JP2017087858A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤ幅方向内側の陸部がタイヤ基準輪郭線よりも外側へ突出した空気入りタイヤであって、ショルダー陸部の接地性が良いものを提供する。【解決手段】キャップ層２２とベース層２１との境界Ｂからタイヤ基準輪郭線Ｌまでの厚みが、ショルダー陸部４０よりもセンター陸部３０において厚いタイヤにおいて、センター陸部３０とショルダー陸部４０とがタイヤ基準輪郭線Ｌより外側へ突出し、突出した状態でのキャップ層２２の厚みがショルダー陸部４０よりもセンター陸部３０において厚く、ショルダー陸部４０のタイヤ幅方向中央位置とそこからショルダー陸部４０のタイヤ幅方向の長さの１／４の長さだけ主溝側の位置との間の領域Ａにおいて、ショルダー陸部４０が最も高く突出している。【選択図】図４

Description

本発明は空気入りタイヤに関する。

トレッドをタイヤ基準輪郭線よりも外側へ突出させたタイヤが従来から提案されている。例えば特許文献１のタイヤは、速度を維持したままでのコーナリング時の操縦安定性を改善することを目的としたものであり、タイヤ幅方向内側の陸部（中央リブ及び第２リブ）がタイヤ基準輪郭線（外輪郭線）よりも外側へ突出（膨出）し、その突出の頂点の位置が陸部の幅方向中心線よりも車両装着時の内側にずれたものである。このタイヤによれば、陸部の車両装着時の外側に緩い傾斜面が付けられることになるため、速度を維持したままでのコーナリング時に適正な接地が確保されることになり操縦安定性が確保される。

特開２００５−２６３１８０号公報

しかし、タイヤ幅方向内側の陸部のみがタイヤ基準輪郭線よりも外側へ突出したタイヤでは、タイヤ幅方向外側のショルダー陸部の接地性が悪く、制動性及びハンドリング性が十分では無かった。特に、トレッドのキャップ層の厚みがタイヤ幅方向内側の陸部で厚くショルダー陸部で薄いタイヤでは、それが顕著であった。

そこで本発明は、タイヤ幅方向内側の陸部がタイヤ基準輪郭線よりも外側へ突出した空気入りタイヤであって、ショルダー陸部の接地性が良く、制動性及びハンドリング性に優れるものを提供することを課題とする。

実施形態の空気入りタイヤは、トレッド部がタイヤ径方向内側のベース層とそのタイヤ径方向外側で接地面を備えるキャップ層とを備え、前記トレッド部が主溝によって区画されて少なくともセンター陸部とショルダー陸部とを備え、キャップ層とベース層との境界からタイヤ基準輪郭線までの厚みが、前記ショルダー陸部よりも前記センター陸部において厚い空気入りタイヤにおいて、前記センター陸部と前記ショルダー陸部とがタイヤ基準輪郭線より外側へ突出し、突出した状態での前記キャップ層の厚みが前記ショルダー陸部よりも前記センター陸部において厚く、前記ショルダー陸部のタイヤ幅方向中央位置とそこから前記ショルダー陸部のタイヤ幅方向の長さの１／４の長さだけ前記主溝側の位置との間の領域に、前記ショルダー陸部が最も高く突出した位置が存在することを特徴とする。

本実施形態の空気入りタイヤは、ショルダー陸部の接地性が良く、制動性及びハンドリング性に優れる。

本実施形態の空気入りタイヤ１０の幅方向の半断面図。 本実施形態の空気入りタイヤ１０のトレッドパターン。 本実施形態のトレッド部２０の幅方向断面図。 本実施形態のトレッド部２０の幅方向断面の部分拡大図。

本実施形態の空気入りタイヤについて図面に基づき説明する。なお以下の空気入りタイヤの構造の説明は、空気入りタイヤ内に空気を張らない状態での構造の説明である。

以下の空気入りタイヤのトレッド部の説明において、センター陸部とは、本実施形態のようにタイヤ赤道を備える陸部が存在する場合はその陸部のことで、タイヤ赤道を備える陸部が存在しない場合はタイヤ赤道に最も近い陸部のことである。タイヤ赤道が主溝内の中心に存在する場合はその主溝を挟む２つの陸部がセンター陸部である。また、ショルダー陸部とは接地端を備える陸部のことである。

