JP2011063079A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤトレッド部にラグ溝を有する空気入りタイヤにおいて、空気入りタイヤの摩耗に起因する残留ＣＦの変化を抑制する。
【解決手段】空気入りタイヤのラグ溝のタイヤ幅方向外側に延びる延在方向は、タイヤ幅方向に対して斜行し、このラグ溝の溝壁の傾斜角度を、タイヤトレッド部の陸部が接地する面に垂直な角度を０度と定めたとき、ラグ溝それぞれの溝壁のうち、タイヤ幅方向に対してラグ溝が斜行する側に位置する第１の溝壁の傾斜角度は、タイヤ幅方向外側に進むに従って増大し、第１の溝壁に対向する第２の溝壁の傾斜角度は、タイヤ幅方向外側に進むに従って減少する。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤトレッド部にラグ溝を有する空気入りタイヤに関する。

乗用車用タイヤを含む空気入りタイヤのタイヤトレッド部には、タイヤ周方向溝とラグ溝が設けられる。ラグ溝の延在方向は、タイヤ幅方向に平行ではなく、タイヤ幅方向に対して斜行した斜行溝となっている場合が多い。
図５（ａ），（ｂ）は、従来のタイヤトレッドパターン１１０の一例を示す図である。タイヤトレッドパターン１１０は、タイヤ周方向溝１０２とラグ溝１０４，１０６を主に有する。図５（ｂ）に示すように、ラグ溝１０４，１０６の溝壁の傾斜角度は一定である。
ラグ溝１０４のタイヤ周方向溝１０２から延びる方向は、タイヤ幅方向に対してα方向に向いており、ラグ溝１０６は、タイヤ幅方向に対してβ方向に向いている。

このようなトレッドパターン１００を有する空気入りタイヤは、タイヤトレッド部の摩耗に伴って、残留ＣＦが大きくなることが知られている。タイヤトレッド部が摩耗したとき、空気入りタイヤのスリップ角度が０度の状態であっても、コーナリングフォース（ＣＦ：Cornering Force）が発生する。このコーナリングフォースは、本来ゼロとなるべきものである。残留ＣＦとは、このときのコーナリングフォースのことをいう。
残留ＣＦは、車両走行中、ハンドル操舵をしていない状態であっても、コーナリングフォースが発生し車両流れが発生するという点で、好ましくない。

一般に、残留ＣＦは、空気入りタイヤが製造時点から持つコニシティー成分と、トレッドパターンのせん断剛性分布の異方性によって生じるパターン成分とに分解される。タイヤトレッド部が摩耗した場合、この摩耗によりトレッドパターンのせん断剛性が増大し、これに伴って、上記パターン成分も摩耗の進行と共に増大する。この結果、空気入りタイヤでは、タイヤトレッド部が摩耗するにつれて残留ＣＦが大きくなる。なお、ラグ溝１０４，１０６の斜行する方向が、タイヤ幅方向に近づくほど、残留ＣＦのパターン成分は小さくなる。しかし、タイヤ新品時からラグ溝１０４，１０６の斜行方向をタイヤ幅方向にするトレッドパターンは、タイヤの騒音性能の点で好ましくない。

一方、タイヤトレッド中央部に配置され、同方向に左右対称に延在する複数対の縦溝と、前記縦溝からトレッド端部方向に連通する同方向に左右に位置する複数対の内，外横溝とから構成されてなるブロックパターンを有するタイヤにおいて、車の直進性に優れたタイヤが知られている（特許文献１）。

当該タイヤは、トレッド幅方向両側における、両方の内側横溝同士および両方の外側横溝同士はともに接地中心に対して互いに点対称関係になるよう断面非対称形状に形成、配置され、かつトレッド幅方向一方の側における内側横溝と外側横溝の各断面形状傾斜角がともに踏込側傾斜角＞蹴出側傾斜角 又は踏込側傾斜角＜踏込側傾斜角のいずれかとなるよう各傾斜角の値を変化させることによってトレッドパターンを変更する。

