JP2019026010A - タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】主溝の耐石噛み性能を高めて、溝底のクラックを抑制できるタイヤの提供。
【解決手段】トレッド部２に、タイヤ周方向に連続して延びる主溝３が設けられたタイヤ１である。主溝３は、トレッド踏面２ａで測定される溝幅が最大をなす最大幅部４と、溝幅が最小をなす最小幅部５とを含み、かつ、これらの間で溝幅が変化している。最大幅部４の溝底４ａには、タイヤ半径方向外側に局部的に隆起した石噛み防止用の突起部８が設けられている。突起部８は、タイヤ周方向の両端部よりもタイヤ周方向の中央部の高さが大きいタイヤ。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤに関し、詳しくは、溝底に石噛み防止用の突起部が設けられたタイヤに関する。

タイヤのトレッド部には、通常、排水用の主溝が設けられている。このようなタイヤで舗装されていない砂利道を走行した場合、石が主溝の中に挟まるいわゆる石噛みが生じることがある。石噛みが生じたままタイヤを走行させると、挟まった石が主溝を押し広げて溝底側へ移動し、溝底でクラックを引き起こすという問題があった。

上記クラックを抑制するために、例えば、主溝の溝底に、タイヤ半径方向外側に局部的に隆起した石噛み防止用の突起部を設けることが知られている。

特許第５１３４６６２号公報

しかしながら、近年、耐石噛み性能をさらに向上させて、溝底クラックを抑制することが望まれている。

本発明は、以上のような問題点に鑑み案出されたもので、主溝の耐石噛み性能を高めて、溝底のクラックを抑制し得るタイヤを提供することを主たる目的としている。

本発明は、トレッド部に、タイヤ周方向に連続して延びる主溝が設けられたタイヤであって、前記主溝は、トレッド踏面で測定される溝幅が最大をなす最大幅部と、前記溝幅が最小をなす最小幅部とを含み、かつ、これらの間で前記溝幅が変化しており、前記最大幅部の溝底には、タイヤ半径方向外側に局部的に隆起した石噛み防止用の突起部が設けられており、前記突起部は、タイヤ周方向の両端部よりもタイヤ周方向の中央部の高さが大きい。

本発明に係るタイヤは、前記主溝が、前記溝底と前記トレッド踏面との間を継ぐ一対の溝壁を有し、前記一対の溝壁は、それらの間の距離が、溝底側から前記トレッド踏面に向かって拡大する向きに傾斜しており、前記一対の溝壁の前記トレッド踏面に立てた法線に対する角度は、前記最小幅部から前記最大幅部に向かって漸増するのが望ましい。

本発明に係るタイヤは、前記溝底の幅が実質的に一定であるのが望ましい。

本発明に係るタイヤは、前記突起部が、前記主溝の最大幅部の位置をタイヤ周方向に跨って配置されており、前記突起部の高さが最も大きい位置が、前記主溝の最大幅部の位置に揃えられているのが望ましい。

