JP2011057141A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】非対称トレッドパターンを備える空気入りタイヤにおいて、ハンドリング性能を含めた操縦安定性能を向上させる。
【解決手段】空気入りタイヤは、タイヤ周方向溝に挟まれた陸部を有するトレッドパターンを備える。トレッドパターンの、タイヤ赤道線を挟んだタイヤ幅方向の両側の領域の溝面積比が異なる。この両側のうち、溝面積比が他方に比べて大きい側を第１の側とし、溝面積比が第１の側に比べて小さい側を第２の側とする。陸部は、タイヤ径方向外側に凸形状であり、陸部は、陸部を挟むタイヤ周方向溝の溝壁と陸部の表面とで作られる、タイヤ周方向溝と接する陸部のエッジ部を有する。このエッジ部の、陸部の最大外径位置からタイヤ径方向に沿った第１の側における落込み量は、第２の側における落込み量に比べて大きい。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。

近年、タイヤ市場、例えばヨーロッパ市場において車両の高性能化に伴って、空気入りタイヤ（以降、タイヤという）のハンドリング性能および高速レーンチェンジ性能等を含む操縦安定性能の向上が求められている。この操縦安定性能の向上のために、非対称トレッドパターンで、かつ連続陸部を備えたタイヤが提案されている。非対称トレッドパターンは、タイヤを車両に装着する際、操縦安定性能に大きな影響を与える車両装着外側のトレッド領域の溝面積比を小さくし、車両装着内側のトレッド領域の溝面積比を大きくする。これにより、非対称トレッドパターンを備えるタイヤは、湿潤路面走行中の性能を維持しつつ、操縦安定性能を向上させることができる。

さらに、タイヤのハンドリング性能をより一層高めるために、タイヤ周方向溝に挟まれた連続陸部の幅を広くすることにより、トレッド剛性を高めることが行われる。しかし、連続陸部を広くすることにより、この連続陸部が受ける接地圧が不均一になり、連続陸部のエッジ領域で接地圧が高くなり、一方、内部で低くなる。このため、接地圧の不均一性が発生する。したがって、高速レーンチェンジおよびハンドリングが必ずしも滑らかに行われず、高速レーンチェンジ性能およびハンドリング性能の向上が図れない場合もある。

一方、車両の旋回性能や、高速走行時の直進安定性を向上させるタイヤが知られている（特許文献１）。このタイヤは、トレッド部に、トレッド幅方向断面と交差する溝により陸部を区画し、トレッド幅方向断面で、陸部の接地面を、半径方向外方へ凸となる曲線形状とするとともに、その接地面の、トレッド幅の全体にわたるトレッド踏面輪郭線に最も近接する頂部を、陸部の幅中心に対し、陸部の一方の側縁側へ、陸部幅の０．１〜０．４倍の範囲で偏らせている。これにより、排水性能、騒音、振動乗り心地等の他の性能を維持しつつ、直進安定性能を有利に向上させることができるとされている。

特開２００２−２９２１６号公報

しかし、上記タイヤにおいて、ハンドリング性能は必ずしも向上しない場合がある。
このような状況下、本発明は、非対称トレッドパターンを備える空気入りタイヤにおいて、ハンドリング性能を含めた操縦安定性能を向上させることを目的とする。

本発明の一の態様によれば、タイヤ周方向溝に挟まれた陸部を有するトレッドパターンを備えた空気入りタイヤにおいて、
前記トレッドパターンの溝面積比が、タイヤ赤道線を挟んだタイヤ幅方向の両側の領域間で異なり、
前記陸部は、タイヤ径方向外側に凸形状であり、前記陸部は、前記陸部を挟む前記タイヤ周方向溝の溝壁と前記陸部の表面とで作られる、前記タイヤ周方向溝と接する前記陸部のエッジ部を有し、
前記タイヤ赤道線を挟んだタイヤ幅方向の両側のうち、前記溝面積比が他方に比べて大きい側を第１の側とし、前記溝面積比が前記第１の側に比べて小さい側を第２の側とするとき、
前記陸部のうちの前記第１の側に向く第１のエッジ部の位置の、前記陸部の最大外径位置からタイヤ径方向に沿った落込み量は、前記陸部の前記第２の側に向く第２のエッジ部の位置の、前記陸部の最大外径位置からタイヤ径方向に沿った落込み量に比べて大きい。

