JP2009214759A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】横剛性を維持しつつ、偏摩耗を抑制すること。
【解決手段】タイヤ周方向に延在する複数の主溝３がトレッド部のタイヤ幅方向に並設され、前記主溝３によりトレッド部にリブが区画形成されている空気入りタイヤにおいて、新品時に車両へ装着した場合、少なくとも車両最外側における主溝３１は、トレッド表面４１の法線に対する車両外側の溝壁３１ａの溝壁角度が、車両内側の溝壁３１ｂの溝壁角度よりも小さく形成されている。このため、旋回時に車両外側からの入力が大きい場合でも、車両外側の溝壁３１ａは入力に対して踏ん張りが小さく逃げを有するため、主溝３１の車両内側のリブ４に生じる偏摩耗を抑制できる。しかも、主溝３１の車両内側の溝壁３１ｂでは、溝壁角度が車両外側の溝壁３１ａよりも大きく形成されているため、車両外側からの入力に対する横剛性を維持できる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、偏摩耗を抑制できる高性能な空気入りタイヤに関するものである。

車両の高荷重・高性能化に伴い、空気入りタイヤにも高性能化が求められている。具体的には、偏平比を低くし、かつベルト部の剛性を高くすることが一般的である。このような空気入りタイヤでは、旋回時において偏摩耗が生じて片減りすることがあり、本来の摩耗寿命より早期に寿命を迎えてしまうことになる。また、偏摩耗が生じると走行安定性が悪くなる。すなわち、偏摩耗を抑えることが空気入りタイヤの高寿命化および走行安定性の向上につながる。

従来、旋回時に車両外側からの入力に対して横剛性を大きくするため、トレッド部のショルダー部近傍でタイヤ周方向に延在する溝において、車両装着時の外側の溝壁角度をトレッド表面の法線に対して大きく設定するものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開平９−１３２００９号公報

しかしながら、車両外側の溝壁角度をトレッド表面の法線に対して大きく設定すると、車両外側からの入力があまりに大きい場合、この入力に対する踏ん張りが大きすぎて逃げがなくなるため、該溝の車両内側のエッジ部を含むリブに偏摩耗が生じるおそれがある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、横剛性を維持しつつ、偏摩耗を抑制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。

上記目的を達成するため、本発明にかかる空気入りタイヤでは、タイヤ周方向に延在する複数の主溝がトレッド部のタイヤ幅方向に並設され、前記主溝により前記トレッド部にリブが区画形成されている空気入りタイヤにおいて、新品時に車両へ装着した場合、少なくとも車両最外側における前記主溝は、トレッド表面の法線に対する車両外側の溝壁角度が、車両内側の溝壁角度よりも小さく形成されていることを特徴とする。

この空気入りタイヤによれば、車両の旋回時に車両外側からの入力が大きい場合でも、車両外側の溝壁は入力に対して踏ん張りが小さく逃げを有するため、該主溝の車両内側のリブに生じる偏摩耗を抑制できる。しかも、前記主溝の車両内側の溝壁では、溝壁角度が車両外側の溝壁よりも大きく形成されているため、車両外側からの入力に対する横剛性を維持できる。

また、本発明にかかる空気入りタイヤでは、車両最外側の前記主溝から車両最内側の前記主溝に至り、車両外側の溝壁角度が順に大きく形成され、かつ車両最外側の前記主溝の車両外側の溝壁角度と、車両最内側の前記主溝の車両外側の溝壁角度との差が１５°以上４０°以下の範囲に設定されていることを特徴とする。

この空気入りタイヤによれば、リブの車両内側のエッジ部への入力を分散させるので、さらに偏摩耗を抑制できる。

また、本発明にかかる空気入りタイヤでは、タイヤ幅方向最外側の主溝と、前記主溝に近い位置にある前記トレッド部の接地端との距離Ｘが、前記トレッド部の総接地幅ＧＣＷに対して０．１０≦Ｘ／ＧＣＷ≦０．４０の範囲に設定され、かつ前記主溝のタイヤ幅方向外側の溝壁角度θが、下記式（１）により求められることを特徴とする。
｛２×［４０−（Ｘ／ＧＣＷ）］×１００／３｝−３≦θ≦｛２×［４０−（Ｘ／ＧＣＷ）］×１００／３｝＋３・・・（１）

