JP5468789B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ周方向に沿って延びる主溝が形成された空気入りタイヤに関し、特に、排水性の低下を抑制した空気入りタイヤに関する。

従来、空気入りタイヤでは、ハイドロプレーニングを抑制するため、路面とトレッドとの間に入り込んだ水の排水性を向上させる様々な方法が用いられている。例えば、タイヤ周方向に沿って設けられた主溝の溝壁に、トレッド面視において流線型である窪みを形成する方法が知られている（例えば、特許文献１）。このような空気入りタイヤによれば、主溝内を流れる水の乱流を抑制でき、排水性が向上する。

特開２００６−２０５８２４号公報（第５頁、第１図）

しかしながら、上述した従来の空気入りタイヤには、次のような問題があった。すなわち、主溝によって区画される陸部、具体的にはブロックの剛性を向上させるため、主溝と交差する横溝の数を減らすと、排水性が低下し、ハイドロプレーニングが発生し易くなる問題がある。

そこで、本発明は、主溝と交差する横溝の数を減らした場合でも、排水性の低下を抑制できる空気入りタイヤの提供を目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、タイヤ周方向（タイヤ周方向Ｒ）に沿って延び、路面と接地する第１陸部（例えば、陸部１０）と、タイヤ周方向に沿って延び、路面と接地する第２陸部（例えば、陸部２０）とを備え、第１陸部と第２陸部の間にタイヤ周方向に沿って延びる主溝（例えば、主溝５０）が形成された空気入りタイヤであって、第１陸部は、主溝を形成する第１溝壁（例えば、溝壁１０ａ）を有し、第２陸部は、主溝を形成する第２溝壁（例えば、溝壁２０ａ）を有し、第１溝壁及び第２溝壁は、トレッド面視において、タイヤ周方向に沿って蛇行し、トレッド幅方向（トレッド幅方向Ｗ_TR）に沿った主溝の溝幅は、タイヤ周方向に沿って所定の繰り返し周期（周期λ）で変化し、溝幅の最小幅部分WMINと、溝幅の最大幅部分W_MAXとの比W_MIN/W_MAXは、３５％〜８５％の範囲であることを要旨とする。

このような空気入りタイヤによれば、主溝内には、第１溝壁及び第２溝壁に沿った水の流れが発生する。第１溝壁及び第２溝壁に沿って流れる水は、最大幅部分W_MAXを通過後、主溝の溝幅の減少に伴い、最小幅部分WMINで第１溝壁及び第２溝壁に沿った流線の延長線方向へ排水される。

また、このような空気入りタイヤによれば、トレッド幅方向の主溝の溝幅は、所定の繰返し周期で変わるため、主溝内を流れる水の流れは、所定の繰返し周期でトレッド幅方向の幅が変わる。

つまり、主溝内の水は、所定の繰返し周期で脈動し、最小幅部分WMINで、第１溝壁及び第２溝壁に沿った流れの延長線方向へ排水される。

従って、このような空気入りタイヤによれば、主溝と交差する横溝の数を減らした場合でも、主溝内を流れる水を周期的に主溝の外側に排水できるため、排水性の低下を抑制できる。

なお、比WMIN/WMAXが、３５％を満たさない場合、最小幅部分WMINで、第１溝壁及び第２溝壁に沿った流れと、周方向の流れが過剰に集中するため、排水性の低下を十分に抑制できない。

また、比WMIN/WMAXが、８５％を越える場合、主溝内の水は、脈動せず、排水性の低下を充分に抑制できない。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、第１溝壁及び第２溝壁は、トレッド幅方向に沿って所定の振幅（振幅ａ）を有し、所定の繰り返し周期は、所定の振幅の１５倍〜１００倍であることを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、本発明の第１又は２の特徴に係り、主溝は最大幅部分W_MAXを含む幅広溝部（幅広部５１Ａ）を形成し、主溝の底部（底部５０_btm）には、タイヤ径方向外側に向かって***する***部(***部７０)が形成され、***部は、幅広溝部に形成されることを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、本発明の第３の特徴に係り、第１溝壁と対向する前記***部の第１側部（側部７０ａ）は、第１溝壁に沿って延びるとともに、第２溝壁と対向する前記***部の第２側部（側部７０ｂ）は、第２溝壁に沿って延びることを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、本発明の第４の特徴に係り、***部は、トレッド面視において、***部の前端部分（前端７０ｆ）及び後端部分（後端７０ｒ）に行くに連れて細くなることを要旨とする。

