JP2006137239A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】
耐ハイドロプレーニング性能及び雪上制駆動性能の向上を図る。
【解決手段】
ショルダー領域１２Ｓに設けられた第１周方向溝１４の溝側壁に、タイヤ周方向（水の流れに沿う方向）に沿って延び、溝深さ及びピッチを０．０１〜０．５ｍｍの範囲内に設定した複数の周方向小溝を設けている。このため、無数の微小な渦が溝壁に沿って生成され水と溝壁との間の摩擦抵抗を低減でき、実走行時の耐ハイドロプレーニング性能の向上を図ることできる。センター領域１２Ｃに設けられた第２周方向溝１６の溝側壁には、タイヤ半径方向に沿って延び、溝深さ及びピッチを０．５〜１．５ｍｍの範囲内に設定した複数の径方向小溝を設けている。このため、タイヤが雪道に接地した際に溝内にできる雪柱との摩擦を大きくすることができ、実走行時の雪上制駆動性能の向上を図ることできる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、例えば、乗用車用或いは小型トラック用空気入りタイヤに関する。

従来から、乗用車用或いは小型トラック用空気入りタイヤにおいては、トレッドに設けられた主溝の側壁にタイヤ周方向に沿って延びる小溝を設け、排水性向上或いはブロック端の浮き上がり防止を図ったものがある（例えば、特許文献１）。

また、トレッドに設けられた主溝の側壁にタイヤ半径方向に沿って延びる小溝を設け、制駆動性能と耐偏摩耗性能を高めたものがある。
特開２００２−２１９９０６号公報

しかしながら、小溝による上記２つの効果は、それぞれが最大限に発揮されるトレッドの領域があり、それ以外の領域に配置された小溝は有効に働いていない。

本発明は、上記事実を考慮し、溝壁に設けられた小溝をトレッドの最適な領域に配置することにより、耐ハイドロプレーニング性能及び雪上制駆動性能の向上を図ることができる空気入れタイヤを提供することを目的とする。

本発明の請求項１に係る空気入りタイヤは、トレッドの接地幅を４等分した場合に、トレッド幅方向両端部側の領域をショルダー領域とし、前記ショルダー領域の内側の領域をセンター領域としたときにおいて、前記センター領域に設けられ、タイヤ周方向に沿って延びる第１周方向溝と、前記ショルダー領域に設けられ、タイヤ周方向に沿って延びる第２周方向溝と、前記第１周方向溝の溝壁に設けられ、タイヤ周方向に沿って延びる複数の周方向小溝と、前記第２周方向溝の溝壁に設けられ、タイヤ半径方向に沿って延びる複数の径方向小溝と、を備え、前記周方向小溝の溝深さは、０．０１〜０．５ｍｍの範囲内、前記周方向小溝のピッチは、０．０１〜０．５ｍｍの範囲内に設定され、前記径方向小溝の溝深さは、０．５〜１．５ｍｍの範囲内、前記径方向小溝のピッチは、０．５〜１．５ｍｍの範囲内に設定されたことを特徴とする。

タイヤの排水性の向上には、センター領域に設けられタイヤ周方向に沿って延びる第１周方向溝の寄与が大きい。上記構成では、この第１周方向溝の溝壁に、さらに、排水性を高めるために、タイヤ周方向（水の流れに沿う方向）に沿って延びる複数の周方向小溝を設けている。

この周方向小溝の溝深さ及びピッチの各々を０．０１〜０．５ｍｍの範囲内に設定しているので、ウェット路面走行時において、第１周方向溝に水が流れる際に、無数の微小な渦が溝壁に沿って生成され水と溝壁との間の摩擦抵抗を低減でき、実走行時の耐ハイドロプレーニング性能の向上を図ることできる。

また、ショルダー領域に設けられタイヤ周方向に沿って延びる第２周方向溝は、タイヤの排水性よりも雪上の制駆動に対する寄与が相対的に大きい。上記構成では、この第２周方向溝の溝壁に、さらに、雪上の制駆動を高めるために、タイヤ半径方向に沿って延びる複数の径方向小溝を設けている。

