JP6667281B2 - 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。

トレッド部にタイヤ周方向に延びる複数の主溝が設けられ、２本の主溝に挟まれた陸部を有する空気入りタイヤが知られている。この空気入りタイヤにおいて、特許文献１〜３に記載されているように、陸部を従来のものよりもタイヤ径方向外側へ突出させることが提案されている。その突出の頂点の位置は、特許文献１ではタイヤ幅方向の中心側にあり、特許文献２では車両装着時の内側にあり、特許文献３では陸部のエッジ部にある。

特開２０１３−１８９１２１号公報 特開２００５−２６３１８０号公報 特開２０１０−１２９７８号公報

ところで、２本の主溝に挟まれた陸部の一方側の側壁面と他方側の側壁面とで、陸部の基準プロファイル線の法線方向に対する傾斜角が異なる空気入りタイヤが存在する。この空気入りタイヤが接地すると、陸部のうち前記傾斜角が大きい方のエッジ部付近の接地圧が他方のエッジ部付近の接地圧よりも高くなり、陸部の接地圧分布が不均一になることが知られている。陸部の接地圧分布が不均一になると、操縦安定性や転がり抵抗に悪影響が出る。

そこで本発明は、陸部の一方側の側壁面と他方側の側壁面とで、陸部の基準プロファイル線の法線方向に対する傾斜角が異なる空気入りタイヤであって、陸部の接地圧分布の不均一性が解消されたものを提供することを課題とする。

本実施形態の空気入りタイヤは、トレッド部にタイヤ周方向に延びる２本の主溝に挟まれた陸部を少なくとも２つ有し、それぞれの前記陸部において、前記陸部の一方側の側壁面と他方側の側壁面とで、前記陸部の基準プロファイル線の法線方向に対する傾斜角が異なる空気入りタイヤにおいて、それぞれの前記陸部において、前記陸部全体が前記陸部の基準プロファイル線よりタイヤ径方向外側へ突出し、その突出の頂点が、前記陸部の幅方向の中心位置よりも、前記傾斜角が小さい方の側壁面側にあり、前記陸部ごとに、一方側の側壁面の前記傾斜角と他方側の側壁面の前記傾斜角との差が異なり、一方側の側壁面の前記傾斜角と他方側の側壁面の前記傾斜角との差が大きい陸部ほど、突出の頂点から陸部の幅方向中心位置までの距離が大きく、突出の高さも大きいことを特徴とする。

本実施形態の空気入りタイヤでは、一方側の側壁面と他方側の側壁面とで傾斜角が異なる陸部が基準プロファイル線よりタイヤ径方向外側へ突出し、その突出の頂点が傾斜角の小さい方の側壁面側にあることにより、接地圧分布の不均一性が解消されている。

本実施形態の空気入りタイヤ１０の幅方向断面図。 メディエイト陸部３２の幅方向断面図。 （ａ）比較例１のメディエイト陸部１３２の幅方向断面図。（ｂ）比較例２のメディエイト陸部２３２の幅方向断面図。

本実施形態の空気入りタイヤ１０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。

図１に示す本実施形態の空気入りタイヤ１０はトレッド部２０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１０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１０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部２０が設けられている。トレッド部２０の表面は接地面１４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１２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１２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。

図１に示すようにトレッド部２０にはタイヤ周方向に延びる４本の主溝２１、２２、２３、２４が設けられている。そして、タイヤ幅方向中央側の２本の主溝２２、２３に挟まれたセンター陸部３０と、タイヤ幅方向中央左側の主溝２２とタイヤ幅方向左側の主溝２１とに挟まれた左側のメディエイト陸部３１と、タイヤ幅方向中央右側の主溝２３とタイヤ幅方向右側の主溝２４とに挟まれた右側のメディエイト陸部３２と、タイヤ幅方向両側の主溝２１、２４よりタイヤ幅方向外側のショルダー陸部３３、３４とが形成されている。センター陸部３０及びメディエイト陸部３１、３２は、例えば、横溝で分断されることなくタイヤ周方向に連続するリブである。

図１の左側のメディエイト陸部３１及び右側のメディエイト陸部３２では、一方側の側壁面と他方側の側壁面とで、基準プロファイル線Ｌの法線方向に対する傾斜角（以下単に「傾斜角」と言う場合がある）が異なっている。そして、陸部全体が基準プロファイル線Ｌよりタイヤ径方向外側へ突出し、その突出の頂点が傾斜角が小さい方の側壁面側に寄っている。