このとき、前記第１のエッジ部における前記落込み量は、前記タイヤ周方向溝の溝深さの０．０１倍〜０．０８倍であることが好ましい。

また、前記陸部を、前記最大外径位置を含むセンター領域、前記センター領域を挟んで前記第１の側の方向に位置する第１の領域、および前記第２の側の方向に位置する第２の領域に分けたとき、前記１の領域および前記第２の領域のそれぞれの陸部プロファイル形状は、１つの円弧形状で定められ、
前記第１の領域および前記第２の領域の前記円弧形状の曲率半径は、トレッドプロファイル形状の曲率半径の０．０５〜０．１５倍であることが好ましい。

さらに、前記第１の領域における前記曲率半径は、前記第２の領域における前記曲率半径に比べて小さいことが好ましい。

前記トレッドパターンは、例えば、３本以上の周方向リブ溝と、前記周方向リブ溝に挟まれた２つ以上の連続陸部を有し、前記周方向リブ溝のそれぞれは、前記タイヤ周方向溝であり、前記連続陸部のぞれぞれは、タイヤ径方向外側に凸形状を成す前記陸部である。

本発明の空気入りタイヤは、非対称トレッドパターンを備える空気入りタイヤにおいて、ハンドリング性能を含めた操縦安定性能を向上させることができる。

実施形態である空気入りタイヤのトレッドパターンを説明するパターン展開図である。 （ａ）および（ｂ）は、タイヤのトレッドパターンのプロファイル形状を説明する図である。 （ａ）は、本実施形態の空気入りタイヤの陸部の接地形状を、（ｂ）は従来の空気入りタイヤの陸部の接地形状の例を示す図である。

以下、添付の図面に示す実施形態に基づいて、本発明の空気入りタイヤを説明する。

図１は、実施形態である空気入りタイヤ（以降、タイヤという）のトレッドパターンを説明するパターン展開図である。
本実施形態の空気入りタイヤは、例えば、乗用車用タイヤに適用される。乗用車用タイヤは、JATMA YEAR BOOK 2008（日本自動車タイヤ協会規格）のＡ章に定められるタイヤをいう。この他、Ｂ章に定められる小型トラック用タイヤおよびＣ章に定められるトラック及びバス用タイヤに適用することもできる。

図１に示すトレッドパターン１０は、タイヤ周方向溝１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄと、ラグ溝１４ａ，１４ｂを、主に有する。
タイヤ周方向溝１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄは、タイヤ周方向に連続した周方向リブ溝である。周方向リブ溝は、溝幅が５〜１８ｍｍで、溝深さが７．９〜９．６ｍｍの溝である。これらの溝の溝断面において、溝壁は、溝底に近づくほど溝面積が狭くなるように、１〜２５度の範囲で傾斜している。

ラグ溝１４ａ，１４ｂは、ショルダー領域にタイヤ周方向に一定間隔で設けられる。ショルダー領域は、タイヤ周方向溝１２ａ，１２ｄのタイヤ幅方向外側の領域である。ラグ溝１４ａは、タイヤ周方向溝１２ａと接続されず、タイヤ幅方向に緩やかな湾曲形状で延在し、接地端の外側で急激に屈曲する。一方、ラグ溝１４ｂは、タイヤ周方向溝１２ｄと接続され、この接続部分からタイヤ幅方向に緩やかな湾曲形状で延在し、接地端の外側で急激に屈曲する。

なお、タイヤ周方向とは、タイヤをタイヤ回転軸の周りに回転させたときのトレッド部の回転方向をいう。タイヤ径方向は、タイヤ回転軸に対して直交する方向をいう。タイヤ径方向外側とは、タイヤ回転軸から遠ざかる方向をいう。タイヤ幅方向とは、タイヤ回転軸の延びる方向をいう。

