JP2010208551A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】車両への荷重変化によるＰＲＣＦの変動を抑制する。
【解決手段】空気入りタイヤ１の表面ゴム層１６は、弾性率の異なるゴム層を用いて形成されている。第１ゴム層１６Ａの弾性率Ｅ_Ｔは、第２ゴム層１６Ｂの弾性率Ｅ_Ｂよりも大きい。トレッド部２１においては、第１ゴム層１６Ａの厚さｄ１は、第２ゴム層１６Ｂの厚さよりも厚い。ショルダー部２２においては、第１ゴム層１６Ａの厚さと第２ゴム層１６Ｂの厚さとは略同一である。
【選択図】図３

Description

本発明は、適切な残留コーナリングフォースが付与された空気入りタイヤに関する。

残留コーナリングフォース（ＰＲＣＦという）は、車両の進行方向とタイヤの向いている方向とのなす角（スリップ角）が０度であるにも関わらず、空気入りタイヤに発生する横力である。ＰＲＣＦは、主に、ベルト層のコードの強度またはコードの傾斜方向の影響（ベルト効果という）と、トレッドパターンの影響（パターン効果という）を受ける。

空気入りタイヤが装着された車両の直進性の良否は、空気入りタイヤのＰＲＣＦによって決まる。ＰＲＣＦが０に近いほど、平坦路における車両の直進性が向上する。しかし、左側通行の道路では、通常、路面に右上がりの傾斜が付けられているため、空気入りタイヤの舵角が０度でも右上がりの傾斜路面において高い直進安定性を達成するために、ベルト層のコードの強度や、トレッドパターンを調整することによって、適切なＰＲＣＦが付与されている。

例えば、トレッドパターンのラグ溝角度を調整することによって、適切なＰＲＣＦを確保することが知られている（特許文献１参照）。

特開２００４−９８７９１号公報（第３頁、第１図）

ところで、空気入りタイヤと路面との接地面積は、車両への荷重変化に応じて変化する。例えば、乗車人数、乗員の搭乗位置、車載物の重量、車載物の搭載位置などが変化すると、空気入りタイヤの踏み面において、トレッド幅方向外側に位置するショルダー部分の接地面積が増加する。

これにより、パターン効果が顕著になり、ＰＲＣＦが変動する。そのため、車両の直進安定性が低下するという問題がある。

そこで、本発明は、車両への荷重変化によるＰＲＣＦの変動を抑制できる空気入りタイヤの提供を目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、路面に接地するトレッド部（トレッド部２１）と、空気入りタイヤ（空気入りタイヤ１）の側面を形成するサイドウォール部（サイドウォール部２３）と、前記トレッド部と前記サイドウォール部との間に配置され、前記サイドウォール部から前記トレッド部に連なるショルダー部（ショルダー部２２）とを備える空気入りタイヤであって、少なくとも前記トレッド部及び前記ショルダー部を形成する表面ゴム層（表面ゴム層１６）を有し、前記表面ゴム層は、トレッド幅方向（Ｗ方向）の断面視においてタイヤ赤道線（ＣＬ）を含む中央領域（トレッド部２１）と、前記中央領域よりも前記トレッド幅方向の端部側に配設される外側領域（ショルダー部２２）とを有し、前記中央領域の剛性は、前記外側領域の剛性よりも高いことを要旨とする。

本発明の第１の特徴によれば、中央領域の剛性が全体の残留コーナリングフォースに顕著に作用する。すなわち、残留コーナリングフォースに対する中央領域のパターン効果が顕著に作用し、相対的に、外側領域によるパターン効果が低下する。

