JP2013035412A

JP2013035412A - タイヤ

Info

Publication number: JP2013035412A
Application number: JP2011173185A
Authority: JP
Inventors: Seiji Koide; 征史小出; Fumitaka Kobayashi; 史貴小林
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2011-08-08
Filing date: 2011-08-08
Publication date: 2013-02-21

Abstract

【課題】ドライ性能等の他性能を低下させずにウエット性能の向上を図ることのできるタイヤを提供すること。
【解決手段】、周方向主溝１４の溝底に、主溝側壁との間に細溝２４を開け溝底から立ち上がる板状突起２５を設け、この板状突起２５に複数の小孔２６を形成する。タイヤ１０が水溜り等のウエット路面を走行すると、空気及び路面の水がトレッド接地面内の周方向主溝１４及び細溝２４に流れ込む。ブロック１８が路面に接地して横方向へ膨出すると、細溝２４に介在している水及び空気が、板状突起２５の小孔２６を通過して主溝側（ブロック側とは反対側）へ押し出され、空気は小孔２６から微細気泡となって噴出する。板状突起２５の表面に沿って無数の微細気泡が流れ、水溜り等のウエット路面を走行する際に、周方向主溝１４内を流れる水の摩擦抵抗を低減することができる。
【選択図】図３

Description

本発明はタイヤに係り、特に、ウエット性能を向上させたタイヤに関する。

タイヤのトレッドには、ウエット性能を得るために複数の溝が形成されている（特許文献１参照）。
ハイドロプレーニング性能またはウエットブレーキ性能等、濡れた路面でのタイヤ性能向上のためには、溝の排水性を向上させる必要がある。
排水性向上のためには、溝の断面積を増やす、溝の数を増やす等の方法があるが、陸部の剛性を低下させ、ドライ性能を低下させる問題がある。

特開２００８-１４９９０４号公報

本発明は、ドライ性能等の他性能を低下させずにウエット性能の向上が可能なタイヤを得ることが目的である。

請求項１に記載のタイヤは、弾性体からなるトレッドに形成され前記トレッドと路面との間の水を排水すると共に、陸部を区画する主溝と、前記主溝の溝底から立設され、前記主溝で区画される前記陸部の側壁との間に間隙を構成し、主溝長手方向に沿って延びる板状突起と、前記板状突起を貫通する複数の小孔と、を有する。

タイヤが水溜り等のウエット路面を走行すると、空気及び路面の水がトレッド接地面内の主溝及び間隙に流れ込む。
弾性体からなるトレッドの陸部が路面に接地すると、陸部は圧縮されて横方向へ膨出する。これにより、板状突起と陸部側壁との間の間隙に介在している水及び空気が、板状突起の小孔を通過して主溝側（陸部側とは反対側）へ押し出され、その際、空気は小孔から微細気泡となって噴出する。
板状突起には、複数の小孔が形成されているため、板状突起の表面に沿って無数の微細気泡が流れ、水溜り等のウエット路面を走行する際に、主溝内を流れる水の摩擦抵抗を低減することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のタイヤにおいて、前記小孔の径は、１〜５０００μｍの範囲内に設定されている。

小孔の径を１〜５０００μｍの範囲内に設定することで、摩擦抵抗を低減するのに適した微細気泡を噴出させることができる。
なお、小孔の径が１μｍ未満になると、小孔の加工が困難となる。一方、小孔の径が５０００μｍを超えると、小孔が大き過ぎて走行により小孔が破損する場合がある。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載のタイヤにおいて、前記板状突起を備える前記主溝は、タイヤ周方向に沿って延びる周方向主溝である。

板状突起を備える主溝がタイヤ周方向に沿って延びる周方向主溝であるため、周方向主溝内を周方向に流れる水の摩擦抵抗を低減することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載のタイヤにおいて、前記板状突起を備える前記主溝は、タイヤ周方向に対して交差する方向に延びるラグ主溝である。

板状突起を備える主溝がタイヤ周方向に対して交差する方向に延びるラグ主溝であるため、ラグ主溝内をタイヤ周方向に対して交差する方向に流れる水の摩擦抵抗を低減することが出来る。

