JPWO2018037941A1 - タイヤ - Google Patents

Abstract

トレッド部（１０）に、複数の屈曲部（１７，１８）を有してタイヤ周方向にジグザグ状に延びる少なくとも１本の第１周方向溝（１３）が形成される。第１周方向溝（１３）に連通し、タイヤ幅方向に延在する少なくとも１本の第１横溝（３０）が形成される。屈曲部（１７，１８）は、タイヤ周方向に対して１２度〜４１度の範囲内で屈曲している。第１周方向溝（１３）の溝幅は、１３ｍｍ〜１９ｍｍである。第１横溝（３０）は、弧状の曲線部を有する。第１横溝（３０）の溝深さは、第１周方向溝（１３）の溝深さより浅い。第１横溝（３０）の溝幅は、第１周方向溝（１３）の溝幅より狭い。第１横溝（３０）は、トレッド部（１０）が接地した際に、互いに対向する一方の溝壁面と他方の溝壁面とが接触しない溝を有する。

Description

本発明は、タイヤ周方向に延びる周方向溝を有するタイヤに関する。

一般的にタイヤは、走行時に構成部材が変形して温度が上昇し、故障に至る事が知られている。このため、タイヤの耐久性向上のために、歪みまたは温度上昇の抑制が必要となる。そこで、特許文献１に記載されたタイヤは、ベルト層に補強部材を用いて歪みを抑制している。

特開２００７−５５５７８号公報

しかしながら、特許文献１に記載された手法は、補強部材による重量増加を招き、近年の社会的ニーズである省資源化に逆行する手法である。また、特許文献１に記載の補強部材は、タイヤの温度上昇抑制に寄与しない。

本発明は、上記問題に鑑みて成されたものであり、その目的は、補強部材を用いることなく走行時の温度上昇を効果的に抑制することができるタイヤを提供することである。

第１の特徴に係るタイヤには、トレッド部に複数の屈曲部を有してタイヤ周方向にジグザグ状に延びる少なくとも１本の第１周方向溝が形成され、屈曲部は、タイヤ周方向に対して１２度〜４１度の範囲内で屈曲している。また、第１周方向溝に連通し、タイヤ幅方向に延在する少なくとも１本の第１横溝が形成される。第１周方向溝の溝幅は、１３ｍｍ〜１９ｍｍである。第１横溝は、弧状の曲線部を有する。また、第１横溝の溝深さは、第１周方向溝の溝深さより浅く、第１横溝の溝幅は、第１周方向溝の溝幅より狭い。第１横溝は、トレッド部が接地した際に、互いに対向する一方の溝壁面と他方の溝壁面とが接触しない溝を有する。

第１の特徴において、トレッド部に、複数の屈曲部を有してタイヤ周方向にジグザグ状に延びる第２周方向溝が形成される。第１周方向溝と第２周方向溝との間に第３周方向溝が形成される。また、タイヤ幅方向に延在する少なくとも１本の第２横溝が形成される。第１横溝の一端部は、第１周方向溝に連通し、かつ、第１横溝の他端部は、第３周方向溝に連通する。第２横溝の一端部は、第２周方向溝に連通し、かつ、第２横溝の他端部は、第３周方向溝に連通する。第１横溝の他端部と第３周方向溝との交点と、第２横溝の他端部と第３周方向溝との交点とが、タイヤ周方向にずれている。

第１の特徴において、第１横溝の溝深さは、第１周方向溝の溝深さの５％〜２０％である。

第１の特徴において、第１周方向溝における隣接する屈曲部の間の距離は、第１周方向溝の溝幅の２倍以上である。また、第１周方向溝における屈曲部の数は、タイヤの周上において少なくとも１００個以上である。

