JP6599218B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤでは、タイヤ周方向に伸びる複数の主溝が設けられ、それらの主溝によって区画された複数の陸部が設けられている。それらの陸部のうちタイヤ幅方向外側のショルダー陸部に、偏摩耗抑制等を目的として、タイヤ周方向に伸びる副溝が設けられている空気入りタイヤが知られている。副溝は主溝より細い溝である。

また、特許文献１や特許文献２に記載のように、少なくとも一部の陸部が、タイヤ基準プロファイル線（基準輪郭線とも言う）よりその法線方向外側へ突出した空気入りタイヤが知られている。

特開２０１３−１８９１２１号公報 特許第４９７３０２０号公報

上記のように副溝が設けられたショルダー陸部ではバックリング変形（座屈による変形）が生じ易く、それが原因となって副溝付近の接地圧が下がり易い。副溝付近の接地圧が極端に下がると制動性能や操縦安定性能に悪影響が生じる。

特に、副溝がショルダー陸部の幅方向中心よりタイヤ幅方向内側に設けられている場合は、ショルダー陸部のうち副溝よりタイヤ幅方向外側の部分は、タイヤ幅方向内側の部分と比べて、接地面積が広く接地圧が低くなり易いことや、その幅方向の長さが長いために大きくバックリング変形し易いことから、副溝付近における接地圧の低下が大きくなり易い。また、ショルダー陸部のうち副溝よりタイヤ幅方向外側の部分は、インフレートの際にタイヤ径方向外側へ大きく膨らんでいることからも、バックリング変形し易く、副溝付近における接地圧の低下が大きくなり易い。

本発明は以上のような実情に鑑みてなされたものであり、ショルダー陸部の幅方向中心よりタイヤ幅方向内側に副溝が設けられた空気入りタイヤであって、副溝付近における接地圧の低下が抑えられた空気入りタイヤを提供することを課題とする。

実施形態の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に伸びる複数の主溝が設けられ、それらのうちタイヤ幅方向外側のショルダー主溝と接地端との間のショルダー陸部に、その幅方向中心よりタイヤ幅方向内側においてタイヤ周方向に伸びる副溝が設けられ、前記ショルダー陸部が前記副溝よりタイヤ幅方向内側の内側部と前記副溝よりタイヤ幅方向外側の外側部とに分けられた空気入りタイヤであって、前記ショルダー陸部がタイヤ幅方向断面上のタイヤ基準プロファイル線よりその法線方向外側へ突出し、前記外側部の前記副溝側端部における突出高さが、前記内側部の前記副溝側端部における突出高さよりも高く、前記内側部の前記副溝側端部における突出高さをＨ１、前記外側部の前記副溝側端部における突出高さをＨ２とし、前記内側部のタイヤ基準プロファイル線に沿った長さをＤ１、前記外側部のタイヤ基準プロファイル線に沿った長さをＤ２とすると、Ｄ２／Ｄ１ ≦ Ｈ２／Ｈ１ ≦ １．２×Ｄ２／Ｄ１となることを特徴とする。