請求項５に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のタイヤにおいて、前記主溝は、タイヤ周方向に沿って延びる周方向主溝と、前記周方向主溝に連結され、タイヤ周方向と交差する方向に延びるラグ主溝とを備え、前記ラグ主溝には、前記小孔の形成された前記板状突起が設けられている。

請求項５に記載のタイヤでは、ラグ主溝に小孔の形成された板状突起が形成されているため、タイヤが水溜り等のウエット路面を走行すると、空気及び路面の水がトレッド接地面内のラグ主溝及び間隙に流れ込み、ラグ主溝内に微細気泡が噴出する。
これにより、水溜り等のウエット路面を走行する際に、ラグ主溝内を流れる水の摩擦抵抗を低減することができる。
また、ラグ主溝内の微細気泡を含んだ水は、ラグ主溝と連結される周方向主溝に流れ込むので、周方向主溝においても周方向主溝内を流れる水の摩擦抵抗を低減することが出来る。
このように、請求項５に記載のタイヤでは、ラグ主溝と周方向主溝の両方で、主溝内を流れる水の摩擦抵抗を低減することが出来る。

以上説明したように、請求項１に記載のタイヤは上記の構成としたので、主溝内を流れる水の抵抗が低減されて主溝の排水効率が向上し、その結果、ウエット性能が向上する、という優れた効果を有する。

請求項２に記載のタイヤは上記の構成としたので、加工性を確保し、タイヤの損傷を抑えることができる。

請求項３に記載のタイヤは上記の構成としたので、周方向主溝内を周方向に流れる水の摩擦抵抗を低減することでウエット性能を向上させることができる。

請求項４に記載のタイヤは上記の構成としたので、ラグ主溝内をタイヤ周方向に対して交差する方向に流れる水の摩擦抵抗を低減することでウエット性能を向上させることができる。

請求項５に記載のタイヤは上記の構成としたので、ラグ主溝内をタイヤ周方向に対して交差する方向に流れる水の摩擦抵抗を低減すること、及び周方向主溝内をタイヤ周方向に流れる水の摩擦抵抗を低減することでウエット性能を向上させることができる。

実施形態に係るタイヤのタイヤ回転軸に沿った断面図である。実施形態に係るタイヤのトレッドのタイヤ半径方向外側から見た平面図である。周方向主溝の断面図である。小孔の形成された板状突起の正面図である。第２の実施形態に係るタイヤのトレッドのタイヤ半径方向外側から見た平面図である。横溝の断面図である。横溝の断面図である。従来例に係るタイヤのトレッドのタイヤ半径方向外側から見た平面図である。

［第１の実施形態］
次に、本発明のタイヤの第１の実施形態を図１乃至図４にしたがって説明する。
なお、本実施形態のタイヤ１０の内部構造は通常の空気入りタイヤと同じであるため、内部構造に関しての説明は簡単に説明する。図１に示すように、本実施形態のタイヤ１０は、一対のビードコア２と、一方のビードコア２から他方のビードコア２へ跨るカーカス４と、カーカス４の半径方向外側に配置される２枚の交差ベルト６と、交差ベルト６のタイヤ径方向外側に配置されるスパイラルベルト８を備え、スパイラルベルト８のタイヤ径方向外側にゴム等の弾性体からなるトレッド１２が配置されている。

図２に示すように、本実施形態のタイヤ１０のトレッド１２には、タイヤ赤道面ＣＬ上と、その両側に、タイヤ周方向（矢印Ａ方向及び矢印Ａ方向とは反対方向。なお、矢印Ａ方向は指定タイヤ回転方向。）に沿って延びる周方向主溝１４が設けられている。

タイヤ赤道面ＣＬ上の周方向主溝１４とその両側の周方向主溝１４との間の陸部には、タイヤ幅方向に横断する複数の横溝１６によって複数のブロック１８が区画されている。なお、横溝１６は、両端が周方向主溝１４に連結されている。
また、タイヤ赤道面ＣＬ両側の周方向主溝１４のタイヤ幅方向外側の陸部には、タイヤ幅方向に横断する複数の横溝２０によって複数のブロック２２が区画されている。なお、横溝２０は、一端が周方向主溝１４に連結され、他端がトレッド端１２Ｅに開口している。
周方向主溝１４、横溝１６、及び横溝２０は、トレッド１２と路面との間の水を排水する役目を有している。

