JP4453435B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、乗用車用として好適な空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、操縦安定性とハイドロプレーニング防止性能とを高い次元で両立することを可能にした空気入りタイヤに関する。

近年、スポーツユーティリティビークル（ＳＵＶ）のような車両においても、ドライ路面やウエット路面での高次元の操縦安定性が要求され、それと同時に優れたハイドロプレーニング防止性能も要求されている。

従来、操縦安定性を確保するために、トレッド部のセンター領域にリブを配置し、そのセンターリブの側壁の傾斜角度を大きくしてリブ剛性を高くすることが提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。

しかしながら、センターリブの側壁の傾斜角度を大きくした場合、トレッド全体の接地形状が概ね楕円形状になるのに対して、センターリブによって形成される接地前端線が接地面内に窪んだ逆ラジアスになってしまう傾向がある。このような接地形状になると、センターリブが路面上の水をタイヤ軸方向外側に掻き分ける作用が低下するため、接地長が長いセンター領域での排水性が低下し、ハイドロプレーニング防止性能を著しく損なう恐れがある。

上記逆ラジアスを生じる原因としては、以下の点が考えられる。第１に、内圧充填時のタイヤ周方向の拘束力はセンターリブの部位に比べて該センターリブの両側の主溝の部位の方が小さいため、内圧充填時において主溝の部位がタイヤ径方向外側へ膨出するようにトレッドプロファイルが変化することである。第２に、センターリブの側壁の傾斜角度を大きくした場合、荷重負荷時におけるセンターリブのエッジ部の変形が大きくなることである。いずれにしても、センターリブによって形成される接地前端線が逆ラジアスを形成すると排水性の点で不利である。
特開平７−１８６６２８号公報 特開平７−１９５９１１号公報

本発明の目的は、操縦安定性とハイドロプレーニング防止性能とを高い次元で両立することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を解決するための本発明の空気入りタイヤは、トレッド部にタイヤ赤道の両側でタイヤ周方向に連続して延びる一対の主溝を設け、これら主溝の相互間にタイヤ周方向に連なるセンターリブを区画した空気入りタイヤにおいて、前記センターリブの踏面の断面プロファイルラインが該センターリブを除いて両側接地端を含むトレッド表面を滑らかに結ぶ仮想トレッドプロファイルラインに対して交差し、前記センターリブのタイヤ軸方向の中央部がタイヤ径方向外側に向けて滑らかな凸形状をなして前記仮想トレッドプロファイルラインからタイヤ径方向外側へ膨出し、前記センターリブの仮想トレッドプロファイルラインからの膨出量Ａが０．５ｍｍ〜３．０ｍｍである一方で、前記センターリブの踏面と側壁とが稜線を形成し、前記センターリブの両方のエッジ部において前記稜線が前記仮想トレッドプロファイルラインよりもタイヤ径方向内側に落ち込んでいることを特徴とするものである。

ここで、センターリブの踏面の断面プロファイルラインとは、空気入りタイヤにＪＡＴＭＡで規定される最大負荷能力に対応する空気圧を充填した状態で、タイヤ子午線断面においてセンターリブの踏面が形成する円弧状の輪郭線である。一方、仮想トレッドプロファイルラインとは、空気入りタイヤにＪＡＴＭＡで規定される最大負荷能力に対応する空気圧を充填した状態で、タイヤ子午線断面においてセンターリブを除いて両側接地端を含むトレッド表面を滑らかに結ぶ円弧状の仮想輪郭線である。ここで言う接地端とは、空気入りタイヤにＪＡＴＭＡで規定される最大負荷能力に対応する空気圧を充填し、該最大負荷能力の８０％の荷重をかけたときに形成される接地領域のタイヤ軸方向外側の端部である。

