JP3295527B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、傾斜部分を有する路
面、例えば轍等の凹凸を有する路面を高速走行する際に
発生する、ドライバーが予測できないタイヤの複雑な動
き、いわゆるワンダリングを抑制して直進安定性を向上
させた空気入りタイヤに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】高性能タイヤは、車両の高出力化に伴
い、旋回時等に生じる遠心力に対抗できる横力を発生す
るための大きな横剛性を有し、また、高速走行時の駆動
・制動性能、操縦安定性等に優れていることが必要であ
るため、偏平率を小さくしてタイヤ接地幅を広くしたタ
イヤ形状を有している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】高性能タイヤは、平坦
な路面では優れた操縦安定性を示すものの、轍の凹凸等
のような傾斜部分を有する路面を高速走行するようなと
きは、路面形状の凹凸に応じた不均一な力が部分的に作
用して複雑な挙動をとるようになる。例えば、偏平率を
小さくしたタイヤ、特に、へん平率が６０％以下の乗用
車用タイヤは、図５（ａ）に示すような傾斜路面２３を
走行する場合、一般に、傾斜路面２３から受けるキャン
バースラストＦｃに起因する大きな横力Ｆｙの作用によ
って直進安定性が損なわれるのである。

【０００４】すなわち、図５（ｂ）に示すように、タイ
ヤは、負荷荷重Ｗによって、路面の上方側２１では、路
面２３に対して強く押しつけられ、路面２３の下方側２
２では、路面２３から浮きぎみになる。そのため、タイ
ヤの前記上方側２１では、負荷荷重Ｗにより、サイド部
２４のたわみ変形に伴う矢印方向のカーカスプライの
倒れ込み変形が起こり、これに伴って、ベルト５が矢印
の方向に曲げ変形を生じるため、トレッドゴムに剪断
変形が生じる。その結果、タイヤのトレッドゴムには、
路面を上昇する方向（矢印）への剪断力が発生し、こ
の剪断力の接地面全体における合力がキャンバスラスト
Ｆｃとなる。

【０００５】そこで上記のような傾斜路面を上昇する方
向（矢印）への力がタイヤに作用すると、ワンダリン
グを生じて車両の直進安定性を損なうことになるため、
このワンダリングを防止する手段を開発することが必要
であった。

【０００６】そこで本発明の目的は、前記傾斜路面上で
の直進安定性を向上させてワンダリングを抑制した空気
入りタイヤ、特に、偏平率の小さい高性能タイヤを開発
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明において、第１発
明は、一対のビード間でトロイド状に延びるカーカスの
クラウン部の径方向外側にベルト及びトレッド部を備え
た空気入りタイヤにおいて、該トレッド部の幅方向中央
部踏面が、規定内圧充填下にて、トレッド部の踏面仮想
輪郭よりも径方向内側に配置され、かつ、さらに規定荷
重を負荷した状態において踏面に接地するべく径方向内
側に配置され、トレッド部の幅方向中央部踏面が、トレ
ッド部で周方向に延びる主溝によって幅方向側方部踏面
と区分されるとともに、該主溝が、溝底に向かってタイ
ヤ赤道面に接近する実質傾斜した溝であることを特徴と
する空気入りタイヤである。ここで踏面仮想輪郭とは、
トレッド部の幅方向断面において、幅方向側方部踏面に
接する曲線のうち最も曲率が小さくなるような径方向外
側に凸の１〜２の曲率からなる曲線のことである。

【０００８】また第２発明は、一対のビード間でトロイ
ド状に延びるカーカスのクラウン部の径方向外側にベル
ト及びトレッド部を備えた空気入りタイヤにおいて、該
トレッド部の幅方向中央部踏面が、複数の横溝または横
サイプによって分割され、トレッド部の幅方向中央部踏
面が、トレッド部で周方向に延びる主溝によって幅方向
側方部踏面と区分されるとともに、該主溝が、溝底に向
かってタイヤ赤道面に接近する実質傾斜した溝であるこ
とを特徴とする空気入りタイヤである。ここで、横溝ま
たは横サイプは、タイヤ赤道面に対して少なくとも30゜
傾斜していればよい。

