JP2006205824A

JP2006205824A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2006205824A
Application number: JP2005018471A
Authority: JP
Inventors: Tomonori Sakai; 智紀酒井
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2005-01-26
Filing date: 2005-01-26
Publication date: 2006-08-10
Anticipated expiration: 2025-01-26
Also published as: JP4613623B2

Abstract

【課題】主溝の排水性能を確保しつつ、ウェット路でのハイドロ性能や制動性能を向上できる空気入りタイヤを提供すること。
【解決手段】この空気入りタイヤ１は、トレッド部の平面視にてストレート状に延在すると共に他の溝３から独立している主溝２と、主溝２の側壁に形成された窪み部２１とを含み構成される。そして、窪み部２１により主溝２の溝断面積が拡張されると共に、窪み部２１がトレッド部の平面視にて流線型状を有すること。
【選択図】図１

Description

この発明は、空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、主溝の排水性能を確保しつつ、ウェット路でのハイドロ性能や制動性能を向上できる空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤでは、ウェット路での制動性能やハイドロ性能を向上させるために、トレッド部における主溝の面積比を増加させた構成が採用される。一方、かかる構成では、ドライ路での制動性能や操安性が低下するおそれがあるため、これを抑制するための工夫が必要となる。

かかる従来の空気入りタイヤには、特許文献１に記載される技術が知られている。従来の空気入りタイヤでは、トレッド部に、その中央部をタイヤ周方向に連続しかつジグザグ状にのびる１本の主溝の他に、タイヤ周方向に実質的に連続する溝を設けないことによりトレッド部を主溝両側のトレッド側部に区分し、かつ前記主溝を、３５mm以上の溝巾ＧＷとし、しかも主溝とトレッド側部上面とが交わる溝縁がジグザグとなるその平均の振幅Ｓと前記溝巾ＧＷとの比（Ｓ／ＧＷ）を０よりも大かつ０．４以下にするとともに、前記溝縁は、この溝縁の該主溝の溝中心線側に向けて凸となる凸部の頂点を通るタイヤ子午線断面において、曲率半径Ｒａが２〜１５mmである円弧部をなすことを特徴とする。

ここで、高速走行時には、主溝内に速い流速の水流が発生する。しかしながら、従来の空気入りタイヤのように主溝がタイヤ周方向にジグザグ状に延在する構成では、主溝内に乱流が発生して主溝の排水性能が低下するという課題がある。

特開平１１−３０１２１２号公報

そこで、この発明は、上記に鑑みてされたものであって、主溝の排水性能を確保しつつ、ウェット路でのハイドロ性能や制動性能を向上できる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、この発明にかかる空気入りタイヤは、トレッド部の平面視にてストレート状に延在すると共に他の溝から独立している主溝と、前記主溝の側壁に形成された窪み部とを含み、且つ、前記窪み部により前記主溝の溝断面積が拡張されると共に、前記窪み部がトレッド部の平面視にて流線型状を有することを特徴とする。

この空気入りタイヤでは、トレッド部にストレート状の主溝が形成されているので、ウェット路での高速走行時における主溝の排水性能が向上する利点がある。また、主溝の側壁に窪み部が形成されると共にこの窪み部により主溝の溝断面積が拡張されているので、主溝の排水性能が向上してウェット路におけるタイヤの制動性能およびハイドロ性能が向上する利点がある。また、窪み部がトレッド部の平面視にて流線型状を有するので、窪み部が形成されたことによる主溝の排水性能が向上する利点がある。

また、この発明にかかる空気入りタイヤは、タイヤの接地面を平面視したときに、各主溝内に少なくとも一つの前記窪み部が存在する。

この空気入りタイヤでは、タイヤの接地面を平面視したときに各主溝内に少なくとも一つの窪み部が存在するので、タイヤ接地時にて各主溝内での排水性能が確保される利点がある。

