JP2017154606A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】操縦安定性の低下を抑制しながら耐ハイドロプレーニング性を容易に向上させる。【解決手段】位置Ｐにおける距離Ｌを距離Ｍで除した値Ｌ／Ｍを0.25〜0.45の範囲内として横溝33の溝深さを深くしたので、トレッド24踏面の路面に対する接地が良好となり、耐ハイドロプレーニング性が容易に向上する。このようにするとトレッド剛性が低下して操縦安定性が低下するが、ベルト層21、カーカス層16とトレッド24との間に前記横溝33と半径方向に重なり合うベルト補強層37を配置し、横溝33の半径方向内側に強固な土台を設けたので、トレッド剛性が高くなり、前記操縦安定性の低下が抑制される。【選択図】図１

Description

この発明は、トレッド踏面に幅方向外端がトレッド端に開口する横溝を複数設置した空気入りタイヤに関する。

従来の空気入りタイヤとしては、例えば以下の特許文献１に記載されているようなものが知られている。

特開２００１−１３８７１８号公報

このものは、幅方向両端部が対をなすビードコアの回りに折り返されトロイド状に延びるカーカス層と、前記カーカス層の半径方向外側に配置されたベルト層と、カーカス層およびベルト層の半径方向外側に配置されたトレッドとを備え、前記トレッドの踏面に幅方向外端がトレッド端にそれぞれ開口する横溝をタイヤ赤道に沿って複数設置したものである。ここで、このような空気入りタイヤで水溜まりを含む湿潤路面を高速走行したとき、横溝の容積が不足することで、トレッド踏面が水の層を突き破れなかったり、横溝に侵入した水の排出が不十分であると、トレッド踏面と路面との間に進行方向から楔状に水が侵入して空気入りタイヤが路面から浮き上がってハイドロプレーニング現象が生じることがある。

このような事態を阻止するため、横溝の溝深さ(容積）を大としてトレッド踏面の路面への接地を良好にするとともに、横溝に侵入した水の排出を良好とすることが検討されたが、このようにすると、横溝間に画成されている陸部の剛性が低下し、この結果、タイヤの走行時に前記陸部が大きく変形して操縦安定性が低下してしまうのである。このため、従来にあっては、耐ハイドロプレーニング性と操縦安定性との双方を充分とはいえない値で妥協せざるを得ず、両者共に充分な性能を得ることは困難であった。

この発明は、操縦安定性の低下を抑制しながら耐ハイドロプレーニング性を容易に向上させることができる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

このような目的は、幅方向両端部が対をなすビードコアの回りに折り返されトロイド状に延びるカーカス層と、前記カーカス層の半径方向外側に配置されたベルト層と、カーカス層およびベルト層の半径方向外側に配置されたトレッドとを備え、前記トレッドの踏面に、幅方向外端がトレッド端Ｅにそれぞれ開口する横溝をタイヤ赤道Ｓに沿って複数設置した空気入りタイヤにおいて、前記横溝の幅方向内端をタイヤ赤道Ｓからトレッド半幅Ｗの 0.8倍だけ離れた位置Ｐより幅方向内側に位置させるとともに、前記ベルト層、カーカス層とトレッドとの間に前記横溝と半径方向に重なり合うとともに、内部にタイヤ赤道Ｓに沿って延びる補強コードが埋設されたベルト補強層を配置する一方、前記位置Ｐにおける横溝の溝底からベルト補強層の半径方向外側面までの距離Ｌを、前記位置Ｐにおけるトレッドの踏面からベルト補強層の半径方向外側面までの距離Ｍで除した値Ｌ／Ｍを0.25〜0.45の範囲内とした空気入りタイヤにより、達成することができる。

この発明においては、位置Ｐにおける距離Ｌを距離Ｍで除した値Ｌ／Ｍを0.25〜0.45の範囲内とすることで、横溝の溝深さを深くしたので、トレッド踏面の路面に対する接地が良好となり、耐ハイドロプレーニング性が容易に向上する。このようにするとトレッド剛性が低下するが、ベルト層、カーカス層とトレッドとの間に前記横溝と半径方向に重なり合うベルト補強層を配置し、横溝の半径方向内側に強固な土台を設けたので、トレッド剛性が高くなり操縦安定性の低下が抑制される。

