JP2009035130A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】操縦安定性能、特にハンドル応答性能を向上させる。
【解決手段】トレッド面に、溝深さが７．０ｍｍ以上の複数本の縦主溝を配することにより、リブ又はブロック列からなる複数の周方向陸部からなる周方向陸部群を具える。トレッド接地面を、タイヤ赤道上のセンタ領域と、トレッド接地端側のショルダー領域と、その間の中間領域との５つの巾領域に等巾で仮想区分したとき、前記周方向陸部群は、前記センタ領域に面積重心が位置するセンタの周方向陸部と、前記ショルダー領域に面積重心が位置するショルダーの周方向陸部とを含む。各周方向陸部の周方向単位長さ当たりの周方向剛性をＫＸとする時、前記センタの周方向陸部の周方向剛性ＫＸｃは、前記ショルダーの周方向陸部の周方向剛性ＫＸｓより小とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、操縦安定性能、特にハンドル応答性能を向上しうる空気入りタイヤに関する。

運転者がハンドルを切った場合に、そのハンドル操作に対して、車両のヨー加速度、横加速度が立ち上がる現象、即ちハンドル応答性能は、車両の操縦安定性能の中でも重要な項目である。

そしてこのハンドル応答性能、特にスリップ角が小さいＮ（neutral ）付近の応答性能については、タイヤ内部構造やタイヤのプロファイル形状等の関与が強いことが知られており、この観点から、従来、ハンドル応答性能向上への取り組みが行われてきた。

しかし、このタイヤ内部構造やプロファイル形状のみでは、ハンドル応答性能の向上には限界がある。

そこで、本発明者は、タイヤのトレッドパターンに着目し、このトレッドパターンとハンドル応答性能との相関について研究を行った。具体的には、パターン剛性が大きい方がハンドル応答性能には好ましいという従来的な知見から、図１８（Ａ）〜（Ｄ）に示すようなパターンＡ、パターンＢ１〜Ｂ４のタイヤ（サイズ２２５／６０Ｒ１６）を作成した。パターンＡのタイヤは、市販の標準的なタイヤであり、パターンＢ１〜Ｂ４のタイヤは、パターンＡのタイヤとは内部構造等は同一でありトレッドパターンのみを違えて作成した。各パターンＡ、Ｂ１〜Ｂ４とも、溝深さ７．０ｍｍ以上の４本の縦主溝ｇにより、トレッド面を５本の周方向陸部ａに区分しており、パターン全体の剛性は、Ｂ１＜Ｂ２＜Ｂ３＜Ａ＜Ｂ４の順となっている。なおパターンＢ１とパターンＢ２とは同模様で、溝深さのみ相違させている。

そして各タイヤに対して実車走行テストを行い、ドライバーの官能評価により、Ｎ付近のハンドル応答性能をパターンＡを６とする１０点法で評価した。その結果を表１に示すように、従来的な知見とは異なり、パターン全体の剛性とＮ付近のハンドル応答性能との間には、単純な相関関係が存在しないことが判明した。そこで本発明者は、パターン毎に、各周方向陸部ａにおける周方向単位長さ当たりの周方向剛性ＫＸとタイヤ軸方向剛性ＫＹとを測定し、この剛性ＫＸ、ＫＹとＮ付近のハンドル応答性能との相関について研究した。その結果、周方向陸部ａによる剛性分布、特に周方向剛性ＫＸの分布がハンドル応答性能に強い影響を及ぼしており、この周方向剛性ＫＸの分布を特定することにより、Ｎ付近のハンドル応答性能を向上しうることを究明し得た。

即ち本発明は、縦主溝により区分された周方向陸部による周方向剛性の分布を特定することを基本として、Ｎ付近のハンドル応答性能を高め操縦安定性能を向上しうる空気入りタイヤを提供することを目的としている。