この径方向小溝では、周方向小溝とは異なる溝深さ及びピッチに設定しており、その溝深さ及びピッチの各々は０．５〜１．５ｍｍの範囲内である。このように設定することにより、第２周方向溝の排水性を維持しつつ、タイヤが雪道に接地した際に溝内にできる雪柱との摩擦を大きくすることができ、実走行時の雪上制駆動性能の向上を図ることできる。すなわち、周方向小溝の溝深さ及びピッチの各々が０．５ｍｍ未満であると、雪柱との十分な摩擦が得られず、周方向小溝の溝深さ及びピッチの各々が１．５ｍｍを超えると、第２周方向溝の排水性が悪化する。

以上のように、請求項１に記載の発明では、排水性を向上させる周方向小溝と、雪上の制駆動性を向上させる径方向小溝とで、溝深さ及びピッチを異ならせて、周方向小溝及び径方向小溝をトレッドの最適な領域に配置しているので、耐ハイドロプレーニング性能及び雪上制駆動性能の向上を図ることができる。

なお、本明細書でいうトレッドの接地幅とは、空気入りタイヤを以下に説明する標準リムに装着し、標準空気圧を充填し、標準荷重を作用させたときのタイヤ幅方向の一方のタイヤ幅方向最外端（トレッド端）から他方のタイヤ幅方向最外端（トレッド端）までの寸法をいう。

標準リムとはＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＹｅａｒ Ｂｏｏｋ２００４年度版規定のリムであり、標準空気圧とはＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＹｅａｒ Ｂｏｏｋ２００４年度版の最大負荷能力に対応する空気圧であり、標準荷重とはＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＹｅａｒ Ｂｏｏｋ２００４年度版の単輪を適用した場合の最大負荷能力に相当する荷重である。

また、日本以外では、荷重とは下記規格に記載されている適用サイズにおける単輪の最大荷重（最大負荷能力）のことであり、空気圧とは下記規格に記載されている単輪の最大荷重（最大負荷能力）に対応する空気圧のことであり、リムとは下記規格に記載されている適用サイズにおける標準リム（または、”ApprovedRim" 、”Recommended Rim"）のことである。

規格は、タイヤが生産又は使用される地域に有効な産業規格によって決められている。例えば、アメリカ合衆国では、”The Tire and Rim Association Inc.のYear Book "であり、欧州では”The European Tire and Rim Technical OrganizationのStandards Manual"である。

また、周方向溝に設けた小溝の溝深さとは、周方向溝の溝壁に対して垂直方向に測定した最深部の深さである。

本発明の請求項２に係る空気入りタイヤは、請求項１に構成において、前記径方向小溝の深さ及び溝幅は、トレッド踏面付近において、トレッド踏面に向かって徐々に小さくされていることを特徴とする。

この構成によれば、第２周方向溝の溝壁の底部では、径方向小溝の深さ及び溝幅の大きさは変化させていないので、雪上制駆動性能を維持できる。

トレッド踏面付近において、径方向小溝の深さ及び溝幅は、トレッド踏面に向かって徐々に小さくされているので、タイヤ踏面から平面視した場合に、径方向小溝が小さく見えるため、タイヤの外観をよくすることができる。

なお、トレッド踏面付近とは、トレッド踏面から２ｍｍ以内をいうものとする。

本発明は、上記構成としたので、耐ハイドロプレーニング性能及び雪上制駆動性能の向上を図ることができる。

本発明の空気入りタイヤに係る一の実施の形態を図１〜図６に基づき説明する。

図１には、本実施の形態に係る空気入りタイヤのトレッドの平面図が示されている。

図１に示すように、空気入れタイヤ１０（例えば、タイヤサイズ１８５Ｒ１４）のトレッド１２は、本実施の形態では、トレッド１２の接地幅Ｗを４等分した場合に、トレッド１２の幅方向両端部側の領域をショルダー領域１２Ｓ、そのショルダー領域１２Ｓの内側の領域をセンター領域１２Ｃと定義する。

センター領域１２Ｃには、タイヤ周方向に沿って延びる第１周方向溝１４が左右対称に２本形成されている。この第１周方向溝１４の赤道面ＣＬ側の溝壁は、赤道面ＣＬから長さＬ１（１５ｍｍ）の位置に形成され、接地端Ｅ側の溝壁は、赤道面ＣＬから長さＬ２（２５ｍｍ）の位置に形成されている。第１周方向溝１４の溝幅Ｗ１は、トレッド踏面で１０ｍｍとなる。また、トレッド１２には、この２本の第１周方向溝１４を連通する横溝１８が複数形成されている。

