JP2019043239A - タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】長期に亘って優れた操縦安定性及び耐偏摩耗性能を発揮することができるタイヤを提供する。【解決手段】トレッド部２を有するタイヤである。トレッド部２には、タイヤ周方向に連続して延びる少なくとも１本の主溝３が形成されている。トレッド部２は、トレッド接地面の主要部を構成するベースゴム８と、主溝３の少なくとも一方の溝壁３ｗを構成する溝壁ゴム１０とを含む。溝壁ゴム１０は、ベースゴム８よりも大きいゴム硬さを有する。溝壁ゴム１０は、横断面においてタイヤ軸方向の幅がタイヤ半径方向内側に向かって漸減する断面テーパ状である。【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤに関し、詳しくは、高速走行に適した高性能タイヤに関する。

高速走行時に高いグリップ性能を発揮させるために、トレッド部の接地面に、ゴム硬さが比較的低いコンパウンドが採用されたタイヤが種々提案されている。

しかしながら、上述のようなタイヤは、例えば、高速旋回時の横力によって、トレッド部に形成されたタイヤ周方向に連続して延びる主溝付近が局部的に変形しやすく、ひいては操縦安定性が悪化するという問題があった。特に、サーキットでの走行が想定されているような高性能タイヤにあっては、トレッド部に、より柔らかいハイグリップコンパウンドが採用されるため、上記不具合が顕著に生じるという問題があった。

また、上述のような主溝の溝縁の局部的な変形は、主溝のエッジ付近が集中的に摩耗するいわゆるエッジ摩耗等の偏摩耗を招く傾向があった。

特開２０１３−１８０６３７号公報 特開２０１７−０３０６０４号公報

本発明は、以上のような問題点に鑑み案出されたもので、長期に亘って優れた操縦安定性及び耐偏摩耗性能を発揮することができるタイヤを提供することを主たる目的としている。

本発明は、トレッド部を有するタイヤであって、前記トレッド部には、タイヤ周方向に連続して延びる少なくとも１本の主溝が形成されており、前記トレッド部は、トレッド接地面の主要部を構成するベースゴムと、前記主溝の少なくとも一方の溝壁を構成する溝壁ゴムとを含み、前記溝壁ゴムは、前記ベースゴムよりも高いゴム硬さを有し、前記溝壁ゴムは、横断面においてタイヤ軸方向の幅がタイヤ半径方向内側に向かって漸減する断面テーパ状である。

本発明のタイヤにおいて、前記ベースゴムは、ＪＩＳ Ｋ６２５３のタイプＡデュロメータに準拠したゴム硬さが６２度以下であることが望ましい。

本発明のタイヤにおいて、前記ベースゴムは、ＪＩＳ Ｋ６２５３のタイプＡデュロメータに準拠したゴム硬さが５０〜６２度であることが望ましい。

本発明のタイヤにおいて、前記溝壁ゴムは、ＪＩＳ Ｋ６２５３のタイプＡデュロメータに準拠したゴム硬さが６０〜６７度であることが望ましい。

本発明のタイヤにおいて、前記トレッド部は、車両への装着方向が指定されており、前記溝壁ゴムは、車両装着時に車両内側に位置する溝壁を形成する内側溝壁ゴムと、車両装着時に車両外側に位置する溝壁を形成する外側溝壁ゴムとを含み、前記外側溝壁ゴムの幅Ｗｏは、前記内側溝壁ゴムの幅Ｗｉよりも広いことが望ましい。

本発明のタイヤのトレッド部は、トレッド接地面の主要部を構成するベースゴムと、主溝の少なくとも一方の溝壁を構成する溝壁ゴムとを含む。溝壁ゴムは、ベースゴムよりも高いゴム硬さを有するため、高速旋回時においても、主溝付近が局部的に変形されることを防止でき、ひいては操縦安定性の悪化や、主溝でのエッジ摩耗等を抑制することができる。

一方、ゴム硬さが高い溝壁ゴムが、高速直進走行時のドライグリップ性能を高める観点では、極力、トレッド接地面への露出を抑えることが望ましい。また、トレッド接地面の摩耗が進むと、主溝の深さも小さくなってその付近の剛性も高められるので、溝壁を補強する必要性は低下する。本発明では、このような実情に鑑み、溝壁ゴムが、横断面においてタイヤ軸方向の幅がタイヤ半径方向内側に向かって漸減する断面テーパ状とされる。これにより、本発明のタイヤでは、トレッド部の摩耗が進むに従って、溝壁ゴムによる作用を低下させ、長期に亘って優れた操縦安定性及び耐偏摩耗性能を発揮することができる。