この空気入りタイヤによれば、溝壁角度を、該溝壁を含むトレッド表面の接地幅と、主溝の位置とにより適正化できるので、より偏摩耗を抑制でき、特にリブの車両外側のエッジの摩耗を抑制できる。

本発明にかかる空気入りタイヤは、横剛性を維持しつつ、偏摩耗を抑制できる。

以下に、本発明にかかる空気入りタイヤの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施の形態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、あるいは実質的同一のものが含まれる。

以下の説明において、タイヤ幅方向とは、空気入りタイヤの回転軸と平行な方向をいい、タイヤ幅方向内側とはタイヤ幅方向において赤道面に向かう側、タイヤ幅方向外側とは、タイヤ幅方向において赤道面から離れる側をいう。また、タイヤ径方向とは、前記回転軸と直交する方向をいい、タイヤ径方向内側とはタイヤ径方向において回転軸に向かう側、タイヤ径方向外側とは、タイヤ径方向において回転軸から離れる側をいう。また、タイヤ周方向とは、前記回転軸を中心軸とする周り方向である。

図１は、本発明の実施の形態にかかる空気入りタイヤのトレッド部の一部を示す平面図、図２は、図１に示した空気入りタイヤの子午断面図、図３は、図２に示した主溝の拡大図、図４および図５は、溝壁角度の説明図である。

図１および図２に示すように、空気入りタイヤ１は、トレッド部２に、タイヤ周方向に延在しタイヤ幅方向に並設された複数の主溝３と、これらの主溝３により区画されてタイヤ幅方向に並設された陸部からなる複数のリブ４とを有する。例えば、図１に示す空気入りタイヤ１では、トレッド部２に第１から第４の４本の主溝３が形成されており、これらの主溝３により、５つのリブ４が形成されている。また、本実施の形態にかかる空気入りタイヤ１には、タイヤ幅方向最外側のリブ（ショルダーリブ）４に、タイヤ幅方向に延在するラグ溝５が形成されている。

そして、新品時の上記空気入りタイヤ１を車両に装着した場合、図３に示すように、車両最外側の第１主溝３１（３）は、トレッド表面４１の法線に対し、車両外側の溝壁３１ａの溝壁角度が、車両内側の溝壁３１ｂの溝壁角度よりも小さく形成されている。本実施の形態では、第１主溝３１の車両外側の溝壁３１ａの溝壁角度が５°で、車両内側の溝壁３１ｂの溝壁角度が２０°とされている。

ここで、本実施の形態にかかる溝壁角度とは、図４における主溝３の左側のようにエッジ部がように面取りされている場合、この面取り部６を溝壁角度に含めず、トレッド表面４１および溝壁を延長した仮想線の交点Ａを決め、この交点Ａでのトレッド表面の法線と溝壁との角度を溝壁角度αとする。また、図４における主溝３の右側のようにエッジ部がように円弧で形成されている場合、この円弧部７を溝壁角度に含めず、トレッド表面４１および溝壁を延長した仮想線の交点Ｂを決め、この交点Ｂでのトレッド表面の法線と溝壁との角度を溝壁角度αとする。また、図５における主溝３の右側のように、溝壁が円弧の組み合わせの曲線により形成されている場合、この曲線部８の変曲点での接線を延長した仮想線の交点Ｃを決め、この交点Ｃでのトレッド表面の法線と溝壁部分の接線との角度を溝壁角度αとする。

このように、上記空気入りタイヤ１では、新品時に車両へ装着した場合、車両最外側の第１主溝３１（３）において、トレッド表面４１の法線に対する車両外側の溝壁３１ａの溝壁角度が、車両内側の溝壁３１ｂの溝壁角度よりも小さく形成されている。このため、旋回時に車両外側からの入力があまりにも大きい場合でも、車両外側の溝壁３１ａは入力に対して踏ん張りが小さく逃げを有するため、該第１主溝３１の車両内側のリブ４に生じる偏摩耗を抑制できる。しかも、第１主溝３１の車両内側の溝壁３１ｂでは、溝壁角度が車両外側の溝壁３１ａよりも大きく形成されているため、車両外側からの入力に対する横剛性を維持できる。

