JP2013035425A - タイヤ - Google Patents

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    • B60C11/00Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
    • B60C11/03Tread patterns
    • B60C11/13Tread patterns characterised by the groove cross-section, e.g. for buttressing or preventing stone-trapping
    • B60C11/1307Tread patterns characterised by the groove cross-section, e.g. for buttressing or preventing stone-trapping with special features of the groove walls

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Abstract

【課題】溝内を流れる水と溝面との摩擦抵抗を従来よりも低減し、従来よりも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、複数の小溝26を並列させたリブレット24を形成したうねり部23を設ける。うねり部23は、波長が、トレッド12接地長の0.05〜1.5倍の範囲内に設定されていると共に小溝26の幅方向配設ピッチの10〜5000倍の範囲内に設定され、波高が1.0〜5.0mmの範囲内に設定されている。これにより、主溝内の水の流れを主溝の長手方向に沿って周期的に変動させることができ、この変動によって、複数の小溝の形成された溝表面であたかも振動を生じさせたような効果が生まれ、溝内を流れる水の抵抗が低減され、溝の排水効率が向上し、ウエット性能を従来よりも向上させることができる。
【選択図】図2

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。
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、溝壁面と溝内を流れる水との間の摩擦抵抗を低減する必要がある。
特許文献1には、溝壁面に、溝長手方向に沿って延びる複数の小溝を形成し、溝壁面と溝内を流れる水との間の摩擦抵抗を低減したタイヤが開示されている。
溝壁面に、流れ(溝長手方向)に沿って延びる微小な小溝を複数並べた溝群、いわゆるリブレット(riblets )を設け、その小溝の間隔及び溝深さを所定の範囲内に設定すると、無数の微小な渦が溝壁面に沿って生成され、水と溝壁面との間の摩擦抵抗を低減でき、実走行時のウエット性能を向上することが出来る。
特開2002−219906号公報
本発明は、水が溝を流れる際の摩擦抵抗を低減し、ウエット性能のさらなる向上を図る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、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主溝と、前記主溝の溝面の少なくとも一部に設けられ主溝長手方向に振幅を有して延びるうねり部と、前記うねり部の表面に設けられ主溝長手方向に沿って延びる複数本の小溝と、を有する。
主溝の溝面の少なくとも一部に主溝長手方向に振幅を有して延びるうねり部を設け、そのうねり部に主溝長手方向に沿って延びる複数本の小溝を設けることで、うねり部を設けない場合に比較して、主溝内の水の流れを主溝の長手方向に沿って周期的に変動させることができ、この変動によって、複数の小溝の形成された溝表面であたかも振動を生じさせたような効果が生まれ、水が主溝を流れる際の排水効率を更に下げることが可能となる。
うねり部は、主溝の溝面の少なくとも一部に設けられていれば良い。また、主溝の溝底及び側壁の少なくとも一方に設けられていれば良く、溝底及び側壁の両方に設けられていても良い。
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、溝深さが0.01〜0.5mmの範囲内、幅方向配設ピッチが0.01〜0.5mmの範囲内に設定された複数本の前記小溝と、タイヤ周方向に延びる前記主溝と、タイヤ周方向に延びる前記主溝に設けられ、主溝表面に対して垂直方向に計測する波高が1.0〜5.0mmの範囲内に設定され、波長が前記トレッドの接地長の0.05〜1.5倍の範囲内に設定されていると共に前記小溝の幅方向配設ピッチの10〜5000倍の範囲内に設定されたうねり部と、を有する。