まず図２に示す右側のメディエイト陸部３２について説明する。メディエイト陸部３２は左側の側壁面４１と、右側の側壁面４２と、接地面１４とにより形成されている。左側の側壁面４１はメディエイト陸部３２の左側の主溝２３を形成する面でもあり、右側の側壁面４２はメディエイト陸部３２の右側の主溝２４を形成する面でもある。このメディエイト陸部３２において、左側の側壁面４１の傾斜角αが、右側の側壁面４２の傾斜角βよりも大きくなっている。ここで傾斜角とは、メディエイト陸部３２の基準プロファイル線Ｌの法線方向に対する傾斜角のことである。

なお陸部の基準プロファイル線Ｌはタイヤ幅方向断面上で次のように定義される（図１参照）。まず、タイヤ赤道を有する陸部であるセンター陸部３０においては、センター陸部３０の幅方向の両エッジｃ、ｄと、これらと対向するメディエイト陸部３１、３２のエッジｂ、ｅを求め、エッジｂ、ｃ、ｄを通る円弧とエッジｃ、ｄ、ｅを通る円弧のうち、曲率半径の大きい方の円弧を基準プロファイル線Ｌとする。

またタイヤ赤道よりもタイヤ幅方向外側にある陸部（当該陸部とする）においては、当該陸部の両エッジと、当該陸部から見てタイヤ赤道側にある陸部における当該陸部側のエッジとを通る円弧を基準プロファイル線Ｌとする。具体的には、左側のメディエイト陸部３１においては、メディエイト陸部３１の幅方向の両エッジａ、ｂと、センター陸部３０のメディエイト陸部３１側のエッジｃを求め、エッジａ、ｂ、ｃを通る円弧を基準プロファイル線Ｌとする。また右側のメディエイト陸部３２においては、メディエイト陸部３２の幅方向の両エッジｅ、ｆと、センター陸部３０のメディエイト陸部３２側のエッジｄを求め、エッジｄ、ｅ、ｆを通る円弧を基準プロファイル線Ｌとする。

そして、メディエイト陸部３２全体（ただし両エッジｅ、ｆを除く）が基準プロファイル線Ｌよりタイヤ径方向外側へ突出している。基準プロファイル線Ｌより突出している部分は山型となっている。そのため、基準プロファイル線Ｌからその法線方向に最も高く突出した点である突出の頂点４４が存在する。

突出の頂点４４は、メディエイト陸部３２の幅方向の中心位置４６よりも、傾斜角が小さい方の側壁面である右側の側壁面４２側に寄っている。なお、図２の形態とは異なるが左側の側壁面４１の方が傾斜角が小さい場合は、突出の頂点４４は左側の側壁面４１側に寄ることになる。

図２の形態において、突出の頂点４４とメディエイト陸部３２の幅方向の中心位置４６との基準プロファイル線Ｌに沿った距離をＸ（ｍｍ）、メディエイト陸部３２の幅（エッジｅ、ｆ間の基準プロファイル線Ｌに沿った長さ）をＷ（ｍｍ）、左側の側壁面４１の傾斜角をα（度）、右側の側壁面４２の傾斜角をβ（度）、係数をｔとすると、
式１：Ｘ＝ｔ×（Ｗ／２）×（α−β）／（α＋β） （ただし０．８≦ｔ≦１．２）
の関係が成立することが望ましい。式１に従えば、左側の側壁面４１の傾斜角αと右側の側壁面４２の傾斜角βとの差が大きいほど距離Ｘが大きくなる。なお係数ｔは任意に設定される。

また、突出の頂点４４の高さ（正確には突出の頂点４４の基準プロファイル線Ｌからその法線方向への高さ）をＹ（ｍｍ）、係数をｕとすると、
式２：Ｙ＝ｕ×０．５ｍｍ×｛１−（β／α）｝ （ただし０．８≦ｕ≦１．２）
の関係が成立することが望ましい。式２に従えば、右側の側壁面４２の傾斜角βが左側の側壁面４１の傾斜角αに対して小さいほど、突出の頂点４４の高さＹが大きくなる。なお係数ｕは任意に設定される。例えば係数ｕが１．０の場合は、突出の頂点４４の高さＹは０．５ｍｍを越えない。

ところで、左右の側壁面４１、４２の傾斜角α、βが僅かでも異なる場合に、メディエイト陸部３２を突出させ突出の頂点４４を傾斜角が小さい方の側壁面４２側に寄らせても良い。また、左右の側壁面４１、４２の傾斜角α、βの差が一定以上の場合に限って、メディエイト陸部３２を突出させ突出の頂点４４を傾斜角が小さい方の側壁面４２側に寄らせても良い。好ましくは、左右の側壁面４１、４２の傾斜角α、βの差が３度以上の場合に、メディエイト陸部３２を突出させ突出の頂点４４を傾斜角が小さい方の側壁面４２側に寄らせる。