本実施形態の空気入りタイヤでは副溝付近における接地圧の低下を抑えることができる。

本実施形態の空気入りタイヤのトレッドパターン。 本実施形態のショルダー陸部３０近傍部分のタイヤ幅方向の断面図。

本実施形態の空気入りタイヤについて図面に基づき説明する。なお図面は説明のために誇張されて描かれる場合がある。

本実施形態の空気入りタイヤはトレッドを除き従来と同様の断面構造を有するものである。空気入りタイヤはタイヤ幅方向両側に一対のビード部を有する。ビード部は、束ねられた鋼線にゴムが被覆されたビードコアと、ビードコアのタイヤ径方向外側に設けられたゴム部材であるビードフィラーとを有する。また、空気入りタイヤは、一対のビード部の間でタイヤの骨格を形成するカーカスプライを備える。カーカスプライは平行に並べられた複数のプライコードがゴムで被覆されてシート状に形成されたものである。カーカスプライよりタイヤ径方向外側には複数のベルトが積層されている。ベルトは平行に並べられた複数のコードがゴムで被覆されてシート状に形成されたものである。さらに、ベルトよりタイヤ径方向外側にはベルト補強層が設けられ、ベルト補強層よりタイヤ径方向外側にはゴム製のトレッドが設けられている。トレッドの表面は接地面である。カーカスプライのタイヤ内側にはインナーライナーが設けられている。また、カーカスプライのタイヤ幅方向両側にはサイドウォールが設けられている。カーカスプライのタイヤ幅方向両側であって、ビード部よりタイヤ幅方向外側にあたる位置には、ゴムチェーファーが設けられている。ゴムチェーファーの上部はサイドウォールの下部と接している。ゴムチェーファーの表面にはリムが接する。

本実施形態のトレッドパターンを図１に示す。トレッドにはタイヤ周方向に伸びる複数（図１では４本）の主溝が設けられている。４本の主溝のうち、タイヤ幅方向内側の２本がセンター側主溝２０で、タイヤ幅方向外側の２本がショルダー主溝２１である。なお主溝には、タイヤ周方向に直線状に伸びるものはもちろんのこと、図１に示されているようなジグザグ状のものも含まれる。これらの主溝２０、２１に隔てられて、タイヤ周方向に伸びる複数の陸部が形成されている。２本のセンター側主溝２０に挟まれた陸部は、タイヤ赤道Ｅを有するセンター陸部２３である。センター陸部２３のタイヤ幅方向両側において、センター側主溝２０とショルダー主溝２１とに挟まれた陸部は、メディエイト陸部２４である。メディエイト陸部２４よりタイヤ幅方向外側において、ショルダー主溝２１と接地端２２とに挟まれた陸部は、ショルダー陸部３０である。

ここで接地端２２とは、空気入りタイヤが標準リムにリム組みされ正規内圧にされ正規荷重が負荷された状態での接地面のタイヤ幅方向端部のことである。ここで標準リムとはＪＡＴＭＡ、ＴＲＡ、ＥＴＲＴＯ等の規格に定められている標準リムのことである。また正規荷重とは前記規格に定められている最大荷重のことである。また正規内圧とは前記最大荷重に対応した内圧のことである。

ショルダー陸部３０にはタイヤ周方向に伸びる副溝３１が設けられている。副溝３１には、タイヤ周方向に直線状に伸びるものはもちろんのこと、図１に示されているようなジグザグ状のものも含まれる。副溝３１はセンター側主溝２０及びショルダー主溝２１よりも細く、その幅は３ｍｍ以下である。副溝３１の深さＬ２は、主溝以外の溝としては深く、例えばショルダー主溝２１の深さＬ１の２／３以上の深さである（図２参照）。なお、ショルダー主溝２１の深さＬ１及び副溝３１の深さＬ２とは、これらの溝の溝底から、後で述べるタイヤ基準プロファイル線Ｌまでの、タイヤ基準プロファイル線Ｌの法線方向の長さのことである。

この副溝３１はショルダー陸部３０の幅方向中心位置よりタイヤ幅方向内側に設けられている。図１では、ショルダー主溝２１がジグザグ状であるため、ショルダー陸部３０のタイヤ幅方向内側の端部３２もジグザグ状になっている。この場合のショルダー陸部３０の幅方向中心位置は、ショルダー陸部３０のタイヤ幅方向内側の端部３２のジグザグの中心線（ジグザグの振れ幅の中心を通るタイヤ周方向に伸びる直線）Ｚ１と、接地端２２との、タイヤ幅方向の中心位置である。副溝３１はこの中心位置よりタイヤ幅方向内側に設けられていれば良い。

また、図１では副溝３１がジグザグ状になっている。この場合は、副溝３１のジグザグの中心線（ジグザグの振れ幅の中心を通るタイヤ周方向に伸びる直線）Ｚ２が、ショルダー陸部３０の幅方向中心位置よりタイヤ幅方向内側に設けられていれば良い。

