JP2009051400A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】大きな残留コーナリングフォースの確保と、偏摩耗性能の悪化を抑制とを両立した空気入りタイヤを提供すること。
【解決手段】タイヤ周方向に対する傾斜角度θが５５°〜７５°の範囲内に設定されている左上がりの第１傾斜サイプ４４及び第２傾斜サイプ４６をショルダーリブ３８に設けたことで、走行時に左側へ向かう大きな残留コーナリングフォースを確保することができる。なお、ショルダーリブ３８に設けている第１片側開口ラグ溝４０、及び第２片側開口ラグ溝４２は、リブを分断してブロック化とするラグ溝とは異なり、排水性を得るための必要最小限の長さしか持たないため、第１片側開口ラグ溝４０、及び第２片側開口ラグ溝４２によるショルダーリブ３８の摩耗性能の悪化は十分に抑えられている。
【選択図】図１

Description

本発明は空気入りタイヤに関し、特には、残留コーナリングフォースを大きく確保して車両の直進安定性を改良しつつ、偏摩耗性能の悪化を抑制可能な空気入りタイヤに関するものである。

近年、乗用車においても環境や安全に対する意識がますます高まっている中、偏摩耗特性や操縦安定性能の高次元での要求がなされている。
一般的に、道路にはカントと呼ばれる傾斜（路面の排水を目的とした傾斜）が付けられており、車両が真っ直ぐに走行するためには、カントに逆らう向きの力をタイヤに生じさせる必要がある。
タイヤによって発生させる上記力を残留コーナリングフォース（ＰＲＣＦ）と呼ぶが、その力が大きすぎても小さすぎても車両は真っ直ぐに走行しないため、車両流れという問題が起こる。

タイヤで残留コーナリングフォースを発生させる手法としては、大きく次の２つが上げられる。
（１）スチールコードを含む交錯ベルトにおける最外ベルトのスチールコードの角度による制御（特許文献１参照）。
（２）トレッドパターンにより発生する回転方向に発生する力の制御。
基本的には、上記手法の双方を合わせてタイヤとしての狙いの残留コーナリングフォースを制御する。

一般的には上記（１）の力の方が上記（２）の力よりも寄与が大きいが、各国の道路事情の違いから各仕向けに対して要求される残留ＣＦは様々であり、仕向けによっては（１）の力だけでは足りず、（２）の力を大きく必要とすることになる。
（２）の力を大きくするためには、タイヤ踏面部に設けられる複数の周方向主溝によって複数の陸部列を形成するトレッドパターンにおいて、前記陸部列のうち接地端を含む１対のショルダー陸部列が周方向に連続するリブ部を備え、そのリブ部にタイヤ幅方向最外側の周方向主溝（ショルダー主溝）から伸び、周方向に対して角度を持った溝（以下、ラグ溝とする）の周方向に対する角度を小さくすることで、パターンの発生する力を大きくすることができる（例えば、特許文献１参照）。

特開平０５−５８１１４号公報

しかしながら、タイヤ周方向に対してラグ溝の角度を小さくすると、偏摩耗やヒール・アンド・トゥ摩耗の悪化を招く。逆に、タイヤ周方向に対してラグ溝の角度を大きくすると、高い残留コーナリングフォースを出すことが出来なくなる。

本発明の目的は、上記事実を考慮して、大きな残留コーナリングフォースの確保と、偏摩耗性能の悪化を抑制とを両立可能な空気入りタイヤを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、トレッドにタイヤ周方向に沿って延びる複数の周方向主溝を備えた空気入りタイヤであって、前記トレッドには、タイヤ幅方向最外側の前記周方向主溝のタイヤ幅方向外側に、タイヤ周方向に延びるショルダーリブを備え、前記ショルダーリブには、タイヤ周方向に対して５５〜７５°の範囲内で傾斜した傾斜サイプが複数形成されている、ことを特徴としている。

