(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
近年、高性能タイヤでは、高速での直進や旋回が行われる機会が多い。これに伴い、この種のタイヤは、路面との摩擦によるトレッド部の温度上昇が大きくなる傾向にある。しかしながら、上記凹部では、充分な放熱効果を得ることが難しく、トレッド部の温度上昇の抑制には改善の余地があった。
【0005】
一方、凹部による放熱効果を向上させるために、例えば、凹部を大きくすること又は凹部の数を増すことが考えられる。しかしながら、これらの場合、いずれもトレッド部の剛性が低下し、タイヤの走行性能が悪化するおそれがあった。
【0006】
本発明は、以上のような実状に鑑みなされたもので、トレッド部の剛性を維持しつつ、優れた放熱効果によりタイヤの耐久性能を向上しうる空気入りタイヤを提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、トレッド部に、少なくとも1つの放熱用の凹部を具えた空気入りタイヤであって、前記凹部は、前記トレッド部の接地面に開口する開口エッジと、前記開口エッジから前記トレッド部内に凹む内壁部とを含み、前記開口エッジは、互いに向き合う直線状の第1エッジ及び第2エッジを含み、前記内壁部は、前記第1エッジと直交する断面において、前記第1エッジから前記凹部の最も深い位置である底部にのびる第1壁面と、前記第2エッジから前記底部にのびる第2壁面とを含み、前記第1エッジを通る前記接地面の第1法線に対する前記第1壁面の傾斜角θ1は、前記第2エッジを通る前記接地面の第2法線に対する前記第2壁面の傾斜角θ2より大きいことを特徴とする。
【0008】
本発明に係る前記空気入りタイヤは、前記第2壁面の前記傾斜角θ2が、30〜85度の範囲であるのが望ましい。
【0009】
本発明に係る前記空気入りタイヤは、前記第1エッジ及び前記第2エッジが、タイヤ軸方向に対して10度以下の角度でのびているのが望ましい。
【0010】
本発明に係る前記空気入りタイヤは、前記開口エッジが、前記第1エッジより前記第2エッジが長い台形状であるのが望ましい。
【0011】
本発明に係る前記空気入りタイヤは、前記凹部が、前記底部で前記第1壁面と前記第2壁面とが鋭く交差するのが望ましい。
【0012】
本発明に係る前記空気入りタイヤは、前記第2エッジの長さが、3.0〜10.0mmの範囲であるのが望ましい。
【0013】
本発明に係る前記空気入りタイヤは、前記凹部の底部が、前記トレッド部の接地面からの深さが2.0〜8.0mmの範囲であるのが望ましい。
【0014】
本発明に係る前記空気入りタイヤは、前記トレッド部が、回転方向が指定されたトレッドパターンを有し、前記第2エッジが、前記第1エッジよりも前記回転方向の後着側に位置しているのが望ましい。
【0015】
本発明に係る前記空気入りタイヤは、前記トレッド部が、車両への装着方向が指定されたトレッドパターンを有し、かつ、複数の主溝で区分された陸部を含み、前記凹部が、タイヤが車両に装着されたときに、最も車両内側の陸部に設けられているのが望ましい。
【0016】
本発明に係る前記空気入りタイヤは、前記トレッド部が、複数の横溝でブロック状に区分されたブロック状陸部を含み、前記ブロック状陸部の平面視において、前記開口エッジは、タイヤ周方向に隣り合う横溝の中間位置を含むのが望ましい。
【発明の効果】
【0017】
本発明の空気入りタイヤの凹部は、開口エッジとそこから凹む内壁部とを含んでいる。前記開口エッジは、互いに向き合う直線状の第1エッジ及び第2エッジを含み、前記内壁部は、前記第1エッジから前記凹部の最も深い位置である底部にのびる第1壁面と、前記第2エッジから前記底部にのびる第2壁面とを含んでいる。前記第1壁面の傾斜角θ1は、前記第2壁面の傾斜角θ2より大きい。このような凹部によれば、第1壁面に沿って内壁部内に空気が流入し易い。また凹部内に流入した空気は、第2壁面に衝突した後、第2壁面に沿って内壁部外へと放出される。本発明では凹部内に、上述のような空気の流れを作ることにより、該空気と凹部の壁面との熱交換の効率が向上され、凹部による放熱効果がより一層高められる。