第１の特徴において、屈曲部の対向する両溝壁は、タイヤ径方向に対して非対称である。

第１の特徴において、屈曲部の対向する両溝壁のうち、内側に屈曲する溝壁の傾斜角度は、外側に屈曲する溝壁の傾斜角度より小さい。

第１の特徴において、屈曲部において内側に屈曲する溝底は、円形状である。

第１の特徴において、第１周方向溝には、タイヤ周方向に曲線状に延びる曲線部が形成される。

第１の特徴において、屈曲部の開口部の溝幅は、溝底の溝幅より長い。

第１の特徴において、タイヤは、重荷重用タイヤである。

本発明によれば、補強部材を用いることなく走行時の温度上昇を効果的に抑制することができる。

図１は、本発明の実施形態に係るタイヤのトレッド面を示す平面図である。 図２（ａ）は、図１の一点鎖線で囲んだ部分の図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）に示すＡ−Ａ線断面図である。図２（ｃ）は、溝底からの高さと流速との関係を示すグラフである。図２（ｄ）は、図２（ａ）に示すＡ−Ａ線断面図である。 図３は、溝底平均熱伝達率と角度との関係を示すグラフである。 図４は、本発明の実施形態の変形例１に係るタイヤのトレッド面を示す平面図である。 図５（ａ）は、本発明の実施形態の変形例２に係るタイヤのトレッド面を示す平面図である。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示すＡ−Ａ線断面図である。 図６は、周方向溝からタイヤ幅方向外側に向かって延在する横溝がトレッド端部に連通する場合の空気の流れを説明する図である。 図７（ａ）は、図６に示すＤ−Ｄ線断面図における横溝の形状を説明する図である。図７（ｂ）は、図６に示すＤ−Ｄ線断面図における横溝のその他の形状を説明する図である。 図８（ａ）は、本発明の実施例１に係るタイヤのトレッド面を示す平面図である。図８（ｂ）は、図８（ａ）に示すＡ−Ａ線断面図である。図８（ｃ）は、図８（ａ）に示すＢ−Ｂ線断面図である。 図９（ａ）は、本発明の実施例２に係るタイヤのトレッド面を示す平面図である。図９（ｂ）は、図９（ａ）に示すＡ−Ａ線断面図である。図９（ｃ）は、図９（ａ）に示すＢ−Ｂ線断面図である。 図１０は、周方向溝の溝壁の捻じれを説明する図である。 図１１（ａ）は、本発明の実施例３に係るタイヤのトレッド面を示す平面図である。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）に示すＡ−Ａ線断面図である。図１１（ｃ）は、図１１（ａ）に示すＢ−Ｂ線断面図である。 図１２は、本発明のその他のタイヤのトレッド面を示す平面図である。 図１３は、本発明のさらにその他のタイヤのトレッド面を示す平面図である。 図１４は、本発明のさらにその他のタイヤのトレッド面を示す平面図である。 図１５（ａ）は、水とタイヤとの接触面を説明する図である。図１５（ｂ）は、空気とタイヤとの接触面を説明する図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図面の記載において同一部分には同一符号を付して説明を省略する。

（１）トレッド部の全体構成
図１を参照して、本実施形態に係るタイヤ１の構造を説明する。図１に示すように、タイヤ１のトレッド部１０には、タイヤ周方向に沿って延びる３本の周方向溝（第１周方向溝１１、第２周方向溝１２、及び第３周方向溝１３）が形成される。第１周方向溝１１は、タイヤ赤道線ＣＬ上に形成される。第２周方向溝１２及び第３周方向溝１３は、第１周方向溝１１に対しタイヤ幅方向外側に形成され、第１周方向溝１１に対しそれぞれ反対の方向に形成される。なお、本実施形態において第２周方向溝１２及び第３周方向溝１３は、左右対称に形成されるが、これに限定されない。また、本実施形態においてタイヤ１は、トラック・バス用ラジアルタイヤ（ＴＢＲ）として説明するが、これに限定されない。

第１周方向溝１１は、トレッド部１０の平面視において直線状である。一方、第２周方向溝１２及び第３周方向溝１３は、トレッド部１０の平面視においてジグザグ状である。なお、第１周方向溝１１は、直線状に限定されない。第１周方向溝１１は、ジグザグ状でもよい。

（２）周方向溝の詳細構成
次に図２（ａ）〜図２（ｄ）を参照して、第２周方向溝１２の詳細について説明する。

図２（ａ）に示すように、第２周方向溝１２は、タイヤ周方向に対して角度θ１で屈曲する第１屈曲部１７と、タイヤ周方向に対して角度θ２で屈曲する第２屈曲部１８を有する。第１屈曲部１７は、タイヤ幅方向外側からタイヤ幅方向内側に向かってタイヤ周方向に対して角度θ１で屈曲しており、第２屈曲部１８は、タイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側に向かってタイヤ周方向に対して角度θ２で屈曲している。より詳しくは、第１屈曲部１７の角度θ１は、第１屈曲部１７のタイヤ幅方向外側の溝壁とトレッド踏面で形成される角部２３（図２（ｂ）に示す角部２３）から、第２屈曲部１８のタイヤ幅方向外側の溝壁とトレッド踏面で形成される角部２５に向かってタイヤ幅方向内側に延びる直線とタイヤ周方向とが成す角度である。同様に、第２屈曲部１８の角度θ２は、第２屈曲部１８のタイヤ幅方向内側の溝壁とトレッド踏面で形成される角部２６から、第１屈曲部１７のタイヤ幅方向内側の溝壁とトレッド踏面で形成される角部２４に向かってタイヤ幅方向外側に延びる直線とタイヤ周方向とが成す角度である。角度θ１，２の数値の詳細については後述するが、角度θ１，２は１２度〜４１度の範囲内が好ましい。また、角度θ１，２は１２度〜４１度の範囲内であれば、同じでもよく異なっていてもよい。第２周方向溝１２の溝内の気流Ｑは、タイヤ回転方向Ｃと反対方向に相対的に生じる溝内の空気の流れを示している。

次に、図２（ｂ）を参照して、図２（ａ）のＡ−Ａ断面について説明する。図２（ｂ）に示すように、第２周方向溝１２は、第２周方向溝１２を挟んで形成される一対の溝壁（第１溝壁２０、第２溝壁２１）と、溝底２２を有する。第２周方向溝１２の溝幅は、溝底２２から開口部に向かって幅広に開口している。換言すれば、開口部の溝幅は、溝底２２の溝幅より長い。なお、開口部の溝幅は、溝底２２の溝幅と同じでもよい。また、第２周方向溝１２の溝幅に対する溝深さの比は、０．５〜３であることが好ましい。