本発明に係るタイヤは、前記突起部が、前記主溝の長手方向に沿った断面視において、タイヤ半径方向外側に向かってタイヤ周方向長さが漸減するのが望ましい。

本発明に係るタイヤは、前記突起部のタイヤ軸方向の幅が、タイヤ周方向の両端部からタイヤ周方向の中央部に向かって漸増するのが望ましい。

本発明に係るタイヤは、前記最大幅部の溝幅が、前記最小幅部の溝幅の１．３〜１．５倍であるのが望ましい。

本発明に係るタイヤは、前記溝底の幅が、前記最小幅部の溝幅の０．３〜０．５倍であるのが望ましい。

本発明に係るタイヤは、前記突起部のタイヤ軸方向の幅が、前記溝底の幅の０．３倍以上１．０倍未満であるのが望ましい。

本発明に係るタイヤは、前記突起部のタイヤ周方向の長さが、前記最大幅部と前記最小幅部との間のタイヤ周方向の長さの０．３〜０．５倍であるのが望ましい。

本発明に係るタイヤは、前記突起部のタイヤ半径方向の高さが、前記主溝の溝深さの０．２５〜０．３５倍であるのが望ましい。

本発明のタイヤは、最大幅部と最小幅部との間で溝幅が変化する主溝が設けられている。このような主溝は、該主溝に挟まった石を、タイヤの転動による駆動力又は制動力を利用して、より抵抗の小さい最大幅部側へ移動させることができる。一方、前記最大幅部の溝底には、タイヤ周方向の両端部よりもタイヤ周方向の中央部の高さが大きい突起部が設けられている。このため、前記最大幅部へと移動した石は、前記突起部との接触が進むことで、タイヤ半径方向外側へと徐々に押し出されて排出される。

本発明の一実施形態のタイヤのトレッド部の展開図である。 図１の主溝の拡大図である。 図１の主溝の斜視図である。 （ａ）は、図１のＡ−Ａ線断面図、（ｂ）は、図１のＢ−Ｂ線断面図である。 （ａ）は、他の実施形態の主溝の断面図、（ｂ）は、さらに他の実施形態の断面図である。 図１のＣ−Ｃ線断面図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１は、本発明の一実施形態を示すタイヤ１のトレッド部２の展開図である。本実施形態では、好ましい態様として、小型トラック用の空気入りタイヤが示される。但し、本発明は、例えば、乗用車用、自動二輪車用、重荷重用等、他のカテゴリーのタイヤ１にも適用しうるのは、言うまでもない。

図１に示されるように、本実施形態のトレッド部２には、タイヤ周方向に連続して延びる主溝３が設けられている。

本実施形態の主溝３は、最もトレッド端Ｔｅ側に配された一対のショルダー主溝３Ａ、３Ａと、ショルダー主溝３Ａとタイヤ赤道Ｃとの間に配された一対のクラウン主溝３Ｂ、３Ｂとを含んでいる。なお、本発明では、主溝３は、このような４本のものに限定されるものではなく、例えば、２〜４本設けられる態様であれば良い。

前記「トレッド端Ｔｅ」は、正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷である正規状態のタイヤ１に、正規荷重を負荷してキャンバー角０度で平面に接地させたときの最もタイヤ軸方向外側の接地位置として定められる。正規状態において、両トレッド端Ｔｅ、Ｔｅ間のタイヤ軸方向の距離がトレッド幅ＴＷとして定められる。特に断りがない場合、タイヤ１の各部の寸法等は、正規状態で測定された値である。

「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばJATMAであれば"標準リム" 、TRAであれば"Design Rim" 、ETRTOであれば"Measuring Rim" である。

「正規内圧」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、JATMAであれば"最高空気圧" 、TRAであれば表"TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ETRTOであれば"INFLATION PRESSURE" である。タイヤが乗用車用である場合、正規内圧は、１８０kPaである。

「正規荷重」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、JATMAであれば"最大負荷能力" 、TRAであれば表"TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ETRTOであれば"LOAD CAPACITY" である。タイヤが乗用車用の場合、正規荷重は、前記荷重の８８％に相当する荷重である。

図２は、主溝３の拡大図である。図３は、主溝３の斜視図である。図２及び図３に示されるように、主溝３は、トレッド踏面２ａで測定される溝幅Ｗが最大をなす最大幅部４と、溝幅Ｗが最小をなす最小幅部５とを含み、かつ、これらの間で溝幅Ｗが変化している。このような主溝３は、主溝３に挟まった石を、タイヤ１の転動による駆動力又は制動力を利用して、より抵抗の小さい最大幅部４へと移動させることができる。なお、前記トレッド踏面２ａは、タイヤ１の転動時、路面と接する部分である。