【0018】
従って、本発明の空気入りタイヤでは、凹部による充分な放熱効果により、トレッド部の温度上昇が抑制される。このため、例えば、トレッド部のブローが防止され、タイヤ耐久性能が向上される。
【発明を実施するための形態】
【0020】
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には、本実施形態の空気入りタイヤ(以下、単に「タイヤ」と記載される場合がある)1のトレッド部2の展開図が示されている。本実施形態のタイヤ1は、例えば、乗用車用として描かれている。但し、本発明は、レース用タイヤなど、種々のカテゴリーのタイヤに適用されるのは言うまでもない。
【0021】
図1に示されるように、本実施形態のタイヤ1は、例えば、非対称のパターンを有したトレッド部2を具えている。タイヤ1は、このパターンの特性を最大限に発揮させるために、車両への装着の向き及び回転方向Rが指定されている。車両への装着の向き及び回転方向Rは、例えば、タイヤ1のサイドウォール部(図示省略)に、文字等で表示される。
【0022】
トレッド部2には、例えば、タイヤ周方向に連続してのびる複数の主溝3と、主溝3により区分された複数の陸部4とが設けられている。
【0023】
本実施形態の主溝3は、例えば、内側クラウン主溝3i、外側クラウン主溝3o及び内側ショルダ主溝3sを含んでいる。
【0024】
内側クラウン主溝3iは、タイヤ赤道Cよりも車両内側かつ最もタイヤ赤道C側に設けられている。外側クラウン主溝3oは、タイヤ赤道Cよりも車両外側かつ最もタイヤ赤道C側に設けられている。内側ショルダ主溝3sは、内側クラウン主溝3iよりも車両内側に設けられている。これら内側クラウン主溝3i、外側クラウン主溝3o及び内側ショルダ主溝3sは、トレッド部2のパターン剛性と、ウエット性能とを確保するのに役立つ。但し、主溝3の構成や配置は、上記態様に限定されるものではない。
【0025】
図2には、タイヤ1のタイヤ軸心を含むトレッド部2の子午線断面図が示されている。
図2に示されるように、内側クラウン主溝3i、外側クラウン主溝3o及び内側ショルダ主溝3sの主溝幅W3i、W3o、W3sは、例えば、排水性及び操縦安定性の観点から、5.0〜20.0mmの範囲であるのが望ましく、より好ましくは7.0〜20.0mmの範囲である。本実施形態の外側クラウン主溝3oの主溝幅W3oは、排水性のバランスを向上させるために、内側クラウン主溝3i及び内側ショルダ主溝3sの主溝幅W3i、W3sよりも大きく形成されている。同様の観点から、内側クラウン主溝3i、外側クラウン主溝3o及び内側ショルダ主溝3sの主溝深さD3i、D3o、D3sは、例えば、6.0〜8.0mmの範囲であるのが望ましい。
【0026】
図1に示されるように、本実施形態の陸部4は、クラウン陸部4C、内側ミドル陸部4M、外側ショルダ陸部4So及び内側ショルダ陸部4Siを含んでいる。
【0027】
クラウン陸部4Cは、内側クラウン主溝3iと外側クラウン主溝3oとで区分されている。内側ミドル陸部4Mは、内側クラウン主溝3iと内側ショルダ主溝3sとで区分されている。外側ショルダ陸部4Soは、外側クラウン主溝3oとトレッド端Teとで区分されている。内側ショルダ陸部4Siは、内側ショルダ主溝3sとトレッド端Teとで区分されている。
【0028】
前記「トレッド端」とは、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°にて平面に接地させたときの接地面のタイヤ軸方向最外端である。
【0029】