溝深さが0.01〜0.5mmの範囲内、幅方向配設ピッチが0.01〜0.5mmの範囲内に設定された複数本の小溝がうねり部に形成され、主溝表面に対して垂直方向に計測するうねり部の波高が1.0〜5.0mmの範囲内に設定され、うねり部の波長がトレッドの接地長の0.05〜1.5倍の範囲内に設定されていると共に小溝の幅方向配設ピッチの10〜5000倍の範囲内に設定されていることで、周方向に延びる主溝を流れる水の摩擦抵抗を効果的に減少させることができる。
なお、本発明における「トレッドの接地長」とは、タイヤが空気入りタイヤの場合、JATMA YEAR BOOK(2011年度版、日本自動車タイヤ協会規格)に規定されている標準リムに空気入りタイヤを装着し、JATMA YEAR BOOKでの適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力(内圧−負荷能力対応表の太字荷重)に対応する空気圧(最大空気圧)の100%の内圧を充填し、静止した状態で水平な平板に対して回転軸が平行となるように配置し、最大の負荷能力に対応する質量を加えたときのトレッドの接地長のことである。
なお、使用地又は製造地において、TRA規格、ETRTO規格が適用される場合の「トレッドの接地長」は、各々の規格に規定されている標準リムに空気入りタイヤを装着し、各規格での適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力に対応する空気圧(最大空気圧)の100%の内圧を充填し、静止した状態で水平な平板に対して回転軸が平行となるように配置し、最大の負荷能力に対応する質量を加えたときのトレッドの接地長のことである。
請求項3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、前記うねり部を平面視したときの前記うねり部の単位面積当りに占める前記小溝の総面積の割合が30%以上である。
うねり部を平面視したときのうねり部の単位面積当りに占める小溝の総面積の割合が30%以上であれば、主溝を流れる水の摩擦抵抗を効果的に減少させることができる。
請求項4に記載の発明は、請求項1〜請求項3の何れか1項に記載のタイヤにおいて、前記うねり部に設けられる波長の短い短波長部分と、前記波長の短い部分に対する波長の比率が1.3以上、2.5以下に設定されている波長の長い長波長部分と、を有する。
次に、請求項4に記載のタイヤの作用を説明する。
うねり部に、波長の短い短波長部分と波長の長い長波長部分とを設け、短波長部分に対する長波長部分の比率を1.3以上、2.5以下に設定することで、ウエット路面走行時に主溝内を流れる水をより振動させることができ、主溝を流れる水の摩擦抵抗をさらに減少させることができる。
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、うねり部を設けない場合よりも主溝内を流れる水の抵抗が低減されて排水効率が向上し、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、高いウエット性能を得ることができる。
請求項3に記載のタイヤは上記の構成としたので、ウエット性能を更に向上させることができる、という優れた効果を有する。
請求項4に記載のタイヤは上記の構成としたので、ウエット性能を更に向上させることができる、という優れた効果を有する。
第1の実施形態に係るタイヤのトレッドをタイヤ半径方向外側から見た平面図である。 (A)は周方向主溝の溝底面を示す斜視図であり、(B)は溝底の断面図であり、(C)は溝底面の側面図である。 第2の実施形態係るタイヤの周方向主溝の平面図である。 第2の実施形態係るタイヤの周方向主溝の断面図である。 第3の実施形態係るタイヤの周方向主溝の断面図である。 第4の実施形態係るタイヤの周方向主溝の断面図である。 第5の実施形態係るタイヤの周方向主溝の断面図である。 第6の実施形態係るタイヤの周方向主溝の断面図である。 第7の実施形態係るタイヤの周方向主溝の断面図である。 第8の実施形態係るタイヤの周方向主溝の断面図である。 第9の実施形態係るタイヤの周方向主溝の断面図である。 第10の実施形態係るタイヤの周方向主溝の断面図である。
