特開 2023-165535 タイヤ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023165535

(43)【公開日】2023-11-16

(54)【発明の名称】タイヤ

(51)【国際特許分類】

   B60C 11/13 20060101AFI20231109BHJP

【ＦＩ】

B60C11/13 B

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022076700

(22)【出願日】2022-05-06

(71)【出願人】

【識別番号】000183233

【氏名又は名称】住友ゴム工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100104134

【弁理士】

【氏名又は名称】住友 慎太郎

(74)【代理人】

【識別番号】100156225

【弁理士】

【氏名又は名称】浦 重剛

(74)【代理人】

【識別番号】100168549

【弁理士】

【氏名又は名称】苗村 潤

(74)【代理人】

【識別番号】100200403

【弁理士】

【氏名又は名称】石原 幸信

(74)【代理人】

【識別番号】100206586

【弁理士】

【氏名又は名称】市田 哲

(72)【発明者】

【氏名】中島 幸一

【テーマコード（参考）】

3D131

【Ｆターム（参考）】

3D131BB01

3D131BC20

3D131BC44

3D131EB19V

3D131EB19X

3D131EB23V

3D131EB23X

(57)【要約】

【課題】優れたウェット性能を発揮し得るタイヤを提供する。
【解決手段】トレッド部２を有するタイヤである。トレッド部２は、踏面２ｓと、周方向溝３とを含む。周方向溝３は、一対の溝壁５と、溝底６とを備えている。一対の溝壁５は、踏面２ｓからタイヤ半径方向内側に向かって溝幅が小さくなる一対の第１溝壁部１１と、第１溝壁部１１のタイヤ半径方向内側に位置し、かつ、タイヤ半径方向内側に向かって溝幅が大きくなる一対の第２溝壁部１２と、第１溝壁部１１と第２溝壁部１２との間の境界位置１３とを含む。第１溝壁部１１は、周方向溝３の深さ方向に対して３５～５０°の角度で傾斜している。踏面２ｓから境界位置１３までの深さは、周方向溝３の最大深さの４０％～７０％である。周方向溝３の横断面において、溝底６は、溝幅方向に直線状に延びている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

トレッド部を有するタイヤであって、
前記トレッド部は、踏面と、前記踏面から凹む少なくとも１本の周方向溝とを含み、
前記周方向溝は、一対の溝壁と、溝底とを備え、
前記一対の溝壁は、
前記踏面からタイヤ半径方向内側に向かって溝幅が小さくなる一対の第１溝壁部と、
前記第１溝壁部のタイヤ半径方向内側に位置し、かつ、タイヤ半径方向内側に向かって溝幅が大きくなる一対の第２溝壁部と、
前記第１溝壁部と前記第２溝壁部との間の境界位置とを含み、
前記第１溝壁部は、前記周方向溝の深さ方向に対して３５～５０°の角度で傾斜し、
前記踏面から前記境界位置までの深さは、前記周方向溝の最大深さの４０％～７０％であり、
前記周方向溝の横断面において、前記溝底は、溝幅方向に直線状に延びる、
タイヤ。

【請求項2】

前記トレッド部は、２本の前記周方向溝と、前記２本の周方向溝の間の第１陸部とを含み、
前記周方向溝の前記踏面での開口幅は、前記踏面での前記第１陸部のタイヤ軸方向の最大幅の３０％～６０％である、請求項１に記載のタイヤ。

【請求項3】

前記境界位置での溝幅は、６mm以上である、請求項１又は２に記載のタイヤ。

【請求項4】

前記一対の第２溝壁部の最大の溝幅は、前記周方向溝の前記踏面での開口幅の５０％～９０％である、請求項１又は２に記載のタイヤ。

【請求項5】

前記トレッド部には、２本又は３本の前記周方向溝が設けられている、請求項１又は２に記載のタイヤ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、タイヤに関する。

【背景技術】

【0002】

例えば、下記特許文献１には、トレッド部に複数の縦溝が設けられた乗用車用タイヤが提案されている。前記縦溝は、タイヤ半径方向内方に向かって溝巾を漸減させる上方部分と、タイヤ半径方向内方に向かって溝巾を漸増させる下方部分と、これらの間のくびれ状のウエスト部とを含んでいる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平９－１６４８１４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

車両の高性能化に伴い、タイヤにおいても耐ハイドロプレーニング性能の向上が求められている。一方、世界的に自動車の騒音規制が厳しくなっており、タイヤにも、ノイズ性能の向上が求められている。