【０００９】上記両発明において特徴をなすトレッド部
幅方向中央部は、効果を奏するためにトレッド幅の１／
３を最大幅とし、トレッド幅の１／１０を最小幅とす
る。

【００１０】さらに、上記両発明において、トレッド部
の幅方向中央部にて狭幅のベルト補強層を備えること、
ベルト及び／又はベルト補強層がその幅方向位置を偏在
させて配置されることが好ましい。

【００１１】

【作用】第１発明の空気入りタイヤは、トレッド部の幅
方向中央部の踏面が、規定空気圧にした状態では、トレ
ッド部の踏面仮想輪郭よりも径方向内側にあり、かつ、
さらに規定荷重を負荷した状態では、路面と接地する構
成であるため、図４に示すような傾斜路面２３では、幅
方向中央部の踏面に位置するベルト及びトレッド部が矢
印の変形量が大きくなり、その結果、タイヤには、傾
斜路面２３を下降する方向（矢印）の力が作用するこ
とになり、へん平率の小さい高性能タイヤで特に顕著で
あった傾斜路面２３を上昇する方向（矢印）の力を打
ち消す作用がある。

【００１２】第２発明の空気入りタイヤは、トレッド部
の幅方向中央部の踏面が、その円周に沿う間隔をおいて
多数個のブロックに区分する横溝又は横サイプを有する
構成にすることにより、幅方向中央部の荷重による圧縮
方向の陸部剛性が低下することになって、幅方向中央部
の踏面に位置するベルト及びトレッド部が矢印方向の
変形量が大きくなるため、第一発明と同様な作用があ
る。

【００１３】また、第１及び第２発明の空気入りタイヤ
は、いずれも、トレッド部の幅方向中央部踏面と幅方向
側方部踏面とに区分する主溝が、溝底に向かってタイヤ
赤道面に接近する実質傾斜を有することにより、図４に
示すような傾斜路面２３では、幅方向中央部において矢
印方向の陸部剛性が低下するため、この幅方向中央部
踏面が接地時に傾斜路面の下降方向に倒れ込み変形を生
じやすくなり、その結果、傾斜路面を上昇する方向に
作用するキャンバースラストを一層低減することができ
る。

【００１４】第一及び第二発明の空気入りタイヤはま
た、トレッド部の幅方向中央部に狭幅のベルト補強層を
埋設することで、前記幅方向中央部のベルトの伸びが抑
制され、トレッド部の幅方向中央部が、前記両幅方向側
方部に比べてより一層径方向内側に位置することにな
り、矢印方向の変形量がより大きくなるため、傾斜路
面２３を上昇する方向の力を打ち消す作用がある。

【００１５】また、ベルトがその幅方向位置を偏在させ
て配置されること、ベルト補強層がその幅方向位置を偏
在させて配置されること、具体的には、タイヤの車両装
着姿勢で車両内側に位置するサイドウォール部側に偏在
させて配置されることによって、これらによって補強さ
れた部分の内圧充填による径拡張が抑えられるため、傾
斜路面２３を上昇する方向の力を打ち消す作用を一層向
上させることができる。尚、ここでいうベルト補強層
は、上記したトレッド部の幅方向中央部に配置されるベ
ルト補強層を意味しない。

【００１６】

【実施例】図１に、第１発明に従う空気入りタイヤの代
表的な幅方向断面を示す。これに示されているように、
空気入りタイヤ１は、一対のビード２間でトロイド状に
延びるカーカス３のクラウン部４の径方向外側に２層を
積層配置してなるベルト５と、ベルトと同等の幅のベル
ト補強層６と、この広幅のベルト補強層６の端部を覆う
狭幅のベルト補強層７と、トレッド部８とを備えたラジ
アルタイヤであり、トレッド部８において、１０は幅方
向中央部、１１および１２は幅方向側方部を示してい
る。

【００１７】このタイヤでは、規定内圧充填下にて、幅
方向中央部１０の踏面１３が、踏面仮想輪郭１６よりも
径方向内側に配置され、さらに、幅方向側方部１１およ
び１２の踏面１４および１５よりも径方向内側に配置さ
れている。ここで、踏面仮想輪郭線１６と幅方向中央部
踏面１３とのタイヤ径方向距離Ｌを０．５〜３ｍｍの範
囲とすることが好ましい。上記Ｌが０．５ｍｍ未満であ
ると良好なワンダリング抑制効果が得られず、また上記
Ｌが３ｍｍを超えると上記踏面１３が充分に接地できず
これもまたワンダリング抑制効果が得られないからであ
る。