ショルダー陸部３０は、副溝３１よりタイヤ幅方向内側の内側部３４と、副溝３１よりタイヤ幅方向外側の外側部３５とに分けられる。ここで、内側部３４と外側部３５との境界を形成するのは、副溝３１であり、副溝３１のジグザグの中心線Ｚ２ではない。内側部３４のタイヤ幅方向内側の端部はショルダー陸部３０のタイヤ幅方向内側の端部３２と一致し、内側部３４のタイヤ幅方向外側の端部は副溝３１のタイヤ幅方向内側の端部と一致する。また、外側部３５のタイヤ幅方向内側の端部は副溝３１のタイヤ幅方向外側の端部と一致し、外側部３５のタイヤ幅方向外側の端部はショルダー陸部３０のタイヤ幅方向外側の端部（接地端２２）と一致する。

内側部３４のタイヤ幅方向の長さＤ１は、外側部３５のタイヤ幅方向の長さＤ２よりも短い。ここで長さＤ１、Ｄ２は次に述べるタイヤ基準プロファイル線Ｌに沿った長さのことである。なお長さＤ１は、実際の内側部３４のタイヤ幅方向の長さのことであり、前記中心線Ｚ１から前記中心線Ｚ２までの長さのことではない。また長さＤ２も、実際の外側部３５のタイヤ幅方向の長さのことであり、前記中心線Ｚ２から接地端２２までの長さのことではない。

ショルダー陸部３０には、副溝３１の他に、複数の横溝やサイプが設けられている。また、センター陸部２３及びメディエイト陸部２４にも、それぞれ、複数の横溝やサイプが設けられている。図１の場合は、センター陸部２３及びメディエイト陸部２４は、横溝２５、２６によって区切られて、ブロック２７、２８がタイヤ周方向に並んだブロック列となっている。

トレッドのショルダー陸部３０近傍でのタイヤ幅方向断面を図２に示す。なお、以下の説明における各部の長さ等は、前記標準リムにリム組みし内圧を２００ｋＰａとした状態でのものである。図２に示すように、ショルダー陸部３０のタイヤ幅方向断面においてタイヤ基準プロファイル線Ｌが設定される。タイヤ基準プロファイル線Ｌは、タイヤ幅方向断面上における、次の３点Ａ、Ｂ、Ｃを通る円弧上の線である。タイヤ幅方向内側の点Ａは、ショルダー主溝２１のタイヤ幅方向内側の側壁とメディエイト陸部２４の接地面とが交わる部分の点である。言い換えれば、点Ａは、メディエイト陸部２４の接地面のタイヤ幅方向外側の端部の点である。点Ａの隣の点Ｂは、ショルダー主溝２１のタイヤ幅方向外側の側壁とショルダー陸部３０の接地面とが交わる部分の点である。言い換えれば、点Ｂは、ショルダー陸部３０の接地面のタイヤ幅方向内側の端部の点である。点Ａと点Ｂとはショルダー主溝２１の溝底からの高さが等しく、その高さはショルダー主溝２１の深さＬ１と等しい。タイヤ幅方向外側の点Ｃは接地端２２における点である。ここで、ある点の溝底からの高さとは、ショルダー主溝２１の底部の法線方向への高さのことである。

ショルダー陸部３０は、タイヤ基準プロファイル線Ｌより、タイヤ基準プロファイル線Ｌの法線方向外側へ突出している。突出した結果として、ショルダー陸部３０の内側部３４及び外側部３５の接地面は次のようになっている。

ショルダー陸部３０の内側部３４において、接地面がタイヤ幅方向断面上で円弧の一部（曲率半径Ｒ１の曲線）を描いている。突出の高さ（すなわちタイヤ基準プロファイル線Ｌから接地面までのタイヤ基準プロファイル線Ｌの法線方向の長さ）は、副溝３１に近づくにつれ高くなっている。そして内側部３４の副溝３１側の端部に突出の頂点（すなわちタイヤ基準プロファイル線Ｌからその法線方向外側へ最も高く突出している点）Ｐ１が設けられている。

