JP2008213636A - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【課題】空気入りタイヤの必要な方向の残留コーナリングフォースを増大させ、車両の横流れを抑制して直進走行性を向上させる。
【解決手段】空気入りタイヤ1のトレッド2を、タイヤ周方向に延びる主溝20、21により陸部列30、31、32に区画する。また、タイヤ赤道面CLを挟む中間陸部列31、及びタイヤ接地端STを含むショルダ陸部列32に、複数のラグ溝40、41を形成し、各陸部列31、32をブロック31B、32Bに区画する。ショルダ陸部列32のラグ溝41は、タイヤ半径方向最外側の最外側ベルト層に配列された補強素子と、タイヤ周方向に対して同じ方向に傾斜させ、中間陸部列31のラグ溝40は、最外側ベルト層の補強素子と、タイヤ周方向に対して逆方向に傾斜させる。
【選択図】 図1
【解決手段】空気入りタイヤ1のトレッド2を、タイヤ周方向に延びる主溝20、21により陸部列30、31、32に区画する。また、タイヤ赤道面CLを挟む中間陸部列31、及びタイヤ接地端STを含むショルダ陸部列32に、複数のラグ溝40、41を形成し、各陸部列31、32をブロック31B、32Bに区画する。ショルダ陸部列32のラグ溝41は、タイヤ半径方向最外側の最外側ベルト層に配列された補強素子と、タイヤ周方向に対して同じ方向に傾斜させ、中間陸部列31のラグ溝40は、最外側ベルト層の補強素子と、タイヤ周方向に対して逆方向に傾斜させる。
【選択図】 図1
Description
本発明は、例えばラジアル構造のカーカスを備えた空気入りラジアルタイヤ等の空気入りタイヤに関し、特に、残留コーナリングフォースを増大させて車両の横流れを抑制可能な空気入りタイヤに関する。
乗用車等の車両が走行する道路は、通常、路面の排水性を確保して雨水等を道路外に排出するため、中央部が最も高く、両側に向かって徐々に低くなり両路肩部が最も低い位置になるように表面が傾斜して形成されている。この傾斜はカントと呼ばれており、道路の左側車線では、左側(路面外側)が低く、右側(路面中央側)が高くなり、右側車線では、逆に右側(路面外側)が低く、左側(路面中央側)が高くなっている。
そのため、車両は、直線道路を直進走行する際に、路面からカントを下る方向の力を受けて、日本のように左側通行の場合には左側に、右側通行の場合には右側に、それぞれ徐々に路面外側に向かって位置ずれして横流れが生じる。この車両の横流れに対しては、タイヤの構造や形状等によりタイヤ自身に右側又は左側方向の横力を発生させ、これにより車両に各路面のカントと逆方向の力を作用させることで、車両をカントに逆らって直進走行させることができる。そこで、空気入りタイヤは、車両の直進走行性を確保するため、左側又は右側通行地域向け等に応じて適当な横力を付与して製造されるのが一般的である。
ここで、この空気入りタイヤの製造時の横力は、セルフアライニングトルクがゼロの状態でのコーナリングフォースである、いわゆる残留コーナリングフォースであり、主に、タイヤ半径方向最外側のベルト層に起因するベルト成分と、タイヤ踏面に形成されたトレッドパターンに起因するトレッド成分と、からなる。
即ち、空気入りタイヤは、カーカス層の外周側に1層以上のベルト層を備えており、各ベルト層には、タイヤ周方向に対して傾斜して延びるベルトコード等の補強素子が複数配列されている。タイヤの残留コーナリングフォースに対しては、このタイヤ半径方向最外側に配置されたベルト層の補強素子の延在方向が大きく影響し、車両装着時にタイヤ半径方向外側(上側)から見て、その補強素子を右上がりに配置すると右側方向の、左上がりに配置すると左側方向の残留コーナリングフォース(ベルト成分)がそれぞれ発生する。
また、トレッドパターンの略タイヤ幅方向に延びるラグ溝の延在方向等も残留コーナリングフォースに影響し、それにより区画されるブロック縁部のタイヤ幅方向に対する傾斜方向等により、タイヤ転動時にブロックが右側又は左側にねじられてモーメント(トルク)が発生し、それらが合算されて各方向への残留コーナリングフォース(トレッド成分)が発生する。従って、トレッドパターンの形状等によっては、ベルト成分と逆方向の残留コーナリングフォース(トレッド成分)が発生し、それらが互いに打ち消し合ってタイヤ全体の残留コーナリングフォースが低下し、或いは、必要な方向と逆方向の残留コーナリングフォースが発生することもある。
そこで、従来、ベルト層のベルトコードの方向とラグ溝の方向等を適切に設定して残留コーナリングフォースの低下を抑制し、所定方向への残留コーナリングフォースを確保した空気入りタイヤが知られている(特許文献1、2参照)。
図6は、この従来の空気入りタイヤのトレッドパターンを展開して示す平面図であり、そのタイヤ周方向の一部を模式的に示している。