【００１８】またトレッド部８には、４本の主溝９ａ、
９ｂ、９ｃ、９ｄが配置され、主溝９ｂ及び９ｃによっ
て、トレッド部の幅方向中央部踏面１３、トレッド部の
幅方向側方部踏面１４および１５が区分されている。た
だし発明においては、必ずしも主溝９ｂ及び９ｃによっ
てトレッド部の上記踏面１３が上記踏面１４および１５
と区分されている必要はない。尚、図１においては、主
溝９ｂ及び９ｃを、溝底に向かってタイヤ赤道面に接近
する傾斜溝としている。ここで主溝９ｂ及び９ｃは、湾
曲していてもよい。

【００１９】さらに、タイヤ１のショルダー部の全周に
亘って切り欠き溝１７を配置している。この溝１７によ
って、タイヤのサイドウォール部の撓み変形（図５にお
ける矢印方向の変形）が遮断され、該変形に対する反
作用としての横力Ｆｙを減じることができるので効果的
である。

【００２０】次に図２に、第２発明に従う空気入りタイ
ヤの代表的な断面斜視図を示す。この空気入りタイヤも
また、図１に示すタイヤと同様、一対のビード２間でト
ロイド状に延びるカーカス３のクラウン部４の径方向外
側に、２層を積層配置してなるベルト５と、ベルトと同
等幅のベルト補強層６と、この広幅のベルト補強層６の
端部を覆う狭幅のベルト補強層７と、トレッド部８とを
備えたラジアルタイヤである。

【００２１】ここでトレッド部の幅方向中央部踏面１３
は、図１の場合と異なって、踏面仮想輪郭と一致してお
り、さらに、複数本の横溝または横サイプ１９によって
多数のブロックに分割されている。図２においては幅方
向側方部踏面がリブをなしているが、ここも多数のブロ
ックに分割されている場合、上記踏面１３を分割する横
溝または横サイプ１９の幅を広くしたり、本数を増やし
たりすることによって幅方向中央部踏面１３の陸部剛性
を小さくする必要がある。また、横溝または横サイプ
は、タイヤ赤道面１８に対して少なくとも３０°傾斜し
ていればよい。

【００２２】ここで、横溝または横サイプが、溝底また
はサイプ底が開口部よりもタイヤ回転方向前方にくるよ
う傾斜していると制動力がさらに大きくなり効果的であ
る。

【００２３】またトレッド部８には、４本の主溝９ａ、
９ｂ、９ｃ、９ｄが配置され、主溝９ｂ及び９ｃによっ
て、トレッド部の幅方向中央部踏面１３、トレッド部の
幅方向側方部踏面１４および１５が区分されている。た
だし発明においては、必ずしも主溝９ｂ及び９ｃによっ
てトレッド部の上記踏面１３が上記踏面１４および１５
と区画されている必要はない。尚、図２においては、主
溝９ｂ及び９ｃを、溝底に向かってタイヤ赤道面に接近
する傾斜溝としている。ここで主溝９ｂ及び９ｃは、湾
曲していてもよい。

【００２４】さらに図２では、ベルト５およびベルト補
強層６，７が、断面で左右対称の構造をなして、その幅
方向位置をタイヤ赤道面に対して対称に配置されている
が、図１と同様に偏在させてもよい。また、図１と同様
の理由からタイヤ１のショルダー部の全周に亘って切り
欠き溝１７を配置している。

【００２５】さらに図３に、第１発明および第２発明に
従う空気入りタイヤの断面斜視図を示す。このタイヤは
図１に示したタイヤの構造および形状に加えて、さら
に、トレッド部の幅方向中央部踏面１３が横溝または横
サイプ１９で多数のブロックに分割され、加えてトレッ
ド部の幅方向中央部にて２層の狭幅のベルト補強層６ｂ
を備えている。