[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及び図2にしたがって説明する。
図1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。周方向主溝14は、トレッド12と路面との間の水を排水する。
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。
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、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省略する。
因みに、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の溝幅が9.0mm、周方向主溝14の溝深さが7.5mm、ブロック18及びブロック22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、センターのブロック18間の横溝16の溝幅が1.5mm、ショルダー側のブロック22間の横溝の溝幅が幅広部分で4.5mm、幅狭部分で1.5mmである。
発明者が種々実験検討を重ねた結果、複数の小溝を形成した部分を、溝長手方向に沿って振幅及び波長を有するように形成することで、従来よりも摩擦抵抗を低減でき、実走行時のウエット性能を向上できることを見出した。
図2に示すように、周方向主溝14の溝底面には、主溝長手方向に振幅、及び波長を持って延びるうねり部23が形成され、そのうねり部23にリブレット(riblets )24が形成されている。
リブレット24は、複数本の小溝26(但し、その溝幅、及び溝深さは、小溝26が形成されている周方向主溝14の溝幅及び溝深さよりも小)を並列して形成したものであり、本実施形態では、主溝長手方向に延びる小溝26が溝幅方向に複数本連続して並列されている。
ここで、リブレット24を構成する小溝26は、溝深さDを0.01〜0.5mmの範囲内に設定することが好ましく、0.05〜0.4mmの範囲内に設定することが更に好ましい。
また、リブレット24を構成する小溝26は、幅方向配設ピッチPを0.01〜0.5mmの範囲内に設定することが好ましく、0.05〜0.4mmの範囲内に設定することが更に好ましい。
因みに、本実施形態のリブレット24を構成している小溝26は、図2(B)に示すように、断面形状が二等辺三角形であり、溝深さDが0.05mm、幅方向配設ピッチPが0.1mmに設定されている。
ここで、図2(C)に示されるうねり部23の波長λは、トレッド12の接地長Lの0.05〜1.5倍の範囲内に設定すると共に小溝26の幅方向配設ピッチPの10〜5000倍の範囲内に設定することが好ましい。
また、うねり部23の波高WHは、1.0〜5.0mmの範囲内に設定することが好ましく、1.5〜3.0mmの範囲内に設定することが更に好ましい。
因みに、本実施形態のタイヤ10では、接地長Lが150.0mm、うねり部23の波長λが25.0mm(接地長Lの0.167倍、小溝26の幅方向配設ピッチPの250倍)、うねり部23の波高WHが2.0mmに設定されている。
うねり部23の長手方向に沿った断面形状は、本実施形態ではサイン波形状である。なお、周方向主溝14の溝側面は平滑であり、タイヤ周方向に沿って延びている。
(作用)
本実施形態のタイヤ10では、周方向主溝14の溝底に、溝深さDを0.05mm(0.01〜0.5mmの範囲内)に設定し、幅方向配設ピッチPを0.1mm(0.01〜0.5mmの範囲内)に設定した複数の小溝26からなるリブレット24を形成したことで、ウエット路面走行時、周方向主溝14内に水が流れた際、無数の微小な渦が溝底面に沿って生成され、水と溝底面との間の摩擦抵抗が低減される。
そして、本実施形態のタイヤ10では、リブレット24の形成されている周方向主溝14の溝底が、波長λが25.0mm(トレッド12の接地長Lの0.05〜1.5倍の範囲内に設定されていると共に小溝26の幅方向配設ピッチPの10〜5000倍の範囲内)に設定され、波高WHが2.0mm(1.0〜5.0mmの範囲内)に設定されたうねり部23とされている。このため、うねり部23を設けない場合に比較して、周方向主溝内の水の流れを周方向主溝長手方向に沿って周期的に変動させることができ、この変動によって、複数の小溝26の形成された溝表面であたかも振動を生じさせたような効果が生まれ、水が周方向主溝を流れる際の摩擦抵抗を更に下げることが可能となり、排水効率を向上させることができる。これにより、タイヤ10のウエット性能を従来よりも向上させることができる。