本実施形態のタイヤ１０は乗用車用であり、タイヤサイズが２０５／５５Ｒ１６、周方向主溝１４の溝幅Ｂが９．０ｍｍ、周方向主溝１４の溝深さＤが７．５ｍｍ、ブロック１８及びブロック２２のタイヤ周方向のピッチ長が各々３６．０ｍｍ、周方向のブロック数（１列当り）が５５個、横溝１６の溝幅が１．５ｍｍ、横溝２０の溝幅が幅広部分で４．５ｍｍ、幅狭部分で１．５ｍｍである。

図３に示すように、周方向主溝１４には、溝底に、周方向主溝１４の側壁（ブロック１８の側壁）との間に隙間状の細溝２４を開けて立ち上がる板状突起２５が、周方向主溝１４の側壁に沿って設けられている。

板状突起２５は、横溝１６の周方向主溝側の延長線上、及び横溝２０の周方向主溝側の延長線上においては、横溝１６、及び横溝２０の水が周方向主溝１４へ流れるように途切れている。

ここで、周方向主溝１４の溝幅をＢ、周方向主溝１４の溝深さ（トレッド１２の踏面から計測）をＤ、周方向主溝１４の溝底から計測する板状突起２５の高さをＨ、細溝２４の溝深さ（トレッド１２の踏面から計測）をＬ、細溝２４の溝幅をＷ（トレッド１２の踏面で計測）としたときに、以下の関係とすることが好ましい。
０．８０Ｄ≦Ｈ≦１．１０Ｄ、
０．０１Ｂ≦Ｗ≦０．１０Ｂ、
０．５０Ｄ≦Ｌ≦１．５０Ｄ、
また、板状突起２５の厚さ（平均値）は、０．５〜２．０ｍｍの範囲内に設定することが好ましい。

図４に示すように、板状突起２５には、板状突起２５を貫通する複数の小孔２６が形成されており、これら複数の小孔２６は周方向主溝１４の中央側と細溝２４とを連通している。
これら複数の小孔２６は、板状突起２５の厚み方向に形成されており、トレッド踏面に対して平行かつ、各々が平行に形成されている。
小孔２６の径は、１〜５０００μｍの範囲内に設定することが好ましく、１〜１００μｍの範囲内に設定することが更に好ましい。

ここで、本実施形態のタイヤ１０は、タイヤサイズが２０５／５５Ｒ１６、トレッド全体のネガティブ率が２９．０％、周方向主溝１４の溝幅Ｂが９．０ｍｍ、周方向主溝１４の溝深さＤが７．５ｍｍ、ブロック１８、２２のピッチ長が３６．０ｍｍ、周方向のブロック数（１列当り）が５５個、横溝１６の溝幅が１．５ｍｍ、横溝１６の溝深さが７．５ｍｍ、横溝２０の溝幅は幅広部分が４．５ｍｍ、幅狭部分が１．５ｍｍ、横溝２０の溝深さが７．５ｍｍである。

また、本実施形態では、板状突起２５の高さＨが７．５ｍｍ、細溝２４の溝幅Ｗが０．９ｍｍ、細溝２４の溝深さＬが７．５ｍｍ、板状突起２５の厚さが０．５ｍｍに設定されている。
なお、板状突起２５には、細溝２４と対向している部分全面に、径が１００μｍの円形の小孔２６が密度２５００個／ｃｍ^２でマトリクス状に形成されている。

（作用）
タイヤ１０が水溜り等のウエット路面を走行すると、接地面におけるトレッド１２と路面との間の水は、横溝１６、横溝２０、及び周方向主溝１４を介して接地面外へ排出される。
ウエット路面走行時、これらの溝には、路面の水のみではなく空気も流れ込む。弾性体からなるトレッド１２のブロック１８、及びブロック２２が路面に接地すると、これらブロック１８、及びブロック２２は圧縮されてブロック側壁は横方向へ膨出（図３の２点鎖線で図示。）し、板状突起２５とブロック側壁との間の間隙に介在している水及び空気が、板状突起２５の小孔２６を通過して周方向主溝１４中央側（ブロック側とは反対側）へ押し出され、その際、空気は小孔２６から微細気泡となって噴出する。

