JP2004338628A - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】トレッド面全体の溝面積比Lを0.15〜0.35とし、かつ内のトレッド半部分Siにおける溝面積比Liを、外のトレッド半部分Soの溝面積比Loよりも0.05以上大とする。内のトレッド半部分Siには、トレッド半巾TW/2の20〜55%の距離をタイヤ赤道Cから隔たる領域Yに、溝壁面の傾斜角度αを30〜50°とした直線状の周方向主溝10を設ける。外のトレッド半部分Soには、周方向溝を設けることなく、タイヤ赤道Cからトレッド端Eoに向かって35°以上の傾斜角度βでのびる横溝主部21を有する外の傾斜横主溝20を設ける。横溝主部21には周方向主溝10に連通する内の連通部22i、又はトレッド端Eに連通する外の連通部22oを接続する。
【選択図】 図2
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、特に公道走行に際して優れたウエットグリップ性能(耐ハイドロプレーニング性能)を充分に確保しながら、例えばサーキット競技及びジムカーナ競技等のレース走行に際して高いドライグリップ性能と耐摩耗性能とを発揮しうる空気入りタイヤに関する。
【0002】
【従来の技術、発明が解決しようとする課題】
公道での走行に加え、サーキット競技及びジムカーナ競技等のレース走行も前提とした高性能タイヤのトレッドパターンとして、図7(A)に例示する如く、ドライグリップ性能の向上を主目的としたS字状パターン、及び図7(B)に例示する如く、ウエットグリップ性能とドライグリップ性能との双方を向上させたV字状パターンが広く使用されている(例えば特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2000−127715号公報(図2、図8)
【0004】
しかし前記S字状パターンのものは、横向き加速度(横G)に対するパターン剛性が高いため、ドライグリップ性能(特に横グリップ性)に優れるものの、トレッド溝aのタイヤ周方向に対する角度θが小さくなる部分P1において、摩耗が早く進行する傾向がある。しかも、前記トレッド溝aのほとんどの部分で、前記角度θが35°以上と大きく傾斜しており、耐ハイドロプレーニング性能が良好とはいえない。
【0005】
これに対し、前記V字状パターンのものは、ウエットグリップ性能は良好なものの、摩擦係数μの高い路面、例えば競技コースなどを高い横向き加速度(横G)でレース走行する場合には、車両外側となる外のトレッド半部分toにおける横剛性が高くなく、トレッドゴムの配合、構造の変更によっても、走破タイムのさらなる短縮を難しいものとしている。又外のトレッド半部分toに配されるトレッド溝aにおいて、前記角度θが35°以下となる部分P2で摩耗が早くなるという問題がある。
【0006】
そこで本発明は、優れた排水性を確保しながらパターン剛性を適正に高めることができ、ドライグリップ性能、ウエットグリップ性能、並びに耐摩耗性能の一層の向上を図りうる空気入りタイヤを提供することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願請求項1の発明は、トレッド面に、タイヤ赤道の両側でトレッドパターンを異ならせた非対称パターンを設けた空気入りタイヤであって、
前記トレッド面をタイヤ赤道を中心として、タイヤの車両装着状態において、車両内側となる内のトレッド半部分と、車両外側となる外のトレッド半部分とに仮想区分し、かつ内のトレッド半部分におけるトレッドパターンの溝面積比Liを、車両外側となる外のトレッド半部分におけるトレッドパターンの溝面積比Loよりも0.05以上大、かつトレッド面全体のトレッドパターンの溝面積比Lを0.15〜0.35の範囲とし、
前記内のトレッド半部分は、タイヤ赤道からトレッド端までのトレッド半巾の20〜55%の距離をタイヤ赤道から隔たる領域Yに、タイヤ周方向に連続してのびる直線状の周方向主溝を設け、かつ該周方向主溝の溝壁面のトレッド面への法線に対する傾斜角度αを30〜50°とするとともに、
前記外のトレッド半部分には、タイヤ周方向に連続してのびる周方向溝を設けることなく、
しかも該外のトレッド半部分は、内端をタイヤ赤道としてトレッド端に向かってのびかつタイヤ周方向に対してなす傾斜角度βを35°以上とした横溝主部を有する外の傾斜横主溝を具え、