第２周方向溝１２の溝内を流れる空気は、第１屈曲部１７で曲がることになり、急激に向きを変えられる。第２周方向溝１２の溝内を流れる空気が第１屈曲部１７で曲がる際には、溝内の空気に遠心力が発生する。ここで、第１屈曲部１７の曲率半径をＲとし、溝内の空気の流速をＶとすると、溝内の空気に発生する遠心力は、Ｖ^２／Ｒとなる。

次に、図２（ｃ）を参照して、溝底２２からの高さと溝内の空気の流速Ｖとの関係について説明する。図２（ｃ）に示すように、溝内の空気の流速Ｖは、粘性の影響で溝底２２付近で小さく、溝底２２から離れるほど、路面速度に近づく。すなわち、溝内の空気に発生する遠心力は、空気の流速Ｖの２乗に比例するため、遠心力は溝底２２付近で小さくなり、第２周方向溝１２の開口部付近で最も大きくなる。このため、図２（ｂ）に示す矢印Ｅのように、溝底２２から離れるほど溝内の空気に発生する遠心力は大きくなる。

図２（ｂ）に示す遠心力の分布によって、図２（ｄ）に示すように、第１屈曲部１７の溝断面内には時計回りに空気の流れが生じる。第１屈曲部１７の溝断面内に生じる時計回りの空気の流れを、以下では渦流Ｋと表現する。なお、第２屈曲部１８においても、第１屈曲部１７と同様に空気には遠心力が発生する。第２屈曲部１８の溝断面内において、渦流Ｋは反時計回りに生じる。

第１屈曲部１７及び第２屈曲部１８の溝断面内に生じる渦流Ｋは、溝底２２の空気と開口部上方にある空気との熱輸送を活性化する効果を有する。すなわち、渦流Ｋは、溝底２２の熱伝達率を効果的に高めることができる。これにより、補強部材を用いることなく走行時のタイヤ１の温度上昇を効果的に抑制することができる。

次に、図３を参照して、溝底２２の平均熱伝達率（指数）と、角度θ１，２の関係について説明する。図３の縦軸は、直線状の周方向溝の平均熱伝達率を１００として指数表示したものである。図３に示すように、角度θ１，２を１２度〜４１度にした場合、最大４５％ほど熱伝達率が向上していることがわかる。なお、角度θ１，２が小さい範囲（５度〜１０度）では第１屈曲部１７の曲率半径Ｒが大きいため、第１屈曲部１７の溝断面内に渦流Ｋを生じさせる駆動力が小さく熱伝達率が向上しない。一方、角度θ１，２が大きい範囲（４２度〜４７度）では１ピッチあたりの溝のパスが増え、空気が溝壁に囲まれる面積が増えるため、粘性抵抗により流速が減速することが原因で熱伝達率は向上しない。

（３）本実施形態の変形例
次に、図４を参照して、本実施形態の変形例１について説明する。図４に示すように、変形例１に係るタイヤ２には、第１周方向溝１１と第３周方向溝１３とに連通する第１横溝３０が形成される。第１横溝３０は、第３周方向溝１３の第２屈曲部１８のタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向に沿って延在し、第１周方向溝１１に連通する。すなわち、第１横溝３０の両端部のうち、一方側の端部３３（一端部）は、第３周方向溝１３の第２屈曲部１８に連通し、他方側の端部３４（他端部）は、第１周方向溝１１に連通する。このような第１横溝３０を形成することにより、第３周方向溝１３及び第１横溝３０に流れる空気量が増える。これにより、第３周方向溝１３の第２屈曲部１８の気流Ｑの速度が速くなり、第２屈曲部１８の溝断面内に渦流Ｋを生じさせる駆動力が増加し、溝底２２の熱伝達率が高まる。これにより、走行時のタイヤ２の温度上昇を効果的に抑制することができる。

なお、第１横溝３０を第２周方向溝１２側に形成してもよい。この場合、第１横溝３０は、第１周方向溝１１により近い屈曲点、つまり第２周方向溝１２の第２屈曲部１８のタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向に沿って延在し、第１周方向溝１１に連通する。これにより、溝底２２の熱伝達率をより一層高めることができる。

また、図４に示すように、第１横溝３０は、弧状の曲線部を有することが好ましい。これにより、コアンダ効果が得られ、第１横溝３０に流れる空気量が増えるからである。コアンダ効果とは、流れが凸な曲面に沿って流れようとする性質である。ここでいう流れとは、空気の流れを意味する。空気が第１横溝３０に流れると、空気は、第１横溝３０に係る曲線部によって曲げられる。これにより空気は、第１横溝３０に係る曲線部に沿って第１周方向溝１１に向かって流れようとする。このように第１横溝３０が、弧状の曲線部を有することにより、空気は曲線部に沿って第１周方向溝１１に流れやすくなる。これにより、第１横溝３０に流れる空気量が増え、第２屈曲部１８の気流Ｑの速度が速くなる。これにより、第２屈曲部１８の溝断面内に渦流Ｋを生じさせる駆動力が増加し、溝底２２の熱伝達率が高まる。