この空気入りタイヤ100(以下、タイヤ100という)は、図示のように、トレッド101に、タイヤ周方向(図では上下方向)に延びる3本の主溝102A、102Bと、それらにより区画された4つの陸部列110、111と、を備えている。また、各陸部列110、111内に、主溝102A、102Bよりも溝幅が狭いタイヤ周方向に延びる4本の副溝103と、タイヤ周方向に所定間隔で配置された略タイヤ幅方向に傾斜等して延びる複数のラグ溝104、105と、を備えており、それらにより各陸部列110、111を複数のブロック110B、111B等に区画している。
この空気入りタイヤ100(以下、タイヤ100という)は、図示のように、トレッド101に、タイヤ周方向(図では上下方向)に延びる3本の主溝102A、102Bと、それらにより区画された4つの陸部列110、111と、を備えている。また、各陸部列110、111内に、主溝102A、102Bよりも溝幅が狭いタイヤ周方向に延びる4本の副溝103と、タイヤ周方向に所定間隔で配置された略タイヤ幅方向に傾斜等して延びる複数のラグ溝104、105と、を備えており、それらにより各陸部列110、111を複数のブロック110B、111B等に区画している。
この従来のタイヤ100では、タイヤ半径方向最外側のベルト層(図示せず)に、車両装着時にタイヤ半径方向外側(上側)から見て、左上がりに傾斜するベルトコードを配置し、左側方向の残留コーナリングフォース(ベルト成分)を発生させている。また、このベルトコードの傾斜方向に対し、タイヤ幅方向両外側の2本の外側主溝102B間に位置するセンタ領域の陸部列110のラグ溝104を、同じ方向の左上がりに、外側主溝102Bの両外側に位置するショルダ領域の陸部列111のラグ溝105を、逆方向の右上がりに形成している。
このように、このタイヤ100では、各ラグ溝104、105を互いに逆方向に傾斜させて、それらが区画するセンタブロック110Bとショルダブロック111Bに逆方向のモーメントを発生させる等し、トレッドパターン全体としてのモーメントを減少させている。これにより、残留コーナリングフォースに対するトレッド成分の影響を低減し、トレッドパターンの形状等に起因して、主にベルト成分による残留コーナリングフォースが低下及び変化するのを抑制し、所定方向(ここでは左側方向)への残留コーナリングフォースを確保している。
ところが、路面のカントの程度等によっては、その力に逆らって車両を直進走行させて横流れを抑制するために、比較的大きな残留コーナリングフォースが必要となるが、この従来のタイヤ100では、大きな残留コーナリングフォースを発生させることはできず、車両の横流れを抑制する充分な効果が得られずに、車両の直進走行性が低くなる恐れがある。
一方、このような問題に対処するものとして、所定方向に傾斜して延びるラグ溝を、タイヤ周方向により近い角度(方向)で傾斜させて高角度化し、タイヤ全体の残留コーナリングフォースを大きくする手法も考えられる。この手法では、ラグ溝を高角度化して、それにより区画されるブロックに発生するモーメントを大きくし、トレッドパターン全体として所定方向のモーメントを増加させる。このようにして、ベルト成分と同じ方向のトレッド成分による残留コーナリングフォースを発生させ、それらの合計であるタイヤ全体の残留コーナリングフォースを大きくする。
しかしながら、この手法では、ラグ溝により区画されるブロック角部の先端側(鋭角側)の角度がより鋭角になり、その付近(鋭角部)のせん断変形に対する剛性が低くなる。その結果、接地面内における同付近の変形量が多くなって摩耗量が増加し、ブロックの鋭角部が選択的に摩耗して偏摩耗が生じる等、特にショルダ領域のブロックを中心に偏摩耗が生じ易くなる。このように、この手法では、ラグ溝を高角度化する程、タイヤの耐偏摩耗性能が低下する傾向があり、必要な耐偏摩耗性能を確保するために、ラグ溝をより高角度化して残留コーナリングフォースのトレッド成分をより大きくすることはできず、従って、残留コーナリングフォースを大幅に増大させるのは難しい。
本発明は、前記従来の問題に鑑みなされたものであって、その目的は、空気入りタイヤに充分な耐偏摩耗性能を確保しつつ、必要な方向の残留コーナリングフォースを増大させ、車両の横流れを抑制して直進走行性を向上させることである。