なお、上述した空気入りタイヤ１では、車両最外側の第１主溝３１（３）において、トレッド表面４１の法線に対する車両外側の溝壁３１ａの溝壁角度が、車両内側の溝壁３１ｂの溝壁角度よりも小さく形成されているが、この構成は車両最外側の第１主溝３１に限らない。具体的には、図には明示しないが、各主溝３（３１，３２，３３，３４）において、トレッド表面４１の法線に対する車両外側の溝壁３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａの溝壁角度が、車両内側の溝壁３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ，３４ｂの溝壁角度よりも小さく形成されていてもよい。この構成であっても、車両外側からの入力に対する横剛性を維持しつつ、車両内側のリブ４に生じる偏摩耗を抑制できる。このように、上述した空気入りタイヤ１では、少なくとも車両最外側の第１主溝３１（３）において、トレッド表面４１の法線に対する車両外側の溝壁３１ａの溝壁角度が、車両内側の溝壁３１ｂの溝壁角度よりも小さく形成されている。

ところで、上述した空気入りタイヤ１においては、図３に示すように、車両最外側の第１主溝３１から車両最内側の第４主溝３４に至り、車両外側の溝壁３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａの溝壁角度が順に大きく形成されている。しかも、車両最外側の第１主溝３１の車両外側の溝壁３１ａの溝壁角度と、車両最内側の第４主溝３４の車両外側の溝壁３４ａの溝壁角度との差が１５°以上４０°以下の範囲に設定されている。本実施の形態では、溝壁３１ａの溝壁角度が５°、溝壁３２ａの溝壁角度が２０°、溝壁３３ａの溝壁角度が３０°、溝壁３４ａの溝壁角度が４０°であり、溝壁３１ａと溝壁３４ａとの溝壁角度の差が３５°とされている。なお、タイヤ径方向深さが最大の主溝３の８０％以下でタイヤ周方向に延在する溝に関しては上記の適用外とする。

かかる構成では、各リブ４の列において、車両内側のエッジ部への入力を分散させるので、さらに偏摩耗を抑制できる。なお、車両最外側の第１主溝３１の車両外側の溝壁３１ａの溝壁角度と、車両最内側の第４主溝３４の車両外側の溝壁３４ａの溝壁角度との差が１５°より小さい場合は、トレッド部２全体のせん断剛性が低下してしまう。一方、車両最外側の第１主溝３１の車両外側の溝壁３１ａの溝壁角度と、車両最内側の第４主溝３４の車両外側の溝壁３４ａの溝壁角度との差が４０°より大きい場合は、車両内側位置での主溝３の溝深さが十分でなく排水性を確保することが困難になり、ＷＥＴ性能が低下してしまう。

さらに、上述した空気入りタイヤ１においては、図３に示すように、車両最外側の第１主溝３１から車両最内側の第４主溝３４に至り、車両内側の溝壁３１ｂ，３２ｂ，３３ｂ，３４ｂの溝壁角度が順に小さく形成されている。しかも、車両最外側の第１主溝３１の車両外側の溝壁３１ａの溝壁角度と、車両最内側の第４主溝３４の車両外側の溝壁３４ａの溝壁角度との差が１５°以上４０°以下の範囲に設定されている。本実施の形態では、溝壁３１ｂの溝壁角度が２０°、溝壁３２ｂの溝壁角度が１５°、溝壁３３ｂの溝壁角度が１０°、溝壁３４ｂの溝壁角度が５°であり、溝壁３１ｂと溝壁３４ｂとの溝壁角度の差が１５°とされている。

かかる構成では、空気入りタイヤ１の車両への内外の装着位置、および車両の前後の装着向きを換えても、車両外側からの入力に対する横剛性を維持しつつ、車両内側のリブ４に生じる偏摩耗を抑制できる。しかも、各リブ４の列において、車両内側のエッジ部への入力を分散させるので、さらに偏摩耗を抑制できる。