なお、うねり部23の長手方向に沿った断面形状は、本実施形態ではサイン波形状であったが、溝長手方向に振幅、及び波長を持って延びており、摩擦抵抗低減効果を有するものであれば他の形状、例えば、矩形波形状、台形波形状、三角波形状、のこぎり歯形状等であっても良く、波長、波高、波形の各々がランダムであっても良い。
[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態に係るタイヤを図3及び図4にしたがって説明する。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。
図3は第2の実施形態の周方向主溝14の平面図であり、図4は第2の実施形態の周方向主溝14の溝長手方向直角断面図である。
図3に示すように、本実施形態のタイヤ10では、周方向主溝14の両側の溝壁に、うねり部23が設けられており、図4に示すように、うねり部23にリブレット24が形成されている。
本実施形態のリブレット24には、溝長手方向に延びる断面が三角形を呈した小溝26が複数本並列して形成されているが、トレッド表面側から周方向主溝14の溝底に向けて、小溝26のピッチが徐々に大きく設定されている。
本実施形態では、周方向主溝14の一方側のうねり部23と他方側のうねり部23の振幅が逆相となっているが、溝の両側で位相がずれていても良く、同位相であっても良い。
(作用)
トレッド12が摩耗すると、周方向主溝14の溝深さが浅くなる。溝深さが浅くなると溝内の流れのレイノルズ数が小さくなり、溝壁に沿って微小の渦が発生し難くなる傾向となるが、本実施形態では、周方向主溝14の溝深さが浅くなるにつれて小溝26のピッチを大きくしているので、レイノルズ数が小さくなっても微小の渦を溝壁に沿って発生させることができ、流れの抵抗を小さく保てる。したがって、摩耗後においても、高いハイドロプレーニング性を維持することができる。
なお、本実施形態の周方向主溝14の溝底にはリブレット24の形成されたうねり部23が設けられていないが、第1の実施形態と同様に、周方向主溝14の溝底にリブレット24の形成されたうねり部23を設けても良い。
[第3の実施形態]
次に、本発明の第3の実施形態に係るタイヤを図5にしたがって説明する。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。
なお、本実施形態のタイヤ10も、第2の実施例と同様に周方向主溝14の両側の溝壁にうねり部23(図示省略)が設けられており、そのうねり部23には図5に示すようなリブレット24が形成されている。
図5に示すように、本実施形態のリブレット24には、溝長手方向に沿って延びる断面が三角形を呈した小溝26が複数本形成されているが、トレッド表面側から周方向主溝14の溝底に向けて、小溝26の溝深さが徐々に大きく設定されている。
(作用)
トレッド12が摩耗すると、周方向主溝14の溝深さが浅くなる。溝深さが浅くなると溝内の流れのレイノルズ数が小さくなり、溝壁に沿って微小の渦が発生し難くなる傾向となるが、本実施形態では、周方向主溝14の溝深さが浅くなるにつれて小溝26の溝深さを大きくしているので、レイノルズ数が小さくなっても微小の渦を溝壁に沿って発生させることができ、流れの抵抗を小さく保てる。したがって、摩耗後においても、高いハイドロプレーニング性を維持することができる。
[第4の実施形態]
次に、本発明の第4の実施形態に係るタイヤを図6にしたがって説明する。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。
なお、本実施形態のタイヤ10も、第2の実施例と同様に周方向主溝14の両側の溝壁にうねり部23(図示省略)が設けられており、そのうねり部23に図6に示すようなリブレット24が形成されている。
図6に示すように、本実施形態のリブレット24では、トレッド表面側から周方向主溝14の溝底に向けて、小溝26のピッチを徐々に大きくすると共に、溝深さを徐々に大きくしている。本実施形態の場合も、レイノルズ数が小さくなっても微小の渦を溝壁に沿って発生させることができ、流れの抵抗を小さく保つことができる。
[第5の実施形態]
次に、本発明の第5の実施形態に係るタイヤを図7にしたがって説明する。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。