板状突起２５には、複数の小孔２６が形成されているため、複数の小孔２６から噴出した無数の微細気泡が板状突起２５の表面に沿って流れ、周方向主溝１４内を流れる水の摩擦抵抗を低減することができる。

このようにして本実施形態のタイヤ１０では周方向主溝１４内を流れる水の摩擦抵抗を低減することができるので、周方向主溝１４の溝断面積を増やしたり、周方向主溝１４の本数を増加して排水性を向上させる必要がなく、ブロック１８、及びブロック２２の剛性を低下させることが無く、ドライ性能を低下させること無くウエット性能を向上することが出来る。

なお、小孔２６は、径を１〜５０００μｍの範囲内に設定すれば、ウエット性能を向上させるに必要な微細気泡を十分に発生させることができる。
なお、小孔２６の径が１μ未満では加工が困難となり、小孔２６の径が５０００μｍを超えると、小孔２６が大きすぎて走行によって小孔２６が破損する場合がある。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。なお、前述した実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
本実施形態のタイヤ１０は、第１の実施形態のタイヤ１０と略同等の図５に示すトレッドパターンを有しているが、以下の点が異なっている。

本実施形態のタイヤ１０では、周方向主溝１４に板状突起２５は形成されておらず、図６、及び図７に示すように、横溝１６に、複数の小孔２６の形成された板状突起２８が形成され、横溝２０の太溝部分に複数の小孔２６の形成された板状突起３０がブロック２２の踏み込み端側に形成されている。

なお、本実施形態では、横溝１６の溝幅が１．５ｍｍ、横溝１６の溝深さが７．５ｍｍであり、その横溝１６に、高さが７．５ｍｍ、板厚が０．５ｍｍの板状突起２８が形成されている。この板状突起２８には、径が１００μｍの円形の小孔２６が密度２５００個／ｃｍ^２でマトリクス状に形成されている。

また、横溝２０の太溝部分には、高さが７．５ｍｍ、板厚が０．５ｍｍの板状突起３０が形成されている。この板状突起３０には、径が１００μｍの円形の小孔２６が密度２５００個／ｃｍ^２でマトリクス状に形成されている。

（作用）
本実施形態のタイヤ１０が水溜り等のウエット路面を走行した際、ブロック１８、及びブロック２２が接地すると、ブロック１８のブロック側壁、及びブロック２２のブロック側壁が横方向に膨出する。

横溝１６では、膨出したブロック側壁と板状突起２８との間の水及び空気が、板状突起２８の小孔２６から押し出され、空気は小孔２６から微細気泡となって横溝１６の板状突起２８の反対側（膨出したブロック側壁とは反対側）へ噴出する。これにより、横溝１６内を流れる水の摩擦抵抗を低減することができる。

なお、横溝２０においても同様にして板状突起３０の小孔２６から空気が微細気泡となって噴出し、横溝２０内を流れる水の摩擦抵抗を低減することができる。横溝２０内の微細気泡を含んだ水は、トレッド１２の端部１２Ｅからタイヤ幅方向外側へと効率的に排出される。

一方、横溝１６においても同様にして板状突起２８の小孔２６から空気が微細気泡となって噴出し、横溝１６内を流れる水の摩擦抵抗を低減することができる。さらに、横溝１６内の微細気泡を含んだ水は周方向主溝１４に流れ込むので、第１の実施形態と同様に周方向主溝１４においても水の摩擦抵抗を低減することが出来る。

［その他の実施形態］
上記実施形態のタイヤ１０では、板状突起２５に多数の小孔２６をマトリクス状に形成したが、ランダムに形成されていても良い。

上記実施形態のタイヤ１０では、板状突起２５に形成される小孔２６の径が全て同じであったが、径が１〜５０００μｍの範囲内であれば、径の異なる小孔２６を混在されていても良い。

上記実施形態のタイヤ１０では、小孔２６の形状が円形であったが、楕円、矩形等、他の形状であっても良い。
上記実施形態のタイヤ１０では、複数の小孔２６は、トレッド踏面に対して平行かつ、各々が平行に形成されていたが、トレッド踏面に対して傾斜していても良い。