特開平５−１７８０２６号公報

しかし、上記タイヤは、タイヤの摩耗に伴って生じる残留ＣＦの変化を抑制することは難しい、といった問題がある。

このような状況下、本発明は、タイヤトレッド部にラグ溝を有する空気入りタイヤにおいて、空気入りタイヤの摩耗に起因する残留ＣＦの変化を抑制することを目的とする。

本発明の一の態様によれば、タイヤトレッド部にタイヤ幅方向外側に向かって延在する複数のラグ溝を有する空気入りタイヤにおいて、
（１）前記ラグ溝の延在方向は、タイヤ幅方向に対して斜行した方向であり、
（２）前記ラグ溝の溝壁の傾斜角度を、前記タイヤトレッド部の陸部が接地する面に垂直な角度を０度と定めたとき、前記ラグ溝それぞれの溝壁のうち、前記タイヤ幅方向に対して前記ラグ溝が斜行する側に位置する第１の溝壁の傾斜角度は、タイヤ幅方向外側に進むに従って増大し、前記第１の溝壁に対向する第２の溝壁の傾斜角度は、タイヤ幅方向外側に進むに従って減少する。

その際、前記ラグ溝は、前記タイヤトレッド部の両ショルダー領域のそれぞれに設けられ、前記両ショルダー領域のそれぞれに設けられた前記ラグ溝の斜行する方向が互いに反対方向であることが好ましい。

また、前記ラグ溝は、前記タイヤトレッド部の両ショルダー領域のそれぞれの領域、および前記両ショルダー領域に挟まれた領域に設けられることが好ましい。

タイヤトレッド部にラグ溝を有する上記空気入りタイヤは、タイヤトレッド部の摩耗に起因する残留ＣＦの変化を抑制することができる。

（ａ）は、本実施形態の空気入りタイヤのトレッドパターンの一例の展開図であり、（ｂ）および（ｃ）は、（ａ）に示すトレッドパターンのラグ溝の溝プロファイル形状を示す溝断面図である。 （ａ）は、図１（ａ）に示すブロックの摩耗前の形状を示す図であり、（ｂ）は、摩耗後のブロックの形状を示す図である。 図１（ａ）に示すトレッドパターンの摩耗後の形状を示す図である。 図１（ａ），（ｂ）に示すトレッドパターンの効果を説明する図である。 （ａ），（ｂ）は、従来のトレッドパターン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（ａ）は、実施形態の乗用車用空気入りタイヤ（以降、空気入りタイヤを単にタイヤという）のトレッドパターン１０の展開図である。
トレッドパターン１０は、タイヤ周方向溝１２，１４，１６，１８，２０と、ラグ溝２２，２４，２６，２８，３０，３２とを有する。タイヤ赤道線ＣＬは、タイヤ周方向溝１２の中心を通る。
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、本発明の空気入りタイヤは、Ｂ章に定められる小型トラック用タイヤあるいは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。

タイヤ周方向溝１２，１４，１６，１８，２０，２２の溝深さは２〜１３ｍｍであり、溝幅が２〜３０ｍｍである。
ラグ溝２２，２４，２６，２８は、タイヤ周方向溝１４，１６，１８，２０から陸部に延びて閉塞する閉塞溝である。
ラグ溝３０，３２は、タイヤショルダー部に設けられ、タイヤ周方向溝１８，２０からタイヤ幅方向外側の接地端に向かって延びている。
ラグ溝２２，２４，２６，２８，３０，３２の溝深さは２〜１３ｍｍであり、溝幅は２〜２０ｍｍである。

ラグ溝３０のタイヤ周方向溝１８からタイヤ幅方向外側に延びる延在方向は、タイヤ幅方向に対して、図中β方向の側に向かって斜行し、途中で、α方向の側に屈曲して、α方向の側に斜行している。一方、ラグ溝３２のタイヤ周方向溝２０から延びる延在方向は、タイヤ幅方向に対して、α方向の側に斜行し、途中で、β方向の側に屈曲して、β方向の側に斜行している。
具体的には、ラグ溝３０のβ方向の側に斜行する斜行角度は、β方向に対してθ度（θは、０より大きく９０度未満）の角度を有する。同様に、ラグ溝３２のα方向の側に斜行する斜行角度は、β方向に対して（１８０−θ）度（θは、０より大きく９０度未満）の角度を有する。すなわち、ラグ溝３０，３２の斜行する方向が互いに反対方向となっている。上記θ度は、ラグ溝３０の斜行角度という。斜行角度θは、例えば６０度等である。
このように、トレッドパターン１０は、タイヤ赤道線ＣＬを中心として非対称パターンであるが、回転対称パターンとなっている。