次に左側のメディエイト陸部３１について簡単に説明する。左側のメディエイト陸部３１も、左側の側壁面５１と右側の側壁面５２と接地面１４とにより形成されている。右側の側壁面５２の傾斜角は、左側の側壁面５１の傾斜角よりも大きくなっている。傾斜角及び基準プロファイル線の定義は上記の通りである。そして、メディエイト陸部３１全体が基準プロファイル線よりタイヤ径方向外側へ突出しており、その突出の頂点が、メディエイト陸部３１の幅方向の中心位置よりも、傾斜角が小さい方の側壁面である左側の側壁面５１側に寄っている。詳細については右側のメディエイト陸部３２と同様である。

ここで、右側のメディエイト陸部３２における左右の側壁面４１、４２の傾斜角の差と、左側のメディエイト陸部３１における左右の側壁面５１、５２の傾斜角の差とが異なる場合は、左右の側壁面の傾斜角の差がより大きい方のメディエイト陸部において、他方のメディエイト陸部よりも、前記距離Ｘや前記高さＹを大きくしても良い。そのためには、例えば、メディエイト陸部３１及びメディエイト陸部３２において前記距離Ｘや前記高さＹを決定するにあたり、前記係数ｔや前記係数ｕを２つのメディエイト陸部３１、３２に関して同じ値として、式１や式２の計算を行う。

なお、センター陸部３０では、左側の側壁面５４と右側の側壁面５５とで傾斜角が同じである。このように左右の側壁面の傾斜角に差が無い陸部は、基準プロファイル線よりタイヤ径方向外側へ突出していても良いし、突出していなくても良い。

以上のように、メディエイト陸部３１、３２において右側の側壁面と左側の側壁面とで傾斜角が異なるため、そのままでは、傾斜角が小さい側壁面側のエッジ部付近の接地圧が、傾斜角が大きい側壁面側のエッジ部付近の接地圧よりも低くなり、接地圧分布に不均一性が生じる。しかし本実施形態の空気入りタイヤ１０では、メディエイト陸部３１、３２が基準プロファイル線よりタイヤ径方向外側へ突出し、突出の頂点が傾斜角が小さい方の側壁面側にあるため、それに起因して傾斜角が小さい側壁面側のエッジ部付近の接地圧が高くなっている。その結果、メディエイト陸部３１、３２において、これらの幅方向の両エッジ部付近の接地圧の均衡が取れ、接地圧分布の不均一性が解消されている。

ここで、左右の側壁面の傾斜角の差が大きいほど、基準プロファイル線Ｌよりタイヤ径方向外側への突出が無いメディエイト陸部では接地圧分布の不均一性が大きくなる。しかし、メディエイト陸部３１、３２が基準プロファイル線Ｌよりタイヤ径方向外側へ突出し、突出の頂点とメディエイト陸部３１、３２の幅方向の中心位置との距離Ｘが、上記の式１に従って左右の側壁面の傾斜角の差に応じて長くなっていれば、左右の側壁面の傾斜角の差から生じる接地圧分布の不均一性が上手く解消される。

また、突出の頂点の高さＹが、上記の式２に従って左右の側壁面の傾斜角の差に応じて高くなっていれば、左右の側壁面の傾斜角の差から生じる接地圧分布の不均一性が上手く解消される。また、突出の頂点の高さＹは上記の式２に従っていれば最大でも０．５ｍｍ前後となるため、突出の頂点の高さＹが高すぎることにより却って接地圧分布の不均一性が生じることを防ぐことができる。

また、左右の側壁面の傾斜角の差が３度以上の場合は、そのままでは特にメディエイト陸部３１、３２の接地圧分布の不均一性が生じ易いため、メディエイト陸部３１、３２が基準プロファイル線Ｌよりタイヤ径方向外側へ突出し、突出の頂点が傾斜角の小さい方の側壁面側にあることの効果が大きい。

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４本に限定されず複数本であれば良い。従って２本の主溝に挟まれた陸部の数は３つに限定されない。また、２本の主溝に挟まれたいずれの陸部においても、一方側の側壁面と他方側の側壁面とで傾斜角が異なる場合は、上記実施形態におけるメディエイト陸部３１、３２と同様に突出させることができる。複数の陸部を突出させる場合は、一方側の側壁面と他方側の側壁面との傾斜角の差が大きい陸部ほど、突出の頂点と陸部の幅方向中心位置との距離や突出の高さを大きくしても良い。