かつ該外の傾斜横主溝は、前記横溝主部の内端に連なり前記タイヤ赤道を越えて前記周方向主溝に連通する内の連通部、又は前記横溝主部の外端に連なりトレッド端に連通する外の連通部を有するとともに、各連通部の連通位置における前記傾斜角度βを75〜90°としたことを特徴としている。
【0008】
又請求項2の発明では、前記外の傾斜横主溝は、前記横溝主部に外の連通部を接続した第1の外の傾斜横主溝のみからなることを特徴としている。
【0009】
又請求項3の発明では、前記外の傾斜横主溝は、前記横溝主部に外の連通部を接続した第1の外の傾斜横主溝と、横溝主部に前記内の連通部を接続した第2の外の傾斜横主溝とを含むことを特徴としている。
【0010】
又請求項4の発明では、前記外の傾斜横主溝は、前記第1の外の傾斜横主溝と、前記第2の外の傾斜横主溝とを周方向に交互に配したことを特徴としている。
【0011】
又請求項5の発明では、前記トレッド面は、前記内のトレッド半部分のトレッド端のタイヤ赤道点からの半径方向距離Hiと、外のトレッド半部分のトレッド端のタイヤ赤道点からの半径方向距離Hoとの比Hi/Hoを1.02〜1.20としたことを特徴としている。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。図1は本発明の空気入りタイヤの子午断面を示し、図2はそのトレッドパターンを示す。
図1において、空気入りタイヤ1は、公道走行と、サーキット競技及びジムカーナ競技等のレース走行との双方を前提とした高性能タイヤであって、トレッド部2からサイドウォール部3をへてビード部4のビードコア5に至るラジアル構造のカーカス6を具える。
【0013】
又該カーカス6の外側かつトレッド部2の内方には、ベルト層7が巻装され、そのタガ効果によって、タイヤ断面高さHとタイヤ巾Wとの比である偏平率H/Wを、本例では、50%以下例えば40%に拘束している。これによって、タイヤ剛性を高める一方、トレッド巾TWを拡大して、高速性能及び操縦安定性を向上している。
【0014】
ここで、前記「トレッド巾TW」は、トレッド端E、E間のタイヤ軸方向距離であり、又前記「トレッド端E」とは、トレッド面2Sの輪郭を軸方向外側に延長した仮想線と、バットレス表面3Sの輪郭を半径方向外側に延長した仮想線との交点をJとしたとき、この交点Jを通る半径方向線がタイヤ表面と交わる点を意味する。
【0015】
そして、本発明の空気入りタイヤ1では、トレッド面2Sを、タイヤ赤道Cを中心として、車両装着状態において車両内側となる内のトレッド半部分Siと、車両外側となる外のトレッド半部分Soとに仮想区分したとき、内のトレッド半部分Siのトレッドパターンと、外のトレッド半部分Soのトレッドパターンとを互いに相違させた非対称パターンで形成している。
【0016】
詳しくは、図2に示すように、前記内のトレッド半部分Siは、トレッド半巾TW/2(前記トレッド巾TWの1/2)の20〜55%の距離をタイヤ赤道Cから隔たる領域Yに、タイヤ周方向に連続してのびる直線状の1本の周方向主溝10を設けている。
【0017】
この周方向主溝10は、その溝巾GW0を14mm以上、好ましくは18mmとした排水効果の高いストレート溝であって、その溝中心線を前記領域Y内に配置、即ち溝中心線のタイヤ赤道Cからの距離L0をトレッド半巾TW/2の20〜55%としている。
【0018】
なお周方向主溝10が前記領域Yよりも車両外側に配された場合には、外のトレッド半部分Soにおけるパターン剛性を充分に確保できなくなり、レース走行で要求される高いドライグリップ性能及び耐摩耗性能を高レベルで満足させることが難しくなる。逆に、周方向主溝10が前記領域Yよりも車両内側に配された場合には、公道走行で要求されるウエットグリップ性能が充分に確保できなくる。
【0019】
又前記周方向主溝10は、ドライグリップ性能及び耐摩耗性の観点から、図3に示す如く、溝中心線と直角な溝断面において、その溝壁面gを、溝側縁で立てたトレッド面2Sへの法線に対して30〜50°の大きな傾斜角度αで傾斜させることが必要である。特に旋回時、車両外側には車両内側に比して大きな横力が作用することから、前記角度範囲内で、車両外側の溝壁面goの傾斜角度αoを車両内側の溝壁面giの傾斜角度αiよりも大(αo>αi)に設定するのが好ましい。前記傾斜角度αが30°未満では、溝側縁近傍での剛性が不十分となって、軌道摩耗等の偏摩耗を招くなど耐摩耗性を低下する。逆に傾斜角度αが50°を越えると、溝容積が減じ排水性の低下を招く。
【0020】