なお、本実施形態のタイヤ10も、第2の実施例と同様に周方向主溝14の両側の溝壁にうねり部23(図示省略)が設けられており、そのうねり部23に図7に示すようなリブレット24が形成されている。
図7に示すように、本実施形態では、周方向主溝14の溝壁に立てた法線に対する小溝26のトレッド踏面側の第1の溝壁の傾斜角度をθ1としたときに、傾斜角度θ1は、トレッド踏面側に設けられた小溝26の第1の溝壁よりも周方向主溝14の溝底側に設けられた小溝26の第1の溝壁の方が大きく設定されている。
また、小溝26における周方向主溝14の溝底側の第2の溝壁と、前記第1の溝壁とのなす角度θ2は、トレッド踏面側に形成された小溝26よりも周方向主溝14の溝底側に形成された小溝26の方が大きく設定されている。
(作用)
本実施形態では、トレッド踏面側に設けられた小溝26の第1の溝壁の傾斜角度θ1よりも周方向主溝14の溝底側に設けられた小溝26の第1の溝壁の傾斜角度θ1の方を大きく設定し、トレッド踏面側に形成された小溝26の角度θ2よりも周方向主溝14の溝底側に形成された小溝26の角度θ2の方を大きく設定したので、加硫成型用の金型(図示せず)からタイヤ10を取り出す際に、小溝26が引っ掛かり難く、タイヤ10を取り出し易く、また、溝壁の欠けを防止することができる。
[第6の実施形態]
次に、本発明の第6の実施形態に係るタイヤを図8にしたがって説明する。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。
なお、本実施形態のタイヤ10も、第2の実施例と同様に周方向主溝14の両側の溝壁にうねり部23(図示省略)が設けられており、そのうねり部23に図8に示すようなリブレット24が形成されている。
図8に示すように、本実施形態では周方向主溝14において、トレッド踏面付近に小溝26が形成されていない。このため、このタイヤ10の金型の加工がし易くなり、溝開口端付近を正確かつ精密に加工可能となり、加硫時の溝開口端付近のベアーの発生を防止することが出来る。
[第7の実施形態]
次に、本発明の第7の実施形態に係るタイヤを図9にしたがって説明する。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。
なお、本実施形態のタイヤ10も、第2の実施例と同様に周方向主溝14の両側の溝壁にうねり部23(図示省略)が設けられており、そのうねり部23に図9に示すようなリブレット24が形成されている。
図9に示すように、本実施形態の小溝26の形状は、溝底形状が略円弧形状であり、かつ、小溝26間に位置するリブ状部分の頂部の角度が90°未満の鋭角に形成されている。
このため、小溝26間に位置するリブ状部分の基部の剛性が上がり、頂部の剛性が落ち、リブ状部分が変形し易くなるので、タイヤ取り出し時のリブ状部分の欠けを防止することができる。
[第8の実施形態]
次に、本発明の第8の実施形態に係るタイヤを図10にしたがって説明する。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。
なお、本実施形態のタイヤ10も、第2の実施例と同様に周方向主溝14の両側の溝壁にうねり部23(図示省略)が設けられており、そのうねり部23に図10に示すようなリブレット24が形成されている。
図10に示すように、小溝26間に形成されるリブ状部分を小溝26の長手方向に対して直角な断面で見たときに、一方の小溝26の小溝底側溝壁面の延長線ILaと他方の小溝26の小溝底側溝壁面の延長線ILa’との交点をA点、一方の小溝26のリブ状部分の頂部側溝壁面と他方の小溝26のリブ状部分の頂部側溝壁面との交点をB点(リブ状部分の頂部)、一方の小溝26の溝底と他方の小溝26の溝底とを結ぶ仮想線ILbからA点までの距離をL1、仮想線ILbからB点までの距離をL2としたときに、L2≧0.6L1に設定することが好ましい。
溝壁に小溝26を設けることにより、流れの方向に軸を持つ微小な渦を作り、この渦が溝壁から離れることで、溝壁の抵抗低減が図られるが、小溝26と小溝26との間のリブ状部分の頂点が鋭ければ、生成した渦が接する部分はリブ状部分の頂点近傍の少ない領域となるので、水の流れの抵抗を低減することができる。
なお、リブ状部分の頂点が、丸まってしまったり、平面を有してしまうと、生成した渦の接する面積が増大し、水の流れの抵抗を低減できない場合がある。
L2≧0.6L1を満足させることにより、確実に水の流れの抵抗を低減可能となる。
[第9の実施形態]
