JP4145300B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、耐偏摩耗性と旋回性能を改善するようにした空気入りタイヤに関する。

従来、トレッド面にタイヤ周方向にストレート状に延びる複数の主溝を設け、これらの主溝により周方向に延在するリブ（陸部）を形成した空気入りタイヤや、さらにタイヤ幅方向に延びる横溝をタイヤ周方向に所定のピッチで配置し、主溝と横溝により周方向に延在するブロック列（陸部）を形成した空気入りタイヤがある。
このような空気入りタイヤにおいて、例えば、図６に示すように、主溝１２間に形成されたリブ１３の接地面１３ｘを、タイヤ子午線断面でトレッド面１１の輪郭を形成する円弧Ｃ０の曲率半径Ｒ０と同じ曲率半径Ｒ１を有する円弧Ｃ１で構成するようにしたものがある。
このような空気入りタイヤは、例えば、サーキット走行のような大きな旋回力が生じる使用条件下では、各リブ１３において、タイヤを車両に装着した時に車両外側Ｍとなる外側端部１３ａに接地圧が集中するため、その外側端部１３ａが局部的に摩耗する偏摩耗を生じ易い。特に、車両外側Ｍから数えて２番目の陸部１３Ｎの外側端部１３ａには高い接地圧が加わるため、その端部１３ａが大きく摩耗し、耐偏摩耗性が大幅に悪化すると言う問題があった。
また、外側端部１３ａに接地圧が集中することにより、陸部１３の内側端部１３ｂ側に浮き上がりや滑りが生じ易くなる。特に２番目の陸部１３Ｎの内側端部１３ｂ側に大きな浮き上がりや滑りが生じ、その結果、旋回力が低下するという問題があった。

本発明の目的は、サーキット走行のような大きな旋回力が生じる使用条件下において、耐偏摩耗性と旋回性能を改善することが可能な空気入りタイヤを提供することにある。
上記目的を達成する本発明の空気入りタイヤは、トレッド面にタイヤ周方向にストレート状に延びる複数の主溝を設け、該主溝によりタイヤ周方向に延在する陸部を区分形成し、各陸部の接地面をタイヤ子午線断面で単一の曲率半径を有する第１円弧から構成した空気入りタイヤにおいて、タイヤを車両に装着した時に車両外側から数えて少なくとも２番目の陸部の接地面を、前記第１円弧に車両外側で接する少なくとも１つの第２円弧を連接して構成し、前記円弧の曲率半径を車両外側に位置する円弧ほど小さくして、車両外側に位置する円弧ほど前記トレッド面から窪んだ位置にし、車両最外側に位置する円弧と前記少なくとも２番目の陸部の車両外側壁面との交点の窪んだ深さｄと該車両外側壁面が面する主溝の溝深さＤとの比ｄ／Ｄを０．０２〜０．１にしたことを特徴とする。
このように偏摩耗性と旋回性能を大きく低下させる車両外側から数えて２番目の陸部の接地面を、従来の第１円弧の車両外側に曲率半径を小さくした少なくとも１つの第２円弧を連接した構成にし、その第２円弧と２番目の陸部の車両外側壁面との交点の深さｄを車両外側壁面が面する主溝の溝深さＤとの関係で上記のように特定することにより、２番目の陸部の外側端部をトレッド面よりタイヤ内径側に効果的に落ち込ませることができる。
そのため、サーキット走行時のような大きな旋回力作用時における２番目の陸部の接地圧分布を従来より均一化することができるので、その外側端部で接地圧が高まるのを回避することができる。従って、耐偏摩耗性を改善することができると共に、２番目の陸部の内側端部側の浮き上がりや滑りを低減することができるので、旋回力の低下を抑制して旋回性能を向上することができる。
また、本発明の空気入りタイヤは、トレッド面にタイヤ周方向にストレート状に延びる複数の主溝を設け、該主溝によりタイヤ周方向に延在する陸部を区分形成し、各陸部の接地面をタイヤ子午線断面で単一の曲率半径を有する第１円弧から構成した空気入りタイヤにおいて、タイヤを車両に装着した時に車両外側から数えて少なくとも２番目の陸部の接地面を、前記第１円弧に車両外側で接する曲線を連接して構成し、該曲線を車両外側に位置するほど前記トレッド面から窪むように形成し、前記曲線と前記少なくとも２番目の陸部の車両外側壁面との交点の窪んだ深さｄと該車両外側壁面が面する主溝の溝深さＤとの比ｄ／Ｄを０．０２〜０．１にしたことを特徴とする。
このような構成であっても、サーキット走行のような大きな旋回力が生じる使用条件下において、上記と同様にして耐偏摩耗性と旋回性能を改善することができる。