表１に示す比較例及び実施例の空気入りタイヤの操縦安定性及び転がり抵抗を評価した。いずれの空気入りタイヤにおいても、メディエイト陸部の左右の側壁面の傾斜角に差があり、左側の側壁面の傾斜角が１５度、右側の側壁面の傾斜角が８度であった。またいずれのメディエイト陸部も幅が２２ｍｍであった。またいずれのメディエイト陸部も全体が基準プロファイル線よりタイヤ径方向外側へ突出しており、突出の頂点が存在した。

図３（ａ）に示す比較例１の空気入りタイヤでは、突出の頂点１４４の位置がメディエイト陸部１３２の幅方向中心位置であり、突出の頂点１４４の高さが左右の側壁面の傾斜角の差と無関係の５ｍｍ以下の固定値であった。比較例２の空気入りタイヤでは、メディエイト陸部２３２における突出の頂点２４４の位置が傾斜角の小さい側壁面側のエッジであり、突出の頂点２４４の高さが左右の側壁面の傾斜角の差と無関係の５ｍｍ以下の固定値であった。実施例１の空気入りタイヤでは、突出の頂点の位置が上記の式１に従った位置であり、突出の頂点の高さが上記の式２に従った高さであった。

評価にあたっては空気入りタイヤを適正空気圧とし適正リムに装着した。ここで適正空気圧及び適正リムとは、ＪＡＴＭＡ、ＴＲＡ、ＥＴＲＴＯ等の規格に定められている内圧及び標準リムのことである。操縦安定性については、空気入りタイヤを車両に組み付け、ドライバーが運転してフィーリング評価した。そして評価結果を指数化した。指数が大きいほど操縦安定性が良いことを意味している。転がり抵抗については、転がり抵抗試験機を用いて転がり抵抗係数を測定した。そしてその結果を指数化した。指数が小さいほど転がり抵抗が良いことを意味している。

結果は表１の通りである。上記実施形態に含まれる実施例１では、操縦安定性、転がり抵抗共に比較例１より良かった。これは、比較例１の空気入りタイヤではメディエイト陸部１３２の接地圧分布に不均一性があるのに対し、実施例１の空気入りタイヤではこの接地圧分布の不均一性が解消されたためであると考えられる。一方比較例２では、操縦安定性、転がり抵抗共に比較例１より悪かった。この原因の１つは、メディエイト陸部２３２の左右のエッジでタイヤ周方向への接地長の差が大きくなったことだと考えられる。

Ｌ…基準プロファイル線
１０…空気入りタイヤ、１２…サイドウォール、１４…接地面、２０…トレッド部、２１、２２、２３、２４…主溝、３０…センター陸部、３１、３２…メディエイト陸部、３３、３４…ショルダー陸部、４１、４２…側壁面、４４…頂点、４６…中心位置、５１、５２、５４、５５…側壁面、１３２…メディエイト陸部、１４４…頂点、２３２…メディエイト陸部、２４４…頂点

Claims (3)

1. トレッド部にタイヤ周方向に延びる２本の主溝に挟まれた陸部を少なくとも２つ有し、それぞれの前記陸部において、前記陸部の一方側の側壁面と他方側の側壁面とで、前記陸部の基準プロファイル線の法線方向に対する傾斜角が異なる空気入りタイヤにおいて、
   それぞれの前記陸部において、前記陸部全体が前記陸部の基準プロファイル線よりタイヤ径方向外側へ突出し、その突出の頂点が、前記陸部の幅方向の中心位置よりも、前記傾斜角が小さい方の側壁面側にあり、
   前記陸部ごとに、一方側の側壁面の前記傾斜角と他方側の側壁面の前記傾斜角との差が異なり、
   一方側の側壁面の前記傾斜角と他方側の側壁面の前記傾斜角との差が大きい陸部ほど、突出の頂点から陸部の幅方向中心位置までの距離が大きく、突出の高さも大きい、
   空気入りタイヤ。
2. 前記突出の頂点と前記陸部の幅方向の中心位置との距離をＸ（ｍｍ）、前記陸部の幅をＷ（ｍｍ）、前記傾斜角が大きい方の側壁面の前記傾斜角をα（度）、前記傾斜角が小さい方の側壁面の前記傾斜角をβ（度）、係数をｔとすると、
   Ｘ＝ｔ×（Ｗ／２）×（α−β）／（α＋β） （ただし０．８≦ｔ≦１．２）
   が成立する、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記突出の頂点の前記陸部の基準プロファイル線からの高さをＹ（ｍｍ）、前記傾斜角が大きい方の側壁面の前記傾斜角をα（度）、前記傾斜角が小さい方の側壁面の前記傾斜角をβ（度）、係数をｕとすると、
   Ｙ＝ｕ×０．５ｍｍ×｛１−（β／α）｝ （ただし０．８≦ｕ≦１．２）
   が成立する、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。

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