タイヤ周方向溝１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄによって陸部１６ａ，１６ｂ，１６ｃが設けられる。
陸部１６ａ，１６ｂには、ラグ溝１８ａ，１８ｂが設けられる。ラグ溝１８ａ，１８ｂは、タイヤ周方向溝１２ａ，１２ｂから延び、陸部１６ａ，１６ｂを貫通せず、閉塞している。
陸部１６ｃには、ラグ溝１８ｃ，１８ｄが設けられる。ラグ溝１８ｃ，１８ｄは、タイヤ周方向溝１２ｃ，１２ｄから延び、陸部１６ｃを貫通せず、閉塞している。
ラグ溝１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄの溝深さは６．３〜８．０ｍｍであり、溝幅は２．５〜５．５ｍｍである。

タイヤ周方向溝１２ｂとタイヤ周方向溝１２ｃは、タイヤ赤道線ＣＬを中心に対称位置に設けられ、タイヤ周方向溝１２ｂとタイヤ周方向溝１２ｃの溝幅および溝深さは同一である。一方、タイヤ周方向溝１２ａとタイヤ周方向溝１２ｄは、溝深さは同じであるが、タイヤ周方向溝１２ｄの溝幅がタイヤ周方向溝１２ａの溝幅に比べて狭くなっている。すなわち、トレッドパターン１０の溝面積比が、タイヤ赤道線ＣＬを挟んだタイヤ幅方向の両側の領域間で異なり、トレッドパターン１０は、非対称形状を成している。
具体的には、タイヤ赤道線ＣＬを挟んでタイヤ周方向溝１２ａが位置するタイヤトレッド領域Ａは、タイヤ周方向溝１２ｄが位置するタイヤトレッド領域Ｂに比べて溝面積比が大きい。溝面積比とは、トレッド部の地面と接する接地面を陸部の面積と溝部の面積を合計した合計面積に対する溝部の面積の比率をいう。したがって、タイヤトレッド領域Ａは、タイヤトレッド領域Ｂに対して溝面積比が大きい。このため、このタイヤを車両に装着するとき、タイヤトレッド領域Ａが車両内側に、領域Ｂが車両外側に位置するようにタイヤは装着される。

車両がコーナリングするとき、車両の荷重移動に伴って、地面と接するタイヤの接地面の車両外側の領域は広がる。したがって、接地面が広がる車両外側の領域に、溝面積比の低いタイヤトレッド領域Ｂが位置するようにタイヤを装着することで、地面と接する陸部の面積を広げることができ、タイヤに横力を大きく発生させることができる。

このようなトレッドパターン１０において、陸部１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、タイヤ径方向外側に凸形状を成している。陸部１６ａ，１６ｂ，１６ｃのそれぞれは、陸部１６ａ，１６ｂ，１６ｃを挟むタイヤ周方向溝１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの溝壁と、陸部の地面と接する表面とにより、エッジ部が作られる。このエッジ部は、タイヤ周方向溝１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄと接する位置にある。このエッジ部の位置の、陸部の最大外径位置からタイヤ径方向に沿った落込み量を定めたとき、タイヤトレッド領域Ａの側に向くエッジ部の落込み量が、タイヤトレッド領域Ｂの側に向くエッジ部の落込み量に比べて大きい。なお、エッジ部の位置は、エッジ部が明確でない場合、溝プロファイル形状において、溝壁を延長した直線あるいは曲線と、陸部の地面と接する表面を延長した曲線とが交わる交点の位置に該当する。

