JP2008132810A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】操縦安定性や乗心地性を確保しながら、優れた摩耗性能を発揮することができる空気入りタイヤを提供すること。
【解決手段】トレッド部３に配されるトレッドゴム７をタイヤ幅方向に分割するとともに、車両装着時に外側となる外側トレッドゴム７ｏのゴム硬度を、車両装着時に内側となる内側トレッドゴム７ｉのゴム硬度よりも高くし、内側トレッドゴム７ｉの陸部に、外側トレッドゴム７ｏの陸部に設けられた外側サイプ１０ｏよりもサイプ内壁面の単位面積当りの実面積が大きく、サイプ内壁面１４ｉが深さ方向に沿って凹凸状をなす内側サイプ１０ｉを設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、特に車重が重く且つ重心が高いミニバンやワンボックス車に有用な空気入りタイヤに関する。

従来、トレッドゴムの車両外側領域に設けられたリブ又はブロックにおいて、コーナリング走行時の負荷が大きくなる傾向にあり、それによってドライ路面での操縦安定性が低下したり、乗心地性が悪化したりするという問題が生じていた。かかる問題は、特に車重が重く且つ重心が高いミニバンやワンボックス車に装着した場合に顕著であり、有効な改善策が望まれていた。

そこで、上記問題の解決手段として、下記特許文献１に開示されているように、ゴム配合がタイヤ幅方向で非対称な分割トレッドを採用し、車両外側領域に配されるトレッドゴムのゴム硬度を車両内側領域に配されるトレッドゴムよりも高くする方法が提案されている。これによって、上述した不具合を低減して、操縦安定性や乗心地性を確保することができる。

しかしながら、上記の方法によると、次のような問題が生じることが判明した。即ち、トレッドゴムのゴム硬度を相対的に車両外側領域で高く、車両内側領域で低くすることによって、その車両内側領域での陸部剛性が低下し、Ｈ／Ｔ摩耗（ヒールアンドトゥ摩耗）や片落ち摩耗が生じ易くなることが分かった。
特開２００３−３２６９１７号公報

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、操縦安定性や乗心地性を確保しながら、Ｈ／Ｔ摩耗等を抑制して優れた摩耗性能を発揮することができる空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち、本発明の空気入りタイヤは、一対の環状のビード部と、そのビード部から各々タイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部と、そのサイドウォール部間に設けたトレッド部とを備え、車両への装着方向が指定される空気入りタイヤにおいて、前記トレッド部に配されるトレッドゴムがタイヤ幅方向に分割されるとともに、車両装着時に外側となる外側トレッドゴムのゴム硬度が、車両装着時に内側となる内側トレッドゴムのゴム硬度よりも高く、前記内側トレッドゴムの陸部に、前記外側トレッドゴムの陸部に設けられた外側サイプよりもサイプ内壁面の単位面積当りの実面積が大きく、サイプ内壁面が深さ方向に沿って凹凸状をなす内側サイプが設けられているものである。

本発明に係る空気入りタイヤによれば、車両外側に配される外側トレッドゴムのゴム硬度が、車両内側に配される内側トレッドゴムのゴム硬度よりも高いことにより、外側トレッドゴムの陸部がコーナリング走行時の負荷に適切に抗して、操縦安定性や乗心地性を確保することができる。その外側トレッドゴムと内側トレッドゴムには、それぞれ陸部にサイプが設けられており、中でも内側トレッドゴムに設けられた内側サイプは、サイプ内壁面が深さ方向に沿って凹凸状をなす、いわゆる３次元サイプとして設けられている。３次元サイプは、深さ方向に沿って形状が変化しない波形サイプや平面サイプに比べて、陸部の倒れ込みを効果的に抑制することができる。そのため、その内側サイプのサイプ内壁面の単位面積当りの実面積を外側サイプよりも大きくすることで、内側トレッドゴムにおける陸部の倒れ込み抑制効果が外側トレッドゴムよりも大きくなり、内側トレッドゴムの陸部剛性を確保してＨ／Ｔ摩耗や片落ち摩耗を抑制することができる。その結果、上述のようにして操縦安定性や乗心地性を確保しながら、優れた摩耗性能を発揮することができる。