【0005】

本開示は、以上のような実情に鑑み案出なされたもので、ノイズ性能及び耐ハイドロプレーニング性能を両立させたタイヤを提供することを主たる課題としている。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示は、トレッド部を有するタイヤであって、前記トレッド部は、踏面と、前記踏面から凹む少なくとも１本の周方向溝とを含み、前記周方向溝は、一対の溝壁と、溝底とを備え、前記一対の溝壁は、前記踏面からタイヤ半径方向内側に向かって溝幅が小さくなる一対の第１溝壁部と、前記第１溝壁部のタイヤ半径方向内側に位置し、かつ、タイヤ半径方向内側に向かって溝幅が大きくなる一対の第２溝壁部と、前記第１溝壁部と前記第２溝壁部との間の境界位置とを含み、前記第１溝壁部は、前記周方向溝の深さ方向に対して３５～５０°の角度で傾斜し、前記踏面から前記境界位置までの深さは、前記周方向溝の最大深さの４０％～７０％であり、前記周方向溝の横断面において、前記溝底は、溝幅方向に直線状に延びる、タイヤである。

【発明の効果】

【0007】

本開示のタイヤは、上記の構成を採用したことによって、ノイズ性能及び耐ハイドロプレーニング性能を両立させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施形態のタイヤのトレッド部の子午線断面図である。

【図2】図１の周方向溝の拡大断面図である。

【図3】従来の周方向溝がウェット路面に接地するときの拡大断面図である。

【図4】本実施形態の周方向溝がウェット路面に接地するときの拡大断面図である。

【図5】比較例のタイヤのトレッド部の子午線断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本開示の実施の一形態が図面に基づき説明される。図１は、本開示の一実施形態を示すタイヤ１の正規状態におけるトレッド部２の子午線断面図である。図１に示されるように、本開示は、例えば、乗用車用の空気入りタイヤに適用されるのが望ましい。但し、このような態様に限定されるものではなく、本開示は、例えば、自動二輪車用や重荷重用のタイヤに適用されても良い。

【0010】

前記「正規状態」とは、各種の規格が定められた空気入りタイヤの場合、タイヤが正規リムにリム組みされ、かつ、正規内圧が充填され、しかも、無負荷の状態である。各種の規格が定められていないタイヤの場合、前記正規状態は、タイヤの使用目的に応じた標準的な使用状態であって車両に未装着かつ無負荷の状態を意味する。本明細書において、特に断りがない場合、タイヤ各部の寸法等は、前記正規状態で測定された値である。また、本明細書において、特に断りの無い限り、前記寸法の測定方法には、公知の方法を適宜適用することができる。

【0011】

「正規リム」は、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めているリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば "標準リム" 、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、ＥＴＲＴＯであれば"Measuring Rim" である。

【0012】

「正規内圧」は、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば "最高空気圧" 、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" である。

【0013】

本実施形態のタイヤ１の内部には、カーカスやベルト層等のタイヤ構成部材が配されている（図示省略）。これらのタイヤ構成部材には、公知の態様が適宜採用される。

【0014】

トレッド部２は、踏面２ｓと、踏面２ｓから凹む少なくとも１本の周方向溝３とを含む。本実施形態のトレッド部２には、２つのトレッド端Ｔｅの間に複数の周方向溝３が設けられている。周方向溝３は、例えば、タイヤ周方向に連続して延びている。また、トレッド部２は、複数の周方向溝３で区分された複数の陸部８を含む。

【0015】

２つのトレッド端Ｔｅは、正規状態のタイヤ１に正規荷重の７０％が負荷されキャンバー角０°で平面に接地したときの最もタイヤ軸方向外側の接地位置である。また、この状態で前記平面に接地するトレッド部２の外面が、踏面２ｓに相当する。

【0016】

「正規荷重」は、各種の規格が定められた空気入りタイヤの場合、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば "最大負荷能力" 、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "LOAD CAPACITY" である。各種の規格が定められていないタイヤの場合、「正規荷重」は、上述の規格に準じ、タイヤを使用する上で適用可能な最大の荷重を指す。

【0017】

周方向溝３の溝幅及び深さは、タイヤのカテゴリに応じて適宜決定される。本実施形態において、周方向溝３の開口幅Ｗ１（踏面２ｓ上での溝幅である。）は、少なくとも３mm以上であり、例えば、５～１５mmである。周方向溝３の深さｄ１は、少なくとも３mm以上であり、例えば、５～１０mmである、但し、本開示は、このような態様に限定されるものではない。