最大幅部４の溝底４ａには、タイヤ半径方向外側に局部的に隆起した石噛み防止用の突起部８が設けられている。突起部８は、タイヤ周方向の両端部９、９よりもタイヤ周方向の中央部１０の高さｈ（図４（ａ）に示す）が大きい。これにより、上述の通り、最大幅部４側へと移動した石は、突起部８との接触がすすむことで、端部９を経て中央部１０側から主溝３のタイヤ半径方向外側へ押し出されて排出される。従って、本実施形態の主溝３は、優れた耐石噛み性能を有している。

主溝３は、本実施形態では、最大幅部４と最小幅部５とが主溝３の長手方向に沿って交互に配されている。これにより、上述の作用がタイヤ周方向に亘って発揮される。

主溝３は、最小幅部５から最大幅部４に向かって溝幅Ｗが漸増している。これにより、最小幅部５から最大幅部４に向かって石に対する抵抗が漸減するので、主溝３に挟まった石は、最小幅部５側から最大幅部４側に向かってスムーズに移動し得る。

本実施形態の主溝３は、溝中心線３ｋがタイヤ周方向に沿って直線状に延びている。このような主溝３は、優れた耐石噛み性能及び排水性能を有する。なお、主溝３は、このような態様に限定されるものではなく、例えば、溝中心線３ｋがジグザグ状や円弧状に延びる態様でも良い。

主溝３は、本実施形態では、そのタイヤ周方向に延びる両側の溝縁３ｅ、３ｅが直線のジグザグ状にのびている。また、主溝３の両側の溝縁３ｅ、３ｅは、互いに、タイヤ周方向に対して同じ角度αで傾斜している。このような主溝３は、主溝３内の石に対する抵抗（石を挟み込む力）を小さく維持して、主溝３内の石の移動を容易にする。なお、主溝３は、このような態様に限定されるものではなく、例えば、両側の溝縁３ｅ、３ｅが波状に延びる態様でも良い（図示省略）。また、主溝３は、一方の溝縁３ｅがタイヤ周方向に沿って延びるとともに、他方の溝縁３ｅがタイヤ周方向に対して傾斜して延びる態様でも良い。

最大幅部４の前記溝幅Ｗａは、最小幅部５の前記溝幅Ｗｂの１．３〜１．５倍が望ましい。最大幅部４の溝幅Ｗａが最小幅部５の溝幅Ｗｂの１．３倍未満の場合、石に対する抵抗の変化が小さく、主溝３内を石が移動できなくなるおそれがある。最大幅部４の溝幅Ｗａが最小幅部５の溝幅Ｗｂの１．５倍を超える場合、トレッド部２のタイヤ軸方向の剛性段差が大きくなり、操縦安定性能が悪化するおそれがある。なお、最大幅部４の前記溝幅Ｗａは、例えば、７．０〜１４．０mmが望ましく、さらに、７．０〜１２．０mmが望ましい。

同様の観点より、最大幅部４と最小幅部５との間のタイヤ周方向の長さＬ１は、最大幅部４の溝幅Ｗａの２．０〜３．５倍が望ましい。

図４（ａ）は、図１のＡ−Ａ線断面図である。図４（ａ）に示されるように、主溝３は、溝底３ａ、及び、溝底３ａとトレッド踏面２ａとの間を継ぐ一対の溝壁３ｂ、３ｂを含んでいる。

本実施形態の溝底３ａは、トレッド踏面２ａ、２ａ間を継ぐ仮想線３ｃに沿ってのびてのびる直線状で形成されている。なお、溝底３ａは、このような態様に限定されるものではなく、図５（ａ）に示されるように、例えば、タイヤ半径方向内方に凸な円弧状で形成される態様でも良い。この態様では、溝底３ａの両端３ｉ、３ｉは、溝底３ａの曲率半径よりも小さい曲率半径ｒの円弧部３ｆ、３ｆを介して溝壁３ｂ、３ｂと連なっている。また、図５（ｂ）に示されるように、溝底３ａは、溝中心線３ｋ上に溝底３ａで最小の曲率半径となる円弧状で形成される態様でも良い。この態様の場合、深さが最大となる位置から溝深さＤの１０％までの領域を溝底３ａとする。