以下の空気入りタイヤのトレッド部の説明において、接地端とは、空気入りタイヤが標準リムにリム組みされ正規内圧にされ正規荷重が負荷された状態での接地面のタイヤ幅方向端部のことである。ここで標準リムとはＪＡＴＭＡ、ＴＲＡ、ＥＴＲＴＯ等の規格に定められている標準リムのことである。また正規荷重とは前記規格に定められている最大荷重のことである。また正規内圧とは前記最大荷重に対応した内圧のことである。また、以下の空気入りタイヤのトレッド部の説明において、接地面積とは、空気入りタイヤが標準リムにリム組みされ正規内圧にされ正規荷重が負荷された状態での接地面積のことである。

本実施形態の空気入りタイヤ１０はトレッド部２０を除き従来と同様の断面構造を有するものである。図１に示すように、空気入りタイヤ１０はタイヤ幅方向両側に一対のビード部１１を有する。ビード部１１は、束ねられた鋼線にゴムが被覆されたビードコア１１ａと、ビードコア１１ａのタイヤ径方向外側に設けられたゴム部材であるビードフィラー１１ｂとを有する。

また、空気入りタイヤ１０はカーカスプライ１２を備える。カーカスプライ１２は複数のプライコードがゴムで被覆されて形成されたものである。プライコードとしては、ポリエステルやナイロン等でできた有機繊維コードや、スチールコード等が用いられる。カーカスプライ１２は、一対のビード部１１の間でタイヤの骨格を形成する本体部１２ａと、本体部１２ａから伸びてビード部１１の周りでタイヤ幅方向内側から外側へ折り返されタイヤ径方向外側へ巻き上げられて形成された巻き上げ部１２ｂとを有する。

カーカスプライ１２よりタイヤ径方向外側には複数のベルト１３が積層されている。ベルト１３はスチール製等の複数本のコードがゴムで被覆されたものである。また、ベルト１３よりタイヤ径方向外側にはベルト補強層１４が設けられている。ベルト補強層１４よりタイヤ径方向外側には接地面を有するトレッド２０が設けられている。また、カーカスプライ１２のタイヤ幅方向両側にはサイドウォール１５が、カーカスプライ１２のタイヤ内側にはインナーライナー１６が、それぞれ設けられている。

また、カーカスプライ１２よりタイヤ幅方向外側で、ビード部１１よりタイヤ幅方向外側にあたる場所には、ゴムチェーファー１７が設けられている。ゴムチェーファー１７の上部はサイドウォール１５の下部と接している。ゴムチェーファー１７の表面にはリムが接する。

トレッド部２０は、タイヤ径方向内側のベース層２１とそのタイヤ径方向外側のキャップ層２２とを備える。キャップ層２２のタイヤ径方向外側の面は接地面である。ベース層２１とキャップ層２２とはゴムの種類が異なる。例えば、ベース層２１は低発熱性に優れるゴムからなり、キャップ層２２は耐摩耗性に優れるゴムからなり、硬度やモジュラスが異なる。キャップ層２２の硬度は６２°以上であることが望ましい。なお硬度とはＪＩＳ Ｋ ６２５３で定められたタイプＡのデュロメータで測定した硬度のことである。

図１及び図２に示すように、トレッド部２０にはタイヤ周方向に伸びる複数の主溝２３が設けられている。本実施形態では、４本の主溝２３が設けられ、これらの主溝２３に区画されて、タイヤ赤道Ｃを備えるセンター陸部３０と、タイヤ幅方向外側の接地端ｇを備えるショルダー陸部４０と、センター陸部３０とショルダー陸部４０との間のメディエイト陸部５０とが形成されている。ショルダー陸部４０のタイヤ幅方向外側の端部は接地端ｇである。

これらの陸部のタイヤ幅方向断面上においてタイヤ基準輪郭線Ｌが設定される。タイヤ基準輪郭線Ｌは、各陸部の幅方向のエッジを通過して滑らかに連続する１又は複数の円弧からなる曲線である。全ての主溝２３の開口端が１つの円弧上にある場合はその円弧がタイヤ基準輪郭線Ｌである。全ての主溝２３の開口端が１つの円弧上に無い場合は、タイヤ基準輪郭線Ｌは次のように定められる（図３参照）。

