JP2006082735A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 幅広い水量条件に対応可能な安定したグリップ性能を確保することで、ウェット条件での操縦安定性に優れた競技用タイヤとして好適な空気入りタイヤ、特にはレーシングカート用の空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】 センター領域およびショルダー領域の双方において周方向に連続する広幅主溝を有しない空気入りタイヤである。タイヤ赤道を略中心として左右両側に略釣鐘状に展開し、所定の傾斜角度、溝幅および溝深さを有する釣鐘状広幅主溝２を有し、周方向に隣接する釣鐘状広幅主溝２同士は、タイヤ赤道上での間隔（ｄ１）および両釣鐘状広幅主溝２が最近接する最近接陸部幅（ｄ２）に関して所定の関係を有し、かつセンター領域のネガティブ率が５０〜８０％である。
【選択図】 図１

Description

本発明は空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」とも称する）に関し、詳しくは、競技用、特にはレーシングカート用に好適な、ウェット時の操縦安定性を改良した空気入りタイヤに関する。

一般に、レーシングカート用等の競技用ウェットタイヤにおいては、安全性を第一として、路面上に水量が多いときのグリップ安定性を重視したトレッドパターンが採用されている。しかし、このようなトレッドパターンでは、天候の変化により水量が少なくなると、パターンブロックの剛性不足からコーナーでの横滑りが大きくなり、性能低下が見られるという難点がある。

特に、レーシングカート用タイヤでは、荷重が軽いことから、従来よりフロントタイヤについては４本、リアタイヤについては５本の周方向に連続する主溝を基本とする細かいブロックパターンが多く採用されているため、やはり水量が少なくなると、ブロックの剛性不足の現象や、ショルダーブロックの摩耗の進行によるコーナリング時の発生横力の低下から、横滑りが大きくなるという顕著な性能低下が見られる。

一方、水量の少ないときを重視して大きめのブロックパターンを採用すると、限られた接地面積内での溝面積が減少して、水量の多い条件ではハイドロプレーニング現象が起こりやすくなり、操縦安定性の低下を招いてしまう結果となる。従って、路面上の水量が変わりやすいウェット条件用のタイヤにおいては、幅広い水量条件で如何に安定したグリップ性能を発揮させるかが、大きな課題となっている。

空気入りタイヤのトレッドパターンの改良に係る技術としては、例えば、特許文献１に、トレッド周方向に延びる周方向溝と、斜め上方に延在する幅方向溝を設けて、幅方向溝を所定の第１の溝と第２の溝とにより構成することで、優れたグリップ性能と、高速旋回走行時の高い路面グリップ力とを確保するとともに、耐偏摩耗性の向上を図った空気入りタイヤが記載されている。また、特許文献２には、周方向に対して所定の低傾斜角度と高傾斜角度とを夫々有する２種類の方向性傾斜溝が配置されたトレッドパターンを備えた空気入りタイヤが記載されている。さらに、特許文献３には、舗装面および路上外の広範な用途を有する空気入りタイヤのトレッドを実現するために、位置合わせされている拡張された面取り部を、所定の条件で配置する技術が記載されている。
特開平５−３３８４１５号公報（特許請求の範囲等） 特開平９−２２６３２２号公報（特許請求の範囲等） 特開２００２−１０３９２０号公報（特許請求の範囲等）

上述のように、ウェット条件において使用される空気入りタイヤのトレッドパターンの改良に関しては、これまでに種々検討されてきているが、さらなる性能向上の要請から、より操縦安定性を向上した空気入りタイヤが求められている。

特に、レーシングカートのウェットタイヤにおいては、前述のように、従来、フロントタイヤでは４本の周方向主溝、リアタイヤでは５本の周方向主溝で構成されるブロックパターンが一般的であり、その問題点として、水量が少なくなると装着イン側のブロックの摩耗が早くなり、横力発生の低下やブレーキ力の低下を招いてしまうという点がある。その対応としてはブロックを大きくすることが挙げられるが、従来の周方向主溝を基調とするブロックパターンの延長では、荷重の軽いレーシングカート用タイヤの限られた接地面積内における溝面積を減らす結果となり、ハイドロプレーニング現象が起こりやすくなる問題や、周方向主溝に沿った偏摩耗の発生を防ぐまでには至らなかった。

