JP3569081B2 - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ウエット路面走行及びドライ路面走行の何れの路面走行においても優れた操縦性を発揮する、偏平率が６０％以下の偏平な空気入りラジアルタイヤに関し、特にサーキット走行において雨天時の操縦性とドライ時のコントロール性とを高度に両立させたスポーツ走行系の高性能な空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来ウエット路面走行に際し耐ハイドロプレーニング性の点で有利とされていた踏面の円周に沿う周方向直状主溝に代わり、近年では踏面中央区域の両側から延び、タイヤ赤道面に対し小さな角度で傾斜させた主溝を交差させて矢筈状とするトレッドパターンが採用される傾向にあり、それというのはこの矢筈状主溝が形成する先端（タイヤの踏み込み側のこと、以下同じ）が鋭角の陸部の踏み込み作用により車両進行方向（前方）への水撥ねが直状主溝より大幅に抑制され、その結果転動するタイヤ踏面の下に進入する水は後方と側方へ効率良く排水されるので、より優れた耐ハイドロプレーニング性を発揮するからである。
【０００３】
しかしこの矢筈状主溝を踏面に備えるタイヤのうち、サーキット走行に供するようなスポーツ走行系の高性能空気入りラジアルタイヤは、周方向直状主溝をもつタイヤに比し全ての点で優位性をもつものでなく、不利な点も合せ有することを解明した。この不利は、矢筈状交差主溝が形成する先端鋭角の陸部、それは排水性の向上を考慮して矢筈状主溝を構成するそれぞれの主溝につき周方向で互いに隣り合う主溝相互間に連通する副溝により形成される菱形乃至それに近い形状のブロックに由来する。
【０００４】
このブロックは、矢筈状交差主溝のタイヤ赤道面に対する傾斜角度を、高度な耐ハイドロプレーニング性確保のため、成るべく小さな角度にすることが必要であり、傾斜角度を小さくすればするほどブロック幅は狭くなる。その結果、極限に近い旋回を必要とするサーキット走行ではタイヤ踏面に極めて大きな横力が頻繁に作用するのは当然として、その際に入力される大横力に対し幅狭のブロックは大きな変形が余儀なくされ、そのため十分なコーナリングフォースを発生させることができず、よって操縦性が不十分でコントロール性に欠けるという不利な点が見出された。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そこでこの発明の請求項１に記載した発明は、トレッド部踏面に矢筈状交差主溝を備えてウエット路面走行時の十分な耐ハイドロプレーニング性を確保した上で、一般ドライ路面上での走行時はもとより、特にドライ路面のサーキット走行時に十分な操縦性を備え優れたコントロール性を発揮することができる空気入りラジアルタイヤを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の請求項１に記載した発明は、一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、トレッド部とからなり、これら各部をビード部内に埋設したビードコア相互間にわたり補強する１プライ以上のラジアル配列コードのゴム被覆になるカーカスプライと、その外周でトレッド部を強化するベルトとを備え、該ベルトは２層以上のコード交差層と、該層の外周に螺旋巻回した有機繊維コ─ド層とを有する空気入りラジアルタイヤにおいて、
トレッド部踏面の中央区域の両側端部よりそれぞれタイヤ赤道面に向かって延び、該赤道面に対しそれぞれ３０°以下の急傾斜角度をなす多数本の主溝を有し、これらの主溝のそれぞれは、他の二本の主溝と互いに矢筈状に交差するとともに、それぞれの主溝の、前記中央区域両側端部に位置する部分は、該赤道面に対して同じ向きに、前記急傾斜角度より大きな傾斜角度で折り曲げられて横溝状主溝部分とされ、この横溝状主溝部分は、踏面両側に設けられた直状溝のいずれか一方に連通し、
該急傾斜主溝のタイヤ断面にあらわれる壁面傾斜角度（α（度））と、トレッド部のトレッドゴムの３００％モジュラス（Ｍ（kgf/cm²））との積（α×Ｍ）が、α×Ｍ＞９００を満たし、かつトレッドゴムの切断時伸びは４２０％以上であることを特徴とする、偏平率が６０％以下の空気入りラジアルタイヤである。
