JP5357613B2

JP5357613B2 - 空気入りタイヤ

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Publication number: JP5357613B2
Application number: JP2009098379A
Authority: JP
Inventors: 幸洋木脇
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2009-04-14
Filing date: 2009-04-14
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2029-04-14
Also published as: JP2010247626A

Description

本発明は、タイヤ周方向に沿って延びる主溝が形成された空気入りタイヤに関し、特に、排水性の低下を抑制した空気入りタイヤに関する。

従来、空気入りタイヤでは、ハイドロプレーニングを抑制するため、路面とトレッドとの間に入り込んだ水の排水性を向上させる様々な方法が用いられている。例えば、タイヤ周方向に沿って設けられた主溝の溝壁に、トレッド面視において流線型である窪みを形成する方法が知られている（例えば、特許文献１）。このような空気入りタイヤによれば、主溝内を流れる水の乱流を抑制でき、排水性が向上する。

また、排水性の向上を目的として、主溝に連通する多数の横溝を設ける方法も広く用いられている。

特開２００６−２０５８２４号公報（第５頁、第１図）

しかしながら、上述した従来の空気入りタイヤには、次のような問題があった。すなわち、主溝によって区画される陸部、具体的にはブロックの剛性を向上させるため、主溝と交差する横溝の数を減らすと、排水性が低下し、ハイドロプレーニングが発生し易くなる問題がある。

そこで、本発明は、主溝と交差する横溝の数を減らした場合でも、排水性の低下を抑制できる空気入りタイヤの提供を目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、タイヤ周方向（タイヤ周方向Ｒ）に沿って延び、路面と接地する第１陸部（例えば、陸部１０）と、タイヤ周方向に沿って延び、路面と接地する第２陸部（例えば、陸部２０）とを備え、第１陸部と第２陸部の間にタイヤ周方向に沿って延びる主溝（例えば、主溝５０）と、主溝からトレッドショルダー側に向かって延びる横溝（例えば、横溝８０）とが形成された空気入りタイヤ（例えば、空気入りタイヤ１）であって、第１陸部は、主溝を形成する第１溝壁（例えば、溝壁１０ａ）を有し、第２陸部は、主溝を形成する第２溝壁（例えば、溝壁２０ａ）を有し、第１溝壁及び第２溝壁は、トレッド面視において、タイヤ周方向に沿って蛇行し、トレッド幅方向（トレッド幅方向W_TR）に沿った主溝の溝幅は、タイヤ周方向に沿って所定の繰り返し周期で変化し、主溝は、溝幅の最小幅部分W_MIN（最小幅部分W_50MIN）を含む幅狭溝部（幅狭部５０Ｂ）と、溝幅の最大幅部分W_MAX（最大幅部分W_50MAX）を含む幅広溝部（幅広部５０Ａ）とを含み、横溝は、幅広溝部に連通することを要旨とする。

このような空気入りタイヤによれば、主溝内には、第１溝壁及び第２溝壁に沿った水の流れである流線が発生する。また、トレッド幅方向の主溝の溝幅は、所定の繰り返し周期で変わるため、主溝内を流れる水は、、所定の繰り返し周期でトレッド幅方向の幅を変えながら流れる。このため、主溝内の水は、脈動し、幅広溝部において、横溝へ効果的に排水される。

つまり、空気入りタイヤは、主溝と交差する横溝の数を減らした場合でも、横溝に向かう流線を発生させるため、排水性の低下を抑制できる。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、溝幅の最小幅部分W_MINと、前記溝幅の最大幅部分W_MAXとの比W_MIN/W_MAXは、３５％〜８５％の範囲であることを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、本発明の第１又は２の特徴に係り、横溝は、幅広溝部にのみ連通することを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、本発明の第１乃至３の特徴の何れかに係り、第１溝壁及び第２溝壁は、トレッド幅方向に沿って所定の振幅（振幅ａ）を有し、所定の繰り返し周期は、所定の振幅の１５倍〜１００倍であることを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、本発明の第１乃至４の特徴の何れかに係り、横溝が主溝と連通する連通部分（例えば、連通部８０Ａ）の溝深さ（例えば、溝深さＨ_80A）は、少なくとも横溝の溝深さ（例えば、溝深さＨ_80B）よりも浅いことを要旨とする。