図４（ａ）に示されるように、本実施形態の溝壁３ｂは、溝底３ａとトレッド踏面２ａとの間を直線状で形成されている。溝壁３ｂは、このような態様に限定されるものではなく、例えば、主溝３の外側に向かって凸の円弧状で形成されても良い（図５（ｂ）に示す）。

一対の溝壁３ｂ、３ｂは、それらの間の距離Ｗ１が、溝底３ａ側からトレッド踏面２ａに向かって拡大する向きに傾斜している。このような溝壁３ｂは、主溝３に挟まった石に対してタイヤ半径方向外側への反力を生じさせるので、石の溝底３ａ側への侵入抑制効果と、石の主溝３外への排出効果とを発揮する。

図４（ｂ）は、図１のＢ−Ｂ線断面図である。図３及び図４で理解されるように、一対の溝壁３ｂ、３ｂのトレッド踏面２ａに立てた法線ｎに対する角度θは、最小幅部５から最大幅部４に向かって漸増している。これにより、最大幅部４側に向かって石の挟み込む力は、効果的に小さくなるので、主溝３に挟まった石が最大幅部４側へ移動しやすくなる。

特に限定されるものではないが、トレッド部２の剛性を確保しつつ、上述の作用を発揮させる観点より、最大幅部４での溝壁３ｂの前記角度θａは、１５〜３５度が望ましい。また、最小幅部５での溝壁３ｂの前記角度θｂは、５〜２０度が望ましい。また、角度θは、最小幅部５から最大幅部４へ向かって０．２〜０．６度／mm増加すること、とりわけ、０．４度／mm増加することが望ましい。

また、本実施形態では、主溝３の溝底３ａは、その幅Ｗ２が実質的に一定である。このため、主溝３内の石のスムーズな移動主が確保されるとともに、溝３内の排水のスムーズな流れが確保される。

溝底３ａの幅Ｗ２は、最小幅部５の溝幅Ｗｂの０．３〜０．５倍であるのが望ましい。溝底３ａの幅Ｗ２が最小幅部５の溝幅Ｗｂの０．３倍未満の場合、排水性能が悪化するおそれがある。溝底３ａの幅Ｗ２が最小幅部５の溝幅Ｗｂの０．５倍を超える場合、最小幅部５において、溝壁３ｂの前記角度θｂが小さくなり、主溝３に挟み込まれた石に対するタイヤ半径方向外方への反力が小さくなるおそれがある。

図６は、図１のＣ−Ｃ線断面図である。図６に示されるように、主溝３の長手方向に沿った断面視において、突起部８は、本実施形態では、最大幅部４の位置をタイヤ周方向に跨って配置され、突起部８の高さｈが最も大きい位置が、最大幅部４の位置に揃えられている。即ち、突起部８の高さｈが最も大きい位置が、石に対する抵抗が最も小さくなる最大幅部４に位置することになるので、主溝３内の石がより効果的に突起部８から主溝３のタイヤ半径方向の外側へ排出される。

突起部８は、タイヤ半径方向外側に向かってタイヤ周方向長さＬａが漸減している。このような突起部８は、上述の通り、突起部８の端部９から中央部１０へ向かって石を効果的に押し上げることができるので、優れた耐石噛み性能を発揮する。

突起部８は、前記断面視において、台形状に形成されている。なお、突起部８の形状は、このような態様に限定されるものではなく、例えば、円弧状や三角形状を含む最大幅部４を中心として線対称となる形状でも良い（図示省略）。なお、各形状は、厳密な意味での形状に限定されるものではなく、主溝３内の石を押し上げる効果を発揮する態様であれば、一見してその形状であると理解できる程度の形状で良い。