従って、車両への荷重変化によって、空気入りタイヤの外側領域の接地面積が変化しても、残留コーナリングフォースの変動を抑制することができる。更に、空気入りタイヤに対する荷重が変化しても、空気入りタイヤに適切な直進安定性を付与することができる。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記表面ゴム層は、前記路面への接地面を形成する第１ゴム層（第１ゴム層１６Ａ）と、前記第１ゴム層よりも前記タイヤ径方向内側に配設される第２ゴム層（第２ゴム層１６Ｂ）とを有し、前記第１ゴム層の弾性率（弾性率Ｅ_Ｔ）と前記第２ゴム層の弾性率（弾性率Ｅ_Ｂ）とが異なっており、前記外側領域における前記表面ゴム層の厚みに占める前記第１ゴム層と前記第２ゴム層のうち前記弾性率が小さいゴム層の厚みの割合は、前記中央領域における前記表面ゴム層の厚みに占める前記第１ゴム層と前記第２ゴム層のうち前記弾性率が小さいゴム層の厚みの割合よりも大きいことを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、本発明の第２の特徴に係り、第１ゴム層の弾性率は、前記第２ゴム層の弾性率よりも大きいことを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、本発明の第１乃至第３の特徴に係り、前記表面ゴム層（表面ゴム層１１６）には、タイヤ周方向に沿って形成された複数の周方向溝（周方向溝１１７）と、前記トレッド幅方向に沿って形成されており、前記複数の周方向溝同士を連結する横溝（横溝１１８）とが形成されており、前記外側領域における前記横溝の深さ（ｔ２）は、前記中央領域における前記横溝の深さ（ｔ１）より深いことを要旨とする。

本発明によれば、車両への荷重変化による残留コーナリングフォースの変動を抑制できる空気入りタイヤを提供できる。

図１は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤの一部を分解して示す斜視図である。 図２は、本発明の第１実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド幅方向断面図である。 図３は、本発明の第１実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド幅方向の断面を示す拡大図である。 図４は、第１実施形態の変形例に係る空気入りタイヤのトレッド幅方向の断面を示す拡大図である。 図５は、第２実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド幅方向の断面を示す拡大図である。 図６は、その他の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド幅方向の断面を示す拡大図である。 図７は、その他の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド幅方向の断面を示す拡大図である。

本発明に係る空気入りタイヤの実施形態について、図面を参照しながら説明する。具体的には、（１）空気入りタイヤの構成、（２）トレッド部の構成、（３）比較評価、（４）作用・効果、及び（５）その他の実施形態について説明する。

なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。

したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

（１）空気入りタイヤの構成
図１は、本実施形態に係る空気入りタイヤ１の一部を分解して示す斜視図である。図２は、空気入りタイヤ１のトレッド幅方向（Ｗ方向）の断面図である。

空気入りタイヤ１は、当該空気入りタイヤ１の骨格となるカーカス層１２を有している。カーカス層１２は、カーカスコード１１を含む。カーカス層１２のタイヤ径方向内側には、チューブに相当する気密性の高いゴム層であるインナーライナー１３が設けられている。カーカス層１２の両端は、一対のビードワイヤ１４に係止される。

カーカス層１２のタイヤ径方向外側には、ベルト層１５が配置されている。ベルト層１５は、スチールコードをゴム引きした第１ベルト層１５Ａと第２ベルト層１５Ｂとを有する。第１ベルト層１５Ａと第２ベルト層１５Ｂとを構成するコード（例えばスチール製）は、タイヤ赤道線ＣＬに対して所定の角度（例えば、±２５度）を有して配置されている。

ベルト層１５（第１ベルト層１５Ａ及び第２ベルト層１５Ｂ）よりもタイヤ径方向外側には、表面ゴム層１６が設けられている。

図２に示すように、表面ゴム層１６は、第１ゴム層１６Ａと第２ゴム層１６Ｂとを有する。第１ゴム層１６Ａは、路面に接地する接地面を形成する。第２ゴム層１６Ｂは、第１ゴム層１６Ａよりもタイヤ径方向内側であって、かつベルト層１５よりもタイヤ径方向外側に配設される。

第１ゴム層１６Ａは、周方向溝１７と横溝１８とを有する。周方向溝１７は、後述するトレッド部２１にタイヤ周方向に沿って複数形成される。横溝１８は、トレッド幅方向に形成され、周方向溝１７同士を連結する。表面ゴム層１６の構成の詳細は、後述する。