本発明の一実施形態のタイヤのトレッド部の横断面図である。 図１の主溝の拡大断面図である。 従来のタイヤにおける旋回中の主溝の拡大断面図である。 （ａ）及び（ｂ）は、本発明の他の実施形態のタイヤの主溝の拡大断面図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１には、本実施形態のタイヤ１のトレッド部２の横断面図が示されている。なお、図１は、タイヤ１の正規状態におけるタイヤ回転軸を含む子午線断面図である。本実施形態のタイヤ１は、例えば、乗用車用の空気入りタイヤとして使用され、とりわけ公道及びサーキットの両方での使用を前提としている。本実施形態のタイヤ１は、サーキットでの高速走行時に優れた性能を発揮し得る。

「正規状態」とは、タイヤが正規リムにリム組みされ、かつ、正規内圧が充填された無負荷の状態である。以下、特に言及しない場合、タイヤの各部の寸法等は、この正規状態で測定された値である。

「正規リム」は、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めているリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば "標準リム" 、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、ＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim" である。

「正規内圧」は、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば "最高空気圧" 、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" である。

図１に示されるように、タイヤ１は、例えば、車両への装着方向が指定されたトレッド部２を有している。車両への装着方向は、例えば、サイドウォール部等に文字やマークで表示されている。

車両への装着の向きが指定されることにより、トレッド部２は、車両装着時に車両内側に位置する内側トレッド端Ｔｉと、車両装着時に車両外側に位置する外側トレッド端Ｔｏとを有している。

各トレッド端Ｔｉ、Ｔｏは、上記正規状態のタイヤ１に、正規荷重を負荷してキャンバー角０°で平面に接地させたときの最もタイヤ軸方向外側の接地位置である。

「正規荷重」は、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば "最大負荷能力" 、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "LOAD CAPACITY" である。

トレッド部２は、内側トレッド部２Ａ及び外側トレッド部２Ｂを含んでいる。内側トレッド部２Ａは、内側トレッド端Ｔｉからタイヤ赤道Ｃまでの領域である。外側トレッド部２Ｂは、外側トレッド端Ｔｏからタイヤ赤道Ｃまでの領域である。

トレッド部２には、タイヤ周方向に連続して延びる少なくとも１本の主溝３が形成されている。本実施形態では、内側トレッド部２Ａ及び外側トレッド部２Ｂにそれぞれ１本ずつ主溝３が設けられている。

各主溝３は、例えば、溝中心線からタイヤ赤道Ｃまでのタイヤ軸方向の距離Ｌ１がトレッド幅ＴＷの０．０５〜０．２０倍であることが望ましい。但し、本発明は、このような主溝３の配置に限定されるものではない。なお、トレッド幅ＴＷは、上記正規状態における内側トレッド端Ｔｉから外側トレッド端Ｔｏまでのタイヤ軸方向の距離である。

各主溝３の溝幅は、例えば、９．０〜１５．０mmであることが望ましい。各主溝の溝深さは、例えば、５．０〜８．０mmであることが望ましい。但し、本発明の主溝３は、このような数値範囲に限定されるものではない。

図２には、主溝３の拡大断面図が示されている。図２に示されるように、トレッド部２は、トレッド接地面２ｓの主要部を構成するベースゴム８と、主溝３の少なくとも一方の溝壁３ｗを構成する溝壁ゴム１０とを含んでいる。溝壁ゴム１０は、ベースゴム８よりも高いゴム硬さを有している。ゴム硬さが高いゴムは剛性も高いため、溝壁ゴム１０は、ベースゴム８よりも変形し難い。このため、高速旋回時においても、主溝３付近が局部的に変形するのを防止でき、ひいては操縦安定性の悪化や、主溝３でのエッジ摩耗等を抑制することができる。また、上記溝壁ゴム１０を有する主溝３は、高速旋回時に変形して溝容積が減少することを抑制できるため、ウェット路面での高速旋回時にハイドロプレーニング現象が発生するのを抑制することができる。

なお、本明細書において、「ゴム硬さ」は、特に断りのない限り、ＪＩＳ Ｋ６２５３のタイプＡデュロメータにより標準温度２３℃±２℃の環境下で測定された硬さを意味する。

ベースゴム８のゴム硬さＨａ１は、高いグリップ力を発揮するために、少なくとも、６２度以下であることが望ましい。ベースゴムのゴム硬さＨａ１は、好ましくは６０度以下、より好ましくは５７度以下であり、好ましくは５０度以上、より好ましくは５２度以上である。このようなベースゴム８は、優れたグリップ力及び操縦安定性を発揮し得る。

溝壁ゴム１０のゴム硬さＨａ２は、好ましくは６０度以上、より好ましくは６２度以上であり、好ましくは６７度以下、より好ましくは６５度以下である。このような溝壁ゴム１０は、グリップ性能を維持しつつ、主溝３の溝壁の変形及び溝縁の偏摩耗を抑制することができる。

