JP2006182200A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、高速時においてタイヤのウェット性能、乗り心地性能及びドライ性能をバランス良く向上することができる。
【解決手段】 空気入りタイヤ１０は、少なくともタイヤ周方向に延びる複数の主溝３１によって区画された複数のブロック３２を備えるトレッド部３０と、トレッド部３０からサイドウォール部２０を通りビードコア４０に至るカーカス５０とを備えている。また、トレッド部３０とカーカス５０との間には、トレッド部３０に備えられている主溝３１の下方域でタイヤ周方向に沿うコードが備えられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、少なくともタイヤ周方向に延びる複数の主溝によって区画された複数のブロックを備えるトレッド部と、トレッド部からサイドウォール部を通りビードコアに至るカーカスとを備える空気入りタイヤに関する。

高性能乗用車用のタイヤ又は航空機用のタイヤでは、タイヤの回転速度が高速であるため、タイヤの内側から外側に向う遠心力が大きくなり、タイヤのトレッド部の外側が膨張し、操縦性が低下することがあった。また、トラック用のタイヤでは、トレッド部のゴム厚が通常のタイヤよりも厚いため、重量が通常のタイヤよりも重くなる。このため、１００ｋｍ／ｈ程度の速度でもタイヤの遠心力による影響が大きくなり、タイヤが膨張してタイヤが破損することがあった。

このことから従来では、複数のコードを備えている補強層がタイヤ赤道方向に略並行に螺旋巻きされた技術が提供されている（例えば、特許文献１、特許文献２）。図５は、従来におけるトレッド端補強層７を備える空気入りタイヤ１を示す図である。図６は、従来におけるトレッド補強層８を備える空気入りタイヤ１を示す図である。

図５に示すトレッド端補強層７は、トレッド部３の両端部の下方域に備えられている。図６に示すトレッド補強層８は、トレッド部３の下方域の全体に備えられている。ここで、高速時においてはトレッド端補強層７が備えられると、トレッド補強層８が備えられるときよりも、濡れた路面上におけるタイヤの性能（以下ではウェット性能と称する）が向上する。

具体的には、高速時においてはトレッド端補強層７は、トレッド部３の両端部をタイヤ半径方向の外側に膨張しないようにするため、トレッド部３の中央部は、トレッド部３の両端部から内側に沿って丸状の形状が形成されることとなる。言い換えると、タイヤと路面とが接地している部分の形状において、トレッド部３の中央部に該当する位置のタイヤ周方向の長さ（以下では接地長と称する）が長くなる一方で、トレッド部３の両端部の下方域では、トレッド端補強層７が螺旋巻きされているため、トレッド部３の両端部におけるタイヤ周方向の長さが変化しないこととなる。

このため、トレッド部３の両端部にトレッド端補強層７が備えられることにより、高速時においてはトレッド部３の中央部が丸状に形成されるため、トレッド部３はその中央部から外側に向けて路面上の水を押し退けることとなる。

一方、トレッド補強層８は、トレッド部３の下方域の全体に備えられているため、トレッド部３は、高速時においても丸状に変形しないため、路面上に存在する水をトレッド部３の中央部から外側に向けて効率的に押し退けられない。したがって、ウェット性能については、トレッド補強層８が備えられているときよりもトレッド端補強層７が備えられているときの方が優れている。

また、トレッド補強層８は、トレッド部３の下方域の全体に備えられ、トレッド端補強層７が備えられるときよりもタイヤの内圧で高い張力を有することとなるため、その張力により路面の凹凸を細かに拾うこととなる。よって、乗り心地性能についてもトレッド補強層８が備えられているときよりもトレッド端補強層７が備えられているときの方が優れている。
特開平０９−１５６３１５号公報 特開平０６−０３２１０８号公報

しかしながら、トレッド端補強層７が備えられることにより、トレッド補強層８が備えられるときよりもウェット性能が向上するが、高速時においてはトレッド部３の中央部だけがタイヤの外側に向けて丸状の形状になり、タイヤの横力又はブレーキ力がトレッド部３の中央部だけに集中することとなるため、トレッド補強層８が備えられるときよりも、乾いた路面上におけるタイヤの性能（以下ではドライ性能と称する）が低下することがあった。

