JP4437428B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、制動性能を損なうことなく排水性を向上させた空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤにおいて、排水性を高めるため主溝や横溝をトレッド表面に刻んでいる。また、刻まれた溝によりブロックやリブが形成され、所望の制動性能やトラクション性能を得ている。

特許文献１に開示された空気入りタイヤにおいては、ブロックの側壁に傾斜面を設けているが、氷雪路における性能向上のためのもので、湿潤路における排水性の向上を目的とするものではなかった。
特開２００２−３０１９０８号公報

しかし、トレッド表面に溝を数多く刻むと、ボイド比（溝成分比）が大きくなりパターン剛性が低下してしまう。その結果、ウェット路面での制動性能が劣化するとことがあった。そのため、ブロックの角部を削って傾斜面を形成し、ブロック剛性を低下させることなく排水性を向上させてきたが、十分な性能を得ることができなかった。

したがって、本発明の目的は、ウェット性能を低下させることなく、排水性を向上させハイドロプレーニングの発生を抑制することにある。

上記課題を解決するため、鋭意検討した結果、請求項１に記載の発明は、トレッド表面にタイヤ周方向に延びる主溝及び前記主溝同士を連結する横溝が刻まれ、前記主溝及び前記横溝によりブロックが形成された空気入りタイヤにおいて、
前記ブロックの角部は傾斜面を備え、前記傾斜面には少なくとも１本の細溝が刻まれ、前記細溝はトレッド表面から溝底側に向かって延びている空気入りタイヤ。

また、請求項２に記載の発明は、トレッド表面にタイヤ周方向に延びる主溝が刻まれ、前記主溝によりリブが形成され、前記リブにラグ溝が刻まれた空気入りタイヤにおいて、
前記主溝と前記ラグ溝とに挟まれた角部は傾斜面を備え、前記傾斜面には少なくとも１本の細溝が刻まれ、前記細溝はトレッド表面から溝底側に向かって延びている空気入りタイヤとした。

ブロックパターンやリブラグパターンを備えたタイヤにおいて、陸部（ブロックやリブ）の角部が傾斜面を備えることにより、湿潤路を走行時における陸部の水への進入抵抗が低減される。その結果、溝（主溝や横溝、ラグ溝）を流れる水流の抵抗が低減され排水性が向上される。

陸部を形成する溝に沿って水が流れ、水流の中に渦が発生する。水は細溝に対して略垂直に流れているので、水流中の渦は細溝に対して面接触ではなく点接触するので、水流の抵抗が低減される。その結果、傾斜面近傍における水流の剥離現象を抑制され、排水性が向上しハイドロプレーニングの発生が抑制される。

請求項３に記載の発明は、前記細溝は少なくともトレッド表面から前記ブロック又は前記リブの高さの８０％に渡って刻まれている請求項１又は２に記載の空気入りタイヤとした。

湿潤路の水深にもよるが、トレッド表面から陸部の高さの８０％までの範囲に細溝が刻まれていると、排水性が効果的に向上される。

請求項４に記載の発明は、前記傾斜面に隣接する前記ブロック又は前記リブの側壁に細溝が刻まれ、細溝が刻まれた領域のトレッド側の両端点を結ぶ幅は前記傾斜面のトレッド側の最大幅の５倍以内である請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤとした。

更に、陸部の側壁に細溝を設けることにより、溝内の水流の剥離現象を更に抑制でき、排水性が向上されハイドロプレーニングの発生を抑制することができる。

請求項５に記載の発明は、前記細溝の幅が０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍであり、前記細溝の深さが０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍである請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤとした。

溝内の水流の流速に依存するレイノルズ数より渦の大きさがほぼ決定されるので、レイノルズ数に応じて細溝の深さ、幅を決定することが好ましい。タイヤの溝内を流れる水流は乱流であり、車速からそのレイノルズ数Ｒｅは１００００〜１０００００である。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。したがって、渦が細溝に対して点接触するために、細溝の深さ、幅をいずれも０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍとすることが好ましい。

本発明によれば、ブロックパターンやリブラグパターンにおいて形成される角部に傾斜面を設け、当該傾斜面に細溝を刻んだ構成とすることにより、排水性が向上されハイドロプレーニングの発生を抑制することができる。また、ボイド比を増大させることがないのでパターン剛性が維持され、ウェット時の制動性能も確保される。

以下、図面を用いて、本発明に係る空気入りタイヤの実施形態を説明する。図１（ａ）は、本発明に係る空気入りタイヤのブロックを示す概略図である。ブロック１は主溝１１や横溝１２によって形成され、ブロック１の角部２は傾斜面３を備えている。傾斜面３は、ブロック１の側壁５よりも大きく傾斜している。傾斜面３のトレッドＴ側の最大幅はＷである。なお、図１（ａ）では細溝を省略している。

更に、傾斜面３には細溝が刻まれる。例えば、図１（ｂ）に示すように、傾斜面３にはトレッドＴ表面から溝底Ｐに延びる細溝４が１本刻まれている。又は、図１（ｃ）に示すように、傾斜面３には複数本の細溝４を刻み、細溝４が溝底Ｐに収斂するようにトレッドＴ表面から溝底Ｐに延びている。あるいは、図１（ｄ）に示すように、個々の細溝４が互いに平行になるようにトレッドＴ表面から溝底Ｐに延びていてもよい。なお、細溝４は少なくともトレッドＴ表面からブロック１の高さＤの８０％に渡って刻まれていることが好ましい。