次に、請求項１に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
ショルダーリブに傾斜ラグ溝を設けた従来技術においては、残留コーナリングフォースを出すために傾斜ラグ溝の傾斜角度を小さくしたいが、それにより偏摩耗が悪化する問題があった。請求項１に記載の空気入りタイヤでは、ショルダーリブに傾斜ラグ溝の代わりとして実質的に溝幅を有さない傾斜サイプを形成することで、トレッドのショルダー側にブロックパターンを無くすことができ、タイヤ回転時にブロックの蹴り出し側に生ずる特異な摩耗（ヒール・アンド・トゥ摩耗）を防止することが出来、このような摩耗を防止できるため、傾斜サイプの傾斜角度を、従来の傾斜ラグ溝対比で小さく設定することができ、よって、大きな残留コーナリングフォースを確保することができる。

なお、傾斜サイプは、トレッドをタイヤ外側から見たときの傾斜方向を左上がりとした場合、走行時に、タイヤに左側へ向かう残留コーナリングフォースを発生させることができ、左上がりに傾斜した路面（右側通行の道路）を走行する際の直進性を確保できる。

一方、傾斜サイプは、トレッドをタイヤ外側から見たときの傾斜方向を右上がりとした場合、走行時に、タイヤに右側へ向かう残留コーナリングフォースを発生させることができ、右上がりに傾斜した路面（左側通行の道路）を走行する際の直進性を確保できる。

ここで、傾斜サイプの傾斜角度が５５°未満になると、ショルダーリブの摩耗が悪化する虞がある。
一方、傾斜サイプの傾斜角度が７５°を越えると、残留コーナリングフォースに対して十分な効果が得られなくなる。
なお、傾斜サイプの傾斜角度は、５５°〜６５°が好ましく、５５°〜６０°が更に好ましい。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空気入りタイヤにおいて、前記ショルダーリブには、前記ショルダーリブのタイヤ幅方向外側端からタイヤ赤道面側へ向けて延びてリブ内で終端する片側開口ラグ溝と、前記ショルダーリブのタイヤ幅方向内側端からタイヤ幅方向外側へ向けて延びてリブ内で終端する前記傾斜サイプとが形成されている、ことを特徴としている。

次に、請求項２に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
ショルダーリブのタイヤ幅方向外側端からタイヤ赤道面側へ向けて延びてリブ内で終端する片側開口ラグ溝をショルダーリブに設けることで、排水性、及び雪上性能（雪が溝内に入り込むことで、トラクション、ブレーキに効く）を確保することができる。
なお、傾斜サイプの終端と上記片側開口ラグ溝の終端とは、連結させても良く、近接させても良い。

傾斜サイプは、氷路面を走行した際に、接地面の水を吸収することで、氷上性能を向上することができる。また、傾斜サイプの終端と片側開口ラグ溝の終端とを連結した場合には、傾斜サイプに取り込んだ水を周方向主溝のみならず、片側開口ラグ溝側へも排水できるので、氷上性能を更に向上することが可能となる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤにおいて、前記傾斜サイプの深さが 前記周方向主溝の深さに対して１５〜１００％の範囲内に設定されている、ことを特徴としている。

次に、請求項３に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
傾斜サイプの深さが周方向主溝の深さに対して１５％未満では、残留コーナリングフォースに対して十分な効果が得られなくなる。
一方、傾斜サイプの深さが周方向主溝の深さに対して１００％を越えると、傾斜サイプの底が周方向主溝の底よりも深くなり、万が一サイプ底から亀裂が生じた場合、その亀裂がベルトに到達し易くなるため好ましくない。
よって、傾斜サイプの深さを 周方向主溝の深さに対して１５〜１００％の範囲内に設定することが好ましい。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３の何れか１項に記載の空気入りタイヤにおいて、前記傾斜サイプの厚さが、０．３〜１．５ｍｍの範囲内に設定されている、ことを特徴としている。

次に、請求項４に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
傾斜サイプの厚さが０．３ｍｍ未満では、残留コーナリングフォースに対して十分な効果が得られなくなる。
一方、傾斜サイプの厚さが１．５ｍｍを越えると、ショルダーリブの摩耗に対して好ましくない。
よって、傾斜サイプの厚さを０．３〜１．５ｍｍの範囲内に設定することが好ましい。