図２（ａ）および（ｂ）は、タイヤのトレッドパターンのプロファイル形状を説明する図である。図２（ａ）に示す枠Ｃで囲まれた部分が、図２（ｂ）に拡大して示されている。
図２（ｂ）に示すように、陸部１６ａ，１６ｂ，１６ｃは、タイヤ周方向溝１２ａ，１２ｂの溝壁２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄと陸部の地面と接する表面とで作られるエッジ部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを有する。エッジ部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄは、タイヤ周方向溝１２ａ，１２ｂと接する。このエッジ部２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄの、陸部１６ａ，１６ｂ，１６ｃの最大外径からの落ち込み量に関して、１つの陸部内でみたとき、タイヤトレッド領域Ａの側に向くエッジ部の落込み量は、タイヤトレッド領域Ｂの側に向くエッジ部の落込み量に比べて大きい。最大外径（半径）とは、陸部１６ａ，１６ｂ，１６ｃのタイヤ回転軸から最も離れた距離をいい、陸部１６ａ，１６ｂ，１６ｃの最大外径となる位置は、陸部１６ａ，１６ｂ，１６ｃのタイヤ幅方向の中心位置近傍である。
図２（ｂ）に示す例では、陸部１６ｂのタイヤトレッド領域Ａの側に向くエッジ部２２ｂの落ち込み量Ｄ₁は、陸部１６ｂのタイヤトレッド領域Ｂに向くエッジ部２２ｃの落ち込み量Ｄ₂に比べて大きい。落ち込み量Ｄ₁の、落ち込み量Ｄ₂に対する比率は、１．５より大きく２以下であることが好ましい。

このように非対称形状のトレッドパターン１０に合わせて陸部１６ａ，１６ｂ，１６ｃをタイヤ径方向外側に凸形状とし、この凸形状の落ち込み量をトレッドパターン１０の非対称形状に合わせて調整することにより、陸部の幅を従来と同様に維持しつつ、ハンドリング性能を含めた操縦安定性能を向上させることができる。

本実施形態のトレッドパターンの陸部１６ａ，１６ｂ，１６ｃのエッジ部の落込み量Ｄ₁は、タイヤ周方向溝の溝深さＧＤ（図２（ｂ）参照）の０．０１倍〜０．０８倍であることが好ましく、より好ましくは、０．０２倍〜０．０５倍である。タイヤ周方向溝の深さＧＤは、陸部１８ａ，１８ｂ，１８ｃの最大外径位置とショルダー領域とを通る円弧を用いて作られる滑らかな包絡線（図２（ｂ）中の破線）を引いたとき、この曲線からタイヤ周方向溝の溝底までの距離で定められる。この包絡線の形状がトレッドプロファイル形状である。
また、陸部１６ａ，１８ａ，２０ａを、最大外径位置を含むセンター領域、このセンター領域を挟んでタイヤトレッド領域Ａの側の方向に位置する第１の領域、およびタイヤトレッド領域Ｂの側の方向に位置する第２の領域に分けたとき、第１の領域および第２の領域のそれぞれのプロファイル形状は、１つの円弧形状で定められる。このとき、第１の領域および第２の領域の円弧形状の曲率半径は、トレッドプロファイル形状の曲率半径ＴＲ（図２（ｂ）参照）の０．０５〜０．１５倍であることが好ましく、０．０８〜０．１２倍であることがより好ましい。
このとき、第１の領域における曲率半径Ｒ₁は、第２の領域における曲率半径Ｒ₂に比べて小さいことが好ましい。曲率半径Ｒ₂の、曲率半径Ｒ₁に対する比率は例えば１．５より大きく２未満であることが好ましい。

以下、本実施形態のトレッドパターン１０の効果について調べた。
使用したタイヤは２４５／４０Ｒ１８であり、使用したリムは１８×８．５JJである。タイヤの空気圧は、２．３気圧とした。同じトレッドパターンを有する４本のタイヤを３．２リッターのセダンタイプの乗用車に装着し、各タイヤにかかる負荷荷重が、JATMA YEAR BOOK 2008（日本自動車タイヤ協会規格）に定める荷重の８０％となるように、荷重を調整した。
トレッドパターンの評価は、タイヤを装着した車両を乾燥路面上で走行させ、このときの、高速レーンチェンジ性能およびハンドリング性能を含んだドライ操安性能（操縦安定性）の官能評価をドライバ（評価パネラー）にしてもらった。指数が大きいほど、評価が高いことを示す。指数は、従来パターンの評価結果を１００とした。