上述した本発明の好ましい実施形態として、前記外側サイプ及び前記内側サイプが、それぞれサイプ長手方向に波状に延びるとともに、前記外側サイプのサイプ内壁面が深さ方向に沿って凹凸状をなし、前記内側サイプが、前記外側サイプの単位サイプ長さ当りの波数を増やした形状をなすものが挙げられる。

上記構成は、外側サイプと内側サイプとが共に３次元サイプとして設けられたものであり、内側サイプが外側サイプの単位サイプ長さ当りの波数を増やした形状をなすことにより、外側トレッドゴム及び内側トレッドゴムの陸部に３次元サイプを設けながらも、陸部の倒れ込み抑制効果を外側トレッドゴムよりも内側トレッドゴムで大きくして、操縦安定性や乗心地性を確保しつつ優れた摩耗性能を発揮することができる。なお、この「波状に延びる」にはジグザグ状に延びるものも含まれる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。図１は、本発明に係る空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線断面図である。図２は、トレッドゴムに形成されたトレッドパターンの展開図である。

この空気入りタイヤは、一対の環状のビード部１と、そのビード部１から各々タイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部２と、そのサイドウォール部２間に設けたトレッド部３とを備える。ビード部１には、鋼線等の収束体をゴム被覆してなる環状のビード１ａと、ビード１ａのタイヤ径方向外側に配され、断面略三角形状の硬質ゴムからなるビードフィラー１ｂとが配設されている。

カーカス層４は、タイヤ赤道線Ｃに対して略９０°の角度で延びるプライコードからなる少なくとも１枚のカーカスプライ９から構成されている。カーカスプライ９は、一対のビード部１の間に架け渡されるようにして配され、その端部はビード１ａにより巻き返して係止されている。カーカス層４のタイヤ内周側には、空気圧保持のためのインナーライナー層５が配され、カーカス層４のタイヤ外周側には、たが効果による補強を行うベルト層６が配されている。ベルト層６のタイヤ外周側表面には、図２に示すようなトレッドパターンが形成されたトレッドゴム７が配されている。

この空気入りタイヤは車両への装着方向が指定され、本実施形態では図１、２の右側が車両装着時の外側、図１、２の左側が車両装着時の内側となる。トレッドゴム７はタイヤ幅方向に分割されており、車両装着時に外側となる外側トレッドゴム７ｏのゴム硬度が、車両装着時に内側となる内側トレッドゴム７ｉのゴム硬度よりも高く設定されている。これにより、外側トレッドゴム７ｏの陸部がコーナリング走行時の負荷に適切に抗し、操縦安定性や乗心地性を確保することができる。

本発明では、外側トレッドゴム７ｏと内側トレッドゴム７ｉとのゴム硬度（ＪＩＳＫ６２５３のデュロメータ硬さ試験（タイプＡ）に準じて測定したゴム硬度。以下同じ。）の差が、３°を超え且つ８°未満であることが好ましい。このゴム硬度の差が３°以下であると、操縦安定性や乗心地性の改善効果が小さくなる傾向にある。一方、このゴム硬度の差が８°以上であると、内側トレッドゴム７ｉの陸部剛性を確保し難くなり、偏摩耗を生じるおそれがある。

また、操縦安定性と乗心地性を好適に確保する観点から、上述したゴム硬度の関係を満たしたうえで、外側トレッドゴム７ｏのゴム硬度は６０〜６８°であることが好ましく、６２〜６５°であることがより好ましい。同様に、内側トレッドゴム７ｉのゴム硬度は５５〜６３°であることが好ましく、５８〜６２°であることがより好ましい。

トレッドゴム７の分割位置は、タイヤ接地幅Ｗに対する外側トレッドゴム７ｏの接地幅Ｗｏの比Ｗｏ／Ｗが４０〜６０％、タイヤ接地幅Ｗに対する内側トレッドゴム７ｉの接地幅Ｗｉの比Ｗｉ／Ｗが６０〜４０％となるように定められる。なお、トレッドゴム７が３以上に分割されるものでもよく、かかる場合には、車両装着時の最外側となるものを外側トレッドゴム、最内側となるものを内側トレッドゴムとして、上述した接地幅の関係を満たすようにすればよい。