ショルダー領域１２Ｓには、タイヤ周方向に沿って延びる第２周方向溝１６が左右対称に２本形成されている。この第２周方向溝１６の赤道面ＣＬ側の溝壁は、赤道面ＣＬから長さＬ３（５８ｍｍ）の位置に形成され、接地端Ｅ側の溝壁は、赤道面ＣＬから長さＬ２（６５ｍｍ）の位置に形成されている。第２周方向溝１６の溝幅Ｗ２は、トレッド踏面で８ｍｍとなる。この第２周方向溝１６と第１周方向溝１４とを連通する横溝２０が複数形成されている。

なお、第１周方向溝１４は、センター領域１２Ｃに形成されていればよく、長さＬ１は１５ｍｍ、長さＬ２は２５ｍｍである必要はない。また、第２周方向溝１６は、ショルダー領域１２Ｓに形成されていればよく、長さＬ３は５８ｍｍ、長さＬ４は６５ｍｍである必要はない。

図２には、第１周方向溝１４の断面図が示されている。

図２に示すように、第１周方向溝１４は断面がＵの字形状をしており、第１周方向溝１４の溝深さＤ１は、トレッド踏面から１０ｍｍの深さとされている。また、溝側壁の傾斜は、トレッド踏面に立てた垂線Ｌに対して角度θ１（１０度〜１２度）とされている。第１周方向溝１４の対向する両溝側壁には、タイヤ周方向に延びる周方向小溝２２がそれぞれ形成されている。

この周方向小溝２２は、断面三角形状をしており、トレッド踏面から溝底にかけて、複数の周方向小溝２２が連続して形成されている。

また、溝底にクラックが生じた場合、周方向小溝２２に沿ってクラックが成長する場合が考えられる。周方向小溝２２により溝底のクラックの成長が懸念される場合には、図２に示すように、溝底付近（最深部から、少なくとも溝深さＤ１の１０％の寸法までの部位）には周方向小溝２２を形成しないことが望ましい。

また、この周方向小溝２２の溝深さｄ１は、０．０１〜０．５ｍｍの範囲内、好ましくは、０．０５〜０．４ｍｍの範囲内に設定される。本実施の形態では、０．３ｍｍに設定している。また、周方向小溝２２のピッチｐ１は、０．０１〜０．５ｍｍの範囲内に、好ましくは、０．０５〜０．４ｍｍの範囲内に設定される。本実施の形態では、０．４ｍｍに設定している。

図３には、第２周方向溝１６の断面図が示され、図４には、第２周方向溝１６の溝側壁に設けられた径方向小溝が示されている（図４（Ａ）は、第２周方向溝１６の溝側壁をトレッド踏面から平面視した図、図４（Ｂ）は、第２周方向溝１６の溝側壁を正面からみた図）。

図３に示すように、第２周方向溝１６は、第１周方向溝１４と同じく、断面がＵの字形状をしており、第２周方向溝１６の溝深さＤ２は、トレッド踏面から１０ｍｍの深さとされている。また、溝側壁の傾斜は、トレッド踏面に立てた垂線Ｌに対して角度θ２（１０度〜１２度）とされている。

図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第１周方向溝１６の溝側壁には、タイヤ半径方向に延びる複数の径方向小溝２４がそれぞれ形成されている。

図４（Ｂ）に示すように、この径方向小溝２４は、断面三角形状をしており、タイヤ周方向に（図４の矢印Ａ方向に）連続して形成されている。径方向小溝２４の溝深さｄ２は、０．５〜１．５ｍｍの範囲内、好ましくは、０．８〜１．２ｍｍの範囲内に設定される。本実施の形態では、１．０ｍｍに設定している。径方向小溝２４のピッチｐ２は、０．５〜１．５ｍｍの範囲内、好ましくは、０．８〜１．２ｍｍの範囲内に設定される。本実施の形態では、１．０ｍｍに設定している。