図１は、本発明の空気入りタイヤの一実施形態を示すトレッド面の要部正面図である。
図２は、図１のタイヤ子午線要部拡大断面図である。
図３は、本発明の空気入りタイヤの他の実施形態を示すタイヤ子午線要部拡大断面図である。
図４は、本発明の空気入りタイヤの更に他の実施形態を示すタイヤ子午線要部拡大断面図である。
図５は、本発明の空気入りタイヤの更に他の実施形態を示すタイヤ子午線要部拡大断面図である。
図６は、従来の空気入りタイヤを示すタイヤ子午線要部拡大断面図である。
図７は、実施例で用いた比較タイヤ１のタイヤ子午線要部拡大断面図である。
図８は、実施例で用いた比較タイヤ２のタイヤ子午線要部拡大断面図である。
図９は、実施例で用いた比較タイヤ３のタイヤ子午線要部拡大断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の空気入りタイヤの一実施形態を示し、トレッド面１にタイヤ周方向Ｔに沿ってストレート状に延びる複数（図では３本）の主溝２が設けれており、これら主溝２によりタイヤ周方向に延在するリブ（陸部）３が区分形成されている。なお、ＣＬはタイヤセンターラインである。
タイヤを車両に装着した時に車両外側Ｍから数えて２番目の陸部３Ａの接地面３ｘは、図２のタイヤ子午線断面で示すように、曲率半径Ｒ１を有する第１円弧Ｃ１とそれに車両外側で接する曲率半径Ｒ２を有する第２円弧Ｃ２から構成されている。第１円弧Ｃ１は、トレッド面１の輪郭を形成する曲率半径Ｒ０を有する円弧Ｃ０と一致しており、第１円弧Ｃ１と第２円弧Ｃ２は、同一接線上で接している。他の陸部３の各接地面３ｘは、単一の曲率半径Ｒ１を有する第１円弧Ｃ１で構成されている。
車両外側（陸部３Ａの外側端部３Ａ１）に位置する第２円弧Ｃ２の曲率半径Ｒ２は、第１円弧Ｃ１の曲率半径Ｒ１より小さく、第２円弧Ｃ２は車両外側程トレッド面１の輪郭を形成する円弧Ｃ０から次第に窪むように形成されている。
第２円弧Ｃ２と２番目の陸部３Ａの外側の主溝２に面する車両外側壁面３ｙとの交点Ｐの窪んだ深さｄと、その外側の主溝２の溝深さＤとの比ｄ／Ｄは、０．０２≦ｄ／Ｄ≦０．１になっている。なお、交点Ｐの深さｄとは、図２において、２番目の陸部３Ａの外側の主溝２の両側に位置する陸部３の接地面３ｘ間に接線Ｓを引き、その接線Ｓから交点Ｐまでをタイヤ軸と直交する方向に測定した長さである。また、主溝２の溝深さＤとは、溝幅中心で溝底２ｘから接線Ｓまでをタイヤ軸と直交する方向に測定した長さである。
上述した本発明によれば、耐偏摩耗性と旋回性能の低下に大きく影響する陸部３Ａの接地面３ｘを、従来の第１円弧Ｃ１の車両外側に、曲率半径を小さくした第２円弧Ｃ２を連接すると共に、第２円弧Ｃ２と陸部３Ａの車両外側壁面３ｙとの交点Ｐの深さｄを上記のように規定することで、外側端部３Ａ１を従来のトレッド面の位置よりタイヤ内径側に効果的に落ち込ませ、大きな旋回力が作用した際の接地圧分布を従来より均一化することができるので、外側端部３Ａ１に接地圧が集中するのを回避することができる。
従って、耐偏摩耗性を改善することができると共に、陸部３Ａの内側端部３Ａ２側の浮き上がりや滑りも抑制することができるので、旋回性能の改善も可能になる。
比ｄ／Ｄが０．０２より小さいと、旋回性能と耐偏摩耗性を効果的に改善することが難しくなる。逆に０．１を超えると、旋回性能を効果的に改善することができない。
図３は、本発明の空気入りタイヤの他の実施形態を示し、２番目の陸部３Ａの接地面３ｘを、曲率半径Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の異なる第１、第２、第３円弧Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３から構成したものである。曲率半径Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３は、第１円弧Ｃ１が最も大きく、車両外側に位置する第３円弧Ｃ３ほど小さくなっている。
このように３つの円弧Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３から接地面３ｘを構成し、車両外側の第３円弧Ｃ３と２番目の陸部３Ａの外側の主溝２に面する車両外側壁面３ｙとの交点Ｐの窪んだ深さｄとその車両外側壁面３ｙが面する主溝２の溝深さＤとの比ｄ／Ｄを、上記と同様に設定することによっても、上述と同様の効果を得ることができる。
本発明において、上記交点Ｐの深さｄは、主溝２の溝幅Ｗとの関係で、その比ｄ／Ｗを０．０１≦ｄ／Ｗ≦０．１５にするのがよい。比ｄ／Ｗが０．０１未満であると、旋回性能と耐偏摩耗性を効果的に改善することが難しく、逆に０．１５より大きいと、旋回性能を効果的に改善することができない。
図２の実施形態のように、接地面３ｘを第１、第２円弧Ｃ１，Ｃ２から構成した場合には、円弧Ｃ１，Ｃ２の曲率半径Ｒ１，Ｒ２の比Ｒ１／Ｒ２を２〜１０にするのがよい。比Ｒ１／Ｒ２が２より小さいと、旋回性能の改善効果が小さい。逆に１０より大きいと、旋回性能と耐摩耗性の改善効果が小さい。
図３に示す実施形態のように、接地面３ｘを第１、第２、第３円弧Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３から構成した場合には、円弧Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３の曲率半径Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３の関係を、それぞれ比Ｒ１／Ｒ２と比Ｒ２／Ｒ３が２〜１０となるようにするのが好ましい。各比が２未満であると、旋回性能の改善効果が小さい。逆に１０を超えると、旋回性能と耐摩耗性の改善効果が小さい。
本発明では、上述した接地面３ｘは、３つ以上の複数の円弧から構成してもよく、第１円弧Ｃ１とそれに車両外側で接する少なくとも１つの第２円弧Ｃ２から構成し、円弧の曲率半径を車両外側に位置する円弧ほど小さくすればよい。その際の交点Ｐの深さｄは、車両最外側に位置する円弧と車両外側壁面３ｙとの交点の深さである。
また、図４に示すように、第１円弧Ｃ１の車両外側に曲率半径が車両外側壁面３ｙに向けて連続的に減少するような曲線４を同一接線上で接するように接続し、その曲線４を車両外側に位置するほどトレッド面１の輪郭を形成する円弧Ｃ０から次第に窪むように形成してもよい。そのような曲線４を用いた場合も、曲線４と車両外側壁面３ｙとの交点Ｐの窪んだ深さｄと車両外側壁面３ｙが面する主溝２の溝深さＤとの比ｄ／Ｄを上記と同様に設定することにより、同様の効果を得ることができる。
また、図５に示すように、第１円弧Ｃ１の車両内側にも第１円弧Ｃ１より曲率半径の小さい内側円弧Ｃ２’を同一接線上で接するように設け、陸部３ａの内側端部３Ａ２における接地面３ｘの部分を車両内側に向けてトレッド面１の輪郭を形成する円弧Ｃ０から次第に窪ませるようにしてもよい。
これにより陸部３ａの内側端部３Ａ２が旋回外側となるような逆方向の旋回走行時において、内側端部３Ａ２に接地圧が集中するのを回避することができるので、内側端部３Ａ２における耐偏摩耗性を改善することができると共に、逆方向旋回走行時の旋回性能を改善することができる。
円弧Ｃ２’の曲率半径Ｒ２’と第１円弧Ｃ１の曲率半径Ｒ１との関係は、比Ｒ１／Ｒ２’が２〜１０になるようにするのがよい。比Ｒ１／Ｒ２’が２より小さいと、逆方向旋回走行時の旋回性能の改善効果が小さく、逆に１０より大きいと、逆方向旋回走行時の旋回性能と内側端部３Ａ２の耐摩耗性の改善効果が小さい。
また、円弧Ｃ２’と２番目の陸部３Ａの内側の主溝２に面する車両内側壁面３ｚとの交点Ｐ’の深さｄ’とその内側の主溝２の溝深さＤ’との比ｄ’／Ｄ’を、０．０１≦ｄ’／Ｄ’≦０．１にするのがよい。比ｄ’／Ｄ’が０．０１未満であると、逆方向旋回走行時の旋回性能と内側端部３Ａ２の耐偏摩耗性を効果的に改善することが難しく、逆に０．１を超えると、逆方向旋回走行時の旋回性能を効果的に改善することができない。
上述した実施形態では、車両外側Ｍから数えて２番目の陸部３Ａの接地面３ｘのみを上記のように形成したが、３番目や４番目の陸部３の接地面３ｘも同様に構成してもよく、少なくとも耐偏摩耗と旋回性能の低下に大きく影響する２番目の陸部３Ａの接地面３ｘを上述したように構成すればよい。
なお、本発明における主溝２とは、タイヤ呼び幅の２％以上の溝幅を有するものであり、それより狭い周方向に延びる溝は、ここで言う本発明の主溝に該当するものではない。
本発明は、上記実施形態では、陸部としてリブを設けた例を示したが、図１のトレッドパターンに更にタイヤ幅方向に延びる横溝をタイヤ周方向に沿って所定のピッチで配置し、リブに代えてタイヤ周方向Ｔに延在するブロック列からなる陸部を設けたものであってもよい。