ここで、横溝の幅方向外側部間に位置するトレッドの剛性は幅方向内側部間に位置するトレッドの剛性より低いが、請求項２に記載のように構成すれば、該部位でのトレッド剛性が容易に高くなり操縦安定性の低下を効果的に抑制することができる。また、請求項３に記載のように構成すれば、第１溝に流入した水を容易に両側主溝に導くことができ、耐ハイドロプレーニング性をさらに向上させることができる。さらに、請求項４に記載のように構成すれば、第１溝内での水の流れを円滑とすることができ、耐ハイドロプレーニング性が強力に向上する。また、請求項５に記載のように構成すれば、ブロック剛性の低下を阻止しながら耐ハイドロプレーニング性をさらに向上させることができる。さらに、請求項６に記載のように構成すれば、タイヤ赤道近傍における耐ハイドロプレーニング性を容易に向上させることができる。

この発明の実施形態１を示す空気入りタイヤの子午線に沿った半断面図である。 その一部が破断された平面図である。 トレッド部の平面図である。

以下、この発明の実施形態１を図面に基づいて説明する。
図１、２、３において、11は乗用車やトラック、バス等に装着されて使用される空気入りタイヤであり、この空気入りタイヤ11は一対のビード部12を有し、各ビード部12には対をなす（ここでは一対の）リング状を呈するビードコア13が埋設されている。また、前記空気入りタイヤ11はビード部12から略半径方向外側に向かってそれぞれ延びるサイドウォール部14と、両サイドウォール部14の半径方向外端同士を連結する略円筒状のトレッド部15とをさらに備えている。

そして、この空気入りタイヤ11は前記ビードコア13間をトロイド状に延びてサイドウォール部14、トレッド部15を補強するカーカス層16を有し、このカーカス層16の幅方向両端部は前記ビードコア13の回りを軸方向内側から軸方向外側に向かって折り返されている。前記カーカス層16は少なくとも１枚、ここでは１枚のカーカスプライ17から構成され、このカーカスプライ17はタイヤ赤道Ｓに対して70〜90度のコード角で交差する、即ち、実質上ラジアル方向（子午線方向）に延びる複数本のカーカスコード18をコーティングゴムにより被覆することで構成されており、このようなカーカスコード18は、例えばスチールあるいは香族ポリアミド、ナイロン、ポリエステル等の有機繊維から構成されている。この結果、前記カーカスプライ17内には複数本のカーカスコード18が埋設されていることになる。

21はカーカス層16の半径方向外側に重ね合わされて配置されたベルト層であり、このベルト層21は少なくとも２枚（ここでは２枚）のベルトプライ22から構成され、該ベルトプライ22は、例えばスチールあるいは芳香族ポリアミド、ナイロン等の有機繊維からなる互いに平行な複数本のベルトコード23をコーティングゴムにより被覆することで構成されている。この結果、前記ベルト層21（ベルトプライ22）内には複数本のベルトコード23が埋設されていることになる。そして、前記ベルトコード23はタイヤ赤道Ｓに対して15〜35度程度の所定角度で傾斜するとともに、少なくとも２枚のベルトプライ22においてベルトコード23のタイヤ赤道Ｓに対する傾斜方向は逆方向となり互いに交差している。なお、24は前記カーカス層16およびベルト層21の半径方向外側に配置されたトレッドであり、このトレッド24は加硫済みゴムから構成されている。

前記空気入りタイヤ11が走行しているときに路面に接地するトレッド24の踏面(半径方向外側面）でタイヤ赤道Ｓの両側にはそれぞれ１本ずつ合計２本の両側主溝27が形成され、これら両側主溝27はタイヤ赤道Ｓに沿って連続して延びるとともに、接地時に閉じることのない幅広である。ここで、前記両側主溝27は真っ直ぐ延びているが、ジグザグ状または波状に屈曲していてもよい。前記トレッド24の踏面でタイヤ赤道Ｓ上には該タイヤ赤道Ｓに沿って延びる１本の中央主溝28が形成され、この中央主溝28もタイヤ赤道Ｓに沿って連続して延びるとともに、接地時に閉じることのない幅広である。ここで、前記中央主溝28も真っ直ぐに延びているが、ジグザグ状または波状に屈曲していてもよい。なお、これら両側主溝27、中央主溝28は、この発明においては省略してもよい。29は前記２本の両側主溝27と１本の中央主溝28との間にそれぞれ画成された内側陸部であり、これらの２本の内側陸部29はタイヤ赤道Ｓに沿って連続して延びている。また、前記両側主溝27とトレッド端Ｅ(接地端）との間にもそれぞれ外側陸部30が画成され、これら２本の外側陸部30はタイヤ赤道Ｓに沿って連続して延びている。