図３（ａ）は、図１に示すトレッドパターンで、凸形状の陸部１６ｂにおける接地形状を示す。図３（ｂ）は、図１に示すトレッドパターンを有するが、陸部１６ｂのように凸形状になっていない陸部１６ｂに対応する部分の従来の接地形状を示す。接地形状は、リムは１８×８．５JJを用い、空気圧２３０ｋＰａとし、荷重を５ｋＮとした。
図３（ａ）と図３（ｂ）を比較すれば判るように、図３（ｂ）に示す接地形状の踏み込み端および蹴り出し端は、凹状になっているが、図３（ａ）に示す陸部１６ｂの接地形状の踏み込み端および蹴り出し端は、凸状に丸くなっている。このような結果は、他の陸部１６ａ，１６ｃに関しても同様であった。この様な接地形状の違いから、本実施形態のパターンの陸部の接地圧分布は、陸部の両側で接地圧が高く、内部で接地圧が低い従来の不均一な接地分布が改善されているといえる。

（実施例：パターン１〜６および従来パターン）
パターン１〜６および従来パターンとして、図１に示すトレッドパターンを用いた。パターン１〜６では、エッジ部の落ち込み量が異なる。タイヤ周方向溝１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの溝深さＧＤを８．２ｍｍとした。
従来パターンでは、陸部のプロファイルを凸形状とせず、直線形状とした。このため、エッジ部の落ち込み量は略０である。

パターン１〜３のエッジ部の落ち込み量Ｄ₁は、タイヤ周方向溝１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの溝深さＧＤの０．０１倍、０．０３倍，０．０８倍である。一方、エッジ部の落ち込み量Ｄ₂は、エッジ部の落ち込み量Ｄ₁に比べて小さく定め、エッジ部の落ち込み量Ｄ₂は、エッジ部の落ち込み量Ｄ₁の０．６倍とした。
パターン４のエッジ部の落ち込み量Ｄ₁は、陸部のプロファイル形状を凹形状としたため、溝深さＧＤの−０．０３倍である。パターン５，６のエッジ部の落ち込み量Ｄ₁は、溝深さＧＤの０．００５倍，０．０１倍である。このとき、エッジ部の落ち込み量Ｄ₂は、エッジ部の落ち込み量Ｄ₁の０．６倍とした。

このような落込み量Ｄ₁，Ｄ₂は、タイヤを作製するときのタイヤ金型の寸法から求めた。これらの寸法は、作製されたタイヤの上記落込み量と対応する。後述の曲率半径Ｒ₁，Ｒ₂についても、タイヤ金型の寸法から求めた。これらの寸法も、作製されたタイヤの曲率半径Ｒ₁，Ｒ₂と対応する。
また、図２（ｂ）に示す曲率半径Ｒ₁，Ｒ₂の、トレッドプロファイル形状の曲率半径ＴＲに対する比率について、パターン１〜６では、０．１とした。なお、従来パターンの上記比率は１である。なお、パターン１〜３，５，６において、エッジ部の落ち込み量Ｄ₁，Ｄ₂を異ならせ、かつ、曲率半径Ｒ₁，Ｒ₂を同一にするために、曲率半径Ｒ₁，Ｒ₂の円弧の中心位置を異ならせている。
下記表１に、従来パターン、サンプル１〜６の内容と、評価結果を示す。

表１から判るように、陸部が凸形状を成し、エッジ部の落ち込み量Ｄ₁がエッジ部の落ち込み量Ｄ₂より大きい、パターン１〜パターン３、パターン５，６でドライ操安性が向上した。特に、パターン１〜３のドライ操安性の向上は明確である。これより、エッジ部の落ち込み量Ｄ₁は、溝深さＧＤの０．０１倍〜０．０８倍であることが好ましい。なお、トライ操安性における指数１０１と指数１００の差異は、略全ての評価パネラーにとって性能差を感知できるレベルであり、指数１０２は、性能差を明確に感知できるレベルである。