なお図4(A)の如く、前記溝壁面gが凸円状の湾曲面の場合、該湾曲面の各位置における接線の傾斜角度αが夫々30〜50°の範囲であり、図4(B)の如く、前記溝壁面gが複数の面部からなる屈曲面の場合、各面部の傾斜角度αが夫々30〜50°の範囲である。又傾斜角度αi、αoを比較するときは、湾曲面の場合、接線の傾斜角度αの最大値と最小値との平均値で比較し、又屈曲面の場合、各面部の傾斜角度αの平均値で比較する。
【0021】
又前記内のトレッド半部分Siには、前記周方向主溝10と内のトレッド端Eiとの間に、内の傾斜横主溝11を付設することができる。この内の傾斜横主溝11は、本例では、内端が前記周方向主溝10に連通しかつ外端が内のトレッド端Eiからタイヤ軸方向に距離L1を隔てて途切れる第1の内の傾斜横主溝11Aを含んで形成される。
【0022】
特に本例では、内の傾斜横主溝11が、前記第1の内の傾斜横主溝11Aと、外端が内のトレッド端Eiに連通しかつ内端が周方向主溝10からタイヤ軸方向に距離L2を隔てて途切れる第2の内の傾斜横主溝11Bとから形成される場合を例示している。このとき、第1、第2の内の傾斜横主溝11A、11Bを周方向に交互に配置するのが、均一性の観点から好ましい。
【0023】
なお前記距離L1、L2は、トレッド巾TWの7%〜14%が好ましく、7%未満では剛性低下によってドライグリップ性能および耐摩耗性を減じる傾向となる。逆に14%を越えるとウエットグリップ性能を減じる傾向となる。なお、ウエットグリップ性能のためには、前記第1、第2の内の傾斜横主溝11A、11Bがタイヤ周方向で相互に重なり合う重なり部12を有して形成されるのが好ましい。
【0024】
又前記内の傾斜横主溝11の、周方向に対してなす傾斜角度γは、35°以上であるのが好ましく、特に、周方向主溝10および内のトレッド端Eiとの連通位置での傾斜角度γ1を75〜90°とするのが望ましい。これにより、連通位置での過度の剛性低下を抑え、耐摩耗性の低下を抑制できる。
【0025】
これに対して、前記外のトレッド半部分Soには、旋回時により大きな横力が作用することから、より高い横剛性が必要である。そのために、図2の如く、外のトレッド半部分Soには、タイヤ周方向に連続してのびる周方向溝を設けることなく、タイヤ周方向に対して傾斜してのびる外の傾斜横主溝20を形成している。
【0026】
ここで、「タイヤ周方向に連続してのびる周方向溝を設けない」とは、パターン横剛性の低下原因となる全ての周方向溝を排除することを意味し、例えば、排水性を主目的とした溝巾3mm以上の主溝、排水性とパターン剛性の適正化を主目的とした、溝巾1.0〜3mmの細溝、及びパターン剛性の適正化とエッジ効果などを主目的とした溝巾1.0mm未満のサイピングがその対象となる。又図5に略示する如く、タイヤ周方向に隣り合う外の傾斜横主溝20、20間を順次連結する連結溝30A等も、ジグザグ状の1本の周方向溝30と見なすことができ、排除の対象となる。
【0027】
又前記外の傾斜横主溝20は、タイヤ周方向に対して35°以上の傾斜角度βを有してタイヤ赤道C上の内端21Eiから外のトレッド端Eoに向かってのびる横溝主部21を少なくとも具えるとともに、この横溝主部21には、その前記内端21Eiに連なり前記タイヤ赤道Cを越えて前記周方向主溝10に連通する内の連通部22i、又は前記横溝主部21の外端21Eoに連なり外のトレッド端Eoに連通する外の連通部22oを連設している。
【0028】
本例では、前記外の傾斜横主溝20が、前記横溝主部21に、外の連通部22oを接続した第1の外の傾斜横主溝20Aと、横溝主部21に、内の連通部22iを接続した第2の外の傾斜横主溝20Bとから構成される場合を例示している。このとき、前記第1、第2の外の傾斜横主溝20A、20Bを周方向に交互に配置するのが均一性の観点から好ましい。なお要求により、第1の外の傾斜横主溝20Aとして、横溝主部21の内端21Eiからタイヤ赤道Cを越えてのびかつ前記周方向主溝10からタイヤ軸方向に距離L3を隔てて途切れる縁出部24(一点鎖線で示す)を設けることもできる。
【0029】
ここで外の傾斜横主溝20では、前記傾斜角度βを35°以上とすることが必要であり、35°未満では、旋回時の横力に対してのパターン横剛性が不十分となる。その結果、レース走行でのドライグリップ性能(特に横グリップ性)が不足し、走破タイムの向上が達成できなくなるとともに、外の傾斜横主溝20の溝側縁近傍での耐摩耗性を低下させる。
【0030】