また、ショルダー陸部３０の外側部３５において、接地面がタイヤ幅方向断面上で円弧の一部（曲率半径Ｒ２の曲線）を描いている。突出の高さは、副溝３１に近づくにつれ高くなっている。そして外側部３５の副溝３１側の端部に突出の頂点（すなわちタイヤ基準プロファイル線Ｌからその法線方向外側へ最も高く突出している点）Ｐ２が設けられている。

そして、外側部３５の突出の頂点Ｐ２の突出高さＨ２が、内側部３４の突出の頂点Ｐ１の突出高さＨ１よりも高い。ここで頂点Ｐ１、Ｐ２の突出高さＨ１、Ｈ２とは、タイヤ基準プロファイル線Ｌから頂点Ｐ１、Ｐ２までの、タイヤ基準プロファイル線Ｌの法線方向の長さのことである。このような突出高さＨ１、Ｈ２の関係は、タイヤ幅方向断面上で成立していれば良い。内側部３４の突出の頂点Ｐ１の突出高さＨ１は、例えば０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である。

ここで、内側部３４の突出の頂点Ｐ１の突出高さＨ１、外側部３５の突出の頂点Ｐ２の突出高さＨ２、内側部３４のタイヤ幅方向の長さＤ１、外側部３５のタイヤ幅方向の長さＤ２は、次の関係式を満たすことが望ましい。
Ｄ２／Ｄ１ ≦ Ｈ２／Ｈ１ ≦ １．２×Ｄ２／Ｄ１
この関係式は、タイヤ幅方向断面上で成立していれば良い。つまり、本実施形態ではショルダー主溝２１及び副溝３１がジグザグ状であるため長さＤ１及び長さＤ２がタイヤ周方向の位置により異なるが、タイヤ周方向の各位置におけるタイヤ幅方向断面上で上記の関係式が成立していれば良い。

以上のように、本実施形態の空気入りタイヤでは、ショルダー陸部３０の幅方向中心よりタイヤ幅方向内側に副溝３１が設けられている。しかし、ショルダー陸部３０がタイヤ基準プロファイル線Ｌよりその法線方向外側へ突出しているため、副溝３１付近における接地圧の低下を抑えることができる。しかも、従来であればバックリング変形等により外側部３５の副溝３１付近における接地圧が低下し易いが、外側部３５の副溝３１側端部における突出高さＨ２が、内側部３４の副溝３１側端部における突出高さＨ１よりも高いため、外側部３５の副溝３１付近における接地圧の低下を抑えることができる。そのため本実施形態の空気入りタイヤは制動性能や操縦安定性能が良い。

特に本実施形態のように、ショルダー陸部３０の内側部３４でも外側部３５でも副溝３１側の端部に突出の頂点Ｐ１、Ｐ２を有する場合は、副溝３１付近における接地圧の低下を効果的に抑えることができる。

また、副溝３１の深さがショルダー主溝２１の深さの２／３以上の深さである場合は、ショルダー陸部３０が特にバックリング変形し易い。しかしそのような場合でも、上記の構成によりショルダー陸部３０の副溝３１付近における接地圧の低下を抑えることができる。

また、上記のように、内側部３４の突出の頂点Ｐ１の突出高さＨ１、外側部３５の突出の頂点Ｐ２の突出高さＨ２、内側部３４のタイヤ幅方向の長さＤ１、外側部３５のタイヤ幅方向の長さＤ２が、Ｄ２／Ｄ１ ≦ Ｈ２／Ｈ１ ≦ １．２×Ｄ２／Ｄ１ の関係を満たせば、突出高さＨ２が突出高さＨ１に対して高過ぎも低過ぎもせず、ショルダー陸部３０全体の接地圧が均一化する。