ここで、タイヤ接地幅Ｗとは、正規内圧を充填したタイヤを平面路面に垂直に置き、正規荷重を負荷したときの接地幅であり、正規荷重及び正規内圧は、ＪＩＳＤ４２０２（自動車タイヤの諸元）等に規定されている最大荷重（乗用車用タイヤの場合は設計常用荷重）及びこれに見合った空気圧とする。また、上記の接地幅Ｗｏ、Ｗｉは、トレッドゴム７の分割面８から接地端までのタイヤ軸方向距離である。

トレッドゴム７の分割面８はタイヤ軸方向に垂直としても構わないが、トレッドゴム７の耐久性及び成形性の観点から、本実施形態のように分割面８が傾斜していることが好ましい。かかる場合、トレッドゴム７の厚さ方向中央の分割面８の位置から上記の接地幅Ｗｏ、Ｗｉが定められる。

本実施形態では、図２に示すようにトレッドパターンがタイヤ幅方向で非対称であり、主溝として設けられた４本の周方向溝１１と、それらに交差して延びる横溝１２とによって、陸部が複数本のブロック列とリブ１７とに区分されている。陸部には複数本のサイプが設けられていて、このうち外側サイプ１０ｏは、外側トレッドゴム７ｏのショルダーブロック１３ｏ（陸部の一例）に設けられたサイプであり、内側サイプ１０ｉは、内側トレッドゴム７ｉのショルダーブロック１３ｉ（陸部の一例）に設けられたサイプである。

図３は、外側サイプ１０ｏにおける（ａ）サイプ内壁面の正面図と（ｂ）Ａ−Ａ矢視断面図である。図４は、内側サイプ１０ｉにおける（ａ）サイプ内壁面の正面図と（ｂ）Ｂ−Ｂ矢視断面図である。

両サイプ１０ｏ、１０ｉは、それぞれサイプ長手方向に波状に延びるとともに、サイプ内壁面１４ｏ、１４ｉが深さ方向に沿って凹凸状をなす３次元サイプとして設けられている。具体的には、凹凸列がサイプ長手方向（図３、４の左右方向）に傾斜した第１サイプ部１５ｏ、１５ｉと、凹凸列が第１サイプ部１５ｏ、１５ｉとは逆向きに傾斜して深さ方向に連なる第２サイプ部１６ｏ、１６ｉとを備えた３次元サイプとして設けられている。かかるサイプ構造により、タイヤ幅方向に沿った横力が生じた場合だけでなく、タイヤ周方向に沿った前後力が生じた場合においても、サイプ内壁面同士が互いに係合してブロック１３ｏ、１３ｉの倒れ込みを抑制することができる。

本実施形態では、両サイプ１０ｏ、１０ｉのサイプ内壁面１４ｏ、１４ｉの踏面側領域が平面サイプとして形成されている。このため、陸部が比較的倒れ込み易い摩耗初期状態においては、第１サイプ部１５ｏ、１５ｉが踏面に露出せず、ブロック片の鋭角部が踏面に形成されないため、偏摩耗の発生を好適に抑制することができる。なお、かかる効果は、サイプ内壁面１４ｏ、１４ｉの踏面側領域を、凹凸列が深さ方向に並行に延びる波形サイプとした場合でも同様に得られる。

内側サイプ１０ｉは、外側サイプ１０ｏよりも周期が小さく（波長が短く）、外側サイプ１０ｏの単位サイプ長さ当りの波数（周期Ｐｏの数）を増やした形状をしており、そのために外側サイプ１０ｏよりもサイプ内壁面の単位面積当りの実面積（展開した面積）が大きく設定されている。このサイプ内壁面の単位面積当りの実面積が大きいほど、サイプ内壁面同士が互いに係合する領域が大きくなるため、３次元サイプによる陸部の倒れ込み抑制効果を高めることになる。したがって、ブロック１３ｏよりもブロック１３ｉの方が倒れ込み抑制効果が大きく、それによって内側トレッドゴム７ｉのブロック剛性を確保して、上述のように操縦安定性や乗心地性を確保しながら、優れた摩耗性能を発揮することができる。

サイプ内壁面の単位面積当りの実面積は、例えば、サイプ内壁面１４ｏ、１４ｉの正面視の全面積に対する、そのサイプ内壁面１４ｏ、１４ｉの全面を展開した面積の比として算出することができる。

外側サイプ１０ｏと内側サイプ１０ｉとのサイプ長さ２４ｍｍ当りの波数の差は、２を超え且つ１５未満であることが好ましい。この波数の差が２以下であると、内側トレッドゴム７ｉのブロック剛性を確保する効果が小さくなる傾向にあり、１５以上であると、内側サイプ１０ｉが密になり過ぎて成形が困難になる傾向にある。