言い換えると、トレッド端補強層７が備えられずにトレッド補強層８が備えられると、トレッド部３の剛性が高められることにより、高速時においてはタイヤの外側に向けて丸状の形状が形成され難くなり、タイヤの接地形状が変形し難くなるため、高速時においてもタイヤのグリップ力が保持され続けることとなり、トレッド端補強層７が備えられているときよりも、ウェット性能が悪いものの、ドライ性能が向上することとなる。

これによりトレッド端補強層７及びトレッド補強層８のそれぞれの長所がバランス良く兼ね備えられた空気入りタイヤの開発が望まれていた。

そこで、本発明は上述の問題点に鑑みてなされたものであり、高速時においてタイヤのウェット性能、乗り心地性能及びドライ性能をバランス良く向上することのできる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を解決するために、少なくともタイヤ周方向に延びる複数の主溝によって区画された複数のブロックを備えるトレッド部と、トレッド部からサイドウォール部を通りビードコアに至るカーカスとを備える空気入りタイヤであって、トレッド部とカーカスとの間には、該トレッド部に備えられている主溝の下方域でタイヤ周方向に沿うコードを備えることを特徴とする。

このような本願発明によれば、トレッド部に備えられている主溝の下方域でタイヤ周方向に沿うコードが備えられていることにより、主溝の部分ではなく、ブロックの中央部のみがタイヤの外側に向けて丸状の形状となり、ブロックが路面上の水をトレッド部の内側から外側に向けて効率的に押し退けることが可能となるため、ウェット性能を向上させることができる。また、コードがトレッド部の下方域の全体ではなく、トレッド部に備えられている主溝の下方域だけに備えられていることにより、高速時においてはトレッド部の全体が丸状の形状に形成されることはなく、トレッド部のブロックが局所的に丸状の形状に形成され、且つタイヤの接地形状が大きく変形し難いため、高速時においてもタイヤのグリップ力を保持し続けることができ、ドライ性能も向上させることができる。さらに、コードがトレッド部に備えられている主溝の下方域だけに備えられていることにより、トレッド部の下方域の全体に備えられているときよりも、トレッド部の硬さが低くなり、トレッド部が路面上の凹凸を細かに吸収し易くなるため、ロードノイズを低減させることができ、乗り心地性能を向上させることができる。

上記発明においては、コードはトレッド部の下方域で前記タイヤ周方向に沿って備えられてもよい。この場合には、トレッド部の両端部の下方域にもコードが備えられることにより、高速時においてはトレッド部の両端部がタイヤの外側に向けて丸状の形状にはならないため、トレッド部の両端部の剛性が向上してトレッド部の両端部が変形し難くなるため、高速時においてもグリップ力を保持し続けることができ、高速時におけるドライ性能をより向上させることができる。

また、トレッド部の両端部に主溝が形成されおり、その主溝の下方域にコードが備えられることにより、トレッド部の両端部において主溝の部分がタイヤの外側に向けて丸状とはならない一方で、トレッド部の両端部において主溝により区画されたブロックの中央部のみがタイヤの外側に向けて丸状の形状となるため、高速時においてはドライ性能を良好に保持することに加えて、ウェット性能も良好に保持することができる。

上記発明においては、コードは、カーカスの外側に螺旋巻されており、ブロックの下方域よりも主溝の下方域に多く備えられてもよい。この場合には、コードが主溝の下方域では密に巻き付けられ、ブロックの下方域では主溝の下方域よりも疎に巻き付けられ、且つそのコードが螺旋状に巻き付けられることにより、溝の下方域でコードを巻き付けた後に逐一切断するという作業が必要なくなり、さらにコードがトレッド部の下方域で一度に巻き付けられるため、製造効率を向上させることができる。

上記発明においては、コードは芳香族ポリアミド製で構成されてもよい。この場合には、芳香族ポリアミドは金属よりも軽く、且つ熱が加えられても伸び難いという性質を有するため、トレッド部がタイヤの外側に向けて丸状の形状となり難く、ドライ性能をより向上させることができる。

