特許ウォッチ

公開番号2025085560
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-05
出願番号2023208876
出願日2023-11-24
発明の名称タイヤの摩擦力と磨耗耐久性の向上法
出願人パテントフレア株式会社
代理人
主分類B60C 11/03 20060101AFI20250529BHJP(車両一般)
要約【課題】摩擦力(グリップ力)性能、磨耗耐久性能を改善したタイヤを提供する。
【解決手段】タイヤ表面(路面と接する面)に、V字形の突起を、多数配列するというトレッドパターン(タイヤのトレッド部の溝や切れ込みのデザイン)とすること、また配列V字形突起部分とそれ以外の平面部分の高低差を大きくする。これらの作用によりタイヤ表面(路面と接する面)の面積が狭い配列V字形の突起部分(凸部分)に、車両の駆動、制動などの機能を持たせて、面積が広い突起部分以外の平面部分(凹部分)に、摩擦力低下要因(水や砂など)の排出機能を持たせることができる。原料であるゴムの補強材に、カーボンナノチューブなどの炭素繊維系材料を使うことで、強度が大幅に向上する。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
床面、路面に水や油などがある環境では、作業靴でも滑りやすい。
靴が滑るのは、靴底（地面に接する面）の突起部（凸面）が、歩行時の荷重によって倒れたり歪んだりして安定しない、凸面と凹面の高低差が小さいため、靴底が接地する際、靴底と床面の間に入り込む水や油の排出機能が小さい、などが原因である。
これに対して床面、路面に水や油などがある環境でも、非常に滑りにくい、摩擦力（グリップ力）が大きい作業靴がある。
この作業靴の靴底（地面に接する面）は、平坦な面（凹面）に、Ｖ字形の突起部（凸面）が、多数配列する構造（形状）になっている。
このＶ字形の突起部は、力学的に前後左右どの方向から力がかかっても、倒れや歪みが生じにくい（形状維持機能が高い）。（建造物で使われる三角形のトラス構造の原理に近い）。
そのため、この作業靴は、非常に滑りにくい。
この作業靴の靴底構造（滑りにくい原理）を、乗用車などの輸送機関のタイヤ表面（路面と接地する面）のトレッドパターンに応用する。
タイヤが、水や砂、路面凍結などの摩擦力（グリップ力）低下要因で滑るのは、路面とタイヤの間に入り込んだものを排出できないことなどが原因である。（ハイドロプレーニング現象）
従来のタイヤは、トレッドパターン（タイヤ表面の溝や切れ込み）によって、タイヤと路面の間の摩擦力（グリップ力）低下要因（水や砂など）を排出し、タイヤの滑りを防ぐ（グリップ力を維持する）という考え方であった。
「タイヤ表面で、面積比率が小さい（面積が狭い）溝や切れ込み（凹部分）で、摩擦低下要因（水や砂など）を排出し、面積比率が大きい（面積が広い）溝や切れ込み以外の平面部分（凸部分）で、車両を支える」という考え方ではなく、「タイヤ表面で、面積比率が小さい（面積が狭い）配列されているＶ字形の突起部分（凸部分）で、車両を支え、面積比率が大きい（面積が広い）Ｖ字形突起部分以外の平面部分（凹部分）で、摩擦低下要因（水や砂など）を排出する」という考え方のトレッドパターンとすることで、タイヤを滑りにくくする、摩擦力（グリップ力）を向上させる方法。
従来のタイヤ表面は、表面積が大きい溝以外の平面部分（凸部分）で車両を支え、表面積が小さい溝部分（凹部分）で摩擦低下要因（水や砂など）を排出していたため、排出能力が小さかった。
これに対し、表面積が小さい配列Ｖ字形突起部（凸部分）で車両を支え、表面積が大きい突起部以外の平面部分で摩擦低下要因（水や砂など）を排出するため、排出能力が、大きくなり、摩擦力（グリップ力）が大きくなる。
又、従来のタイヤ表面の溝部分と溝以外の平面部分の高低差よりも、配列Ｖ字形突起部分とそれ以外の平面部分の高低差の方が、大きく設計できるため、摩擦低下要因（水や砂など）の排出能力を大きくできる。