特に外の傾斜横主溝20では、外のトレッド端Eo、及び周方向主溝10との連通位置において剛性が減じて耐摩耗性を損ねる傾向がある。従って、各連通部22i、22oの連通位置における前記傾斜角度β1を、夫々75〜90°の範囲とし、剛性低下を抑えることも重要である。
【0031】
なお前記傾斜角度β、γは、前記内、外の傾斜横主溝11、20が曲線の場合にはその接線の傾斜角度で示す。
【0032】
又第2の外の傾斜横主溝20Bは、その外端と外のトレッド端Eoとの距離L4を、トレッド巾TWの10%〜20%とするのが好ましく、10%未満では剛性低下によってドライグリップ性能および耐摩耗性を減じる傾向となる。逆に20%を越えるとウエットグリップ性能を減じる傾向となる。又第1の外の傾斜横主溝20Aにおいて前記縁出部24を設ける場合には、周方向主溝10との前記距離L3をトレッド巾TWの12%以上確保するのが、ドライグリップ性能および耐摩耗性を確保する上で好ましい。
【0033】
次に、本発明の空気入りタイヤ1では、トレッド面2S全体におけるトレッドパターンの溝面積比Lを0.15〜0.35の範囲とするとともに、外のトレッド半部分Soでは、パターン剛性を高めてより大きな横グリップが得られるように、そのトレッドパターンの溝面積比Loを、内のトレッド半部分Siにおけるトレッドパターンの溝面積比Liよりも0.05以上小(Li−Lo≧0.05)に設定している。なお溝面積比とは、トレッド面に占めるトレッド溝の開口面積の割合を意味する。
【0034】
前記溝面積比Lが0.15未満では、必要なウエットグリップ性能を確保するのが難しく、又溝面積比Lが0.35より大、及び溝面積比の差Li−Loが0.05未満では、レース走行で要求される高いドライグリップ性能及び耐摩耗性能を高レベルで満足させることが難しくなる。なおウエットグリップ性能の観点から前記溝面積比の差Li−Loは0.12以下が好ましい。
【0035】
なお前記内、外の傾斜横主溝11、20は、その溝巾GW1、GW2を夫々3mm以上とした排水用の主溝であって、各溝巾GW0、GW1、GW2の上限値、及び内、外の傾斜横主溝11、20の形成ピッチなどは、前述の溝面積比L、及び溝面積比の差Li−Loに応じて適宜設定される。
【0036】
次に本発明の空気入りタイヤ1では、前記優れた横グリップ性を充分に活かして、旋回性能を大幅に向上させるために、図1に示すように、内のトレッド端Eiのタイヤ赤道点COからの半径方向距離Hiと、外のトレッド端Eoのタイヤ赤道点COからの半径方向距離Hoとの比Hi/Hoを1.02〜1.20とした、非対称のトレッド輪郭形状を有している。
【0037】
旋回中の車両において旋回中心側に装着のタイヤでは、接地中心が内のトレッド半部分Siの側となり、旋回中心とは反対側に装着の夕イヤでは、接地中心が外のトレッド半部分Soの側となる。このとき、前記比Hi/Hoを1.02〜1.20とすることにより、旋回中心側の夕イヤの実転動半径、即ち内のトレッド半部分Siの側の実転動半径を、旋回中心とは反対側の夕イヤの実転動半径、即ち外のトレッド半部分Soの側の実転動半径よりも小とすることができ、スム一ズな旋回が可能となる。なお、比Hi/Hoが1.02未満では、前記効果が発揮されず、逆に1.20を越えると、直進走行性能を損ねるとともに、接地圧分布が不均一化し摩耗性能を悪化させる傾向となる。
【0038】
図6にトレッドパターンの他の実施例を例示する。図において、内のトレッド半部分Siには、第1の内の傾斜横主溝11Aのみから構成される内の傾斜横主溝11が配されるとともに、外のトレッド半部分Soには、第1の外の傾斜横主溝20Aのみから構成される外の傾斜横主溝20が配されている。
【0039】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は一般の乗用車用タイヤとして採用しうるなど、図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【0040】
【実施例】
図1の構造をなしかつ図2、6、7に示すトレッドパターンを有する空気入りタイヤ(255/40ZR17)を表1の仕様で試作するとともに、各試供タイヤのウエットグリップ性能、及びジムカーナ競技での走破タイムを測定し、その結果を表1に記載した。なお表1以外の仕様は実質的に同一である。
【0041】
(1) ウエットグリップ性能(耐直線ハイドロプレーニング性能):
試供タイヤを、リム(9J×17)、内圧(230kPa)の条件で全輪に装着した乗用車両(2600cc)を用い、水深10mmの直線路において加速していき、加速限界速度を計測し、比較例1を100とした指数で表示した。数値が大きい程良好である。
