JP2005112030A - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【課題】ウェット性能と騒音性能との両立を図ることができる空気入りタイヤを提供すること。
【解決手段】タイヤ周方向に連続する複数本の周方向溝11と、少なくとも一端が当該周方向溝11に連通する横溝12とを含む方向性トレッドパターンのトレッド面10を有する空気入りタイヤにおいて、周方向溝11内に当該周方向溝11の一部を遮蔽する遮蔽板12を有し、遮蔽板20を横溝12が周方向溝に連通する連通部12aのタイヤ回転方向Rと反対側に配置する。
【選択図】 図2
【解決手段】タイヤ周方向に連続する複数本の周方向溝11と、少なくとも一端が当該周方向溝11に連通する横溝12とを含む方向性トレッドパターンのトレッド面10を有する空気入りタイヤにおいて、周方向溝11内に当該周方向溝11の一部を遮蔽する遮蔽板12を有し、遮蔽板20を横溝12が周方向溝に連通する連通部12aのタイヤ回転方向Rと反対側に配置する。
【選択図】 図2
Description
本発明は、周方向溝と横溝を含む方向性トレッドパターンを有する空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、ウェット性能と騒音性能との両立を図ることができる空気入りタイヤに関するものである。
一般的に、空気入りタイヤが路面に接地した際に、騒音が発生する。この騒音は主として、トレッド面を構成する溝(主にタイヤ周方向に形成される周方向溝)内の空気が圧縮、放出のポンピング作用を受けて発生するパターンエアポンピング音である。転動している空気入りタイヤのトレッド面における溝は、空気入りタイヤが接地する際に、この溝を構成する周囲のブロックが圧縮変形することで、その容積が変化し、溝内の空気は圧縮され、気柱共鳴を起し、一部は溝の外部に放出される。この溝内の空気が気柱共鳴を起こすことで騒音が発生する。
上記騒音を低減、すなわち騒音性能を向上させるためには、溝内で発生する気柱共鳴を低減することが重要であり、トレッド面を構成する溝、特に周方向溝の本数を減らしたり、この周方向溝の体積を減少させたりするが一般的であった。しかしながら、トレッド面の溝を上述のように形成すると、ウェット性能、特に空気入りタイヤのトレッド面と路面との間の水をトレッド面の外部に排水させる際の排水性が低下するという問題があった。そこで、周方向溝内にこの周方向溝を遮蔽する遮蔽板(薄膜板)を配置した空気入りタイヤが提案させている。この従来の空気入りタイヤは、周方向溝のタイヤ幅方向の溝断面を全部または一部遮蔽するものである。
ここで、上記従来の空気入りタイヤでは、遮蔽板が周方向溝のタイヤ幅方向の溝断面を全部遮蔽する場合、周方向溝の気柱共鳴を低減することができ騒音性能を向上させることができる。しかし、周方向溝内の遮蔽板よりタイヤ回転方向前方側に位置する水は、この周方向溝内の遮蔽板よりタイヤ回転方向後方側に移動することができず、排水性が低下し、ウェット性能が低下するという問題があった。一方、遮蔽板が周方向溝のタイヤ幅方向の溝断面を一部遮蔽する場合、上記周方向溝のタイヤ幅方向の溝断面を全部遮蔽する場合と比較して、排水性の低下を抑制できるが、周方向溝内に遮蔽板が配置されていない空気入りタイヤの排水性と比較して、排水性の低下を確実に抑制することがでず、ウェット性能の低下を確実に抑制することができなかった。また、周方向溝内における遮蔽板の支持が弱くなり、この遮蔽板の剛性が低下することで、遮蔽板の早期摩耗や破損が発生する恐れがあった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、少なくともウェット性能と騒音性能との両立を図ることができる空気入りタイヤを提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明では、タイヤ周方向に連続する複数本の周方向溝と、少なくとも一端が当該周方向溝に連通する横溝とを含む方向性トレッドパターンのトレッド面を有する空気入りタイヤにおいて、周方向溝内に当該周方向溝の一部を遮蔽する遮蔽板を有し、遮蔽板は、横溝が周方向溝に連通する連通部のタイヤ回転方向と反対側に配置されていることを特徴とする。