そこで本発明の目的は、トレッドパターンを改良することにより、幅広い水量条件に対応可能な安定したグリップ性能を確保することで、ウェット条件での操縦安定性に優れた競技用タイヤとして好適な空気入りタイヤ、特にはレーシングカート用の空気入りタイヤを提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討した結果、下記構成とすることにより、排水性を損なうことなく、かつ、水量が少ない条件においても、横力低下の原因となるショルダー部のパターン剛性や耐摩耗性の低下を防止することができ、水量の多い条件から少ない条件まで、安定した運動性能を発揮させることが可能となることを見出して、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明の空気入りタイヤは、４．５−５インチのリムに組み、内圧１００ｋＰａを充填し、荷重７８４Ｎを負荷した際のタイヤ接地幅をＴＷ₈₀としたとき、ＴＷ₈₀×３５％を占めるセンター領域とその両側ショルダー領域とを有し、センター領域およびショルダー領域の双方において周方向に連続する広幅主溝を有しない空気入りタイヤであって、
タイヤの正面視で、タイヤ赤道を略中心として左右両側に略釣鐘状に展開し、周方向に対する傾斜角度がセンター領域で９０°〜１０°、ショルダー領域で１０°〜９０°であり、溝幅がＴＷ₈₀×７〜１３％、溝深さがトレッドゴム厚み（Ｇｔ）×６５〜９０％である釣鐘状広幅主溝を有し、
周方向に隣接する前記釣鐘状広幅主溝同士は、タイヤ赤道上での間隔（ｄ１）がタイヤ周長×４．０〜５．５％であり、両釣鐘状広幅主溝が最近接する最近接陸部幅（ｄ２）が１．５ｍｍ以上である関係を有し、かつ、
センター領域のネガティブ率が５０〜８０％であることを特徴とするものである。

本発明によれば、周方向主溝を実質的に減らすために釣鐘状広幅主溝を基調とするパターンを採用するとともに、摩耗の激しいショルダー部から周方向主溝をなくすことにより、溝面積を確保しつつ、耐摩耗性の大幅な向上を図ることができ、その結果、水量が多い条件でのハイドロプレーニング性と、水量が少ない条件での耐摩耗性との両性能の改善を達成して、水量の増減によらず安定した操縦安定性を発揮することができる空気入りタイヤを実現することが可能となった。

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１（ａ）に、本発明の一好適例の空気入りタイヤのトレッドパターンを示す。本発明のタイヤは、４．５−５インチのリムに組み、内圧１００ｋＰａを充填し、荷重７８４Ｎを負荷した際のタイヤ接地幅をＴＷ₈₀としたとき、ＴＷ₈₀×３５％を占めるセンター領域Ｃと、その両側ショルダー領域Ｓとを有する。

図示するように、本発明においてはまず、水量の少ないときのショルダー部の摩耗を低減するために、ショルダー領域Ｓに周方向に連続する広幅主溝を設けないことが必要であり、かつ、センター領域Ｃにおいても周方向に連続する広幅主溝を設けない。従って、これにより低下することが予想される水量の多い条件での排水性を、釣鐘状広幅主溝２と、第１、第２の副溝（ｇｒ１、ｇｒ２）との採用により確保している。本発明において十分な排水性を確保するためには、釣鐘状広幅主溝２を設けることが必須であり、第１、第２の副溝（ｇｒ１、ｇｒ２）を補助的に設けることで、より良好な排水性を得ることができる。

