(57)【要約】      （修正有）【課題】溝内を流れる水と溝面との摩擦抵抗を従来よりも低減し、従来よりもウエット性能の向上を図ることのできるタイヤを提供すること。【解決手段】周方向主溝１４の溝底に、主溝側壁との間に細溝２４を開け溝底から立ち上がる板状突起２５を設けると、走行時に路面の凹凸の影響を受けて板状突起２５が微小振動し、微小振動を生じた板状突起表面において流体の摩擦抵抗が減少する。また、板状突起２５の主溝側の表面に、摩擦抵抗低減用の主溝長手方向に延びる小溝２６を複数並列させることで、より効果的に乱流摩擦抵抗を下げることが可能となり、ウエット性能が向上する。【選択図】図３
2013035427.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッドに形成される主溝と、
前記主溝の溝底から立設され、前記主溝の側壁との間に細溝を構成し、主溝長手方向に沿って延びて走行時に振動する板状突起と、
前記板状突起の前記主溝側壁とは反対側の表面に形成され、主溝長手方向に延びる並列された複数本の小溝と、
を有するタイヤ。
【請求項２】
前記主溝の溝幅をＢ、前記主溝の溝深さをＤ、前記主溝の溝底から前記板状突起の先端部までの高さをＨ、前記細溝の深さをＬ、前記細溝の溝幅をＷとしたときに、
０．０８Ｄ≦Ｈ≦１．１０Ｄ、
０．０１Ｂ≦Ｗ≦０．１０Ｂ、
０．５０Ｄ≦Ｌ≦１．５０Ｄ、
を満足する請求項１に記載のタイヤ。
【請求項３】
前記小溝は、深さが０．０１〜０．５ｍｍの範囲内、並列方向配設ピッチＰＳが０．０１〜０．５ｍｍの範囲内に設定されている、請求項１または請求項２に記載のタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はタイヤに係り、特に、ウエット性能を向上させたタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤのトレッドには、ウエット性能を得るために複数の溝が形成されている。
ハイドロプレーニング性能またはウエットブレーキ性能等、濡れた路面でのタイヤ性能向上のためには、溝の排水性を向上させる必要がある。
排水性向上のためには、溝面と溝内を流れる水との間の摩擦抵抗を低減する必要がある。
【０００３】
特許文献１には、溝面に、溝長手方向に沿って延びる複数の小溝を形成し、溝面と溝内を流れる水との間の摩擦抵抗を低減したタイヤが開示されている。
【０００４】
溝面に、流れ（溝長手方向）に沿って延びる微小な小溝を複数並べた溝群、または微小なリブを複数並べたリブ群、いわゆるリブレット（riblets ）を設け、その小溝の間隔及び溝深さを所定の範囲内に設定する、または、小リブの間隔と高さを所定の範囲内に設定すると、無数の微小な渦が溝面に沿って生成され、水と溝面との間の摩擦抵抗を低減でき、実走行時のウエット性能を向上することが出来る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２１９９０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、水が溝を流れる際の摩擦抵抗を従来よりも低減でき、ウエット性能のさらなる向上を図るタイヤを得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載のタイヤは、トレッドに形成される主溝と、前記主溝の溝底から立設され、前記主溝の側壁との間に細溝を構成し、主溝長手方向に沿って延びて走行時に振動する板状突起と、前記板状突起の前記主溝側壁とは反対側の表面に形成され、主溝長手方向に延びる並列された複数本の小溝と、を有する。
【０００８】
タイヤがウエット路面を走行すると、トレッド接地面と路面との間の水は、主に、主溝の溝底と、一対の板状突起と、路面とで囲まれた流路を流れる。
板状突起は、走行時に路面の凹凸の影響を受け、その剛性の小ささにより微小振動を生じ、微小振動表面においては、流体の摩擦係数が減少する。
また、板状突起の主溝側の表面に、流れ（主溝長手方向）に沿って延びる微小な小溝を複数並列させることで、無数の微小な渦が板状突起の表面に沿って生成され、水と板状突起の表面との間の摩擦抵抗を低減することができる。