本発明では、センターリブを備えた空気入りタイヤにおいて、センターリブの踏面の断面プロファイルラインを上記の如く規定することにより、センターリブにおける接地形状を改善することができる。つまり、センターリブのタイヤ軸方向の中央部がタイヤ径方向外側に向けて滑らかな凸形状をなして仮想トレッドプロファイルラインからタイヤ径方向外側へ膨出し、センターリブの両方のエッジ部において稜線が仮想トレッドプロファイルラインよりもタイヤ径方向内側に落ち込んだ構造を採用するので、操縦安定性を高めるためにセンターリブの側壁の傾斜角度を大きくした場合であっても、センターリブによって形成される接地前端線が逆ラジアスになるのを回避することができる。これにより、操縦安定性とハイドロプレーニング防止性能とを高い次元で両立することが可能になる。

本発明において、センターリブの側壁のトレッド法線に対する傾斜角度θは２５°〜４５°であることが好ましい。センターリブの踏面と側壁とは稜線を形成することが必要である。センターリブの仮想トレッドプロファイルラインからの膨出量Ａは０．５ｍｍ〜３．０ｍｍであることが必要である。センターリブの踏面の最大高低差Ｂは膨出量Ａに対してＡ＜Ｂ≦２Ａの関係を満足することが好ましい。センターリブの幅ＣＲＷが接地幅ＧＣＷの１０％〜２０％であることが好ましい。これら条件を満足することにより、操縦安定性とハイドロプレーニング防止性能の改善効果をより確実に得ることができる。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッドパターンを示し、図２はセンターリブを拡大して示し、図３は仮想トレッドプロファイルラインを示すものである。図１に示すように、トレッド部１には、タイヤ赤道の両側でタイヤ周方向に連続して延びる２本のストレート状の主溝２と、これら主溝２からタイヤ軸方向外側へ斜めに延びる複数本の傾斜溝３と、これら傾斜溝３からタイヤ軸方向外側へ斜めに延びてトレッド端まで連通する複数本のラグ溝４と、これらラグ溝４の相互間に延在するラグ溝５とが形成されている。これにより、主溝２の相互間のセンター領域に位置するセンターリブ６と、該センターリブのタイヤ軸方向外側に位置する複数のブロック７と、これらブロック７のタイヤ軸方向外側のショルダー領域に位置する複数のブロック８とが区画されている。

上記空気入りタイヤにおいて、図２に示すように、センターリブ６の踏面の断面プロファイルラインＬ１は、センターリブ６を除いて両側接地端を含むトレッド表面を滑らかに結ぶ仮想トレッドプロファイルラインＬ２（図３）に対して交差し、センターリブ６のタイヤ軸方向の中央部がタイヤ径方向外側に向けて滑らかな凸形状をなして仮想トレッドプロファイルラインＬ２からタイヤ径方向外側へ膨出し、センターリブ６の両側のエッジ部が仮想トレッドプロファイルラインＬ２よりもタイヤ径方向内側に落ち込んでいる。

センターリブ６の踏面と側壁とは稜線を形成している。つまり、タイヤ子午線断面において、センターリブ６の踏面と側壁とは屈曲点Ｘを介して繋がっている。この稜線（屈曲点Ｘ）が存在しないとエッジ成分が不足してウェット路面での操縦安定性が悪化することになる。

センターリブ６の側壁のトレッド法線に対する傾斜角度θは２５°〜４５°の範囲に設定されている。傾斜角度θはセンターリブ６の側壁の上端位置（屈曲点Ｘ）における該側壁の接線とトレッド法線とがなす角度である。この傾斜角度θが２５°未満であるとセンターリブ６の剛性が不足して操縦安定性が悪化し、逆に４５°を超えると溝体積が減少してハイドロプレーニング防止性能が低下する。

センターリブ６の仮想トレッドプロファイルラインＬ２からの膨出量Ａは０．５ｍｍ〜３．０ｍｍの範囲に設定されている。この膨出量Ａが０．５ｍｍ未満であるとハイドロプレーニング防止性能の向上効果が不十分になり、逆に３．０ｍｍを超えるとセンターリブ６の接地圧が過大になり、操縦安定性が悪化するばかりでなく、センターリブ６の摩耗が促進されて摩耗寿命が短くなる。