なお、本実施の形態では、周方向小溝２２及び径方向小溝２４は、断面三角形形状としたが、矩形、台形、半円形、波形状等の他の形状であっても良い。

図５には、径方向小溝２４の変形例が示されている（図５（Ａ）は、第２周方向溝１６の溝側壁をトレッド踏面から平面視した図、図５（Ｂ）は、ブロックを中間部分でトレッド１２と平行に切断したときの断面図、図５（Ｃ）は、第２周方向溝１６の溝側壁を正面からみた図）。

図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、径方向小溝２４の溝深さ及び溝幅が、トレッド踏面付近（トレッド踏面から２ｍｍ以内）において、トレッド踏面へ向かうに連れて徐々に小さくなるように形成されている。

図５（Ｂ）に示すように、トレッド踏面付近（トレッド踏面から２ｍｍ以内）より下方の径方向小溝２４の溝深さｄ３は、０．５〜１．５ｍｍの範囲内、好ましくは、０．８〜１．２ｍｍの範囲内に設定される。本実施の形態では、１．０ｍｍに設定されている。

また、トレッド踏面付近（トレッド踏面から２ｍｍ以内）より下方の径方向小溝２４の溝幅ｗ３は、０．５〜１．５ｍｍの範囲内、好ましくは、０．８〜１．２ｍｍの範囲内に設定される。本実施の形態では、１．０ｍｍに設定されている。

この径方向小溝２４の溝深さ及び径方向小溝２４の溝幅は、トレッド踏面へ向けて、徐々に小さくされ、トレッド踏面では、図５（Ｃ）に示すように、径方向小溝２４は無くなり、トレッド踏面から平面視すると、径方向小溝２４が見えなくなる。
（作用）
次に、上記の実施の形態について作用を説明する。

本実施の形態では、タイヤの排水性に対する寄与度の大きいショルダー領域１２Ｓに設けられた第１周方向溝１４の溝側壁に、さらに、排水性を高めるために、タイヤ周方向（水の流れに沿う方向）に沿って延びる複数の周方向小溝２２を設けている。

この周方向小溝２２の溝深さ及びピッチの各々を０．０１〜０．５ｍｍの範囲内に設定しているので、無数の微小な渦が溝壁に沿って生成され水と溝壁との間の摩擦抵抗を低減でき、実走行時の耐ハイドロプレーニング性能の向上を図ることできる。

また、周方向小溝２２の溝深さ及びピッチの各々を０．０５〜０．４ｍｍの範囲内に設定すれば、第１周方向溝１４内を流れる水の抵抗を低減する効果が特に大きく、第１周方向溝１４の排水効率を特に向上させることができる。

また、タイヤの排水性よりも雪上の制駆動に対する寄与度が相対的に大きいセンター領域１２Ｃに設けられた第２周方向溝１６の溝側壁には、さらに、雪上の制駆動を高めるために、タイヤ半径方向に沿って延びる複数の径方向小溝２４を設けている。

この径方向小溝２４は、周方向小溝２２とは異なる溝深さ及びピッチに設定しており、その溝深さ及びピッチの各々は０．５〜１．５ｍｍの範囲内である。このように設定することにより、第２周方向溝１６の排水性を維持しつつ、タイヤが雪道に接地した際に溝内にできる雪柱との摩擦を大きくすることができ、実走行時の雪上制駆動性能の向上を図ることできる。

また、径方向小溝２４の溝深さ及びピッチの各々を０．８〜１．２ｍｍの範囲内に設定すれば、第２周方向溝１６内にできる雪柱との摩擦を増大する効果が特に大きく、雪上制駆動性能を特に向上させることができる。

本実施の形態では、排水性を向上させる周方向小溝２２と、雪上の制駆動性を向上させる径方向小溝２４とで、溝深さ及びピッチを異ならせて、周方向小溝２２及び径方向小溝２４をトレッドの最適な領域に配置しているので、耐ハイドロプレーニング性能及び雪上制駆動性能の向上を図ることができる。

また、径方向小溝２４の溝深さｄ２及び溝幅ｗ２を、トレッド踏面付近（トレッド踏面から２ｍｍ以内）において、トレッド踏面へ向かうに連れて徐々に小さくなるように形成し、本実施の形態のように、トレッド踏面で径方向小溝２４が無くなるようにすれば、耐ハイドロプレーニング性能と雪上制駆動性能を維持したままタイヤの外観をよくすることができる。
（試験例）
次に、本発明の効果を確かめるために行った試験例について説明する。