本発明の空気入りタイヤは上記構成としたので、大きな残留コーナリングフォースの確保と、偏摩耗性能の悪化を抑制とを両立することができる。

本発明の空気入りタイヤの一実施形態を図１にしたがって説明する。なお、本実施形態の空気入りタイヤ１０は、乗用車用である。
空気入りタイヤ１０の内部構造は一般的なラジアル構造であり、内部構造に関しては簡単に説明する。空気入りタイヤ１０は、タイヤ赤道面に対して交差する方向に延びるコードが埋設されたカーカスを備えている。

カーカスのタイヤ径方向外側には１層または２層以上のベルト層が設けられている。本実施形態の空気入りタイヤ１０では、最外のベルト層に含まれるコードは、タイヤ外側から見て左上がりに傾斜している。

図１に示すように、トレッド１２には、タイヤ赤道面ＣＬの両側に第１周方向主溝１４が形成され、第１周方向主溝１４のタイヤ幅方向外側には第２周方向主溝１６が形成されている。
トレッド１２のタイヤ赤道面ＣＬ上には、１対の第１周方向主溝１４で区画されたセンターリブ１８が配置されている。このセンターリブ１８にはサイプ２０、サイプ２２、凹部２４、及び凹部２５が形成されている。

センターリブ１８の両側には、第１周方向主溝１４と第２周方向主溝１６とで区画されたセカンド陸部列２６が配置されている。セカンド陸部列２６には、複数の傾斜ラグ溝２８で区画された複数のブロック３０を備えている。なお、このブロック３０には、サイプ３２、サイプ３４、凹部３６が形成されている。

さらに、トレッド１２には、第２周方向主溝１６のタイヤ幅方向外側に、タイヤ幅方向最外側の陸部である、周方向に連続するショルダーリブ３８が配置されている。

ショルダーリブ３８には、ショルダー側の端部からタイヤ赤道面ＣＬへ向けて延び、リブ内で終端する幅広の第１片側開口ラグ溝４０、及び幅狭の第２片側開口ラグ溝４２がタイヤ周方向に間隔を空けて交互に形成されている。本実施形態の第１片側開口ラグ溝４０、及び第２片側開口ラグ溝４２は、タイヤ幅方向に沿って延びている。
さらに、ショルダーリブ３８には、タイヤ赤道面側の端部からショルダー側へ向けて延び、リブ内で終端する第１傾斜サイプ４４、及び第２傾斜サイプ４６がタイヤ周方向に間隔を空けて交互に形成され、第２片側開口ラグ溝４２に連結された第１傾斜サイプ４４の端部に凹部４８が形成されている。

第１傾斜サイプ４４、及び第２傾斜サイプ４６は、トレッド１２をタイヤ外側から見て左上がりに傾斜している。
なお、第１片側開口ラグ溝４０、及び第２片側開口ラグ溝４２は、各々第１傾斜サイプ４４と連結しているが、第２傾斜サイプ４６は、リブ内で終端している。本実施形態では、第１片側開口ラグ溝４０、及び第２片側開口ラグ溝４２が、各々第１傾斜サイプ４４と連結しているが、連結していなくても良い。

第１傾斜サイプ４４、及び第２傾斜サイプ４６は、タイヤ周方向に対する傾斜角度θが５５°〜７５°の範囲内に設定されている。なお、傾斜角度θは、５５°〜６５°が好ましく、５５°〜６０°が更に好ましい。

第１傾斜サイプ４４、及び第２傾斜サイプ４６の深さは、各々第２周方向主溝１６の溝深さの１５〜１００％の範囲内に設定することが好ましい。
また、第１傾斜サイプ４４、及び第２傾斜サイプ４６の厚さは、各々０．３〜１．５ｍｍの範囲内に設定することが好ましい。

（作用）
次に、本実施形態の空気入りタイヤ１０の作用を説明する。
本実施形態の空気入りタイヤ１０では、タイヤ周方向に対する傾斜角度θが５５°〜７５°の範囲内に設定されている左上がりの第１傾斜サイプ４４及び第２傾斜サイプ４６をショルダーリブ３８に設けたことで、走行時に左側へ向かう大きな残留コーナリングフォースを確保することができる。
したがって、この空気入りタイヤ１０を装着した車両が、左上がりに傾斜した路面（右側通行の道路）を走行する際の直進性を確保できる。