請求項1の発明は、カーカス層の外周側に、タイヤ周方向に対して傾斜して延びる補強素子が配列された1層以上のベルト層と、該ベルト層のタイヤ半径方向外側に配置されたトレッドと、を備え、該トレッドに、タイヤ周方向に延びる複数の主溝と、該主溝により区画された陸部列と、該陸部列をブロックに区画する前記主溝と交差する方向に延びる複数のラグ溝と、を有する空気入りタイヤであって、タイヤ接地端を含むショルダ陸部列の前記ラグ溝が、タイヤ半径方向最外側に配置された最外側ベルト層の前記補強素子とタイヤ周方向に対して同じ方向に傾斜し、前記ショルダ陸部列間のセンタ領域の陸部列の前記ラグ溝が、前記最外側ベルト層の補強素子とタイヤ周方向に対して逆方向に傾斜していることを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1に記載された空気入りタイヤにおいて、前記ショルダ陸部列のタイヤ幅方向の幅が、全ての前記陸部列のタイヤ幅方向の幅の合計の22〜40%の幅であることを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項1又は2に記載された空気入りタイヤにおいて、前記ショルダ陸部列のラグ溝が、タイヤ幅方向に対して20〜40°の角度で傾斜していることを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載された空気入りタイヤにおいて、前記センタ領域の陸部列のラグ溝が、タイヤ幅方向に対して25〜45°の角度で傾斜していることを特徴とする。
請求項2の発明は、請求項1に記載された空気入りタイヤにおいて、前記ショルダ陸部列のタイヤ幅方向の幅が、全ての前記陸部列のタイヤ幅方向の幅の合計の22〜40%の幅であることを特徴とする。
請求項3の発明は、請求項1又は2に記載された空気入りタイヤにおいて、前記ショルダ陸部列のラグ溝が、タイヤ幅方向に対して20〜40°の角度で傾斜していることを特徴とする。
請求項4の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載された空気入りタイヤにおいて、前記センタ領域の陸部列のラグ溝が、タイヤ幅方向に対して25〜45°の角度で傾斜していることを特徴とする。
本発明によれば、空気入りタイヤに充分な耐偏摩耗性能を確保しつつ、必要な方向の残留コーナリングフォースを増大させることができ、車両の横流れを抑制して直進走行性を向上させることができる。
以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態の空気入りタイヤは、例えばラジアル構造のカーカスを備えた乗用車用タイヤ等であり、以下では、日本とは逆の右側通行地域向けの空気入りタイヤを例に採り説明する。即ち、この空気入りタイヤは、上記したように、道路での転動時に路面のカントにより右側(路面外側)方向の力を受ける。
本実施形態の空気入りタイヤは、例えばラジアル構造のカーカスを備えた乗用車用タイヤ等であり、以下では、日本とは逆の右側通行地域向けの空気入りタイヤを例に採り説明する。即ち、この空気入りタイヤは、上記したように、道路での転動時に路面のカントにより右側(路面外側)方向の力を受ける。
また、この空気入りタイヤは、一対のビード部に配置されたビードコアや、その間に渡ってトロイダル状に延びる1層以上のカーカス層、トレッド部のカーカス層の外周側に配置された1層以上(ここでは2層)のベルト層及び、そのタイヤ半径方向外側に配置されたトレッド(トレッドゴム)を備える等、公知の空気入りタイヤの構造を有する。更に、この空気入りタイヤは、各ベルト層に、それぞれタイヤ周方向に対して所定角度で傾斜して延びるスチールや有機繊維等からなるベルトコード等の補強素子が配列されるとともに、トレッドの表面(踏面)に所定のトレッドパターンが形成されている。
図1は、この空気入りタイヤのトレッドパターンを展開して示す平面図であり、図2は、図1に対応する位置のタイヤ半径方向最外側に配置された最外側ベルト層の補強素子の配列状態を示す平面図であり、それぞれタイヤ周方向の一部を模式的に示している。
この空気入りタイヤ1(以下、タイヤ1という)は、図2に示すように、最外側ベルト層10内に、複数の補強素子11が互いに略平行に、かつ車両装着時にタイヤ半径方向外側(上側)から見て、左上がりに傾斜するように配置されている。従って、このタイヤ1では、残留コーナリングフォースのベルト成分として、路面のカントによる力と逆方向であり、その力をうち消す方向である左側方向の残留コーナリングフォースが発生する。
また、このタイヤ1は、図1に示すように、トレッド2に、タイヤ周方向(図では上下方向)に延びる複数(ここでは4本)の主溝20、21と、それらにより区画されたタイヤ周方向に延在する複数(ここでは5つ)の陸部列30、31、32と、を有する。更に、陸部列(ここでは陸部列31、32)内に配置された主溝20、21と交差する方向に略直線状や湾曲状等(ここでは直線状)に延びる複数のラグ溝40、41を有し、ラグ溝40、41により、陸部列31、32を複数のブロック31B、32Bに区画している。
主溝20、21は、タイヤ赤道面CLを挟んで配置された2本の中央側主溝20と、中央側主溝20とトレッド2のタイヤ幅方向外側端(タイヤ接地端)STとの間にそれぞれ配置された2本の外側主溝21と、からなる。これら各主溝20、21は、それぞれタイヤ周方向に直線状やジグザグ状等(ここでは直線状)に延びるように形成され、それぞれタイヤ赤道面CLを挟んで所定の略対称なタイヤ幅方向位置に配置されている。また、中央側主溝20は、タイヤ赤道面CLに比較的近い位置に配置されて互いのタイヤ幅方向の間隔(距離)が短く、一方、外側主溝21は、中央側主溝20とタイヤ接地端STとの略中間位置付近に配置されている。
