JP2019189201A - ウェットグリップ強化タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】道路面の水をさらに吸収・排出する機能を有するカーフを形成することで、ウェットグリップ性能を向上させたタイヤを提供する。【解決手段】ウェットグリップ強化タイヤは、ブロック２０に形成され、内部に流れ込んだ水をグルーブ１０に排出するカーフ１００と、カーフ１００に配備され、カーフ１００の長手方向に形成される管状であり、グルーブ１０に連結されて水をグルーブ１０に排出する排水管１２０と、カーフ１００に配備され、水が流れ込むカーフ１００の入口から排水管１２０の方向に形成され、管状であり、グルーブ１０または排水管１２０に連結される流路管１１０とを備える。【選択図】図１

Description

本発明は、ウェットグリップ強化タイヤに関し、さらに詳しくは、複数本の流路管を介してさらに吸収された水が流路管及び排水管を介して効率よく排出されることにより、ウェットグリップ（Ｗｅｔ Ｇｒｉｐ）性能を向上することのできるタイヤに関する。

空気入りタイヤにおいて、トレッドには、その円周方向に形成される複数の縦グルーブと、その幅方向に形成される複数の横グルーブと、を備え、縦グルーブ及び横グルーブによって複数のトレッドブロックが形成される。また、トレッドブロックには、各トレッドブロックの剛性を調節するために小さい溝が形成され、このような溝をカーフ（ｋｅｒｆ）と呼ぶ。このようなカーフのデザイン、設置位置や数は、ノイズと乗車感などのタイヤの性能と密接な関係があるため、カーフの設計は非常に重要である。

そして、タイヤの重要な性能のうち、濡れた路面における制動とハンドリングは、益々強調されている。従来の技術においては、トレッドに水分流入口を設け、トレッドの表面の水分をトレッドの内側へ吸収させることにより、濡れた路面における走行性能を改善したり、上部には一般的な（Ｋｅｒｆ）を適用し、且つ、カーフの底面は広くしてグルーブ側に水分及び雪を逃すといった方式を用いている。

特許文献１（発明の名称：重荷重用タイヤのトレッドカーフ）には、ブロックにカーフを用いて水面及び氷上における制動性及び耐久性を強化するために、このカーフの下端部がカーフの入口よりも広い容積を有するように構成された重荷重用タイヤのトレッドカーフにおいて、前記カーフの入口と波形連結穴に連結されるカーフの下端部は、ベンチュリメーター状の流路管からなり、空気の流速と排水速度を増加させたタイヤが開示されている。

大韓民国登録特許第１０−１０３７４１０号公報

前記のような課題を解決するために、本発明は、タイヤの転がり運動の際に道路面の水をさらに吸収・排出する機能を有するカーフを形成することを目的とする。

本発明が解決しようとする技術的課題は、前述の技術的課題に限定されるものではなく、言及していない他の技術的課題は、以下の記載から本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者に明確に理解される。

前記のような目的を達成するために、本発明は、トレッドにブロックとグルーブが形成されたタイヤにおいて、前記ブロックに形成され、内部に流れ込んだ水を前記グルーブに排出するカーフと、前記カーフに配備され、前記カーフの長手方向に形成される管状であり、前記グルーブに連結されて前記水を前記グルーブに排出する排水管と、前記カーフに配備され、前記水が流れ込む前記カーフの入口から前記排水管の方向に形成され、管状であり、前記グルーブまたは前記排水管に連結される流路管と、を備え、前記カーフの形状の変化によって、ウェットグリップ性能を向上することを特徴とする。

