JP5366852B2 - タイヤ - Google Patents

Description

本発明は、タイヤに関し、特に、排水性と耐摩耗性の両立を図ることができるタイヤに関する。

従来から、車両走行時における騒音性や湿潤路を走行する際の排水性を向上させるため、種々のトレッドパターンを採用した空気入りタイヤ（以下、タイヤ）が開発されている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載されたタイヤにおいては、タイヤ周方向に沿って延びると共にトレッド幅方向両側における溝側壁がトレッド面視で正弦波形に形成された溝部が設けられている。

特開２００４−３５１９５３号公報

しかしながら、前述した特許文献１に記載されたタイヤにおいては、トレッド幅方向に隣接する溝部の間に設けられた陸部について、タイヤ周方向に沿って陸部の剛性が不均一になるため、耐摩耗性が低下するという問題があった。
そこで、本発明の目的は、排水性に加えて耐摩耗性も向上させることができるタイヤを提供することにある。

前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、タイヤ周方向に沿って延びる主溝（例えば、周方向溝３，５）によって形成された陸部（例えば、陸部１５）を少なくとも備え、前記陸部は、前記主溝を形成する第１溝壁（例えば、溝側壁１７）を有する第１陸部（例えば、陸部１１）と、前記主溝を形成する第２溝壁（例えば、溝側壁１９Ａ）を有する第２陸部（例えば、陸部１５）とを備えたタイヤ（空気入りタイヤ１）であって、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、前記陸部は、前記陸部のトレッド幅方向に沿った幅が所定の幅である幅広陸部（幅広陸部２１Ａ）と、前記所定の幅よりも狭い幅狭陸部（幅狭陸部２１Ｂ）とを有し、前記幅広陸部の表面には、前記陸部の表面からタイヤ径方向内側に凹む凹部（凹部２３）が形成されることを要旨とする。

かかる特徴によれば、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、主溝の溝幅は、タイヤ周方向に沿って所定の周期で変化する。これによれば、タイヤが湿潤路面の水膜上を転動すると、主溝内では、第１溝壁及び第２溝壁の蛇行に沿った水の流れが発生する。すなわち、主溝内の水は、主溝の溝幅の減少に伴い、第１溝壁及び第２溝壁の内面に沿った流線の延長線方向にそれぞれ交差して排出される。これによって、通常の周方向溝よりも排水性が向上する。

また、幅広陸部の表面には、陸部の表面からタイヤ径方向内側に凹む凹部が形成される。これによれば、トレッドが路面に接することによって陸部が変形する際に、変形した部分のゴムが凹部に移動し、凹部が陸部の逃げ場となる。陸部（幅広陸部及び幅狭陸部）の剛性がタイヤ周方向においてさらに均等になりやすい。従って、陸部の接地圧がタイヤ周方向において均等化され、耐偏摩耗を向上させることができる。また、トレッドと路面との間の水が凹部で吸収することもでき、排水性がさらに確実に向上する。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、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、前記主溝のトレッド幅方向中央を通過する中心線を軸に非対称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または２の特徴に係り、前記凹部は、前記トレッド面視において、タイヤ周方向の端部に向かうに連れてトレッド幅方向の幅寸法が減少する先細り形状に形成され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の特徴に係り、前記凹部のタイヤ周方向に沿った長さ（周方向長さＬ）は、前記凹部のトレッド幅方向の最大幅寸法（Ｗ２）に対して２倍〜１０倍に設定され、前記凹部のトレッド幅方向の最大幅寸法は、前記幅広陸部のトレッド幅方向の最大幅寸法（Ｗ０）に対して１０％〜２０％に設定され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の特徴に係り、前記凹部のタイヤ径方向に沿った深さ（Ｄ１）は、前記主溝のタイヤ径方向に沿った深さ（Ｄ０）に対して２．５％〜５０％に設定されることを要旨とする。

本発明によれば、排水性に加えて耐摩耗性も向上させることができるタイヤを提供することができる。

本発明の実施形態による空気入りタイヤのトレッドパターンである。 周方向溝３近傍を示す斜視図である。 図１の要部の拡大図である。 図２のＡ−Ａ線による断面図である。 図２のＢ−Ｂ線による断面図である。 脈動主溝から水が排出される状態を示す概略図である。

以下、本発明の実施の形態に係る空気入りタイヤの詳細を図面に基づいて説明する。具体的には、（１）空気入りタイヤの全体構成、（２）周方向溝３の詳細構成、（３）陸部１５の詳細構成、（４）脈動主溝による排水性の説明、（５）比較評価、（６）作用効果、（７）本発明のその他の実施形態について説明する。

但し、図面は模式的なものであり、各材料層の厚みやそ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、具体的な厚みや寸法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。