なお、内側サイプ１０ｉが深さ方向に沿って形状が変化しない波形サイプや平面サイプである場合には、波数をいくら増やしてもブロックの倒れ込みを適切に抑制することはできない。即ち、本発明では、３次元サイプである内側サイプ１０ｉにおいて、サイプ内壁面の単位面積当りの実面積を外側サイプ１０ｏよりも大きくするからこそ、内側トレッドゴム７ｉにて陸部の倒れ込み抑制効果を確保して摩耗性能を向上できるのである。

内側サイプ１０ｉの溝幅は、サイプ長手方向に沿って同じでも多少異なっていてもよいが、陸部の倒れ込み抑制効果を確保する観点から０．２〜０．７ｍｍが好ましい。また同じ観点から、内側サイプ１０ｉにおける凹凸の振幅は１〜３．５ｍｍであるものが好ましく、内側サイプ１０ｉの深さは主溝深さの２０〜８０％であることが好ましい。

本実施形態は、上述のように非対称パターンのトレッドゴム７を採用したものであり、その非対称パターンは、外側トレッドゴム７ｏが内側トレッドゴム７ｉよりも剛性が大になるように設定されている。かかる設定は、例えば、図２に示すように外側トレッドゴム７ｏにリブ１７を設けつつ、内側トレッドゴム７ｉにサイズが比較的小さいブロック１８を設けることにより行われる。したがって、本実施形態では、非対称配合に併せて非対称パターンを採用することにより、外側トレッドゴム７ｏの陸部がコーナリング走行時の負荷に効果的に抗し、操縦安定性や乗心地性を好適に確保することができる。

本実施形態のように非対称パターンのトレッドゴム７を備えるものであれば、外側トレッドゴム７ｏと内側トレッドゴム７ｉとの剛性差が大きくなり、内側トレッドゴム７ｉの陸部剛性が相対的に低下して摩耗性能が更に悪化する傾向にあるため、本発明が特に有用となる。なお、かかる場合には、操縦安定性や乗心地性をより良好に確保する観点から、タイヤ赤道線Ｃを境界として、車両装着時の外側のボイド比（接地面積に対する溝・サイプ面積の比）Ｖｏが内側のボイド比Ｖｉよりも小となることが好ましく、３２％≦Ｖｏ／Ｖｉ≦３４％の関係を満たすことがより好ましい。

本発明の空気入りタイヤは、トレッド部に上記の如きトレッドゴムが配されること以外は、通常の空気入りタイヤと同等であり、従来公知の材料、形状、構造、製法などが何れも本発明に採用できる。

［他の実施形態］
（１）本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。したがって、例えば、１つのブロックに複数本のサイプが形成されたものや、上述した実施形態と異なるトレッドパターンが形成されたものでも構わない。また、トレッドゴムがキャップベース構造をなす場合には、キャップゴムをタイヤ幅方向に分割したうえで、上記の如きゴム硬度の関係を満たすようにすればよい。

（２）前述の実施形態では、内側サイプ１０ｉ及び外側サイプ１０ｏが凹凸列をサイプ長手方向に傾斜させてなる３次元サイプとして設けられた例を示したが、少なくとも内側サイプのサイプ形態は、サイプ内壁面が深さ方向に沿って凹凸状をなすものであればよく、上述したものに限られない。したがって、例えば、内側サイプのサイプ内壁面に、半円状或いは角錐状をなす凸部と、それに係合可能な凹部とを点在させ、それによりサイプ内壁面が深さ方向に沿って凹凸状をなすようにしてもよい。

（３）前述の実施形態では、内側サイプ１０ｉと外側サイプ１０ｏとが、同形態の３次元サイプにおいて単位サイプ長さ当りの波数を異ならせたものである例を示したが、本発明はこれに限られず、両サイプのサイプ形態を互いに異ならせても構わない。なお、外側サイプについては、深さ方向に沿って形状が変化しない波形サイプや平面サイプであってもよい。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、テストタイヤの各性能評価は、次のようにして行った。