本発明の実施形態において、前記排水管は、前記カーフの下端と前記カーフの深さの１／２の地点との間に形成されてもよい。

本発明の実施形態において、前記排水管に対する前記流路管の勾配は、０°〜９０°であってもよい。

本発明の実施形態において、前記流路管の断面積は、前記カーフの入口から前記排水管に向かって次第に減少してもよい。

本発明の実施形態において、前記カーフの入口から前記排水管に向かって前記流路管の断面積が次第に増加した後、再び次第に減少してもよい。

本発明の実施形態において、前記流路管の断面の直径が、１〜４ミリメートル（ｍｍ）であってもよい。

本発明の実施形態において、前記排水管の断面積は、前記排水管の中心部から前記排水管の排出口に向かって減少してもよい。

本発明の実施形態において、前記排水管の断面の直径が、０．５〜３ミリメートル（ｍｍ）であってもよい。

前記のような構成を有する本発明の効果は、複数本の流路管を介してさらに吸収された水が流路管及び排水管を介して効率よく排出されることにより、タイヤのウェットグリップ（Ｗｅｔ Ｇｒｉｐ）性能を向上することができることである。

本発明の効果は、前記効果に限定されるものではなく、本発明の詳細な説明または特許請求の範囲に記載されている発明の構成から推論可能なあらゆる効果が含まれる。

本発明の一実施形態に係るタイヤの要部の概略斜視図 本発明の一実施形態に係るカーフ部分の模式図 本発明の一実施形態に係る流路管の断面積が変化するカーフ部分の模式図 本発明の一実施形態に係る流路管の断面積が増加するカーフ部分の模式図 本発明の一実施形態に係る排水管の断面積が変化するカーフ部分の模式図 本発明に適用されるベルヌーイの定理の説明図

以下、添付図面を参照して本発明について説明する。しかしながら、本発明は、様々な異なる形態で実現され得るので、以下に説明する実施形態に限定されるものではない。また、図面において、本発明を明確に説明するために説明に関係のない部分は省略し、明細書全体を通して類似の部分には類似の符号を付した。

明細書全体を通して、ある一部分が他の部分と「連結（接続、接触、結合）」されているという場合、それには「直接連結」されているものだけでなく、その間にさらに他の部材を介して「間接的に連結」されているものも含まれる。また、ある一部分がある構成要素を「含む」という場合、それは特に断らない限り他の構成要素を除外するものではなく、他の構成要素をさらに備えることを意味するものである。

本発明に用いられる用語は、単に特定の実施形態について説明するために用いられるものであり、本発明を限定しようとする意図はない。単数の表現には、文脈からみて明らかに他の意味を有さない限り、複数の言い回しを含む。本発明における「含む」、「有する」などの用語は、明細書に記載されている特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品またはそれらの組み合わせが存在することを示すものであり、１つまたはそれ以上の他の特徴、数字、ステップ、動作、構成要素、部品またはそれらの組み合わせの存在または付加可能性を予め排除するものではない。

以下、添付図面を参照し、本発明について詳細に説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るタイヤの要部の概略斜視図であり、図２は、本発明の一実施形態に係るカーフ１００部分の模式図である。

図１及び図２に示すように、トレッド（ｔｒｅａｄ）にブロック２０（ｂｌｏｃｋ）とグルーブ（ｇｒｏｏｖｅ）１０が形成されたタイヤである本発明のウェットグリップ（Ｗｅｔ Ｇｒｉｐ）強化タイヤ（ｔｉｒｅ）は、ブロック２０に形成され、内部に流れ込んだ水をグルーブ１０に排出するカーフ１００と、カーフ１００に配備され、カーフ１００の長手方向に形成される管状であり、グルーブ１０に連結されて水をグルーブ１０に排出する排水管１２０と、カーフ１００に配備され、水が流れ込むカーフ１００の入口から排水管１２０の方向に形成され、管状であり、グルーブ１０または排水管１２０に連結される流路管１１０と、を備え、カーフ１００の形状の変化によって、ウェットグリップ性能を向上することができる。

ここで、グルーブ１０は、グルーブ１０に流れ込んだ水をタイヤの回転による遠心力によってタイヤの外部に排出してもよい。

そして、カーフ１００の長手方向は、タイヤの表面において確認されるカーフ１００の形状に対する長さの形成方向であってもよい。

排水管１２０は、カーフ１００の下端とカーフ１００の深さの１／２の地点との間に形成されてもよい。

カーフ１００の下端は、カーフ１００においてアンダー・トレッド（ｕｎｄｅｒ ｔｒｅａｄ）と連結された部位であってもよい。

排水管１２０がカーフ１００の入口とカーフ１００の深さの１／２の地点との間に形成される場合、流路管１１０の長さが減少し、流路管の流入口１１２に流れ込む水の量が減り、その結果、タイヤの吸水性が低下する恐れがある。