特開２０００−３８０１０号公報 特開２００２−６７６２４号公報

前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、トレッド面に、タイヤ周方向にのびかつ溝深さが７．０ｍｍ以上の複数本の縦主溝を配することにより、前記縦主溝間、及び前記縦主溝とトレッド端縁との間で区分されるリブ、又は前記縦主溝間、若しくは前記縦主溝とトレッド端縁との間を横溝により区切ったブロックが周方向に並ぶブロック列からなる複数の周方向陸部からなる周方向陸部群を具えるトレッドパターンの空気入りタイヤであって、
トレッド面が正規荷重負荷状態において接地するトレッド接地面を、タイヤ赤道上のセンタ領域と、トレッド接地端側のショルダー領域と、その間の中間領域との５つの巾領域に等巾で仮想区分するとともに、
前記周方向陸部群は、前記センタ領域に表面の面積重心が位置するセンタの周方向陸部からなるセンタの周方向陸部列と、前記ショルダー領域に表面の面積重心が位置するショルダーの周方向陸部からなるショルダーの周方向陸部列とを含み、
かつ各前記周方向陸部の周方向単位長さ当たりの周方向剛性をＫＸとする時、前記センタの周方向陸部の周方向剛性ＫＸｃは、前記ショルダーの周方向陸部の周方向剛性ＫＸｓより小としたことを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記周方向陸部群は、前記中間領域に表面の面積重心が位置する中間の周方向陸部からなる中間の周方向陸部列を含み、前記中間の周方向陸部の周方向剛性ＫＸｍは、前記周方向剛性ＫＸｃより大かつ前記周方向剛性ＫＸｓより小であることを特徴としている。
又請求項３の発明では、各前記周方向陸部の周方向単位長さ当たりのタイヤ軸方向の軸方向剛性をＫＹとする時、前記センタの周方向陸部の軸方向剛性ＫＹｃは、前記ショルダーの周方向陸部の軸方向剛性ＫＹｓ以上としたことを特徴としている。
又請求項４の発明では、前記周方向陸部群は、前記中間領域に表面の面積重心が位置する中間の周方向陸部からなる中間の周方向陸部列を含むとともに、この中間の周方向陸部の軸方向剛性ＫＹｍは、前記軸方向剛性ＫＹｃ以下かつ前記軸方向剛性ＫＹｓ以上であることを特徴としている。
又請求項５の発明では、前記周方向陸部群は、少なくとも１つの周方向陸部列が、周方向の複素弾性率とタイヤ軸方向の複素弾性率とが異なるゴム素材を用いたことを特徴としている。
又請求項６の発明では、前記周方向陸部群は、少なくとも１つの周方向陸部列が、他の周方向陸部列とはヤング率の異なるゴム素材を用いたことを特徴としている。
又請求項７の発明では、前記周方向陸部群は、タイヤ赤道の一方側に配される第１のショルダーの周方向陸部列と、他方側に配される第２のショルダーの周方向陸部列とが非対称に形成され、かつ第１のショルダーの周方向陸部列の第１のショルダーの周方向陸部と、第２のショルダーの周方向陸部列の第２のショルダーの周方向陸部とのヤング率を変えることにより、前記第１のショルダーの周方向陸部の周方向剛性ＫＸｓ１と前記第２のショルダーの周方向陸部の周方向剛性ＫＸｓ２との比ＫＸｓ１／ＫＸｓ２を１．０±０．１の範囲としたことを特徴としている。

本明細書において、前記「正規荷重負荷状態」とは、正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填したタイヤに、正規荷重を負荷した状態を意味する。なお前記「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim"、或いはＥＴＲＴＯであれば "MeasuringRim"を意味する。前記「正規内圧」とは、前記規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" を意味するが、乗用車用タイヤの場合には２００ｋＰａとする。前記「正規荷重」とは、前記規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば最大負荷能力、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "LOAD CAPACITY"である。

本発明は叙上の如く、センタの周方向陸部の周方向単位長さ当たりの周方向剛性ＫＸｃを、ショルダーの周方向陸部の周方向単位長さ当たりの周方向剛性ＫＸｓよりも小とした剛性分布のトレッドパターンを採用している。そのため、後述する理由により、コーナリングフォースの立ち上がりが早くなり、Ｎ付近のハンドル応答性能を高めることが可能となる。

以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。図１は本発明の空気入りタイヤが、乗用車用ラジアルタイヤである場合のトレッドパターンを説明する展開図である。

図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ１のトレッドパターンは、トレッド面２に、タイヤ周方向にのびる複数本の縦主溝３を配することにより、この縦主溝３、３間、及び前記縦主溝３とトレッド端縁との間で区分される複数本の周方向陸部４からなる周方向陸部群を具える。

そして、前記トレッド面２が正規荷重負荷状態において接地するトレッド接地面２Ｓを、タイヤ赤道Ｃ上のセンタ領域Ｓｃと、トレッド接地端ＴＥ側のショルダー領域Ｓｓと、その間の中間領域Ｓｍとの５つの巾領域に等巾で仮想区分したとき、前記周方向陸部群は、周方向陸部４の表面の面積重心（図心）が前記センタ領域Ｓｃに位置する１本以上のセンタの周方向陸部４ｃからなるセンタの周方向陸部列Ｒｃと、周方向陸部４の表面の面積重心が前記ショルダー領域Ｓｓに位置する１本以上のショルダーの周方向陸部４ｓからなるショルダーの周方向陸部列Ｒｓとを少なくとも含んで構成される。なお前記正規荷重負荷状態は、前述した如く定義される。又トレッド接地端ＴＥは、前記トレッド接地面２Ｓのタイヤ軸方向最外端の位置を意味する。

本例のトレッドパターンを具体的に説明すると、前記縦主溝３は、タイヤ赤道Ｃの両側に配される内の縦主溝３ｉ、３ｉと、そのタイヤ軸方向外側に配される縦主溝３ｏ、３ｏとの４本から構成され、これにより前記トレッド面２に、５本の周方向陸部４からなる周方向陸部群を形成している。そしてこの周方向陸部群は、面積重心が前記センタ領域Ｓｃに位置する本例では１本のセンタの周方向陸部４ｃからなるセンタの周方向陸部列Ｒｃと、その外側に配されかつ面積重心が前記中間領域Ｓｍに位置する本例では１本の中間の周方向陸部４ｍからなる中間の周方向陸部列Ｒｍと、そのさらに外側に配されかつ面積重心が前記ショルダー領域Ｓｓに位置する本例では１本のショルダーの周方向陸部４ｓからなるショルダーの周方向陸部列Ｒｓとから形成される。なお各周方向陸部列Ｒｃ、Ｒｍ、Ｒｓは、それぞれ複数本（例えば２本）の周方向陸部４ｃ、４ｍ、４ｓにより形成することもできる。