また、本実施形態の空気入りタイヤ１０では、セカンド陸部列２６に傾斜ラグ溝２８が形成され、ショルダーリブ３８にタイヤ幅方向外側端からタイヤ赤道面側へ向けて延びてリブ内で終端する第１片側開口ラグ溝４０、及び第２片側開口ラグ溝４２が形成されているので、排水性、及び雪上性能が確保されている。
ショルダーリブ３８に設けている第１片側開口ラグ溝４０、及び第２片側開口ラグ溝４２は、リブを分断してブロック化とするラグ溝とは異なり、排水性を得るための必要最小限の長さしか持たないため、第１片側開口ラグ溝４０、及び第２片側開口ラグ溝４２によるショルダーリブ３８の摩耗性能の悪化は十分に抑えられている。
なお、本実施形態の空気入りタイヤ１０では、最外のベルト層のコードも左上がりに傾斜しているので、この傾斜したコードによっても残留コーナリングフォースが得られている。

ここで、第１傾斜サイプ４４、及び第２傾斜サイプ４６の傾斜角度θが５５°未満になると、ショルダーリブ３８の摩耗が悪化する虞がある。
一方、第１傾斜サイプ４４の、及び第２傾斜サイプ４６の傾斜角度θが７５°を越えると、残留コーナリングフォースに対して十分な効果が得られなくなる。

第１傾斜サイプ４４、及び第２傾斜サイプ４６の深さが第２周方向主溝１６の深さに対して１５％未満では、残留コーナリングフォースに対して十分な効果が得られなくなる。
一方、第１傾斜サイプ４４、及び第２傾斜サイプ４６の深さが第２周方向主溝の深さに対して１００％を越えると、第１傾斜サイプ４４、及び第２傾斜サイプ４６の底が第２周方向主溝の底よりも深くなり、万が一サイプ底から亀裂が生じた場合、その亀裂がベルト層に到達し易くなるため好ましくない。

第１傾斜サイプ４４、及び第２傾斜サイプ４６の厚さが０．３ｍｍ未満では、残留コーナリングフォースに対して十分な効果が得られなくなる。
一方、第１傾斜サイプ４４、及び第２傾斜サイプ４６の厚さが１．５ｍｍを越えると、ショルダーリブ３８の摩耗に対して好ましくない。

本実施形態では、第１片側開口ラグ溝４０、及び第２片側開口ラグ溝４２に、第１傾斜サイプ４４を連結しているので、第１傾斜サイプ４４に取り込んだ水を第２周方向主溝１６のみならず、第１片側開口ラグ溝４０、及び第２片側開口ラグ溝４２へも排水できるので、氷上性能等を向上することができる。

なお、第１傾斜サイプ４４、及び第２傾斜サイプ４６の周方向ピッチは、必要とされる残留コーナリングフォースが得られ、他の不具合（例えば、ショルダーリブ３８の摩耗の悪化等）を招かない範囲内で設定することが好ましい。
また、第１傾斜サイプ４４、及び第２傾斜サイプ４６の長さは、必要とされる残留コーナリングフォースが得られるような長さに設定する。

上記実施形態の空気入りタイヤ１０は、左上がりに傾斜した路面（右側通行の道路）を走行する車両に用いるために第１傾斜サイプ４４、及び第２傾斜サイプ４６を左上がりに傾斜させていたが、第１傾斜サイプ４４、及び第２傾斜サイプ４６を右上がりに傾斜させれば、右上がりに傾斜した路面（左側通行の道路）を走行する車両用となる。

上記実施形態では、第１片側開口ラグ溝４０、及び第２片側開口ラグ溝４２がタイヤ幅方向に沿って形成されていたが、第１傾斜サイプ４４、及び第２傾斜サイプ４６と同様に傾斜させても良い。
上記実施形態では、ショルダーリブ３８が周方向に１周連続しているが、摩耗を悪化させない範囲でなら、ラグ溝で複数に分断されていても良い。
上記実施形態の空気入りタイヤ１０は乗用車用であったが、軽トラック用タイヤ等、他の種類のタイヤにも本発明は適用可能である。