陸部列30、31、32は、2本の中央側主溝20間に配置されたタイヤ赤道面CL上に位置する中央陸部列30と、中央側主溝20と外側主溝21との間に配置された2つの中間陸部列31と、外側主溝21のタイヤ幅方向外側に配置されたタイヤ幅方向最外側(ショルダ部側)に位置する2つのショルダ陸部列32と、からなる。また、これら各陸部列30、31、32のタイヤ幅方向の幅は、それらを区画する主溝20、21等の配置位置に応じて、中央陸部列30が最も狭く、中間陸部列31、ショルダ陸部列32の順に広くなっている。
これら陸部列30、31、32は、そのタイヤ幅方向の配置位置により大きく2つに分類され、両タイヤ幅方向外側のタイヤ接地端STを含むトレッド2のショルダ領域SRに位置するショルダ陸部列32と、ショルダ陸部列32間のタイヤ赤道面CLを含むトレッド2のセンタ領域CRに位置する中央陸部列30及び中間陸部列31と、に分類される。即ち、このタイヤ1では、複数の主溝20、21の内、タイヤ幅方向外側の外側主溝21が、トレッド2をセンタ領域CRとショルダ領域SRとに分割する役割を有する主溝であり、トレッド2及びその踏面部は、外側主溝21を挟んで3つの領域に分類される。また、ショルダ陸部列32は、そのタイヤ幅方向外側にタイヤ接地端STが位置し、その表面(踏面)上の一部がタイヤ接地端STになる陸部列である。
このタイヤ幅方向の両外側のショルダ陸部列32には、それぞれ複数のラグ溝41が、略タイヤ幅方向に傾斜して延びるように、かつ主溝20、21の溝幅よりも狭い所定の溝幅に形成されて、タイヤ周方向に所定のパターンで繰り返し配置されている。これら両ショルダ陸部列32のラグ溝41は、タイヤ幅方向に対して同じ方向(図では左上がり方向)に所定角度で傾斜するとともに、タイヤ半径方向最外側に配置された最外側ベルト層10(図2参照)の補強素子11と、タイヤ周方向(及びタイヤ幅方向)に対して同じ方向に傾斜して形成されている。また、各ラグ溝41は、ショルダ陸部列32を横断して、それぞれ両端が外側主溝21及びタイヤ接地端ST側端部に開口し、ショルダ陸部列32をタイヤ周方向に分断して、同方向に配列された複数のブロック32Bに区画している。
本実施形態のタイヤ1では、このラグ溝41を、タイヤ幅方向に対して20〜40°の角度で傾斜(図では略同一角度で傾斜)させるとともに、両側のショルダ陸部列32間でタイヤ周方向の略同一位置に配置し、各ブロック32Bを平面視略平行四辺形状に形成している。また、各ショルダ陸部列32のタイヤ幅方向の幅Tを、全ての陸部列30、31、32のタイヤ幅方向の幅の合計に対して22〜40%の幅に形成している。即ち、このタイヤ1では、タイヤ周方向の同一位置において、両タイヤ接地端ST間のタイヤ幅方向の幅(距離)から全ての主溝20、21のタイヤ幅方向の溝幅を引いた値(全陸部列総幅)をGとしたとき、全陸部列総幅Gに対する各ショルダ陸部列32のそれぞれの幅Tの比率(100×T/G)(ショルダ陸部列幅比率)を22〜40%にしている。
以上のトレッド2のショルダ領域SRに対し、センタ領域CRでは、中央陸部列30にはラグ溝等の溝を形成せず、その両側の中間陸部列31にラグ溝40を形成している。中間陸部列31には、それぞれ複数のラグ溝40が、略タイヤ幅方向に傾斜して延びるように、かつ主溝20、21の溝幅よりも狭い所定の溝幅に形成されて、タイヤ周方向に所定のパターンで繰り返し配置されている。これら両中間陸部列31のラグ溝40は、タイヤ幅方向に対して同じ方向(図では右上がり方向)に所定角度で傾斜するとともに、ショルダ陸部列32のラグ溝41、及びタイヤ半径方向最外側に配置された最外側ベルト層10(図2参照)の補強素子11と、タイヤ周方向(及びタイヤ幅方向)に対して逆方向に傾斜して形成されている。また、各ラグ溝40は、中間陸部列31を横断して、それぞれ両端が中央側主溝20及び外側主溝21に開口し、中間陸部列31をタイヤ周方向に分断して、同方向に配列された複数のブロック31Bに区画している。
本実施形態では、このラグ溝40を、タイヤ幅方向に対して25〜45°の角度で傾斜(図では略同一角度で傾斜)させるとともに、両側の中間陸部列31間でタイヤ周方向の略同一位置に配置し、各ブロック31Bを平面視略平行四辺形状に形成している。また、このタイヤ1では、ラグ溝40を、ショルダ陸部列32のラグ溝41と略同一のタイヤ周方向位置に略同一ピッチで配置し、かつ両ラグ溝40、41の外側主溝21への開口部を、外側主溝21を挟んで対向させて形成している。
次に、以上説明したタイヤ1に発生する残留コーナリングフォースを、その発生メカニズムに基づいて説明する。