また、図４に示すように、第１横溝３０が第２周方向溝１２側にも形成された場合、第１横溝３０の両端部のうち、一方側の端部３５（一端部）は、第２周方向溝１２の第２屈曲部１８に連通し、他方側の端部３６（他端部）は、第１周方向溝１１に連通する。図４に示すように、第１横溝３０の端部３４と第１周方向溝１１との交点と、第１横溝３０の端部３６と第１周方向溝１１との交点とが、タイヤ回転方向Ｃにずれている。換言すれば、端部３４と端部３６は、タイヤ回転方向Ｃにおいて、異なる位置で第１周方向溝１１に連通する。さらに換言すれば、端部３４と端部３６は、タイヤ回転方向Ｃにおいて、連通しない。端部３４と端部３６が連通すると、第１横溝３０に流れる空気が衝突し、空気の流れが妨げられる場合がある。本実施形態では、図４に示すように、端部３４と端部３６が、タイヤ回転方向Ｃにずれることにより、空気の流れがスムーズになる。

次に、図５（ａ）及び図５（ｂ）を参照して、本実施形態の変形例２について説明する。図５（ａ）に示すタイヤ３には、第１周方向溝１１と第２周方向溝１２とに連通する第１横溝３０が形成される。また、第１周方向溝１１と第３周方向溝１３とに連通する第１横溝３０が形成される。第１周方向溝１１は、第２周方向溝１２や第３周方向溝１３と同様に、トレッド部１０の平面視においてジグザグ状である。なお、図５（ａ）において、気流Ｑは省略するが、図５（ａ）においても図４と同様にタイヤ３が回転すれば気流Ｑは発生する。

図５（ａ）に示す第２周方向溝１２の溝幅Ｗ１は、１３ｍｍ〜１９ｍｍであることが好ましい。同様に、図５（ａ）に示す第３周方向溝１３の溝幅Ｗ２は、１３ｍｍ〜１９ｍｍであることが好ましい。理由は、溝幅Ｗ１及び溝幅Ｗ２が１３ｍｍ未満の場合、溝幅が小さいことにより十分に渦流Ｋが発生しないからである。また、溝幅Ｗ１及び溝幅Ｗ２が１９ｍｍより大きい場合、第１屈曲部１７及び第２屈曲部１８において曲がる空気量が減少し、十分に渦流Ｋが発生しないからである。一方、溝幅Ｗ１及び溝幅Ｗ２が１３ｍｍ〜１９ｍｍである場合、渦流Ｋが発生しやすくなり、走行時のタイヤ３の温度上昇を効果的に抑制することができる。なお、溝幅Ｗ１とは、第２周方向溝１２の開口部における溝幅を意味する。同様に、溝幅Ｗ２とは、第３周方向溝１３の開口部における溝幅を意味する。

また、図５（ａ）に示すように、第１横溝３０の溝幅Ｗ３は、第２周方向溝１２の溝幅Ｗ１及び第３周方向溝１３の溝幅Ｗ２より狭い。理由は、第２周方向溝１２及び第３周方向溝１３に流れる空気量の減少を防止し、多くの空気を第２周方向溝１２及び第３周方向溝１３に流すためである。上述したように、第１横溝３０を形成することにより、第２周方向溝１２及び第３周方向溝１３に流れる空気量は、増える。しかし、溝幅Ｗ３が広いほど、第１横溝３０に流れる空気量は増えるため、第２周方向溝１２及び第３周方向溝１３に流れる空気量は、相対的に減少する。第２周方向溝１２及び第３周方向溝１３に流れる空気量が減少すると、第２屈曲部１８の溝断面内に渦流Ｋを生じさせる駆動力が減少するおそれがある。そこで、変形例２では、図５（ａ）に示すように、溝幅Ｗ３を溝幅Ｗ１及び溝幅Ｗ２より狭くした。これにより、第２周方向溝１２及び第３周方向溝１３に流れる空気量を減らすことなく、多くの空気を第２周方向溝１２及び第３周方向溝１３に流すことができる。これにより、第２屈曲部１８の気流Ｑの速度が速くなり、第２屈曲部１８の溝断面内に渦流Ｋを生じさせる駆動力が増加する。これにより、溝底２２の熱伝達率が高まる。