タイヤサイズを２３５／４５ＺＲ１７で共通にし、図１に示すトレッドパターンにおいて、タイヤを車両に装着した時に車両外側から数えて２番目の陸部の接地面を、曲率半径Ｒ１，Ｒ２を有する２つの円弧Ｃ１，Ｃ２で構成した図２の本発明タイヤ１、曲率半径Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３を有する３つの円弧Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３で構成した図３の本発明タイヤ２、曲率半径Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ２’を有する４つの円弧Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ２’で構成した図４の本発明タイヤ３をそれぞれ作製した。
また、図６に示す構成を有する従来タイヤ、及び図７，８に示すようにトレッド面の輪郭を形成する円弧Ｃ０の曲率半径Ｒ０より小さい曲率半径Ｒ１を有する円弧Ｃ１で２番目の陸部の接地面を構成した比較タイヤ１，２、及び図６の従来タイヤにおいて２番目の陸部の外側端部を半径Ｒｘの円弧で面取りした図９に示す比較タイヤ３、及び本発明タイヤ２において曲率半径Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３をＲ１＞Ｒ２、Ｒ２＜Ｒ３の関係にした比較タイヤ４をそれぞれ作製した。
更に、図３に示す構成を有するタイヤにおいて、交点の深さｄと主溝の溝深さＤとの比ｄ／Ｄを表１のように変えた本発明タイヤ４〜６と比較タイヤ５，６をそれぞれ作製した。なお、各円弧の曲率半径Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ２’及び比ｄ／Ｗは、表１に示す通りである。
これら各試験タイヤをリムサイズ１７×８ＪＪのリムに装着して空気圧を２２０ｋＰａにし、以下に示す測定条件により、旋回性能と耐偏摩耗性の評価試験を行ったところ、表１に示す結果を得た。
旋回性能
各試験タイヤを室内ドラム試験機に取り付け、荷重４．０ｋＮ、走行速度１００ｋｍ／ｈ、スリップ角４°、キャンバー角３°の条件下で、コーナリングフォースを測定し、その結果を従来タイヤを１００とする指数値で評価した。この値が大きいほど旋回力が高く、旋回性能が優れている。ここでは、１０５以上が顕著な効果ありとする。
耐偏摩耗性
各試験タイヤを排気量２リットルの４輪駆動車に取付け、１周２．１ｋｍのサーキットコースを１０周走行した後、２番目の陸部の摩耗量を測定し、その結果を１０点法で評価した。この値が大きいほど耐偏摩耗性が優れている。ここでは７以上を実用上効果的な改善効果ありとする。