【０００７】
ここにトレッド部踏面の中央区域とは、踏面幅を４等分して区画した４区域のうちタイヤ赤道面を挟む両側の１区域、合せて２区域を指す。そしてこれら区域の外側端寄り位置からそれぞれタイヤ赤道面に向かい急傾斜角度をなして延びる主溝は、タイヤ赤道面の一方側及び他方側でそれぞれ同じ方向に向いて傾斜し、一方側の傾斜主溝と他方側の傾斜主溝とは上記中央区域にて矢筈状に交差するものであり、矢筈の向きは踏面全周にわたり同じである。これから明らかなように矢筈状交差主溝は方向性を有し、よってこの発明による空気入りラジアルタイヤは回転方向を指定するものである。また主溝の矢筈状交差箇所は１箇所とは限らず必要に応じて２箇所以上に及ぶものとする。
【０００８】
矢筈状交差主溝の壁面傾斜角度α（度）は、タイヤの回転軸心を含む平面による断面にて溝縁を通る踏面の法線と壁面の線とがなす角度を用いるものとし、この点従来慣例としていた溝に直交する平面にあらわれる溝断面の傾斜角度とは異なる。この壁面傾斜角度α（度）は両壁面に適用するものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
この発明による空気入りラジアルタイヤの実施の形態の一例を図１〜３に基づき以下詳細に説明する。
図１はタイヤの左半断面図であり、図２はタイヤ踏面に形成したトレッドパターンの平面図であり、図３は図２のタイヤ赤道面Ｅに直交するＩＩＩ −ＩＩＩ 線に沿う急傾斜主溝部分の断面図である。
【００１０】
図１において、空気入りラジアルタイヤ１は一対のビード部２（片側のみ示す）と、一対のサイドウォール部３（片側のみ示す）と、トレッド部４とから成り、これら各部をビード部内に埋設したビードコア５相互間にわたり補強する１プライ以上（図示例は２プライ）のカーカスプライ６と、カーカスプライ６の外周でトレッド部を強化するベルト７とを備える。ベルト７はカーカスプライ６側に２層以上（図示例は２層）のコード交差層７ａと、該層７ａの外周に螺旋巻回した１層以上（図示例は１層）の有機繊維コ─ド層７ｂとを有する。コード交差層７ａはスチールコード又はポリアミド繊維コードのゴム被覆により構成し、螺旋巻回層７ｂは６−ナイロンコード又は６，６−ナイロンコードのゴム被覆により構成する。さらに慣例に従いベルト７の外周にトレッドゴム８を配置する。
【００１１】
図１、図２において、トレッド部４の踏面４ｔの幅Ｗは、図１に示すラウンドショルダの場合、踏面の両端側を形成する曲線、多くの場合は円弧の延長線とバットレスＢを形成する円弧の延長線との交点Ｐ相互間の距離とする。そしてここでは踏面幅Ｗを４等分して区画した４区域うちのタイヤ赤道面（以下赤道面と略す）Ｅを挟む両側の１区域、合せて２区画を中央区域１０と呼ぶ。なお図１は図２のＩ−Ｉ線に沿う断面図である。
【００１２】
中央区域１０の両側端部よりそれぞれ赤道面Ｅに向かって主溝１１、１２が、この例では赤道面Ｅを横切って延びる。そのとき主溝１１、１２はそれぞれ赤道面Ｅに対し３０°以下、望ましくは１０〜３０°の範囲内の急傾斜角度θ_１ 、θ_２ をなす矢筈状配列とする。すなわち主溝１１、１２は赤道面Ｅの両側から赤道面Ｅに向かいＶ字を描くように延びる配列とするものである。
【００１３】
ここに主溝１１、１２の赤道面Ｅに対する傾斜角度θ_１ 、θ_２ は、主溝１１、１２それぞれが赤道面Ｅ近傍で同じ溝幅のときは溝縁で測り、溝幅が変化するときは溝幅中心を連ねる線で測る。図２では後者の溝幅中心を連ねる線Ｌ_１ 、Ｌ_２ で傾斜角度θ_１ 、θ_２ を示した。ここで傾斜角度θ_１ 、θ_２ は、θ_１ ＝θ_２ 、θ_１ ＞θ_２ 、θ_１ ＜θ_２ とすることを可とする。また図示の主溝１１、１２は直状であるが、それ以外に大きな曲率半径をもつ円弧状乃至曲状としてもよい。
【００１４】
図示の主溝１１、１２は互いに２箇所で矢筈状に交差する例であり、何れの交差位置も赤道面Ｅ近傍である。２箇所の交差タイプであるから便宜上主溝１１、１２をそれぞれ主溝１１ａ、１１ｂ部分と主溝１２ａ、１２ｂ部分とに分け、主溝１１ａ部分と主溝１２ｂ部分とで、また主溝１１ｂ部分と主溝１２ａ部分とでそれぞれ先端鋭角の陸部を形成する。