センターリブ６の踏面の最大高低差Ｂは膨出量Ａに対してＡ＜Ｂ≦２Ａの関係を満足するように設定されている。この最大高低差Ｂが膨出量Ａより小さいとセンターリブ６の接地圧が過大になり、逆に膨出量Ａの２倍より大きいとセンターリブ６のエッジ部の接地圧低下が大きくなり、ウェット路面での操縦安定性が悪化する。

センターリブ６の幅ＣＲＷは接地幅ＧＣＷの１０％〜２０％の範囲に設定されている。幅ＣＲＷはセンターリブ６の側壁の上端位置（屈曲点Ｘ）における該側壁の接線が仮想トレッドプロファイルラインＬ２と交差する点Ｐ，Ｐ間の距離である。この幅ＣＲＷが接地幅ＧＣＷの１０％未満であると優れた操縦安定性を確保することが困難になり、逆に２０％を超えるとセンター領域の溝体積が不足するためハイドロプレーニング防止性能が悪化する。

また、センターリブ６に隣接する主溝２の幅ＧＷはセンターリブ６の幅ＣＲＷの５０％〜１５０％の範囲に設定されている。この幅ＧＷが幅ＣＲＷの５０％未満であるとハイドロプレーニング防止性能が悪化、逆に１５０％を超えるとトレッド剛性が不足して操縦安定性の低下を招く。

上述のようにセンターリブ６の踏面の断面プロファイルラインＬ１が仮想トレッドプロファイルラインＬ２に対して交差し、センターリブ６の滑らかに膨らんだ中央部が仮想トレッドプロファイルラインＬ２からタイヤ径方向外側へ膨出し、センターリブ６の両側のエッジ部が仮想トレッドプロファイルラインＬ２よりもタイヤ径方向内側に落ち込んでいるので、操縦安定性を高めるためにセンターリブ６の側壁の傾斜角度θを大きくした場合であっても、センターリブ６によって形成される接地前端線が逆ラジアスになるのを回避することができる。

ここで、上記トレッドパターンを有する空気入りタイヤのウエット路面走行時のフットプリントを図４に示す。但し、タイヤサイズは２５５／５５Ｒ１８、空気圧は２６０ｋＰａ、荷重は６．５ｋＮである。図４のＣ部に示すように、センターリブ６によって形成される接地前端線は外側に丸みを帯びている。比較のため、逆ラジアスになった接地前端線を破線にて示す。

上記空気入りタイヤによれば、センターリブ６の側壁の傾斜角度θを大きくした場合であっても、理想的な接地形状を得ることができる。従って、操縦安定性とハイドロプレーニング防止性能とを高い次元で両立することができる。

上述した実施形態では図１に示すトレッドパターンを用いて説明したが、本発明ではトレッドパターンが特に限定されるものではない。

なお、周方向主溝及びセンターリブはそれぞれポイントハイトが無いことが好ましい。ポイントハイトがあると、荷重負荷時の力が分散し、接地前端線の張り出しが生じ難くなるため、ハイドロプレーニング防止性能が低下する。また、センターリブには切り欠きが一切無い方が好ましい。切り欠きがあると、荷重負荷時の力が分散し、接地前端線の張り出しが生じ難くなるため、ハイドロプレーニング防止性能が低下する。

タイヤサイズ２５５／５５Ｒ１８で、図１に示すトレッドパターンを有する空気入りタイヤにおいて、センターリブの仮想トレッドプロファイルラインからの膨出量Ａ、センターリブの踏面の最大高低差Ｂ、センターリブの側壁のトレッド法線に対する傾斜角度θ、接地幅ＧＣＷに対するセンターリブの幅ＣＲＷの比率（ＣＲＷ／ＧＣＷ×１００％）、センターリブの幅ＣＲＷに対する主溝の幅ＧＷの比率（ＧＷ／ＣＲＷ×１００％）を表１のように種々異ならせた１３種類のタイヤ（従来例、実施例１〜９及び比較例１〜３）をそれぞれ製作した。なお、従来例、実施例１〜９及び比較例１〜３のタイヤにおいて、センターリブの踏面と側壁とは稜線を有している。