【0018】

図２には、２本の周方向溝３の拡大断面図が示されている。図２に示されるように、周方向溝３は、一対の溝壁５と、溝底６とを備えている。また、一対の溝壁５は、一対の第１溝壁部１１と、一対の第２溝壁部１２と、これらの間の境界位置１３とを含む。一対の第１溝壁部１１は、踏面２ｓからタイヤ半径方向内側に向かって溝幅が小さくなっている。一対の第２溝壁部１２は、第１溝壁部１１のタイヤ半径方向内側に位置し、かつ、タイヤ半径方向内側に向かって溝幅が大きくなっている。

【0019】

本開示のタイヤ１では、第１溝壁部１１が、周方向溝３の深さ方向（以下、単に「深さ方向」という場合がある。）に対して３５～５０°の角度θ１で傾斜している。また、踏面２ｓから境界位置１３までの深さｄ３は、周方向溝の最大深さｄ２の４０％～７０％である。また、周方向溝３の横断面において、溝底６は、溝幅方向に直線状に延びている。本開示のタイヤ１は、上述の構成を採用したことにより、ノイズ性能及び耐ハイドロプレーニング性能を両立させることができる。そのメカニズムは、以下の通りである。

【0020】

図３には、従来の周方向溝ｇｖがウェット路面Ｇに接地するときの周方向溝ｇｖの拡大断面図が示されている。図３に示されるように、従来の周方向溝ｇｖの溝壁ｇｗは、溝縁から溝底まで、溝幅を小さくする向きに傾斜している。一般に、周方向溝ｇｖの深さ方向に対する、溝壁ｇｗの角度は、１０°以下とされる。周方向溝ｇｖがウェット路面Ｇに接地すると、水Ｗａが溝壁ｇｗに案内されて周方向溝ｇｖの内部に入り込む。タイヤの回転に伴って、トレッド部の踏面は、接地後すぐに路面から離れるため、周方向溝ｇｖの排水性を高めるには、その内部に水Ｗａが入り込み易いことが重要である。

【0021】

図４には、本開示の周方向溝３がウェット路面Ｇに接地するときの周方向溝３の拡大断面図が示されている。図４に示されるように、本開示の周方向溝３は、上述の構成を備えることにより、従来の形状を有する周方向溝ｇｖ（図３に示す）と溝容積を揃えて比較した場合、開口幅が大きく、接地時により多くの水を溝内に取り込むことができる。

【0022】

また、本開示の周方向溝３は、第１溝壁部１１の角度が適正化されているため、溝内に取り込まれた水は、第１溝壁部１１に案内されて溝底６側に早く移動することができる。また、溝底６が直線状であるため、周方向溝３は、第２溝壁部１２側において、大きな容積を有し、水がさらに溝底６側に移動し易くなる。本開示では、このような作用により、周方向溝３の排水性が向上し、耐ハイドロプレーニング性能が向上する。

【0023】

他方、一般に、周方向溝が発生する気柱共鳴音のエネルギーは、その周方向溝の容積に比例するが、周方向溝の溝壁及び溝底の表面積が大きい程、溝壁及び溝底の表面でエネルギーの散逸が生じ、気柱共鳴音のエネルギーが小さくなることが知られている。本開示の周方向溝３は、溝壁５が第１溝壁部１１及び第２溝壁部１２を含み、かつ、溝底６が直線状であることにより、従来の形状の周方向溝ｇｖと比較して、溝壁５及び溝底６の表面積が十分に大きい。したがって、本開示の周方向溝３では、上述のエネルギーの散逸がより大きく生じて気柱共鳴音の低減が期待でき、ノイズ性能が向上する。

【0024】

以上のメカニズムにより、本開示のタイヤ１は、ノイズ性能及び耐ハイドロプレーニング性能を両立させることができる。また、本開示の周方向溝３について、溝容積が適宜調整されることにより、ノイズ性能を維持しつつ、耐ハイドロプレーニング性能に優れたタイヤや、耐ハイドロプレーニング性能を維持しつつ、ノイズ性能に優れたタイヤを得ることができる。

【0025】

以下、本実施形態のさらに詳細な構成が説明される。なお、以下で説明される各構成は、本実施形態の具体的態様を示すものである。したがって、本開示は、以下で説明される構成を具えないものであっても、上述の効果を発揮し得るのは言うまでもない。また、上述の特徴を具えた本開示のタイヤに、以下で説明される各構成のいずれか１つが単独で適用されても、各構成に応じた性能の向上は期待できる。さらに、以下で説明される各構成のいくつかが複合して適用された場合、各構成に応じた複合的な性能の向上が期待できる。

