率よりも大幅に高くなった。これより、実施品1、2では、第1周方向溝11の放熱性が向上することが分かった。また、実施品1のベルト耐久性(115)と実施品2のベルト耐久性(120)は、従来品1のベルト耐久性よりも高くなった。実施品1、2では、第1周方向溝11による冷却効果が高くなり、ベルト耐久性が向上することが分かった。実施品2の熱伝達率は実施品1の熱伝達率よりも高く、実施品2のベルト耐久性は実施品1のベルト耐久性よりも高い。これより、実施品2では、第1周方向溝11の放熱性がより向上して、第1周方向溝11による冷却効果がより高くなることが分かった。
第2実施形態のタイヤ5の効果を確認するため、2つの実施例のタイヤ(実施品3、4という)と従来例のタイヤ(従来品2という)を作製して、それらの性能を評価した。実施品3、4は、制御ブロック列30に、図10に示す複数のブロック71を備えている。また、実施品4では、第1周方向溝11の溝幅Wが横溝14の溝幅よりも広く、横溝14の溝幅が第2周方向溝12の溝幅よりも広い。即ち、実施品4では、第1周方向溝11の全体が横溝14の最も広い部分よりも広く、横溝14の全体が第2周方向溝12の最も広い部分よりも広い。実施品3の溝幅の条件は、実施品4の溝幅の条件と相違する。具体的には、実施品3では、第1周方向溝11の最も広い部分が横溝14及び第2周方向溝12よりも広く、横溝14と第2周方向溝12が同等の溝幅に形成されている。従来品2では、制御ブロック列30の複数のブロックが実施品3と相違する。
図13は、従来品2のトレッドパターンを示す平面図であり、図10と同様に、トレッドパターンの一部を示している。
図示のように、従来品2のタイヤ90Bでは、ブロック91が、図12に示すタイヤ90Aのブロック91と同じ構成を有する。
実施品3、4と従来品2を用いて、上記した実施品1、2及び従来品1と同じ条件でドラム耐久試験を実施した。試験では、実施品3、4と従来品2のベルトが耐えられる走行距離を測定して、実施品3、4と従来品2のベルト耐久性を評価した。また、実施品3、4と従来品2のトレッド部2にセパレーションが発生する走行距離を測定して、実施品3、4と従来品2のトレッド部2の耐セパレーション性を評価した。実施品3、4と従来品2において、第1周方向溝11の溝底における熱伝達率を測定して、第1周方向溝11の放熱性も評価した。
Figure 2016147843
表2に実施品3、4と従来品2の試験結果を示す。試験結果は、従来品2を100とした指数で表しており、数値が大きいほど性能が高いことを示している。
表2に示すように、実施品3の熱伝達率(150)と実施品4の熱伝達率(153)は、従来品2の熱伝達率よりも大幅に高くなった。これより、実施品3、4では、第1周方向溝11の放熱性が向上することが分かった。また、実施品3の耐セパレーション性(120)と実施品4の耐セパレーション性(130)は、従来品2の耐セパレーション性よりも高くなった。実施品3のベルト耐久性(112)と実施品4のベルト耐久性(112)は、従来品2のベルト耐久性よりも高くなった。実施品3、4では、第1周方向溝11による冷却効果が高くなり、耐セパレーション性とベルト耐久性が向上することが分かった。
実施品4の熱伝達率は実施品3の熱伝達率よりも高い。また、実施品4の耐セパレーション性は実施品3の耐セパレーション性よりも高く、実施品4のベルト耐久性は実施品3のベルト耐久性と同等である。これより、実施品4では、第1周方向溝11の放熱性がより向上して、第1周方向溝11による冷却効果がより高くなることが分かった。