これら試験タイヤをリムサイズ１８×８ＪＪのホイールに組み付け、前輪空気圧２６０ｋＰａ、後輪空気圧２９０ｋＰａとして、排気量４５００ｃｃのＳＵＶ系車両に装着し、車重２５００ｋｇ（２名乗車相当）の条件で、下記の方法により、ドライ路面での操縦安定性、ウエット路面での操縦安定性、ハイドロプレーニング防止性能を評価し、その結果を表１に併せて示した。

ドライ路面での操縦安定性：
ドライ路面において熟練パネラーによるフィーリング評価を行った。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほどドライ路面での操縦安定性が優れていることを意味する。

ウェット路面での操縦安定性：
ウェット路面において熟練パネラーによるフィーリング評価を行った。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほどウェット路面での操縦安定性が優れていることを意味する。

ハイドロプレーニング防止性能：
水深１０ｍｍのプールを備えた直進路において、プールに進入する際の速度を変化させ、タイヤのスリップ率が１０％になったときの速度をハイドロプレーニング発生速度として評価した。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど直進時のハイドロプレーニング防止性能が優れていることを意味する。

この表１に示すように、実施例１〜９のタイヤは従来例のタイヤに比べてドライ路面での操縦安定性、ウエット路面での操縦安定性、ハイドロプレーニング防止性能がバランス良く改善されていた。一方、比較例１〜３のタイヤは、センターリブの踏面の断面プロファイルラインが仮想トレッドプロファイルラインに対して交差していないため、操縦安定性とハイドロプレーニング防止性能とを高次元で両立することができなかった。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッドパターンを示す展開図である。 図１のトレッドパターンのセンターリブを示す拡大断面図である。 図１のトレッドパターンの仮想トレッドプロファイルラインを示す説明図である。 図１のトレッドパターンを有する空気入りタイヤのウエット路面走行時のフットプリントを示す平面図である。

符号の説明

１ トレッド部
２ 主溝
３ 傾斜溝
４，５ ラグ溝
６ センターリブ
７，８ ブロック
Ｌ１ 断面プロファイルライン
Ｌ２ 仮想トレッドプロファイルライン

Claims (4)

1. トレッド部にタイヤ赤道の両側でタイヤ周方向に連続して延びる一対の主溝を設け、これら主溝の相互間にタイヤ周方向に連なるセンターリブを区画した空気入りタイヤにおいて、前記センターリブの踏面の断面プロファイルラインが該センターリブを除いて両側接地端を含むトレッド表面を滑らかに結ぶ仮想トレッドプロファイルラインに対して交差し、前記センターリブのタイヤ軸方向の中央部がタイヤ径方向外側に向けて滑らかな凸形状をなして前記仮想トレッドプロファイルラインからタイヤ径方向外側へ膨出し、前記センターリブの仮想トレッドプロファイルラインからの膨出量Ａが０．５ｍｍ〜３．０ｍｍである一方で、前記センターリブの踏面と側壁とが稜線を形成し、前記センターリブの両方のエッジ部において前記稜線が前記仮想トレッドプロファイルラインよりもタイヤ径方向内側に落ち込んでいることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記センターリブの側壁のトレッド法線に対する傾斜角度θが２５°〜４５°である請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記センターリブの踏面の最大高低差Ｂが前記膨出量Ａに対してＡ＜Ｂ≦２Ａの関係を満足する請求項１に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記センターリブの幅ＣＲＷが接地幅ＧＣＷの１０％〜２０％である請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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