【0026】

図１に示されるように、トレッド部２には、２本又は３本の周方向溝３が設けられているのが望ましい。これにより、本実施形態のタイヤ１は、トレッド部２が３つの陸部８で構成された３リブタイヤ、又は、トレッド部２が４つの陸部８で構成された４リブタイヤであるのが望ましい。

【0027】

図２に示されるように、トレッド部２は、２本の周方向溝３と、これらの周方向溝３の間の第１陸部８ａとを含む。また、周方向溝３の踏面２ｓでの開口幅Ｗ１は、踏面２ｓでの第１陸部８ａのタイヤ軸方向の最大幅Ｗ２の望ましくは３０％以上、より望ましくは３５％以上であり、望ましくは６０％以下、より望ましくは５５％以下である。これにより、ノイズ性能と耐ハイドロプレーニング性能がバランス良く向上する。

【0028】

本実施形態の周方向溝３は、その横断面において、深さ方向に延びる溝中心線（図示省略）に対して線対称である。これにより、一対の第１溝壁部１１は、互いに同じ形状で構成されている。但し、本開示は、このような態様に限定されるものではない。

【0029】

第１溝壁部１１は、平面状に構成されている。これにより、周方向溝３の横断面において、第１溝壁部１１は、周方向溝３の溝縁３ｅから第２溝壁部１２との境界位置１３まで直線状に延びている。第１溝壁部１１は、例えば、タイヤ外方側に凸の滑らかな湾曲面で構成されても良い。

【0030】

第１溝壁部１１の周方向溝３の深さ方向に対する角度θ１は、より望ましくは４０～４５°である。踏面２ｓから境界位置１３までの深さｄ３は、周方向溝３の最大深さｄ２の望ましくは４５％～５５％である。このような周方向溝３は、上述の効果をさらに確実に発揮することができる。

【0031】

境界位置１３での溝幅Ｗ３は、望ましくは６mm以上であり、より望ましくは７mm以上である。これにより、優れた耐ハイドロプレーニング性能が発揮される。また、境界位置１３での溝幅Ｗ３は、周方向溝３の開口幅Ｗ１の７０％以下、より望ましくは６０％以下である。これにより、優れたノイズ性能が発揮される。なお、一方の溝壁５における第１溝壁部１１と第２溝壁部１２との境界位置１３と、他方の溝壁５における前記境界位置１３とについて、深さ方向の位置が異なる場合、境界位置１３での溝幅Ｗ３は、一方の溝壁５の前記境界位置１３を通って深さ方向に延びる仮想線と、他方の溝壁５の前記境界位置１３を通る同様の仮想線との距離に相当する。

【0032】

本実施形態において、一対の第２溝壁部１２は、互いに同じ形状で構成されているが、このような態様に限定されるものではない。第２溝壁部１２は、第１溝壁部１１とは逆向きに傾斜しており、平面状に構成されている。これにより、周方向溝３の横断面において、第２溝壁部１２は、第１溝壁部１１との境界位置１３からタイヤ半径方向内側に向かって直線状に延びている。第２溝壁部１２の深さ方向に対する角度θ２は、例えば、第１溝壁部１１の前記角度θ１よりも小さい。具体的には、第２溝壁部１２の前記角度θ２は、２０～３５°であるのが望ましい。

【0033】

本実施形態では、一対の第２溝壁部１２の最大の溝幅Ｗ４が、周方向溝３の踏面２ｓでの開口幅Ｗ１よりも小さい。具体的には、一対の第２溝壁部１２の前記溝幅Ｗ４は、前記開口幅Ｗ１の望ましくは５０％以上、より望ましくは６０％以上であり、望ましくは９０％以下、より望ましくは８０％以下である。これにより、耐ハイドロプレーニング性能とノイズ性能とがバランス良く向上する。

【0034】

溝底６は、例えば、円弧状に湾曲する湾曲面を介して第２溝壁部１２と連なっている。本実施形態の溝底６は、境界位置１３での溝幅Ｗ３よりも大きい範囲で、直線状に延びている。これにより、ノイズ性能及び耐ハイドロプレーニング性能がさらに向上する。