図２に示すように、空気入りタイヤ１は、トレッド部２１、ショルダー部２２、サイドウォール部２３、及びビード部２４を有する。図２に示すように、実施形態では、トレッド部２１は、タイヤ赤道線ＣＬを含む中央領域を構成する。また、ショルダー部２２は、中央領域よりもトレッド幅方向の端部側に配設される外側領域を構成する。ここで、中央領域とは、タイヤの接地面内において、トレッド幅方向の最も外側にある主溝よりもトレッド幅方向内側の領域である。また、外側領域とは、タイヤの接地面内において、トレッド幅方向の最も外側にある主溝よりもトレッド幅方向外側の領域である。

ショルダー部２２は、空気入りタイヤ１において、サイドウォール部２３よりもタイヤ径方向外側に位置する部分であり、トレッド部２１とサイドウォール部２３とを連結している。

サイドウォール部２３は、空気入りタイヤ１において、ショルダー部２２とビード部２４との間の部分であり、空気入りタイヤ１の側面を形成する。

ビード部２４は、図示しないリムと接し、空気入りタイヤ１の内圧を保持するとともに、空気入りタイヤ１に駆動力や制動力を伝える。ビード部２４は、ビードワイヤ１４を含む。

（２）トレッド部の構成
トレッド部２１の構成を図３乃至図５を用いて説明する。具体的に、（２−１）第１実施形態、（２−２）変形例、（２−３）第２実施形態について説明する。

（２−１）第１実施形態
図３は、表面ゴム層１６の第１実施形態を示す。第１実施形態では、表面ゴム層１６は、弾性率の異なるゴム層を用いて形成されており、トレッド部２１の剛性は、ショルダー部２２の剛性よりも高い。

具体的に、第１ゴム層１６Ａの弾性率Ｅ_Ｔは、第２ゴム層１６Ｂの弾性率Ｅ_Ｂよりも大きい。トレッド部２１においては、第１ゴム層１６Ａの厚さｄ１は、第２ゴム層１６Ｂの厚さよりも厚い。ショルダー部２２においては、第１ゴム層１６Ａの厚さと第２ゴム層１６Ｂの厚さとは略同一である。

ここで、第１ゴム層１６Ａの厚さｄ１は、路面との接地面から第２ゴム層１６Ｂのタイヤ径方向外側の表面までの長さを示す。第２ゴム層１６Ｂの厚さｄ２は、第２ゴム層１６Ｂのタイヤ径方向外側の表面から、ベルト層１５のタイヤ径方向外側の表面までの長さを示す。

このように、第１ゴム層１６Ａの弾性率Ｅ_Ｔが第２ゴム層１６Ｂの弾性率Ｅ_Ｂよりも大きいとき、トレッド部２１では、ｄ１＞ｄ２であり、ショルダー部２２では、ｄ１＝ｄ２である。すなわち、ショルダー部２２における表面ゴム層１６の厚みに占める第１ゴム層１６Ａと、第２ゴム層１６Ｂのうち、弾性率が小さい方のゴム層（第２ゴム層１６Ｂ）の厚みｄ２の割合は、トレッド部２２における表面ゴム層１６の厚みに占める第１ゴム層１６Ａと第２ゴム層１６Ｂのうち弾性率が小さいゴム層（第２ゴム層１６Ｂ）の厚みｄ２の割合よりも大きい。これにより、トレッド部２１の剛性をショルダー部２２よりも高くできる。

（２−２）変形例
図４は、表面ゴム層１６の第１実施形態の変形例を示す。変形例として示す表面ゴム層１６は、具体的に、第１ゴム層１６Ａの弾性率Ｅ_Ｔは、第２ゴム層１６Ｂの弾性率Ｅ_Ｂよりも大きい。トレッド部２１においては、第１ゴム層１６Ａの厚さｄ１と第２ゴム層１６Ｂの厚さとは略同一である。ショルダー部２２においては、弾性率Ｅ_Ｔである第１ゴム層１６Ａの厚さは、弾性率Ｅ_Ｂである第２ゴム層１６Ｂの厚さよりも小さい。