本発明の第６の特徴は、本発明の第５の特徴に係り、連通部分の溝深さは、横溝及び主溝の溝深さ（例えば、溝深さＨ₅₀）よりも浅いことを要旨とする。

本発明の特徴によれば、主溝と交差する横溝の数を減らした場合でも、排水性の低下を抑制できる空気入りタイヤを提供することができる。

本発明の実施形態に係る空気入りタイヤを構成するトレッドの展開図である。本発明の実施形態に係る空気入りタイヤを構成するトレッドの展開図の一部拡大図である。本発明の実施形態に係る空気入りタイヤを構成するトレッドの一部断面図である。本発明の比較例における空気入りタイヤを構成するトレッドの展開図である。本発明のその他の実施形態に係る空気入りタイヤを構成するトレッドの一部断面図である。

次に、本発明に係る実施形態及びその他の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。

したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

[実施形態]
実施形態においては、（１.１）空気入りタイヤの構成、（１.２）主溝の詳細構成、（１．３）横溝の詳細構成（１．４）比較評価、（１.５）作用・効果について説明する。

（１.１）空気入りタイヤの構成
図１は、実施形態において空気入りタイヤ１を構成するトレッドの展開図である。空気入りタイヤ１におけるトレッド表面に形成される各部位について説明する。具体的には、（１．１．１）陸部、（１．１．２）主溝、（１．１．３）横溝について説明する。

（１．１．１）陸部
空気入りタイヤ１は、タイヤ周方向Ｒに沿って延び、路面と接地する陸部１０と、陸部２０と、陸部３０と、陸部４０とを備える。

陸部１０は、トレッド幅方向W_TR端部に主溝５０を形成する溝壁１０ａ（後述）を有する。陸部２０はトレッド幅方向W_TR端部に主溝５０を形成する溝壁２０ａ（後述）を有する。陸部３０及び陸部４０は、トレッド幅方向W_TR外側に開口する横溝１１０を有する。

陸部１０には、主溝５０に連通する横溝８０が、形成されている。陸部２０には、主溝５０に連通する横溝９０が、形成されている。

（１．１．２）主溝
空気入りタイヤ１は、陸部１０と陸部２０との間にタイヤ周方向Ｒに沿って延びる主溝５０を備える。空気入りタイヤ１は、陸部１０と陸部３０との間にタイヤ周方向Ｒに沿って延びる主溝６０を備える。空気入りタイヤ１は、陸部２０と陸部４０との間にタイヤ周方向Ｒに沿って延びる主溝７０を備える。

主溝５０は、タイヤの赤道線ＣＬ上に形成される。主溝６０及び主溝７０は、タイヤの赤道線ＣＬからトレッド幅方向W_TR外側に形成される。主溝７０は、タイヤ周方向Ｒに沿って直線状に形成される。

（１．１．３）横溝
横溝８０は、主溝５０及び主溝６０に連通する。具体的には、横溝８０は、主溝５０からトレッドショルダー側に向かって延びる。

横溝９０は、主溝５０及び主溝７０に連通する。具体的には、横溝９０は、主溝５０からトレッドショルダー側に向かって延びる。

（１.２）主溝の詳細構成
主溝５０の詳細構成について、説明する。具体的には、（１．２．１）溝壁、（１．２．２）溝幅、（１．２．３）主溝の振幅と周期について、図１及び図２を用いて説明する。図２は、空気入りタイヤ１を構成するトレッドにおいて、主溝５０を拡大した展開図を示す。

なお、主溝６０及び主溝７０の構成は、主溝５０と同様であるため、詳細な説明は省略する。

（１．２．１）溝壁
主溝５０は、陸部１０の溝壁１０ａ及び陸部２０の溝壁２０ａにより形成される。溝壁１０ａ及び溝壁２０ａは、トレッド面視において、タイヤ周方向Ｒに沿って蛇行する。溝壁１０ａ及び溝壁２０ａは、主溝５０の中心線を軸に対称に設けられる。

（１．２．２）溝幅
主溝５０は、トレッド幅方向W_TRに沿って所定の周期で変化する溝幅を有する。具体的には、主溝５０の溝幅は、溝壁１０ａ上の任意の点から、溝壁２０ａまでのトレッド幅方向W_TRの距離を示す。

主溝５０は、最大幅部分W_50MAXを含む幅広部５０Ａを形成する。同様に、主溝５０は、最小幅部分W_50MINを含む幅狭部５０Ｂを形成する。主溝５０は、タイヤ周方向Ｒに幅広部５０Ａと、幅狭部５０Ｂとを交互に形成する。

