JP2015217905A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】排水性を向上させてハイドロプレーニング現象の発生を抑制することを可能にした空気入りタイヤを提供する。【解決手段】主溝の溝底に溝底から隆起し主溝に沿って延在する少なくとも１本の凸部を設け、この凸部を設けた主溝の内面に主溝の延長方向に対して傾斜する複数本の突起又は窪みからなる筋部を形成し、主溝の溝中心の両側の筋部の傾斜方向を互いに異ならせて、筋部を反回転方向側に向かって溝中心側に傾斜させる。【選択図】図２

Description

本発明は、周方向に延びる主溝を有する空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、排水性を向上させてハイドロプレーニング現象の発生を抑制することを可能にした空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤでは、雨天時等の排水性を確保するために、トレッド面にタイヤ周方向に延びる溝が形成されている。このような空気入りタイヤの排水性を改善し、ハイドロプレーニング現象の発生を効果的に防止するために、従来からトレッド面における溝の配置等に関して種々の提案がなされている。例えば特許文献１では、トレッド面に形成された周方向溝の壁面に溝の長手方向に対して一方向に傾斜する複数本の突起又は窪みからなる螺旋状の筋部を設けることが提案されている。このようなタイヤでは、溝内に流れ込んだ水が螺旋状の筋部に沿って流れて渦流を形成し、タイヤの進行方向後方に向けて溝内を加速して進むので、排水性能を高めることが出来る。

しかしながら、上述のタイヤの構造では、特に水深が深い場合などに溝内に流れ込む水の量が増加した場合に、タイヤと路面との間に残る水を充分に排除することが難しく、更なる改善が求められている。

国際公開第２００４／０４８１３０号

本発明の目的は、排水性を向上させてハイドロプレーニング現象の発生を抑制することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、トレッド面にタイヤ周方向に延びる複数本の主溝が設けられると共に、回転方向が指定された空気入りタイヤにおいて、前記主溝の溝底に該溝底から隆起し前記主溝に沿って延在する少なくとも１本の凸部を設け、該凸部を設けた主溝の内面に該主溝の延長方向に対して傾斜する複数本の突起又は窪みからなる筋部を形成し、前記主溝の溝中心の両側の前記筋部の傾斜方向を互いに異ならせて、前記筋部を反回転方向側に向かって溝中心側に傾斜させたことを特徴とする。

本発明では、溝底に設けられた凸部により左右の溝壁面を伝って流れる水が溝中心付近で衝突して水の流れが阻害されることを防止することができる。これに加えて、左右の溝壁面を伝って流れる水がこの凸部の両側でそれぞれ円を描くように流れるため、流速が上がり、排水性を高めることができる。その一方で、主溝の内面に形成された筋部によって、反回転方向側、即ちタイヤの進行方向前方に向かう水の流れが、上述の回転運動に加えて、溝中心に水を集めるように方向付けられるので、効率の良い排水が可能になる。

本発明では、凸部の溝底からの高さが溝深さの１０％〜４０％であることが好ましい。これにより、摩耗限界に到達するまで凸部が路面に接することを防ぎながら、優れたハイドロプレーニング現象の防止効果を発揮することができる。

本発明では、凸部が頂面を有し、この頂面の幅が主溝の溝幅の５％〜４０％であることが好ましい。これにより、優れた排水性能を得るのに充分な溝面積を確保しながら、凸部に適度な剛性を付与して水が流れる際の凸部の変形を抑制することができる。

本発明では、主溝の延長方向に対する傾斜角度が１°〜８０°であることが好ましい。これにより、タイヤの進行方向前方に向かって流れる水に対して溝中心に水を集めるように方向付けるには有利になる。

本発明では、筋部の高さが０．３ｍｍ以上であると共に、主溝の溝深さの２０％以下であることが好ましい。これにより、筋部自体が大きくなり溝体積が減少することを防ぎ、効率よく排水性を高めることができる。

本発明では、筋部のピッチ間隔が１．５ｍｍ〜２０ｍｍであることが好ましい。これにより、効率的に水を集めることが可能になる。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの子午線断面図である。 本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの主溝を拡大して示す断面図であ る。 図２の主溝を展開して示す説明図である。 主溝に形成される筋部の断面形状の例を示す説明図である。 主溝に形成される筋部の断面形状の他の例を示す説明図である。 本発明の別の実施形態からなる主溝の図３に対応する説明図である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。尚、本発明の空気入りタイヤは回転方向Ｒが指定され、その回転方向Ｒが好ましくはタイヤ外表面に表示されたものである。