また、図５（ｂ）に示すように、第１横溝３０の溝深さＤ２は、第２周方向溝１２の溝深さＤ１より浅い。具体的には、第１横溝３０の溝深さＤ２は、第２周方向溝１２の溝深さＤ１の５％〜２０％の範囲内である。理由は、第２屈曲部１８の溝断面における遠心力の減少を防止するためである。図５（ｂ）に示す例において、溝深さＤ２が深いほど、第２溝壁２１は小さくなる。上述の記載において、溝底２２から離れるほど溝内の空気に発生する遠心力は大きくなると説明したが、このような遠心力を生み出すためには、所定の高さを有する第１溝壁２０及び第２溝壁２１が必要である。第２溝壁２１が小さくなると、遠心力が小さくなるおそれがある。そこで、変形例２では、図５（ｂ）に示すように、溝深さＤ２が溝深さＤ１の５％〜２０％の範囲内になるように形成した。これにより、第２周方向溝１２及び第３周方向溝１３に多くの空気を流すことができ、さらに第２屈曲部１８の溝断面における遠心力の減少を防止できる。これにより、第２屈曲部１８の気流Ｑの速度が速くなり、第２屈曲部１８の溝断面内に渦流Ｋを生じさせる駆動力が増加する。これにより、溝底２２の熱伝達率が高まる。

また、図５（ａ）に示す第１横溝３０は、トレッド部１０が接地した際に、閉じない溝を有する。換言すれば、第１横溝３０は、トレッド部１０が接地した際に、互いに対向する一方の溝壁面と他方の溝壁面とが接触しない溝を有する。トレッド部１０が接地した際に、第１横溝３０は閉じないため、タイヤ転動時においても空気は第１横溝３０にスムーズに流れる。これにより、第２周方向溝１２及び第３周方向溝１３に流れる空気量が増え、第２周方向溝１２及び第３周方向溝１３における第２屈曲部１８の気流Ｑの速度が速くなる。これにより、第２屈曲部１８の溝断面内に渦流Ｋを生じさせる駆動力が増加し、溝底２２の熱伝達率が高まる。

また、図５（ａ）に示すように、第２周方向溝１２において、隣接する第１屈曲部１７と第２屈曲部１８との間の距離Ｌ３は、第２周方向溝１２の溝幅Ｗ１の２倍以上であることが好ましい。同様に、第３周方向溝１３において、隣接する第１屈曲部１７と第２屈曲部１８との間の距離も、第３周方向溝１３の溝幅Ｗ２の２倍以上であることが好ましい。理由は、渦流Ｋが打ち消されることを防止するためである。上述したように、第１屈曲部１７の溝断面内では時計回りに渦流Ｋが生じる。一方、第２屈曲部１８の溝断面内では反時計回りに渦流Ｋが生じる。図５（ａ）に示す距離Ｌ３が、溝幅Ｗ１の２倍未満の場合は、距離Ｌ３が溝幅Ｗ１の２倍以上の場合と比較して、第１屈曲部１７と第２屈曲部１８との距離は、短くなる。このように、第１屈曲部１７と第２屈曲部１８との距離が短い場合、第１屈曲部１７における渦流Ｋと、第２屈曲部１８における渦流Ｋとが、渦流の向きが反対であるために互いに打ち消し合うことになる。そのため、図５（ａ）に示す距離Ｌ３は、溝幅Ｗ１の２倍以上であることが好ましい。距離Ｌ３が溝幅Ｗ１の２倍以上であれば、第１屈曲部１７における渦流Ｋと、第２屈曲部１８における渦流Ｋとが、互いに打ち消し合うことを防止できるからである。

また、第２周方向溝１２における第１屈曲部１７と第２屈曲部１８とを合計した屈曲部の数は、タイヤ３の周上において１００個以上であることが好ましい。同様に、第３周方向溝１３における第１屈曲部１７と第２屈曲部１８とを合計した屈曲部の数は、タイヤ３の周上において１００個以上であることが好ましい。上述したように、第１屈曲部１７と第２屈曲部１８は、遠心力を生み出すが、第１屈曲部１７と第２屈曲部１８との距離が長くなるほど、第１屈曲部１７及び第２屈曲部１８において曲がる空気量が減少し、十分に渦流Ｋが発生しないからである。十分に渦流Ｋが発生するためには、所定の数の屈曲部が必要となる。屈曲部の数が、タイヤ３の周上において１００個以上であれば、十分に渦流Ｋが発生し、走行時のタイヤ３の温度上昇を効果的に抑制することができる。

また、第２周方向溝１２における屈曲部の数は、タイヤ３の周上で１００個以上、かつ１６０個以下であることが好ましい。同様に、第３周方向溝１３における屈曲部の数は、タイヤ３の周上で１００個以上、かつ１６０個以下であることが好ましい。上述したように、屈曲部の数は、タイヤ３の周上において１００個以上であることが好ましいが、図５（ａ）に示す距離Ｌ３が、溝幅Ｗ１の２倍以上であることも好ましい。これらの条件を満たすためには屈曲部の数は、ある程度制限される。屈曲部の数が、タイヤ３の周上で１００個以上、かつ１６０個以下であれば、距離Ｌ３が溝幅Ｗ１の２倍以上という条件を満たし、かつ、走行時のタイヤ３の温度上昇を効果的に抑制することができる。