ここで、内側部３４の突出の頂点Ｐ１の突出高さＨ１が０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下の範囲内であれば、特にショルダー陸部３０全体の接地圧が均一化する。

本実施形態に対して、発明の要旨を逸脱しない範囲で、様々な変更、置換、省略等を行うことができる。例えば主溝の本数は複数であれば良く上記実施形態のように４本でなくても良い。またトレッドパターンは図１のものに限定されない。

表１に示す比較例及び実施例の空気入りタイヤの制動性能及び操縦安定性能を調べた。表１における内側部、外側部とは、上記実施形態におけるショルダー陸部３０の内側部３４、外側部３５に相当する部分のことである。表１における突出高さや溝の深さの定義は上記実施形態における定義と同じである。いずれの空気入りタイヤもサイズは２６５／６５Ｒ１７である。

比較例１の空気入りタイヤは、ショルダー陸部がタイヤ基準プロファイル線Ｌより突出していない空気入りタイヤである。比較例２の空気入りタイヤは、内側部の副溝側端部（すなわち突出の頂点のある部分）での突出高さＨ１と外側部の副溝側端部での突出高さＨ２とが等しい空気入りタイヤである。比較例３の空気入りタイヤは、内側部の副溝側端部での突出高さＨ１が外側部の副溝側端部での突出高さＨ２よりも高い空気入りタイヤである。実施例１及び実施例２の空気入りタイヤは上記実施形態の空気入りタイヤである。

評価方法は次の通りである。
制動性能（ドライ）：乾燥路面において、空気入りタイヤを装着した車両を１００ｋｍ／ｈで走行させ、これに制動力をかけてＡＢＳを作動させ、制動距離を測定してその逆数を求めた。そして測定結果を指数化した。指数は比較例１の指数を１００として相対化されており、指数が大きいほど制動性能に優れていることを意味している。
操縦安定性能（ドライ）：ドライバーが、乾燥路面において直進走行やコーナリング走行を行い、１〜７の７段階で官能評価した。数値が大きいほど操縦安定性に優れていることを意味している。

結果は表１の通りである。実施例１及び実施例２の空気入りタイヤは制動性能及び操縦安定性能に優れていることが確認できた。

Ｅ…タイヤ赤道、Ｌ…タイヤ基準プロファイル線、Ｚ１、Ｚ２…ジグザグの中心線、
２０…センター側主溝、２１…ショルダー主溝、２２…接地端、２３…センター陸部、２４…メディエイト陸部、２５…横溝、２６…横溝、２７…ブロック、２８…ブロック、３０…ショルダー陸部、３１…副溝、３２…ショルダー陸部３０のタイヤ幅方向内側の端部、３４…内側部、３５…外側部

Claims (3)

1. タイヤ周方向に伸びる複数の主溝が設けられ、それらのうちタイヤ幅方向外側のショルダー主溝と接地端との間のショルダー陸部に、その幅方向中心よりタイヤ幅方向内側においてタイヤ周方向に伸びる副溝が設けられ、前記ショルダー陸部が前記副溝よりタイヤ幅方向内側の内側部と前記副溝よりタイヤ幅方向外側の外側部とに分けられた空気入りタイヤにおいて、
   前記ショルダー陸部がタイヤ幅方向断面上のタイヤ基準プロファイル線よりその法線方向外側へ突出し、前記外側部の前記副溝側端部における突出高さが、前記内側部の前記副溝側端部における突出高さよりも高く、
   前記内側部の前記副溝側端部における突出高さをＨ１、前記外側部の前記副溝側端部における突出高さをＨ２とし、前記内側部のタイヤ基準プロファイル線に沿った長さをＤ１、前記外側部のタイヤ基準プロファイル線に沿った長さをＤ２とすると、
   Ｄ２／Ｄ１ ≦ Ｈ２／Ｈ１ ≦ １．２×Ｄ２／Ｄ１
   となることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記副溝の深さが前記ショルダー主溝の深さの２／３以上の深さである、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記内側部の前記副溝側端部における突出高さが０．２ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
   

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