図１において、符号ＣＬはタイヤ赤道を表わす。本発明の空気入りタイヤＴは、トレッド部１、サイドウォール部２、ビード部３から構成される。左右一対のビード部３間にはカーカス層４が装架されている。このカーカス層４は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りに車両内側から外側に折り返されている。また、ビードコア５の外周上にはビードフィラー６が配置され、このビードフィラー６がカーカス層４の本体部と折り返し部とにより包み込まれている。一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層（図１では２層）のベルト層７，８が埋設されている。各ベルト層７，８は、タイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。これらベルト層７，８において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば１０°〜４０°の範囲に設定されている。更に、ベルト層７，８の外周側にはベルト補強層９が設けられている。ベルト補強層９は、タイヤ周方向に配向する有機繊維コードを含む。ベルト補強層９において、有機繊維コードはタイヤ周方向に対する角度が例えば０°〜５°に設定されている。

本発明は、このような一般的な空気入りタイヤに適用されるが、その断面構造は上述の基本構造に限定されるものではない。

本発明の空気入りタイヤでは、図１に示すように、トレッド部１にタイヤ周方向に延びる主溝１０が設けられる。図１の例では４本の主溝１０が設けられているが、少なくとも１本の主溝１０が設けられていれば、主溝１０の本数は特に限定されない。主溝１０は、溝幅が例えば４ｍｍ〜２０ｍｍ、溝深さが例えば４ｍｍ〜１６ｍｍに設定されている。尚、トレッド部１には、主溝１０の他に、タイヤ幅方向に延びる溝や、主溝よりも溝幅及び溝深さが小さくタイヤ周方向に延びる補助溝や、サイプを設けても良い。

各主溝１０の溝底１０ａには、図２に拡大して示すように、この溝底１０ａから隆起する凸部１１が設けられている。凸部１１は、断面略台形状を有し、溝底１０ａに対して略平行な頂面１１ａと、この頂面１１ａと溝底１０ａとを繋ぎ、凸部１１の内側に向かって湾曲する一対の側壁１１ｂとから構成される。凸部１１は、主溝１０に沿ってタイヤ全周に亘って延在している。凸部１１は、各主溝１０に少なくとも１本（図２では１本）が設けられる。

更に、この凸部１１を設けた主溝１０の内面（溝底１０ａ及び側壁１０ｂ）には、図３に示すように、主溝１０の延長方向に対して傾斜する複数本の筋部１２が形成されている。図３の例では、筋部１２は、主溝１０の側壁１０ｂ及び溝底１０ａ及び凸部１１の側壁１１ｂに亘って直線状に形成されている。この筋部１２は、図４に示すような突起１２ａ又は図５に示すような窪み１２ｂから構成される。筋部１２が突起１２ａから構成される場合、その突起１２ａは、例えば図４（ａ）に示すような断面半円状や、図４（ｂ）に示すような断面矩形状にすることができる。筋部１２が窪み１２ｂから構成される場合、その窪み１２ｂは、例えば断面半円形状にすることができ、更に、図５（ａ）に示すように隣り合う窪み１２ｂどうしを接触させたり、図５（ｂ）に示すように隣り合う窪み１２ｂどうしを離間させることができる。筋部１２は、図３に示すように、主溝１０の溝中心の両側で傾斜方向が互いに異なっている。具体的には、筋部１２は、回転方向Ｒの逆方向（即ち、反回転方向）側に向かって主溝１０の溝中心側に傾斜している。