前記「正規状態」とは、タイヤ1が、正規リム(図示省略)にリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷の状態である。本明細書及び特許請求の範囲において、特に断りがない場合、タイヤ1の各部の寸法は、正規状態での値である。
【0030】
前記「正規リム」とは、タイヤ1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。
【0031】
前記「正規内圧」とは、タイヤ1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、例えば、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。
【0032】
前記「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、例えば、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" であるが、タイヤが乗用車用の場合には前記荷重の88%に相当する荷重とする。
【0033】
本実施形態のクラウン陸部4Cには、例えば、タイヤ周方向に連続してのびるクラウン細溝6aが形成されている。クラウン陸部4Cは、クラウン細溝6aにより、車両内側の内側クラウンリブ4Ciと、車両外側の外側クラウンリブ4Coとに区分されている。
【0034】
内側クラウンリブ4Ci及び外側クラウンリブ4Coには、例えば、隣接する内側クラウン主溝3i又は外側クラウン主溝3oからのびる切り込み状のスロット6bi、6boと、略円筒状の孔部6ci、6coとが設けられている。クラウン細溝6a、スロット6bi、6bo及び孔部6ci、6coは、トレッド部2の熱を放出する放熱効果を有し、クラウン陸部4Cの温度上昇を抑制するのに役立つ。
【0035】
本実施形態の内側ミドル陸部4Mには、例えば、内側クラウン主溝3iと内側ショルダ主溝3sとの間をのびる複数のミドル横溝7aと、該ミドル横溝7aで区分されたミドルブロック7bとが設けられている。各ミドルブロック7bには、内側ミドル陸部4Mの温度上昇を抑制するために、例えば、クラウン陸部4Cのスロット6bi、6boと同様に、隣接する内側ショルダ主溝3sからのびる切り込み状のスロット7cが設けられている。
【0036】
本実施形態の外側ショルダ陸部4Soは、例えば、トレッド端Te側からのびる複数のショルダ横溝14aにより、ブロック状に区分されたブロック状陸部である。外側ショルダ陸部4Soには、温度上昇を抑制しつつ剛性を調整するために、例えば、スロット14bと、該スロット14b内に形成されたサイピング14cとが形成されている。
【0037】
本実施形態の内側ショルダ陸部4Siは、例えば、トレッド端Te側からのびる複数のショルダ横溝8でブロック状に区分されたブロック状陸部である。ショルダ横溝8は、排水性を確保しつつ剛性を高く維持するために、例えば、タイヤ周方向に対して40〜90度の角度で傾斜している。ショルダ横溝8の内端は、内側ショルダ陸部4Si内で終端している。ショルダ横溝8の溝深さは、内側ショルダ主溝3sと同様な深さを有するのが望ましい。
【0038】
本実施形態のタイヤ1は、トレッド部2に、少なくとも1つの凹部9が設けられている。本実施形態の凹部9は、例えば、内側ショルダ陸部4Siに設けられている。
【0039】
図3には、凹部9が拡大された斜視図が示されている。
図3に示されるように、凹部9は、トレッド部2の接地面Sに開口する開口エッジ10と、開口エッジ10からトレッド部2内に凹む内壁部11とを含んでいる。開口エッジ10は、接地面Sと接地面Sからトレッド部2内に凹む内壁部11とが交差する稜線として形成されている。
【0040】