1・・・タイヤ、2・・・トレッド部、3・・・トレッド中央部、4・・・ショルダー部、5・・・タイヤ、11・・・第1周方向溝、12・・・第2周方向溝、13・・・ラグ溝、14・・・横溝、15・・・隆起部、20・・・ショルダーブロック列、21・・・ブロック、30・・・制御ブロック列、31・・・ブロック、32・・・第1壁面、33・・・第2壁面、34・・・第1ブロック角部、35・・・第2ブロック角部、36・・・第1仮想面、37・・・第2仮想面、38・・・仮想交差位置、41・・・ブロック、42・・・第1壁面、43・・・第2壁面、44・・・第1ブロック角部、45・・・第2ブロック角部、46・・・第1仮想面、47・・・第2仮想面、51・・・ブロック、52・・・第1壁面、53・・・第2壁面、54・・・第1ブロック角部、55・・・第2ブロック角部、56・・・第1仮想面、57・・・第2仮想面、58・・・中心線、61・・・ブロック、62・・・第1壁面、63・・・第2壁面、64・・・第1ブロック角部、65・・・第2ブロック角部、66・・・第1仮想面、67・・・第2仮想面、68・・・中心線、71・・・ブロック、72・・・第1壁面、73・・・第2壁面、74・・・第1ブロック角部、75・・・第2ブロック角部、76・・・第1仮想面、77・・・第2仮想面、78・・・中心線、81・・・ブロック、82・・・第1壁面、83・・・第2壁面、84・・・第1ブロック角部、85・・・第2ブロック角部、86・・・第1仮想面、87・・・第2仮想面、88・・・中心線、F・・・気流方向、G・・・上流側、H・・・下流側、K・・・タイヤ幅方向、R・・・タイヤ回転方向、S・・・タイヤ周方向、W・・・溝幅。

Claims (7)

  1. 第1周方向溝と、第1周方向溝のタイヤ幅方向の両側に隣接する2つの第2周方向溝と、第1周方向溝と第2周方向溝に開口する複数の横溝と、第1周方向溝、2つの第2周方向溝、及び、複数の横溝によりトレッド部に区画された複数のブロックと、を備え、車両走行時に、タイヤ回転方向の反対方向の気流が第1周方向溝と2つの第2周方向溝内に生じるタイヤであって、
    複数のブロックの各ブロックは、気流の下流側の横溝が第1周方向溝に開口する位置から気流の上流側に向かって形成された第1壁面と、気流の下流側の横溝が第2周方向溝に開口する位置から気流の上流側に向かって形成された第2壁面と、気流の上流側の横溝が第2周方向溝に開口する位置に形成されたブロック角部と、を有し、
    タイヤ周方向に隣り合う気流の上流側と下流側の2つのブロックをみたときに、上流側のブロックの第2壁面を気流の下流側で延長した仮想面は、下流側のブロックのブロック角部と交わり、又は、ブロック角部からタイヤ幅方向に離れた第2周方向溝内の位置を通過し、
    第1周方向溝の溝幅は、ブロックの第1壁面において、気流の下流側に向かって次第に広くなるタイヤ。
  2. 請求項1に記載されたタイヤにおいて、
    タイヤ周方向に隣り合う気流の上流側と下流側の2つのブロックをみたときに、上流側のブロックの第1壁面を気流の下流側で延長した仮想面は、2つのブロックの間の横溝の内側に向かって延長されるタイヤ。
  3. 請求項1又は2に記載されたタイヤにおいて、
    ブロックの第1壁面は、タイヤ周方向に対して、気流の下流側の横溝の内側に向かって傾斜するタイヤ。
  4. 請求項1ないし3のいずれかに記載されたタイヤにおいて、
    ブロックの第1壁面は、気流の下流側の横溝の内側に向かって湾曲する湾曲面であるタイヤ。
  5. 請求項1ないし3のいずれかに記載されたタイヤにおいて、
    ブロックの第1壁面は、タイヤ周方向に対して、気流の下流側の横溝の内側に向かって傾斜する平面であるタイヤ。
  6. 請求項1ないし5のいずれかに記載されたタイヤにおいて、
    第1周方向溝は、トレッド中央部に配置され、
    タイヤ周方向に隣り合う気流の上流側と下流側の2つのブロックをみたときに、上流側のブロックの第2壁面を気流の下流側で延長した仮想面は、下流側のブロックのブロック角部と交わり、又は、ブロック角部のタイヤ幅方向外側で第2周方向溝内の位置を通過するタイヤ。
  7. 請求項1ないし6のいずれかに記載されたタイヤにおいて、
    第1周方向溝の溝幅は、横溝の溝幅よりも広く、
    横溝の溝幅は、第2周方向溝の溝幅よりも広いタイヤ。
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