まず、センター陸部３０においては、センター陸部３０の両エッジｂ、ｃと、これらと対向するメディエイト陸部５０のエッジａ、ｄを求め、エッジａ、ｂ、ｃを通る円弧とエッジｂ、ｃ、ｄを通る円弧のうち、曲率半径の大きい方の円弧をタイヤ基準輪郭線Ｌとする。またメディエイト陸部５０においては、メディエイト陸部５０の幅方向の両エッジｄ、ｅと、センター陸部３０のメディエイト陸部５０側のエッジｃを求め、エッジｃ、ｄ、ｅを通る円弧をタイヤ基準輪郭線Ｌとする。またショルダー陸部４０においては、ショルダー陸部４０のメディエイト陸部５０側のエッジｆと、メディエイト陸部５０のショルダー陸部４０側のエッジｅと、接地端ｇを求め、エッジｅ、ｆ、接地端ｇを通る円弧をタイヤ基準輪郭線Ｌとする。

そして、ベース層２１とキャップ層２２との境界Ｂからタイヤ基準輪郭線Ｌまでのタイヤ基準輪郭線Ｌの法線方向の厚み（基準キャップ厚みとする）は、センター陸部３０、メディエイト陸部５０、ショルダー陸部４０の順で厚い。ここで基準キャップ厚みは、それぞれの陸部における、前記境界Ｂからタイヤ基準輪郭線Ｌまでのタイヤ基準輪郭線Ｌの法線方向の厚みが最も厚い位置でのその厚みとする。

図３、図４に示すように、各陸部はタイヤ基準輪郭線Ｌよりタイヤ径方向外側へ突出している。ここで、各陸部のタイヤ基準輪郭線Ｌからその法線方向に最も高く突出している部分の接地面上の位置を最大突出位置とする。またタイヤ基準輪郭線Ｌから最大突出位置までのタイヤ基準輪郭線Ｌの法線方向の高さを突出量とする。その場合に、センター陸部３０の突出量ｈとメディエイト陸部５０の突出量ｉは、０．１ｍｍ以上０．５ｍｍ以下であることが望ましい。また、ショルダー陸部４０の突出量ｊは、０．１ｍｍ以上で、センター陸部３０とショルダー陸部４０の基準キャップ厚みの差以下であることが望ましい。

そして、このように突出した状態での最大突出位置でのキャップ層２２の厚み（つまりベース層２１とキャップ層２２との境界Ｂから最大突出位置までのタイヤ基準輪郭線Ｌの法線方向の厚み）も、センター陸部３０、メディエイト陸部５０、ショルダー陸部４０の順で厚い。

ショルダー陸部４０の最大突出位置は、ショルダー陸部４０のタイヤ幅方向中央位置と、そこからショルダー陸部４０のタイヤ幅方向の長さの１／４の長さだけ主溝２３側の位置との間の領域Ａ（図４参照）にある。つまり、ショルダー陸部４０の最大突出位置は、ショルダー陸部４０の主溝２３側の端部（図３のｆの部分）から一定長さだけ接地端ｇ側にあり、前記一定長さがショルダー陸部４０のタイヤ幅方向の全長の２５％以上５０％以下の長さである。前記一定長さは、ショルダー陸部４０のタイヤ幅方向の全長の３０％以上４５％以下の長さであることがより望ましい。

一方、センター陸部３０及びメディエイト陸部５０では、陸部幅方向の中央又は中央付近に最大突出位置が存在する。

本実施形態では、１つのショルダー陸部４０とセンター陸部３０とでは、１つのショルダー陸部４０の方が接地面積が大きい。なお、接地面積はトレッド部２０のゴムと路面とが実際に接する部分の面積で、スリット等の溝の接地面への開口端の面積を含まない。

ここで、全ての陸部の合計接地面積に対する各陸部の接地面積の割合を、面積配分とする。その場合に、本実施形態のように４本の主溝２３が設けられている場合には、１つのショルダー陸部４０の面積配分は、センター陸部３０の面積配分よりも、３％以上大きいことが望ましい。例えば、図２の実施形態では、センター陸部３０の面積配分が１５．５％、１つのショルダー陸部４０の面積配分が２１．５〜２６．５％となっており、この条件を満たす。ちなみに全ての陸部の面積配分を合計すると１００％となる。

本実施形態では、ショルダー陸部４０はタイヤ幅方向に伸びるスリット４２を備える。図３に示すように、ショルダー陸部４０の最大突出位置における、スリット４２の接地面からのタイヤ基準輪郭線Ｌの法線方向の深さＤは、車両内側（図２及び図３の左側）よりも車両外側（図２及び図３の右側）のショルダー陸部４０において浅い。そのため車両外側のショルダー陸部４０は車両内側のショルダー陸部４０よりも剛性が高い。特に最大突出位置における剛性が、車両外側のショルダー陸部４０では高い。