図６には、実車試験で評価した直進ハイプレ発生速度指数及び雪上制駆動トラクション指数が示されている。

直進ハイプレ発生速度指数を評価する試験では、水深１０ｍｍの路面上で、速度を上げていき、ハイドロプレーニング現象が発生する速度を測定し、従来例と比較した。この評価は、小溝を設けていないタイヤを１００とする指数で表わし、数値が高いほど、耐ハイドロプレーニング性能が良好であることを示している。

また、雪上制駆動トラクション指数を評価する試験では、雪上で車両を停止状態から発進させ、一定の速度に達するまでの時間を測定し、従来例と比較した。この評価は、小溝を設けていないタイヤの時間の逆数を１００とする指数で表わし、数値が高いほど、雪上制駆動性能が良好であることを示している。

周方向溝のすべてに周方向小溝に設けた従来例では、直進ハイプレ発生速度指数は１０５であり、雪上制駆動トラクション指数１００となる。周方向溝のすべてに径方向小溝に設けた従来例では、直進ハイプレ発生速度指数は１００であり、雪上制駆動トラクション指数１０５となる。

これに対して、本発明の構成のように、センター領域１２Ｃの第１周方向溝１４に周方向小溝２２を形成し、ショルダー領域１２Ｓの第２周方向溝１６に径方向小溝２４を形成すれば、直進ハイプレ発生速度指数及び雪上制駆動トラクション指数は、１０５となる。このことから、本発明の構成では、耐ハイドロプレーニング性能及び雪上制駆動性能が向上していることがわかる。

図１は、本発明の一の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドを示す平面図である。 図２は、本実施形態に係る第１周方向溝を示す２−２線断面図である。 図３は、本実施形態に係る第２周方向溝を示す３−３線断面図である。 図４（Ａ）は、本実施形態に係る径方向小溝を示す上面図である。 図４（Ｂ）は、本実施形態に係る径方向小溝を示す正面図である。 図５（Ａ）は、ブロックをトレッド踏面付近でトレッドと平行に切断したときの本実施形態に係る径方向小溝の変形例を示すＡ−Ａ線断面図である。 図５（Ｂ）は、ブロックをトレッド踏面付近より下方でトレッドと平行に切断したときの本実施形態に係る径方向小溝の変形例を示すＢ−Ｂ線断面図である。 図５（Ｃ）は、本実施形態に係る径方向小溝の変形例を示す正面図である。 図６は、本実施形態に係る空気入りタイヤ及び従来のタイヤにおいて、実写試験で評価した直進ハイプレ発生速度指数及び雪上制駆動トラクション指数を比較する表である。

符号の説明

１０ 空気入りタイヤ
１２ トレッド
１２Ｓ ショルダー領域
１２Ｃ センター領域
１４ 第１周方向溝
１６ 第２周方向溝
２２ 周方向小溝
２４ 径方向小溝
Ｗ 接地幅

Claims (2)

1. トレッドの接地幅を４等分した場合に、トレッド幅方向両端部側の領域をショルダー領域とし、前記ショルダー領域の内側の領域をセンター領域としたときにおいて、
   前記センター領域に設けられ、タイヤ周方向に沿って延びる第１周方向溝と、
   前記ショルダー領域に設けられ、タイヤ周方向に沿って延びる第２周方向溝と、
   前記第１周方向溝の溝壁に設けられ、タイヤ周方向に沿って延びる複数の周方向小溝と、
   前記第２周方向溝の溝壁に設けられ、タイヤ半径方向に沿って延びる複数の径方向小溝と、を備え、
   前記周方向小溝の溝深さは、０．０１〜０．５ｍｍの範囲内、前記周方向小溝のピッチは、０．０１〜０．５ｍｍの範囲内に設定され、前記径方向小溝の溝深さは、０．５〜１．５ｍｍの範囲内、前記径方向小溝のピッチは、０．５〜１．５ｍｍの範囲内に設定されたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記径方向小溝の深さ及び溝幅は、トレッド踏面付近において、トレッド踏面に向かって徐々に小さく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。

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