このように、弾性率がＥ_Ｔ＞Ｅ_Ｂのとき、トレッド部２１では、ｄ１＝ｄ２であり、ショルダー部２２では、ｄ１＜ｄ２である。

すなわち、ショルダー部２２における表面ゴム層１６の厚みに占める第１ゴム層１６Ａと、第２ゴム層１６Ｂのうち、弾性率が小さい方のゴム層（第２ゴム層１６Ｂ）の厚みｄ２の割合は、トレッド部２２における表面ゴム層１６の厚みに占める第１ゴム層１６Ａと第２ゴム層１６Ｂのうち弾性率が小さいゴム層（第２ゴム層１６Ｂ）の厚みｄ２の割合よりも大きい。これにより、トレッド部２１の剛性をショルダー部２２よりも高くできる。

（２−３）第２実施形態
図５は、第２実施形態として示す空気入りタイヤ２の表面ゴム層１１６の構成図である。図５に示す第２実施形態は、空気入りタイヤの表面ゴム層１１６に形成された横溝１１８に沿った断面図である。図５において、図１乃至図３に示す第１実施形態と同様の構成には、同一の番号を付して詳細な説明は省略する。

第２実施形態に示す空気入りタイヤ２は、表面ゴム層１１６を有する。表面ゴム層１１６は、第１ゴム層１１６Ａと、第２ゴム層１６Ｂとを有する。第１ゴム層１１６Ａは、路面に接地する接地面を形成する。第２ゴム層１６Ｂは、第１ゴム層１１６Ａよりもタイヤ径方向内側であって、かつベルト層１５よりもタイヤ径方向外側に配設される。

第１ゴム層１６Ａは、周方向溝１１７と横溝１１８とを有する。横溝１１８は、トレッド幅方向に形成され、周方向溝１７同士を連結する。

外側領域であるショルダー部２２における横溝１１８の深さｔ２は、中央領域であるトレッド部２１である横溝１１８の深さｔ１より深い。すなわち、トレッド部２１では、溝深さｔ１＜溝深さｔ２であり、ショルダー部２２では、溝深さｔ１＜溝深さｔ２である。

（３）比較評価
第１ゴム層と第２ゴム層の弾性率の異なる空気入りタイヤを用意し、残留コーナリングフォース（ＰＲＣＦ）値を測定した。試験に使用した空気入りタイヤのタイヤサイズ、弾性率、第１ゴム層ｄ１、第２ゴム層の厚さｄ２、トレッド部における横溝の深さｔ１、ショルダー部における横溝の深さｔ２は、以下の通りである。

タイヤサイズ：２３５／５０Ｒ１７
第１ゴム層の弾性率Ｅ_Ｔ／第２ゴム層の弾性率Ｅ_Ｂ＝５．０
比較例１：トレッド部、ショルダー部共に、ｄ１：ｄ２＝８：２、ｔ１＝ｔ２＝６ｍｍ
実施例１：トレッド部：ｄ１：ｄ２＝８：２、ｔ１＝６ｍｍ
ショルダー部：ｄ１：ｄ２＝５：５、ｔ２＝６ｍｍ
実施例２：トレッド部：ｄ１：ｄ２＝８：２、ｔ１＝６ｍｍ
ショルダー部：ｄ１：ｄ２＝５：５、ｔ２＝８ｍｍ
上述の実施例１，２、比較例１の空気入りタイヤに対する荷重を変化させたときのＰＲＣＦを測定した。結果を表１に示す。各空気入りタイヤに、３．５ｋＮの荷重を加えたときのＰＲＣＦの値を１００とする相対値で表した。

比較例１と実施例１との結果を比較すると、空気入りタイヤにより大きな荷重が加わっても、比較例１よりも実施例１の方がＰＣＲＦの変動が小さいことが判る。更に、実施例２のように、ショルダー部２２に形成される横溝の深さｔ２がトレッド部２１に形成される横溝の深さｔ１よりも深い空気入りタイヤは、荷重に対するＰＣＲＦの変動を抑制する効果が高められていることが判る。