図3は、本実施形態のタイヤ1の残留コーナリングフォースを説明するための模式図であり、図1に対応して、タイヤ1のトレッドパターンを平面状に展開して示している。なお、図3は、タイヤ1を路面側(下側)から見た状態の接地面を含むトレッド2を示している。
図3は、本実施形態のタイヤ1の残留コーナリングフォースを説明するための模式図であり、図1に対応して、タイヤ1のトレッドパターンを平面状に展開して示している。なお、図3は、タイヤ1を路面側(下側)から見た状態の接地面を含むトレッド2を示している。
図示のように、タイヤ1の転動時に、接地面内のショルダ領域SRでは、タイヤ接地時の接地圧により変形したブロック32Bが元に戻ろうとして、接地面内のショルダ陸部列32に、略タイヤ幅方向の変形反力であるワイピング力Wが作用する。このワイピング力Wにより、ショルダ陸部列32(ブロック32B)の外側主溝21側に、前後方向(タイヤ周方向)の力(以下、ブロック前後力という)が、鋭角な角部から鈍角な角部に向かって発生する。本実施形態のタイヤ1では、このワイピング力Wによるブロック32Bのブロック前後力を増大させるべく、両ショルダ陸部列32のラグ溝41を、最外側ベルト層10の補強素子11(図2参照)と、タイヤ周方向に対して同じ方向に傾斜させている。これにより、それぞれのショルダ陸部列32のブロック32Bに、互いに逆方向の大きなブロック前後力(図3のF1とF2)を発生させており、ここでは、一方側(図では左側)のブロック32Bでは上方向に向かう力F1を、他方側(図では右側)のブロック32Bでは下方向に向かう力F2を発生させる。
一方、接地面内のセンタ領域CRでは、タイヤ接地時の接地圧により変形したブロック31Bが元に戻ろうとして、接地面内の中間陸部列31に、略タイヤ周方向の変形反力であるクラッシング力Kが作用する。このクラッシング力Kにより、中間陸部列31(ブロック31B)の両主溝20、21側に、それぞれブロック前後力が鋭角な角部から鈍角な角部に向かって発生する。本実施形態のタイヤ1では、このクラッシング力Kによるブロック31Bのブロック前後力を増大させるべく、両中間陸部列31のラグ溝40を、最外側ベルト層10の補強素子11(図2参照)と、タイヤ周方向に対して逆方向に傾斜させている。これにより、各ブロック31Bの主溝20、21側に、互いに逆方向の大きなブロック前後力(図3のF3とF4、及びF5とF6)を発生させており、ここでは、一方側(図では左側)の中間陸部列31のブロック31Bに、中央側主溝20側では下方向に向かう力F3を、外側主溝21側では上方向に向かう力F4を発生させる。また、他方側(図では右側)の中間陸部列31のブロック31Bに、中央側主溝20側では上方向に向かう力F5を、外側主溝21側では下方向に向かう力F6を発生させる。
これら各ブロック前後力F1〜F6の合力として、タイヤ1の略中心を通るタイヤ半径方向の垂直軸(Z軸)回りにモーメントが発生するが、このタイヤ1では、ブロック前後力のタイヤ赤道面CLを挟んだ両側の非対称性等により、一方向の大きなモーメントMzが発生する。即ち、このタイヤ1では、主に、タイヤ赤道面CLを挟んだ一方側(図では左側)の力(図では上方の力F1、F4)と、他方側(図では右側)の力(図では下方の力F2、F6)とが逆方向になり、これらがトレッド2を一方向に回転させる方向に作用する等して、一方向(図では時計方向)のモーメントMzが発生する。このモーメントMzの作用により、残留コーナリングフォースのトレッド成分が発生し、そのベルト成分と組み合わさってタイヤ1の残留コーナリングフォースとなる。
ここで、図3に示すタイヤ1は路面側から見たものであり、その接地面に作用するモーメントMzは、タイヤ1を左側にねじる方向に作用する。従って、このタイヤ1の残留コーナリングフォースのトレッド成分は、上記した最外側ベルト層10の補強素子11によるベルト成分と同じ、路面のカントと逆方向の左側方向に発生し、カントから受ける右側方向の力に逆らうように作用する。
このように、本実施形態のタイヤ1では、残留コーナリングフォースのトレッド成分をベルト成分と同じ方向に発生させるため、それらが加算されて、路面のカントと逆方向の大きな残留コーナリングフォースを発生させることができる。その結果、タイヤ1のカントによる力に逆らってそれを打ち消す効果を高めることができ、車両の直進走行性を向上させて横流れを抑制することができる。また、このタイヤ1では、残留コーナリングフォースの増大のために、ラグ溝40、41の傾斜方向を必要以上にタイヤ周方向に近づけて高角度化する必要がないため、上記したブロック31B、32Bの角部が鋭角になって、その付近のせん断変形に対する剛性が低下するのを抑制することができる。これに伴い、同付近の変形量の増加による偏摩耗の発生を防止できるため、タイヤ1の耐偏摩耗性能が低下するのを抑制することもできる。