図１に示すように、カーフ１００は、タイヤの円周方向（縦方向）に対して勾配を有して形成されてもよい。これにより、カーフ１００の長さが増加することにより、カーフ１００に形成される流路管１１０の本数または体積が増加し、カーフ１００に流れ込む水の量が増加する。

前述したように、カーフ１００がタイヤの円周方向（縦方向）に対して勾配を有して形成される場合、図１に示すように、排水管１２０もまた、タイヤの円周方向に対して勾配を有してもよい。

排水管１２０に対する流路管１１０の勾配は、０°〜９０°であってもよい。

具体的に、流路管１１０の勾配は、排水管１２０の長手方向の中心軸と流路管１１０の長手方向の中心軸とがなす角度であってもよい。

まず、流路管１１０の勾配が０°である場合、流路管１１０は、排水管１２０と平行に形成され、外部からカーフ１００の入口へと流れ込んだ水の一部は、流路管１１０に沿って流動してグルーブ１０に直ちに排出され、残りの水は排水管１２０に流動し、排水管１２０に沿って流動した後、排水管の排出口１２１を介してグルーブ１０に排出されてもよい。

ここで、排水管の排出口１２１は、排水管１２０とグルーブ１０との連結部位であってもよい。

そして、流路管１１０の勾配が９０°である場合、流路管１１０は、排水管１２０に垂直に形成され、外部からカーフ１００の入口へと流れ込んだ水が流路管１１０に沿って流動して排水管１２０に流れ込み、排水管１２０に流れ込んだ水は、排水管１２０に沿って流動した後、排水管の排出口１２１を介してグルーブ１０に排出されてもよい。

また、図１及び図２に示すように、流路管１１０の勾配が０°超え９０°未満である場合、カーフ１００の入口から排水管１２０の方向に形成される第１の流路管１１０ａと、カーフ１００の入口からグルーブ１０の方向に形成される第２の流路管１１０ｂ、及びグルーブ１０から排水管１２０の方向に形成される第３の流路管１１０ｃが形成されてもよい。

第１の流路管１１０ａに流れ込んだ水は、第１の流路管１１０ａに沿って流動して排水管１２０に流れ込み、排水管１２０に沿って流動してグルーブ１０に排出されてもよく、第２の流路管１１０ｂに流れ込んだ水は、第２の流路管１１０ｂに沿って流動した後にグルーブ１０に排出されてもよく、第３の流路管１１０ｃに流れ込んだ水は、第３の流路管１１０ｃに沿って流動して排水管１２０に流れ込み、排水管１２０に沿って流動してグルーブ１０に排出されてもよい。

そして、タイヤの走行に際して、カーフ１００の入口に圧力が与えられるので、流路管の流入口１１２に圧力が与えられ、排出される水の速度はさらに増加し得る。また、タイヤの走行に際して、カーフ１００の変形によって流路管１１０または排水管１２０の体積が変化し、流路管１１０または排水管１２０の内部の圧力が変化しながらポンプ作用によって流路管１１０または排水管１２０から排出される水に対する排水性が増加し得る。

図３は、本発明の一実施形態に係る流路管１１０の断面積が変化するカーフ１００部分の模式図であり、図４は、本発明の一実施形態に係る流路管１１０の断面積が増加するカーフ１００部分の模式図である。

図３に示すように、流路管１１０の断面積は、カーフ１００の入口から排水管１２０に向かって次第に減少してもよい。

排水管１２０に近付くにつれて流路管１１０の断面積が減少する場合、カーフ１００の入口に位置する流路管の流入口１１２の面積よりも、流路管１１０から水が排出される流路管の排出口１１１の面積の方が小さく形成され、ベルヌーイの定理によって流路管の排出口１１１から排出される水の速度が増加し、流路管の流入口１１２の面積と流路管の排出口１１１の面積とが同じである場合よりも水の排出効率が増加し得る。