33はトレッド24の踏面、ここでは前記外側陸部30にそれぞれ形成され、接地時においても閉じることのない複数の幅方向に延びる横溝であり、このような横溝33は一般にいずれの幅方向位置においてもほぼ同一深さであり、タイヤ赤道Ｓ方向に等距離離れて設置されている。ここで、前述の幅方向には、タイヤ赤道Ｓに対し90度で交差するものの他に、タイヤ赤道Ｓに対し45度以上の角度で交差するものを含んでいる。そして、前記横溝33はその幅方向外端33ａが前記トレッド端Ｅにそれぞれ開口している。一方、前記横溝33の幅方向内端33ｂはタイヤ赤道Ｓからトレッド端Ｅに向かってトレッド半幅Ｗの 0.8倍だけ離れた位置Ｐより幅方向内側に位置しており、ここでは、横溝33がトレッド端Ｅから幅方向内側に向かって両側主溝27まで延びて該両側主溝27に開口することで、トレッド24の踏面の途中において終了している。この結果、各外側陸部30にはタイヤ赤道Ｓ方向に等距離離れた複数の外側ブロック34が形成される。

なお、この発明においては、前記横溝33の幅方向内端33ｂは両側主溝27に届かず外側陸部30の途中で終了していてもよく、あるいは、両側主溝27を越えて中央主溝28に開口することで終了したり、内側陸部29の途中で終了していてもよい。ここで、前述したトレッド半幅Ｗとは、当該空気入りタイヤ11のタイヤサイズにおける JATMAで規定される空気入りタイヤ11の測定条件、即ち空気入りタイヤ11を適用リムに装着し、乗用車用タイヤの場合は内圧 180ｋPa、室温（25℃± 2℃）で24時間放置した後、再び元の内圧に調整して測定した値の 1/2であり、接地形状計測の場合は、静的負荷半径計測条件（その空気入りタイヤ11の最大負荷能力の88％に相当する質量を負荷）で測定した値の 1/2である。また、前述の適用リムとは、空気入りタイヤ11を本願出願時に通用している JATMAに記載された適用サイズにおけるリムのことである。

前記ベルト層21およびカーカス層16とトレッド24との間には横溝33と重なり合っているベルト補強層37がそれぞれ配置され、これらベルト補強層37はベルト層21の幅方向外端を跨ぎ、幅方向内側部がベルト層21に、一方、幅方向外側部がカーカス層16に重なり合っている。また、各ベルト補強層37は少なくとも１枚、ここでは１枚の補強プライ39から構成され、これら補強プライ39はタイヤ赤道Ｓに沿って延びる互いに平行な補強コード38をコーティングゴムで被覆することにより構成されている。この結果、これらベルト補強層37の内部にはタイヤ赤道Ｓに沿って延びる補強コード38が埋設されていることになる。

ここで、前述の補強コード38は、例えば波状あるいはジグザグ状に屈曲している非伸張性のスチール、芳香族ポリアミド繊維から構成してもよく、また、緩く撚られたスチールから構成してもよい。そして、前記ベルト補強層37（補強プライ39）は、例えば補強コード38を１本または少数本並べてゴムコーティングしたリボン状体をベルト層21、カーカス層16の外側に螺旋状に多数回巻き付けることで構成することができる。そして、これらベルト補強層37は前述のようにベルト層21の幅方向両端部の半径方向外側に配置されているので、空気入りタイヤ11の内圧充填時や走行時におけるベルト層21の幅方向両外端部における径成長を効果的に抑制することができる。

また、この実施形態では、前記位置Ｐにおける横溝33の溝底33ｃからベルト補強層37の半径方向外側面37ａまでの距離をＬとし、前記位置Ｐにおけるトレッド24の踏面からベルト補強層37の半径方向外側面37ａまでの距離をＭとしたとき、前記距離Ｌを距離Ｍで除した値Ｌ／Ｍを0.45以下とし、前記横溝33の溝深さを従来より深くしている。このように値Ｌ／Ｍを0.45以下とすれば、横溝33の溝深さ(容積）が大となってトレッド24踏面の路面への接地が良好になるとともに、横溝33に侵入した水の排出が良好となる。これにより、トレッド24踏面の路面に対する接地が良好となり、後述の試験例から明らかなように耐ハイドロプレーニング性が容易に向上するのである。しかしながら、前述のようにショルダー部に位置する横溝33の溝深さを深くすると、トレッド剛性、即ち横溝33間に画成されている陸部（外側ブロック34）の剛性が低下し、この結果、空気入りタイヤ11の走行時に前記陸部（外側ブロック34）が大きく変形して操縦安定性が低下してしまうことがあるとともに、横溝33の溝底に亀裂が生じることがある。