本発明では、走行時のタイヤの周りにおいて、タイヤの進行方向前方に跳ね返される水が存在することに着目し、上述のように主溝１０に凸部１１と筋部１２とを設けることによって、この跳ね返される水を整流し、タイヤと路面との間に入り込もうとする水を効率的に押し返し、水が路面とタイヤとの間に入り込むことを抑制し、排水性能を向上している。具体的には、各主溝１０に凸部１１と筋部１２とを設けているので、凸部１１により左右の溝壁面を伝って流れる水が主溝１０の溝中心付近で衝突して水の流れが阻害されることを防止することができる。これに加えて、左右の溝壁面を伝って流れる水がこの凸部１１の両側でそれぞれ円を描くように流れるため（図２の矢印を参照）、流速が上がり、排水性を高めることができる。その一方で、主溝１０の内面に形成された筋部１２によって、反回転方向側、即ちタイヤの進行方向前方に向かう水の流れが、上述の回転運動に加えて、主溝１０の溝中心に水を集めるように方向付けられるので、効率の良い排水が可能になる。

このとき、筋部１２が主溝１０の溝中心の両側で傾斜方向が逆方向にならず、溝中心に向かって対向していないと、主溝１０の溝中心に水を効率よく集めることが出来ず、排水性を効果的に高めることができない。また、筋部１２が回転方向Ｒに向かって主溝１０の溝中心側に傾斜していると、タイヤの進行方向前方に向かう水の流れが溝中心から外側に拡がる方向に方向づけられるので、排水性能が低下する。

筋部１２は、図２，３に示すように、少なくとも主溝１０の溝底１０ａ及び側壁１０ｂと凸部の側壁１１ｂとに設けられていればよいが、図６のように凸部１１の頂面１１ａまで延在するように設けてもよい。この場合、主溝１０の溝中心（凸部１１の頂面１１ａの中心）付近で、傾斜方向の異なる２種類の筋部１２が接することになる。

凸部１１の高さは特に限定されないが、例えばウェアインジケータ（一般的な高さが１．６ｍｍ程度）と同等の高さとすることで、摩耗限界に達するまで、凸部１１を路面に接触させないことが可能になるので、摩耗末期まで、凸部１１による効果を良好に保つことが出来る。具体的には、図２に示すように、主溝１０の溝深さをＨ、凸部１１の溝底１０ａからの高さをｈとすると、凸部１１の高さｈを主溝１０の溝深さＨの１０％〜４０％に設定することが好ましい。このとき、高さｈが溝深さＨの１０％よりも小さいと、凸部１１の高さが低すぎるため、凸部１１による排水性能を高める効果が充分に得られなくなる。高さｈが溝深さＨの４０％よりも大きいと、摩耗限界に到達する前に凸部１１が路面に接してしまい、摩耗末期まで凸部１１による優れたハイドロプレーニング現象の防止効果を維持することが難しくなる。

図２の例では、凸部１１は頂面１１ａを有する断面略台形状を有しているが、凸部１１の断面形状は図２の例に限定されない。図２のように、凸部１１が頂面１１ａを有する場合、主溝１０の溝幅をＷ、頂面１１ａの幅をｗとすると、頂面１１ａの幅ｗは主溝１０の溝幅Ｗの５％〜４０％であることが好ましい。このように凸部１１の寸法を規定することで、優れた排水性能を得るのに充分な溝面積を確保しながら、凸部１１に適度な剛性を付与して水が流れる際の凸部１１の変形を抑制することができる。このとき、幅ｗが溝幅Ｗの５％よりも小さいと、凸部１１の剛性が不足し、凸部１１が溝内を流れる水の水圧に充分に耐えることができず、凸部１１が変形し、効果的に整流することが難しくなる。幅ｗが溝幅Ｗの４０％よりも大きいと、凸部１１によって溝面積が小さくなってしまうため、溝内を流れる水の流量を充分に確保することが難しくなる。

筋部１２は、主溝１０の延長方向に対する鋭角になるように傾斜していれば、タイヤの進行方向前方に向かって流れる水を主溝１０の溝中心に向かって集めることが出来るが、筋部１２の傾斜角度θを主溝１０の延長方向に対して好ましくは１°〜８０°、より好ましくは１°〜２５°に設定するとよい。このように傾斜角度を設定することで、タイヤの進行方向前方に向かって流れる水に対して溝中心に水を集めるように方向付けるには有利になる。このとき、傾斜角度θが１°よりも小さいと、筋部１２が主溝１０の延長方向と略平行に延びることになるため、充分に溝中心に水を集めることができない。傾斜角度θが８０°よりも大きいと、筋部１２が主溝１０の延長方向と略垂直方向に延びることになるので、水が主溝１０をスムーズに流れ難くなる。