また、上述した空気入りタイヤ１においては、図２に示すように、タイヤ幅方向の最外側の主溝３（３１，３４）と、トレッド部２における該主溝３（３１，３４）に近い位置にあるタイヤ幅方向外側の接地端との距離Ｘが、トレッド部２の総接地幅ＧＣＷに対して０．１０≦Ｘ／ＧＣＷ≦０．４０の範囲に設定されている。かつ前記主溝３（３１，３４）のタイヤ幅方向外側の溝壁３１ａ，３４ａの溝壁角度θが、下記式（１）により求められる。なお、距離Ｘは、主溝３のトレッド表面４１ので開口端の中央と接地端との距離である。

｛２×［４０−（Ｘ／ＧＣＷ）］×１００／３｝−３≦θ≦｛２×［４０−（Ｘ／ＧＣＷ）］×１００／３｝＋３・・・（１）

例えば、第１主溝３１の場合の溝壁角度θ_Ｄは、下記式（２）の範囲である。

｛２×［４０−（ＬＤ／ＧＣＷ）］×１００／３｝−３≦θ_Ｄ≦｛２×［４０−（ＬＤ／ＧＣＷ）］×１００／３｝＋３・・・（２）

また、第４主溝３４の場合の溝壁角度θ_Ａは、下記式（３）の範囲である。

｛２×［４０−（ＬＡ／ＧＣＷ）］×１００／３｝−３≦θ_Ａ≦｛２×［４０−（ＬＡ／ＧＣＷ）］×１００／３｝＋３・・・（３）

かかる構成では、溝壁角度を、該溝壁を含むトレッド表面４１の接地幅と、主溝３の位置とにより適正化できる。この結果、より偏摩耗を抑制でき、特にリブ４の車両外側のエッジの摩耗を抑制できる。

図６は、本発明の実施例にかかる空気入りタイヤの性能試験の結果を示す図表である。この図６を参照して本発明の実施例を説明する。ここでは、以上で説明した実施の形態にかかる空気入りタイヤ１を試作し、該空気入りタイヤ１と従来の空気入りタイヤとの性能試験を実施して、操縦安定性および耐偏摩耗性についての評価を行った。この性能試験では、タイヤサイズ２２５／４５Ｒ１７の空気入りタイヤをＪＡＴＭＡ規定の正規リム（１７ｘ８Ｊ）に装着し、この空気入りタイヤにＪＡＴＭＡ規定の最大荷重および最高空気圧（２３０ｋＰａ）を付与し、この空気入りタイヤを試験車両（排気量：２０００ｃｃ、駆動方式：ＦＲ）に装着して実施した。

操縦安定性については、テストコースでの走行タイムおよびフィーリングで評価し、走行タイムを指数化することにより行った。評価結果は、従来例１の評価結果を１００とする指数で示し、指数が大きいほど、操縦安定性が優れていることを示している。

耐偏摩耗性については、テストコースを所定距離（例えば１００００ｋｍ）走行し、走行後に車両最外側のリブ４（ショルダーリブ）と、その車両内側に並設されたリブ４（セカンドリブ）の高さを主溝３の新品時の溝深さから測定し、タイヤ周方向において最大値と最小値との差を求め、これを指数化することにより行った。評価結果は、従来例１の評価結果を１００とする指数で示し、指数が大きい（リブ高さの差が少ない）ほど、耐偏摩耗性が優れていることを示している。

本実施例では、図６に示すように、本発明と比較する従来例として３種類、本発明の実施例として３種類を、上記の方法で試験する。実施例１および２に示す空気入りタイヤは、新品時に試験車両に装着した場合、車両最外側の第１主溝３１における車両外側の溝壁３１ａの溝壁角度（外側溝壁角度）が、車両内側の溝壁３１ｂの溝壁角度（内側溝壁角度）より小さい。さらに、実施例１および２に示す空気入りタイヤは、車両最外側の第１主溝３１から車両最内側の第４主溝３４に至り、車両外側の溝壁３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａの溝壁角度が順に大きく形成されている。しかも、実施例１〜３に示す空気入りタイヤは、車両最外側の第１主溝３１の車両外側の溝壁３１ａの溝壁角度と、車両最内側の第４主溝３４の車両外側の溝壁３４ａの溝壁角度との差が１５°以上４０°以下の範囲に設定されている。