また、この発明にかかる空気入りタイヤは、タイヤの接地面を平面視したときに、各主溝内に一つのみの窪み部が存在する。

この空気入りタイヤでは、タイヤの接地面を平面視したときに、一本の前記主溝内に配置される前記窪み部の数Ｎが、タイヤの接地長Ｌｃおよび窪み周方向長さＬを用いて１≦Ｎ≦Ｌｃ／２Ｌの関係を満たすので、接地面内の一本の主溝に多数の窪み部が連続的に配置されている構成と比較して、主溝の排水性能が向上する利点がある。

また、この発明にかかる空気入りタイヤは、前記主溝の溝幅Ｄと前記窪み部の曲率半径Ｒおよび窪み幅ｄとがＤ≦Ｒかつｄ≦Ｄ／２を満たす。

この空気入りタイヤでは、主溝の溝幅Ｄと窪み部の曲率半径Ｒおよび窪み幅ｄとが所定の関係を満たすように構成されるので、窪み部の内壁面における水流の剥離が低減されて、乱流の発生がより効果的に抑制される利点がある。

また、この発明にかかる空気入りタイヤは、前記主溝の溝開口部よりも溝底側にて前記窪み部の窪み幅ｄが小さくなる。

この空気入りタイヤでは、主溝の溝開口部よりも溝底側にて窪み部の窪み幅が小さくなるので、陸部の剛性が維持される利点がある。

また、この発明にかかる空気入りタイヤは、前記主溝の溝開口部よりも溝底側にて前記窪み部の窪み周方向長さＬが小さくなる。

この空気入りタイヤでは、主溝の溝開口部よりも溝底側にて窪み部の窪み周方向長さＬが小さくなるので、陸部の剛性が維持される利点がある。

また、この発明にかかる空気入りタイヤは、前記主溝の溝開口側における前記窪み部の曲率半径ＲＡよりも前記主溝の溝底側における前記窪み部の曲率半径ＲＢの方が小さくなる。

この空気入りタイヤでは、主溝の溝開口側における窪み部の曲率半径ＲＡよりも主溝の溝底側における窪み部の曲率半径ＲＢの方が小さくなるので、主溝の排水性能が維持される利点がある。

また、この発明にかかる空気入りタイヤは、前記主溝の溝幅Ｄと前記窪み部の窪み幅ｄと前記主溝の長手方向にかかる前記窪み部の窪み周方向長さＬとがＤ≦Ｌおよびｄ≦Ｄ／２の関係を満たし、且つ、前記主溝内に生ずる水流に対して下流側にかかる前記窪み部の曲率半径Ｒ２が上流側にかかる曲率半径Ｒ１よりも大きい。

この空気入りタイヤでは、主溝の溝幅Ｄと窪み部の窪み幅ｄと主溝の長手方向にかかる窪み部の窪み周方向長さＬとが所定の関係を満たし、且つ、主溝内に生ずる水流に対して下流側にかかる窪み部の曲率半径Ｒ２が上流側にかかる窪み部２１の曲率半径Ｒ１よりも小さいので、窪み部による水流の剥離抑制効果が向上する。これにより、乱流の発生がより効果的に抑制される利点がある。

また、この発明にかかる空気入りタイヤは、一対の前記窪み部が前記主溝の両側壁に対向して配置される。

この空気入りタイヤでは、一対の窪み部が主溝の両側壁に対向して配置されるので、単一の窪み部により主溝の溝幅が調整される構成と比較して、リブの剛性が確保される利点がある。

また、この発明にかかる空気入りタイヤは、前記主溝がトレッド部のセンターに配置される。

この空気入りタイヤでは、主溝がトレッド部のセンターに配置されるので、トレッド部全体としての排水性能が向上する利点がある。

この発明にかかる空気入りタイヤでは、トレッド部にストレート状の主溝が形成されているので、ウェット路での高速走行時における主溝の排水性能が向上する利点がある。また、主溝の側壁に窪み部が形成されると共にこの窪み部により主溝の溝断面積が拡張されているので、主溝の排水性能が向上してウェット路におけるタイヤの制動性能およびハイドロ性能が向上する利点がある。また、窪み部がトレッド部の平面視にて流線型状を有するので、主溝の排水性能が向上する利点がある。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施例の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的同一のものが含まれる。また、この実施例に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。

