JP5793227B1 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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Abstract

【課題】アイス路面における制動性能及び旋回性能を向上させた空気入りタイヤを提供する。【解決手段】タイヤ赤道CLを基準として車両装着時に内側(IN)となる内側接地面Finを形成する内側トレッドゴム52と、タイヤ赤道CLを基準として車両装着時に外側(OUT)となる外側接地面Foutを形成する外側トレッドゴム53と、を有し、外側トレッドゴム53は内側トレッドゴム52よりもゴム硬度が高硬度のゴムで形成されており、内側接地面Finのサイプ密度は、外側接地面Foutのサイプ密度よりも高密度に設定されている。【選択図】図1

Description

本開示は、アイス路面を走行するための空気入りタイヤに関する。
アイス路面を走行する際に使用される空気入りタイヤは、当然ながらアイス路面での制動性能と旋回性能が求められる。
この要求に応えるためのアプローチの一つの手段として、接地面を形成するトレッドゴムをタイヤの装着内側と外側とで配合の異なる非対称配合にしたり、トレッドパターンを装着内側と外側とで異なる非対称構造にしたりすることが考えられる。
タイヤを装着内側と外側とで非対称配合及び非対称構造にする例示として、例えば特許文献1には、装着内側のトレッド部分を装着外側のトレッド部分よりも軟らかいゴムで構成し、且つサイプ密度を疎にしたタイヤが開示されている。
特開2010−6108号公報
特許文献1によれば、雪上性能を向上させることができるとの記載がある。しかし、アイス路面における更なる性能向上が望まれる。
本開示の目的は、アイス路面における制動性能及び旋回性能を向上させた空気入りタイヤを提供することである。
本開示は、上記目的を達成するために、次のような手段を講じている。
本開示の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延びる複数の主溝によって区画される複数の陸部と、前記複数の陸部に形成されるサイプと、を有し、車両に対する装着方向が指定される空気入りタイヤであって、
タイヤ赤道を基準として車両装着時に内側となる内側接地面を形成する内側トレッドゴムと、タイヤ赤道を基準として車両装着時に外側となる外側接地面を形成する外側トレッドゴムと、を有し、前記外側トレッドゴムは前記内側トレッドゴムよりもゴム硬度が高硬度のゴムで形成されており、前記内側接地面のサイプ密度は、前記外側接地面のサイプ密度よりも高密度に設定されていることを特徴とする。
このように、外側トレッドゴムは内側トレッドゴムよりもゴム硬度が高硬度のゴムで形成することにより、装着内側では路面への密着度が向上し、装着外側では車両のふらつきを低減でき、アイス路面での制動性能と旋回性能を双方とも向上させることが可能となる。それでいて、内側接地面のサイプ密度は外側接地面のサイプ密度よりも高密度であるので、装着内側ではサイプの除水効果とエッジ効果が高まって路面への密着度が向上し、装着外側では剛性の低下を抑制して車両のふらつきを低減できる。したがって、ゴム硬度とサイプ密度を双方とも適切に設定することによって、アイス路面での制動性能と旋回性能を双方とも相乗的に向上させることが可能となる。
本実施形態の空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線断面図。 トレッドゴムに形成されたトレッドパターンを模式的に示す図。
以下、本開示の一実施形態の空気入りタイヤについて、図面を参照して説明する。
図1に示すように、空気入りタイヤTは、一対のビード部1と、各々のビード部1からタイヤ径方向RD外側に延びるサイドウォール部2と、両サイドウォール部2のタイヤ径方向RD外側端に連なるトレッド部3とを備える。ビード部1には、鋼線等の収束体をゴム被覆してなる環状のビードコア1aと、硬質ゴムからなるビードフィラー1bとが配設されている。