（１）空気入りタイヤの全体構成
まず、本実施形態による空気入りタイヤの全体構成を図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施形態による空気入りタイヤのトレッドパターンである。

この空気入りタイヤ１は、タイヤ周方向に延び、路面と接する陸部１１，１３，１５を備える。この陸部１５は、リブ状に形成されている。

陸部１１，１５の間には、タイヤ周方向に延びる周方向溝３（後述する脈動主溝）が形成される。また、陸部１３，１５の間には、周方向溝３に隣接し、タイヤ周方向に延びる周方向溝５が形成される。すなわち、陸部１１，１３，１５は、周方向溝３、５によって形成される。

周方向溝３のトレッド幅方向外側には、トレッド幅方向に延びるラグ溝７が形成されている。また、周方向溝５のトレッド幅方向外側には、トレッド幅方向に延びる横溝９が形成されている。

陸部１１は、周方向溝３を形成する溝側壁１７（第１溝壁）を有する。陸部１５は、周方向溝３を形成する溝側壁１９Ａ（第２溝壁）と、周方向溝５を形成する溝側壁１９Ｂ（第２溝壁）とを有する。

（２）周方向溝３の詳細構成
次に、上述した周方向溝３の詳細構成について、図１〜図３を参照しながら説明する。図２は、周方向溝３近傍を示す斜視図である。図３は、図２の要部の拡大平面図である。

図１〜図３に示すように、周方向溝３は、溝側壁１７および溝側壁１９Ａにより形成される。溝側壁１７および溝側壁１９Ａは、トレッド面視において、タイヤ周方向に沿って蛇行する。溝側壁１７および溝側壁１９Ａは、周方向溝３の中心線を軸に非対称に設けられる。例えば、溝側壁１７および溝側壁１９Ａのそれぞれは、互いの波長が所定波長（例えば、半波長）だけずれている。

周方向溝３は、タイヤ周方向に沿って所定の繰り返し周期で変化する溝幅を有する。なお、周方向溝３の溝幅は、トレッド幅方向に沿った幅を示し、溝側壁１７上の任意の点から、溝側壁１９Ａまでのトレッド幅方向の距離を示す。

周方向溝３の溝幅は、タイヤ周方向に沿って周期λで変化する（図１参照）。溝側壁１７および溝側壁１９Ａは、トレッド幅方向に沿って所定の振幅を有する。すなわち、溝側壁１７および溝側壁１９Ａは、トレッド面視において、タイヤ周方向に沿って周期λで変化している。

このような周方向溝３には、隆起部２５が形成されている。隆起部２５は、周方向溝３の溝底から径方向外側に向けて突出する形状に形成されている。隆起部２５は、トレッド面視において、タイヤ周方向に沿って、縦長に形成されている。隆起部２５は、周方向溝３のトレッド幅方向に沿った幅が広い部分に形成される。

（３）陸部１５の詳細構成
次に、上述した陸部１５の詳細構成について、図１〜図５を参照しながら説明する。なお、図４は、図のＡ−Ａ線による断面図である。図５は、図２のＢ−Ｂ線による断面図である。

図１〜図３に示すように、陸部１５は、幅広陸部２１Ａと、幅狭陸部２１Ｂとを有する。幅広陸部２１Ａは、陸部１５のトレッド幅方向に沿った幅が所定の幅である。幅広陸部２１Ａは、周方向溝３のトレッド幅方向に沿った幅が狭い部分に隣接している。一方、幅狭陸部２１Ｂは、幅広陸部２１Ａに連続し、陸部１５の幅が所定の幅よりも狭い。幅狭陸部２１Ｂは、周方向溝３のトレッド幅方向に沿った幅が広い部分に隣接している。つまり、陸部１５における最も広い幅寸法は、幅広陸部２１ＡにおけるＷ０であり、最も狭い幅寸法は、幅狭陸部２１ＢにおけるＷ１である。本実施形態では、この幅広陸部２１Ａの範囲内に、凹部２３が形成されている。

凹部２３は、幅広陸部２１Ａの表面に形成される。凹部２３は、陸部１５の表面からタイヤ径方向内側に凹んでいる。凹部２３は、トレッド面視において楕円形に形成され、タイヤ周方向の端部に向かうにつれてトレッド幅方向の幅寸法が徐々に減少する先細り形状に形成されている。なお、幅広陸部２１Ａのうち、トレッド幅方向中央に凹部２３を配設することが好ましい。

また、凹部２３における最大幅寸法はＷ２であり、陸部１５における幅広陸部２１Ａの最大幅寸法はＷ０である。この幅Ｗ２は、幅Ｗ０に対して１０％〜２０％に設定されており、好ましくは、１４％〜１６％である。なお、１５％が最も好ましい。ここで、１０％未満の場合は、凹部２３がトレッド幅方向に細くなりすぎるため、陸部１５の剛性が高くなり耐摩耗性が低下する。一方、２０％を超えると、凹部２３がトレッド幅方向に太くなりすぎるため、陸部１５の剛性が低くなり耐摩耗性が低下する。