主溝５０の溝幅の最小幅部分Ｗ_50MINと、主溝５０の溝幅の最大幅部分Ｗ_50MAXとの比W_50MIN/Ｗ_50MAXは、３５％〜８５％の範囲である。

主溝５０における溝幅の最大幅部分Ｗ_50MAXの位置は、主溝６０における溝幅の最小幅部分の位置とタイヤ周方向Ｒにおいて略同一である。

（１．２．３）主溝の振幅と周期
図２に示すように、主溝５０の溝幅は、タイヤ周方向Ｒに沿って周期λで変化する。

溝壁１０ａ及び溝壁２０ａは、トレッド面視において、タイヤ周方向Ｒに沿って周期λで変化する。

溝壁１０ａ及び溝壁２０ａは、トレッド幅方向W_TRに沿って振幅ａを有する。

主溝５０の溝幅におけるタイヤ周方向Ｒの周期であり、溝壁１０ａ及び溝壁２０ａのタイヤ周方向Ｒの周期である周期λと、振幅ａとの関係は、周期λが、振幅ａの１５倍〜１００倍である。

溝壁１０ａ及び溝壁２０ａは、最小幅部分Ｗ_50MINを周期λの開始点とした場合、最大幅部分Ｗ_50MAXを境に、前側と、後側とで対称の形状に設けられる。

タイヤ転動時に、路面と接地するトレッドのタイヤ周方向Ｒの長さであるトレッド長と、主溝５０の周期λとの関係は、トレッド長が、周期λの０．５〜２０倍である。

主溝５０における周期λの開始点と、主溝６０における周期λの開始点とは、周期λの半周期ずれている。

（１．３）横溝の詳細構成
横溝８０の詳細構成について、図１乃至３を用いて説明する。図３は、実施形態に係る空気入りタイヤ１の横溝８０を示す断面図（図１及び２のＡ−Ａ’断面図）である。

横溝８０及び横溝９０は、主溝５０の幅広部５０Ａにのみ連通する。

横溝８０は、幅広部５０Ａを形成する溝壁１０ａからタイヤ周方向Ｒに対して、反対側且つ、トレッドショルダー側に向かって延びる。横溝８０は、トレッド面視において溝壁２０ａに沿って、湾曲している。

横溝９０は、幅広部５０Ａを形成する溝壁２０ａからタイヤ周方向Ｒに対して、反対側且つ、トレッドショルダー側に向かって延びる。横溝８０は、トレッド面視において溝壁１０ａに沿って、湾曲している。

図３に示すように、横溝８０は、主溝５０と連通する連通部８０Ａと、横溝本体部８０Ｂとを備える。連通部８０Ａの溝深さＨ_80Aは、横溝本体部８０Ｂの溝深さH_80B及び主溝５０の溝深さH₅₀りも浅い。

連通部８０Ａの底部８０Abtmは、主溝５０から横溝本体部８０Ｂに向かって傾斜している。

なお、横溝９０の断面は、横溝８０の断面と同様であるため、詳細な説明は省略する。

（１．４）比較評価
次に、本発明の効果を更に明確にするために、以下の比較例及び実施例に係る空気入りタイヤを用いて行った比較評価について説明する。具体的には、（１．４．１）評価方法、（１．４．２）評価結果について説明する。なお、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。

（１．４．１）評価方法
２種類の空気入りタイヤを用いて、ハイドロプレーニング性能について評価を行った。

空気入りタイヤに関するデータは、以下に示す条件において測定された。

・タイヤサイズ：２２５／４５Ｒ１７
・リムホイールサイズ：１７×７J
・タイヤの種類：ノーマルタイヤ（スタッドレスタイヤ以外のタイヤ）
・車種：国産車セダン
・荷重条件：６００Ｎ＋ドライバーの体重
・測定方法：水深１０mmにおいて、ハイドロプレーニングが発生した速度を測定
ハイドロプレーニング性能の評価結果は、比較例の空気入りタイヤ２においてハイドロプレーニングが発生した速度を１００として、指数化して表示した。

比較例で用いた空気入りタイヤ２のトレッドの展開図を図４に示す。

図4に示すように、比較例の空気入りタイヤ２は、実施例の空気入りタイヤ１と比較して、主溝１００、主溝１０１、主溝１０２の構成が異なる。具体的には、主溝１００、主溝１０１、主溝１０２を形成する陸部１１、陸部２１、陸部３１、陸部４１の溝壁は、蛇行しておらず、タイヤ周方向Rに沿って略直線状に形成されている点で、図１に示す実施例の空気入りタイヤ１の主溝５０の溝壁１０ａと異なる。