突起部８のタイヤ周方向の長さＬ（最大長さ）は、最大幅部４と最小幅部５との間の前記長さＬ１の０．３〜０．５倍であるのが望ましい。突起部８の長さＬが前記長さＬ１の０．３倍未満の場合、石と突起部８との接触機会が小さくなり、スムーズに石が排出されないおそれがある。突起部８の長さＬが前記長さＬ１の０．５倍を超える場合、溝容積が小さくなり、排水性能が悪化するおそれがある。

突起部８の高さｈは、主溝３の溝深さＤの０．２５〜０．３５倍であるのが望ましい。突起部８の高さｈが主溝３の溝深さＤの０．２５倍未満の場合、石を主溝３の外へ効果的に排出できないおそれがある。突起部８の高さｈが主溝３の溝深さＤの０．３５倍を超える場合、突起部８が座屈を起こしやすくなり、石の押出し力が小さくなるので、石を排出できなくなるおそれがある。また、主溝３の溝容積が小さくなり、排水性能が悪化するおそれがある。

図２及び図３に示されるように、突起部８のタイヤ軸方向の幅ｗは、タイヤ周方向の両端部９、９からタイヤ周方向の中央部１０に向かって漸増するのが望ましい。このような突起部８は、そのタイヤ周方向に延びる一対の側面８ａ、８ａが、石を両端部９、９側へ移動させる反力を生じさせるので、突起部８と溝壁３ｂとの間に石が挟まれるのを抑制する。

本実施形態では、突起部８のタイヤ軸方向の幅ｗは、中央部１０の溝底３ａで最大となる。これにより、側面８ａは、石をタイヤ半径方向の外側へ移動させる反力も生じさせるので、突起部８と溝壁３ｂとの間に石が挟まれるのを、より効果的に抑制する。また、このような突起部８は、溝底３ａと大きな面積で接触する。このため、突起部８の欠け等が抑制されるので、さらに、高い耐石噛み性能を有する。

上述のような作用を効果的に発揮させるため、突起部８の溝底３ａでの輪郭形状は、例えば、六角形状や樽状が好ましい。

突起部８のタイヤ軸方向の幅ｗは、溝底３ａの幅Ｗ２の０．３倍以上１．０倍未満であるのが望ましい。突起部８の前記幅ｗが溝底３ａの幅Ｗ２の０．３倍未満の場合、突起部８の剛性が低下して、石との接触によりゴム欠け等が生じるおそれがある。突起部８の前記幅ｗが溝底３ａの幅Ｗ２の１．０倍以上の場合、即ち、突起部８が溝壁３ｂ、３ｂ間を継ぐように形成される場合、主溝３の溝容積が小さくなり、排水性能が悪化するおそれがある。

このような本発明の突起部８は、大きな接地圧が作用することにより、石噛みの生じやすいタイヤ赤道Ｃ側の主溝３、本実施形態では、クラウン主溝３Ｂに設けられるのが望ましい。しかしながら、突起部８は、ショルダー主溝３Ａに設けられても良い。

突起部８の設けられた主溝３にタイヤ軸方向にのびる横溝（図示省略）が連通すると、主溝３内を移動する石が横溝で挟まってしまうので、石の移動が抑制され、耐石噛み性能が低下するおそれがある。このため、突起部８の設けられた主溝３には、横溝が連通されないのが望ましい。横溝は、本明細書では、トレッド踏面２ａで測定される溝幅が１．５mm以上の溝状体をいう。

以上、本発明の実施形態について、詳述したが、本発明は例示の実施形態に限定されるものではなく、種々の態様に変形して実施し得るのは言うまでもない。

図１の基本パターンを有するサイズ２０５／８５Ｒ１６のタイヤが、表１の仕様に基づき試作され、各試供タイヤの耐石噛み性能がテストされた。各試供タイヤの主な共通仕様やテスト方法は、以下の通りである。
主溝の最大幅の溝幅Ｗａ：１４mm
主溝の最小幅の溝幅Ｗｂ：１０mm（比較例１は除く）
最大幅部と最小幅部との長さＬ１：２０mm（比較例１は除く）
主溝の溝深さＤ：１０．５mm
溝底の幅Ｗ２：４．０mm（実施例４は最小値である）
突起部の高さｈ：３．０mm（比較例１は除く）
突起部の幅ｗ：２．０mm（比較例１は除く）
突起部の長さＬ／Ｌ１：５０％（比較例１は除く）