次に、本発明の第9の実施形態に係るタイヤを図11にしたがって説明する。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。
なお、本実施形態のタイヤ10では、周方向主溝14の溝底、及び両側の溝壁にうねり部23(図示省略)が設けられており、そのうねり部23に図11に示すようなリブレット24が形成されている。
本実施形態のリブレット24では、図11に示すように、小溝26を連続して並列させ、山の頂上及び谷底を滑らかな曲線として溝壁表面をサインウエーブ等の波形状としている。溝壁表面を滑らかな波型にすることにより、モールドの表面加工が容易になり、モールドの小溝形成部分の耐久性に対しても優れる。
[第10の実施形態]
次に、本発明の第10の実施形態に係るタイヤを図12にしたがって説明する。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。
第1の本実施形態のタイヤ10では、周方向主溝14の溝底に形成したうねり部23の波長、及び波高が一定であったが、波長の短いと波長の長い部分とを混在させても良い。
図12に示すように、本実施形態のタイヤ10の周方向主溝14の溝底に形成したうねり部23では、波長の短い短波長部分23Sと、波長の長い長波長部分23Lとが交互に形成されている。
ここで、短波長部分23Sの波長をλs、長波長部分23Lの波長をλlとしたときに、波長の比率(長波長部分の波長λl/短波長部分の波長λs)を1.3〜2.5の範囲内に設定することで、ハイドロプレーニング発生速度を向上することができる。
[その他の実施形態]
上記実施形態では小溝26の断面形状が三角形であったが、摩擦抵抗を低減できれば、矩形、台形、半円形等の他の形状であっても良い。
上記実施形態のリブレット24では、断面が三角形を呈した小溝26が連続して並列されたものであったが、摩擦抵抗を低減できれば小溝26と小溝26との間に、多少の間隙が開いていても良い。
なお、ここでいうリブレット24は、複数の小溝26を並列したものであると説明したが、多数のリブ状突起(条)を多数並列したものであっても良い。この場合、リブ状突起とリブ状突起との間が小溝26に相当する。
前述した実施形態の小溝26、溝長手方向に連続して長く形成されていたが、溝壁の抵抗低減が図られれば部分的に分断されても良い。
溝壁に沿って微小な渦を確実に発生させるために、小溝26の深さ、ピッチ、うねり部の波長、波高等は、周方向主溝の溝幅、溝深さ、接地長等を考慮し、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。
なお、小溝26の断面形状を三角形とする場合には、小溝26の幅方向中心を通り、溝壁に垂直な法線に対して左右対称形状、即ち、本実施形態の様に二等辺三角形とすることが好ましい。例えば、長手方向直角断面形状が二等辺三角形である小溝26を形成した周方向主溝14と、長手方向直角断面形状が四角形等の二等辺三角形ではない他の形状の小溝26を形成した周方向主溝14とを比較すると、水を流した際の摩擦抵抗は、長手方向直角断面形状が二等辺三角形である小溝26を形成した周方向主溝14の方が小さくなる。
さらに、小溝26の溝深さDと小溝26のピッチPとは、P≦2Dを満足することが好ましい。P≦2Dを満足することで、水を流した際の摩擦抵抗を小さくする効果を高めることが出来る。
また、左右対称形状である小溝26を形成した周方向主溝14と、左右対称形状でない小溝26を形成した周方向主溝14とを比較すると、水を流した際の摩擦抵抗は、左右対称形状である小溝26を形成した周方向主溝14の方が小さくなる。
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。
上記実施形態では、周方向主溝14にリブレット24の形成されたうねり部23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、リブレット24の形成されたうねり部23は、周方向に延びる周方向溝に限らず、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は全て適用可能である。即ち、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、方向性パターン等何でも良く、リブレット24の形成されたうねり部23は、これら従来公知のパターンの溝に設けることができる。