従って、本実施形態によれば、タイヤ1に充分な耐偏摩耗性能を確保しつつ、必要な方向の残留コーナリングフォースを大幅に増大させることができ、車両の横流れを抑制して直進走行性及び操縦安定性を向上させることができる。
ここで、ショルダ領域SRのブロック32Bは、上記したように、特に偏摩耗が生じ易いため、ブロック32Bの剛性を確保して偏摩耗の発生を抑制する観点から、各ショルダ陸部列32の幅Tは、全陸部列総幅Gの22%以上の幅に形成するのが望ましい。この幅Tを全陸部列総幅Gの22%よりも狭くした場合には、ブロック32Bの剛性が低下してせん断変形し易くなり、その変形量が増加して偏摩耗が発生する等、耐偏摩耗性能が低下する恐れがある。一方、この幅Tを全陸部列総幅Gの40%よりも広くした場合には、センタ領域CRに位置するブロック31B等のタイヤ幅方向の幅が狭くなりすぎて、その耐偏摩耗性能が低下する恐れがある。従って、この幅Tは、全陸部列総幅Gの22〜40%の幅に形成するのが望ましく、このようにすることで、ブロック32Bのせん断変形を抑制して耐偏摩耗性能をより向上させることができる。
また、ショルダ陸部列32のラグ溝41は、タイヤ幅方向に対して20〜40°の角度で傾斜させるのが望ましく、センタ領域CRの中間陸部列31のラグ溝40は、タイヤ幅方向に対して25〜45°の角度で傾斜させるのが望ましい。これらラグ溝41又はラグ溝40を、それぞれ上記下限値よりも小さい角度で傾斜させた場合には、それらの傾斜方向がタイヤ幅方向に近くなり過ぎて、充分な残留コーナリングフォースを得られない恐れがある。逆に、ラグ溝41又はラグ溝40を、それぞれ上記上限値よりも大きい角度で傾斜させた場合には、それらの傾斜方向がタイヤ周方向に近くなり過ぎて、ブロック32B又はブロック31Bの鋭角部の剛性が低くなり、その付近に偏摩耗が発生し易くなる恐れがある。一方、ラグ溝41又はラグ溝40の傾斜角度を、それぞれ上記範囲にすることで、充分な耐偏摩耗性能を維持しつつ大きな残留コーナリングフォースを確実に発生させて、それらを両立させることができる。
なお、本実施形態では、中央陸部列30にはラグ溝を設けずに、トレッド2のセンタ領域CRにブロックに区画しない陸部列を配置したが、中央陸部列30にラグ溝を設けて、センタ領域CRの全ての陸部列30、31をブロックに区画してもよい。この場合には、中央陸部列30のラグ溝を、中間陸部列31のラグ溝40と同様に、最外側ベルト層10の補強素子11と、タイヤ周方向に対して逆方向に傾斜させて形成することで、その残留コーナリングフォースのトレッド成分を、ベルト成分と同じ方向に発生させることができる。
また、主溝20、21に加えて、各陸部列30、31、32に略タイヤ周方向に延びる細溝や副溝等を配置し、それらをタイヤ幅方向等にさらに分割してもよく、各ブロック31B、32Bや中央陸部列30内に、それらを横断しない細溝やサイプ等の他の溝を配置してもよい。このようにしても、最外側ベルト層10の補強素子11に対して、本実施形態と同様に各ラグ溝40、41を設定することで、発生する残留コーナリングフォースがタイヤ1全体として最大となる最適なパターン設定が可能である。
更に、本実施形態では、右側走行地域向けのタイヤ1を例に採り説明したが、本発明は、路面のカントにより逆方向(左側方向)の力を受ける左側走行地域向けのタイヤ1に適用することもできる。この場合には、最外側ベルト層10の補強素子11、及びセンタ領域CRとショルダ領域SRの各ラグ溝40、41のタイヤ周方向(及びタイヤ幅方向)に対する傾斜方向が、本実施形態のタイヤ1と全て逆になる。
(タイヤ試験)
本発明の効果を確認するため、以上説明した構造(図1、図2参照)の6種類の実施例のタイヤ1(以下、実施品1〜6という)と、各ラグ溝40、41又はショルダ陸部列32の構成の一部が、このタイヤ1と異なる2種類の比較例のタイヤ(以下、比較品1、2という)を試作し、以下の条件で残留コーナリングフォースと耐偏摩耗性能の評価試験を実施した。
本発明の効果を確認するため、以上説明した構造(図1、図2参照)の6種類の実施例のタイヤ1(以下、実施品1〜6という)と、各ラグ溝40、41又はショルダ陸部列32の構成の一部が、このタイヤ1と異なる2種類の比較例のタイヤ(以下、比較品1、2という)を試作し、以下の条件で残留コーナリングフォースと耐偏摩耗性能の評価試験を実施した。
実施品と比較品はいずれも、TRA規格(The Tire and Rim Association Inc.のYear Book)で定めるタイヤサイズ265/70R17 113Sの空気入りラジアルタイヤである。また、各試験は、各タイヤを上記TRA規格で定める適用サイズにおける標準リム(適用リム)に装着し、所定内圧及び荷重を負荷した状態でドラム試験機を用いて行った。