さらに、凹部２３のタイヤ周方向に沿った周方向長さＬは、凹部２３のトレッド幅方向の最大幅寸法Ｗ２に対して２倍〜１０倍に設定されており、好ましくは、５倍〜８倍である。

また、図４及び図５に示すように、周方向溝３の深さはＤ０、凹部２３の深さはＤ１、および周方向溝５の深さはＤ２である。深さＤ０とＤ２とはほぼ等しいが、深さＤ１はＤ０，Ｄ２よりも浅く形成されている。また、凹部２３のタイヤ径方向に沿った深さＤ１は、周方向溝３のタイヤ径方向に沿った深さＤ０に対して、２．５％〜５０％に設定されており、特に６％〜９％が好ましい。ここで、２．５％未満の場合は、凹部２３の容積が小さくなりすぎ、排水性が低下する。一方、５０％を超えると、凹部２３の容積が大きくなりすぎ、陸部１５の剛性が低くなり耐摩耗性が低下する。従って、２．５％〜５０％の範囲は、排水性も高く、かつ、耐摩耗性も高くなる。

（４）脈動主溝による排水性の説明
次に、脈動主溝である周方向溝３による排水性を図６を用いて説明する。図６は、周方向溝３から水が排出される状態を示す概略図である。

図６に示すように、空気入りタイヤ１が湿潤路面の水膜上を転動すると、周方向溝３内の水は、破線に示す矢印方向Ｐ，Ｑのように、溝側壁１７と溝側壁１９の内面に沿って流線形状に流れる。そして、周方向溝３内の水は、周方向溝３の溝幅の減少に伴い、溝側壁１７及び溝側壁１９の内面に沿った流線（矢印方向Ｐ，Ｑ）の延長線方向にそれぞれ交差して排出される。これによって、通常の周方向溝よりも排水性が向上する。

（５）比較評価
次に、本発明の効果を更に明確にするために、以下の比較例および実施例に係る空気入りタイヤを用いた比較評価について説明する。具体的には、（５−１）各空気入りタイヤの構成、（５−２）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。

（５−１）各空気入りタイヤの構成
各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
比較例に係る空気入りタイヤでは、凹部が設けられていない。一方、実施例に係る空気入りタイヤでは、上述した実施形態で説明した凹部が設けられる。

（５−２）評価結果
各空気入りタイヤの評価結果について、表１〜表４を参照しながら説明する。なお、表１〜表４の数値は、相対指数であり、比較例の場合を１００としている。

耐摩耗制動試験では、各空気入りタイヤが装着された車両で１０,０００ｋｍ走行後、各空気入りタイヤが装着された車両の偏摩耗（新品時からの摩耗量）を測定した。なお、指数が小さいほど、摩耗量が少なく、偏摩耗の発生が少ない。

ＷＥＴ制動試験は、各空気入りタイヤを装着した試験車両で、ＷＥＴ路面を６０ｋｍ／ｈで走行し、急ブレーキをかけて停止するまでの制動距離を比較評価した。なお、指数が大きいほど、制動距離が短く、制動性能に優れている。

（５−２−１）評価結果１
まず、空気入りタイヤに凹部を設けた実施例と凹部を設けていない比較例とについて、表１に示すように比較評価した。

（５−２−２）評価結果２
次に、凹部の縦横比（実施形態におけるＬ／Ｗ２）について、表２に示すように比較評価した。

（５−２−３）評価結果３
次に、陸部の幅に対する凹部の幅の比（実施形態におけるＷ２Ｌ／Ｗ０）について、表３に示すように比較評価した。

（５−２−４）評価結果４
次に、陸部の幅に対する凹部の深さの比（実施形態におけるＤ１／Ｄ０）について、表４に示すように比較評価した。

（５−２−５）総合評価
表１〜４に示すように、凹部を設けた実施例の方が耐摩耗性およびＷＥＴ制動性も高いことが判明した。

（６）作用効果
本実施形態では、幅広陸部２１Ａの表面には、陸部１５の表面からタイヤ径方向内側に凹む凹部２３が形成される。これによれば、トレッドが路面に接することによって陸部１５が変形する際に、変形した部分のゴムが凹部２３に移動し、凹部２３が陸部１５の逃げ場となる。陸部１５（幅広陸部２１Ａ及び幅狭陸部２１Ｂ）の剛性がタイヤ周方向においてさらに均等になりやすい。従って、陸部１５の接地圧がタイヤ周方向において均等化され、耐偏摩耗を向上させることができる。