【０００９】
請求項１に記載のタイヤでは、ウエット路面走行時に、板状突起の表面が微小振動して摩擦係数が減少することと、無数の微小な渦が板状突起の表面に沿って形成されることによる摩擦抵抗の低減との相乗効果によって、より効果的に主溝の摩擦抵抗を大きく下げることが可能となる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載のタイヤにおいて、前記主溝の溝幅をＢ、前記主溝の溝深さをＤ、前記主溝の溝底から前記板状突起の先端部までの高さをＨ、前記細溝の深さをＬ、前記細溝の溝幅をＷとしたときに、０．０８Ｄ≦Ｈ≦１．１０Ｄ、０．０１Ｂ≦Ｗ≦０．１０Ｂ、０．５０Ｄ≦Ｌ≦１．５０Ｄ、を満足する。
【００１１】
０．０８Ｄ≦Ｈ≦１．１０Ｄ、０．０１Ｂ≦Ｗ≦０．１０Ｂ、０．５０Ｄ≦Ｌ≦１．５０Ｄ、を満足することで、走行時に、板状突起を確実に微小振動させることが出来る。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載のタイヤにおいて、前記小溝は、深さが０．０１〜０．５ｍｍの範囲内、並列方向配設ピッチＰＳが０．０１〜０．５ｍｍの範囲内に設定されている。
【００１３】
小溝の深さを０．０１〜０．５ｍｍの範囲内、並列方向配設ピッチＰＳを０．０１〜０．５ｍｍの範囲内に設定することで、摩擦抵抗を大きく下げることができる。
【発明の効果】
【００１４】
以上説明したように、請求項１に記載のタイヤは上記の構成としたので、従来よりも主溝内を流れる水の抵抗が低減されて溝の排水効率が向上し、その結果、従来よりもウエット性能が向上する、という優れた効果を有する。
【００１５】
請求項２に記載のタイヤは上記の構成としたので、板状突起の微小振動によるウエット性能を確実に得ることができる。
【００１６】
請求項３に記載のタイヤは上記の構成としたので、小溝による    高いウエット性能を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態に係るタイヤのタイヤ回転軸に沿った断面図である。
【図２】実施形態に係るタイヤのトレッドのタイヤ半径方向外側から見た平面図である。
【図３】周方向主溝の断面図である。
【図４】板状突起の主溝側の表面を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［第１の実施形態］
次に、本発明のタイヤの第１の実施形態を図１乃至図４にしたがって説明する。
【００１９】
なお、本実施形態のタイヤ１０の内部構造は通常の空気入りタイヤと同じであるため、内部構造に関しての説明は簡単に説明する。図１に示すように、本実施形態のタイヤ１０は、一対のビードコア２と、一方のビードコア２から他方のビードコア２へ跨るカーカス４と、カーカス４の半径方向外側に配置される２枚の交差ベルト６と、交差ベルト６のタイヤ径方向外側に配置されるスパイラルベルト８を備え、スパイラルベルト８のタイヤ径方向外側にトレッド１２が配置されている。
【００２０】
図２に示すように、本実施形態のタイヤ１０のトレッド１２には、タイヤ赤道面ＣＬ上と、その両側に、タイヤ周方向（矢印Ａ方向及び矢印Ａ方向とは反対方向。なお、矢印Ａ方向は指定タイヤ回転方向。）に沿って延びる周方向主溝１４が設けられている。
周方向主溝１４は、トレッド１２と路面との間の水を排水する役目を有している。
【００２１】
タイヤ赤道面ＣＬ上の周方向主溝１４とその両側の周方向主溝１４との間の陸部には、タイヤ幅方向に横断する複数の横溝１６によって複数のブロック１８が区画されている。
また、タイヤ赤道面ＣＬ両側の周方向主溝１４のタイヤ幅方向外側の陸部には、タイヤ幅方向に横断する複数の横溝２０によって複数のブロック２２が区画されている。
【００２２】
図３に示すように、周方向主溝１４には、溝底に、周方向主溝１４の側壁（ブロック１８の側壁）との間に隙間状の細溝２４を開けて立ち上がる板状突起２５が、周方向主溝１４の側壁に沿って設けられている。
板状突起２５には、周方向主溝１４の側壁とは反対側の表面に、主溝長手方向に沿って延びる複数本の小溝２６が並列して形成されている。
【００２３】