本発明の第６の特徴は、本発明の第３乃至５の特徴の何れかに係り、***部の高さ（***高さＨ₇₀）は、主溝の深さ（主溝深さＨ_１0）未満であることを要旨とする。

本発明の特徴によれば、主溝と交差する横溝の数を減らした場合でも、排水性の低下を抑制できる空気入りタイヤを提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る空気入りタイヤを構成するトレッドの展開図である。 本発明の第１実施形態に係る空気入りタイヤを構成するトレッドの展開図の一部拡大図である。 本発明の第２実施形態に係る空気入りタイヤを構成するトレッドの展開図である。 本発明の第２実施形態に係る空気入りタイヤを構成するトレッドの斜視図の一部拡大図である。 本発明の第２実施形態に係る空気入りタイヤを構成するトレッドの一部断面図である。 本発明の比較例における空気入りタイヤにおけるトレッドの展開図である。

次に、本発明に係る第１実施形態、第２実施形態、比較評価、その他の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。

したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

[第１実施形態]
第１実施形態においては、（１.１）空気入りタイヤの構成、（１.２）主溝の詳細構成、（１.３）作用・効果について説明する。

（１.１）空気入りタイヤの構成
図１は、本実施形態において空気入りタイヤ１を構成するトレッドの展開図である。空気入りタイヤ１におけるトレッド表面に形成される各部位について説明する。具体的には、（１．１．１）陸部、（１．１．２）主溝について説明する。

（１．１．１）陸部
空気入りタイヤ１は、タイヤ周方向Ｒに沿って延び、路面と接地する陸部１０と、陸部２０と、陸部３０とを備える。

陸部１０は、トレッド幅方向ＷTR端部に主溝５０を形成する溝壁１０ａ（後述）を有する。陸部２０は、トレッド幅方向ＷTR端部に主溝５０を形成する溝壁２０ａ（後述）を有する。陸部３０は、トレッド幅方向ＷTR外側に開口する横溝１１０を有する。

陸部１０及び陸部２０には、主溝５０と交差する横溝は、形成されていない。陸部１０及び陸部３０には、主溝６０と交差する横溝は、形成されていない。

（１．１．２）主溝
空気入りタイヤ１は、陸部１０と陸部２０との間にタイヤ周方向Ｒに沿って延びる主溝５０を備える。空気入りタイヤ１は、陸部１０と陸部３０との間にタイヤ周方向Ｒに沿って延びる主溝６０を備える。

主溝５０は、タイヤの赤道線ＣＬ上に設けられる。主溝６０は、タイヤの赤道線ＣＬからトレッド幅方向ＷTR外側に設けられる。

なお、第１実施形態においては、タイヤの赤道線ＣＬを境に、トレッド幅方向ＷTRの一方側についての構成を説明した。赤道線ＣＬからトレッド幅方向ＷTRの他方側についての構成は、上述した構成と同様であるため、ここでの詳細な説明は省略する。

（１.２）主溝の詳細構成
主溝５０の詳細構成について、説明する。具体的には、（１．２．１）溝壁、（１．２．２）溝幅、（１．２．３）主溝の振幅と周期の詳細構成について、図１及び図２を用いて説明する。図２は、空気入りタイヤ１を構成するトレッドにおいて、主溝５０を拡大した展開図を示す。

なお、主溝６０の構成は、主溝５０と同様であるため、詳細な説明は省略する。

（１．２．１）溝壁
主溝５０は、陸部１０の溝壁１０ａ及び陸部２０の溝壁２０ａにより形成される。溝壁１０ａ及び溝壁２０ａは、トレッド面視において、タイヤ周方向Ｒに沿って蛇行する。溝壁１０ａ及び溝壁２０ａは、主溝５０の中心線を軸に対称に設けられる。

（１．２．２）溝幅
主溝５０は、トレッド幅方向ＷTRに沿って所定の周期で変化する溝幅を有する。具体的には、主溝５０の溝幅は、溝壁１０ａ上の任意の点から、溝壁２０ａまでのトレッド幅方向ＷTRの距離を示す。

主溝５０の溝幅の最小幅部分Ｗ_MINと、主溝５０の溝幅の最大幅部分Ｗ_MAXとの比W_MIN/Ｗ_MAXは、３５％〜８５％の範囲である。

（１．２．３）主溝の振幅と周期
図２に示すように、主溝５０の溝幅は、タイヤ周方向Ｒに沿って周期λで変化する。溝壁１０ａ及び溝壁２０ａは、トレッド幅方向ＷTRに沿って振幅ａを有する。