ここで、前記縦主溝３は、トレッド面２からの溝深さＤｇ（図２に示す）が７．０ｍｍ以上の溝体であり、タイヤ周方向に直線状、或いはジグザグ状（波状等も含む）に延在する。なお排水性の観点から直線状が好ましい。又前記縦主溝３の溝巾Ｗｇは、タイヤのカテゴリ等によって相違するが、乗用車用タイヤの場合、排水性、耐摩耗性、操縦安定性などの観点から、５〜１５ｍｍの範囲が好適に採用できる。又前記溝深さＤｇの上限値も、タイヤのカテゴリ等によって相違するが、乗用車用夏タイヤの場合、９ｍｍ以下が好ましい。

次に、前記周方向陸部４は、タイヤ周方向に実質的に連続してのびるリブ５、又は図５に例示するように、横溝７により区切られたブロック８が周方向に並ぶブロック列９として形成することができる。なお「実質的に連続」とは、接地時に溝巾が閉じる切り溝、即ちサイピングにより区切られる場合を許容する。

本例では図１，２に示すように、前記センタの周方向陸部４ｃは、リブ５であって、その表面には、この周方向陸部４ｃを横切る複数の横のサイピング１０が周方向に隔設されている。

又前記中間の周方向陸部４ｍも、本例では図１，３に示すように、リブ５として形成されている。詳しくは、中間の周方向陸部４ｍは、タイヤ周方向にのびる縦の細溝１１により、巾広の主陸部４ｍａと、巾狭の副陸部４ｍｂとにタイヤ軸方向に区分されるとともに、前記副陸部４ｍｂは、タイヤ周方向に連続してのびるリブ状体として形成されている。又前記主陸部４ｍａは、この主陸部４ｍａを横切る横状溝１２によって区切られたブロック状部１３が周方向に並ぶブロック列状体として形成されている。このブロック状部１３には、前記横状溝１２とほぼ同傾斜でのびる横のサイピング１４が配されている。

ここで、前記周方向陸部４ｍが、リブ５と見なされる理由は、前記タイヤ周方向に連続してのびるリブ状体である副陸部４ｍｂを少なくとも含んでいるからであり、ブロック列状体である主陸部４ｍａのみで周方向陸部４ｍが形成される場合には、図５に示すように、前記横状溝１２は、周方向陸部４ｍを横切る横溝７をなし、従って前記周方向陸部４ｍは、この横溝７によって区切られたブロック８が周方向に並ぶブロック列９として形成されることとなる。

又前記ショルダーの周方向陸部４ｓも、本例では図１，４に示すように、リブ５として形成されている。このショルダーの周方向陸部４ｓも、タイヤ周方向にのびる縦の細溝１５により、巾広の主陸部４ｓａと、巾狭の副陸部４ｓｂとに区分されるとともに、前記副陸部４ｓｂは、タイヤ周方向に連続してのびるリブ状体として形成されている。又前記主陸部４ｓａは、この主陸部４ｓａを横切る横状溝１６によって区切られたブロック状部１７が周方向に並ぶブロック列状体として形成されている。このブロック状部１７にも、前記横状溝１６とほぼ同傾斜でのびる横のサイピング１８が配されている。

なお前記縦の細溝１１、１５は、少なくともその溝深さＤ１が７ｍｍより小の浅い溝体であって、前記縦主溝３と区別される。又前記横状溝１２、１６、及び横溝７の溝深さＤ２は、特に規制されることがなく７ｍｍ以上とすることもできるが、少なくとも前記溝深さＤｇの１００％以下、好ましくは５０〜９０％の範囲に設定される。なお前記横状溝１２、１６、及び横溝７の溝底には、その溝底から隆起するタイバーを部分的に形成することができる。

そして本発明では、前記周方向陸部４の周方向単位長さ当たりの周方向剛性をＫＸとする時、前記センタの周方向陸部４ｃの周方向剛性ＫＸｃを、前記ショルダーの周方向陸部４ｓの周方向剛性ＫＸｓよりも小（ＫＸｃ＜ＫＸｓ）に設定している。このとき、前記中間の周方向陸部４ｍの周方向剛性ＫＸｍは、前記周方向剛性ＫＸｃよりも大かつ前記周方向剛性ＫＸｓよりも小（ＫＸｃ＜ＫＸｍ＜ＫＸｓ）であるのが好ましい。

ここで、周方向陸部４の周方向単位長さ当たりの周方向剛性ＫＸは、図６（Ａ）に示すように、前記正規荷重負荷状態におけるタイヤ赤道Ｃ上での接地長さＬにて、周方向陸部４のサンプルＱを切り出すとともに、このサンプルＱの基部Ｑａを固定する。そしてサンプルＱの表面（トレッド面）に２００ｋＰａの圧力Ｐを負荷させた縦荷重負荷状態にて、前記表面に周方向荷重Ｆｘを作用させ、そのときの前記表面での周方向変位δｘから、比Ｆｘ／δｘを求める。そしてこのＦｘ／δｘを前記サンプルＱの周方向長さＬで割ることにより、周方向単位長さ当たりの周方向剛性ＫＸをうることができる。又周方向陸部４の周方向単位長さ当たりのタイヤ軸方向の軸方向剛性ＫＹは、図６（Ｂ）に示すように、前記サンプルＱの表面（トレッド面）に２００ｋＰａの圧力Ｐを負荷させた縦荷重負荷状態にて、前記表面にタイヤ軸方向荷重Ｆｙを作用させ、そのときの前記表面でのタイヤ軸方向変位δｙから、比Ｆｙ／δｙを求める。そしてこのＦｙ／δｙを前記サンプルＱの周方向長さＬで割ることにより、周方向単位長さ当たりの軸方向剛性ＫＹをうることができる。なお前記周方向陸部４がブロック列９の場合にも、接地長さＬにて、周方向陸部４のサンプルＱを切り出し、同じ手法によって測定する。

