JP2012076597A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】横溝と縦溝とが交差する箇所である合流点における水流の剥離を防止し、渦による抵抗を抑制して排水性能を向上するようにした空気入りタイヤを提供すること。
【解決手段】第１横溝１８は、タイヤ回転方向の後方に変位しつつタイヤ幅方向の外側に延在しその外側の端で第２縦溝１６に開口している。第１横溝１８の壁面１８０４と第２縦溝１６の壁面１６０４とが交わる交差部３０に、交差部３０の部分が切り取られ第１横溝１８の壁面１８０４と第２縦溝１６の壁面１６０４とを連通する切り欠き３２が形成されている。この切り欠き３２は、交差部３０の延在方向に沿って複数設けられ、交差部３０は凹凸部３４として形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、トレッド部にタイヤ周方向に延在する縦溝と、タイヤ回転方向の後方に変位しつつタイヤ幅方向の外側に延在しその外側の端で前記縦溝に開口する横溝とを備えた空気入りタイヤに関する。

トレッド部にタイヤ周方向に延在する縦溝と、タイヤ回転方向の後方に変位しつつタイヤ幅方向の外側に延在しその外側の端で前記縦溝に開口する横溝とを備えた空気入りタイヤでは、図８に示すように、横溝５０と縦溝５２とが交差する箇所である合流点において、横溝５０を流れる水流５４Ａと縦溝５２を流れる水流５４Ｂがそれら横溝５０と縦溝５２の壁面から大きく剥離し、渦５４Ｃを生じて抵抗Ｒとなる。
従来、トレッド部にタイヤ周方向に延在する縦溝と、タイヤ周方向と交差する方向に延在しタイヤ幅方向内側の端で前記縦溝に開口する横溝とを備え、水が前記縦溝から前記横溝に流れる空気入りタイヤでは、横溝の開口に対向する縦溝の箇所に凹凸部を設け、水流の剥離を防止し、排水性能を向上させたものが提案されている（特許文献１）。

特開２００４−１９６１４４号公報

しかしながら、上述の従来技術では、水が前記横溝から前記縦溝に流れる合流点での水流の剥離を防止できず、縦溝内で渦による抵抗となり、空気入りタイヤの排水性能の向上が望まれていた。
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、横溝と縦溝とが交差する箇所である合流点における水流の剥離を防止し、渦による抵抗を抑制して排水性能を向上するようにした空気入りタイヤを提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、トレッド部にタイヤ周方向に延在する縦溝と、タイヤ回転方向の後方に変位しつつタイヤ幅方向の外側に延在しその外側の端で前記縦溝に開口する横溝とを備えた空気入りタイヤにおいて、前記横溝の壁面と前記縦溝の壁面とが交わる交差部が、前記交差部の部分が切り取られ前記横溝の壁面と前記縦溝の壁面とを連通する切り欠きが前記交差部の延在方向に沿って複数設けられた凹凸部として形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、横溝と縦溝とが交差する箇所において、横溝を流れる水流が、縦溝を流れる水流とスムーズに合流でき、したがって、横溝および縦溝内の水の流れを円滑化でき、空気入りタイヤの排水性能を向上することが可能となる。
また、タイヤの接地面積の減少を抑制しつつ切り欠きを形成できるので、ドライ路面での操縦安定性を確保しつつ排水性能を向上することが可能となる。

トレッドパターンの説明図である。 （Ａ）は第１横溝の壁面と第２縦溝の壁面とが交わる交差部の斜視図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ矢視図である。 凹凸部の説明図である。 第１横溝と第２縦溝を流れる水流の説明図である。 切り欠きの説明図であり、（Ａ）は凹凸部の正面図、（Ｂ）は凹凸部の平面図である。 凹凸部の説明図である。 排水性能とドライ操縦安定性能についての試験結果を示す図である。 従来の横溝と縦溝を流れる水流の説明図である。

図１に示すように、空気入りタイヤは、車両への装着時における回転方向が指定されたトレッドパターンを有し、タイヤの回転方向をＡ矢印で示す。
トレッド部１２には、タイヤ赤道Ｃの両側にタイヤ周方向に延在する一対の第１縦溝１４が設けられ、それら一対の縦溝１４の両側にそれぞれタイヤ周方向に延在する第２縦溝１６が設けられている。
また、タイヤ周方向と交差する方向に延在し第１縦溝１４と第２縦溝１６を連通する第１横溝１８が設けられ、また、第２縦溝１６に連通し第２縦溝１６からタイヤ幅方向外側に延在する第２横溝２０が設けられている。
第１横溝１８は、タイヤ赤道Ｃ側の端部がタイヤ幅方向外側の端部よりもタイヤ回転方向の前方に偏位しており、タイヤ回転方向の後方に変位しつつタイヤ幅方向の外側に延在しその外側の端で第２縦溝１６に開口している。
第２横溝２０は、タイヤ赤道Ｃ側の端部がタイヤ幅方向外側の端部よりもタイヤ回転方向の前方に偏位するようにタイヤ周方向に対して傾斜して形成されている。
そして、一対の第１縦溝１４によりタイヤ周方向に延在するセンターリブ２２が区画されている。また、第１縦溝１４と第２縦溝１６の間に、それら縦溝１４、１６と第１横溝１８により区画された第１ブロック２４がタイヤ周方向に並べられた第１ブロック列２４Ａが設けられている。また、第２縦溝１６のタイヤ幅方向の外側に、第２縦溝１６と第２横溝２０により区画された第２ブロック２６がタイヤ周方向に並べられた第２ブロック列２６Ａが設けられている。