上記実施形態では、うねり部23の波高WHを一定としていたが、うねり部23は、波高の高い部分と波高の低い部分とを混在させても良い。
[試験例1]
接地長とうねり部の波長の関係を確かめるために試験を行った。
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。評価は、表5の従来例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。
試験タイヤ1〜5は、図1に示すトレッドパターンを有した第1の実施形態と同様のタイヤであるが、接地長Lは150.0mmで、うねり部の波長λが各々異なっている。
試験結果から、λ(波長)/L(接地長)は、0.05〜1.5の範囲内に設定することが良いことが分かる。
[試験例2]
小溝の幅方向配設ピッチとうねり部の波長との関係を確かめるために試験を行った。
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。評価は、表5の従来例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。
試験タイヤ6〜10は、図1に示すトレッドパターンを有した第1の実施形態と同様のタイヤであるが、うねり部の波長λが各々異なっている。なお、小溝の溝深さDは、0.05mm、小溝の幅方向配設ピッチPは0.1mm、うねり部の波高は2.0mmであり、うねり部の波長λが各々異なっている。
試験結果から、λ(波長)/P(幅方向配設ピッチ)は、10〜5000倍の範囲内に設定することが良いことが分かる。
[試験例3]
小溝の溝深さとハイドロプレーニング発生速度との関係を調べるために試験を行った。
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。評価は、表5の従来例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。
試験タイヤ11〜15は、図1に示すトレッドパターンを有した第1の実施形態と同様のタイヤであるが、うねり部の波長λが25.0mm、うねり部の波高WHが2.0mm、小溝の幅方向配設ピッチが0.1mmで、小溝の溝深さが各々異なっている。
試験結果から、小溝の溝深さDは、0.01〜0.5mmの範囲内に設定することが良いことが分かる。
[試験例4]
小溝の幅方向配設ピッチとハイドロプレーニング発生速度との関係を調べるために試験を行った。
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。評価は、表5の従来例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。
試験タイヤ16〜20は、図1に示すトレッドパターンを有した第1の実施形態と同様のタイヤであるが、うねり部の波長λが25.0mm、うねり部の波高WHが2.0mm、小溝の溝深さDが0.1mmで、小溝の幅方向配設ピッチPが各々異なっている。
試験結果から、小溝の幅方向配設ピッチPは、0.01〜0.5mmの範囲内に設定することが良いことが分かる。
[試験例5]
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4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。
試験タイヤは、図1に示す実施形態のタイヤと同じトレッドパターンを有しており、トレッド全体のネガティブ率が29.0%、周方向主溝の溝幅が9.0mm、周方向主溝の溝深さが7.5mm、ブロックのピッチ長が36.0mm、周方向のブロック数(1列当り)が55個、センターブロック間の細溝の溝幅が1.5mm、ショルダーブロック間の横溝の溝幅が4.5mm、ショルダーブロック間の細溝の溝幅が1.5mm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。
従来例:周方向主溝の溝底にうねり部は設けず、リブレットのみを形成。各部の寸法は下記表1参照。
比較例1:周方向主溝の溝底全体を平滑としたもの。
比較例2〜3:周方向主溝の溝底を、リブレットを形成したうねり部としたもの。各部の寸法は下記表1参照。
比較例4:周方向主溝の溝底を、リブレットの形成されていないうねり部としたもの。各部の寸法は下記表1参照。
実施例1〜5:周方向主溝の溝底を、リブレットを形成したうねり部としたもの。各部の寸法は下記表1参照。
なお、何れのタイヤも溝側壁は全て平滑である。