また、図６に示すように、第３周方向溝１３の第１屈曲部１７からタイヤ幅方向外側に向かって延在する第２横溝３１を形成してもよい。また、第２横溝３１は、タイヤ幅方向内側の第２屈曲部１８よりも、タイヤ幅方向外側の第１屈曲部１７に連通させる方がよい。図６に示すように、第３周方向溝１３の第１屈曲部１７からタイヤ幅方向外側に向かって延在する第２横溝３１がトレッド端４０に連通すると、トレッド端４０から第２横溝３１に空気が入り込み、第３周方向溝１３の溝内において空気の逆流が発生する。これにより、タイヤ回転方向Ｃと反対方向に相対的に生じる気流Ｑが妨げられてしまい、第１屈曲部１７の溝断面内に渦流Ｋを生じさせる駆動力が低下し、溝底２２の熱伝達率が低下する。したがって、第３周方向溝１３の第１屈曲部１７からタイヤ幅方向外側に向かって延在する第２横溝３１を形成する場合、第２横溝３１がトレッド端４０に連通しないように形成することが好ましい。一方、図６に示すように第３周方向溝１３の第１屈曲部１７からタイヤ幅方向外側に向かってトレッド端４０に連通するように第２横溝３１を形成する場合、空気の入り込みを抑えるような第２横溝３１を形成することが好ましい。例えば、図７（ａ）に示すように、第２横溝３１の溝深さがトレッド端４０に向かって徐々に小さくなるように第２横溝３１を形成することが好ましい。図７（ａ）に示す例では、トレッド端４０で第２横溝３１の溝深さがトレッド面と同じ高さになる。図７に示す第２横溝３１を形成することにより、トレッド端４０から第２横溝３１に入り込む空気を排除することができる。

また、図７（ｂ）に示すように、第２横溝３１の溝深さが、第３周方向溝１３の溝深さより小さくなるように第２横溝３１を形成してもよい。図７（ｂ）に示す第２横溝３１は、トレッド端４０に連通するが溝深さが小さいため、トレッド端４０から第２横溝３１に入り込む空気量を小さくできる。

（４）実施例
以下において、評価結果について説明する。具体的には、以下に示すサンプルを準備して、各サンプルについて、溝底熱伝達率（指数）、ベルト耐久性（指数）について測定した。

各サンプルとしては、従来例に係るサンプル、実施例１〜３に係るサンプルを準備した。各サンプルのタイヤサイズは３２５／９５Ｒ２４で、各サンプルのパラメータは、表１に示す通りである。

（溝底熱伝達率）
溝底熱伝達率試験では、溝底平均熱伝達率を測定した。測定結果を表１に示す。測定結果は、従来例に係るサンプルを１００とする指数によって表した。数値が高いほど溝底熱伝達率がよい。

（ベルト耐久性）
ベルト耐久性試験では、ベルト耐久性を測定した。測定結果を表１に示す。測定結果は、従来例に係るサンプルを１００とする指数によって表した。数値が高いほどベルト耐久性がよい。

表１の従来例タイヤは、本実施形態の第２周方向溝１２及び第３周方向溝１３が直線状のタイヤである。

表１の実施例１のタイヤを図８（ａ）〜図８（ｃ）に示す。実施例１のタイヤは、第２周方向溝１２及び第３周方向溝１３の第１屈曲部１７及び第２屈曲部１８がタイヤ周方向に対し１５度〜３０度で屈曲している。また、第１周方向溝１１と第２周方向溝１２とに連通する第１横溝３０が形成されている。同様に、第１周方向溝１１と第３周方向溝１３とに連通する第１横溝３０が形成されている。また、第２周方向溝１２からタイヤ幅方向外側に向かって延在する第２横溝３１が形成される。同様に第３周方向溝１３からタイヤ幅方向外側に向かって延在する第２横溝３１が形成される。ただし、第２横溝３１は、トレッド端４０に連通しない。また、図８（ｂ）、（ｃ）に示すように、第２周方向溝１２及び第３周方向溝１３の溝断面形状は、タイヤ径方向に対し左右対称である。

表１の実施例２のタイヤを図９（ａ）〜図９（ｃ）に示す。実施例２のタイヤが実施例１のタイヤと異なる点は、第２周方向溝１２及び第３周方向溝１３の溝断面形状がタイヤ径方向に対し左右非対称である点である。図９（ｂ）、（ｃ）に示す１点鎖線は、図８（ｂ）、（ｃ）の溝断面形状を示す。実施例２のタイヤにおいて、屈曲部の曲がりに対し内側の溝壁の傾斜角度は小さくなり、屈曲部の曲がりに対し外側の溝壁の傾斜角度は大きくなる。傾斜角度とは、踏面に対し溝壁がどのくらい傾斜しているかを示す角度であり、傾斜角度が大きいほど傾斜していることを示す。図９（ｂ）に示すＡ−Ａ断面において、第１屈曲部１７の曲がりに対し内側の溝壁は第２溝壁２１であるため、第２溝壁２１の傾斜角度は小さくなる。また、図９（ｂ）に示すＡ−Ａ断面において、第１屈曲部１７の曲がりに対し外側の溝壁は第１溝壁２０であるため、第１溝壁２０の傾斜角度は大きくなる。同様に図９（ｃ）に示すＢ−Ｂ断面において、第２屈曲部１８の曲がりに対し内側の溝壁は第１溝壁２０であるため、第１溝壁２０の傾斜角度は小さくなる。また、図９（ｃ）に示すＢ−Ｂ断面において、第２屈曲部１８の曲がりに対し外側の溝壁は第２溝壁２１であるため、第２溝壁２１の傾斜角度は大きくなる。つまり、図１０に示すように、第１溝壁２０及び第２溝壁２１は、捻じれながら屈曲している。このように第１溝壁２０及び第２溝壁２１を傾斜させることにより、第１屈曲部１７及び第２屈曲部１８の溝断面において内側の曲率半径Ｒが小さくなり、遠心力が増加する。これにより、第１屈曲部１７及び第２屈曲部１８の溝断面内に渦流Ｋを生じさせる駆動力が増加し、溝底２２の熱伝達率が高まる。