（１）操縦安定性
実車（国産２．４Ｌミニバン）の全輪にテストタイヤを装着して空気圧２３０ｋＰａとし、前輪に１１００ｋｇ、後輪に７８０ｋｇの荷重が負荷される状態でドライ路面を走行させ、直進や旋回、制動などを実施してドライバーの官能試験により評価した。比較例１の結果を１００として指数評価し、数値が大きいほど操縦安定性に優れていることを示す。

（２）乗心地性
上記実車を上記条件で走行させ、ドライバーの官能試験により評価した。比較例１の結果を１００として指数評価し、数値が大きいほど乗心地性に優れていることを示す。

（３）耐Ｈ／Ｔ摩耗性能
上記実車を上記条件で１２０００ｋｍ走行させた後、車両内側となるショルダ−ブロックの踏み込み側部分と蹴り出し側部分との高低差（Ｈ／Ｔ摩耗量）を測定した。比較例１の結果を１００として指数評価し、数値が大きいほどＨ／Ｔ摩耗量が小さく、耐Ｈ／Ｔ摩耗性能に優れていることを示す。

（４）摩耗ライフ
上記実車を上記条件で走行させ、内側トレッドゴムにおける主溝深さが８０％になるまでの走行距離を測定した。比較例１の結果を１００として指数評価し、数値が大きいほど走行距離が長く、摩耗ライフに優れていることを示す。

比較例１、２
前述の実施形態で示したタイヤ構造において、外側トレッドゴム及び内側トレッドゴムのゴム硬度をそれぞれ表１に示す値とし、外側サイプ及び内側サイプをそれぞれ深さ方向に沿って形状が変化しない波形サイプとして設けた。なお、外側サイプ及び内側サイプは、何れもサイプ長さ２０ｍｍ当りの波数を５、サイプ深さを６．５ｍｍ、溝幅を０．６ｍｍ、振幅を２．０ｍｍとした。

比較例３
外側サイプ及び内側サイプを、それぞれ図３に示すような３次元サイプとして設けたこと以外は比較例２と同じとした。

実施例
内側サイプのサイプ長さ２０ｍｍ当りの波数を１０としたこと以外は、比較例３と同じとした。各テストタイヤの性能評価の結果を表１に示す。

表１より、比較例１では操縦安定性が改善されておらず、比較例２、３では操縦安定性や乗心地性が確保できているものの、摩耗性能が悪化していることが分かる。これに対して、実施例では、非対称配合の分割トレッドを採用しつつ、３次元サイプである内側サイプのサイプ内壁面の単位面積当りの実面積を外側サイプよりも大きくすることで、操縦安定性や乗心地性を確保しながら優れた摩耗性能を発揮できている。

本発明に係る空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線断面図 トレッドパターンの展開図 外側サイプにおける（ａ）サイプ内壁面の正面図と（ｂ）Ａ−Ａ矢視断面図 内側サイプにおける（ａ）サイプ内壁面の正面図と（ｂ）Ｂ−Ｂ矢視断面図

符号の説明

１ ビード部
２ サイドウォール部
３ トレッド部
７ トレッドゴム
７ｉ 内側トレッドゴム
７ｏ 外側トレッドゴム
８ 分割面
１０ｉ 内側サイプ
１０ｏ 外側サイプ
１４ｉ 内側サイプのサイプ内壁面
１４ｏ 外側サイプのサイプ内壁面

Claims (2)

1. 一対の環状のビード部と、そのビード部から各々タイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部と、そのサイドウォール部間に設けたトレッド部とを備え、車両への装着方向が指定される空気入りタイヤにおいて、
   前記トレッド部に配されるトレッドゴムがタイヤ幅方向に分割されるとともに、車両装着時に外側となる外側トレッドゴムのゴム硬度が、車両装着時に内側となる内側トレッドゴムのゴム硬度よりも高く、
   前記内側トレッドゴムの陸部に、前記外側トレッドゴムの陸部に設けられた外側サイプよりもサイプ内壁面の単位面積当りの実面積が大きく、サイプ内壁面が深さ方向に沿って凹凸状をなす内側サイプが設けられていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記外側サイプ及び前記内側サイプが、それぞれサイプ長手方向に波状に延びるとともに、前記外側サイプのサイプ内壁面が深さ方向に沿って凹凸状をなし、
   前記内側サイプが、前記外側サイプの単位サイプ長さ当りの波数を増やした形状をなす請求項１記載の空気入りタイヤ。

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