溝壁１０ａ及び溝壁２０ａは、トレッド面視において、タイヤ周方向Ｒに沿って周期λで変化する。溝壁１０ａ及び溝壁２０ａは、最小幅部分Ｗ_MINを周期λの開始点とした場合、最大幅部分Ｗ_MAXを境に、前側と、後側とで対称の形状に設けられる。

主溝５０の溝幅におけるタイヤ周方向Ｒの周期であり、溝壁１０ａ及び溝壁２０ａのタイヤ周方向Ｒの周期である周期λと、振幅ａとの関係は、周期λが、振幅ａの１５倍〜１００倍である。

主溝５０の周期λと、主溝６０の周期λとは、半周期ずれている。

タイヤ転動時に、路面と接地するトレッドのタイヤ周方向Ｒの長さであるトレッド長と、主溝５０の周期λとの関係は、トレッド長が、周期λの０．５〜２０倍である。
（１.３）作用・効果
以上説明したように、本実施形態に係る空気入りタイヤ１によれば、主溝５０内には、溝壁１０ａ及び溝壁２０ａに沿った水の流れである流線Ｓ_10a及び流線S_20aが発生する。溝壁１０ａ及び溝壁２０ａに沿って流れる水は、最大幅部分W_MAXを通過後、主溝５０の溝幅の減少に伴い、最小幅部分WMINにおいて流線Ｓ_10a及び流線S_20aの延長線方向へ排水される。

また、このような空気入りタイヤ１によれば、トレッド幅方向ＷTRの主溝５０の溝幅は、周期λで変わるため、主溝５０内を流れる水は、周期λでトレッド幅方向ＷTRの幅を変えながらながら流れる。

つまり、主溝５０内の水は、周期λで脈動し、最小幅部分WMINにおいて、流線Ｓ_10a及び流線S_20aの延長線方向へ排水される。

従って、このような空気入りタイヤ１によれば、主溝と交差する横溝の数を減らした場合でも、主溝５０内を流れる水を主溝５０の外側に排水できるため、排水性の低下を抑制できる。

なお、比WMIN/WMAXが、３５％を満たさない場合、最小幅部分WMINで、溝壁１０ａ及び溝壁２０ａに沿った流れと、タイヤ周方向Ｒに沿った流れが過剰に集中するため、排水性の低下を十分に抑制できない。

また、比WMIN/WMAXが、８５％を越える場合、主溝５０内の水は、脈動せず、排水性の低下を充分に抑制できない。

本実施形態では、溝壁１０ａ及び溝壁２０ａは、トレッド幅方向ＷTRに沿って振幅ａを有し、周期λは、振幅ａの１５倍〜１００倍であるため、主溝５０内を流れる水を効果的に主溝５０の外側に排水できるため、排水性の低下を更に抑制できる。

なお、周期λは、振幅ａの２倍以上であることにより最小幅部分WMINで、溝壁１０ａ及び溝壁２０ａに沿った流れと、周方向の流れが過剰に集中することを充分に抑制できる。また、周期λは、振幅ａの１００倍以下であることにより、主溝５０内の水は、充分に脈動することができ、主溝５０内を流れる水を効果的に主溝５０の外側に排水できる。

本実施形態では、主溝５０の周期λと、主溝６０の周期λとは、半周期ずれているため、タイヤ転動時に、主溝５０及び主溝６０を流れる水は、交互に脈動し、交互に排水される。

本実施形態では、トレッド長は、主溝５０の周期λの０．５倍以上であることにより、主溝５０は、タイヤ転動時に、タイヤ周方向Ｒに沿って、脈動するのに充分な数だけ接地する。このため、主溝５０内を流れる水を効果的に主溝５０の外側に排水できる。

また、トレッド長は、主溝５０の周期λの２０倍以下であることにより、主溝５０内には、溝壁１０ａ及び溝壁２０ａに沿った水の流れが発生するため、主溝５０内を流れる水を効果的に主溝５０の外側に排水できる。

[第２実施形態]
上述した第１実施形態では、空気入りタイヤ１の主溝５０において、溝壁１０ａ及び溝壁２０ａが、タイヤ周方向に沿って蛇行し、比W_MIN/W_MAXは、３５％〜８５％の範囲であることにより、主溝５０内を流れる水を周期的に主溝５０の外側に排水できるため、空気入りタイヤ１は、排水性の低下を抑制していた。