本発明によれば、高速時においてタイヤのウェット性能、乗り心地性能及びドライ性能をバランス良く向上することができる。

（第１実施形態）
本実施形態に係る空気入りタイヤ１０について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る空気入りタイヤ１０の断面を示す図である。図１に示すように、空気入りタイヤ１０は、少なくともタイヤ周方向に延びる複数の主溝３１によって区画された複数のブロック３２を備えるトレッド部３０と、トレッド部３０からサイドウォール部２０を通りビードコア４０に至るカーカス５０ａ，５０ｂと、タイヤ周方向に対して２４°に配置されたコードを複数備えている補強層６０ａ，６０ｂと、トレッド部３０とカーカス５０ａ，５０ｂとの間には、トレッド部３０に備えられている主溝３１の下方域でタイヤ周方向に沿うコード７１を複数備えるトレッド補強層７０とを備えている。

本実施形態では、カーカス５０ａ，５０ｂは、タイヤ周方向に対して９０°に配置されたナイロン製のコードを複数備えている。また、トレッド部３０は、１０ｍｍ幅の主溝３１を４つ備えている。さらに、トレッド部３０は主溝３１以外にも横溝を複数備えており、主溝及び横溝のそれぞれのパターンは同一の形状である。

上記コード７１はゴムで芳香族ポリアミドを被覆して成るコードであり、本実施形態ではコード７１の直径は０．７ｍｍであり、各コード７１の間隔は０．５ｍｍである。このコードの間隔とは、１のコード７１の表面から他のコードの表面までの距離を示している。例えば、コード７１の直径が０．７ｍｍであり、１のコード７１の表面から他のコード７１の表面までの距離が５ｍｍである場合には、各コードの中心間距離は５．７ｍｍとなる。

また、コード７１は、トレッド部３０と補強層６０ａ，６０ｂとの間に備えられ、主溝３１の下方域で主溝の幅１０ｍｍに対して１５ｍｍの範囲内に備えられている。このコード７１は、カーカス５０ａ，５０ｂの外側で巻き付けられ、カーカス５０ａ，５０ｂの外側に１周分巻き付けられるときは、所定距離（ここではコード７１の直径０．７ｍｍ＋コードの間隔０．５ｍｍ）送られる。

このような本願発明によれば、トレッド部３０に備えられている主溝の下方域でタイヤ周方向に沿うコード７１が複数備えられていることにより、主溝３１の部分ではなく、ブロック３２の中央部のみがタイヤの外側に向けて丸状の形状となり、ブロック３２が路面上の水を外側に向けて効率的に押し退けることが可能となるため、ウェット性能を向上させることができる。

また、コード７１がトレッド部３０の下方域の全体ではなく、トレッド部３０に備えられている主溝３１の下方域だけに備えられていることにより、高速時においてはトレッド部３０の全体が丸状の形状に形成されることはなく、トレッド部３０のブロック３２が部分的に丸状の形状に形成され、且つタイヤの接地形状が大きく変形し難いため、高速時においてもタイヤのグリップ力を保持し続けることができ、ドライ性能も向上させることができる。

さらに、コード７１が主溝３１の下方域だけに備えられていることにより、トレッド部３０の下方域の全体に備えられているときよりも、トレッド部３０の硬さが抑制されて、トレッド部３０が路面上の凹凸を細かに吸収するため、ロードノイズを低減させることができ、乗り心地性能を向上させることができる。

また、芳香族ポリアミドは金属よりも軽く、且つ熱が加えられても伸び難いという性質を有するため、トレッド部３０がタイヤの外側に向けて丸状の形状となり難く、ドライ性能をより向上させることができる。

なお、コードの数、主溝及び横溝のパターン、及びコードの配置範囲などは本実施形態に限定されるものではない。

（第２実施形態）
図２は、本実施形態における空気入りタイヤを示す図である。なお、図２に示す空気入りタイヤ１０に含まれている各部は、図１に示す空気入りタイヤ１０に含まれている同名の各部と同様の機能を有する。
第１実施形態では、トレッド補強層７０に備えられているコード７１は、主溝３１の下方域にのみ備えられているが、第２実施形態では、主溝３１の下方域に加えてトレッド部３０の両端部３３の下方域にもタイヤ周方向に沿って備えられてもよい。本実施形態では、複数のコード７１はトレッド部３０の両端部３３の下方域を覆うように所定範囲内（ここでは３０ｍｍ）に備えられている。