（実施例：パターン２、パターン７〜１２）
パターン７〜１２として、図１に示すトレッドパターンを用いた。パターン７〜１２では、エッジ部の落ち込み量Ｄ₁，Ｄ₂がいずれも同じであり、曲率半径Ｒ₁，Ｒ₂が互いに異なる。
具体的には、パターン７〜１２のエッジ部の落ち込み量Ｄ₁は、タイヤ周方向溝１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄの溝深さＧＤの０．０３倍である。一方、エッジ部の落ち込み量Ｄ₂は、溝深さＧＤの０．０１８倍とした。曲率半径Ｒ₁，Ｒ₂のトレッドプロファイル形状の曲率半径ＴＲに対する比率は、０．０４〜０．１６の間で変えた。トレッドプロファイル形状の曲率半径ＴＲは、タイヤ赤道線ＣＬ上に中心を持つ１つの円弧で近似したときの半径をいう。このとき、上記円弧とトレッドプロファイル形状との間で誤差が０．５ｍｍ以下である。
下記表２に、パターン２、パターン７〜１２の内容と、評価結果を示す。

表２から判るように、パターン２、７〜１２において、いずれもドライ操安性が向上するが、その中でもパターン８〜１１において、ドライ操安性の向上は明確である。これより、曲率半径Ｒ₁、Ｒ₂（図２（ｂ）参照）は、トレッドプロファイル形状の曲率半径ＴＲの０．０５〜０．１５倍であることが好ましい。

以上、本発明の空気入りタイヤについて説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。

１０ トレッドパターン
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ タイヤ周方向溝
１４ａ，１４ｂ，１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ ラグ溝
１６ａ，１６ｂ，１６ｃ 陸部
２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄ 溝壁
２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄ エッジ部

Claims (5)

1. タイヤ周方向溝に挟まれた陸部を有するトレッドパターンを備えた空気入りタイヤであって、
   前記トレッドパターンの溝面積比が、タイヤ赤道線を挟んだタイヤ幅方向の両側の領域間で異なり、
   前記陸部は、タイヤ径方向外側に凸形状であり、前記陸部は、前記陸部を挟む前記タイヤ周方向溝の溝壁と前記陸部の表面とで作られる、前記タイヤ周方向溝と接する前記陸部のエッジ部を有し、
   前記タイヤ赤道線を挟んだタイヤ幅方向の両側のうち、前記溝面積比が他方に比べて大きい側を第１の側とし、前記溝面積比が前記第１の側に比べて小さい側を第２の側とするとき、
   前記陸部のうちの前記第１の側に向く第１のエッジ部の位置の、前記陸部の最大外径位置からタイヤ径方向に沿った落込み量は、前記陸部の前記第２の側に向く第２のエッジ部の位置の、前記陸部の最大外径位置からタイヤ径方向に沿った落込み量に比べて大きいことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記第１のエッジ部における前記落込み量は、前記タイヤ周方向溝の溝深さの０．０１倍〜０．０８倍である、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記陸部を、前記最大外径位置を含むセンター領域、前記センター領域を挟んで前記第１の側の方向に位置する第１の領域、および前記第２の側の方向に位置する第２の領域に分けたとき、前記１の領域および前記第２の領域のそれぞれの陸部プロファイル形状は、１つの円弧形状で定められ、
   前記第１の領域および前記第２の領域の前記円弧形状の曲率半径は、トレッドプロファイル形状の曲率半径の０．０５〜０．１５倍である、請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記第１の領域における前記曲率半径は、前記第２の領域における前記曲率半径に比べて小さい、請求項３に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記トレッドパターンは、３本以上の周方向リブ溝と、前記周方向リブ溝に挟まれた２つ以上の連続陸部を有し、
   前記周方向リブ溝のそれぞれは、前記タイヤ周方向溝であり、前記連続陸部のぞれぞれは、タイヤ径方向外側に凸形状を成す前記陸部である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。