このため、この実施形態では、前述のように横溝33と半径方向に重なり合う位置にベルト補強層37を配置し、横溝33の半径方向内側にベルト補強層37を含む強固な土台を設けることでトレッド剛性を高め、これにより、後述の試験例から明らかなように、操縦安定性の低下を抑制したのである。但し、前述の値Ｌ／Ｍが0.25未満となると、ベルト補強層37によるトレッド剛性の向上効果が十分とは言えなくなって操縦安定性が低下するとともに、横溝33の溝底に亀裂が生じることがあるため、前述した値Ｌ／Ｍは0.25〜0.45の範囲内とする必要がある。これにより、操縦安定性の低下を抑制しながら耐ハイドロプレーニング性を容易に向上させることができる。また、前述した位置Ｐ以外の位置における値Ｌ／Ｍは、前述のように横溝33の溝深さがいずれの位置でもほぼ同一であるので、いずれの幅方向位置においても前述した0.25〜0.45の範囲内となる。さらに、前述した値Ｌ／Ｍを0.40以下とすれば、さらに耐ハイドロプレーニング性を向上させることできるので、値Ｌ／Ｍは0.40以下が好ましい。

このように横溝33の溝深さを深くしたが、前記中央主溝28の溝深さも該横溝33の溝深さに近似するよう深くしてもよい。このようにすれば、タイヤ赤道Ｓ近傍における耐ハイドロプレーニング性を容易に向上させることができる。また、この実施形態では、前記ベルト補強層37を横溝33の少なくとも幅方向外側部に重なり合わせている。その理由は、前記横溝33の幅方向外側部間に位置する外側ブロック34のトレッド剛性は、幅方向内側部間に位置する外側ブロック34のトレッド剛性より低いため、何らの対処も行わない場合には、空気入りタイヤ11の操縦安定性が低下することがあるが、前述のように構成すると、該部位でのトレッド剛性が容易に高くなり操縦安定性の低下を効果的に抑制することができるからである。なお、この発明においては、前記ベルト補強層37は横溝33の幅方向全領域に亘って重なり合っていてもよく、また、ベルト層21全体を覆うよう配置することで横溝33と一部で重なり合うようにしてもよい。

41は両側主溝27間に位置するトレッド24の踏面、詳しくは内側陸部29にそれぞれ形成された幅方向に延びる複数の第１溝であり、これらの第１溝41はタイヤ赤道Ｓ方向に等距離離れて配置されている。また、これら第１溝41はその幅方向外端が前記両側主溝27に開口する一方、幅方向内端は内側陸部29の途中で終了し、さらに、その溝幅Ｈは幅方向内端から幅方向外端に向かうに従い増大している。このように第１溝41の溝幅Ｈを幅方向内端から幅方向外端に向かって増大させることで、第１溝41の流路断面積を両側主溝27に向かうに従い増大させるようにすれば、第１溝41に流入した水を容易に両側主溝27に導くことができ、耐ハイドロプレーニング性をさらに向上させることができる。ここで、前記第１溝41の溝幅を段階的に増大させることもできるが、この実施形態では、前記第１溝41の溝幅Ｈを幅方向内端から幅方向外端に向かって連続的に増大させ、これにより、第１溝41内での水の流れを円滑とし、耐ハイドロプレーニング性を強力に向上させている。

44は前記１本の中央主溝28と２本の両側主溝27との間に位置するトレッド24の踏面（内側陸部29）にそれぞれ形成された幅方向に延びる複数の第２溝であり、これらの第２溝44はタイヤ赤道Ｓ方向に等距離離れて配置されている。また、これら第２溝44はその幅方向内端が中央主溝28に開口する一方、幅方向外端は内側陸部29の途中で終了し、さらに、その溝幅Ｊはいずれの幅方向位置でも一定である。このように第２溝44の溝幅Ｊを幅方向位置に拘わらず一定とすれば、トレッド剛性の低下を阻止しながら耐ハイドロプレーニング性をさらに向上させることができる。