【００２６】・試験例 図１に示した構造および形状に従う、サイズ２３５／４
５ＺＲ１７の空気入りラジアルタイヤを実施例１として
試作した。このタイヤに埋設されたベルト５は、タイヤ
赤道面に対して２２°の角度で傾斜配列したスチールコ
ードをゴム引きした２層の交差積層からなり幅は約２２
０ｍｍ、このベルトの径方向外側に配置されるベルト補
強層６は、タイヤ赤道面に対して微小角にて配列したナ
イロンコードをゴム引きした層であって幅は２３６ｍ
ｍ、この広幅のベルト補強層の両端部を覆うベルト補強
層７は、タイヤ赤道面に対して微小角にて配列したナイ
ロンコードをゴム引きした層であって幅は４５ｍｍであ
った。

【００２７】このタイヤは、トレッド幅が１８５ｍｍで
あって、規定内圧充填下にて、トレッド部の幅方向中央
部踏面１３がトレッド部の踏面仮想輪郭よりも１ｍｍ径
方向内側に（すなわち距離Ｌが１ｍｍ）配置され、該部
踏面１３の幅は２５ｍｍであった。また、主溝９ｂ及び
９ｃはタイヤ赤道面に対して約１５゜の傾斜角度を有す
る溝であった。また、ベルトおよびベルト補強層がその
幅方向位置を、一方のサイドウォール部側に１０ｍｍだ
けオフセット配置された。

【００２８】実施例２として試作したタイヤは、タイヤ
赤道面に対して微小角で配列したナイロンコードをゴム
引きした２層のベルト補強層を、広幅のベルト補強層の
径方向外側でトレッドの幅方向中央部にて９０ｍｍの幅
に亘って配置したこと、ベルトおよびベルト補強層がタ
イヤ赤道面を挟んで対称に配置されたこと以外は実施例
１のタイヤと同様の構造および形状とした。

【００２９】実施例３として試作したタイヤは、トレッ
ド部の幅方向中央部踏面が踏面仮想輪郭と一致しており
（すなわち距離Ｌが０ｍｍ）、さらに幅０．８ｍｍ、深
さ７ｍｍの横サイプを、タイヤ赤道面に対して９０°の
角度、周方向に約１５ｍｍ間隔で配置したこと以外は実
施例１のタイヤと同様の構造および形状とした。

【００３０】実施例４として試作したタイヤは、タイヤ
赤道面に対して微小角で配列したナイロンコードをゴム
引きした２層のベルト補強層を、広幅のベルト補強層の
径方向外側でトレッド部の幅方向中央部にて９０ｍｍの
幅に亘って配置したこと、ベルトおよびベルト補強層が
タイヤ赤道面を挟んで対称に配置したこと以外は実施例
３のタイヤと同様の構造および形状とした。

【００３１】実施例５として試作したタイヤは、トレッ
ド部の幅方向中央部に幅０．８ｍｍ、深さ７ｍｍの横サ
イプを、タイヤ赤道面に対して９０°の角度、周方向に
約１５ｍｍ間隔で配置したこと以外は実施例１のタイヤ
と同様の構造および形状とした。

【００３２】実施例６として試作したタイヤは、タイヤ
赤道面に対して微小角で配列したナイロンコードをゴム
引きした２層のベルト補強層を、広幅のベルト補強層の
径方向外側でトレッドの幅方向中央部にて９０ｍｍの幅
に亘って配置したこと、ベルトおよびベルト補強層がタ
イヤ赤道面を挟んで対称に配置したこと以外は実施例５
のタイヤと同様の構造および形状とした。

【００３３】また比較例として、図６に示す構造に従う
同サイズのタイヤを従来例として試作した。このタイヤ
は、一対のビード間でトロイド状に延びるカーカスのク
ラウン部の径方向外側に、２層を積層配置してなるベル
トと、ベルトと同等幅のベルト補強層と、この広幅のベ
ルト補強層の端部を覆う狭幅のベルト補強層と、トレッ
ド部とを備えたラジアルタイヤであり、トレッド部に
は、４本の主溝が配置されたリブパターンを配した。こ
の従来例は上記した実施例と異なって、通常の構造およ
び形状を有したものであり、トレッド部の幅方向中央部
踏面はトレッド部の踏面仮想輪郭と一致しており、ま
た、幅方向中央部踏面もリブであった。さらにベルトお
よびベルト補強層は実施例１において使用したものと同
様のものであり、タイヤ赤道面を挟んで対称に配置され
た。