＜耐石噛み性能＞
各試供タイヤが、下記の条件で、排気量３０００ccの小型トラックの全輪に装着された。そして、テストドライバーが、非舗装の砂利路面のテストコースを走行させ、走行後の石噛みの発生状態（耐石噛み性能）がテストドライバーの目視によって評価された。結果は、１本のセンター主溝に生じた石噛みの個数で表示されている。数値が小さいほど良好である。
リム：５．５J
内圧：６００kPa
縦荷重：２９．４kN
走行距離：１０km
テストの結果などが表１に示される。

テストの結果、実施例のタイヤは、比較例のタイヤに比べて、耐石噛み性能が向上していることが確認できた。これにより、実施例のタイヤは比較例のタイヤに比して、溝底のクラックが抑制されることが理解される。

１ タイヤ
２ トレッド部
２ａ トレッド踏面
３ 主溝
４ 最大幅部
４ａ 溝底
５ 最小幅部
８ 突起部
９ 端部
１０ 中央部

Claims (11)

1. トレッド部に、タイヤ周方向に連続して延びる主溝が設けられたタイヤであって、
   前記主溝は、トレッド踏面で測定される溝幅が最大をなす最大幅部と、前記溝幅が最小をなす最小幅部とを含み、かつ、これらの間で前記溝幅が変化しており、
   前記最大幅部の溝底には、タイヤ半径方向外側に局部的に隆起した石噛み防止用の突起部が設けられており、
   前記突起部は、タイヤ周方向の両端部よりもタイヤ周方向の中央部の高さが大きい、
   タイヤ。
2. 前記主溝は、前記溝底と前記トレッド踏面との間を継ぐ一対の溝壁を有し、
   前記一対の溝壁は、それらの間の距離が、溝底側から前記トレッド踏面に向かって拡大する向きに傾斜しており、
   前記一対の溝壁の前記トレッド踏面に立てた法線に対する角度は、前記最小幅部から前記最大幅部に向かって漸増する、請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記溝底の幅が実質的に一定である、請求項１又は２に記載のタイヤ。
4. 前記突起部は、前記主溝の最大幅部の位置をタイヤ周方向に跨って配置されており、
   前記突起部の高さが最も大きい位置が、前記主溝の最大幅部の位置に揃えられている、請求項１ないし３のいずれかに記載のタイヤ。
5. 前記突起部は、前記主溝の長手方向に沿った断面視において、タイヤ半径方向外側に向かってタイヤ周方向長さが漸減する、請求項１ないし４のいずれかに記載のタイヤ。
6. 前記突起部のタイヤ軸方向の幅は、タイヤ周方向の両端部からタイヤ周方向の中央部に向かって漸増する、請求項１ないし５のいずれかに記載のタイヤ。
7. 前記最大幅部の溝幅は、前記最小幅部の溝幅の１．３〜１．５倍である、請求項１ないし６のいずれかに記載のタイヤ。
8. 前記溝底の幅は、前記最小幅部の溝幅の０．３〜０．５倍である、請求項１ないし７のいずれかに記載のタイヤ。
9. 前記突起部のタイヤ軸方向の幅は、前記溝底の幅の０．３倍以上１．０倍未満である、請求項１ないし８のいずれかに記載のタイヤ。
10. 前記突起部のタイヤ周方向の長さは、前記最大幅部と前記最小幅部との間のタイヤ周方向の長さの０．３〜０．５倍である、請求項１ないし９のいずれかに記載のタイヤ。
11. 前記突起部のタイヤ半径方向の高さは、前記主溝の溝深さの０．２５〜０．３５倍である、請求項１ないし１０のいずれかに記載のタイヤ。

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