そして、このように求めた周方向剛性ＫＸにおいて、少なくとも ＫＸｃ＜ＫＸｓ、より好ましくは、ＫＸｃ＜ＫＸｍ＜ＫＸｓとすることにより、Ｎ付近のハンドル応答性能を高めることが可能となった。

これは、本発明者が行った下記の実験の結果から確認することができる。具体的には、図１に示すパターンを基本とし、縦主溝３、縦の細溝１１、１５、横状溝１２、１６の深さ、サイピング１０、１４、１８の深さ及び本数、並びにトレッドゴムにおいて各周方向陸部列Ｒｃ、Ｒｍ、Ｒｓをなすゴムのヤング率などを違えた９種類のサンプルタイヤ（サイズ２２５／６０Ｒ１６）Ｔ１〜Ｔ９を作成した。図７（Ａ）には、各サンプルタイヤＴ１〜Ｔ９における周方向剛性ＫＸｃ、ＫＸｍ、ＫＸｓの分布が示されており、図７（Ｂ）には、各サンプルタイヤＴ１〜Ｔ９における軸方向剛性ＫＹｃ、ＫＹｍ、ＫＹｓの分布が示されている。又サンプルタイヤＴ１〜Ｔ９のＣＦ（コーナリングフォース）を測定し、その結果を図８に示す。前記ＣＦの測定は、室内試験器を用い、リム（１６×６．５ＪＪ）、内圧（２３０ｋＰａ）、縦荷重（４．８ｋＮ）、速度（２０ｋｍ／ｈ）、スリップ角（０．１３°）の条件にて行った。

（１） サンプルタイヤＴ１、Ｔ２、Ｔ３の剛性分布とＣＦとを比較し、その関係を図９（Ａ）、（Ｂ）に示す。サンプルタイヤＴ１、Ｔ２、Ｔ３は、周方向剛性ＫＸ及び軸方向剛性ＫＹに関して、それぞれ中央側が低くショルダー側が高いＶ状分布をなすなど、分布形状が互いに近似している。このとき、サンプルタイヤＴ１、Ｔ２、Ｔ３の周方向剛性ＫＸ及び軸方向剛性ＫＹの剛性値が、それぞれ Ｔ３＜Ｔ２＜Ｔ１ の順で高くなっているのに対して、図９（Ｂ）に示すように、ＣＦ値はＴ３＜Ｔ１＜Ｔ２ の順で高くなっている。この結果から、剛性値が低すぎるとＣＦ値は減少することがわかる。なお剛性値には最適値が存在する可能性がある。

（２） 次に、サンプルタイヤＴ１、Ｔ４、Ｔ５の剛性分布とＣＦとを比較し、その関係を図１０（Ａ）〜（Ｃ）に示す。サンプルタイヤＴ１、Ｔ４、Ｔ５も周方向剛性ＫＸ及び軸方向剛性ＫＹに関して、それぞれＶ状分布をなす。このとき、周方向剛性ＫＸの剛性値がほぼ等しいサンプルタイヤＴ１、Ｔ４を比較すると、図１０（Ｂ）の如く、軸方向剛性ＫＹの剛性値がＴ１＞Ｔ４であるのに対して、ＣＦ値はＴ１＞Ｔ４となる。又軸方向剛性ＫＹの剛性値がほぼ等しいサンプルタイヤＴ１、Ｔ５を比較すると、図１０（Ｃ）の如く、周方向剛性ＫＸの剛性値がＴ１＞Ｔ５であるのに対して、ＣＦ値はＴ１≒Ｔ４となっている。この結果から、剛性値が低下することによるＣＦの減少は、軸方向剛性ＫＹの影響が比較的大きく、周方向剛性ＫＸの影響が小さいことがわかる。

（３） 次に、サンプルタイヤＴ２、Ｔ６、Ｔ７の剛性分布とＣＦとを比較し、その関係を図１１（Ａ）〜（Ｃ）に示す。周方向剛性ＫＸに関しては、サンプルタイヤＴ２がＶ状分布、サンプルタイヤＴ６、Ｔ７が∧状分布をなし、軸方向剛性ＫＹに関しては、サンプルタイヤＴ２、Ｔ７がＶ状分布、サンプルタイヤＴ６が∧状分布をなす。そして、軸方向剛性ＫＹがともにＶ状分布をなすサンプルタイヤＴ２、Ｔ７を比較すると、前記（２）の知見から、軸方向剛性ＫＹの剛性値がＴ２＜Ｔ７であることから、ＣＦ値もＴ２＜Ｔ７と予想されるが、逆に、図１１（Ｂ）の如く、Ｔ２＞Ｔ７の結果が得られた。又前記サンプルタイヤＴ７における軸方向剛性ＫＹをＶ状分布から∧状分布に変化させたサンプルタイヤＴ６と、前記サンプルタイヤＴ２とを比較すると、図１１（Ｃ）の如く、サンプルタイヤＴ７の場合のＣＦ値とほとんど変化が見られない。この結果から、周方向剛性ＫＸと軸方向剛性ＫＹとが∧状分布になると、ＣＦ値が著しく減少し、又周方向剛性ＫＸだけが∧状分布になってもＣＦ値が著しく減少することがわかる。