上記実施形態のタイヤ１０では、小孔２６の密度が板状突起全体で一定であったが、板状突起の部分部分で密度を変えても良い。一般的に、溝深さが浅くなるとウエット性能は低下するが、例えば、板状突起のトレッド踏面部側で密度を小、板状突起の溝底側で小孔２６の密度を大にすると、溝深さが浅くなった際の排水性の低下を抑えることができる。

摩擦抵抗を低減可能な微細な気泡を発生させるために、小孔２６の径、密度、形状、配置の形態等は、実験、シュミレーション等によって決めることが好ましい。

上記実施形態では、周方向主溝１４に板状突起２５を設けたが、本発明はこれに限らず、排水を担うトレッドの主溝には全て適用可能である。即ち、板状突起２５は、周方向に延びる周方向主溝１４に限らず、周方向に対して傾斜する傾斜溝、タイヤ幅方向に延びるラグ溝等の、周方向溝以外の溝にも全て適用可能である。

また、トレッド１２のパターンは、リブパターンに限らず、ブロックパターン、方向性パターン等、公知のパターンの主溝に板状突起２５を設けることができる。

上記実施形態のタイヤ１０は空気入りタイヤであったが、本発明は空気入りタイヤ以外のタイヤ（例えば、総ゴムタイヤ等）にも適用可能であり、乗用車用以外のカテゴリーのタイヤにも適用可能である。

［試験例］
本発明のタイヤのウエット性能を確かめるために、本発明の適用された実施例のタイヤ５種、比較例のタイヤ２種、及び従来例のタイヤ１種を用意し、ウエットハイドロプレーニング性能を調べた。

試験は、各タイヤ（サイズ２０５／５５Ｒ１６）を６Ｊのリムに装着し、内圧を２００ｋｐａとし、水深１０．０ｍｍのテストコースにおいて速度５０ｋｍ／ｈから加速試験を行い、ハイドロプレーニング発生速度を測定した。

・実施例１，２，３，５のタイヤ、及び比較例のタイヤ１，２：第１の実施形態と同様の図２に示すトレッドパターンを有しているが、表１に示すように各々のタイヤで小孔が異なっている。

従来例のタイヤ：図８に示すトレッドパターンを有しており、実施例のタイヤから、板状突起を取り除いたタイヤである。
実施例４のタイヤ：第２の実施形態（図５〜７参照）のタイヤである。

評価は、従来例のタイヤのハイドロプレーニング発生速度を１００とする指数表示としており、指数の数値が大きいほどハイドロプレーニング発生速度が高く、ウエット性能に優れていることを表している。

試験結果から、実施例のタイヤは、従来例、及び比較例のタイヤよりもウエット性能に優れていることが分かる。また、試験結果から、小孔の径は、１〜５０００μｍの範囲内が良いことが分かる。

１０タイヤ
１２トレッド
１４周方向主溝（主溝）
２４細溝（間隙）
２５板状突起
１６横溝（主溝。ラグ主溝）
１８横溝（主溝。ラグ主溝）
２６小孔
２８板状突起
３０板状突起

Claims

弾性体からなるトレッドに形成され前記トレッドと路面との間の水を排水すると共に、陸部を区画する主溝と、
前記主溝の溝底から立設され、前記主溝で区画される前記陸部の側壁との間に間隙を構成し、主溝長手方向に沿って延びる板状突起と、
前記板状突起を貫通する複数の小孔と、
を有するタイヤ。
前記小孔の径は、１〜５０００μｍの範囲内に設定されている、請求項１に記載のタイヤ。
前記板状突起を備える前記主溝は、タイヤ周方向に沿って延びる周方向主溝である、請求項１に記載のタイヤ。
前記板状突起を備える前記主溝は、タイヤ周方向に対して交差する方向に延びるラグ主溝である、請求項１に記載のタイヤ。
前記主溝は、タイヤ周方向に沿って延びる周方向主溝と、前記周方向主溝に連結され、タイヤ周方向と交差する方向に延びるラグ主溝とを備え、
前記ラグ主溝には、前記小孔の形成された前記板状突起が設けられている、請求項１〜または請求項２に記載のタイヤ。