開口エッジ10は、互いに向き合う直線状の第1エッジ10a及び第2エッジ10bを含んでおり、閉じた輪郭形状を有している。本実施形態の第1エッジ10a及び第2エッジ10bは、互いに平行のみならず、例えば、20度以下の角度でずれるものを含むことができる。前記「直線状」とは、成型時の変形を許容するもので、直線の他、例えば、曲率半径が100mm以上の円弧を含むことができる。
【0041】
本実施形態の開口エッジ10は、例えば、直線状の第3エッジ10c及び第4エッジ10dを含んでいる。第3エッジ10cは、例えば、第1エッジ10aの一端と第2エッジ10bの一端とを連結している。第4エッジ10dは、例えば、第1エッジ10aの他端と第2エッジ10bの他端とを連結している。
【0042】
内壁部11は、第1エッジ10aから凹部9の最も深い位置である底部9aにのびる第1壁面11aと、第2エッジ10bから底部9aにのびる第2壁面11bとを含んでいる。本実施形態の内壁
部11は、さらに、第3エッジ10cから底部9aにのびる第3壁面11cと、第4エッジ10dから底部9aにのびる第4壁面11dとを含んでいる。
【0043】
図4には、
図3のA−A断面図が示されている。
図4に示されるように、第1壁面11aは、第1エッジ10aを通る接地面Sの第1法線12aに対する傾斜角θ1が、第2エッジ10bを通る接地面Sの第2法線12bに対する第2壁面11bの傾斜角θ2より大きい。
【0044】
本実施形態の凹部9によれば、
図4に矢印Xで示されるように、タイヤ走行中、トレッド部2の周囲を流れる空気は、傾斜角θ1がより大きい傾斜面をなす第1壁面11aに沿って内壁部11内に流入し易い。この空気は、第1壁面11aに沿って移動
する際、第1壁面11aとの間で熱交換される。次に、第1壁面11aに沿って移動した空気は、傾斜角θ2が小さな急斜面である第2壁面11bと、直交する向きにより近い角度で衝突し、しかる後、第2壁面11bに沿って凹部9外へと放出される。この間に、第1壁面11aに案内された空気は、第2壁面11bと衝突する勢いにより、第2壁面11bの全面との間で効率よく熱交換が行われる。このように本実施形態の凹部9では、内壁部11内に空気の流れを積極的に作ることにより、第1壁面11aと第2壁面11bとの間で効率的な熱交換が行われる。このため、凹部9による放熱効果がより一層高められる。
【0045】
本実施形態のタイヤ1では、凹部9により充分な放熱効果が発揮され、トレッド部2の温度上昇が抑制される。このため、例えば、トレッド部2のブローが防止され、タイヤ耐久性能が向上される。
【0046】
本実施形態の凹部9において、第1壁面11aに沿って内壁部11内に流入する空気は、さらに、第3壁面11c及び第4壁面11dとの間でも熱交換される。このため、凹部9による放熱効果がより一層高められ、トレッド部2の温度上昇が抑制される。
【0047】
開口エッジ10の輪郭形状は、特に限定されないが、
図3に示されるように、例えば、第1エッジ10aより第2エッジ10bが長い台形状であるのが望ましい。このような凹部9は、空気の流れる下流側に向かって内壁部11内の幅が大きくなる。このため、第2壁面11bと衝突した空気が、第2壁面11bの付近に滞留しても、内壁部11内へと新たな空気を順次流入させることができ、凹部9による放熱効果がより一層高められる。
【0048】
本実施形態の第2エッジ10bの長さLbは、例えば、3.0〜10.0mmの範囲であるのが望ましい。長さLbが3.0mm未満の場合、放熱効果を充分に発揮できないおそれがある。逆に、長さLbが10.0mmより大きい場合、内側ショルダ陸部4Siの剛性が低下するおそれがある。このような観点から、第2エッジ10bの長さLbは、より好ましくは、4.0〜9.0mmの範囲である。
【0049】
本実施形態の第1エッジ10aの長さLaは、第2エッジ10bと同様の観点から、例えば、好ましくは、1.0〜3.3mmの範囲であり、より好ましくは、1.3〜3.0mmの範囲である。