これについては、図６の説明において詳細に記述する。

そして、図４に示すように、カーフ１００の入口から排水管１２０に向かって流路管１１０の断面積が次第に増加した後、再び次第に減少してもよい。

前述したように、流路管の流入口１１２の面積の方が流路管の排出口１１１の面積よりも大きく形成される場合、カーフ１００の入口部位の強度が低下する恐れがある。このため、流路管の流入口１１２から流路管１１０のある部位まで流路管１１０の断面積を増加させていき、前記流路管１１０のある部位から流路管の排出口１１１まで流路管１１０の断面積を減少させ、カーフ１００の入口の強度低下を防ぐとともに、流路管１１０に流れ込む水の速度よりも流路管１１０から排出される水の速度の方を大きく保持してもよい。

流路管１１０の断面の直径は、１〜４ミリメートル（ｍｍ）であってもよい。

ここで、流路管１１０の断面は、円状または楕円状に形成されてもよく、流路管１１０の断面が楕円状である場合、流路管１１０の断面の直径は、最も短い直径を意味してもよい。

流路管の流入口１１２の断面の直径が１ミリメートル（ｍｍ）未満である場合、流路管の流入口１１２に流れ込む水の量が格段に減少する恐れがある。そして、流路管の流入口１１２の断面の直径が４ミリメートル（ｍｍ）を超える場合、カーフ１００の表面積の減少によってカーフ１００の強度が低下する恐れがある。

流路管の排出口１１１の断面の直径が１ミリメートル（ｍｍ）未満である場合、流路管の排出口１１１から排出される水の量が格段に減少する恐れがある。そして、流路管の排出口１１１の断面の直径が４ミリメートル（ｍｍ）を超える場合、流路管の排出口１１１と排水管１２０との連結部位の強度が低下したり、グルーブの方向に露出される流路管の排出口１１１の大きさの増加によってカーフ１００の強度が低下したりする恐れがある。

流路管１１０の内部の断面の直径が１ミリメートル（ｍｍ）未満である場合、流路管１１０の内部を流動する水の量が格段に減少する恐れがある。そして、流路管１１０の内部断面の直径が4ミリメートル（ｍｍ）を超える場合、カーフ１００の内部に空間が増加してカーフ１００の強度が低下する恐れがある。

図５は、本発明の一実施形態に係る排水管１２０の断面積が変化するカーフ１００部分の模式図である。

図５に示すように、排水管１２０の断面積は、排水管１２０の中心部から排水管の排出口１２１に向かって減少してもよい。

排水管１２０の中心部からグルーブ１０へと近付くにつれて排水管１２０の断面積が減少する場合、排水管１２０の中心部の断面積よりも排水管の排出口１２１の面積の方が小さく形成され、ベルヌーイの定理によって排水管の排出口１２１から排出される水の速度が増加して、排水管１２０の中心部の面積と排水管の排出口１２１の面積とが同じである場合よりも水の排出効率が増加し得る。

これについては、図６の説明において詳しく記述する。

排水管１２０の断面の直径は、０．５〜３ミリメートル（ｍｍ）であってもよい。

ここで、排水管１２０の断面は、円状または楕円状に形成されてもよく、排水管１２０の断面が楕円状である場合、排水管１２０の断面の直径は、最も短い直径を意味してもよい。

排水管１２０の断面の直径が０．５ミリメートル（ｍｍ）未満である場合、排水管の排出口１２１から排出される水の量が格段に減少する恐れがある。そして、排水管１２０の断面の直径が３ミリメートル（ｍｍ）を超える場合、カーフ１００の内部に空間が増加してカーフ１００の強度が低下する恐れがある。

図６は、本発明に適用されるベルヌーイの定理を説明するための図である。

水は、常温、大気圧の状態では非圧縮性の性質を有するので、理想流体であると仮定することができ、これにより、流路管１１０または排水管１２０を流動する水に対して［数式１］を適用することができる。