ここで、周方向主溝１４の溝幅をＢ、周方向主溝１４の溝深さ（トレッド１２の踏面から計測）をＤ、周方向主溝１４の溝底から計測する板状突起２５の高さをＨ、細溝２４の溝深さ（トレッド１２の踏面から計測）をＬ、細溝２４の溝幅をＷ（トレッド１２の踏面で計測）としたときに、以下の関係とすることが好ましい。
０．８０Ｄ≦Ｈ≦１．１０Ｄ、
０．０１Ｂ≦Ｗ≦０．１０Ｂ、
０．５０Ｄ≦Ｌ≦１．５０Ｄ、
また、板状突起２５の厚さ（平均値）は、０．５〜３．０ｍｍの範囲内に設定することが好ましい。
【００２４】
図４に示すように、小溝２６は、板状突起２５の表面（２点鎖線で図示）を基準とする深さＨＳを０．０１〜０．５ｍｍの範囲内に設定することが好ましく、０．０５〜０．４ｍｍの範囲内に設定することが更に好ましい。
また、小溝２６は、並列方向配設ピッチＰＳを０．０１〜０．５ｍｍの範囲内に設定することが好ましく、０．０５〜０．４ｍｍの範囲内に設定することが更に好ましい。
板状突起２５の周方向主溝１４の側壁とは反対側の表面には、少なくとも９２％以上に小溝２６を形成することが好ましい。
【００２５】
本実施形態のタイヤ１０は乗用車用であり、タイヤサイズが２０５／５５Ｒ１６、周方向主溝１４の溝幅Ｂが９．０ｍｍ、周方向主溝１４の溝深さＤが７．５ｍｍ、ブロック１８及びブロック２２のピッチ長が各々３６．０ｍｍ、周方向のブロック数（１列当り）が５５個、センターのブロック１８間の横溝１６の溝幅が１．５ｍｍ、ショルダー側のブロック２２間の横溝２０の溝幅が幅広部分で４．５ｍｍ、幅狭部分で１．５ｍｍである。
【００２６】
また、本実施形態では、板状突起２５の高さＨが７．０ｍｍ、細溝２４の溝幅Ｗが０．５ｍｍ、細溝２４の溝深さＬが７．０ｍｍに設定されている。
板状突起２５は、横溝１６の周方向主溝側の延長線上、及び横溝２０の周方向主溝側の延長線上においては、横溝１６、及び横溝２０の水が周方向主溝１４へ流れるように途切れている。    
【００２７】
板状突起２５の主溝側表面の全面には、断面形状が二等辺三角形で深さＨＳが０．０５ｍｍの小溝２６が並列方向配設ピッチＰＳが０．１ｍｍで形成されている。
なお、本実施形態では、周方向主溝１４の溝底面、及び細溝２４の表面は平滑となっている。
【００２８】
（作用）
タイヤ１０がウエット路面を走行すると、周方向主溝１４内の水は、主として、周方向主溝１４の溝底、及び板状突起２５の主溝側の表面、及び路面とで囲まれた流路を流れる。なお、周方向主溝１４に比較して量は少ないが細溝２４の内部にも水は流れる。
【００２９】
周方向主溝１４の溝底から立設される板状突起２５は、走行時に路面の凹凸の影響を受けて微小振動を生じるので、微小振動を生じている板状突起表面においては、流体の摩擦係数が減少する。なお、板状突起２５の厚さ、細溝２４の溝幅Ｗは、板状突起２５の微小振動が阻害されないようにその幅が設定される。
【００３０】
さらに、板状突起２５の主溝側表面には、主溝長手方向に沿って延びる微小な小溝２６を複数並列することで、無数の微小な渦が板状突起２５の主溝側表面に沿って生成され、水と板状突起２５の主溝側表面との間の摩擦抵抗を低減することができる。
【００３１】
このように、本実施形態のタイヤ１０では、ウエット路面走行時に、板状突起２５の主溝側表面が微小振動して摩擦係数が減少することと、無数の微小な渦が板状突起２５の主溝側表面に沿って形成されることによる摩擦抵抗の低減との相乗効果によって、周方向主溝１４の摩擦抵抗を大幅に下げることが可能となる。
【００３２】
なお、小溝２６は、深さが０．０１〜０．５ｍｍの範囲内、並列方向配設ピッチＰＳが０．０１〜０．５ｍｍの範囲内に設定されていれば、無数の微小な渦が板状突起２５の主溝側表面に沿って確実に形成させることができる。
また、周方向主溝１４の溝幅Ｂ、周方向主溝１４の溝深さＤ、板状突起２５の高さＨ、細溝２４の深さＬ、細溝２４の幅Ｗが、０．０８Ｄ≦Ｈ≦１．１０Ｄ、０．０１Ｂ≦Ｗ≦０．１０Ｂ、及び０．５０Ｄ≦Ｌ≦１．５０Ｄを満足していれば、ウエット路面走行時に板状突起２５を確実に微小振動させることができる。
【００３３】
本実施形態では、周方向主溝１４の溝底が平滑であったが、板状突起２５と同様に、主溝長手方向の沿って延びる複数の小溝２６を形成しても良い。これにより、ウエット路面走行時、溝底表面の摩擦抵抗を低減することができる。