【0050】
第1エッジ10a及び第2エッジ10bは、例えば、タイヤ軸方向に対して、10度以下の角度でのびているのが望ましい。このような凹部9では、タイヤ1の転動に伴って、内壁部11内により多くの空気が流入し易くなるため、凹部9による放熱効果がより一層高められる。
【0051】
第2エッジ10bは、例えば、第1エッジ10aよりタイヤ1の回転方向Rの後着側に位置しているのが望ましい。このような凹部9では、タイヤ1の回転に伴って、内壁部11内に積極的に空気の流れを作ることができ、凹部9による放熱効果がより一層高められる。
【0052】
図4に示されるように、第2壁面11bの傾斜角θ2は、例えば、30〜85度の範囲であるのが望ましい。傾斜角θ2が30度未満の場合、内壁部11内に流入した空気と第2壁面11bとが衝突する勢いが大きくなり、内壁部11内に空気の滞留が生じ易く、充分な放熱効果を発揮できないおそれがある。逆に、傾斜角θ2が85度より大きい場合、内壁部11内に流入した空気と第2壁面11bとが衝突する勢いが小さくなり、効果的な熱交換が行われないおそれがある。このような観点から、第2壁面11bの傾斜角θ2は、より好ましくは、40〜70度の範囲である。
【0053】
第1壁面11aの傾斜角θ1は、例えば、40〜88度の範囲であるのが望ましい。傾斜角θ1が40度未満の場合、凹部9の底部9aまで空気が案内されないおそれがある。逆に、傾斜角θ1が88度より大きい場合、底部9aのトレッド部2の接地面Sからの深さDaを確保することが難しく、これに伴い第1壁面11a及び第2壁面11bの面積を充分に確保できず、充分な放熱効果を発揮できないおそれがある。このような観点から、第1壁面22aの傾斜角θ1は、より好ましくは、50〜80度の範囲である。
【0054】
凹部9の底部9aの深さDaは、例えば、2.0〜8.0mmの範囲であるのが望ましい。深さDaが2.0mm未満の場合、凹部9による放熱効果を充分に発揮できないおそれがある。逆に、深さDaが8.0mmより大きい場合、内側ショルダ陸部4Siの剛性を高く維持できないおそれがある。このような観点から、底部9aの深さDaは、より好ましくは、3.0〜7.0mmの範囲である。
【0055】
本実施形態の第1壁面11aと第2壁面11bとは、例えば、面取り等されることなく、凹部9の底部9aで鋭く交差している。このような凹部9では、第1壁面11aに沿って内壁部11内に案内された空気を、第2壁面11bの全面に衝突させることができ、より一層効果的な熱交換が行われる。但し、第1壁面11aと第2壁面11bとの交差部が面取りされる場合、面取りの半径は、例えば、0.7mm以下の範囲であるのが望ましい。
【0056】
図5には、
図1の内側ショルダ陸部4Si付近
の部分拡大図が示されている。本実施形態の凹部9は、内側ショルダ陸部4Siの平面視において、開口エッジ10が、タイヤ周方向に隣り合うショルダ横溝8の中間位置P1を含むように設けられている。本実施形態の凹部9は、内側ショルダ陸部4Siの平面視において、開口エッジ10が、内側ショルダ陸部4Siのタイヤ軸方向の中間位置P2を含むのが望ましい。このような凹部9によれば、内側ショルダ陸部4Siの剛性バランスを維持することができる。
【0057】
本実施形態の凹部9の開口面積の総和は、例えば、トレッド部2の外表面(トレッド部2に形成された溝を全て埋めたと仮定したときのトレッド部2の外表面)の全面積の0.05%〜2.0%であるのが望ましい。こような凹部9は、トレッド部2の剛性を高く維持しつつ温度上昇を抑制することができる。
【0058】