なお、遮蔽板は、空気入りタイヤの接地面内に少なくとも1以上配置されていることが好ましい。また、遮蔽板が少なくとも周方向溝のうちタイヤセンター側に形成される周方向溝に配置されていることが好ましい。さらに、遮蔽板のタイヤ幅方向における断面積BAが、周方向溝のタイヤ幅方向における断面積GAの1/2〜2/3であることが好ましい。
この発明によれば、周方向溝内にこの周方向溝の一部を遮蔽する遮蔽板を配置するので、周方向溝の気柱共鳴を低減することができる。また、周方向溝内の遮蔽板よりタイヤ回転方向側(前方側)に位置する水うち遮蔽板によって遮られない水は、この周方向溝内の遮蔽板よりタイヤ回転方向と反対側(後方側)に移動する。一方、遮蔽板によって遮られる水の一部は、この遮蔽板を越えてタイヤ回転方向と反対側に移動し、それ以外の水は、連通部から横溝に移動する。従って、周方向溝内の遮蔽板よりタイヤ回転方向側に位置する水は、遮蔽板近傍の周方向溝内で留まらず、遮蔽板よりタイヤ回転方向と反対側あるいは横溝に移動する。横溝は、隣り合う周方向溝に連通あるいは空気入りタイヤの接地面の外部に開口するように形成されている。つまり、横溝に移動した水は、周方向溝から横溝、横溝から周方向溝へと移動を繰り返し、最後に空気入りタイヤの外部に排水される。これにより、排水性が低下することを抑制することができる。
また、この発明では、遮蔽板が周方向溝を形成する側壁面の両方および溝底面により支持されていることを特徴とする。
この発明によれば、遮蔽板は周方向溝の対向する側壁面と周方向溝の溝底面の3箇所により支持されている。従って、一方の側壁面と溝底面の一部により支持されている従来の空気入りタイヤの遮蔽板と比較して、周方向溝内における遮蔽板の支持が強くなり、この遮蔽板の剛性が低下することを抑制することができる。
また、この発明では、遮蔽板のタイヤ幅方向における断面積BAは、タイヤ径方向内方に向かって、タイヤショルダー側からタイヤセンター側に増加することを特徴とする。
この発明によれば、遮蔽板は、周方向溝のタイヤショルダー側、つまり横溝が周方向溝に連通する連通部側をタイヤセンター側よりも多く遮蔽する。従って、遮蔽板によって遮られる水のうち横溝に移動する水が多くなり、周方向溝内の水を確実に横溝に移動することができる。これにより、さらに排水性が低下することを抑制することができる。
また、この発明では、遮蔽板のタイヤ周方向に対する角度が横溝のタイヤ周方向に対する角度と同じであることを特徴とする。
この発明によれば、横溝を構成する横溝側壁面の一方が、タイヤ周方向に対する角度が一定な遮蔽板として周方向溝内に延在する。従って、遮蔽板によって遮られる水のうち横溝に移動する水がさらに多くなり、且つスムーズに横溝に移動することができる。これにより、さらに排水性が低下することを抑制することができる。
また、この発明では、遮蔽板は、タイヤ回転方向と反対側の側面がタイヤ径方向内方に向かって裾広がりであることを特徴とする。
この発明によれば、遮蔽板は、周方向溝の溝底面に広い面積で支持される。つまり、遮蔽板が空気入りタイヤが回転した際のタイヤ回転方向と反対側に受ける力に対する補強を図ることができる。従って、周方向溝内における遮蔽板の支持がさらに強くなり、この遮蔽板の剛性が低下することをさらに抑制することができる。
この発明にかかる空気入りタイヤは、排水性の低下を抑制することができると共に、周方向溝の気柱共鳴を低減することができるので、ウェット性能と騒音性能との両立を図ることができるという効果を奏する。また、周方向溝内における遮蔽板の支持が強くなり、この遮蔽板の剛性が低下することを抑制することができるので、空気入りタイヤが回転することによる遮蔽板の早期摩耗や破損の発生を抑制することができる。
以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの或いは実質的に同一のものが含まれる。なお、以下の実施形態における空気入りタイヤの内部構造は、一般的なラジアルタイヤあるいはバイアスタイヤの構造と同様であるのでその説明は省略する。