表１の実施例３のタイヤを図１１（ａ）〜図１１（ｃ）に示す。実施例３のタイヤが実施例２のタイヤと異なる点は、第２周方向溝１２及び第３周方向溝１３の溝底２２の形状が円形状である点である。具体的には、図１１（ｂ）に示すように、内側に屈曲する第２溝壁２１側の溝底２２の形状が円形状である。また、図１１（ｃ）に示すように、内側に屈曲する第１溝壁２０側の溝底２２の形状が円形状である。このように内側に屈曲する側の溝底２２の形状を円形状にすることにより、溝底２２の遠心力が小さくなる。これにより、渦流Ｋを生じさせる駆動力が相対的に増加し、溝底２２の熱伝達率が高まる。

表１の結果から、実施例１〜３のタイヤは、従来のタイヤに対し、溝底熱伝達率、ベルト耐久性が良好である。

上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

本実施形態では、図２（ｂ）に示すように第２周方向溝１２及び第３周方向溝１３の溝幅は、一定の傾斜角度で溝底２２から開口部に向かって幅広に開口しているが、溝底２２から開口部に向かって傾斜角度を段階的に大きくしながら幅広になるように開口部を広げてもよい。

また、溝底２２の表面粗さは、第１溝壁２０及び第２溝壁２１の表面粗さより大きいほうが好ましい。また、第２周方向溝１２及び第３周方向溝１３の溝深さは、タイヤ幅方向外側よりタイヤ幅方向内側のほうが浅いことが好ましい。

また、第２周方向溝１２及び第３周方向溝１３の溝幅は、第１周方向溝１１の溝幅より広いほうが好ましい。

また、溝底２２、第１溝壁２０、及び第２溝壁２１に突起や窪みなどを設けると渦流の遠心力が小さくなるため、溝底２２、第１溝壁２０、及び第２溝壁２１には突起や窪みなどを設けない方がよい。

また、本実施形態に係るタイヤ１は、図１２に示すトレッドパターンにも適用できる。図１２に示すトレッドパターンにおいて、第２周方向溝１２と第３周方向溝１３との間にブロック５０が複数形成される。第２周方向溝１２と第４周方向溝１４との間にブロック５１が複数形成され、第３周方向溝１３と第５周方向溝１５との間にもブロック５１が複数形成される。また、ショルダー部にブロック５２が複数形成される。

また、本実施形態に係るタイヤ１は、図１３に示すトレッドパターンにも適用できる。図１３に示すトレッドパターンにおいて、第４周方向溝１４と第５周方向溝１５との間には陸部６０が形成される。また、陸部６０には複数のサイプ７０が形成される。第２周方向溝１２と第４周方向溝１４との間にブロック５１が複数形成され、第３周方向溝１３と第５周方向溝１５との間にもブロック５１が複数形成される。また、ショルダー部に陸部６１が複数形成される。

本実施形態において第２周方向溝１２及び第３周方向溝１３は、トレッド部１０の平面視においてジグザグ状であると説明したが、図１４に示すようにタイヤ幅方向内側に凸形状を有する曲線状でもよい。この場合、第２周方向溝１２及び第３周方向溝１３にはタイヤ周方向に対して１２度〜４１度の範囲内で曲がる曲線部１９が形成される。また、図１４に示すように、曲線部１９のタイヤ幅方向内側から第１周方向溝１１までの距離Ｌ１は、曲線部１９と曲線部１９との間のタイヤ幅方向内側の中間点Ｐから第１周方向溝１１までの距離Ｌ２より短いほうが好ましい。この形状においても渦流Ｋは発生するため、補強部材を用いることなく走行時のタイヤ１の温度上昇を効果的に抑制することができる。なお、第２周方向溝１２及び第３周方向溝１３において、屈曲部（第１屈曲部１７または第２屈曲部１８）と曲線部１９とが混在していてもよい。

本発明は、トラック・バス用ラジアルタイヤに限定されない。本発明は、重荷重用タイヤにも適用できる。重荷重用タイヤとは、建設車両などの重荷重車両に装着されるタイヤである。本発明を適用すれば、発熱性が厳しい重荷重用タイヤにおいても、走行時の温度上昇を効果的に抑制することができる。すなわち、本発明は、発熱性が厳しい重荷重用タイヤに適している。