本実施形態のタイヤ1は、例えば、高い旋回性能を得るため、正面視において略八の字状となるキャンバー角で車両に装着される。このようなタイヤ1の車両の内側には、より大きい荷重が作用するため、路面との摩擦による温度上昇が生じ易い。さらに、タイヤ1の車両内側には、例えば、高温を生じるブレーキパッド等を含む制動装置が並設されるため、特に発熱し易い傾向にある。本実施形態の凹部9は、内側ショルダ陸部4Siに設けられることにより、内側ショルダ陸部4Siの温度上昇を抑制することができる。但し、本発明の凹部9は、例えば、内側クラウンリブ4Ci、外側クラウンリブ4Co、内側ミドル陸部4M、外側ショルダ陸部4So及び内側ショルダ陸部のいずれかに設けられていれば良く、凹部9の配置が上記態様に限定されるものではない。
【0059】
図6には、本発明の他の実施形態のトレッド部2の一部が拡大された部分拡大図が示されている。この実施形態では、タイヤ1に回転方向Rが指定されておらず、内側ショルダ陸部4Siのタイヤ周方向に隣り合うショルダ横溝8間に、例えば、2つの凹部9が形成されている。これらの凹部9は、互いに第2エッジ10bが対向するように、間隔fを設けて配されている。このような凹部9では、タイヤ1の回転方向Rに応じて、いずれか一方の凹部9により効率的な放熱効果が発揮され、トレッド部2の温度上昇が抑制される。
【0060】
図6の実施形態では、隣り合う凹部9間の間隔fは、例えば、内側ショルダ陸部4Siの平面視において、タイヤ周方向に隣り合うショルダ横溝8の中間位置を含むのが望ましい。このような構成によれば、内側ショルダ陸部4Siの剛性をバランス良くかつ高く維持することができる。同様の観点から、間隔fは、例えば、5.0〜10.0mmの範囲であるのが望ましい。
【0061】
本実施形態又は他の実施形態において、ショルダ横溝8は、内側ショルダ主溝3sに連通しても良い、この場合、内側ショルダ陸部4Siは、複数のブロックに区分されたブロック列として構成される。この場合、凹部9の開口エッジ10又は間隔fは、前記ブロックの平面視において、前記ブロックの重心位置を含むのが望ましく、前記ブロックの剛性バランスが維持される。
【0062】
また、本実施形態及び他の実施形態では、放熱用のスロット6b、7c、14b及び孔部6cに替えて、凹部9が形成されても良い。凹部9の放熱効果によりトレッド部2の温度上昇がより一層抑制され、タイヤ耐久性能が向上する。
【0063】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明はこれらの実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【実施例】
【0064】
図1に示される基本パターンを有し、かつ、表1の仕様に基いて空気入りタイヤ(サイズ:235/40R20)が試作され、各タイヤの性能がテストされた。なお、比較例1のタイヤには、ショルダ陸部に放熱用の構造が設けられていない。比較例2のタイヤには、ショルダ陸部の凹部に替えて、直径及び深さが5.0mmの円筒状の放熱用の凹部が形成されている。各実施例及び比較例2は、いずれも内側ショルダ陸部の各ブロック状部に、凹部が1コ設けられている。
テスト方法は次の通りである。
【0065】
<操縦安定性能>
各試供タイヤが、内圧(210kPa)にてテスト車両の全輪に装着され、ドライバー1名乗車によりサーキットコースにて限界走行された後、ドライバーの官能により操縦安定性能が評価された。結果は、実施例1を100とする指数で示される。数値が大きい程、操縦安定性能に優れる。
【0066】
<タイヤ耐久性能>
上記サーキットコースにて限界走行された後、各試供タイヤの車両の内側のショルダ陸部が目視により観察された。結果は、ショルダ陸部に生じたブローの逆数に基づいて、ブローが確認できなかった実施例1を100とする指数で示される。数値が大きい程、タイヤ耐久性能に優れる。
【0067】
【表1】
【0068】
表1に示されるように、各実施例のタイヤは、操縦安定性能に優れ、トレッド部の剛性が高く維持されていることが確認できた。また、各実施例のタイヤは、タイヤ耐久性能が向上されることが確認できた。