なお、図１（ａ）において、タイヤ周方向とは、タイヤ回転軸を中心にしてタイヤを回転させたときのタイヤの回転方向である。α方向とは、タイヤ周方向のうちの一方向であり、図１(ａ)ではタイヤ周方向のうち上方向をいう。一方、β方向は、図１(ａ)ではタイヤ周方向のうち下方向をいう。タイヤ幅方向はタイヤ回転軸に平行な方向である。

ラグ溝３０，３２は、溝壁角度がラグ溝３０，３２の延在方向に進むにつれて滑らかに変化する。
すなわち、ラグ溝３０，３２の溝壁の傾斜角度を、タイヤトレッド部の陸部４０が接地する面に垂直な角度を０度として定めたとき、ラグ溝３０の溝壁のうち、β方向の側に位置する第１の溝壁の傾斜角度は、タイヤ幅方向外側に進むに従って増大し、第１の溝壁に対向する第２の溝壁の傾斜角度は、タイヤ幅方向外側に進むに従って減少する。

図１（ｂ）は、ラグ溝３０の溝プロファイル形状を説明する図である。
ラグ溝３０の、Ａ−Ａ’矢視断面は、タイヤ周方向溝１８に近い部分の溝プロファイル形状の例であり、Ｂ−Ｂ’矢視断面は、タイヤ周方向溝１８から遠い部分の溝プロファイル形状の例である。

このように、ラグ溝３０の溝壁のうち、β方向の側に位置する第１の溝壁の傾斜角度は、タイヤ幅方向外側に進むに従って増大する。図１（ｂ）に示す例では、傾斜角度ｂ₁°から傾斜角度ｂ₂°に増大する。一方、ラグ溝３０の溝壁のうち、α方向の側に位置する第２の溝壁の傾斜角度は、タイヤ幅方向外側に進むに従って減少する。図１（ｂ）に示す例では、傾斜角度ａ₁°から傾斜角度ａ₂°に減少する。

図１（ｃ）は、ラグ溝３２の溝プロファイル形状を説明する図である。
ラグ溝３２の、Ｃ−Ｃ’矢視断面は、タイヤ周方向溝２０に近い部分の溝プロファイル形状の例であり、Ｄ−Ｄ’矢視断面は、タイヤ周方向溝２０から遠い部分の溝プロファイル形状の例である。

ラグ溝３２の溝壁のうち、α方向の側に位置する溝壁の傾斜角度は、タイヤ幅方向外側に進むに従って滑らかに増大する。図１（ｃ）に示す例では、傾斜角度ａ₁°から傾斜角度ａ₂°に滑らかに増大する。一方、ラグ溝３２の溝壁のうち、β方向の側に位置する溝壁の傾斜角度は、タイヤ幅方向外側に進むに従って滑らかに減少する。図１（ｃ）に示す例では、傾斜角度ｂ₁°から傾斜角度ｂ₂°に滑らかに減少する。

このように、ラグ溝３０，３２の溝壁の傾斜角度を変化させることにより、タイヤが摩耗したときのラグ溝の斜行方向をタイヤ幅方向に近づけることができる。これにより、隣接するラグ溝３０、および隣接するラグ溝３２によって挟まれたブロックのトレッドせん断剛性分布の異方性を改善することができ、残留ＣＦのパターン成分を小さくすることができる。

図２（ａ）は、摩耗前の、隣接する２つのラグ溝３０間に挟まれたブロック４０の形状を模式的に示している。図２（ｂ）は、摩耗前のブロック４０に対応する摩耗後のブロック４２の形状を示している。タイヤトレッド部が摩耗することによって、ラグ溝３０の溝壁によって区画されるブロックの形状が図１（ｂ）中の点線から実線のように変化する。これは、上述のラグ溝３０の溝壁の傾斜角度が変化しているためである。
実際、図１（ａ）に示すトレッドパターン１０は、摩耗によって、図３に示すように、ラグ溝３０の斜行角度はθからθ’に変化する。これにより、図２（ａ），（ｂ）に示すようにブロック４０の形状は、ブロック４２の形状に変化する。すなわち、ラグ溝３０の斜行角度θはタイヤ幅方向に向いた斜行角度θ’（θ＜θ’）に変化するので、ブロック４２のトレッドせん断剛性分布の異方性は改善され、残留ＣＦの変化の要因となるパターン成分の変化は抑制される。

同様に、ラグ溝３２の斜行角度も（１８０−θ）から（１８０−θ’）に変化する。すなわち、ラグ溝３２の斜行角度（１８０−θ）はタイヤ幅方向に向いた斜行角度（１８０−θ’）（θ＜θ’＜９０度）に変化し、ラグ溝３２の斜行方向はタイヤ幅方向に近づくので、ブロック４４のトレッドせん断剛性分布の異方性は改善され、残留ＣＦの変化の要因となるパターン成分の変化は抑制される。