車両を支える配列Ｖ字形突起部（凸部分）は、タイヤ表面の面積比率は小さい（面積は狭い）が、Ｖ字形状の構造強度が高いため、駆動、制動、安定性などの性能は、低下しない。
このような、タイヤ表面構造（トレッドパターン）とすることで、乗用車などのタイヤを滑りにくく摩擦力（グリップ力）を向上させる方法。
（Ｖ字形突起部の寸法、数量、方向、位置などは、限定されない）
続きを表示（約 360 文字）【請求項２】
乗用車などの輸送機関のタイヤの主原料はゴムであるが、補強材として、カーボンブラックやシリカなどが配合されている。
この補強材に、カーボンブラックやシリカの代わりにカーボンナノチューブなどの炭素繊維系材料を、粉末状に加工して配合する。
これにより、ゴムの強度を上げ、磨耗による耐久性を向上させる方法。
従来補強材として使われていたカーボンブラックやシリカよりも、強度が高い炭素繊維材料を代わりに使用することにより、磨耗、はがれ、破損などに対する耐久性を向上させる方法。
【請求項３】
請求項１、請求項２に記載の方法を使用した乗用車二輪車、航空機などの輸送機関、建設機械などのタイヤ。
【請求項４】
請求項３に記載のタイヤを使用した役務、事業。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、摩擦工学と磨耗工学の応用技術に関する。
続きを表示（約 1,100 文字）【背景技術】
【０００２】
摩擦工学
【０００３】
磨耗工学
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の乗用車などのタイヤと異なる考え方のタイヤを提供し、摩擦力（グリップ力）、磨耗耐久性の向上に寄与する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
（１）摩擦力（グリップ力）性能向上法
従来のタイヤは、タイヤ表面（路面と接する面）の面積が広い平面部分（凸部分）に、車両の駆動、制動、などの機能を持たせて、面積が狭い溝や切り込み部分（凹部分）に、タイヤと路面の間にある摩擦力低下要因（水や砂など）の排出機能を持たせる、という考え方であった。
これに対し、タイヤ表面（路面と接する面）に、Ｖ字形の突起を、多数配列するというトレッドパターン（タイヤのトレッド部の溝や切れ込みのデザイン）とすることにより、タイヤ表面（路面と接する面）の面積が狭い配列Ｖ字形の突起部分（凸部分）に、車両の駆動、制動などの機能を持たせて、面積が広い突起部分以外の平面部分（凹部分）に、摩擦力低下要因（水や砂など）の排出機能を持たせることになる。
さらに、タイヤ表面に多数の溝や切れ込みを入れる、これまでのトレッドパターンよりも、多数の突起形状を配列するトレッドパターンの方が、凸部分（タイヤ路面接地部）と、凹部分（タイヤの底面部）の高低差を大きく設計できる。
これにより、タイヤの表面において、より面積が広く高低差がある空間（より体積が大きい空間）で摩擦力低下要因（水や砂など）の排出ができるため、タイヤの摩擦力（グリップ力）性能が向上する。
又、タイヤ表面に多数配列されているＶ字形突起部分は、力学的に前後左右どの方向から力がかかっても、倒れや歪みが生じにくい（形状維持機能が高い）。
そのため、タイヤ表面の面積が狭くても（面積比率が小さくても）安定性が高く、車両の駆動、制動などの機能は、低下しない。
（２）磨耗耐久性向上法
従来のタイヤは、主原料であるゴムの補強材としてカーボンブラックやシリカが配合されていた。
これに対し、カーボンナノチューブなどの炭素繊維系材料を、粉末状に加工して配合する。
これにより、タイヤの強度が大幅に向上し、磨耗、はがれ、破損などへの耐久性が向上する。
（１）、（２）の方法を用いることにより、乗用車などの輸送機関や建設機械などのタイヤの摩擦（グリップ）性能、磨耗耐久性能を高め、課題を解決する。

関連特許