図１は、この発明の実施例にかかる空気入りタイヤのトレッド部を示す平面図である。図２〜図４は、図１に記載した空気入りタイヤの主溝を示す説明図である。図５〜図７は、図１に記載した空気入りタイヤの変形例を示す説明図である。図８は、この発明の実施例にかかる空気入りタイヤの性能試験を示す表である。

この空気入りタイヤ１は、主溝２およびラグ溝３がトレッド部に形成されており、これらの溝２，３によってリブ４およびショルダーブロック５が区画されている（図１参照）。主溝２は、タイヤ周方向に延在するストレート状の縦溝であり、主として、ウェット路でのタイヤの排水性能を確保する機能を有する。また、主溝２は、その側壁がリブ４により構成されており、ラグ溝３に対して結合されていない。したがって、主溝２は、トレッド面上にて他の溝から独立している。また、トレッド部には、複数（３本）の主溝２が形成されている。なお、主溝２の本数は、１本であっても良いし、複数本であっても良い。

［主溝の窪み部］
主溝２の側壁には、複数の窪み部２１が設けられている。ただし、主溝２の側壁には、窪み部２１以外の切り欠き部や凹凸部などが設けられていない。主溝２の溝断面積（流路断面積）は、この窪み部２１により部分的に拡張されている。具体的には、ウェットとの走行時にて、主溝２内の水流の溝壁面からの剥離が抑制されるように、窪み部２１により主溝２の溝断面積が調整されている。なお、複数の窪み部２１は、一本の主溝２の両側壁に対して交互に配置されても良いし、一方の側壁のみに配置されても良い。

また、窪み部２１は、その内周形状が滑らかに形成されると共に、その開口縁と周囲の側壁面との境界部分が滑らかに形成される。例えば、窪み部２１は、トレッド部の平面視にて略円弧形状、翼型形状（翼を気流の流れ方向に断面視したときにおける翼の外周形状）、その他の流線型状を有する。また、窪み部２１は、トレッド部の平面視にて、複数の円弧を接続して成る形状を有しても良い。

［作用効果］
一般に、空気入りタイヤでは、ウェット路での高速走行時にて、接地面内の水が主溝を介して排水される。このとき、トレッド面上にて他の溝から独立している（例えば、ラグ溝に連結されていない）主溝では水流の流速が速いため、主溝の溝壁面にて境界層が発達して水流の剥離が生じる（図４（ａ）参照）。すると、主溝内にて乱流が発生して主溝の排水性能が低下する。

この点において、この空気入りタイヤ１では、まず、トレッド部にストレート状の主溝２が形成されているので（図１参照）、タイヤ周方向にジグザグ状に延在する主溝がトレッド部に形成されている構成（特許文献１参照）と比較して、ウェット路での高速走行時における主溝２の排水性能が向上する利点がある。

また、この空気入りタイヤ１では、主溝２の側壁に窪み部２１が形成されると共にこの窪み部２１により主溝２の溝断面積が拡張されているので（図１〜図３参照）、主溝２内に水流が発生したときに、窪み部２１にて水流の溝壁面との境界層が薄くなる。すると、溝壁面（側壁面）からの水流の剥離が低減されるので、主溝２内における乱流の発生が抑制される（図４（ｂ）参照）。これにより、主溝２の排水性能が向上するので、ウェット路におけるタイヤの制動性能およびハイドロ性能が向上する利点がある。

また、この空気入りタイヤ１では、窪み部２１がトレッド部の平面視にて流線型状を有するので（図１〜図３参照）、主溝２内にて、乱流の発生が抑制される。これにより、主溝２の排水性能が向上する利点がある。

［変形例１］
なお、この空気入りタイヤ１では、タイヤの接地面を平面視したときに、各主溝２内に少なくとも一つの窪み部２１が存在することが好ましい（図１参照）。これにより、タイヤ接地時にて各主溝２内での排水性能が確保される利点がある。

また、タイヤの接地面を平面視したときに、各主溝２内に配置される窪み部２１の数Ｎが、タイヤの接地長Ｌｃおよび窪み周方向長さＬを用いて１≦Ｎ≦Ｌｃ／２Ｌの関係を満たすことが好ましい（図１参照）。これにより、接地面内の一本の主溝２に多数の窪み部２１が連続的に配置されている構成と比較して、主溝２の排水性能が向上する利点がある。