また、トレッドと路面との間の水が凹部２３で吸収することもでき、排水性がさらに確実に向上する。

本実施形態では、凹部２３は、トレッド面視において、タイヤ周方向の端部に向かうに連れてトレッド幅方向の幅寸法が徐々に減少する先細り形状に形成される。これによれば、幅広陸部２１Ａから幅狭陸部２１Ｂにかけて剛性のバランスを均等に保ちやすくなり、耐偏摩耗をさらに向上させることができる。

本実施形態態では、凹部２３の長さＬは、凹部２３の最大幅寸法Ｗ２に対して２倍〜１０倍に設定される。なお、凹部２３の長さＬが凹部２３の最大幅寸法Ｗ２に対して２倍よりも小さいと、凹部２３がトレッド幅方向に太くなり過ぎてしまい、陸部１５の剛性が低下し過ぎてしまう場合がある。一方、凹部２３の長さＬが凹部２３の最大幅寸法Ｗ２に対して１０倍よりも大きいと、凹部２３がトレッド幅方向に細くなり過ぎてしまい、陸部１５の剛性が高くなり過ぎてしまう場合がある。

本実施形態では、凹部２３の最大幅寸法Ｗ２は、幅広陸部２１Ａの最大幅寸法Ｗ０に対して１０％〜２０％に設定される。なお、凹部２３の最大幅寸法Ｗ２が幅広陸部２１Ａの最大幅寸法Ｗ０に対して１０％よりも小さいと、凹部２３がトレッド幅方向に細くなり過ぎてしまい、陸部１５の剛性が高くなり過ぎてしまう場合がある。一方、凹部２３の最大幅寸法Ｗ２が幅広陸部２１Ａの最大幅寸法Ｗ０に対して２０％よりも大きいと、凹部２３がトレッド幅方向に太くなり過ぎてしまい、陸部１５の剛性が低下し過ぎてしまう場合がある。

本実施形態では、凹部２３の深さＤ１は、周方向溝３の深さＤ０に対して２．５％〜５０％に設定されることが好ましい。なお、凹部２３の深さＤ１が周方向溝３の深さＤ０に対して２．５％よりも浅いと、凹部２３の容積（体積）が小さくなり過ぎてしまい、トレッドと路面との間の水を凹部２３で吸収しにくくなる場合がある。一方、凹部２３の深さＤ１が周方向溝３の深さＤ０に対して５０％よりも深いと、凹部２３の容積が大きくなり過ぎてしまい、陸部１５の剛性が低下し過ぎてしまう場合がある。

（７）本発明のその他の実施形態
前述したように、本発明を実施形態を通じて内容を開示したが、この開示の一部をなす論述および図面は、本発明を限定するものではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態等が明らかである。

例えば、タイヤとして、空気や窒素ガスなどが充填される空気入りタイヤ１であってもよく、空気や窒素ガスなどが充填されないソリッドタイヤでもあってもよい。

また、本実施形態では、凹部２３を楕円形の形状としたが、菱形などのようにタイヤ周方向の端部に行くにつれて幅寸法が徐々に小さくなる先細り形状であれば良い。

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…空気入りタイヤ、３，５…周方向溝、７…ラグ溝、９…横溝、１１，１３，１５…陸部、１７,１９Ａ,１９Ｂ…溝側壁、２１Ａ…幅広陸部、２１Ｂ…幅狭陸部、２３…凹部

Claims (5)

1. タイヤ周方向に沿って延びる主溝によって形成された陸部を少なくとも備え、
   前記陸部は、
   前記主溝を形成する第１溝壁を有する第１陸部と、
   前記主溝を形成する第２溝壁を有する第２陸部と
   を備えたタイヤであって、
   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、
   前記陸部は、
   前記陸部のトレッド幅方向に沿った幅が所定の幅である幅広陸部と、
   前記所定の幅よりも狭い幅狭陸部と
   を有し、
   前記幅広陸部の表面には、前記陸部の表面からタイヤ径方向内側に凹む凹部が形成されるタイヤ。
2. 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、前記主溝のトレッド幅方向中央を通過する中心線を軸に非対称である請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記凹部は、前記トレッド面視において、タイヤ周方向の端部に向かうに連れてトレッド幅方向の幅寸法が減少する先細り形状に形成される請求項１または２に記載のタイヤ。
4. 前記凹部のタイヤ周方向に沿った長さは、前記凹部のトレッド幅方向の最大幅寸法に対して２倍〜１０倍に設定され、
   前記凹部のトレッド幅方向の最大幅寸法は、前記幅広陸部のトレッド幅方向の最大幅寸法に対して１０％〜２０％に設定される請求項１乃至３の何れか一項に記載のタイヤ。
5. 前記凹部のタイヤ径方向に沿った深さは、前記主溝のタイヤ径方向に沿った深さに対して２．５％〜５０％に設定される請求項１乃至４の何れか一項に記載のタイヤ。

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