まず、残留コーナリングフォースの評価試験について説明する。この試験では、接地面内のセンタ領域CRのラグ溝40とショルダ陸部列32のラグ溝41のタイヤ幅方向に対する各傾斜角度(以下、単に傾斜角度という)を変化させて1種類の比較品1と、2種類の実施品1、2を試作し、それらの残留コーナリングフォースを測定した。これにより、各ラグ溝40、41の傾斜角度の残留コーナリングフォースを増大させる効果や影響等について比較して、試験結果を評価した。
表1に、これら比較品1及び実施品1、2の各ラグ溝40、41の傾斜角度を示す。
表1に、これら比較品1及び実施品1、2の各ラグ溝40、41の傾斜角度を示す。
表1に示すように、比較品1では、センタ領域CR(中間陸部列31)のラグ溝40の傾斜角度を5°に、ショルダ陸部列32のラグ溝41の傾斜角度を0°に形成し、それぞれタイヤ幅方向に極めて近い方向に、及び傾斜させずに配置した。
一方、実施品1では、中間陸部列31のラグ溝40の傾斜角度を25°に、ショルダ陸部列32のラグ溝41の傾斜角度を20°に形成した。また、実施品2では、中間陸部列31のラグ溝40の傾斜角度を45°に、ショルダ陸部列32のラグ溝41の傾斜角度を40°に、それぞれ実施品1の各傾斜角度よりも大きく形成した。従って、実施品1に対して、実施品2の各ラグ溝40、41は、よりタイヤ周方向に近い方向に傾斜しているが、これら各実施品1、2のラグ溝40、41は、いずれも上記した望ましい範囲内の傾斜角度である。
これらを使用した残留コーナリングフォースの測定は、試験荷重5.0kN、試験内圧230kPaで、比較品1、及び実施品1、2を試験速度10km/hで転動(走行)させて行った。
表2に、残留コーナリングフォース(残留CF)の測定結果(N)と、残留コーナリングフォースの増大効果が有る(大きい)か否かの判定結果等を示す。
なお、この増大効果の判定は、測定した各残留コーナリングフォースが、マイナス(−)60N以下(マイナスは残留コーナリングフォースが左側方向であることを示す)か否かで行い、−60N以下(マイナス方向に大)のものを残留コーナリングフォースの増大効果有り(○)と、−60Nよりも大きいものを増大効果が低い(×)とした。
表2に、残留コーナリングフォース(残留CF)の測定結果(N)と、残留コーナリングフォースの増大効果が有る(大きい)か否かの判定結果等を示す。
なお、この増大効果の判定は、測定した各残留コーナリングフォースが、マイナス(−)60N以下(マイナスは残留コーナリングフォースが左側方向であることを示す)か否かで行い、−60N以下(マイナス方向に大)のものを残留コーナリングフォースの増大効果有り(○)と、−60Nよりも大きいものを増大効果が低い(×)とした。
表2に示すように、比較品1では、残留コーナリングフォースが−30Nであり、残留コーナリングフォースの増大効果は低い(×)と判定された。これに対し、実施品1及び実施品2では、それぞれ残留コーナリングフォースが−60N、−80Nとマイナス方向に極めて大きく、判定結果も良好(○)であり、残留コーナリングフォースの増大効果が大幅に向上したことが分かった。
図4は、この各結果と、それぞれのラグ溝40、41の傾斜角度の関係を示すグラフであり、図の縦軸はショルダ陸部列32のラグ溝41の傾斜角度(°)を、横軸はセンタ領域(ここでは中間陸部列31)のラグ溝40の傾斜角度(°)を、それぞれ示している。
図示のように、実施品1、2によれば、必要な方向に充分な残留コーナリングフォースを発生できるが、特にショルダ陸部列32のラグ溝41の傾斜角度を20〜40°の角度に、センタ領域のラグ溝40の傾斜角度を25〜45°の角度にすると(図4のX領域)、残留コーナリングフォースの増大効果を確実に向上できることが分かった。
図示のように、実施品1、2によれば、必要な方向に充分な残留コーナリングフォースを発生できるが、特にショルダ陸部列32のラグ溝41の傾斜角度を20〜40°の角度に、センタ領域のラグ溝40の傾斜角度を25〜45°の角度にすると(図4のX領域)、残留コーナリングフォースの増大効果を確実に向上できることが分かった。
次に、耐偏摩耗性能の評価試験について説明する。この試験では、全陸部列総幅Gに対する各ショルダ陸部列32の幅Tの比率(100×T/G)(以下、ショルダ陸部列幅比率という)と、ショルダ陸部列32のラグ溝41の傾斜角度とを変化させて、1種類の比較品2と4種類の実施品3〜6を試作し、各ショルダ陸部列32のブロック32Bに発生する偏摩耗量を測定した。これにより、ブロック32Bの偏摩耗量及び耐偏摩耗性能に対する、ショルダ陸部列幅比率とラグ溝41の傾斜角度の影響等について比較し、試験結果を評価した。
表3に、これら比較品2及び実施品3〜6のショルダ陸部列幅比率とラグ溝41の傾斜角度を示す。
表3に、これら比較品2及び実施品3〜6のショルダ陸部列幅比率とラグ溝41の傾斜角度を示す。