【００１５】
図２に示すトレッドパターンは良好な排水性を保持するため、まず踏面４ｔ両側に直状溝１３、１４を設け、次に中央区域１０の両側端部に位置する主溝１１、１２を傾斜角度θ_１ 、θ_２ よりも大きな傾斜角度で折り曲げて横溝状主溝部分１１ｃ、１２ｃとし、この横溝状主溝部分１１ｃ、１２ｃをそれぞれ直状溝１３、１４に連通させる一方、赤道面Ｅの主溝１１、１２終端部は同様に図に示すような横溝１５、１６をそれぞれ直状溝１３、１４に連通させる。
【００１６】
タイヤ１が図２に矢印で示す回転方向に回転するとき、以上述べた各種溝のうち特に主溝１１、１２が形成する先端鋭角の陸部は水膜を、あたかも航行する船舶の舳先の動作に似た水切り動作を行い、切り分けられた水は主溝１１、１２内部を流れてタイヤの両側及び回転後方に効率良く排水されるので、この水切り動作が殆ど期待されないそれまでの周方向直状主溝に比し耐ハイドロプレーニング性が顕著に改善される。
【００１７】
しかし先端鋭角の陸部とそれに続く幅狭陸部のブロックは、ドライ路面での急激なコーナリングで大変形を生じ易く、その結果所期のコーナリングフォースを発生し難くなるのは先に触れた通りである。そこで図３を参照して、赤道面Ｅと直交する平面による断面にあらわれる主溝１１、１２の溝壁面１１ｗ、１２ｗと、溝縁を通る踏面４ｔの法線ＶＬとがなす角度α、すなわち溝壁面１１ｗ、１２ｗの傾斜角度α（度）及びトレッドゴム８の３００％モジュラスＭ（ｋｇｆ／ｃｍ^２）は、それぞれの積α×Ｍが９００を超える必要がある。このとき溝壁面１１ｗ、１２ｗの傾斜角度α（度）は同一主溝内、主溝相互間で必ずしも同一とは限らず、α×Ｍ＞９００を満たす範囲内で適当な値を選択することができる。
【００１８】
ただし３００％モジュラスＭ（ｋｇｆ／ｃｍ^２）は、コーナリングフォース発生の点で成るべく高い値が望ましい反面、製造時の生産性及び作業性に実際上支障を生じさせない範囲に止める必要がある点、そして良好な乗り心地保持の点から１４０ｋｇｆ／ｃｍ^２ 以下が好ましい。このことから主溝１１、１２の壁面傾斜角度αは約６．４３度以上とするのが望ましい。また急激なコーナリング時のブロック欠けを阻止する上でトレッドゴム８の切断時伸びは４２０％以上であることを要す。
【００１９】
上述の切断時伸びが４２０％以上で、上記傾斜角度α（度）と３００％モジュラスＭ（ｋｇｆ／ｃｍ^２）とを掛け合せたとき９００を超える３００％モジュラスＭ（ｋｇｆ／ｃｍ^２）の値をもつトレッドゴム８と、この壁面傾斜角度α（度）をもつ主溝１１、１２とにより形成される先端鋭角の陸部は、たとえ陸部幅が狭くとも、車両の急激なコーナリングの際にこの陸部に作用する横力に対し十分な剛性を発揮し、その結果上記陸部の変形量を抑制し、たとえ大変形入力の下でも耐えて「へたり現象」を呈することなく十分なサイドフォース乃至コーナリングフォースを発生させることができる。さらに操舵応答性も大幅に向上するのは言うまでもない。
【００２０】
先端鋭角陸部が図２に示すようなブロックであっても、また別の菱形状乃至これに近い形状をもつブロックであっても、上記の壁面傾斜角度αとトレッドゴム８の物性を満たすトレッドパターンを備えた空気入りラジアルタイヤは、トレッドゴム欠けなどの不具合を伴うことなく、ウエット路面で従来タイヤと同等な優れた耐ハイドロプレーニング性に基づく操縦性を発揮することができ、同時にドライ路面では従来タイヤより顕著に優位なコーナリングフォース特性に基づく高度なコントロール性を発揮することができ、特にサーキット走行に適合したいわば全天候タイプの高性能タイヤを提供することができる。α×Ｍ≦９００ではドライ路面性能が不十分となり、この発明の目的に不適合である。
【００２１】
【実施例】
乗用車用空気入りラジアルタイヤで、サイズが２０５／５５Ｒ１６であり、構成は図１〜図３に従い、カーカスプライ６は２プライのラジアル配列ポリエステルコードのゴム被覆になり、ベルト７は２層のスチールコード交差層７ａと１層の６，６−ナイロンコードの螺旋巻回層７ｂとからなる。踏面幅Ｗは１８０ｍｍであり、よって中央区域１０の幅は４５ｍｍ×２の９０ｍｍである。 トレッドゴム８はゴムＡとゴムＢとの２種類を準備した。これらの３００％モジュラスＭ（ｋｇｆ／ｃｍ^２）と切断時伸び（％）とを表１に示す。