第２実施形態では、主溝において、幅広部を形成し、幅広部にタイヤ径方向外側に向かって***する***部を備える構成について説明する。

具体的には、第２実施形態においては、（２.１）主溝の詳細構成、（２.２）作用・効果、について、図３乃至５を参照しながら説明する。

図３は、第２実施形態において、空気入りタイヤ２を構成するトレッドの展開図である。また、図４は、第２実施形態に係る空気入りタイヤ２を示す一部断面斜視図である。また、図５は、第２実施形態に係る空気入りタイヤ２を示す断面図（図3及び図４のＡ−Ａ’断面図）である。

なお、以下の第２実施形態においては、第１実施形態と異なる点を主に説明し、重複する説明を省略する。

（２.１）主溝の詳細構成
図３に示すように、主溝５０は、最大幅部分WMAXを含む幅広部５０Ａを形成する。同様に、主溝５０は、最小幅部分WMINを含む幅狭部５０Ｂを形成する。主溝５０は、タイヤ周方向Ｒに幅広部５０Ａと、幅狭部５０Ｂとを交互に形成する。

図４に示すように、主溝５０の底部である底部５０_btmには、タイヤ径方向外側に向かって***する***部７０が形成される。***部７０は、幅広部５０Ａに形成される。

***部７０は、トレッド面視において、タイヤ周方向Ｒに沿って、縦長に形成されている。具体的には、***部７０は、トレッド面視において、タイヤ周方向Ｒの端部である前端７０ｆ及び後端７０ｒに行くに連れて細くなる。

主溝５０を形成する溝壁１０ａと対向する***部７０の側部７０ａは、溝壁１０ａに沿って延びる。

同様にして、主溝５０を形成する溝壁２０ａと対向する***部７０の側部７０ｂは、溝壁２０ａに沿って延びる。

***部７０は、トレッド面視において、主溝５０の中心線を軸に対称に設けられる。

図５に示すように、***部７０の高さである***高さＨ₇₀は、底部５０btmからタイヤ径方向に沿った高さである。***高さＨ70は、主溝５０の深さである主溝深さＨ_１０未満である。

（２.２）作用・効果
以上説明したように、本実施形態では、***部７０は、最大幅部分WMAXを含む幅広部５０Ａの底部５０btmに、タイヤ径方向外側に向かって***するように形成されるため、幅広部５０Ａ内を流れる水は、***部７０により、溝壁１０ａ及び溝壁２０ａに沿って流れやすくなる。つまり、***部７０により、主溝５０の外側に排水でき、排水性の低下を更に抑制できる。

本実施形態では、側部７０ａは、溝壁１０ａに沿って延び、側部７０ｂは、溝壁２０ａに沿って延びるため、幅広部５０Ａ内を流れる水は、溝壁１０ａ及び溝壁２０ａに沿って更に流れやすくなる。このため、排水性の低下を更に抑制できる。

本実施形態では、***部７０は、トレッド面視において、前端７０ｆ及び後端７０ｒに行くに連れて細くなるため、幅広部５０Ａ内を流れる水は、***部７０により急激に流れを変更されることなく、効果的に、溝壁１０ａ及び溝壁２０ａに沿って流れやすくなる。

本実施形態では、***部７０は、トレッド面視において、主溝５０の中心線を軸に対称に設けられるため、幅広部５０Ａ内を流れる水は、***部７０により溝壁１０ａ及び溝壁２０ａに沿って均等に流れやすくなる。

本実施形態では、***高さＨ70は、主溝深さＨ１０未満であるため、幅広部５０Ａ内には、タイヤ周方向Ｒに沿った水の流れが、充分に確保される。

[比較評価]
次に、本発明の効果を更に明確にするために、以下の比較例及び実施例に係る空気入りタイヤを用いて行った比較評価について説明する。具体的には、（３．１）評価方法、（３．２）評価結果について説明する。なお、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。

（３．１）評価方法
３種類の空気入りタイヤを用いて、ハイドロプレーニング性能について評価を行った。

空気入りタイヤに関するデータは、以下に示す条件において測定された。

・ タイヤサイズ ：２２５／４５Ｒ１７
・ リム・ホイールサイズ ：１７×７J
・ タイヤの種類 ：ノーマルタイヤ（スタッドレスタイヤ以外のタイヤ）
・ 車種 ：国産車セダン
・ 荷重条件 ：６００Ｎ＋ドライバーの体重
・ 測定方法 ：水深１０mmにおいて、ハイドロプレーニングが発生した速度を測定
なお、評価結果については、比較例の空気入りタイヤにおいて、ハイドロプレーニングが発生した速度を１００として、指数化して表示した。