また、このタイヤTは、トレッド部3からサイドウォール部2を経てビード部1に至るトロイド状のカーカス層4を備える。カーカス層4は、一対のビード部同士1の間に設けられ、少なくとも一枚のカーカスプライにより構成され、その端部がビードコア1aを介して巻き上げられた状態で係止されている。カーカスプライは、タイヤ赤道CLに対して略直角に延びるコードをトッピングゴムで被覆して形成されている。カーカス層4の内側には、空気圧を保持するためのインナーライナーゴム4aが配置されている。
さらに、サイドウォール部2におけるカーカス層4の外側には、サイドウォールゴム6が設けられている。また、ビード部1におけるカーカス層4の外側には、リム装着時にリム(図示しない)と接するリムストリップゴム7が設けられている。本実施形態では、カーカス層4のトッピングゴム、リムストリップゴム7及びサイドウォールゴム6が導電性ゴムで形成されている。勿論、これらゴムを非導電性ゴムで形成してもよい。
トレッド部3におけるカーカス層4の外側には、カーカス層4を補強するためのベルト4bと、ベルト補強材4cと、トレッドゴム5とが内側から外側に向けて順に設けられている。ベルト4bは、複数枚のベルトプライにより構成されている。ベルト補強材4cは、タイヤ周方向に延びるコードをトッピングゴムで被覆して構成されている。ベルト補強材4cは、必要に応じて省略しても構わない。
トレッドゴム5は、接地面を構成するキャップ部50と、キャップ部50のタイヤ径方向内側に設けられるベース部51とを有する。上記において接地面は、正規リムにリム組みし、正規内圧を充填した状態でタイヤを平坦な路面に垂直に置き、正規荷重を加えたときの路面に接地する面であり、そのタイヤ幅方向WDの最外位置が接地端Eとなる。なお、正規荷重及び正規内圧とは、JIS D4202(自動車タイヤの諸元)等に規定されている最大荷重(乗用車用タイヤの場合は設計常用荷重)及びこれに見合った空気圧とし、正規リムとは、原則としてJIS D4202等に定められている標準リムとする。
本実施形態のタイヤは、車両に対する装着方向が指定されており、タイヤの側面に、車両に対する装着方向(例えば内側である外側である旨)が表示される。
図1に示すように、キャップ部50は、タイヤ赤道CLを基準として車両装着時に内側(IN)となる内側接地面Finを形成する内側トレッドゴム52と、タイヤ赤道CLを基準として車両装着時に外側(OUT)となる外側接地面Foutを形成する外側トレッドゴム53と、を有する。本実施形態では、図1及び図2に示すように、トレッドゴム5は、タイヤ赤道CLにてタイヤ周方向に延びる主溝5aと、内側接地面Finにおいてタイヤ周方向PDに延びる2つの主溝5aと、外側接地面Foutにおいてタイヤ周方向PDに延びる2つの主溝5aとを有する。接地面は、これら5つの主溝5aによって複数の陸部8a,8bに区画される。陸部8a,8bには、サイプ9が形成されている。図2に示す陸部8aは、タイヤ周方向に連続するリブ状陸部8aである。同図に示す陸部8bは、タイヤ幅方向WDに延びる横溝5bによってタイヤ周方向PDに複数に分割された複数のブロック状陸部8bである。
なお、本実施形態では、主溝5aの数、リブ状陸部8a及びブロック状陸部8bの配置についてトレッドパターンの一例を示したが、これに限定されず、種々変更可能である。
本実施形態では、外側トレッドゴム53は内側トレッドゴム52よりもゴム硬度が高硬度のゴムで形成されている。ゴム硬度は、硬度は、JIS K6253のデュロメータ硬さ試験(タイプA)に準じて測定した硬度を意味する。このように、装着内側と装着外側とでゴム硬度を異ならせるのは、装着内側と装着外側とで役割分担をするためである。具体的には、装着内側は装着外側に比べて制動性能に寄与率が高いため、装着内側のゴムに柔らかいゴムを使用すれば、路面の凹凸への密着度(追従性)が向上するので、アイス路面での制動性能が向上する。一方、装着外側は装着内側に比べて旋回性能に寄与率が高いため、装着外側のゴムに硬いゴムを使用すれば、車両のふらつきを低減でき、旋回性能が向上する。