この場合には、トレッド部３０の両端部３３の下方域にもコード７１が備えられることにより、高速時においてトレッド部３０の両端部３３がタイヤの外側に向けて丸状の形状にはならないため、トレッド部３０の両端部３３の剛性が向上してトレッド部３０の両端部３３が変形し難くなるため、高速時におけるドライ性能をより向上させることができる。 さらに、トレッド部３０の両端部３３の下方域にコード７１が補強層６ａ，６ｂの端部で巻き付けられるため、補強層６ａ，６ｂの端部における亀裂の発生が抑制されることとなり、タイヤの耐久性が向上されることとなる。

（第３実施形態）
図３は、本実施形態における空気入りタイヤを示す図である。なお、図３に示す空気入りタイヤ１０に含まれている各部は、図１に示す空気入りタイヤ１０に含まれている同名の各部と同様の機能を有する。
第１実施形態では、トレッド補強層７０に備えられているコード７１は、主溝３１の下方域にのみ備えられており、第２実施形態では、主溝３１の下方域に加えてトレッド部３０の両端部３３の下方域に備えられているが、第３実施形態では、コード７１は、カーカス５０ａ，５０ｂの外側に螺旋巻されており、ブロック３２の下方域よりも主溝３１の下方域に多く備えられてもよい。

本実施形態では、トレッド部３０の一端から他端に向かって、コード７１が補強層６ａ，６ｂの外側で螺旋巻きされている。具体的には、先ず主溝３１の下方域ではコード７１の間隔が０．５ｍｍとなるようにコードが送出されて補強層６ａ，６ｂの外側で巻き付けられ、その後のブロック３２の下方域ではコード７１の間隔が５ｍｍとなるようにコードが送出されて補強層６ａ，６ｂの外側で巻き付けられ、さらにトレッド部３０の端部３３の下方域ではコード７１の間隔が０．５ｍｍとなるようにコードが送出されて補強層６ａ，６ｂの外側に巻き付けられる。本実施例では、主溝３１の下方域に備えられたコード７１の密度とブロック３２の下方域に備えられたコード７１との比率は、１．２：５．７であり、前者の密度は、後者の密度よりも５倍の大きさとなっている。

この場合には、コード７１が主溝３１の下方域では密に巻き付けられ、ブロック３２の下方域では主溝３１の下方域よりも疎に巻き付けられ、そのコード７１が螺旋状に巻き付けられることにより、主溝３１の下方域でコード７１を補強層６ｂ巻き付けた後に逐一切断するという作業が必要なくなり、且つコード７１がトレッド部３０の下方域で一度に巻き付けられるため、製造効率を向上させることができる。

本発明の実施形態に係る空気入りタイヤの実施例について、以下詳細に説明する。本実施例では、高性能車両を用いてサーキットを走行し、熟練されたテストドライバーによる評価がなされた。具体的には、サーキットにおける高性能車両の最高速度が２００ｋｍ／ｈに達する状況の下で、テストドライバーによるフィーリング評価がなされた。

図４は、本実施例におけるフィーリング評価を示す図である。このフィーリング評価には、ドライ性能、ウェット性能及び乗り心地性能による評価が含まれている。比較例と実施例とはテストドライバーによる１００点満点で評価された。

本実施例で用いられた比較例１及び比較例２における空気入りタイヤの構造は以下の通りである。

図５は、比較列１における空気入りタイヤの断面を示す図である。この比較例１における空気入りタイヤ１は、図１に示す空気入りタイヤの構造と略同じであるが、トレッド部の両端部の下方域にのみトレッド端補強層７を備えている点で相違する。このトレッド端補強層７に備えられている複数のコードは、補強層６ａ，６ｂの端部と重なる位置に配置されており、直径０．７ｍｍであり、且つゴムで芳香族ポリアミドを被覆してなるものである。また、各コードは、それぞれ０．５ｍｍの間隔で配置されている。

図６は、比較例２における空気入りタイヤ１の断面を示す図である。この比較例２における空気入りタイヤも、図１に示す空気入りタイヤの構造と略同じであるが、トレッド部の下方域の全体にトレッド補強層８を備えている点で相違する。このトレッド補強層８に備えられている複数のコードは、補強層６ａ，６ｂの全体を覆う位置に配置されており、直径０．７ｍｍであり、且つゴムで芳香族ポリアミドを被覆してなるものである。また、各コードは、それぞれ０．５ｍｍの間隔で配置されている。