比較例で用いた空気入りタイヤのトレッドの展開図を図６に示す。

図６に示すように、比較例の空気入りタイヤ３は、実施例の空気入りタイヤと比較して、主溝１００及び主溝１０１の構成が異なる。具体的には、主溝１００及び主溝１０１を形成する溝壁は、蛇行しておらず、タイヤ周方向Rに沿って略直線状に形成されている点で、図１に示す実施例の空気入りタイヤ１の主溝５０の溝壁１０ａと異なる。

（３．２）評価結果
各空気入りタイヤの評価結果について、表１を参照しながら説明する。

この結果、実施例１及び２に係る空気入りタイヤ１及び空気入りタイヤ２は、比較例に係る空気入りタイヤ３と比べて、優れたハイドロプレーニング性能を備えることが分かる。

[その他の実施形態]
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本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。

例えば、本発明の実施形態は、次のように変更することができる。

上述した実施形態では、溝壁１０ａ及び溝壁２０ａは、トレッド面視において、タイヤ周方向Ｒに沿って繰り返し蛇行しているが、溝壁１０ａ及び溝壁２０ａは、繰り返し蛇行している必要はなく、例えば、一部がタイヤ周方向Ｒに沿って直線状に設けられていてもよい。

上述した実施形態では、溝壁１０ａ及び溝壁２０ａは、トレッド面視において、タイヤ周方向Ｒに沿って所定の繰り返し周期で変化し、一周期内において、最大幅部分W_MAXを境にした場合、前側と、後側とで対称の形状に設けられている。しかしながら、溝壁１０ａ及び溝壁２０ａは、一周期内において、最大幅部分W_MAXを境にした場合、前側と、後側とで対称の形状に設けられている必要はなく、例えば、後側で溝幅が急激に狭くなるような形状に設けられていてもよい。
このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

１、2、3…空気入りタイヤ、 １０、２０、３０…陸部、１０ａ、、２０ａ…溝壁
５０、６０…主溝、 ５０btm…底部、 １１０…横溝、５１Ａ…幅広部、５１Ｂ…幅狭部、
７０…***部、 ７０ａ、７０b…側部 ７０ｆ…前端 ７０ｒ…後端

Claims (5)

1. タイヤ周方向に沿って延び、路面と接地する第１陸部と、
   前記タイヤ周方向に沿って延び、前記路面と接地する第２陸部と
   を備え、
   前記第１陸部と前記第２陸部の間に前記タイヤ周方向に沿って延びる主溝が形成された空気入りタイヤであって、
   前記第１陸部は、前記主溝を形成する第１溝壁を有し、
   前記第２陸部は、前記主溝を形成する第２溝壁を有し、
   前記第１溝壁及び前記第２溝壁は、トレッド面視において、前記タイヤ周方向に沿って蛇行し、
   トレッド幅方向に沿った前記主溝の溝幅は、前記タイヤ周方向に沿って所定の繰り返し周期で変化し、
   前記溝幅の最小幅部分WMINと、前記溝幅の最大幅部分WMAXとの比WMIN/WMAXは、３５％〜８５％の範囲であり、
   前記主溝は、前記最大幅部分WMAXを含む幅広溝部を形成し、
   前記主溝の底部には、タイヤ径方向外側に向かって***する***部が形成され、
   前記***部は、前記幅広溝部に形成され、
   前記第１溝壁と対向する前記***部の第１側部は、前記第１溝壁に沿って延びるとともに、
   前記第２溝壁と対向する前記***部の第２側部は、前記第２溝壁に沿って延び、
   前記第１陸部及び前記第２陸部には、前記主溝と交差する横溝が形成されていない空気入りタイヤ。
2. 前記第１溝壁及び前記第２溝壁は、前記トレッド幅方向に沿って所定の振幅を有し、前記所定の繰り返し周期は、前記所定の振幅の１５倍〜１００倍である請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記***部は、前記トレッド面視において、前記***部の前端部分及び後端部分に行くに連れて細くなる請求項１に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記***部の高さは、前記主溝の深さ未満である請求項１乃至３の何れか一項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記タイヤ周方向に沿って延び、前記路面と接地する第３陸部と、
   前記第１陸部と前記第３陸部の間に前記タイヤ周方向に沿って延びて形成された主溝と、を更に有し、
   前記第１陸部と前記第２陸部の間の主溝と、前記第１陸部と前記第３陸部の間の主溝とは、半周期ずれている、請求項１から請求項４のいずれかに記載のタイヤ。

Images