釣鐘状広幅主溝２は、図示するように、タイヤの正面視で、タイヤ赤道ＣＬを略中心として左右両側に略釣鐘状に展開し、周方向に対する傾斜角度がセンター領域で９０°〜１０°、好適には７５°〜１５°、ショルダー領域で１０°〜９０°、好適には１５°〜９０°であって、溝幅がＴＷ₈₀×７〜１３％、好適にはＴＷ₈₀×９〜１１％、溝深さがトレッドゴム厚み（Ｇｔ）×６５〜９０％、好適には（Ｇｔ）×７０〜８３％である。排水性を考えた場合には、特に、釣鐘状広幅主溝２の溝幅および溝深さが、これらの範囲を満足することが重要となる。但し、この釣鐘状広幅主溝２が大きすぎても、限られた接地面積の中で溝面積が大きくなり過ぎて、路面との接地部の減少により、十分な発生力が得られなくなってしまう。

また、フロントに装着されたタイヤでは、操舵に対する反応の良いものがドライバーにとって運転のしやすいものとなる。特に小舵角時の反応の良さを出すためには、センター領域Ｃに周方向に連続する広幅主溝を設けず、センター陸部３を設けることが必須である。かかるセンター陸部３は、周方向に隣接する釣鐘状広幅主溝２によりセンター領域において形成される。このセンター陸部３のタイヤ赤道ＣＬ上での間隔、即ち、周方向に隣接する釣鐘状広幅主溝２同士のタイヤ赤道ＣＬ上での間隔（ｄ１）は、タイヤ周長×４．０〜５．５％、好適には、４．２〜５．０％とする。この間隔（ｄ１）がタイヤ周長の４．０％より小さくなると、操舵に対する反応が悪くなり、タイヤ周長の５．５％より大きくなると、排水性のための溝部を確保することが難しくなる。

一方、周方向に隣接する釣鐘状広幅主溝２同士は、図示するように、センター領域とショルダー領域との中間領域において最接近することになるが、両釣鐘状広幅主溝２が接近しすぎると、この最近接部近傍の陸部の剛性が低下して、耐摩耗性が悪化してしまう。そのため、両釣鐘状広幅主溝２が最近接する最近接陸部幅（ｄ２）については、１．５ｍｍ以上を確保することが必要であり、好適には２〜３ｍｍである。

本発明に係るパターンでは、ショルダー部の耐摩耗性改善のためにショルダー領域に周方向に連続する広幅主溝を設けないため、その分センター領域での排水性が重要になってくる。水量の多い条件でハイドロプレーニングの発生がない排水性を確保するためには、センター領域のネガティブ率として５０％以上が必要である。その一方、ネガティブ率が８０％を超えて高くなると、センター領域の陸部が減少しすぎて発生力や耐摩耗性の低下を招くことになる。従って本発明においては、センター領域のネガティブ率が５０〜８０％であることが必要であり、好ましくはネガティブ率６０〜７２％である。

また、図示するように、隣接する釣鐘状広幅主溝２の最近接部近傍の陸部は、幅の細い形状となるために、耐摩耗性に関して問題が生じない程度の幅を確保することが好ましい。かかる観点から、少なくとも前記最近接陸部近傍においては、釣鐘状広幅主溝２の接地先着側の頂部（Ｒ０）において連なる屈曲部の曲率半径（Ｒ１）を３５ｍｍ以下とし、釣鐘状広幅主溝２の接地後着側の底部の曲率半径（Ｒ２）を８０ｍｍ以下とすることが好適である。

周方向に隣接する釣鐘状広幅主溝２の最近接陸部には、排水性を向上するために、両釣鐘状広幅主溝２間に連通する第１の副溝（ｇｒ１）を配置することが好ましい。図１（ｂ）に、この第１の副溝（ｇｒ１）の拡大断面図を示す。かかる第１の副溝（ｇｒ１）には、隣接する釣鐘状広幅主溝２間で排水の流れを生じさせるだけのボリュームが必要である。かかる観点から、第１の副溝（ｇｒ１）は、図示するように、断面略流線形であって円弧放物線状に陸部高さが漸減する形状を有し、少なくとも踏面部から主溝深さの２０％までの間において、溝幅が主溝幅×８０〜２００％であり、かつ、溝深さが主溝深さ×６０〜１００％であることが好ましい。但し、溝幅が大きすぎるとセンター陸部３での発生力低下につながるため、溝幅は主溝幅の２００％までに抑えることが好ましい。