（４） 次に、サンプルタイヤＴ２、Ｔ８の剛性分布とＣＦとを比較し、その関係を図１２（Ａ）、（Ｂ）に示す。周方向剛性ＫＸに関しては、サンプルタイヤＴ２、Ｔ８がＶ状分布をなし、軸方向剛性ＫＹに関しては、サンプルタイヤＴ２がＶ状分布、サンプルタイヤＴ８が∧状分布をなす。そして、周方向剛性ＫＸがともにＶ状分布をなすサンプルタイヤＴ２、Ｔ８を比較すると、前記（３）の知見から、軸方向剛性ＫＹがＶ状分布から∧状分布に変化してもＣＦ値に影響が少ないと予想されたが、逆に、図１２（Ｂ）の如く、ＣＦ値に著しい増加が見られた。この結果から、周方向剛性ＫＸがＶ状分布の時、軸方向剛性ＫＹもＶ状分布になると、ＣＦ値を著しく増加できる。なお周方向剛性ＫＸが∧状分布の時には、軸方向剛性ＫＹがＶ状分布になっても、図１１（Ｂ）のサンプルタイヤＴ７との比較の如く、ＣＦ値の増加は見込めない。

（５） 次に、サンプルタイヤＴ２、Ｔ９の剛性分布とＣＦとを比較し、その関係を図１３（Ａ）、（Ｂ）に示す。周方向剛性ＫＸに関しては、サンプルタイヤＴ２がＶ状分布、サンプルタイヤＴ９がフラット（一定）分布をなし、軸方向剛性ＫＹに関しては、サンプルタイヤＴ２、Ｔ９がＶ状分布をなす。軸方向剛性ＫＹがともにＶ状分布をなすサンプルタイヤＴ２、Ｔ９を比較すると、周方向剛性ＫＸがフラット分布の場合には、∧状分布と同様にＣＦ値が減少することがわかる。

以上のことから、
・ 少なくとも周方向剛性ＫＸが、Ｖ状分布をなすことにより、ＣＦ値を増加させることができる；
・ 周方向剛性ＫＸがＶ状分布をなす場合、特に軸方向剛性ＫＹが∧状分布をなすことにより、ＣＦ値のさらなる増加が見込める；
・ 周方向剛性ＫＸが、∧状分布をなす或いはフラット分布をなす場合には、軸方向剛性ＫＹの分布による影響はほとんどなく、軸方向剛性ＫＹが∧状分布、Ｖ状分布の何れであってもＣＦ値は小さい；
ことを究明しえた。

ここで、前記周方向剛性ＫＸがＶ状分布をなすことにより、ＣＦ値が増加することの理由については、まだ解明されていない。しかし、タイヤにスリップ角が付与された時、周知の如く、トレッド面は路面との粘着により横後方側に引きずれて剪断変形し、それによって生じる横力が最大摩擦力を越えた時点で滑り域となって路面と滑りだし、元の状態にもどる。このとき前記最大摩擦力は、周方向摩擦力と軸方向摩擦力との２乗和の平方根にほぼ等しい。他方、周方向剛性ＫＸが高い場合、接地面内でブレーカとトレッド面との間に周方向変位が生じた時に大きな前後力が発生するが、このことが影響して、軸方向摩擦力が小さなうちに滑り域に達してしまい、ＣＦが低下すると推測される。そして接地圧が最も大きいセンタ領域において周方向剛性ＫＸが高い場合に、ＣＦの低下がより顕著に現れる。従って、これとは逆に、周方向剛性ＫＸをＶ状分布とし、センタの周方向陸部４ｃの周方向剛性ＫＸｃを相対的に減じることにより、タイヤのＣＦが高まるものと考えられる。

なお周方向剛性ＫＸでは、Ｖ状分布とするために、少なくとも、ＫＸｃ＜ＫＸｓ であることが必要である。このとき、ＫＸｍ≦ＫＸｃ、或いは ＫＸｍ≧ＫＸｓであっても良いが、コーナリングフォース、及びパターン剛性のバランスの観点から ＫＸｃ＜ＫＸｍ＜ＫＸｓ であるのが好ましい。又軸方向剛性ＫＹでは、Ｖ状分布とならないために、ＫＹｃ≧ＫＹｓ 、さらには ＫＹｃ≧ＫＹｍ≧ＫＹｓ であるのが好ましい。なお周方向剛性ＫＸにおいて、比ＫＸｃ／ＫＸｓは、前記コーナリングフォースの観点から０．８４以下、さらには０．７８以下とするのが好ましい。又前記比ＫＸｃ／ＫＸｓの下限値は、０．６以上が耐摩耗性の観点から好ましい。