内側トレッドゴム52と外側トレッドゴム53の硬度差があれば、アイス路面の制動性能と旋回性能を共に向上させるという効果が発揮されるが、効果を顕著に発揮させるためには硬度差が3度以上あることが好ましい。
好ましくは、内側トレッドゴム52と外側トレッドゴム53の硬度差が10度以下であることが望ましい。硬度差が大きくなればなるほど、内側接地面Finの剛性が小さくなると共に、外側接地面Foutの剛性が高くなる。硬度差が大きくなりすぎて、両者の剛性バランスが崩れると、一方の接地面が働きにくくなり、他方の接地面のみでの動作となり、性能の向上効果が低減するからである。例えば、制動時においては外側接地面Foutが寄与しにくくなり、内側接地面Fin単独での動作となり、旋回時には内側接地面Finが寄与しにくくなり、外側接地面Fout単独での動作となる。上記剛性バランスが崩れなければ、制動時及び旋回時に外側接地面Fout及び内側接地面Finが働き、両性能の向上効果が低減しない。
剛性バランスが崩れにくい範囲として、内側トレッドゴム52のゴム硬度は、40度以上且つ55度以下に設定し、外側トレッドゴム53のゴム硬度は、45度以上且つ55度以下にすることが考えられる。本実施形態では、内側トレッドゴム52のゴム硬度は49度であり、外側トレッドゴム53のゴム硬度は54度である。勿論、このゴム硬度は一例であり、限定されない。
更に、アイス路面での制動性能と旋回性能の双方を向上させるために、内側接地面Finのサイプ密度は、外側接地面Foutのサイプ密度よりも高密度に設定している。サイプ密度[mm/mm2]は、接地面における単位面積あたりのサイプ長さである。このように、装着内側と装着外側とでサイプ密度を異ならせているのは、装着内側と装着外側とで役割分担をするためである。具体的には、サイプ密度を高密度にすれば、サイプの除水効果とエッジ効果が高まり、路面への密着性が上がるものの、接地面の剛性が下がってしまう。そこで、制動性能の寄与度が高い装着内側のサイプ密度を高密度にして、アイス路面での制動性能を向上させている。旋回性能の寄与度が高い装着外側のサイプ密度は低密度にして、剛性低下を抑制し、旋回性能を向上させている。
内側接地面Finと外側接地面Foutのサイプ密度に差があれば、アイス路面の制動性能と旋回性能を共に向上させるという効果が発揮されるが、効果を顕著に発揮させるためにはサイプ密度差は、0.005[mm/mm2]以上あることが好ましい。
装着内外での剛性バランスを損なわないためには、内側接地面Finと外側接地面Foutのサイプ密度差は、0.03[mm/mm2]以下であることが好ましい。
剛性バランスが崩れにくい範囲として、内側接地面Finのサイプ密度は、0.13[mm/mm2]以上且つ0.23[mm/mm2]以下に設定し、外側接地面Foutのサイプ密度は、0.1[mm/mm2]以上且つ0.2[mm/mm2]以下に設定することが考えられる。本実施形態では、内側接地面Finのサイプ密度は0.15[mm/mm2]であり、外側接地面Foutのサイプ密度は0.14[mm/mm2]である。勿論、これらサイプ密度は一例であり、これに限定されない。
このように、ゴム硬度とサイプ密度を設定することで、アイス路面での制動性能と旋回性能の向上効果を相乗させている。
更に、内側接地面Finのボイド比は、外側接地面Foutのボイド比よりも小さくなるようにトレッドパターンを形成している。ボイド比は、接地面積に対する溝面積の比率(%)であり、{1−実接地面積(陸部面積)/接地面積(陸部面積+溝面積)}×100の式により算出できる。上記のように、ゴム硬度及びサイプ密度を設定すれば、内側接地面Finが柔らかく且つサイプ密度が密になり、トレッド剛性が落ちるので、内側接地面Finのボイド比を小さくすることで、陸部が多くなり、剛性の著しい低下を緩和している。同様に、外側接地面Foutが硬く且つサイプ密度が疎になり、トレッド剛性が高くなるので、外側接地面Foutを大きくすることで、陸部を少なくし、剛性の著しい増大を緩和している。