図1は、この発明にかかる空気入りタイヤの構成例を示す図である。図2は、図1のA部分拡大斜視図である。図3−1は遮蔽板の平面図、図3−2は遮蔽板の正面図、図3−3は図3−1のB−B断面図である。図1に示すように、この発明にかかる空気入りタイヤ1は、トレッド面10に方向性トレッドパターンを有する。なお、矢印Rはこの発明にかかる空気入りタイヤ1のタイヤ回転方向であり、Sはこの発明にかかる空気入りタイヤ1が路面と接地した際の接地面である。
トレッド面10の方向性トレッドパターンは、タイヤ周方向に連続する複数本の周方向溝11と、タイヤ幅方向に形成される複数本の横溝12とにより構成されている。ここで、タイヤセンター13近傍に位置する横溝12は、隣り合う周方向溝11,11との間に形成され、その両端が周方向溝11,11に連通している。また、タイヤショルダー14近傍に位置する横溝12は、タイヤセンター側13の周方向溝11と、トレッド面10のタイヤ幅方向における側面10aとの間に形成され、その一端が周方向溝11に連通している。つまり、横溝12は、少なくともその一端が周方向溝12に連通しており、この横溝12が周方向溝11に連通する連通部12aが周方向溝12の一方の側壁面11aに開口して形成されている。ここで、周方向溝11は、図1に示すようなストレート形状に限定されず、ジグザグ形状、つまり蛇行形状であっても良い。
この周方向溝11内には、遮蔽板20が配置されている。この遮蔽板20は、図2および図3−1〜3に示すように、横溝12が周方向溝11に連通する連通部12aの近傍に配置されている。具体的には、この遮蔽板20はこの連通部12aのタイヤ回転方向Rと反対側の側壁面11aと一体に形成されている。遮蔽板20のタイヤ周方向(タイヤ回転方向R)に対する角度θ1は、90°である。つまり、遮蔽板20は、周方向溝11内にこの周方向溝11に対して直角に配置されている。なお、遮蔽板20の厚みL(mm)は、周方向溝11の形状およびこの遮蔽板20に必要な剛性によって異なるが、5mm以下とすることが好ましい。
遮蔽板20は、水平部21と、傾斜部22と、底部23とにより構成されている。水平部21は、周方向溝11内のタイヤショルダー14側、つまり周方向溝11の一方の側壁面11a側に一体となっている。この水平部21は、トレッド面10の図示しないブロックの表面と同一面上に形成されている。すなわち、遮蔽板20の高さは、周方向溝深さGD(mm)と同一である。つまり、遮蔽板20は、周方向溝11の一部を遮蔽する。ここで、水平部21の幅W1は、周方向溝幅W(mm)の1/2以下であることが好ましい。
傾斜部22は、この水平部21の一端から周方向溝11の他方の側壁面11bまで、つまりタイヤショルダー14側からタイヤセンター13側に向かって傾斜して形成されている。ここで、傾斜部22の水平部22側と反対側、つまりタイヤセンター13側の端部は、他方の側壁面11bと溝底面11cから所定の高さH(mm)の位置で一体となっている。この傾斜溝22と、周方向溝11の他方の側壁面11bと空気入りタイヤ1が接地する図示しない路面とにより、開口部24が形成される。ここで、上記所定の高さHは、2mm≦H≦GD/2の範囲であることが好ましい。
底部23は、水平部21および傾斜部22の下部に位置し、周方向溝11の両方の側壁面11a,11bおよび溝底面11cと一体に形成されている。つまり、遮蔽板20は、タイヤ幅方向における断面積BAが、タイヤ径方向内方に向かって、タイヤショルダー14側からタイヤセンター13側に増加するように形成されている。従って、周方向溝11内にこの周方向溝11の一部を遮蔽する遮蔽板20を配置するので、周方向溝11の気柱共鳴を低減することができる。
また、遮蔽板20は、水平部21および底部23が周方向溝11を形成する側壁面11a,11bの両方および溝底面11cにより支持されている。つまり、遮蔽板20は、周方向溝11の対向する側壁面11a,11bと周方向溝11の溝底面11cの3箇所により支持されているので、側壁面11aあるいは側壁面11bのいずれか一方および溝底面11cの一部あるいは全部により支持されている従来の空気入りタイヤの遮蔽板と比較して、周方向溝11内における遮蔽板20の支持が強くなり、この遮蔽板20の剛性が低下することを抑制することができる。