試験結果から、実施例1〜5のタイヤは、周方向主溝に波長及び波高を最適値の範囲内に設定したうねり部を設け、かつリブレットの小溝の幅方向配設ピッチ、及び溝深さを最適値の範囲内に設定したので、従来例、及び比較例よりも高いハイドロプレーニング発生速度を得ていることが分かる。
[試験例6]
うねり部に波長の小さい部分と大きい部分とを設け、ハイドロプレーニング発生速度に影響があるか試験を行った。
試験方法は、試験例1と同じである。
試験タイヤは、図1に示す実施形態のタイヤと同じトレッドパターンを有しており、各試験タイヤは、うねり部の形状が異なっている。
トレッド全体のネガティブ率が29.0%、周方向主溝の溝幅が9.0mm、周方向主溝の溝深さが7.5mm、ブロックのピッチ長が36.0mm、周方向のブロック数(1列当り)が55個、センターブロック間の細溝の溝幅が1.5mm、ショルダーブロック間の横溝の溝幅が4.5mm、ショルダーブロック間の細溝の溝幅が1.5mmである。リブレットの小溝の溝深さは0.05mm、小溝の幅方向配設ピッチは0.1mmとした。
試験タイヤのうねり部には、波長の短い短波長部分と波長の長い長波長部分とを周方向に交互に形成した。各試験タイヤにおいては、短波長部分の波長λsを25.0mm(一定)とし、長波長部分の波長λlを各々異ならせた。なお、うねり部の波高は2.0mm(一定)である。
試験結果から、波長の比率(長波長部分の波長λl/短波長部分の波長λs)を1.3〜2.5の範囲内に設定することで、ハイドロプレーニング発生速度を向上できることが判明した。なお、波長との比率が大きくなり過ぎると、ハイドロプレーニング発生速度を向上させることができなくなってします。
[試験例7]
うねり部における小溝の占める割合(ネガティブ率)と、ハイドロプレーニング発生速度との関係を調べる試験を行った。
試験方法は、試験例1と同じである。
試験タイヤは、図1に示す実施形態のタイヤと同じトレッドパターンを有しており、各試験タイヤは、うねり部の単位面積当りに占める全小溝の面積の割合、即ち、ネガティブ率のみが異なっている。小溝は、溝深さが0.05mm、幅が0.1mmのものを用いた。また、うねり部は、波長が10mm、波高が0.05mmである。なお、うねり部全体に小溝が隙間無く形成されている場合はネガティブ率100%となり、小溝が全く形成されていない場合は0%となる。
試験結果から、うねり部のネガティブ率は30%以上あれば良いことが分かる。リブレットのネガティブ率が低すぎると、即ち、小溝の密度が低すぎると、微小な渦が溝壁面に沿って生成され難くなり、溝壁の抵抗低減が不十分となる。
10 タイヤ
12 トレッド
14 周方向主溝(主溝)
24 リブレット
26 小溝

Claims (4)

  1. 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主溝と、
    前記主溝の溝面の少なくとも一部に設けられ主溝長手方向に振幅を有して延びるうねり部と、
    前記うねり部の表面に設けられ主溝長手方向に沿って延びる複数本の小溝と、
    を有するタイヤ。
  2. 溝深さが0.01〜0.5mmの範囲内、幅方向配設ピッチが0.01〜0.5mmの範囲内に設定された複数本の前記小溝と、
    タイヤ周方向に延びる前記主溝と、
    タイヤ周方向に延びる前記主溝に設けられ、主溝表面に対して垂直方向に計測する波高が1.0〜5.0mmの範囲内に設定され、波長が前記トレッドの接地長の0.05〜1.5倍の範囲内に設定されていると共に前記小溝の幅方向配設ピッチの10〜5000倍の範囲内に設定されたうねり部と、
    を有する請求項1に記載のタイヤ。
  3. 前記うねり部を平面視したときの前記うねり部の単位面積当りに占める前記小溝の総面積の割合が30%以上である、請求項1または請求項2に記載のタイヤ。
  4. 前記うねり部に設けられる波長の短い短波長部分と、
    前記波長の短い部分に対する波長の比率が1.3以上、2.5以下に設定されている波長の長い長波長部分と、
    を有する請求項1〜請求項3の何れか1項に記載のタイヤ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2017018175A1 (ja) * 2015-07-27 2017-02-02 横浜ゴム株式会社 空気入りタイヤ

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