なお、１つのショルダー陸部４０に形態の異なる２種類以上のスリット４２が設けられている場合は、車両外側のショルダー陸部４０で最も太いスリット４２が、車両内側のショルダー陸部４０で最も太いスリット４２よりも、最大突出位置において浅ければ良い。例えば図２のように、車両外側のショルダー陸部４０に形態の異なる２種類のスリット４２ａ、４２ｂが設けられている場合は、太い方のスリット４２ａが、車両内側のショルダー陸部４０のスリット４２よりも、前記最大突出位置において浅ければ良い。また、１つのショルダー陸部４０に太さが同じで形態の異なる２種類以上のスリット４２が設けられている場合は、それらのスリット４２の前記最大突出位置における深さの平均値を、そのショルダー陸部４０で最も太いスリット４２の前記最大突出位置における深さとする。例えば図２のように、１つのショルダー陸部４０に太さが同じで形態の異なる２種類のスリット４２ｃ、４２ｄが設けられている場合は、スリット４２ｃ、４２ｄの前記最大突出位置における深さの平均値を、このショルダー陸部４０で最も太いスリット４２の前記最大突出位置における深さとする。

本実施形態の空気入りタイヤ１０では、キャップ層２２とベース層２１との境界Ｂからタイヤ基準輪郭線Ｌまでのタイヤ基準輪郭線Ｌの法線方向の厚みが、センター陸部３０、メディエイト陸部５０、ショルダー陸部４０の順で厚く、センター陸部３０もメディエイト陸部５０もタイヤ基準輪郭線Ｌよりタイヤ径方向外側へ突出しているが、ショルダー陸部４０もタイヤ基準輪郭線Ｌよりタイヤ径方向外側へ突出しているため、ショルダー陸部４０の接地性が良い。

そして、ショルダー陸部４０の最大突出位置がショルダー陸部４０の主溝２３側の端部から一定長さだけ接地端ｇ側にあり、前記一定長さがショルダー陸部４０のタイヤ幅方向の全長の２５％以上であれば、最大突出位置がショルダー陸部４０の主溝２３側に偏らずショルダー陸部４０のタイヤ周方向の接地長が十分確保される。また前記一定長さがショルダー陸部４０のタイヤ幅方向の全長の５０％以下の長さであれば、制動時にショルダー陸部４０の接地端ｇ側の接地圧が高くなり過ぎることがなく、制動性が確保される。そして、前記一定長さが上記範囲内であることにより、ショルダー陸部４０の主溝２３側の端部や接地端ｇに接地圧が集中することを防ぐことができ、ショルダー陸部４０全体で接地圧を均一化できる。その結果、空気入りタイヤ１０が制動性及びハンドリング性に優れたものとなる。また前記一定長さがショルダー陸部４０のタイヤ幅方向の全長の３０％以上４５％以下の長さであれば、これらの効果がさらに顕著になる。

また、ショルダー陸部４０の接地面積がセンター陸部３０の接地面積より大きい場合はショルダー陸部４０の接地圧が低くなりがちだが、その場合であっても上記のようにショルダー陸部４０がタイヤ基準輪郭線Ｌよりタイヤ径方向外側へ突出していればショルダー陸部４０の接地圧が高くなり、空気入りタイヤ１０が制動性及びハンドリング性に優れたものとなる。

また、キャップ層２２の硬度が６２°以上であれば、ショルダー陸部４０をタイヤ基準輪郭線Ｌよりタイヤ径方向外側へ突出させた効果が大きくなり、空気入りタイヤ１０が制動性及びハンドリング性に優れたものとなる。