ここで、周方向溝11の気柱共鳴は、周方向溝11と空気入りタイヤ1が接地する図示しない路面とにより形成される空間部で生じる。一方、周方向溝11内の排水すべき水は、周方向溝11と空気入りタイヤ1が接地する図示しない路面との間の水である。従って、遮蔽板20は、空気入りタイヤ1の接地面S内に少なくとも1以上配置されていることが好ましい。また、周方向溝11の気柱共鳴は、特にタイヤセンター13側の周方向溝11で生じる。従って、遮蔽板20は、少なくとも周方向溝11のうちタイヤセンター13側に形成される周方向溝11に配置されていることが好ましい。
また、図3−3に示すように、遮蔽板20のタイヤ回転方向Rと反対側の側面25は、タイヤ径方向に対してタイヤ回転方向Rと反対側に角度θ2で形成されている。つまり、遮蔽板20は、周方向溝11の溝底面11cに広い面積で支持されるようにタイヤ径方向内方に向かって裾広がりとなっている。空気入りタイヤ1がタイヤ回転方向Rに回転した際に、遮蔽板20はタイヤ回転方向と反対側に力を受ける。従って、遮蔽板20をタイヤ径方向に向かって裾広がりとすることで、上記力に対する補強を図ることができ、この遮蔽板20の剛性の低下をさらに抑制することができる。なお、この角度θ2は、15°以上であることが好ましい。また、タイヤ回転方向R側の図示しない側面もタイヤ径方向に対してタイヤ回転方向R側に0°よりも大きい角度を有していても良い。この場合は、上記力に対する補強をさらに図ることができる。
次に、この発明にかかる空気入りタイヤ1の周方向溝11内の水の移動について説明する。空気入りタイヤ1がウェット路面上を回転すると、接地面Sの範囲の周方向溝11内に水が進入する。周方向溝11内に進入した水は、タイヤ回転方向R側、つまり空気入りタイヤ1が装着された車両の前方側から、タイヤ回転方向Rと反対側、つまり車両の後方側に移動する。このとき、遮蔽板20に対してタイヤ回転方向R側に位置する周方向溝11内の水の一部が遮蔽板20によって遮られる。この遮蔽板20によって遮られない水、つまりタイヤセンター13側の水は、図2の矢印Cに示すように、開口部24を通り、遮蔽板20よりタイヤ回転方向Rと反対側に移動する。
一方、遮蔽板20によって遮られる水、つまりタイヤショルダー14側の水は、一部は同図の矢印Dに示すように、開口部24を通り、上記タイヤセンター13側の水と同様に、タイヤ回転方向Rと反対側に移動する。それ以外の水は、同図の矢印Eに示すように、連通部12aを通り、横溝12に移動する。ここで、遮蔽板20は、周方向溝11のタイヤショルダー14側、つまり横溝12が周方向溝11に連通する連通部12a側をタイヤセンター13側よりも多く遮蔽する。従って、遮蔽板20によって遮られる水のうち横溝12に移動する水(図2の矢印E)が多くなり、周方向溝11内の水を確実に横溝12に移動することができる。横溝12に移動した水は、この横溝12がタイヤセンター13近傍に位置する場合は、上述のように、隣の周方向溝11、つまりタイヤショルダー14側の周方向溝11に移動する。一方、横溝12がタイヤショルダー14近傍に位置する場合は、上述のように空気入りタイヤ1のトレッド面10の側面11a、つまり接地面Sの外部に排水される。つまり、周方向溝11から横溝12に移動した水は、周方向溝11から横溝12、横溝12から周方向溝11へと移動を繰り返し、最後に空気入りタイヤ1の外部に排水される。これにより、排水性が低下することを抑制することができる。
なお、周方向溝11内の気柱共鳴の低減と排水性の低下の抑制を両立するためには、遮蔽板20のタイヤ幅方向における断面積BAが、周方向溝11のタイヤ幅方向における断面積GAの1/2〜2/3であることが好ましい。