（４）作用・効果
空気入りタイヤ１は、トレッド幅方向の断面視においてタイヤ赤道線を含む中央領域であるトレッド部２１と、トレッド部２１よりもトレッド幅方向の端部側に配設される外側領域であるショルダー部２２とを有し、トレッド部２１の剛性は、ショルダー部２２の剛性よりも高い。

例えば、中央領域と外側領域とで特性の異なるゴム（例えば、剛性、弾性率等）によりトレッド部を形成することで、ＰＣＲＦの変動を抑制する手法もある。しかし、この場合には、タイヤ接地面内において剛性の異なるゴムの境界面が存在するため、境界面におけるゴム同士の剥離を考慮したタイヤ設計が必要となる。これに対して、空気入りタイヤ１は、タイヤ接地面内において、特性の異なるゴムの境界面がないため、設計が容易になるという利点がある。

空気入りタイヤ１によれば、トレッド部２１の剛性がタイヤ全体のＰＲＣＦに顕著に作用する。すなわち、ＰＲＣＦに対するトレッド部２１のパターン効果が顕著に作用し、相対的に、ショルダー部２２によるパターン効果が低下する。

従って、車両への荷重変化によって、空気入りタイヤ１のショルダー部２２の接地面積が変化しても、タイヤ全体としてのＰＲＣＦの変動を抑制することができる。これにより、空気入りタイヤ１に対する荷重が変化しても、空気入りタイヤ１に適切な直進安定性を付与することができる。

また、空気入りタイヤ１の表面ゴム層１６において、第１ゴム層１６Ａの弾性率Ｅ_Ｔは、第２ゴム層１６Ｂの弾性率Ｅ_Ｂよりも大きく、トレッド部２１の剛性は、トレッド部２２の剛性よりも高い。

すなわち、トレッド部２１においては、第１ゴム層１６Ａの厚さｄ１は、第２ゴム層１６Ｂの厚さｄ２よりも厚く、ショルダー部２２においては、ｄ１とｄ２とは略同一である。

これにより、ショルダー部２２によるＰＲＣＦのパターン効果の影響を相対的に低下させることができる。従って、車両への荷重変化によって、空気入りタイヤ１のショルダー部２２の接地面積が変化しても、タイヤ全体としてのＰＲＣＦの変動を抑制することができる。

また、第２実施形態として示す空気入りタイヤ２では、表面ゴム層１１６に形成された周方向溝１１７と、トレッド幅方向に沿って形成されており周方向溝同士を連結する横溝１１８とが形成されている。ショルダー部２２に形成される横溝１１８の深さｔ２は、トレッド部２１に形成される横溝１１８の深さｔ１より深い。

このように、空気入りタイヤ２によれば、横溝１１８の深さｔ２をｔ１よりも大きくすることにより、ショルダー部２２における剛性を低下させている。このため、ショルダー部２２によるＰＲＣＦのパターン効果の影響が相対的に低下する。従って、車両への荷重変化によって、空気入りタイヤ２のショルダー部２２の接地面積が変化しても、タイヤ全体としてのＰＲＣＦの変動を抑制することができる。

（５）その他の実施形態
本発明の一実施形態により本発明の内容を開示した。しかし、本発明は、上述した論述及び図面に限定されない。上述した論述及び図面を基に当業者にとって明らかになる様々な実施形態は、全て本発明に含まれる。

空気入りタイヤ１の弾性率がＥ_Ｔ＞Ｅ_Ｂのとき、トレッド部２１では、第１ゴム層１６Ａの厚さｄ１＞第２ゴム層１６Ｂの厚さｄ２であり、ショルダー部２２では、ｄ１＝ｄ２とすることにより、トレッド部２１の剛性をショルダー部２２よりも高くする場合を説明した。また、変形例として、弾性率がＥ_Ｔ＞Ｅ_Ｂのとき、トレッド部２１では、ｄ１＝ｄ２であり、ショルダー部２２では、ｄ１＜ｄ２である場合を説明した。