本発明は、第１屈曲部１７及び第２屈曲部１８に渦流Ｋを発生させるものであるが、第２周方向溝１２及び第３周方向溝１３に入り込む水に対して渦流を発生させる場合もある。しかし、第１屈曲部１７及び第２屈曲部１８に発生する水の渦流は、空気の渦流Ｋより発生しにくい。この点について、以下説明する。図１５（ａ）の一点鎖線は、水とタイヤ１との接触面を示しており、この接触面において、水がタイヤ１に入り込む。これに対して、図１５（ｂ）の一点鎖線は、空気とタイヤ１との接触面を示しており、この接触面において、空気がタイヤ１に入り込む。このように、水とタイヤ１との接触面は、空気とタイヤ１との接触面より小さいため、面積比で比較した場合、タイヤ１に入り込む水は、空気より少ない。また、標準大気圧（０．１０１３ＭＰａ）において、水の密度は、空気の密度より大きい。つまり、標準大気圧において、水は空気より重い。このように、タイヤ１に入り込む水は、空気より少なくかつ水は空気より重いため、第１屈曲部１７及び第２屈曲部１８に発生する水の渦流は、空気の渦流Ｋより発生しにくい。

特願２０１６−１６５３８８号（出願日：２０１６年８月２６日）の全内容は、ここに援用される。

１、２ タイヤ
１０ トレッド部
１１ 第１周方向溝
１２ 第２周方向溝
１３ 第３周方向溝
１４ 第４周方向溝
１５ 第５周方向溝
１７ 第１屈曲部
１８ 第２屈曲部
１９ 曲線部
２０ 第１溝壁
２１ 第２溝壁
２２ 溝底
２３、２４、２５、２６ 角部
３０ 第１横溝
３１ 第２横溝
３３、３４、３５、３６ 端部
４０ トレッド端
５０、５１、５２ ブロック
６０、６１ 陸部
７０ サイプ

Claims (10)

1. トレッド部に、複数の屈曲部を有してタイヤ周方向にジグザグ状に延びる少なくとも１本の第１周方向溝が形成されたタイヤであって、
   前記第１周方向溝に連通し、タイヤ幅方向に延在する少なくとも１本の第１横溝が形成され、
   前記屈曲部は、前記タイヤ周方向に対して１２度〜４１度の範囲内で屈曲しており、
   前記第１周方向溝の溝幅は、１３ｍｍ〜１９ｍｍであり、
   前記第１横溝は、弧状の曲線部を有し、
   前記第１横溝の溝深さは、前記第１周方向溝の溝深さより浅く、
   前記第１横溝の溝幅は、前記第１周方向溝の溝幅より狭く、
   前記第１横溝は、前記トレッド部が接地した際に、互いに対向する一方の溝壁面と他方の溝壁面とが接触しない溝を有する
   ことを特徴とするタイヤ。
2. 前記トレッド部に、複数の屈曲部を有して前記タイヤ周方向にジグザグ状に延びる第２周方向溝が形成され、
   前記第１周方向溝と前記第２周方向溝との間に第３周方向溝が形成され、
   前記タイヤ幅方向に延在する少なくとも１本の第２横溝が形成され、
   前記第１横溝の一端部は、前記第１周方向溝に連通し、かつ、前記第１横溝の他端部は、前記第３周方向溝に連通し、
   前記第２横溝の一端部は、前記第２周方向溝に連通し、かつ、前記第２横溝の他端部は、前記第３周方向溝に連通し、
   前記第１横溝の他端部と前記第３周方向溝との交点と、前記第２横溝の他端部と前記第３周方向溝との交点とが、前記タイヤ周方向にずれている
   ことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記第１横溝の溝深さは、前記第１周方向溝の溝深さの５％〜２０％である
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のタイヤ。
4. 前記第１周方向溝における隣接する屈曲部の間の距離は、前記第１周方向溝の溝幅の２倍以上であり、
   前記第１周方向溝における屈曲部の数は、前記タイヤの周上において少なくとも１００個以上である
   ことを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１項に記載のタイヤ。
5. 前記屈曲部の対向する両溝壁は、タイヤ径方向に対して非対称であることを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１項に記載のタイヤ。
6. 前記屈曲部の対向する両溝壁のうち、前記屈曲部の曲がりに対し内側の溝壁の傾斜角度は、前記屈曲部の曲がりに対し外側の溝壁の傾斜角度より小さいことを特徴とする請求項５に記載のタイヤ。
7. 前記屈曲部において内側に屈曲する溝底は、円形状であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のタイヤ。
8. 前記第１周方向溝には、前記タイヤ周方向に曲線状に延びる曲線部が形成されることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のタイヤ。
9. 前記屈曲部の開口部の溝幅は、溝底の溝幅より長いことを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載のタイヤ。
10. 前記タイヤは、重荷重用タイヤであることを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のタイヤ。

Images