内側接地面Finと外側接地面Foutのボイド比の差は、0.5%以上且つ5%以下にするのが剛性バランスを整えるうえで好ましい。
剛性バランスが崩れにくい範囲として、内側接地面Finのボイド比は、20%以上且つ35%以下であり、外側接地面Foutのボイド比は、25%以上且つ40%以下であることが考えられる。本実施形態では、内側接地面Finのボイド比は26%であり、外側接地面Foutのボイド比は30%である。勿論、これらボイド比は一例であり、限定されない。
以上のように、本実施形態の空気入りタイヤは、タイヤ周方向PDに延びる複数の主溝5aによって区画される複数の陸部8a,8bと、複数の陸部8a,8bに形成されるサイプ9と、を有し、車両に対する装着方向が指定される空気入りタイヤであって、タイヤ赤道CLを基準として車両装着時に内側(IN)となる内側接地面Finを形成する内側トレッドゴム52と、タイヤ赤道CLを基準として車両装着時に外側(OUT)となる外側接地面Foutを形成する外側トレッドゴム53と、を有し、外側トレッドゴム53は内側トレッドゴム52よりもゴム硬度が高硬度のゴムで形成されており、内側接地面Finのサイプ密度は、外側接地面Foutのサイプ密度よりも高密度に設定されている。
このように、外側トレッドゴム53は内側トレッドゴム52よりもゴム硬度が高硬度のゴムで形成することにより、装着内側では路面への密着度が向上し、装着外側では車両のふらつきを低減でき、アイス路面での制動性能と旋回性能を双方とも向上させることが可能となる。それでいて、内側接地面Finのサイプ密度は外側接地面Foutのサイプ密度よりも高密度であるので、装着内側ではサイプの除水効果とエッジ効果が高まって路面への密着度が向上し、装着外側では剛性の低下を抑制して車両のふらつきを低減できる。したがって、ゴム硬度とサイプ密度を双方とも適切に設定することによって、アイス路面での制動性能と旋回性能を双方とも相乗的に向上させることが可能となる。
本実施形態では、内側トレッドゴム52と外側トレッドゴム53の硬度差は、3度以上且つ10度以下であり、内側接地面Finと外側接地面Foutのサイプ密度差は、0.005[mm/mm2]以上且つ0.03[mm/mm2]以下である。
この構成によれば、アイス路面での制動性能と旋回性能の向上効果を顕著に発揮できると共に、装着内外での剛性バランスが崩れて両性能の向上効果が低減することを回避できる。
本実施形態では、内側トレッドゴム52のゴム硬度は、40度以上且つ55度以下であり、外側トレッドゴム53のゴム硬度は、45度以上且つ55度以下であり、内側接地面Finのサイプ密度は、0.13[mm/mm2]以上且つ0.23[mm/mm2]以下であり、外側接地面Foutのサイプ密度は、0.1[mm/mm2]以上且つ0.2[mm/mm2]以下である。
この構成は、装着内外での剛性バランスが崩れにくい数値範囲内なので、本開示の好ましい一例として挙げられる。
本実施形態では、内側接地面Finのボイド比は、外側接地面Foutのボイド比よりも小さい。
この構成によれば、装着内外の剛性バランスを調整しやすくなる。
本実施形態では、内側接地面Finと外側接地面Foutのボイド比の差は、0.5%以上且つ5%以下である。
このようにすれば、装着内外の剛性バランスを整えるうえで好ましい。
本実施形態では、内側接地面Finのボイド比は、20%以上且つ35%以下であり、外側接地面Foutのボイド比は、25%以上且つ40%以下である。
この数値範囲が、剛性バランスが崩れにくい範囲として挙げられる
本実施形態では、内側接地面Finには、タイヤ周方向PDに連続するリブ状陸部8aが形成され、外側接地面Foutには、タイヤ周方向PDに複数に分割された複数のブロック状陸部8bが形成されている。