なお、実施例１における空気入りタイヤは上述した図２に示す構造であり、及び実施例２における空気入りタイヤは上述した図３に示す構造である。

（１） ドライ性能について
比較例１では、高速時においてトレッド部の中央部がタイヤの外側に向けて丸状の形状となり易いため、特に高速時のコーナーにおいてはハンドリング性能が悪く、ドライ性能の評価は他の比較例及び実施例に比べて最も低い評価であった。これに対して、比較例２では、トレッド部の下方域の全体にトレッド補強層８が備えられており、高速時においてトレッド部の中央部がタイヤの外側に向けて丸状の形状となり難いため、高速時のコーナーにおいてもハンドリング性能が良く、ドライ性能の評価は他の比較例及び実施例に比べて最も高い評価であった。また、実施例１及び実施例２も、比較例２に次ぐ良い結果となっており、ドライ性能の評価が良いことが分かる。
（２）ウェット性能について
比較例１では、ドライ性能とは逆に、高速時においてはトレッド部３の中央部がタイヤの外側に向けて丸状の形状となり易く、トレッド部が水を内側から外側に押し退け易くなるため、高速時においてもハンドリング性能が良く、ウェット性能の評価は他の比較例及び実施例に比べて最も良い評価であった。比較例２では、ドライ性能とは逆に、高速時においてはトレッド部３の中央部がタイヤの外側に向けて丸状の形状となり難く、トレッド部３が水を外側に押し退け難くなるため、高速時においてもハンドリング性能が悪く、ウェット性能は他の比較例及び実施例に比べて最も低い評価であった。また、実施例１及び実施例２は、比較例１に次ぐ良い結果となっており、ウェット性能の評価が良いことが分かる。これは、トレッド部の全体がタイヤの外側に向けて丸状の形状になるわけではないが、トレッド部のブロックがタイヤの外側に向けて丸状の形状となり、各ブロックが水を内側から外側に押し退けるため、ウェット性能の評価が比較例２よりも高くなっている。

（３）乗り心地性能について
この乗り心地性能では、列車の踏み切りと同じ状態が再現され、車両がレールを乗り越えるときの車両の振動感が指数として評価されている。この振動感が強い場合には乗り心地性能が悪い評価となる。

比較例２では、トレッド部の下方域の全体に複数のコードが備えられていることにより、トレッド部が他の比較例及び実施例よりも硬くなるため、タイヤが踏み切りにおける凹凸を細かに吸収できず、乗り心地性能が最も悪い評価となった。これに対し、実施例１及び実施例２では、トレッド部の下方域の全体に複数のコードが備えられていないことにより、トレッド部が比較例２よりも硬くならないため、タイヤが踏み切りにおける凹凸を吸収し易くなり、乗り心地性能が比較例２よりも良い結果となった。

以上のフィーリング評価により、実施例１及び実施例２で用いられた空気入りタイヤは、ドライ性能、ウェット性能及び乗り心地性能を十分に満足し得る結果であることが分かった。

本実施形態における空気入りタイヤの断面を示す図である。 本実施形態における空気入りタイヤの断面を示す図である。 本実施形態における空気入りタイヤの断面を示す図である。 本実施形態におけるフィーリング評価を示す図である。 比較例における空気入りタイヤの断面を示す図である。 比較例における空気入りタイヤの断面を示す図である。

符号の説明

１０…空気入りタイヤ、２０…サイドウォール部、３０…トレッド部、４０…ビードコア、５０…カーカス、６０…補強層、７０…トレッド補強層

Claims (4)

1. 少なくともタイヤ周方向に延びる複数の主溝によって区画された複数のブロックを備えるトレッド部と、前記トレッド部からサイドウォール部を通りビードコアに至るカーカスとを備える空気入りタイヤであって、
   前記トレッド部と前記カーカスとの間には、該トレッド部に備えられている主溝の下方域で前記タイヤ周方向に沿うコードを備えることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記コードは、前記トレッド部の両端部の下方域で前記タイヤ周方向に沿って備えられていることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記コードは、前記カーカスの外側に螺旋巻されており、前記ブロックの下方域よりも前記主溝の下方域に多く備えられていることを特徴とする請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記コードは、芳香族ポリアミド製で構成されていることを特徴とする請求項３に記載の空気入りタイヤ。
   
   

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