【００３４】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態を説明する。なお、前述した実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
上記実施形態では小溝２６の断面形状が三角形であったが、摩擦抵抗を低減できれば、矩形、台形、半円形、滑らかな山型形状等の他の形状であっても良く、サインウエーブ形状であっても良い。
【００３５】
［その他の実施形態］
上記実施形態のタイヤ１０では、板状突起２５の表面に小溝２６を隙間無く並列させたが、摩擦抵抗を低減できれば小溝２６と小溝２６との間に多少の間隙が設けられていても良い。
【００３６】
上記実施形態のタイヤ１０では、小溝２６が、溝長手方向に連続して長く形成されていたが、溝壁の抵抗低減が図られれば部分的に分断されても良い。
【００３７】
上記実施形態のタイヤ１０では、小溝２６の溝深さ及び並列方向配設ピッチが一定であったが、好適範囲内であれば、小溝２６の溝深さ及び並列方向配設ピッチはランダムであっても良い。
【００３８】
溝壁に沿って微小な乱流を確実に発生させるために、小溝２６の溝深さ、及び並列方向配設ピッチは、周方向主溝１４の溝幅、溝深さ、流体の特性等を考慮し、実験、シュミレーション等によって決めることが好ましい。
【００３９】
上記実施形態では、周方向主溝１４に板状突起２５を設けたが、本発明はこれに限らず、排水を担うトレッドの主溝には全て適用可能である。即ち、板状突起２５は、周方向に延びる周方向主溝１４に限らず、周方向に対して傾斜する傾斜溝、タイヤ幅方向に延びるラグ溝等の、周方向溝以外の溝には全て適用可能である。
【００４０】
また、トレッド１２のパターンは、リブパターンに限らず、ブロックパターン、方向性パターン等、公知のパターンの主溝に小溝２６の形成された板状突起２５を設けることができる。
【００４１】
上記実施形態のタイヤ１０は空気入りタイヤであったが、本発明は空気入りタイヤ以外のタイヤ（例えば、総ゴムタイヤ等）にも適用可能であり、乗用車用以外のカテゴリーのタイヤにも適用可能である。
【００４２】
［試験例１］
小溝の溝深さＨＳとハイドロプレーニング発生速度との関係を調べるために試験を行った。
試験は、各タイヤ（サイズ２０５／５５Ｒ１６）を６Ｊのリムに装着し、内圧を２００ｋｐａとし、水深１０．０ｍｍのテストコースにおいて速度５０ｋｍ／ｈから加速試験を行い、ハイドロプレーニング発生速度を測定した。評価は、表３の従来例のハイドロプレーニング発生速度を１００とする指数表示としており、指数の数値が大きいほどハイドロプレーニング発生速度が高く、ウエット性能に優れていることを表している。
【００４３】
試験タイヤ１〜５は、図１に示すトレッドパターンを有した第１の実施形態と同様のタイヤであるが、小溝の並列方向配設ピッチＰＳが０．１ｍｍで、小溝の溝深さＨＳが各々異なっている。
【００４４】
【表１】
2013035427.tif 000003
【００４５】
試験結果から、小溝の溝深さＨＳは、０．０１〜０．５ｍｍの範囲内に設定することが良いことが分かる。
【００４６】
［試験例２］
小溝の並列方向配設ピッチＰＳとハイドロプレーニング発生速度との関係を調べるために試験を行った。
試験は、各タイヤ（サイズ２０５／５５Ｒ１６）を６Ｊのリムに装着し、内圧を２００ｋｐａとし、水深１０．０ｍｍのテストコースにおいて速度５０ｋｍ／ｈから加速試験を行い、ハイドロプレーニング発生速度を測定した。評価は、表３の従来例のハイドロプレーニング発生速度を１００とする指数表示としており、指数の数値が大きいほどハイドロプレーニング発生速度が高く、ウエット性能に優れていることを表している。
【００４７】
試験タイヤ１〜５は、図１に示すトレッドパターンを有した第１の実施形態と同様のタイヤであるが、小溝の溝深さＨＳが０．０５ｍｍで、小溝の並列方向配設ピッチＰＳが各々異なっている。
【００４８】
【表２】
2013035427.tif 000004
【００４９】
試験結果から、小溝の並列方向配設ピッチＰＳは、０．０１〜０．５ｍｍの範囲内に設定することが良いことが分かる。
【００５０】
［試験例３］