図4は、遮蔽板の他の構成例を示す平面図である。上記発明を実施するための最良の形態では、図3−1に示すように、遮蔽板20のタイヤ周方向に対する角度θ1を90°としたが、この発明はこれに限定されるものではなく、角度θ1は20°<θ≦90°の範囲であることが好ましい。特に、同図に示すように、角度θ1が横溝12のタイヤ周方向に対する角度と同じであることが好ましい。この場合は、横溝12を構成する横溝側壁面12bの一方が、タイヤ周方向に対する角度が一定な遮蔽板20として周方向溝11内に延在することとなる。従って、遮蔽板20によって遮られる水のうち、矢印Gに示すタイヤ回転方向Rと反対側に移動する水に対して、矢印Fに示す横溝12に移動する水がさらに多くなり、且つスムーズに横溝12に移動することができる。これにより、さらに排水性が低下することを抑制することができる。
図5−1〜5は、遮蔽板の他の構成例を示す正面図である。上記発明を実施するための最良の形態では、図3−2に示すように、遮蔽板20が水平部21を有しているが、この発明はこれに限定されるものではない。例えば、図5−1に示すように、水平部21を有さない遮蔽板20−1でも良い。この場合は、傾斜部22が周方向溝11の一方の側壁面11aまで延在し、傾斜部22が一方の側壁面11aに支持され、傾斜部22および底部23が周方向溝11を形成する側壁面11a,11bの両方および溝底面11cにより支持されることとなる。
また、図3−2に示すように、遮蔽板20の傾斜部22が直線状であることに限定されず、例えば図5−2に示すように、傾斜部22が曲線状である遮蔽板20−2であっても良い。また、図3−2に示すように、遮蔽板20の傾斜部22のタイヤセンター13側の端部が、周方向溝11の他方の側壁面11bに一体となっていることに限定されず、例えば図5−3に示すように、傾斜部22の端部が他方の側壁面11bに一体となっていない遮蔽板20−3でも良い。さらに、図3−2に示すように、遮蔽板20の高さが、周方向溝深さGDと同一であることに限定されず、例えば図5−4、図5−5に示すように、周方向溝深さGDよりも低い遮蔽板20−4,20−5であっても良い。
以下に、従来例の空気入りタイヤとこの発明にかかる空気入りタイヤとの走行試験の実施結果について説明する。ここで、この走行試験に用いる各タイヤのタイヤサイズは、205/55R16で、周方向溝11の周方向溝深さGDおよび周方向溝幅Wはともに8mmで共通である。走行試験は、上記各タイヤを16×61/2JJのリムに装着し、2500ccの乗用車に装着し、各タイヤの空気圧を200kPaとして実施した。各項目は以下のとおりである。
(a) W1:遮蔽板20の水平部21の幅(mm)である。
(b) H:遮蔽板20の傾斜部22の端部が周方向溝11の他方の側壁面11bに一体となる溝底面11cからの高さ(mm)である。
(c) BA/GA:周方向溝11のタイヤ幅方向における断面積GAに対する遮蔽板20のタイヤ幅方向における断面積BAの比(%)である。
(d) 騒音性能:JASO C−606に規定されている方法に準じて、10mの区間を時速60km/hの速度で通過する際の音圧レベル(dB)を、各タイヤを装着した車両からの距離が7.5m、路面からの高さが1.2mの位置に配置したマイクにより測定し、評価する。なお、数値が低いほど騒音性能が優れているものとする。
(e) ウェット性能:水深10mm、半径100mのテストコースを旋回走行し、その平均速度を測定し、従来のタイヤ(「従来例」)の測定値の逆数を100とする指数で評価する。なお、数値が高いほどウェット性能が優れているものとする。
(f) 故障率:遮蔽板20の早期摩耗や破損の発生率である。
以下に、上記走行試験の実施結果を表示する。
(b) H:遮蔽板20の傾斜部22の端部が周方向溝11の他方の側壁面11bに一体となる溝底面11cからの高さ(mm)である。
(c) BA/GA:周方向溝11のタイヤ幅方向における断面積GAに対する遮蔽板20のタイヤ幅方向における断面積BAの比(%)である。
(d) 騒音性能:JASO C−606に規定されている方法に準じて、10mの区間を時速60km/hの速度で通過する際の音圧レベル(dB)を、各タイヤを装着した車両からの距離が7.5m、路面からの高さが1.2mの位置に配置したマイクにより測定し、評価する。なお、数値が低いほど騒音性能が優れているものとする。