これに対し、従来例１〜３に示す空気入りタイヤは、新品時に試験車両に装着した場合、車両最外側の第１主溝３１における車両外側の溝壁３１ａの溝壁角度（外側溝壁角度）が、車両内側の溝壁３１ｂの溝壁角度（内側溝壁角度）と同じ（従来例１）、あるいは大きい（従来例２，３）。また、従来例２に示す空気入りタイヤは、車両最外側の第１主溝３１から車両最内側の第４主溝３４に至り、車両外側の溝壁３１ａ，３２ａ，３３ａ，３４ａの溝壁角度が順に大きく形成され、しかも、車両最外側の第１主溝３１の車両外側の溝壁３１ａの溝壁角度と、車両最内側の第４主溝３４の車両外側の溝壁３４ａの溝壁角度との差が１５°以上４０°以下の範囲に設定されている。また、従来例３に示す空気入りタイヤは、車両最外側の第１主溝３１から車両最内側の第４主溝３４に至り、車両外側の溝壁３１ａよりも、溝壁３２ａ，３３ａ，３４ａの溝壁角度が同じ角度で大きく、しかも、車両最外側の第１主溝３１の車両外側の溝壁３１ａの溝壁角度と、車両最内側の第４主溝３４の車両外側の溝壁３４ａの溝壁角度との差が１５°より小さい。

この図６から明らかなように、車両最外側の第１主溝３１における車両外側の溝壁３１ａの溝壁角度（外側溝壁角度）が、車両内側の溝壁３１ｂの溝壁角度（内側溝壁角度）より小さい実施例１〜３の空気入りタイヤは、操縦安定性および偏摩耗性が向上している。

以上のように、本発明にかかる空気入りタイヤは、横剛性を維持しつつ、偏摩耗を抑制することに適している。

本発明の実施の形態にかかる空気入りタイヤのトレッド部の一部を示す平面図である。 図１に示した空気入りタイヤの子午断面図である。 図２に示した主溝の拡大図である。 溝壁角度の説明図である。 溝壁角度の説明図である。 本発明の実施例にかかる空気入りタイヤの性能試験の結果を示す図表である。

符号の説明

１ 空気入りタイヤ
２ トレッド部
３ 主溝
３１ 第１主溝
３１ａ 溝壁
３１ｂ 溝壁
３２ 第２主溝
３２ａ 溝壁
３２ｂ 溝壁
３３ 第３主溝
３３ａ 溝壁
３３ｂ 溝壁
３４ 第４主溝
３４ａ 溝壁
３４ｂ 溝壁
４ リブ
４１ トレッド表面
５ ラグ溝
６ 面取り部
７ 円弧部
８ 曲線部
ＧＣＷ 総接地幅
Ｘ（ＬＤ，ＬＡ） トレッド部における主溝に近い位置にあるタイヤ幅方向の外側接地端との距離
α，θ，θ_Ａ，θ_Ｄ 溝壁角度

Claims (3)

1. タイヤ周方向に延在する複数の主溝がトレッド部のタイヤ幅方向に並設され、前記主溝により前記トレッド部にリブが区画形成されている空気入りタイヤにおいて、
   新品時に車両へ装着した場合、少なくとも車両最外側における前記主溝は、トレッド表面の法線に対する車両外側の溝壁角度が、車両内側の溝壁角度よりも小さく形成されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 車両最外側の前記主溝から車両最内側の前記主溝に至り、車両外側の溝壁角度が順に大きく形成され、かつ車両最外側の前記主溝の車両外側の溝壁角度と、車両最内側の前記主溝の車両外側の溝壁角度との差が１５°以上４０°以下の範囲に設定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. タイヤ幅方向最外側の主溝と、前記主溝に近い位置にある前記トレッド部の接地端との距離Ｘが、前記トレッド部の総接地幅ＧＣＷに対して０．１０≦Ｘ／ＧＣＷ≦０．４０の範囲に設定され、かつ前記主溝のタイヤ幅方向外側の溝壁角度θが、下記式（１）により求められることを特徴とする請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
   ｛２×［４０−（Ｘ／ＧＣＷ）］×１００／３｝−３≦θ≦｛２×［４０−（Ｘ／ＧＣＷ）］×１００／３｝＋３・・・（１）

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