比較例の空気入りタイヤ２は、実施例の空気入りタイヤ１と比較して、横溝の構成は、同一である。

（１．４．２）評価結果
各空気入りタイヤの評価結果について、表１を参照しながら説明する。

実施例に係る空気入りタイヤ１は、比較例１に係る空気入りタイヤ２に比べて、優れたハイドロプレーニング性能を備えることが分かる。

（１.５）作用・効果
図２に示すように、実施形態に係る空気入りタイヤ１によれば、主溝５０内には、溝壁１０ａ及び溝壁２０ａに沿った水の流れである流線Ｓ_80a及び流線S_90aが発生する。

具体的には、最小幅部分W_50MINにおいて、溝壁１０ａに沿って流れる水の一部は、溝壁１０ａの延長線方向へ流れ、横溝９０から排水される。同様にして、最小幅部分W_50MINにおいて、溝壁２０ａに沿って流れる水の一部は、溝壁２０ａの延長線方向へ流れ、横溝８０から排水される。

幅広部５０Ａにおいて、溝壁１０ａに沿って流れる水の一部は、溝壁１０ａから、横溝８０に沿って排水される。同様にして、幅広部５０Ａにおいて、溝壁２０ａに沿って流れる水の一部は、溝壁２０ａから、横溝９０に沿って排水される。

本実施形態では、トレッド幅方向W_TRの主溝５０の溝幅は、周期λで変わるため、主溝５０内を流れる水は、周期λでトレッド幅方向W_TRの幅を変えながら流れる。このため、主溝５０内の水は、脈動し、幅広部５０Ａにおいて、横溝８０又は横溝９０へ効果的に排水される。

つまり、空気入りタイヤ１は、主溝５０と交差する横溝の数を減らした場合でも、横溝８０又は横溝９０に向かう流線Ｓ_80a及び流線S_90aを発生させるため、排水性の低下を抑制できる。

本実施形態では、主溝５０の最小幅部分W_50MINと、最大幅部分W_50MAXとの比W_50MIN/W_50MAXは、３５％〜８５％の範囲であるため、最小幅部分W_50MINで、溝壁１０ａ及び溝壁２０ａに沿った流れと、タイヤ周方向Ｒに沿った流れが効率的に集中するため、主溝５０内の水は、効果的に脈動し、排水性の低下を更に抑制できる。

本実施形態では、横溝８０及び横溝９０は、幅広部５０Ａにのみ連通するため、脈動した主溝５０内の水は、効率的に横溝８０及び横溝９０に向かう。

本実施形態では、溝壁１０ａ及び溝壁２０ａは、トレッド幅方向W_TRに沿って振幅ａを有し、周期λは、振幅ａの１５倍〜１００倍であるため、主溝５０内を流れる水を効果的に主溝５０から横溝８０及び横溝９０に排水できるため、排水性の低下を更に抑制できる。

なお、周期λは、振幅ａの１５倍以上であることにより最小幅部分W_50MINで、溝壁１０ａ及び溝壁２０ａに沿った流れと、周方向の流れが過剰に集中することを充分に抑制できる。また、周期λは、振幅ａの１００倍以下であることにより、主溝５０内の水は、充分に脈動することができ、主溝５０内を流れる水を効果的に主溝５０から横溝８０及び横溝９０に排水できる。

本実施形態では、横溝８０は、主溝５０と連通する連通部８０Ａの溝深さＨ_80Aは、少なくとも横溝本体部８０Bの溝深さH_80Bよりも浅いため、横溝８０から排水された水の逆流を、連通部８０Ａで堰き止めることができる。

本実施形態では、トレッド長は、主溝５０の周期λの０．５倍以上であることにより、主溝５０は、タイヤ転動時に、タイヤ周方向Ｒに沿って、脈動するのに充分な数だけ接地する。このため、主溝５０内を流れる水を効果的に主溝５０の外側に排水できる。

また、トレッド長は、主溝５０の周期λの２０倍以下であることにより、主溝５０内には、溝壁１０ａ及び溝壁２０ａに沿った水の流れが発生するため、主溝５０内を流れる水を効果的に主溝５０の外側に排水できる。

主溝５０における周期λの開始点と、主溝６０における周期λの開始点とは、周期λの半周期ずれているため、タイヤ転動時に、主溝５０及び主溝６０を流れる水は、交互に脈動し、交互に排水される。