又センタの周方向陸部４ｃが複数本、又は中間の周方向陸部４ｍが複数本、又はショルダーの周方向陸部４ｓが複数本形成されている場合には、周方向陸部４ｃ、４ｍ、４ｓの全数において、周方向剛性ＫＸでは前記 ＫＸｃ＜ＫＸｓ 、好ましくは ＫＸｃ＜ＫＸｍ＜ＫＸｓ の関係を充足させる。より好ましくは、周方向陸部４は、その周方向剛性ＫＸをショルダー側からタイヤ赤道側に向かって順次減少させるのが望ましい。又軸方向剛性ＫＹにおいても、周方向陸部４ｃ、４ｍ、４ｓの全数において前記 ＫＹｃ≧ＫＹｓ 、好ましくは ＫＹｃ≧ＫＹｍ≧ＫＹｓ の関係を充足させる。より好ましくは、周方向陸部４は、その軸方向剛性ＫＹをショルダー側からタイヤ赤道側に向かって順次増大させるのが望ましい。なお前記トレッドパターンでは、中間の周方向陸部４ｍが形成されなくてもかまわない。

次に、トレッドゴム２Ｇに、全巾に亘って同一のゴム素材を用いた場合、前記周方向剛性ＫＸをＶ状分布に、又軸方向剛性ＫＹを∧状分布にするためには、センタの周方向陸部４ｃにおいて周方向剛性ＫＸｃを減じるために、横のサイピング１０の形成数を多くしたり、又ショルダーの周方向陸部４ｓにおいて軸方向剛性ＫＹｓを減じるために、周方向のサイピングを形成したり又その形成数を増やすことが要求される傾向となる。しかし、斯かる場合には、ハンドル応答性能以外のタイヤ性能、例えば耐摩耗性能や旋回性能が低下するという不利を招く。

そのため、少なくとも１つの周方向陸部列Ｒに、周方向の複素弾性率Ｅ＊ｘとタイヤ軸方向の複素弾性率Ｅ＊ｙとが異なる異方性のゴム素材（便宜上、異方性ゴムという場合がある）Ｇａを用いることが好ましい。これにより、パターン模様や、溝巾、溝深さ、サイピングに大きな変更を加えることなく、周方向剛性ＫＸと軸方向剛性ＫＹとがそれぞれ異なる剛性分布をなすトレッド部を容易に形成することができる。その結果、パターン設計を容易としかつその自由度を高めながら、前述の耐摩耗性能や旋回性能の低下を抑制することが可能となる。この効果を充分発揮させるために、前記複素弾性率の差｜Ｅ＊ｙ−Ｅ＊ｘ｜を、２．５Ｍｐａ以上とするのが好ましい。或いは 比Ｅ＊ｙ／Ｅ＊ｘ、又は比Ｅ＊ｘ／Ｅ＊ｙを０．５以下とするのが好ましい。なお複素弾性率は、粘弾性スペクトロメーターを用い、温度７０℃、周波数１０Ｈｚ、初期伸張歪１０％、動歪の振幅±２％の条件で測定した値である。

ここで前記異方性ゴムＧａは、短繊維配合ゴムからなり、本例では、短繊維をタイヤ軸方向に配向させることにより、タイヤ軸方向の複素弾性率Ｅ＊ｙを周方向の複素弾性率Ｅ＊ｘより大（Ｅ＊ｙ＞Ｅ＊ｘ）とした軸方向の異方性ゴムＧａｙを使用している。詳しくは、図１４（Ａ）に示すように、センタおよび中間の周方向陸部列Ｒｃ、Ｒｍに、前記軸方向の異方性ゴムＧａｙを使用し、ショルダーの周方向陸部列Ｒｓには、周方向の複素弾性率Ｅ＊ｘとタイヤ軸方向の複素弾性率Ｅ＊ｙとが等しい等方性のゴム素材（便宜上、等方性ゴムという場合がある）Ｇ０を用いている。

このとき、図１４（Ｂ）に示すように、センタの周方向陸部列Ｒｃに、異方性（即ち複素弾性率の差｜Ｅ＊ｙ−Ｅ＊ｘ｜））を大とした異方性ゴムＧａｙｃを使用し、中間の周方向陸部列Ｒｍに、異方性（即ち複素弾性率の差｜Ｅ＊ｙ−Ｅ＊ｘ｜））を小とした異方性ゴムＧａｙｍを使用することもできる。又図１４（Ｃ）に示すように、センタの周方向陸部列Ｒｃのみに異方性ゴムＧａｙを使用しても良い。

又異方性ゴムＧａとして、短繊維をタイヤ周方向に配向させることにより、周方向の複素弾性率Ｅ＊ｘをタイヤ軸方向の複素弾性率Ｅ＊ｙより大（Ｅ＊ｘ＞Ｅ＊ｙ）とした周方向の異方性ゴムＧａｘを使用することもできる。斯かる場合には、図１４（Ｄ）に示すように、ショルダーの周方向陸部列Ｒｓに異方性ゴムＧａｘを使用し、かつセンタの周方向陸部列Ｒｃに等方性ゴムＧ０を使用する。又中間の周方向陸部列Ｒｍには、異方性ゴムＧａｘ又は等方性ゴムＧ０が採用でき、異方性ゴムＧａｘを採用する場合には、その異方性をショルダーの異方性ゴムＧａｘ以下とするのが好ましい。