また、周方向に隣接する釣鐘状広幅主溝２によりショルダー領域に形成されるショルダー陸部４には、ショルダー部の大きな陸部の下に入り込む水膜を切り、排水するために、少なくとも１本の第２の副溝（ｇｒ２）を配置することが好ましく、これにより、ショルダー陸部４は図示するような略フォーク先端形状を呈する。かかる第２の副溝（ｇｒ２）には、縦、横両方向に安定したグリップを得るために、溝幅が主溝幅×１５〜６０％であり、かつ、溝深さが主溝深さ×３０〜１００％である程度のボリュームが必要である。但し、この第２の副溝（ｇｒ２）が大きすぎるとショルダー陸部４の接地面積が減り、また、剛性も弱くなって横方向の発生力低下につながるため、溝幅は主溝幅の６０％までに抑えることが好ましい。なお、第２の副溝（ｇｒ２）は、ショルダー陸部４に要求される剛性に応じて、ショルダー端に開口していてもよく、また非開口であってもよく、いずれの場合においても、本発明の所期の効果は問題なく得ることができる。この第２の副溝（ｇｒ２）と釣鐘状広幅主溝２との間には、図示するように、適宜径方向サイプ溝６を設けることができる。

さらに、前記センター陸部３の略中央には、センター陸部３の下に入り込む水膜を切り、排水するために、両釣鐘状広幅主溝２に通じる径方向サイプ溝５を配置することが好ましい。但し、この径方向サイプ溝５が大きすぎるとセンター陸部３の剛性が不足して操舵に対する応答性が悪化するため、かかる径方向サイプ溝５は、センター陸部３のブロックの大きさに応じ、溝幅を０．５〜２ｍｍ、溝深さを主溝深さ×３０〜８０％とすることが好ましい。

本発明の空気入りタイヤは、前述したように、競技用タイヤ、特には、レーシングカート用フロントタイヤに好適であり、レーシングカートのウェット時に、フロントに装着して用いた場合に、最も効果的である。

以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
下記の表１中に示す条件にて、実施例の空気入りタイヤを作製し、各タイヤをカートに装着して、実車性能テストを実施した。実施例の供試タイヤ（図２（ａ））はフロントに装着し、リアタイヤ（図２（ｂ））には、組み合わせに適合するスペックを使用した。また、従来例として、下記の表１中に合わせて示す条件のフロントタイヤ（図３（ａ））と、組み合わせに適合するスペックのリアタイヤ（図３（ｂ））とを用いて、実施例との比較を行った。

（１）実車性能テストの試験条件
ａ．テストコース：菅生国際カートコースの一部に散水して、ウェット条件にして走行を行った。
ｂ．コースの一部には水量を多くして、排水性を評価できるようにして走行を行った。
ｃ．走行車両：カート ＦＡクラス車両およびエンジン
ｄ．評価ドライバー：カートの国際競技ライセンス取得ドライバー
ｅ．使用リム：（フロント）４．５−５、（リア）７．０−５
ｆ．使用内圧：（フロント）１００ｋＰａ、（リア）１００ｋＰａ

（２）走行結果
ａ．ラップタイムと摩耗
実施例および従来例夫々のタイヤを、平均ラップタイムおよびショルダー摩耗について評価した結果を、下記の表２中に示す。

ｂ．水量の多い場所でのフィーリング評価
従来例のタイヤでは、水量の多い場所での空転時間が長く、また、ハンドルを取られたが、実施例のタイヤではグリップ感が強く、安定していて良好であった。

ｃ．水量が中〜少量の場所でのフィーリング評価
実施例のタイヤでは、従来例対比ラフに動かしてもコントロールしやすくなった。また、ブレーキングから振った瞬間リアが安定しており、フロントもよりハンドルが切れるようになって、運転しやすく良好であった。