［変形例２］
また、この空気入りタイヤ１では、主溝２の溝幅Ｄと窪み部２１の曲率半径Ｒおよび窪み幅ｄとが、Ｄ≦Ｒかつｄ≦Ｄ／２を満たすように構成されることが好ましい（図２参照）。また、主溝２の溝幅Ｄと窪み部２１の窪み幅ｄとが、Ｄ／１０≦ｄ≦Ｄ／２の範囲内にあることがより好ましい。言い換えると、窪み部２１の窪み幅ｄと主溝２の溝幅Ｄとの比ｄ／Ｄが０．１０≦ｄ／Ｄ≦０．５０以下の範囲内にあることが好ましい。さらに、この比ｄ／Ｄが０．３０≦ｄ／Ｄ≦０．４０以下の範囲内にあることがより好ましい。

かかる構成では、窪み部２１にて主溝２の溝幅Ｄ（溝断面積あるいは流路断面積）が徐々に変化するので、窪み部２１の内壁面における水流の剥離が低減される。これにより、乱流の発生がより効果的に抑制される利点がある。

［変形例３］
また、この空気入りタイヤ１では、主溝２の溝開口部よりも溝底側にて窪み部２１の窪み幅ｄが小さくなる構成が好ましい（図２および図３参照）。これにより、主溝２の排水性能が維持される利点がある。また、窪み部２１の形成位置におけるリブ４の剛性が確保される利点がある。

また、主溝２の溝開口部よりも溝底側にて窪み部２１の窪み周方向長さＬが小さくなる構成が好ましい（図２および図３参照）。これにより、主溝２の排水性能が維持される利点がある。また、窪み部２１の形成位置におけるリブ４の剛性が確保される利点がある。

また、主溝２の溝開口側における窪み部２１の曲率半径ＲＡよりも主溝２の溝底側における窪み部２１の曲率半径ＲＢの方が小さくなる構成が好ましい（図２および図３参照）。これにより、主溝２の排水性能が維持される利点がある。

［変形例４］
また、この空気入りタイヤ１では、主溝２の溝幅Ｄと窪み部２１の窪み幅ｄと主溝２の長手方向にかかる窪み部２１の窪み周方向長さＬとがＤ≦Ｌおよびｄ≦Ｄ／２の関係を満たし、且つ、主溝２内に生ずる水流に対して下流側にかかる窪み部２１の曲率半径Ｒ２が上流側にかかる窪み部２１の曲率半径Ｒ１よりも小さい構成（Ｒ２≦Ｒ１）が好ましい（図５参照）。言い換えると、窪み部２１は、主溝２内に生ずる水流に対して上流側の壁面の方が下流側の壁面よりもカーブが緩やかとなるように構成されることが好ましい。

かかる構成では、トレッド部の平面視にて、窪み部２１が略翼型形状（流線形状）となるので、窪み部２１の内壁面における水流の剥離が低減される。これにより、乱流の発生がより効果的に抑制される利点がある。また、かかる構成では、トレッド部の平面視にて窪み部２１が単一の円弧から成る形状を有する構成と比較して、主溝２の溝断面積の急激な増加が抑制される。これにより、窪み部２１の窪み幅ｄが効率的に（緩やかに）変化するので、乱流の発生がより効果的に抑制される利点がある。

［変形例５］
また、この空気入りタイヤ１では、一対の窪み部２１、２１が主溝２の両側壁に対向して配置されても良い（図６参照）。また、主溝２の溝断面積は、各窪み部２１，２１の窪み幅ｄ１，ｄ２の和ｄにより調整される。かかる構成では、単一の窪み部２１により主溝２の溝幅が調整される構成と比較して、各窪み部２１、２１の窪み幅ｄ１、ｄ２が小さくなる。これにより、窪み部２１が形成されるリブ４のリブ幅が増加するので、リブ４の剛性が確保される利点がある。