[その他の実施形態]
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

上述した実施形態では、連通部８０Ａの底部８０Ａｂｔｍは、主溝５０から横溝本体部８０Ｂに向かって傾斜しているが、底部８０Aｂｔｍの形状は、これに限られず、図５に示すような段を備える形状をしていてもよい。

具体的には、図５に示すように、横溝８２は、主溝５０と連通する連通部８２Ａと、横溝本体部８２Ｂとを備える。連通部８２Ａの底部８２Ａｂｔｍは、横溝８２と主溝５０との連通部分から横溝本体部８２Ｂに向かって、タイヤ径方向の溝深さが、浅くなるような段を備えていてもよい。

上述した実施形態では、主溝５０を形成する溝壁１０ａ及び溝壁２０ａにおける周期λと、主溝６０を形成する溝壁における周期λとは、同じ周期λであるが、対になる主溝の溝壁の周期は、異なっていてもよく、蛇行する形状が異なっていてもよい。

上述した実施形態では、溝壁１０ａ及び溝壁２０ａは、トレッド面視において、タイヤ周方向Ｒに沿って連続して蛇行しているが、溝壁は、連続的に蛇行している必要はなく、例えば、一部がタイヤ周方向Ｒに沿って直線状に設けられていてもよい。

上述した実施形態では、溝壁１０ａ及び溝壁２０ａは、トレッド面視において、タイヤ周方向Ｒに沿って所定の繰り返し周期で変化し、一周期内において、最大幅部分W_50MAXを境にした場合、前側と、後側とで対称の形状に設けられている。しかしながら、溝壁１０ａ及び溝壁２０ａは、一周期内において、最大幅部分W_50MAXを境にした場合、前側と、後側とで対称の形状に設けられている必要はなく、例えば、後側で溝幅が急激に狭くなるような形状に設けられていてもよい。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

１、２、…空気入りタイヤ、１０、１１、２０、２１、３０、３１、４０、４１…陸部、
１０ａ、２０ａ…溝壁、
５０、６０、７０…主溝、５１Ａ…幅広部、５１Ｂ…幅狭部、８０Abtm、８２Abtｍ…底部、１１０…横溝、

Claims

タイヤ周方向に沿って延び、路面と接地する第１陸部と、
前記タイヤ周方向に沿って延び、前記路面と接地する第２陸部と
を備え、
前記第１陸部と前記第２陸部の間に前記タイヤ周方向に沿って延びる主溝と、
前記主溝からトレッドショルダー側に向かって延びる横溝と
が形成された空気入りタイヤであって、
前記第１陸部は、前記主溝を形成する第１溝壁を有し、
前記第２陸部は、前記主溝を形成する第２溝壁を有し、
前記第１溝壁及び前記第２溝壁は、トレッド面視において、前記タイヤ周方向に沿って蛇行し、
トレッド幅方向に沿った前記主溝の溝幅は、前記タイヤ周方向に沿って所定の繰り返し周期で変化し、
前記主溝は、
前記溝幅の最小幅部分W_MINを含む幅狭溝部と、
前記溝幅の最大幅部分W_MAXを含む幅広溝部と
を含み、
前記横溝は、前記幅広溝部に連通しており、
前記横溝として、前記第１溝壁から前記第１陸部内に向かって延びる第１横溝が形成されており、
前記第１横溝は、トレッド面視において前記第２溝壁の延長線方向に沿って湾曲している空気入りタイヤ。
前記横溝として、前記第２溝壁から前記第２陸部内に向かって延びる第２横溝が形成されており、
前記第２横溝は、トレッド面視において前記第１溝壁の延長線方向に沿って湾曲している請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記溝幅の最小幅部分W_MINと、前記溝幅の最大幅部分W_MAXとの比W_MIN/W_MAXは、３５％〜８５％の範囲である請求項１又は請求項２に記載の空気入りタイヤ。
前記横溝は、前記幅広溝部にのみ連通する請求項１乃至３の何れかに記載の空気入りタイヤ。
前記第１溝壁及び前記第２溝壁は、前記トレッド幅方向に沿って所定の振幅を有し、前記所定の繰り返し周期は、前記所定の振幅の１５倍〜１００倍である請求項１乃至４の何れか一項に記載の空気入りタイヤ。
前記横溝が前記主溝と連通する連通部分の溝深さは、少なくとも前記横溝の溝深さよりも浅い請求項１乃至５の何れか一項に記載の空気入りタイヤ。
前記連通部分の溝深さは、前記横溝及び前記主溝の溝深さよりも浅い請求項６に記載の空気入りタイヤ。