内側接地面Finのボイド比を、外側接地面Foutのボイド比よりも小さくする一例として挙げられる。
本実施形態では、トレッドゴム5の両側端部をサイドウォールゴム6のタイヤ径方向RD外側端に載せてなるトレッドオンサイド構造を採用しているが、この構造に限られるものではなく、トレッドゴムの両側端部にサイドウォールゴムを載せてなるサイドオントレッド構造を採用することも可能である。
[他の実施形態]
(1)本実施形態では、一対のビード部1と、各々のビード部1・1からタイヤ径方向RD外側に伸びるサイドウォール部2と、各々のサイドウォール部2・2のタイヤ径方向RD外側端に連なるトレッド部3と、一対のビード部1・1同士の間に設けられたトロイド状のカーカス層4と、トレッド部3においてカーカス層4よりも外側に設けられ且つ接地面を形成するトレッドゴム5とを備え、トレッドゴム5には、タイヤ周方向に延びる主溝5aが5本形成されているが、トレッドパターンは適宜変更可能である。
本開示の構成と効果を具体的に示すために、下記実施例について下記の評価を行った。
(1)アイス路面での制動性能
サイズ:235/50R18のタイヤを使用し、2300ccのLクラスミニバンの実車にて走行速度を40km/hから0km/hに落としたときの制動距離を測定し、指数評価を行った。アイス路面での制動距離を制動性として評価した。比較例1における性能を100として指数で評価した。当該指数が大きいほど制動性能が高く好ましい。
(2)アイス路面での旋回性能
上記サイズのタイヤを取り付けた実車を用い、アイス路面走行により官能評価にて比較した。旋回性能は、比較例1における性能を100として指数で評価した。当該指数が大きいほど旋回性能が高く好ましい。
比較例1
内側トレッドゴムのゴム硬度を49度とし、外側トレッドゴムのゴム硬度を54度として、ゴム硬度が装着内側(IN)<装着外側(OUT)となるようにした。
内側接地面のサイプ密度を0.14[mm/mm2]とし、外側接地面のサイプ密度を0.15[mm/mm2]とし、サイプ密度が装着内側(IN)<装着外側(OUT)となるようにした。
内側接地面のボイド比を26%とし、外側接地面のボイド比を30%とし、ボイド比が装着内側(IN)<装着外側(OUT)となるようにした。
比較例2
内側接地面のボイド比を30%とし、外側接地面のボイド比を26%とし、ボイド比が装着内側(IN)>装着外側(OUT)となるようにした。それ以外は、比較例1のタイヤと同じとした。
比較例3
内側トレッドゴムのゴム硬度を54度とし、外側トレッドゴムのゴム硬度を54度として、ゴム硬度が装着内側(IN)=装着外側(OUT)となるようにした。
内側接地面のサイプ密度を0.15[mm/mm2]とし、外側接地面のサイプ密度を0.15[mm/mm2]とし、サイプ密度が装着内側(IN)=装着外側(OUT)となるようにした。
内側接地面のボイド比を30%とし、外側接地面のボイド比を30%とし、ボイド比が装着内側(IN)=装着外側(OUT)となるようにした。
比較例4
内側トレッドゴムのゴム硬度を49度とし、外側トレッドゴムのゴム硬度を54度として、ゴム硬度が装着内側(IN)<装着外側(OUT)となるようにした。それ以外は、比較例3のタイヤと同じとした。
比較例5
内側接地面のサイプ密度を0.14[mm/mm2]とし、外側接地面のサイプ密度を0.15[mm/mm2]とし、サイプ密度が装着内側(IN)<装着外側(OUT)となるようにした。それ以外は、比較例3のタイヤと同じとした。
実施例1
内側接地面のサイプ密度を0.15[mm/mm2]とし、外側接地面のサイプ密度を0.14[mm/mm2]とし、サイプ密度が装着内側(IN)>装着外側(OUT)となるようにした。それ以外は、比較例1のタイヤと同じとした。
実施例2
内側接地面のボイド比を30%とし、外側接地面のボイド比を26%とし、ボイド比が装着内側(IN)>装着外側(OUT)となるようにした。それ以外は、実施例1のタイヤと同じとした。
実施例3