表１から、本発明タイヤは、旋回性能と耐偏摩耗性能を効果的に改善できることがわかる。

タイヤサイズを実施例１と同じにし、上記本発明タイヤ２において、交点の深さｄと主溝２の溝幅Ｗとの比ｄ／Ｗを表２のように変えた試験タイヤ１〜５をそれぞれ作製した。なお、各円弧の曲率半径Ｒ０，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３及び比ｄ／Ｄは、表２に示す通りである。
これら各試験タイヤを、実施例１と同様にして旋回性能と耐偏摩耗性の評価試験を行ったところ、表２に示す結果を得た。

表２から、交点の深さｄと主溝２の溝幅Ｗとの比ｄ／Ｗを０．０１〜０．１５の範囲にするのがよいことがわかる。
以上説明したように本発明は、タイヤを車両に装着した時に車両外側から数えて少なくとも２番目の陸部の接地面を、従来の第１円弧の車両外側に曲率半径を小さくした少なくとも１つの第２円弧を連接した構成、あるいは従来の第１円弧の車両外側に車両外側に位置するほどトレッド面から窪むように形成した曲線を連接した構成にし、その第２円弧または曲線と２番目の陸部の車両外側壁面との交点の深さｄと、車両外側壁面が面する主溝の溝深さＤとの比ｄ／Ｄを上記範囲に特定することにより、サーキット走行のような大きな旋回力が生じる使用条件下において、旋回性能と耐偏摩耗性を効果的に改善することが可能になる。