（試験例１）
本発明の効果を確かめるために、従来例の空気入りタイヤ、及び本発明の適用された実施例の空気入りタイヤを用意し、残留コーナリングフォース、及びヒール・アンド・トゥ摩耗段差量を測定した。

実施例の空気入りタイヤの仕様
・図１に示すトレッドパターンを有する。タイヤサイズは２４５／７０Ｒ１７である。
・第１片側開口サイプ、第２片側開口サイプの傾斜角度θは各々６０°。
・第１片側開口サイプ、第２片側開口サイプの厚みは各々０．７ｍｍ。
・第１片側開口サイプ、第２片側開口サイプの深さは各々第２周方向主溝の溝深さの９０％。

従来例の空気入りタイヤの仕様
・実施例の第１片側開口サイプ、第２片側開口サイプの代わりに傾斜ラグ溝を形成したトレッドパターンを有する。
・傾斜ラグ溝の傾斜角度θは６０°。
・傾斜ラグ溝の溝幅は３ｍｍ。
・傾斜ラグ溝の深さは各々第２周方向主溝の溝深さの９０％。

残留コーナリングフォース試験条件
・試験装置：フラットベルト試験機
・試験荷重：５．３４ｋＮ
・試験空気圧：２２０ｋＰａ
・試験速度３０ｋｍ／ｈ
・使用リム：１７×７Ｊ

実車摩耗試験条件
・試験車両：トヨタ自動車製 ハイラックスサーフ
・試験荷重：前軸１３．２ｋＮ，後軸１０．２ｋＮ
・試験空気圧：２２０ｋＰａ
・使用リム：１７×７Ｊ
・走行ルート：高速道路６０％、一般道４０％
・走行距離：１００００ｋｍ

試験の結果、本発明の適用された実施例の空気入りタイヤは、従来例の空気入りタイヤに比較して略同等の残留コーナリングフォースが得られており、ヒール・アンド・トゥ摩耗段差は半分以下となり、両性能が両立できていることが分かる。

（試験例２）
傾斜サイプのサイプ幅を変えた試験タイヤを複数用意し、各々について残留コーナリングフォース（ＰＲＣＦ）、及びヒール・アンド・トゥ摩耗段差（Ｈ＆Ｔ）を調べた。
試験条件は上記試験例１と同様のものである。

試験の結果から、残留コーナリングフォースとヒール・アンド・トゥ摩耗段差とを両立するには、サイプ幅は、０．５〜１．５ｍｍの範囲内が良いことが分かった。

本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドを示す平面図である。

符号の説明

１０ 空気入りタイヤ
１２ トレッド
１４ 第１周方向主溝
１６ 第２周方向主溝
３８ ショルダーリブ
４０ 第１片側開口ラグ溝
４２ 第２片側開口ラグ溝
４４ 第１傾斜サイプ
４６ 第２傾斜サイプ
ＣＬ タイヤ赤道面

Claims (4)

1. トレッドにタイヤ周方向に沿って延びる複数の周方向主溝を備えた空気入りタイヤであって、
   前記トレッドには、タイヤ幅方向最外側の前記周方向主溝のタイヤ幅方向外側に、タイヤ周方向に延びるショルダーリブを備え、
   前記ショルダーリブには、タイヤ周方向に対して５５〜７５°の範囲内で傾斜した傾斜サイプが複数形成されている、
   ことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記ショルダーリブには、前記ショルダーリブのタイヤ幅方向外側端からタイヤ赤道面側へ向けて延びてリブ内で終端する片側開口ラグ溝と、前記ショルダーリブのタイヤ幅方向内側端からタイヤ幅方向外側へ向けて延びてリブ内で終端する前記傾斜サイプとが形成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記傾斜サイプの深さが 前記周方向主溝の深さに対して１５〜１００％の範囲内に設定されている、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記傾斜サイプの厚さが、０．３〜１．５ｍｍの範囲内に設定されている、ことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の空気入りタイヤ。

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