図１の各溝１４、１６、１８、２０内に矢印で示すように、ＷＥＴ路面の走行時、トレッド部１２において、水は第１縦溝１４から第１横溝１８を経て第２縦溝１６に至り、第２縦溝１６から第２横溝２０を経てトレッド部１２からタイヤ幅方向の外側に排出される。
本実施の形態において、本発明が適用される箇所は、第１横溝１８の壁面１８０４と第２縦溝１６の壁面１６０４とが交わる交差部３０である。

図２（Ａ）、（Ｂ）で示すように、第１横溝１８は、底面１８０２と、この底面１８０２の両側から起立し互いに対向する一対の壁面１８０４で形成されている。また、第２縦溝１６は、第１横溝１８の底面１８０２よりも深さの大きい底面１６０２と、この底面１６０２の両側から起立し互いに対向する一対の壁面１６０４で形成されている。
そして、第１横溝１８の壁面１８０４と第２縦溝１６の壁面１６０４とが交わる交差部３０に、交差部３０の部分が切り取られ第１横溝１８の壁面１８０４と第２縦溝１６の壁面１６０４とを連通する切り欠き３２が形成されている。この切り欠き３２は、交差部３０の延在方向に沿って複数設けられ、交差部３０は凹凸部３４として形成されている。
より詳細には、交差部３０は、第１横溝１８のタイヤ幅方向外側の端部において、互いに対向する一対の壁面１８０４にそれぞれ設けられ、したがって、交差部３０は第１横溝１８の２箇所に設けられ、凹凸部３４も第１横溝１８の２箇所に設けられる。

切り欠き３２の断面形状は、図３（Ａ）に示す三角形や、図３（Ｂ）に示すのこ歯状、図３（Ｃ）に示す矩形や台形など特に限定されず、また、図３（Ｄ）に示すように、凹凸部３４を、例えば円弧状の凸部と円弧状の凹部を連続させた滑らかな凹凸形状で形成してもよい。

本実施の形態によれば、図４に示すように、第１横溝１８と第２縦溝１６とが交差する箇所である合流点において、微小な乱流４０Ｃを生じ易くし、第１横溝１８を流れる水流４０Ａと、第２縦溝１６を流れる水流４０Ｂとをスムーズに合流させることができる。
すなわち、合流点において従来の渦の発生を抑制し、水流４０Ａ、４０Ｂが第１横溝１８の壁面１８０４と第２縦溝１６の壁面１６０４から大きく剥離しない為、合流の際の抵抗Ｒを小さくできる。
したがって、第１横溝１８および第２縦溝１６内の水の流れを円滑化でき、空気入りタイヤの排水性能を向上することが可能となる。
また、トレッド部１２の表面である空気入りタイヤの接地面積（トレッド面の面積）の減少を抑制しつつ切り欠き３２を形成できるので、ドライ路面での操縦安定性を確保しつつ排水性能を向上することが可能となる。

凹凸部３４を構成する切り欠き３２は、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、切り欠き３２の交差部３０の延在方向に沿った寸法を幅Ｗとし、交差部３０（交差部３０の稜線または頂点）から切り欠き３２の底部までの寸法を深さＤとすると、深さＤは０．０１ｍｍ≦Ｄ＜１．０ｍｍを満たし、幅Ｗと深さＤは、Ｗ≦２Ｄの関係を満たしていることが好ましい。
トレッド部１２において、第１縦溝１４、第２縦溝１６、第１横溝１８、第２横溝２０内を流れる水流のレイノルズ数Ｒｅは、車速により１００００〜１０００００程度とされる。
乱流域での渦の大きさδはδ＝０．３７（Ｒｅ）^−１／５（ｍｍ）で表され、Ｒｅ＝５００００の場合、δ＝０．０４（ｍｍ）となる。
よって、切欠きの深さＤが０．０１ｍｍ未満では、水流剥離を防止する効果が小さくなる。一方、切欠きの深さＤが１．０ｍｍ以上では、乱流が大きくなり、かえって水流剥離を誘発し抵抗を生じる。
したがって、深さＤは０．０１ｍｍ≦Ｄ＜１．０ｍｍを満たしていることが好ましい。
また、切り欠き３２の幅Ｗと深さＤは、Ｗ≦２Ｄの関係を満たしていることが好ましく、この関係を満たしていると、微小乱流を発生し易やすくする点で有利となる。

また、図６に示すように、切り欠き３２の幅Ｗと深さＤを底面に至るにつれて小さくすると、トレッド部１２の摩耗により第１横溝１８と第２縦溝１６の深さが減少した際に、第１横溝１８と第２縦溝１６の断面形状に対応した大きさの切り欠き３２となり、微小乱流を発生し易やすくする点で有利となる。