このように、タイヤが摩耗するにしたがって、トレッドパターン１０のラグ溝３０，３２の斜行方向が、タイヤ幅方向に近づくので、図４に示すように、残留ＣＦの変化は小さくなる。図４中の実線Ｅは、残留ＣＦが変化しない理想的な特性を示している。実線Ｆ，Ｇのような残留ＣＦの変化を示すトレッドパターンに対して、溝壁の溝プロファイル形状をラグ溝３０，３２のようにすることにより、実線Ｅに近づけることができる。

本実施形態のトレッドパターン１０は、ショルダー領域にラグ溝３０，３２を設けたパターンであるが、ショルダー領域の他に、両側のショルダー領域に挟まれたタイヤトレッド部の領域において、ラグ溝３０，３２と同様の、溝壁の傾斜角度が変化する溝プロファイル形状を有するラグ溝を設けることもできる。

（実施例１，２、従来例）
本実施形態のトレッドパターン１０の効果を、実際のタイヤを作製して調べた。用いたタイヤのサイズは１９５／５０Ｒ１６である。タイヤの空気圧を２００ｋＰａとし、１５×６ＪＪのリムに組んだ。JATMA YEAR BOOK 2008に規定される負荷荷重の８０％荷重を与えて、室内試験機を用いて残留ＣＦの計測を行った。

下記表１に示す従来例は、図５（ａ），（ｂ）に示すトレッドパターン１１０である。実施例１、２は、溝壁の傾斜角度が異なる。表１には、残留ＣＦの計測結果を示す。
実施例１では、ラグ溝３０のみ傾斜角度ａ₁°をａ₂°に変化させ、傾斜角度ｂ₁°をｂ₂°に変化させた。
一方、実施例２では、ラグ溝３０，３２の傾斜角度ａ₁°をａ₂°に変化させ、ラグ溝３０，３２の傾斜角度ｂ₁°をｂ₂°に変化させた。

このように、ラグ溝３０の傾斜角度を変化させた実施例１、および、ラグ溝３０，３２の傾斜角度を変化させた実施例２は、いずれも、従来例のラグ溝の傾斜角度を変化させない場合に比べて摩耗後の斜行角度θ’が９０度に近づいた。すなわち、ラグ溝の斜行方向がタイヤ幅方向に近づいた。また、摩耗後の残量ＣＦの変化が少なかった。特に、両ショルダー部のラグ溝３０，３２の溝壁に傾斜角度がタイヤ幅方向に進むにつれて変化する溝を設けることにより、摩耗後の残留ＣＦの変化は小さいことがわかる。
これより、ラグ溝の溝壁に傾斜角度をつけ、この傾斜角度を、タイヤ幅方向に進むにつれて変化させることにより、残留ＣＦの変化が抑制されることがわかった。

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。

１０，１１０ トレッドパターン
１２，１４，１６，１８，２０，２２，１０２ タイヤ周方向溝
２２，２４，２６，２８，３０，３２，１０４，１０６ ラグ溝
４０，４２，４４ ブロック

Claims (3)

1. タイヤトレッド部にタイヤ幅方向外側に向かって延在する複数のラグ溝を有する空気入りタイヤであって、
   前記ラグ溝の延在方向は、タイヤ幅方向に対して斜行した方向であり、
   前記ラグ溝の溝壁の傾斜角度を、前記タイヤトレッド部の陸部が接地する面に垂直な角度を０度と定めたとき、
   前記ラグ溝それぞれの溝壁のうち、前記タイヤ幅方向に対して前記ラグ溝が斜行する側に位置する第１の溝壁の傾斜角度は、タイヤ幅方向外側に進むに従って増大し、前記第１の溝壁に対向する第２の溝壁の傾斜角度は、タイヤ幅方向外側に進むに従って減少する、ことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記ラグ溝は、前記タイヤトレッド部の両ショルダー領域のそれぞれに設けられ、
   前記両ショルダー領域のそれぞれに設けられた前記ラグ溝の斜行する方向が互いに反対方向である、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ラグ溝は、前記タイヤトレッド部の両ショルダー領域のそれぞれの領域、および前記両ショルダー領域に挟まれた領域に設けられる、請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。