しかし、弾性率、第１ゴム層１６Ａの厚さ、第２ゴム層１６Ｂの厚さの組み合わせは、上述した実施形態に限定されない。

図６，図７は、その他の実施形態を説明する空気入りタイヤ１のトレッド幅方向の断面図である。例えば、図６に示すように、弾性率がＥ_Ｔ＜Ｅ_Ｂのとき、トレッド部２１では、第１ゴム層１６Ａの厚さｄ１＝第２ゴム層１６Ｂの厚さｄ２とし、ショルダー部２２では、少なくともｄ１＞ｄ２とすることにより、トレッド部２１の剛性をショルダー部２２よりも高くすることもできる。

また、例えば、図７に示すように、弾性率がＥ_Ｔ＜Ｅ_Ｂのとき、トレッド部２１では、第１ゴム層１６Ａの厚さｄ１＜第２ゴム層１６Ｂの厚さｄ２とし、ショルダー部２２では、少なくともｄ１＝ｄ２とすることにより、トレッド部２１の剛性をショルダー部２２よりも高くすることもできる。

なお、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められる。

１...空気入りタイヤ、１１…カーカスコード、１２…カーカス層、１３…インナーライナー、１４…ビードワイヤ、１５…ベルト層、１５Ａ…第１ベルト層、１５Ｂ…第２ベルト層、１６…表面ゴム層、１６ａ…第１ゴム層、１６Ｂ…第２ゴム層、１７…周方向溝、１８…横溝、２１…トレッド部、２２…ショルダー部、２３…サイドウォール部、２４…ビード部、１１６…表面ゴム層、１１６ａ…第１ゴム層、１１６Ｂ…第２ゴム層、１１７…周方向溝、１１８…横溝、ｄ１…第１ゴム層の厚さ、ｄ２…第２ゴム層の厚さ、ｔ１…トレッド部における横溝の深さ、ｔ２…ショルダー部における横溝の深さ、ＣＬ…タイヤ赤道線、Ｗ…トレッド幅方向

Claims (4)

1. 路面に接地するトレッド部と、
   空気入りタイヤの側面を形成するサイドウォール部と、
   前記トレッド部と前記サイドウォール部との間に配置され、前記サイドウォール部から前記トレッド部に連なるショルダー部と、
   を備える空気入りタイヤであって、
   少なくとも前記トレッド部及び前記ショルダー部を形成する表面ゴム層を有し、
   前記表面ゴム層は、
   トレッド幅方向の断面視においてタイヤ赤道線を含む中央領域と、
   前記中央領域よりも前記トレッド幅方向の端部側に配設される外側領域とを有し、
   前記中央領域の剛性は、前記外側領域の剛性よりも高い空気入りタイヤ。
2. 前記表面ゴム層は、
   前記路面への接地面を形成する第１ゴム層と、
   前記第１ゴム層よりも前記タイヤ径方向内側に配設される第２ゴム層とを有し、
   前記第１ゴム層の弾性率と前記第２ゴム層の弾性率とが異なっており、
   前記外側領域における前記表面ゴム層の厚みに占める前記第１ゴム層と前記第２ゴム層のうち前記弾性率が小さいゴム層の厚みの割合は、前記中央領域における前記表面ゴム層の厚みに占める前記第１ゴム層と前記第２ゴム層のうち前記弾性率が小さいゴム層の厚みの割合よりも大きい請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記第１ゴム層の弾性率は、前記第２ゴム層の弾性率よりも大きい請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記表面ゴム層には、
   タイヤ周方向に沿って形成された複数の周方向溝と、
   前記トレッド幅方向に沿って形成されており、前記複数の周方向溝同士を連結する横溝とが形成されており、
   前記外側領域における前記横溝の深さは、前記中央領域における前記横溝の深さより深い請求項１乃至３の何れか１項に記載の空気入りタイヤ。

Images