【0035】

以上、本開示の一実施形態のタイヤが詳細に説明されたが、本開示は、上記の具体的な実施形態に限定されることなく、種々の態様に変更して実施され得る。

【実施例0036】

実施例のタイヤとして、サイズ２１５／５５Ｒ１７の空気入りタイヤが製造された。実施例のタイヤは、図１で示されるトレッド部を有し、かつ、周方向溝が図２で示される断面形状を有している。比較例１として、図５に示されるトレッド部ａ及び周方向溝ｂを有するタイヤが試作された。比較例１の周方向溝ｂは、図３で示される従来の周方向溝と同様の断面形状を有している。また、比較例１の周方向溝の溝壁の深さ方向に対する角度は、５°である。比較例２～５として、図１で示されるトレッド部を有し、かつ、周方向溝が図２で示されている断面形状を有しているが、第１溝壁部の角度や踏面から境界位置までの深さが本開示の範囲から外れているタイヤが試作された。比較例１～５のタイヤは、上記の事項を除き、実質的に実施例のタイヤと同じである。これらのテストタイヤについて、耐ハイドロプレーニング性能、ノイズ性能がテストされた。各テストタイヤの共通仕様やテスト方法は、以下の通りである。
装着リム：１７×７．５
タイヤ内圧：前輪２２０kPa、後輪２４０kPa
テスト車両：排気量２０００cc、後輪駆動車
タイヤ装着位置：全輪

【0037】

＜耐ハイドロプレーニング性能＞
上記テスト車両を、水深１０mmの水膜を張ったウェット路面に、速度を段階的に増加させながら進入させ、ハイドロプレーニング現象が発生したときの速度が測定された。結果は、比較例１の前記速度を１００とする指数で示されており、数値が大きいほど、前記速度が大きく、耐ハイドロプレーニング性能が優れていることを示す。

【0038】

＜ノイズ性能＞
上記テスト車両でドライ路面を速度１００km/hで走行したときの、周方向溝の気柱共鳴音が測定された。結果は、比較例１の前記気柱共鳴音のエネルギーの逆数を１００とする指数で示されており、数値が大きい程、前記エネルギーが小さく、良好であることを示す。
テストの結果が表１～２に示される。

【0039】

【表1】

【0040】

【表2】

【0041】

表１～２の「周方向溝の容積の合計」は、トレッド部に設けられた複数の周方向溝の容積の合計が、比較例１を１００とする指数で示されている。また、表１～２の「トータル性能」は、上述の耐ハイドロプレーニング性能及びノイズ性能の指数の合計点である。

【0042】

表１の比較例１と比較例２～５との比較から読み取れる通り、図１で示されるトレッド部を有するタイヤであっても、第１溝壁部や踏面から境界位置までの深さが本開示の範囲から外れている場合、耐ハイドロプレーニング性能とノイズ性能とを両立させるのは難しい。

【0043】

これに対し、表２の実施例１～７で示される通り、本開示のタイヤは、ノイズ性能及び耐ハイドロプレーニング性能を両立させていることが確認できた。

【0044】

［付記］
本開示は以下の態様を含む。

【0045】

［本開示１］
トレッド部を有するタイヤであって、
前記トレッド部は、踏面と、前記踏面から凹む少なくとも１本の周方向溝とを含み、
前記周方向溝は、一対の溝壁と、溝底とを備え、
前記一対の溝壁は、
前記踏面からタイヤ半径方向内側に向かって溝幅が小さくなる一対の第１溝壁部と、
前記第１溝壁部のタイヤ半径方向内側に位置し、かつ、タイヤ半径方向内側に向かって溝幅が大きくなる一対の第２溝壁部と、
前記第１溝壁部と前記第２溝壁部との間の境界位置とを含み、
前記第１溝壁部は、前記周方向溝の深さ方向に対して３５～５０°の角度で傾斜し、
前記踏面から前記境界位置までの深さは、前記周方向溝の最大深さの４０％～７０％であり、
前記周方向溝の横断面において、前記溝底は、溝幅方向に直線状に延びる、
タイヤ。
［本開示２］
前記トレッド部は、２本の前記周方向溝と、前記２本の周方向溝の間の第１陸部とを含み、
前記周方向溝の前記踏面での開口幅は、前記踏面での前記第１陸部のタイヤ軸方向の最大幅の３０％～６０％である、本開示１に記載のタイヤ。
［本開示３］
前記境界位置での溝幅は、６mm以上である、本開示１又は２に記載のタイヤ。
［本開示４］
前記一対の第２溝壁部の最大の溝幅は、前記周方向溝の前記踏面での開口幅の５０％～９０％である、本開示１又は２に記載のタイヤ。
［本開示５］
前記トレッド部には、２本又は３本の前記周方向溝が設けられている、本開示１又は２に記載のタイヤ。

【符号の説明】

【0046】

２ トレッド部
２ｓ 踏面
３ 周方向溝
５ 溝壁
６ 溝底
１１ 第１溝壁部
１２ 第２溝壁部
１３ 境界位置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】