内側接地面のボイド比を30%とし、外側接地面のボイド比を30%とし、ボイド比が装着内側(IN)=装着外側(OUT)となるようにした。それ以外は、実施例1のタイヤと同じとした。
Figure 0005793227
表1より、実施例1〜3は、比較例1〜5に対してアイス路面での制動性能と旋回性能の両方が向上していることが分かる。実施例1〜3は、ボイド比を変更したものであるが、実施例1〜3のいずれにおいても比較例1〜5よりも両性能が向上しているので、ゴム硬度がIN<OUTで、サイプ密度がIN>OUTであれば、ボイド比の大小関係を任意に設定できることが分かる。
実施例1が最もよく、その次に実施例3、その次に実施例2が良いことから、ボイド比がINとOUTの剛性バランスを調整していると推測される。
比較例4は、比較例3に対してゴム硬度をIN<OUTに変更したものである。比較例5は、比較例3に対してサイプ密度をIN<OUTに変更したものです。比較例4、5は共に比較例3よりも両性能が低下している。ゴム硬度及びサイプ硬度のいずれか一方についてIN<OUTとしても、両性能が低下することが分かる。
なお、上記の各実施形態で採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。
5…トレッドゴム
5a…主溝
52…内側トレッドゴム
53…外側トレッドゴム
8a…リブ状陸部(陸部)
8b…ブロック状陸部(陸部)
9…サイプ
CL…タイヤ赤道
in…内側接地面
out…外側接地面
IN…車両装着時内側
OUT…車両装着時外側

Claims (6)

  1. タイヤ周方向に延びる複数の主溝によって区画される複数の陸部と、前記複数の陸部に形成されるサイプと、を有し、車両に対する装着方向が指定される空気入りタイヤであって、
    タイヤ赤道を基準として車両装着時に内側となる内側接地面を形成する内側トレッドゴムと、タイヤ赤道を基準として車両装着時に外側となる外側接地面を形成する外側トレッドゴムと、を有し、前記外側トレッドゴムは前記内側トレッドゴムよりもゴム硬度が高硬度のゴムで形成されており、
    前記内側接地面のサイプ密度は、前記外側接地面のサイプ密度よりも高密度に設定されており、
    前記内側接地面のボイド比は、前記外側接地面のボイド比よりも小さい、空気入りタイヤ。
  2. 前記内側接地面と前記外側接地面のボイド比の差は、0.5%以上且つ5%以下である請求項に記載の空気入りタイヤ。
  3. 前記内側接地面のボイド比は、20%以上且つ35%以下であり、
    前記外側接地面のボイド比は、25%以上且つ40%以下である、請求項又はに記載の空気入りタイヤ。
  4. 前記内側トレッドゴムと前記外側トレッドゴムの硬度差は、3度以上且つ10度以下であり、
    前記内側接地面と前記外側接地面のサイプ密度差は、0.005[mm/mm2]以上且つ0.03[mm/mm2]以下である、請求項1〜3のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  5. 前記内側トレッドゴムのゴム硬度は、40度以上且つ55度以下であり、
    前記外側トレッドゴムのゴム硬度は、45度以上且つ55度以下であり、
    前記内側接地面のサイプ密度は、0.13[mm/mm2]以上且つ0.23[mm/mm2]以下であり、
    前記外側接地面のサイプ密度は、0.1[mm/mm2]以上且つ0.2[mm/mm2]以下である、請求項1〜4のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  6. 前記内側接地面には、タイヤ周方向に連続するリブ状陸部が形成され、前記外側接地面には、タイヤ周方向に複数に分割された複数のブロック状陸部が形成されている請求項1〜5のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
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