次に、本実施形態では、図１５（Ａ）に示すように、少なくともタイヤ赤道Ｃの一方側に配される第１のショルダーの周方向陸部列Ｒｓ１と、他方側に配される第２のショルダーの周方向陸部列Ｒｓ２とが非対称をなすトレッドパターンを採用することができる。特に本例では、一方側に配される第１の中間の周方向陸部列Ｒｍ１、及び他方側に配される第２の中間ーの周方向陸部列Ｒｍ２も非対称をなす場合が例示されている。斯かる場合には、前記非対称パターンに原因して、例えば周方向剛性ＫＸに、図１６に一点鎖線で示す如く、非対称分布が生じ、ハンドル応答性能等に悪影響を及ぼす傾向がある。

そのため図１５（Ｂ）に示すように、少なくとも前記第１のショルダーの周方向陸部列Ｒｓ１と、第２のショルダーの周方向陸部列Ｒｓ２とに、ヤング率Ｅを違えたゴム素材Ｇｂｓ１、Ｇｂｓ２を採用し、これにより前記第１のショルダーの周方向陸部４ｓ１の周方向剛性ＫＸｓ１と、前記第２のショルダーの周方向陸部４ｓ２の周方向剛性ＫＸｓ２との比ＫＸｓ１／ＫＸｓ２を１．０±０．１の範囲、さらには１．０〜１．１の範囲に減じるのが好ましい。特に本例では、前記第１の中間の周方向陸部列Ｒｍ１と、第２の中間の周方向陸部列Ｒｍ２とにも、ヤング率Ｅを違えたゴム素材Ｇｂｍ１、Ｇｂｍ２を採用し、前記第１の中間の周方向陸部４ｍ１の周方向剛性ＫＸｍ１と、前記第２の中間ーの周方向陸部４ｍ２の周方向剛性ＫＸｍ２との比ＫＸｍ１／ＫＸｍ２も同様に、１．０±０．１の範囲に減じることにより、パターン模様を左右非対称としながらも、周方向剛性ＫＸの剛性分布を、図１６に実線で示す如く左右対称なＶ状に形成することができる。

なお左右対称なトレッドパターンにおいて、少なくとも１つの周方向陸部列Ｒに、他の周方向陸部列Ｒとはヤング率Ｅの異なるゴム素材Ｇｂを用い、これにより周方向剛性ＫＸの剛性分布をＶ状に形成するのも好ましい。この場合、前記第１、２のショルダーの周方向陸部列Ｒｓ１、Ｒｓ２にはヤング率Ｅが同じゴム素材を使用し、かつ第１、２の中間の周方向陸部列Ｒｍ１、Ｒｍ２にヤング率Ｅが同じゴム素材を使用する。なお前記ヤング率は、粘弾性スペクトロメーターを用い、温度７０℃、周波数１０Ｈｚ、初期伸張歪１０％、動歪の振幅±２％の条件で測定した動的弾性率である。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

トレッドパターン、及びトレッドゴムを違えて、周方向剛性ＫＸ、及び軸方向剛性ＫＹが図１７に示す剛性分布をなすタイヤサイズ２２５／６０Ｒ１６の乗用車用タイヤを試作した。そして各タイヤの、コーナリングフォース、ハンドル応答性能、旋回性能、耐摩耗性をテストし、その結果を表２に記載した。トレッドパターン、及びトレッドゴム以外は同仕様である。

比較例１，２、実施例１〜３は、各周方向陸部列Ｒに、同一かつ等方性のゴム素材を用いている。又比較例１，２は互いに同一パターンで溝深さを違えており、又実施例１，２も互いに同一パターンで溝深さを違えている。実施例４は、各周方向陸部列Ｒに、短繊維配合ゴムである異方性のゴム素材を用いている。又実施例５は、各周方向陸部列Ｒに、ヤング率を違えゴム素材を用いている。

（１）コーナリングフォース：
室内試験器を用い、リム（１６×６．５ＪＪ）、内圧（２３０ｋＰａ）、縦荷重（４．８ｋＮ）、速度（２０ｋｍ／ｈ）、スリップ角（０．１３°）の条件にてＣＦ値を測定し、比較例１を１００とする指数で表示している。指数の大きい方が良好である。

（２）ハンドル応答性能 及び旋回性能：
リム（１６×６．５ＪＪ）、内圧（２３０ｋＰａ）の条件にて車両（４３００ｃｃ、ＦＲ車）の全輪に装着し、ドライアスファルトのタイヤテストコースを走行し、ハンドル応答性能 及び旋回性能をドライバーの官能評価により比較例１を６点とする１０点法により評価した。点数の大きい方が良好である。

（３）耐摩耗性：
前記車両を用い、ドライアスファルト路面を５０００ｋｍ走行した後、トレッド面の摩耗外観を目視により、以下の３段階で評価した。
○：商品として合格レベル
△：商品として許容範囲であるが改善が望まれるレベル。
×：商品として不合格レベル