［変形例６］
また、この空気入りタイヤ１では、主溝２がトレッド部のセンターに配置されることが好ましい（図示省略）。これにより、トレッド部全体としての排水性能が向上する利点がある。

［変形例７］
また、この空気入りタイヤ１では、主溝２がタイヤ周方向に延在する縦溝であるが（図１参照）、これに限らず、主溝２がタイヤ周方向に傾斜する傾斜溝であっても良い（図７参照）。かかる構成としても、同様の作用効果が得られる利点がある。

［性能試験］
この性能試験では、条件が異なる複数の空気入りタイヤについて、（１）ハイドロ性能、（２）ウェット制動性能、および、（３）操安性能にかかる試験が行われた（図８参照）。この性能試験では、タイヤサイズ２３５／５０Ｒ１７の空気入りタイヤがリムサイズ８ＪＪのリムにリム組みされ、この空気入りタイヤにＪＡＴＭＡ規定の正規荷重および正規空気圧が負荷される。

また、各空気入りタイヤは、Ｖ１０３に類似するトレッドパターンを有しており、そのストレート状の主溝の溝幅ＤがＤ＝１０［ｍｍ］となるように構成されている。

（１）ハイドロ性能にかかる性能試験では、ハイドロプレーニングコーナーリング方式により評価が行われる。具体的には、空気入りタイヤを装着した試験車両が水深１０±１［ｍｍ］かつ旋回半径１００Ｒのテストコースを走行し、試験タイヤの最大横加速度が発生したときの試験車両の走行速度がハイドロプレーニング発生速度として記録される。そして、これに基づき、従来例の空気入りタイヤを基準（１００）として指数評価が行われる。評価結果は、その数値が大きいほど好ましい。なお、ハイドロ性能の向上は極めて困難であり、指数値が１以上向上するだけでも有益な効果が得られていると認められる。

（２）ウェット制動性能にかかる性能試験では、Ｊ−ＮＣＡＰ（Japan New Car Assessment Program）の規定条件により評価が行われる。具体的には、空気入りタイヤを装着した試験車両が進入速度１００±１［ｋｍ／ｈ］かつパット温度１１０［ｄｅｇ］以下の条件下にて進入して急制動を行い、その制動距離が測定される。そして、これに基づき、従来例の空気入りタイヤを基準（１００）として指数評価が行われる。評価結果は、その数値が大きいほど好ましい。

（３）操安性（操縦安定性）にかかる性能試験では、空気入りタイヤを装着した試験車両が平坦な周回路を有するテストコースを６０［ｋｍ／ｈ］で走行する。そして、レーチェンジ時およびコーナーリング時における操舵性ならびに直進時における安定性について、従来例の空気入りタイヤを基準（１００）として指数評価が行われる。評価結果は、その数値が大きいほど好ましい。

この性能試験では、従来例が主溝２の側壁に窪み部２１を有さない従来の空気入りタイヤを示しており、発明例１〜５が主溝２の側壁に窪み部２１を有する空気入りタイヤ１を示している。また、発明例１の空気入りタイヤ１では、主溝２側壁の窪み部２１がトレッド面の平面視にて略円弧形状を有しており、窪み部２１の曲率半径ＲがＲ＝９かつ窪み幅ｄが５［ｍｍ］である。発明例２の空気入りタイヤ１では、窪み部２１がトレッド面の平面視にて略円弧形状を有しており、窪み部２１の曲率半径ＲがＲ＝２５かつ窪み幅ｄがｄ＝４［ｍｍ］である。

発明例３の空気入りタイヤ１では、２つの窪み部２１、２１が接地面内に形成されており、これらの窪み部２１がトレッド面の平面視にて略円弧形状を有している。また、これらの窪み部２１の曲率半径ＲがＲ＝２５かつ窪み幅ｄがｄ＝４［ｍｍ］である。発明例４の空気入りタイヤ１では、窪み部２１がトレッド面の平面視にて略翼型形状を有しており、窪み部２１の曲率半径Ｒ１，Ｒ２がＲ１＝３５、Ｒ２＝１５かつ窪み幅ｄがｄ＝５［ｍｍ］である。発明例５の空気入りタイヤ１では、窪み部２１がトレッド面の平面視にて略翼型形状を有すると共に、その窪み幅ｄが主溝２の溝開口から溝底に向かうに連れて小さくなる。また、窪み部２１の曲率半径ＲＡ，ＲＢがＲＡ＝２５、ＲＢ＝１５かつ窪み幅ｄが溝開口にてｄ＝４［ｍｍ］である。