陸部１の角部２が傾斜面３を備えているので、湿潤路を走行時における陸部１の水への進入抵抗が低減される。陸部１を形成する主溝１１や横溝１２に沿って水が流れ、水流の中に渦が発生する。水は細溝４に対して略垂直に流れているので、水流中の渦は細溝４に対して面接触ではなく点接触するので、水流の抵抗が低減される。その結果、傾斜面３近傍における水流の剥離現象を抑制され、排水性が向上しハイドロプレーニングの発生が抑制される。

車速により溝内の水流の流速が変化し、水流の流速に応じてレイノルズ数は変化する。レイノルズ数により渦の大きさがほぼ決定されるので、レイノルズ数に応じて細溝４の深さＨ、幅Ｐを決定することが好ましい。ハイドロプレーニングが発生し始める車速を考慮すれば、細溝４の深さＨ、幅Ｐはいずれも０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍが好ましい。

特に、図１（ｃ）に示すように細溝４が溝底Ｐに収斂するように延びている場合、細溝４の深さＨ、幅Ｐは変化している。したがって、溝内の水流の流速が変化し渦の大きさが変化しても、細溝４の深さＨ、幅Ｐが最適な箇所がある。その結果、広範囲な車速にわたって、排水性が向上しハイドロプレーニングの発生が抑制される。

傾斜面３のトレッド面側の最大幅Ｗは３ｍｍ〜５ｍｍが好ましい。３ｍｍ未満であると、傾斜面３も面積が狭くなり水流抵抗低減の効果が低くなる。５ｍｍを超えると、トラクション性能など他のタイヤの性能が劣化するおそれがある。

更に、図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、傾斜面３の他に陸部１の側壁５にも細溝４を刻んでもよい。この場合、細溝４が刻まれた側壁５の両端点Ｑ１、Ｑ２を結ぶ幅Ｗ１は傾斜面３のトレッドＴ側の最大幅Ｗの５倍以内が好ましい。５倍を超えると、ブロック剛性が低下するため、トラクション性能等の他の性能が低下するおそれがある。

以上、ブロックパターンの場合について説明したが、リブラグパターンについても適用できる。例えば、図３では、主溝１１によりリブ２１が区画され、ラグ溝１３が刻まれている。主溝１１とラグ溝１３に挟まれた角部２２に傾斜面２３を設け、傾斜面２３に細溝を刻んでもよい。もちろん、側壁２５にも細溝を刻んでもよい。なお、図３では細溝を図示していないが、図１及び２で説明した形態を採ることができ、その作用効果は既述のとおりである。

実施例として本発明に係る空気入りタイヤ及び比較例に係る空気入りタイヤをそれぞれ試作して性能評価を行った。実施例１〜３はブロックパターンを備え、表１に示す細溝の形状を備えている。比較例１に係るタイヤは、実施例と同じくブロックパターンを備え細溝がないタイヤである。比較例２は、同じくブロックパターンを備え傾斜部を備える代わりに溝容積を大きくしたトレッドパターンを備えている。タイヤサイズは１８５／６５Ｒ１５で、２０００ｃｃＦＦセダン型乗用車に装着して性能評価を行った。

表1において、ハイドロ性能は、水深８ｍｍの湿潤路を徐々に速度を増して走行し、ハイドロプレーニングが発生し始めたときの速度である。ウェット制動性能は湿潤路面上での時速１００ｋｍからの制動距離の逆数である。いずれも比較例１を１００とした指数で表し、数字が大きいほど性能が良いことを示す。

表１によれば、実施例に係るタイヤでは、ウェットでの制動性能を損なうことなく、ハイドロプレーニングの発生が抑制されている。

（ａ）は本発明に係る空気入りタイヤの実施形態におけるブロックを示す斜視図、（ｂ）〜（ｄ）は細溝の形態を示す図である。 （ａ）及び（ｂ）は細溝の他の形態を示す図である。 本発明に係る空気入りタイヤの他の実施形態におけるリブを示す斜視図である。

符号の説明

１ ブロック
２ 角部
３ 傾斜面
４ 細溝

Claims (5)

1. トレッド表面にタイヤ周方向に延びる主溝及び前記主溝同士を連結する横溝が刻まれ、前記主溝及び前記横溝によりブロックが形成された空気入りタイヤにおいて、
   前記ブロックの角部は傾斜面を備え、前記傾斜面には少なくとも１本の細溝が刻まれ、前記細溝はトレッド表面から溝底側に向かって延びている空気入りタイヤ。
2. トレッド表面にタイヤ周方向に延びる主溝が刻まれ、前記主溝によりリブが形成され、前記リブにラグ溝が刻まれた空気入りタイヤにおいて、
   前記主溝と前記ラグ溝とに挟まれた角部は傾斜面を備え、前記傾斜面には少なくとも１本の細溝が刻まれ、前記細溝はトレッド表面から溝底側に向かって延びている空気入りタイヤ。
3. 前記細溝は少なくともトレッド表面から前記ブロック又は前記リブの高さの８０％に渡って刻まれている請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記傾斜面に隣接する前記ブロック又は前記リブの側壁に細溝が刻まれ、細溝が刻まれた領域のトレッド側の両端点を結ぶ幅は前記傾斜面のトレッド側の最大幅の５倍以内である請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記細溝の幅が０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍであり、前記細溝の深さが０．０１ｍｍ〜０．５ｍｍである請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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