筋部１２を構成する突起１２ａの高さや窪み１２ｂの深さが小さ過ぎると筋部１２を設けることによる効果が充分に得られなくなるため、筋部１２を構成する突起１２ａの高さ又は窪み１２ｂの深さは０．３ｍｍ以上に設定することが好ましい。逆に、筋部１２を構成する突起１２ａの高さや窪み１２ｂの深さが大きくなり過ぎると、筋部１２自体が大きくなって主溝１０の溝体積を充分に確保することが難しくなるため、筋部１２を構成する突起１２ａの高さ又は窪み１２ｂの深さは主溝の溝深さの２０％以下に設定することが好ましい。

筋部１２により効率的に水を集めるために、筋部１２のピッチ間隔を１．５ｍｍ〜２０ｍｍの範囲に設定することが好ましい。ピッチ間隔が１．５ｍｍよりも小さいと、筋部１２が細かくなり過ぎて、溝内の体積が減少してしまい、十分な流量を確保できず、効果が充分に発揮されなくなる。ピッチ間隔が２０ｍｍよりも大きいと、筋部１２を構成する突起１２ａや窪み１２ｂが存在しない平滑な部分が広くなるため、筋部１２を設けることによる効果が充分に発揮されなくなる。

タイヤサイズが２４５／４０Ｒ１８であり、図１に例示する断面形状を有し、主溝の溝底の凸部の有無、主溝の溝深さに対する凸部の高さ、主溝の溝幅に対する凸部の幅、筋部の有無、主溝の延長方向に対する筋部の傾斜角度、筋部の高さ、筋部のピッチ間隔をそれぞれ表１のように設定した従来例１、比較例１、実施例１〜１２の１４種類の空気入りタイヤを作製した。

尚、全ての例において主溝の溝深さは７．８ｍｍで共通とした。従来例１は、凸部を設けず、溝中心で傾斜方向が切り替わらない筋部を設けた例である。表１では、筋部の高さの溝深さに対する割合を「筋部の高さ」の欄に括弧を付して併記した。

これら１４種類の空気入りタイヤについて、下記の評価方法により、耐ハイドロプレーニング性能を評価し、その結果を表１に併せて示した。

耐ハイドロプレーニング性能
各試験タイヤをリムサイズ１８×８ 1/2Ｊのホイールに組み付けて、空気圧を２３０ｋＰａとして排気量２０００ｃｃの前輪駆動車（試験車両）に装着し、直進路上で水深１０ｍｍのプールに進入するようにした走行試験を実施し、プールへの進入速度を徐々に増加させ、ハイドロプレーニング現象が発生する限界速度を測定した。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど排水性能が優れることを意味する。

表１から明らかなように、実施例１〜１２はいずれも従来例１及び比較例１に対して、優れた耐ハイドロプレーニング性能を示した。

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
５ ビードコア
６ ビードフィラー
７，８ ベルト層
９ ベルト補強層
１０ 主溝
１０ａ 底面
１０ｂ 側壁
１１ 凸部
１１ａ 頂面
１１ｂ 側壁
１２ 筋部
１２ａ 突起
１２ｂ 窪み
ＣＬ タイヤ赤道

Claims (6)

1. トレッド面にタイヤ周方向に延びる複数本の主溝が設けられると共に、回転方向が指定された空気入りタイヤにおいて、
   前記主溝の溝底に該溝底から隆起し前記主溝に沿って延在する少なくとも１本の凸部を設け、該凸部を設けた主溝の内面に該主溝の延長方向に対して傾斜する複数本の突起又は窪みからなる筋部を形成し、前記主溝の溝中心の両側の前記筋部の傾斜方向を互いに異ならせて、前記筋部を反回転方向側に向かって溝中心側に傾斜させたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記凸部の溝底からの高さが溝深さの１０％〜４０％であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記凸部が頂面を有し、該頂面の幅が前記主溝の溝幅の５％〜４０％であることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記筋部の前記主溝の延長方向に対する傾斜角度が１°〜８０°であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記筋部の高さが０．３ｍｍ以上であると共に、前記主溝の溝深さの２０％以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記筋部のピッチ間隔が１．５ｍｍ〜２０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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