そして、タイヤは、回転するため、高さｈ変数が除外可能であり、結果的に、流路管１１０または排水管１２０を流動する水に対して［数式２］を適用することができる。

そして、図６に示すように、流路に流れ込んだ単位時間当たりの水の体積Ｖ１と、流路から排出された単位時間当たりの水の体積Ｖ２とが同じであるため、Ｓ１×Ａ１＝Ｓ２×Ａ２となり、その結果、Ｓ１＝Ｖ１×ｔ、Ｓ２＝Ｖ２×ｔからＳ１×Ｖ１＝Ｓ２×Ｖ２なる式を導き出すことができる。

これにより、面積が５０％減少すれば、速度は２倍ほど速まることを確認することができ、このような原理を用いて、排水管１２０に近付くにつれて流路管１１０の断面積が減少する場合、流路管の排出口１１１から排出される水の速度が増加し、流路管の流入口１１２の面積と流路管の排出口１１１の面積とが同じである場合よりも水の排出効率が増加することを確認することができる。

そして、排水管１２０の中心部からグルーブ１０へと近付くにつれて排水管１２０の断面積が減少する場合、排水管の排出口１２１から排出される水の速度が増加し、排水管１２０の中心部の面積と排水管の排出口１２１の面積とが同じである場合よりも水の排出効率が増加することを確認することができる。

前述した本発明の説明は例示のためのものであり、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明の技術的思想や必須の特徴を変更することなく、他の具体的な形態に容易に変形できる。よって、前述の実施形態はあくまで例示的なものであり、限定的なものでない。例えば、単一型で説明された各構成要素を分散して実施してもよく、同様に分散したものと説明された構成要素を結合された形態に実施してもよい。

本発明の範囲は、添付の特許請求の範囲により示され、特許請求の範囲の意味及び範囲、並びにその均等概念から導かれるあらゆる変更または変形された形態も本発明に含まれる。

１０：グルーブ
２０：ブロック
１００：カーフ
１１０：流路管
１１０ａ：第１の流路管
１１０ｂ：第２の流路管
１１０ｃ：第３の流路管
１１１：流路管の排出口
１１２：流路管の流入口
１２０：排水管
１２１：排水管の排出口

Claims (8)

1. トレッドにブロックとグルーブが形成されたタイヤにおいて、
   前記ブロックに形成され、内部に流れ込んだ水を前記グルーブに排出するカーフと、
   前記カーフに配備され、前記カーフの長手方向に形成される管状であり、前記グルーブに連結されて前記水を前記グルーブに排出する排水管と、
   前記カーフに配備され、前記水が流れ込む前記カーフの入口から前記排水管の方向に形成され、管状であり、前記グルーブまたは前記排水管に連結される流路管と、を備え、
   前記カーフの形状の変化によって、ウェットグリップ性能を向上する
   ことを特徴とするウェットグリップ強化タイヤ。
2. 前記排水管は、前記カーフの下端と前記カーフの深さの１／２の地点との間に形成される
   請求項１に記載のウェットグリップ強化タイヤ。
3. 前記排水管に対する前記流路管の勾配は、０°〜９０°である
   請求項１に記載のウェットグリップ強化タイヤ。
4. 前記流路管の断面積は、前記カーフの入口から前記排水管に向かって次第に減少する
   請求項１に記載のウェットグリップ強化タイヤ。
5. 前記カーフの入口から前記排水管に向かって前記流路管の断面積が次第に増加した後、再び次第に減少する
   請求項４に記載のウェットグリップ強化タイヤ。
6. 前記流路管の断面の直径が、１〜４ミリメートル（ｍｍ）である
   請求項１に記載のウェットグリップ強化タイヤ。
7. 前記排水管の断面積は、前記排水管の中心部から前記排水管の排出口に向かって減少する
   請求項１に記載のウェットグリップ強化タイヤ。
8. 前記排水管の断面の直径が、０．５〜３ミリメートル（ｍｍ）である
   請求項１に記載のウェットグリップ強化タイヤ。

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