本発明のタイヤのウエット性能を確かめるために、本発明の適用された実施例のタイヤ３種、比較例のタイヤ３種、及び従来例のタイヤ１種を用意し、ウエットハイドロプレーニング性能を調べた。
【００５１】
試験は、各タイヤ（サイズ２０５／５５Ｒ１６）を６Ｊのリムに装着し、内圧を２００ｋｐａとし、水深１０．０ｍｍのテストコースにおいて速度５０ｋｍ／ｈから加速試験を行い、ハイドロプレーニング発生速度を測定した。
【００５２】
試験タイヤは、図１に示す実施形態のタイヤと同じトレッドパターンを有しており、トレッド全体のネガティブ率が２９．０％、周方向主溝の溝幅が９．０ｍｍ、周方向主溝の溝深さが７．５ｍｍ、ブロックのピッチ長が３６．０ｍｍ、周方向のブロック数（１列当り）が５５個、センターブロック間の細溝の溝幅が１．５ｍｍ、ショルダーブロック間の横溝の溝幅が４．５ｍｍ、ショルダーブロック間の細溝の溝幅が１．５ｍｍである。
【００５３】
評価は、従来例のタイヤのハイドロプレーニング発生速度を１００とする指数表示としており、指数の数値が大きいほどハイドロプレーニング発生速度が高く、ウエット性能に優れていることを表している。
【００５４】
従来例：周方向主溝の溝側壁に小溝のみを形成し、溝底は平滑としたタイヤ。各部の寸法は下記表１参照。
比較例１：周方向主溝の溝面全体を平滑としたタイヤ。
比較例２、３：周方向主溝の溝底に板状突起を形成し、板状突起に小溝を形成したタイヤ。各部の寸法は下記表１参照。
実施例１〜３：周方向主溝の溝底に板状突起を形成し、板状突起に小溝を形成したタイヤ。各部の寸法は下記表１参照。
【００５５】
【表３】
2013035427.tif 000005
【００５６】
※、板状突起の高さＨ、細溝の溝深さＬ、細溝の溝幅Ｗ、周方向主溝の溝深さＤ、周方向主溝の溝幅Ｂ。０．８０Ｄ≦Ｈ≦１．１０Ｄ、０．０１Ｂ≦Ｗ≦０．１０Ｂ、及び０．５０Ｄ≦Ｌ≦１．５０Ｄが好適範囲。
試験結果から、実施例のタイヤは、従来例、及び比較例のタイヤよりもウエット性能に優れていることが分かる。
【００５７】
［試験例４］
細溝の溝幅Ｗと周方向主溝の溝幅Ｂの比率とウエット性能との関係を確かめるために、タイヤ５種を用意し、ハイドロプレーニング発生速度を調べた。タイヤ１〜５は、Ｗ／Ｂのみが異なっている。試験方法は前述した試験例と同一である。
【表４】
2013035427.tif 000006
【００５８】
試験の結果から、細溝の溝幅Ｗと周方向主溝の溝幅Ｂの比率Ｗ／Ｂを０．０１〜０．１０の範囲内とすることで高いウエット性能を得られることが分かる。
【００５９】
［試験例５］
周方向主溝の溝深さＤと細溝の溝深さＬの比率とウエット性能との関係を確かめるために、本発明の適用されたタイヤ５を用意し、ハイドロプレーニング発生速度を調べた。タイヤ１〜５は、Ｌ／Ｄのみが異なっている。試験方法は前述した試験例と同一である。
【表５】
2013035427.tif 000007
試験の結果から、周方向主溝の溝深さＤと細溝の溝深さＬの比率Ｌ／Ｄを０．５〜１．５０の範囲内とすることで高いウエット性能を得られることが分かる。
【００６０】
［試験例６］
板状突起の表面に占める小溝の割合と、ハイドロプレーニング発生速度との関係を調べる試験を行った。
試験方法は、試験例１と同じである。
試験タイヤは、板状突起の表面に占める小溝の割合が異なるだけで、その他は実施形態のタイヤと同じ構成である。板状突起の主溝側表面に小溝が隙間無く形成されている場合は、板状突起の表面に占める小溝の割合は１００％となり、小溝が全く形成されていない場合は０％となる。
【表６】
2013035427.tif 000008
試験結果から、板状突起の主溝側表面の単位面積当りに占める小溝の面積の割合は９２％以上あれば良いことが分かる。小溝の占める割合が小さすぎると、即ち、小溝の密度が低すぎると、微小な渦が表面に沿って生成され難くなり、抵抗低減効果が低下する。
【符号の説明】
【００６１】
１０    タイヤ
１２    トレッド
１４    周方向主溝（主溝）
２５    板状突起
２６    小溝
【図１】
2013035427.tif 000009
【図２】
2013035427.tif 000010
【図３】
2013035427.tif 000011
【図４】
2013035427.tif 000012