表3に示すように、比較品2では、ショルダ陸部列幅比率を17%に、ラグ溝41の傾斜角度を40°に形成した。これに対し、実施品3、実施品4、実施品5では、いずれもショルダ陸部列幅比率を22%にしたが、ラグ溝41の傾斜角度は、20°、40°、60°と順に大きく形成した。一方、実施品6では、ショルダ陸部列幅比率をより大きい27%にし、ラグ溝41の傾斜角度を40°に形成した。従って、比較品2に対して、実施品3〜6では、いずれもショルダ陸部列幅比率が大きく、かつ上記した望ましい範囲内になっている。また、ラグ溝41の傾斜角度は、実施品5で上記した望ましい範囲を超えているが、他のものは全て同範囲内である。
これらを使用した偏摩耗量の測定は、比較品2、及び実施品3〜6を、試験内圧230kPa、試験荷重5.0kNで摩耗ドラムに押し付けた状態で、5,000kmの試験距離を転動(走行)させた後、ショルダ陸部列32のブロック32Bの偏摩耗量を測定して行った。
表4に、偏摩耗量の測定結果(mm)と、耐偏摩耗性能の判定結果等を示す。
なお、この耐偏摩耗性能の良否の判定は、測定した各偏摩耗量が、1.5mm以下か否かで行い、1.5mm以下のものを耐偏摩耗性能が良好(○)と、1.5mmよりも大きいものを耐偏摩耗性能が低い(×)と判定した。
表4に、偏摩耗量の測定結果(mm)と、耐偏摩耗性能の判定結果等を示す。
なお、この耐偏摩耗性能の良否の判定は、測定した各偏摩耗量が、1.5mm以下か否かで行い、1.5mm以下のものを耐偏摩耗性能が良好(○)と、1.5mmよりも大きいものを耐偏摩耗性能が低い(×)と判定した。
表4に示すように、比較品2では、偏摩耗量が1.9mmであり、耐偏摩耗性能が低い(×)と判定された。これに対し、実施品3〜6では、それぞれ偏摩耗量が1.0、1.2、1.1、1.5mmと極めて少なく、判定結果も良好(○)であり、耐偏摩耗性能が大幅に向上したことが分かった。
図5は、この耐偏摩耗性能の判定結果と、ラグ溝41の傾斜角度及びショルダ陸部列幅比率の関係を示すグラフであり、図の縦軸はラグ溝41の傾斜角度(°)を、横軸はショルダ陸部列幅比率(%)を、それぞれ示している。
図示のように、ショルダ陸部列幅比率を大きく(22%以上に)した実施品3〜6によれば、充分な耐偏摩耗性能を確保できるが、残留コーナリングフォースを適切化する観点からは、実施品5を除いて、特にショルダ陸部列32のラグ溝41の傾斜角度を20〜40°の角度(図5のY領域)にすることで、残留コーナリングフォースと耐偏摩耗性能とを適切に両立できることが分かった。
図示のように、ショルダ陸部列幅比率を大きく(22%以上に)した実施品3〜6によれば、充分な耐偏摩耗性能を確保できるが、残留コーナリングフォースを適切化する観点からは、実施品5を除いて、特にショルダ陸部列32のラグ溝41の傾斜角度を20〜40°の角度(図5のY領域)にすることで、残留コーナリングフォースと耐偏摩耗性能とを適切に両立できることが分かった。
以上の結果から、本発明により、タイヤ1に充分な耐偏摩耗性能を確保しつつ、必要な方向の残留コーナリングフォースを増大させることができ、車両の横流れを抑制して直進走行性を向上できることが証明された。
1・・・空気入りタイヤ、2・・・トレッド、10・・・最外側ベルト層、11・・・補強素子、20・・・中央側主溝、21・・・外側主溝、30・・・中央陸部列、31・・・中間陸部列、31B・・・ブロック、32・・・ショルダ陸部列、32B・・・ブロック、40・・・ラグ溝、41・・・ラグ溝、CL・・・赤道面、ST・・・タイヤ接地端、CR・・・センタ領域、SR・・・ショルダ領域。
Claims (4)
- カーカス層の外周側に、タイヤ周方向に対して傾斜して延びる補強素子が配列された1層以上のベルト層と、該ベルト層のタイヤ半径方向外側に配置されたトレッドと、を備え、該トレッドに、タイヤ周方向に延びる複数の主溝と、該主溝により区画された陸部列と、該陸部列をブロックに区画する前記主溝と交差する方向に延びる複数のラグ溝と、を有する空気入りタイヤであって、
タイヤ接地端を含むショルダ陸部列の前記ラグ溝が、タイヤ半径方向最外側に配置された最外側ベルト層の前記補強素子とタイヤ周方向に対して同じ方向に傾斜し、
前記ショルダ陸部列間のセンタ領域の陸部列の前記ラグ溝が、前記最外側ベルト層の補強素子とタイヤ周方向に対して逆方向に傾斜していることを特徴とする空気入りタイヤ。 - 請求項1に記載された空気入りタイヤにおいて、
前記ショルダ陸部列のタイヤ幅方向の幅が、全ての前記陸部列のタイヤ幅方向の幅の合計の22〜40%の幅であることを特徴とする空気入りタイヤ。 - 請求項1又は2に記載された空気入りタイヤにおいて、
前記ショルダ陸部列のラグ溝が、タイヤ幅方向に対して20〜40°の角度で傾斜していることを特徴とする空気入りタイヤ。 - 請求項1ないし3のいずれかに記載された空気入りタイヤにおいて、
前記センタ領域の陸部列のラグ溝が、タイヤ幅方向に対して25〜45°の角度で傾斜していることを特徴とする空気入りタイヤ。
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