次に、試験例について説明する。この試験に当たっては、前記値Ｌ／Ｍが0.20である比較タイヤ１と、前記値Ｌ／Ｍが0.23である比較タイヤ２と、前記値Ｌ／Ｍが0.25である実施タイヤ１と、前記値Ｌ／Ｍが0.30である実施タイヤ２と、前記値Ｌ／Ｍが0.40である実施タイヤ３と、前記値Ｌ／Ｍが0.45である実施タイヤ４と、前記値Ｌ／Ｍが0.50である比較タイヤ３と、前記値Ｌ／Ｍが0.55である比較タイヤ４とを準備した。ここで、各タイヤの構造は図１〜３に描かれているものと同様であり、そのサイズは195/65Ｒ15であった

次に、このような各タイヤをサイズが6J−15のリムに装着するとともに、その内部に 200ｋPaの内圧（ゲージ圧）を充填した後、乗用車に装着した。その後、舗装路面上に水深が 7mmとなるまで水を散布した評価コースを徐行状態から加速し、タイヤのスリップ率が10％となったときの車体速度（タイヤが水の上で空転したときの速度）を求め、その値を指数化して耐ハイドロプレーニング性とした。その結果を以下の表１に「ハイプレ性」として表示するが、この表１において数値が大であるほど、耐ハイドロプレーニング性が良好である。また、前述の乗用車をテストドライバーにより乾燥した舗装路面の評価コースを繰り返し走行させてラップタイムを計測し、その値を指数化して操縦安定性とした。その結果を以下の表１に「操安性」として表示するが、この表１において数値が大であるほど、操縦安定性が良好である。

この発明は、空気入りタイヤのトレッド踏面に幅方向外端がトレッド端に開口する横溝を複数設置した産業分野に適用できる。

11…空気入りタイヤ 13…ビードコア
16…カーカス層 21…ベルト層
24…トレッド 27…両側主溝
28…中央主溝 33…横溝
33ａ…幅方向外端 33ｂ…幅方向内端
33ｃ…溝底 37…ベルト補強層
37ａ…半径方向外側面 38…補強コード
41…第１溝 44…第２溝

Claims (6)

1. 幅方向両端部が対をなすビードコアの回りに折り返されトロイド状に延びるカーカス層と、前記カーカス層の半径方向外側に配置されたベルト層と、カーカス層およびベルト層の半径方向外側に配置されたトレッドとを備え、前記トレッドの踏面に、幅方向外端がトレッド端Ｅにそれぞれ開口する横溝をタイヤ赤道Ｓに沿って複数設置した空気入りタイヤにおいて、前記横溝の幅方向内端をタイヤ赤道Ｓからトレッド半幅Ｗの 0.8倍だけ離れた位置Ｐより幅方向内側に位置させるとともに、前記ベルト層、カーカス層とトレッドとの間に前記横溝と半径方向に重なり合うとともに、内部にタイヤ赤道Ｓに沿って延びる補強コードが埋設されたベルト補強層を配置する一方、前記位置Ｐにおける横溝の溝底からベルト補強層の半径方向外側面までの距離Ｌを、前記位置Ｐにおけるトレッドの踏面からベルト補強層の半径方向外側面までの距離Ｍで除した値Ｌ／Ｍを0.25〜0.45の範囲内としたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記ベルト補強層を横溝の少なくとも幅方向外側部に重なり合わせた請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. タイヤ赤道の両側のトレッド踏面にそれぞれ１本の両側主溝を形成する一方、これら両側主溝間のトレッド踏面に幅方向外端が前記両側主溝に開口する複数の第１溝を形成し、これら第１溝の溝幅を幅方向内端から幅方向外端に向かって増大させた請求項１または２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記第１溝の溝幅を幅方向内端から幅方向外端に向かって連続的に増大させた請求項３記載の空気入りタイヤ。
5. タイヤ赤道上に１本の中央主溝を形成する一方、該中央主溝と両側主溝との間のトレッド踏面に幅方向内端が前記中央主溝に開口する複数の第２溝を形成し、これら第２溝の溝幅をいずれの幅方向位置においても一定とした請求項３または４記載の空気入りタイヤ。
6. 前記中央主溝の溝深さを前記横溝の溝深さに近似させた請求項５記載の空気入りタイヤ。

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