【００２２】
【表１】

【００２３】
実施例１及び比較例１、２のタイヤにつき、トレッドゴム８に適用したゴム種類、主溝１１、１２の壁面１１ｗ、１２ｗの傾斜角度α（度）、傾斜角度α（度）×３００％モジュラスＭ（ｋｇｆ／ｃｍ^２）それぞれを表２に示す。なお比較例１、２にはトレッドゴム８を除き、他は全て実施例に合せた。これらの実施例１及び比較例１、２のタイヤをそれぞれスポーツカーの４輪に装着し、プロドライバの操縦によりドライ路面及びウエット路面をもつサーキットを５周させる実車テストを実施した。
【００２４】
走行の間のコーナリング中に作用する横Ｇ（横方向加速度）をドライ路面走行時、ウエット路面走行時に分けてハンドリングの手応え（フィーリング）により評価した。評点は１０点を満点としてプロドライバが採点した。テストの間のトレッドゴム欠け発生の有無も合せて観察により記録した。ウエット及びドライ操縦性の評点とトレッドゴム欠け発生の有無とを合せて表２の下段に示す。
【００２５】
【表２】

【００２６】
表２のテスト評点結果より、実施例１のタイヤはウエット路面走行で従来から満足すべき耐ハイドロプレーニング性により優れた操縦性を発揮している比較例１、２タイヤと同等の性能を示す一方、従来はドライ路面のコーナリング走行で不十分なコントロール性を示すに過ぎなかった比較例１、２に対し、実施例１のタイヤはドライ路面走行でも顕著に優れたコントロール性（操縦性）を発揮することが分かる。また切断時伸びを４２０％以上としたトレッドゴムの欠けに対する抵抗力の向上も顕著にあらわれている。
【００２７】
【発明の効果】
この発明の請求項１に記載した発明によれば、ウエット路面の高速走行時に発生し勝ちなハイドロプレーニングを十分に抑制した操縦性と、ドライ路面の急激なコーナリングに際し発生し勝ちなトレッドゴム欠けのなどの故障を伴わずに、急激なコーナリング操作に高度に対応可能な優れたコントロール性とを両立させ得る空気入りラジアルタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による空気入りラジアルタイヤの一実施例の左半断面図である。
【図２】図１に示すタイヤの一部正面図である。
【図３】図２に示すＩＩＩ − ＩＩＩ線に沿う主溝の断面図である。
【符号の説明】
１ 空気入りラジアルタイヤ
２ ビード部
３ サイドウォール部
４ トレッド部
４ｔ 踏面
５ ビードコア
６ カーカスプライ
７ ベルト
８ トレッドゴム
１０ 踏面中央区域
１１、１２ 急傾斜主溝
１１ｗ、１２ｗ 主溝壁面
１３、１４ 直状溝
１５、１６ 横溝
θ_１ 、θ_２ 傾斜主溝の赤道面に対する傾斜角度
α 主溝の壁面傾斜角度
ＶＬ 主溝縁を通る踏面への法線
Ｗ 踏面幅
Ｅ 赤道面

Claims (1)

1. 一対のビード部及び一対のサイドウォール部と、トレッド部とからなり、これら各部をビード部内に埋設したビードコア相互間にわたり補強する１プライ以上のラジアル配列コードのゴム被覆になるカーカスプライと、その外周でトレッド部を強化するベルトとを備え、該ベルトは２層以上のコード交差層と、該層の外周に螺旋巻回した有機繊維コ─ド層とを有する空気入りラジアルタイヤにおいて、トレッド部踏面の中央区域の両側端部よりそれぞれタイヤ赤道面に向かって延び、該赤道面に対しそれぞれ３０°以下の急傾斜角度をなす多数本の主溝を有し、これらの主溝のそれぞれは、他の二本の主溝と互いに矢筈状に交差するとともに、それぞれの主溝の、前記中央区域両側端部に位置する部分は、該赤道面に対して同じ向きに、前記急傾斜角度より大きな傾斜角度で折り曲げられて横溝状主溝部分とされ、この横溝状主溝部分は、踏面両側に設けられた直状溝のいずれか一方に連通し、
   該急傾斜主溝のタイヤ断面にあらわれる壁面傾斜角度（α（度））と、トレッド部のトレッドゴムの３００％モジュラス（Ｍ（kgf/cm²））との積（α×Ｍ）が、α×Ｍ＞９００を満たし、かつトレッドゴムの切断時伸びは４２０％以上であることを特徴とする、偏平率が６０％以下の空気入りラジアルタイヤ。

Images