ｄ．総合評価
実施例のタイヤでは、水量によらず従来例のタイヤよりも安定したグリップがあり、運転しやすく、速いタイムで走行でき、良好な結果が得られた。

本発明の一好適例の空気入りタイヤのトレッドパターンを示す部分平面図である。 （ａ）は、実施例に用いたフロントタイヤのトレッドパターン、（ｂ）は、実施例に用いたリアタイヤのトレッドパターンを夫々示す部分展開平面図である。 （ａ）は、従来例に用いたフロントタイヤのトレッドパターン、（ｂ）は、従来例に用いたリアタイヤのトレッドパターンを夫々示す部分展開平面図である。

符号の説明

２ 釣鐘状広幅主溝
３ センター陸部
４ ショルダー陸部
５、６ 径方向サイプ溝
ｇｒ１ 第１の副溝
ｇｒ２ 第２の副溝

Claims (6)

1. ４．５−５インチのリムに組み、内圧１００ｋＰａを充填し、荷重７８４Ｎを負荷した際のタイヤ接地幅をＴＷ₈₀としたとき、ＴＷ₈₀×３５％を占めるセンター領域とその両側ショルダー領域とを有し、センター領域およびショルダー領域の双方において周方向に連続する広幅主溝を有しない空気入りタイヤであって、
   タイヤの正面視で、タイヤ赤道を略中心として左右両側に略釣鐘状に展開し、周方向に対する傾斜角度がセンター領域で９０°〜１０°、ショルダー領域で１０°〜９０°であり、溝幅がＴＷ₈₀×７〜１３％、溝深さがトレッドゴム厚み（Ｇｔ）×６５〜９０％である釣鐘状広幅主溝を有し、
   周方向に隣接する前記釣鐘状広幅主溝同士は、タイヤ赤道上での間隔（ｄ１）がタイヤ周長×４．０〜５．５％であり、両釣鐘状広幅主溝が最近接する最近接陸部幅（ｄ２）が１．５ｍｍ以上である関係を有し、かつ、
   センター領域のネガティブ率が５０〜８０％であることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記釣鐘状広幅主溝の接地先着側の頂部（Ｒ０）において連なる屈曲部の曲率半径（Ｒ１）が、少なくとも前記最近接陸部近傍で３５ｍｍ以下であり、かつ、
   前記釣鐘状広幅主溝の接地後着側の底部の曲率半径（Ｒ２）が、少なくとも前記最近接陸部近傍で８０ｍｍ以下である請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 周方向に隣接する前記釣鐘状広幅主溝の最近接陸部に、両釣鐘状広幅主溝間に連通する第１の副溝（ｇｒ１）が配置され、該第１の副溝（ｇｒ１）は、断面略流線形であって円弧放物線状に陸部高さが漸減する形状を有し、少なくとも踏面部から主溝深さの２０％までの間において、溝幅が主溝幅×８０〜２００％であり、かつ、溝深さが主溝深さ×６０〜１００％である請求項１または２記載の空気入りタイヤ。
4. 周方向に隣接する前記釣鐘状広幅主溝によりショルダー領域に形成されるショルダー陸部に、少なくとも１本の第２の副溝（ｇｒ２）が配置され、該ショルダー陸部が略フォーク先端形状を呈し、該第２の副溝（ｇｒ２）は、溝幅が主溝幅×１５〜６０％であり、かつ、溝深さが主溝深さ×３０〜１００％である請求項１〜３のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
5. 周方向に隣接する前記釣鐘状広幅主溝によりセンター領域に形成されるセンター陸部の略中央に、両釣鐘状広幅主溝に通じる径方向サイプ溝を有し、該径方向サイプ溝は、溝幅が０．５〜２ｍｍであり、溝深さが主溝深さ×３０〜８０％である請求項１〜４のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
6. レーシングカート用フロントタイヤである請求項１〜５のうちいずれか一項記載の空気入りタイヤ。

Images