(e) ウェット性能:水深10mm、半径100mのテストコースを旋回走行し、その平均速度を測定し、従来のタイヤ(「従来例」)の測定値の逆数を100とする指数で評価する。なお、数値が高いほどウェット性能が優れているものとする。
(f) 故障率:遮蔽板20の早期摩耗や破損の発生率である。
以下に、上記走行試験の実施結果を表示する。
この表1から明らかなように、この発明に係る空気入りタイヤ1である「本発明」は、周方向溝11内に遮蔽板20を配置していない従来のタイヤである「従来例」および周方向溝11を完全に遮蔽する遮蔽板を配置する比較例のタイヤである「比較例1」に対して、ウェット性能の低下を抑制しているとともに、騒音性能を向上している。また、「本発明」は、Hが0mm、つまり、遮蔽板が周方向溝11の他方の側壁面11bに支持されていない比較例のタイヤである「比較例2」に対して、故障率が低減している。
ここで、遮蔽板20のタイヤ幅方向における断面積BAを周方向溝11が、タイヤ幅方向における断面積GAの2/3以下としたのは、「比較例3」のようにBA/GAが2/3より大きくなると、騒音性能は向上するがウェット性能は低下してしまうからである。また、遮蔽板20のタイヤ幅方向における断面積BAを周方向溝11が、タイヤ幅方向における断面積GAの1/2以上としたのは、「比較例4」のようにBA/GAが1/2より小さくなると、ウェット性能は向上するが騒音性能が低下してしまうからである。
1 空気入りタイヤ
10 トレッド面
11 周方向溝
11a,11b 側壁面
11c 溝底面
12 横溝
12a 連通部
12b 横溝側壁面
13 タイヤセンター
14 タイヤショルダー
20,20−1〜5 遮蔽板
21 水平部
22 傾斜部
23 底部
24 開口部
25 側面
10 トレッド面
11 周方向溝
11a,11b 側壁面
11c 溝底面
12 横溝
12a 連通部
12b 横溝側壁面
13 タイヤセンター
14 タイヤショルダー
20,20−1〜5 遮蔽板
21 水平部
22 傾斜部
23 底部
24 開口部
25 側面
Claims (7)
- タイヤ周方向に連続する複数本の周方向溝と、少なくとも一端が当該周方向溝に連通する横溝とを含む方向性トレッドパターンのトレッド面を有する空気入りタイヤにおいて、
前記周方向溝内に当該周方向溝の一部を遮蔽する遮蔽板を有し、
前記遮蔽板は、前記横溝が前記周方向溝に連通する連通部のタイヤ回転方向と反対側に配置されていることを特徴とする空気入りタイヤ。 - 前記遮蔽板は、前記周方向溝を形成する側壁面の両方および溝底面により支持されていることを特徴とする請求項1に記載の空気入りタイヤ。
- 前記遮蔽板のタイヤ幅方向における断面積BAは、タイヤ径方向内方に向かって、タイヤショルダー側からタイヤセンター側に増加することを特徴とする請求項1または2に記載の空気入りタイヤ。
- 前記遮蔽板は、前記空気入りタイヤの接地面内に少なくとも1以上配置されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
- 前記遮蔽板のタイヤ周方向に対する角度は、前記横溝のタイヤ周方向に対する角度と同じであることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
- 前記遮蔽板は、少なくとも前記周方向溝のうちタイヤセンター側に形成される周方向溝に配置されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
- 前記遮蔽板は、タイヤ回転方向と反対側の側面がタイヤ径方向内方に向かって裾広がであることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
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|---|---|---|---|
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Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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