【００３４】試験は、セーフティウォークを張り付け、
速度５０ｋｍ／ｈ、路面の傾斜角度を５°に設定したフ
ラットベルト式試験機を用い、タイヤの内圧が２．４ｋ
ｇｆ／ｃｍ² 、タイヤの負荷荷重が６５０ｋｇｆの条件
下で行われ、傾斜面を上昇する方向の横力Ｆｙを測定し
た。表１にこの試験結果を示す。なお、表中の数値は、
横力Ｆｙの値が６７ｋｇｆであった従来例を１００とし
た指数比で示してあり、小さいほどよい。

【００３５】

【表１】

【００３６】試験結果から、実施例１〜６はいずれも従
来例に比べて、横力Ｆｙの値が大幅に小さくなった。

【００３７】また、各供試例を３０００ｃｃクラスのＦ
Ｒ駆動式乗用車に装着して、轍路面を時速１００ｋｍ／
ｈで走行し、フィーリング評価を行った。１０点評価で
従来例を５．０点としたとき、実施例はいずれも６．６
点以上であり、かなりの直進安定性が認められた。

【００３８】

【発明の効果】この発明によれば、空気入りタイヤ、特
に偏平率を小さくした高性能タイヤにおいて、傾斜部分
を有する路面、例えば轍等の凹凸を有する路面での直進
安定性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１発明に従う代表的な空気入りタイヤの幅方
向断面図である。

【図２】第２発明に従う代表的な空気入りタイヤの断面
斜視図である。

【図３】第１および第２発明に従う空気入りタイヤの断
面斜視図である。

【図４】傾斜面に接地した状態における発明タイヤの作
用を説明するための図である。

【図５】（ａ）は、一般的な空気入りタイヤが傾斜面と
接地した状態での正面図であり、（ｂ）は、そのタイヤ
の幅方向断面図である。

【図６】従来例の幅方向断面図である。

【符号の説明】

1 空気入りタイヤ 2 ビード 3 カーカス 5 ベルト 6,6a,6b,7 ベルト補強層 9a,9b,9c,9d 主溝 13 幅方向中央部踏面 14,15 幅方向側方部踏面 16 トレッド部の踏面仮想輪郭 17 切り欠き溝 19 横溝または横サイプ L 踏面仮想輪郭と幅方向中央部踏面とのタイヤ径方向
距離

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−50003（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−151506（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−92402（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−202911（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−117414（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−47812（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−255306（ＪＰ，Ａ) 特公 昭61−37122（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B60C 11/00 - 11/06

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対のビード間でトロイド状に延びるカ
   ーカスのクラウン部の径方向外側にベルト及びトレッド
   部を備えた空気入りタイヤにおいて、 該トレッド部の幅方向中央部踏面が、規定内圧充填下に
   て、トレッド部の踏面仮想輪郭よりも径方向内側に配置
   され、かつ、さらに規定荷重を負荷した状態において路
   面に接地するべく径方向内側に配置され、トレッド部の幅方向中央部踏面が、トレッド部で周方向
   に延びる主溝によって幅方向側方部踏面と区分されると
   ともに、該主溝が、溝底に向かってタイヤ赤道面に接近
   する実質傾斜した溝であること を特徴とする空気入りタ
   イヤ。
2. 【請求項２】 一対のビード間でトロイド状に延びるカ
   ーカスのクラウン部の径方向外側にベルト及びトレッド
   部を備えた空気入りタイヤにおいて、 該トレッド部の幅方向中央部踏面が、複数の横溝または
   横サイプによって分割され、トレッド部の幅方向中央部踏面が、トレッド部で周方向
   に延びる主溝によって幅方向側方部踏面と区分されると
   ともに、該主溝が、溝底に向かってタイヤ赤道面に接近
   する実質傾斜した溝であること を特徴とする空気入りタ
   イヤ。
3. 【請求項３】 トレッド部の幅方向中央部にて狭幅のベ
   ルト補強層を備えた請求項１又は２に記載された空気入
   りタイヤ。
4. 【請求項４】 ベルトがその幅方向位置を偏在させて配
   置された請求項１、２又は３に記載された空気入りタイ
   ヤ。
5. 【請求項５】 ベルト補強層がその幅方向位置を偏在さ
   せて配置された請求項１〜４のいずれか１項に記載され
   た空気入りタイヤ。