本実施形態に対して、発明の要旨を逸脱しない範囲で、様々な変更、置換、省略等を行うことができる。

例えば、主溝の数は３本であっても良い。その場合は、タイヤ幅方向に４つの陸部が並ぶことになるが、タイヤ赤道に一番近い中央の２つの陸部がセンター陸部で、それらの両側の接地端を有する２つの陸部がショルダー陸部である。そして、センター陸部及びショルダー陸部が、上記実施形態の各陸部と同じ特徴を有する。すなわち、キャップ層とベース層との境界からタイヤ基準輪郭線までの厚みが、ショルダー陸部よりもセンター陸部において厚い。そして、センター陸部及びショルダー陸部がタイヤ基準輪郭線よりタイヤ径方向外側へ突出し、突出した状態でのキャップ層の厚みがショルダー陸部よりもセンター陸部において厚い。さらに、ショルダー陸部のタイヤ幅方向中央位置とそこからショルダー陸部のタイヤ幅方向の長さの１／４の長さだけ主溝側の位置との間の領域に、最大突出位置が存在する。

表１に示す比較例及び実施例の空気入りタイヤの制動性及びハンドリング性について調査した。従来例１の空気入りタイヤは、いずれの陸部もタイヤ基準輪郭線より突出していない空気入りタイヤである。実施例１の空気入りタイヤは、上記実施形態の空気入りタイヤである。比較例１の空気入りタイヤは、ショルダー陸部の最大突出位置がタイヤ幅方向中央位置よりも接地端側にある点で、実施例１の空気入りタイヤと異なる。比較例２の空気入りタイヤは、突出した状態でのキャップ層の厚みがセンター陸部よりもショルダー陸部において厚い点で、実施例１の空気入りタイヤと異なる。表１において、基準厚みとは、ベース層とキャップ層との境界からタイヤ基準輪郭線までのタイヤ基準輪郭線の法線方向の厚みのことである。また、突出後の厚みとは、突出した状態でのキャップ層の厚みのことである。

これらのタイヤのサイズはいずれも２２５／５０Ｒ１７である。これらのタイヤを標準リムに組み、正規内圧をかけ、車両に装着し、制動性及びハンドリング性を調べた。標準リム及び正規内圧の定義は上記の通りである。

制動性、ハンドリング性共に、１ｍｍの水膜路面において車両を走行させて調べた。制動性については、車両の速さを１００ｋｍ／ｈとしてからフルブレーキをかけ、車両の速さが０ｋｍ／ｈ（停止状態）となるまでの移動距離で評価した。ハンドリング性については、車両の速さを６０〜１４０ｋｍ／ｈとし、直進走行及びスラロームを実施し、ドライバーが官能評価した。制動性、ハンドリング性共に、比較例１の結果を１００とする指数で表した。指数が大きいほどこれらの性能に優れている。

結果は表１の通りで、実施例のタイヤは従来例及び比較例のタイヤと比較して、制動性、ハンドリング性共に良かった。このことから本実施形態の効果が確認できた。

１０…空気入りタイヤ、１１…ビード部、１１ａ…ビードコア、１１ｂ…ビードフィラー、１２…カーカスプライ、１２ａ…本体部、１２ｂ…巻き上げ部、１３…ベルト、１４…ベルト補強層、１５…サイドウォール、１６…インナーライナー、１７…ゴムチェーファー、２０…トレッド部、２１…ベース層、２２…キャップ層、２３…主溝、３０…センター陸部、４０…ショルダー陸部、４２、４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ…スリット、５０…メディエイト陸部

Claims (5)

1. トレッド部がタイヤ径方向内側のベース層とそのタイヤ径方向外側で接地面を備えるキャップ層とを備え、前記トレッド部が主溝によって区画されて少なくともセンター陸部とショルダー陸部とを備え、キャップ層とベース層との境界からタイヤ基準輪郭線までの厚みが、前記ショルダー陸部よりも前記センター陸部において厚い空気入りタイヤにおいて、
   前記センター陸部と前記ショルダー陸部とがタイヤ基準輪郭線より外側へ突出し、突出した状態での前記キャップ層の厚みが前記ショルダー陸部よりも前記センター陸部において厚く、前記ショルダー陸部のタイヤ幅方向中央位置とそこから前記ショルダー陸部のタイヤ幅方向の長さの１／４の長さだけ前記主溝側の位置との間の領域に、前記ショルダー陸部が最も高く突出した位置が存在する、空気入りタイヤ。
2. 前記ショルダー陸部が前記センター陸部よりも接地面積が大きい、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記キャップ層の硬度が６２°以上である、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ショルダー陸部がタイヤ幅方向に伸びるスリットを備え、前記ショルダー陸部が最も高く突出した位置におけるスリットの深さが、車両内側よりも車両外側の前記ショルダー陸部において浅い、請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記センター陸部と前記ショルダー陸部との間にメディエイト陸部を備える、請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

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