【0042】
(2) ウエットグリップ性能(耐ラテラルハイドロプレーニング性能):
前記車両を用い、半径100mのアスファルト路面に、水深5mm、長さ20mの水たまりを設けたコース上を、速度を段階的に増加させながら進入させ、横加速度(横G)を計測し、50〜80km/hの速度における前輪の平均横Gを算出した。そして平均横Gを、比較例1を100とした指数で表示した。数値が大きい程良好である。
【0043】
【表1】
【0044】
実施例のタイヤは、ウエットグリップ性能とドライグリップ性能との双方を両立した高めうるのが確認できる。
【0045】
【発明の効果】
本発明は叙上の如く構成しているため、優れた排水性を確保しながらパターン剛性を適正に高めることができ、ドライグリップ性能、耐ハイドロプレーニング性能、及び耐摩耗性能を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の空気入りタイヤの一実施例を示す断面図である。
【図2】そのトレッドパターンを示す展開図である。
【図3】周方向主溝の横断面図である。
【図4】(A)、(B)は、周方向主溝の溝壁面の傾斜角度を説明する線図である。
【図5】外のトレッド半部分から排除する周方向溝の一例を示す線図である。
【図6】本発明で用いるトレッドパターンの他の実施例を示す展開図である。
【図7】(A)、(B)は、従来タイヤのトレッドパターンの一例を示す展開図である。
【符号の説明】
2S トレッド面
10 周方向主溝
20 外の傾斜横主溝
20A 第1の外の傾斜横主溝
20B 第2の外の傾斜横主溝
21 横溝主部
22i 内の連通部
22o 外の連通部
C タイヤ赤道
E、Ei、Eo トレッド端
g 溝壁面
Si 内のトレッド半部分
So 外のトレッド半部分
Claims (5)
- トレッド面に、タイヤ赤道の両側でトレッドパターンを異ならせた非対称パターンを設けた空気入りタイヤであって、
前記トレッド面をタイヤ赤道を中心として、タイヤの車両装着状態において、車両内側となる内のトレッド半部分と、車両外側となる外のトレッド半部分とに仮想区分し、かつ内のトレッド半部分におけるトレッドパターンの溝面積比Liを、車両外側となる外のトレッド半部分におけるトレッドパターンの溝面積比Loよりも0.05以上大、かつトレッド面全体のトレッドパターンの溝面積比Lを0.15〜0.35の範囲とし、
前記内のトレッド半部分は、タイヤ赤道からトレッド端までのトレッド半巾の20〜55%の距離をタイヤ赤道から隔たる領域Yに、タイヤ周方向に連続してのびる直線状の周方向主溝を設け、かつ該周方向主溝の溝壁面のトレッド面への法線に対する傾斜角度αを30〜50°とするとともに、
前記外のトレッド半部分には、タイヤ周方向に連続してのびる周方向溝を設けることなく、
しかも該外のトレッド半部分は、内端をタイヤ赤道としてトレッド端に向かってのびかつタイヤ周方向に対してなす傾斜角度βを35°以上とした横溝主部を有する外の傾斜横主溝を具え、
かつ該外の傾斜横主溝は、前記横溝主部の内端に連なり前記タイヤ赤道を越えて前記周方向主溝に連通する内の連通部、又は前記横溝主部の外端に連なりトレッド端に連通する外の連通部を有するとともに、各連通部の連通位置における前記傾斜角度βを75〜90°としたことを特徴とする空気入りタイヤ。 - 前記外の傾斜横主溝は、前記横溝主部に外の連通部を接続した第1の外の傾斜横主溝のみからなることを特徴とすると請求項1記載の空気入りタイヤ。
- 前記外の傾斜横主溝は、前記横溝主部に外の連通部を接続した第1の外の傾斜横主溝と、横溝主部に前記内の連通部を接続した第2の外の傾斜横主溝とを含むことを特徴とする請求項1又は2記載の空気入りタイヤ。
- 前記外の傾斜横主溝は、前記第1の外の傾斜横主溝と、前記第2の外の傾斜横主溝とを周方向に交互に配したことを特徴とする請求項3に記載の空気入りタイヤ。
- 前記トレッド面は、前記内のトレッド半部分のトレッド端のタイヤ赤道点からの半径方向距離Hiと、外のトレッド半部分のトレッド端のタイヤ赤道点からの半径方向距離Hoとの比Hi/Hoを1.02〜1.20としたことを特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の空気入りタイヤ。
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