上述した優れた効果を有する本発明は、サーキットなどを走行する車両に装着される空気入りタイヤとして、極めて有効に利用することができる。

Claims (12)

1. トレッド面にタイヤ周方向にストレート状に延びる複数の主溝を設け、該主溝によりタイヤ周方向に延在する陸部を区分形成し、各陸部の接地面をタイヤ子午線断面で単一の曲率半径を有する第１円弧から構成した空気入りタイヤにおいて、
   タイヤを車両に装着した時に車両外側から数えて少なくとも２番目の陸部の接地面を、前記第１円弧に車両外側で接する少なくとも１つの第２円弧を連接して構成し、前記円弧の曲率半径を車両外側に位置する円弧ほど小さくして、車両外側に位置する円弧ほど前記トレッド面から窪んだ位置にし、車両最外側に位置する円弧と前記少なくとも２番目の陸部の車両外側壁面との交点の窪んだ深さｄと該車両外側壁面が面する主溝の溝深さＤとの比ｄ／Ｄを０．０２〜０．１にした空気入りタイヤ。
2. 前記深さｄと前記車両外側壁面が面する主溝の溝幅Ｗとの比ｄ／Ｗを０．０１〜０．１５にした請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記少なくとも２番目の陸部の接地面を前記第１円弧と前記第２円弧とから構成し、該第１円弧の曲率半径Ｒ１と前記第２円弧の曲率半径Ｒ２との比Ｒ１／Ｒ２を２〜１０にした請求項１また２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記少なくとも２番目の陸部の接地面を前記第１円弧、前記第２円弧、及び該第２円弧に連接した第３円弧から構成し、前記第１円弧の曲率半径をＲ１、前記第２円弧の曲率半径をＲ２、前記第３円弧の曲率半径をＲ３とすると、比Ｒ１／Ｒ２と比Ｒ２／Ｒ３をそれぞれ２〜１０にした請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記少なくとも２番目の陸部の接地面を、前記第１円弧の車両内側で接する該第１円弧より曲率半径が小さい内側円弧を連接して構成した請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記内側円弧と前記少なくとも２番目の陸部の車両内側壁面との交点の窪んだ深さｄ’と該車両内側壁面が面する主溝の溝深さＤ’との比ｄ’／Ｄ’を０．０１〜０．１にした請求項５に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記第１円弧の曲率半径Ｒ１と前記内側円弧の曲率半径Ｒ２’との比Ｒ１／Ｒ２’を２〜１０にした請求項５または６に記載の空気入りタイヤ。
8. トレッド面にタイヤ周方向にストレート状に延びる複数の主溝を設け、該主溝によりタイヤ周方向に延在する陸部を区分形成し、各陸部の接地面をタイヤ子午線断面で単一の曲率半径を有する第１円弧から構成した空気入りタイヤにおいて、
   タイヤを車両に装着した時に車両外側から数えて少なくとも２番目の陸部の接地面を、前記第１円弧に車両外側で接する曲線を連接して構成し、該曲線を車両外側に位置するほど前記トレッド面から窪むように形成し、前記曲線と前記少なくとも２番目の陸部の車両外側壁面との交点の窪んだ深さｄと該車両外側壁面が面する主溝の溝深さＤとの比ｄ／Ｄを０．０２〜０．１にした空気入りタイヤ。
9. 前記深さｄと前記車両外側壁面が面する主溝の溝幅Ｗとの比ｄ／Ｗを０．０１〜０．１５にした請求項８に記載の空気入りタイヤ。
10. 前記少なくとも２番目の陸部の接地面を、前記第１円弧の車両内側で接する該第１円弧より曲率半径が小さい内側円弧を連接して構成した請求項８または９に記載の空気入りタイヤ。
11. 前記内側円弧と前記少なくとも２番目の陸部の車両内側壁面との交点の窪んだ深さｄ’と該車両内側壁面が面する主溝の溝深さＤ’との比ｄ’／Ｄ’を０．０１〜０．１にした請求項１０に記載の空気入りタイヤ。
12. 前記第１円弧の曲率半径Ｒ１と前記内側円弧の曲率半径Ｒ２’との比Ｒ１／Ｒ２’を２〜１０にした請求項１０または１１に記載の空気入りタイヤ。

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