本発明の空気入りタイヤのトレッドパターンを示す展開図である。 センタの周方向陸部を示す部分斜視図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、中間の周方向陸部を示す部分斜視図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、ショルダーの周方向陸部を示す部分斜視図である。 周方向陸部がブロック列である場合を示す斜視図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、周方向剛性及び軸方向剛性の測定方法を説明する断面図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、サンプルタイヤにおける周方向剛性及び軸方向剛性の剛性分布を示す線図である。 サンプルタイヤのコーナリングフォースの測定結果を示す線図である。 （Ａ）、（Ｂ）はサンプルタイヤにおける剛性分布、及びコーナリングフォースを比較した図面である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、サンプルタイヤにおける剛性分布、及びコーナリングフォースを比較した図面である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、サンプルタイヤにおける剛性分布、及びコーナリングフォースを比較した図面である。 （Ａ）、（Ｂ）は、サンプルタイヤにおける剛性分布、及びコーナリングフォースを比較した図面である。 （Ａ）、（Ｂ）は、サンプルタイヤにおける剛性分布、及びコーナリングフォースを比較した図面である。 （Ａ）〜（Ｄ）は、異方性のゴム素材の使用例を示すトレッド部の略断面図である。 （Ａ）は、トレッドパターンの他の例を示す展開図、（Ｂ）は、そのときのゴム素材の使用例を示すトレッド部の略断面図である。 そのときの周方向剛性の剛性分布を例示する線図である。 表２に示すタイヤの周方向剛性、及び軸方向剛性の剛性分を例示する線図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は、発明者の基礎実験で使用したテストタイヤのトレッドパターン、（Ｅ）は表２の実施例３のタイヤのトレッドパターンの展開図である。

符号の説明

２ トレッド面
２Ｓ トレッド接地面
３ 縦主溝
４、４ｃ、４ｍ、４ｓ 周方向陸部
５ リブ
７ 横溝
８ ブロック
９ ブロック列
Ｒ、Ｒｃ、Ｒｍ、Ｒｓ 周方向陸部列
Ｓｃ センタ領域
Ｓｓ ショルダー領域
Ｓｍ 中間領域

Claims (7)

1. トレッド面に、タイヤ周方向にのびかつ溝深さが７．０ｍｍ以上の複数本の縦主溝を配することにより、前記縦主溝間、及び前記縦主溝とトレッド端縁との間で区分されるリブ、又は前記縦主溝間、若しくは前記縦主溝とトレッド端縁との間を横溝により区切ったブロックが周方向に並ぶブロック列からなる複数の周方向陸部からなる周方向陸部群を具えるトレッドパターンの空気入りタイヤであって、
   トレッド面が正規荷重負荷状態において接地するトレッド接地面を、タイヤ赤道上のセンタ領域と、トレッド接地端側のショルダー領域と、その間の中間領域との５つの巾領域に等巾で仮想区分するとともに、
   前記周方向陸部群は、前記センタ領域に表面の面積重心が位置するセンタの周方向陸部からなるセンタの周方向陸部列と、前記ショルダー領域に表面の面積重心が位置するショルダーの周方向陸部からなるショルダーの周方向陸部列とを含み、
   かつ各前記周方向陸部の周方向単位長さ当たりの周方向剛性をＫＸとする時、前記センタの周方向陸部の周方向剛性ＫＸｃは、前記ショルダーの周方向陸部の周方向剛性ＫＸｓより小としたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記周方向陸部群は、前記中間領域に表面の面積重心が位置する中間の周方向陸部からなる中間の周方向陸部列を含み、前記中間の周方向陸部の周方向剛性ＫＸｍは、前記周方向剛性ＫＸｃより大かつ前記周方向剛性ＫＸｓより小であることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 各前記周方向陸部の周方向単位長さ当たりのタイヤ軸方向の軸方向剛性をＫＹとする時、前記センタの周方向陸部の軸方向剛性ＫＹｃは、前記ショルダーの周方向陸部の軸方向剛性ＫＹｓ以上としたことを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記周方向陸部群は、前記中間領域に表面の面積重心が位置する中間の周方向陸部からなる中間の周方向陸部列を含むとともに、この中間の周方向陸部の軸方向剛性ＫＹｍは、前記軸方向剛性ＫＹｃ以下かつ前記軸方向剛性ＫＹｓ以上であることを特徴とする請求項３記載の空気入りタイヤ。
5. 前記周方向陸部群は、少なくとも１つの周方向陸部列が、周方向の複素弾性率とタイヤ軸方向の複素弾性率とが異なるゴム素材を用いたことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記周方向陸部群は、少なくとも１つの周方向陸部列が、他の周方向陸部列とはヤング率の異なるゴム素材を用いたことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の空気入りタイヤ。
7. 前記周方向陸部群は、タイヤ赤道の一方側に配される第１のショルダーの周方向陸部列と、他方側に配される第２のショルダーの周方向陸部列とが非対称に形成され、
   かつ第１のショルダーの周方向陸部列の第１のショルダーの周方向陸部と、第２のショルダーの周方向陸部列の第２のショルダーの周方向陸部とのヤング率を変えることにより、前記第１のショルダーの周方向陸部の周方向剛性ＫＸｓ１と前記第２のショルダーの周方向陸部の周方向剛性ＫＸｓ２との比ＫＸｓ１／ＫＸｓ２を１．０±０．１の範囲としたことを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の空気入りタイヤ。

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