試験結果に示すように、主溝２側壁に窪み部２１を有する発明例１〜５の空気入りタイヤ１では、従来例よりもハイドロ性能およびウェット性能が向上しており、また、草案性能が従来例レベルに維持されていることが分かる。また、発明例１〜３を比較すると、窪み部２１の曲率半径Ｒや窪み幅ｄの適正化により、ハイドロ性能およびウェット性能がさらに向上することが分かる。

また、発明例１と発明例４とを比較すると、窪み部２１が略翼型形状（流線型状）を有することにより、ハイドロ性能およびウェット性能がさらに向上することが分かる。また、発明例１と発明例５とを比較すると、窪み部２１の窪み幅ｄを主溝２の溝深さ方向に狭めることにより、ハイドロ性能およびウェット性能がさらに向上することが分かる。

以上のように、本発明にかかる空気入りタイヤは、主溝の排水性能を確保しつつ、ウェット路でのハイドロ性能や制動性能を向上できる点で有用である。

この発明の実施例にかかる空気入りタイヤのトレッド部を示す平面図である。図１に記載した空気入りタイヤの主溝を示す説明図である。図１に記載した空気入りタイヤの主溝を示す説明図である。図１に記載した空気入りタイヤの主溝を示す説明図である。図１に記載した空気入りタイヤの変形例を示す説明図である。図１に記載した空気入りタイヤの変形例を示す説明図である。図１に記載した空気入りタイヤの変形例を示す説明図である。この発明の実施例にかかる空気入りタイヤの性能試験を示す図表である。

符号の説明

１空気入りタイヤ
２主溝
３ラグ溝
４リブ
５ショルダーブロック
２１窪み部

Claims

トレッド部の平面視にてストレート状に延在すると共に他の溝から独立している主溝と、前記主溝の側壁に形成された窪み部とを含み、且つ、
前記窪み部により前記主溝の溝断面積が拡張されると共に、前記窪み部がトレッド部の平面視にて流線型状を有することを特徴とする空気入りタイヤ。
タイヤの接地面を平面視したときに、各主溝内に少なくとも一つの前記窪み部が存在する請求項１に記載の空気入りタイヤ。
タイヤの接地面を平面視したときに、一本の前記主溝内に配置される前記窪み部の数Ｎがタイヤの接地長Ｌｃおよび窪み周方向長さＬを用いて１≦Ｎ≦Ｌｃ／２Ｌの関係を満たす請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
前記主溝の溝幅Ｄと前記窪み部の曲率半径Ｒおよび窪み幅ｄとがＤ≦Ｒかつｄ≦Ｄ／２を満たす請求項１〜３のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
前記主溝の溝開口部よりも溝底側にて前記窪み部の窪み幅ｄが小さくなる請求項１〜４のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
前記主溝の溝開口部よりも溝底側にて前記窪み部の窪み周方向長さＬが小さくなる請求項１〜５のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
前記主溝の溝開口側における前記窪み部の曲率半径ＲＡよりも前記主溝の溝底側における前記窪み部の曲率半径ＲＢの方が小さくなる請求項１〜６のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
前記主溝の溝幅Ｄと前記窪み部の窪み幅ｄと前記主溝の長手方向にかかる前記窪み部の窪み周方向長さＬとがＤ≦Ｌおよびｄ≦Ｄ／２の関係を満たし、且つ、前記主溝内に生ずる水流に対して下流側にかかる前記窪み部の曲率半径Ｒ２が上流側にかかる曲率半径Ｒ１よりも小さい請求項１〜７のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
一対の前記窪み部が前記主溝の両側壁に対向して配置される請求項１〜８のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
前記主溝がトレッド部のセンターに配置される請求項１〜９のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。