また、切り欠き３２を交差部３０の延在方向に沿って並べる間隔（ピッチ）は、等間隔でも不等間隔でもよく、あるいは、底面に近づくほど間隔を狭くしてもよい。底面に近づくほど間隔を狭くすると、トレッド部１２の摩耗により第１横溝１８と第２縦溝１６の深さが減少した際に、第１横溝１８と第２縦溝１６の断面形状の大きさに対応した数となり、微小乱流を発生し易やすくする点で有利となる。

また、切り欠き３２は、第１横溝１８の壁面１８０４と第２縦溝１６の壁面１６０４とにわたって延在していることが必要であり、図５（Ｂ）に示すように、交差部３０の稜線（頂点）から第１横溝１８の壁面１８０４に開口する切り欠き３２の底部までの距離Ｓ１と、交差部３０の稜線（頂点）から第２縦溝１６の壁面１６０４に開口する切り欠き３２の底部までの距離Ｓ２との関係は特に限定されない。

図１に示すトレッドパターンを有するタイヤサイズ２０５／５５Ｒ１６の試験タイヤを形成し排気量２０００ｃｃの国産乗用車セダンの４輪に装着した。
リム：１６×６．５ＪＪ
試験空気圧：２３０ｋＰａ
従来例１：交差部３０に凹凸部３４を形成していないタイヤ
従来例２：交差部３０に面取りを施したタイヤ

実施例１〜実施例３：第１横溝１８の壁面１８０４と第１横溝１８と第２縦溝１６の壁面１６０４とが交わる交差部３０に、図２に示す凹凸部３４を形成した。
実施例１：切り欠き３２の幅Ｗ＝１．０ｍｍ
切り欠き３２の深さＤ＝０．５ｍｍ
切り欠き３２の断面形状＝図３（Ａ）に示す三角形
切り欠き３２の個数＝６個
実施例２：切り欠き３２の幅Ｗ＝１．０ｍｍ
切り欠き３２の深さＤ＝０．５ｍｍ
切り欠き３２の断面形状＝図３（Ｃ）に示す矩形
切り欠き３２の個数＝３個
実施例３：切り欠き３２の幅Ｗ＝２．０ｍｍ
切り欠き３２の深さＤ＝２．０ｍｍ
切り欠き３２の断面形状＝図３（Ａ）に示す三角形
切り欠き３２の個数＝３個

排水性能：試験タイヤを車両に装着し、水深８ｍｍのハイドロプールを一定速度で走行するに当たり、速度を低速からステップ状に増加させて走行し、ハイドロプレーン現象が最初に発生したときの速度を測定した。
排水性の評価結果は従来例１のハイドロプレーン発生速度を１００とする指数により表示し、指数が大きいほど排水性が優れていることを示す。
ドライ操縦安定性能：試験タイヤを車両に装着し、ドライ状態のテストコースにてテストドライバーが各種走行モードにて走行した際の官能評価であり、従来例１の評価を１００とする指数で表示し、指数が大きいほどドライ操縦安定性能が優れていることを示す。

従来例２では、面取りによりトレッド部の接地面積が減少するため、ドライ操縦安定性能が低下している。
実施例１、実施例２では、０．０１ｍｍ≦Ｄ＜１．０ｍｍを満たし、かつ、Ｗ≦２Ｄを満たしているので、ドライ操縦安定性能を従来例１と同等に維持しつつ、排水性能が従来例１、２に比べて向上している。
実施例３では、０．０１ｍｍ≦Ｄ＜１．０ｍｍおよびＷ≦２Ｄの双方を満たしていないため、排水性能は従来例１、２よりも向上しているものの実施例１、２に比べて低下している。ドライ操縦安定性能については従来例２と同等である。

１４……第１縦溝、１６……第２縦溝、１６０２……底面、１６０４……壁面、１８……第１横溝、１８０２……底面、１８０４……壁面、２０……第２横溝、３０……交差部、３２……切り欠き、３４……凹凸部。

Claims (3)

1. トレッド部にタイヤ周方向に延在する縦溝と、タイヤ回転方向の後方に変位しつつタイヤ幅方向の外側に延在しその外側の端で前記縦溝に開口する横溝とを備えた空気入りタイヤにおいて、
   前記横溝の壁面と前記縦溝の壁面とが交わる交差部が、前記交差部の部分が切り取られ前記横溝の壁面と前記縦溝の壁面とを連通する切り欠きが前記交差部の延在方向に沿って複数設けられた凹凸部として形成されている、
   ことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記切り欠きの前記交差部の延在方向に沿った寸法を幅Ｗとし、前記交差部から前記切り欠きの底部までの寸法を深さＤとすると、深さＤは０．０１ｍｍ≦Ｄ＜１．０ｍｍを満たし、幅Ｗと深さＤは、Ｗ≦２Ｄの関係を満たしている、
   ことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記幅Ｗと深さＤは、前記横溝の底部に近づくほど小さい寸法で形成されている、
   ことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。

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