トレッド接地面２ｓには、高速旋回時に大きなタイヤ軸方向の応力が作用する傾向がある。このため、溝壁ゴム１０とベースゴム８とのゴム硬さの差が過度に大きい場合、これらが剥離する向きの応力によって、溝壁ゴム１０とベースゴム８との間にクラックが発生するおそれがある。クラックを抑制しつつ、上記効果を発揮するために、溝壁ゴム１０のゴム硬さＨａ２とベースゴム８のゴム硬さＨａ１との差Ｈａ２−Ｈａ１は、例えば、２０度以下であることが望ましく、より望ましくは５〜１７度であることが望ましい。

ゴム硬さが高い溝壁ゴム１０は、高速直進走行時のドライグリップ性能を高める観点では、極力、トレッド接地面２ｓへの露出を抑えることが望ましい。これにより、高いグリップ力を期待できるベースゴム８の接地面積が増加するからである。また、トレッド接地面２ｓの摩耗が進むと、主溝３の深さも浅くなってその付近の剛性も高められるので、溝壁を補強する必要性は低下する。なお、上記ドライグリップ性能が向上すると、とりわけサーキットでのラップタイムの向上を期待することができる。

本発明では、このような実情に鑑み、溝壁ゴム１０が、横断面においてタイヤ軸方向の幅がタイヤ半径方向内側に向かって漸減する断面テーパ状とされる。本実施形態の溝壁ゴム１０は、例えば、三角形状の断面を有している。これにより、本発明のタイヤでは、トレッド部２の摩耗が進むに従って、溝壁ゴム１０による溝壁補強効果を低下させ、長期に亘って優れた操縦安定性及び耐偏摩耗性能を発揮することができる。また、操縦安定性の向上に伴って、サーキットでのラップタイムの向上も期待することができる。しかも、このような溝壁ゴム１０は、トレッド部２の摩耗に伴い、高いグリップ力が期待できるベースゴム８の接地面積を増やすことができ、ひいてはトレッド部２の摩耗によるグリップ力の低下を効果的に抑制することができる。

溝壁ゴム１０は、内側溝壁ゴム１１と、外側溝壁ゴム１２とを含んでいる。内側溝壁ゴム１１は、車両装着時に車両内側に位置する溝壁を形成する。外側溝壁ゴム１２は、車両装着時に車両外側に位置する溝壁を形成する。ゴム硬度が相対的に高い溝壁ゴムを配することによる溝壁補強効果を確実に発揮させるために、外側溝壁ゴム１２の幅Ｗｏ及び内側溝壁ゴム１１の幅Ｗｉは、それぞれ、少なくとも１mm以上であることが望ましい。なお、幅Ｗｉ及び幅Ｗｏは、上記正規状態におけるトレッド接地面２ｓ上でのタイヤ軸方向の幅を意味する。

図３には、従来のタイヤにスリップ角が与えられて旋回している状態の主溝ａの模式的な断面図が示されている。図３において、左側が旋回内側であり、右側が旋回外側である。図３に示されるように、旋回時、主溝ａを含むトレッド接地面は、スリップ角によって、旋回内側に向かう横力Ｆを受ける。この際、主溝ａの旋回外側の溝壁ｃは、主溝の容積を減らす様に大きく変形する傾向がある。

図２に示されるように、上記傾向を踏まえ、外側溝壁ゴム１２の幅Ｗｏは、内側溝壁ゴム１１の幅Ｗｉよりも広いことが望ましい。外側溝壁ゴム１２の幅Ｗｏは、例えば、１０．０〜２０．０mmが望ましく、より望ましくは１３．０〜１７．０mmである。内側溝壁ゴム１１の幅Ｗｉは、例えば、３．０〜１０．０mmが望ましく、より望ましくは３．０〜７．０mmである。なお、各溝壁ゴムの幅は、広い方が操縦安定性及び耐偏摩耗性能の向上が期待できる。また、操縦安定性の向上に伴って、サーキットでのラップタイムの向上も期待することができる。但し、各溝壁ゴムの幅が過度に広い場合、高いグリップ力が期待できるベースゴム８の接地面積が減少し、ラップタイムが悪化する場合がある。

また、外側溝壁ゴム１２の幅Ｗｏが内側溝壁ゴム１１の幅Ｗｉよりも広いことにより、主溝３の変形が効果的に抑制されるため、ウェット路面での高速旋回時でも主溝３の溝容積が維持され、ひいてはハイドロプレーニング現象がさらに抑制される。

外側溝壁ゴム１２の幅Ｗｏと内側溝壁ゴム１１の幅Ｗｉとの差Ｗｏ−Ｗｉは、少なくとも１mm以上であることが望ましい。具体的には、上記差Ｗｉ−Ｗｏは、好ましくは５．０mm以上、より好ましくは７．５mm以上であり、好ましくは１５．０mm以下、より好ましくは１２．５mm以下である。このような溝壁ゴムは、変形し易い部分を重点して補強しつつ、トレッド部２の摩耗がしたときのベースゴム８の接地面積を確保できるため、優れた操縦安定性及び耐偏摩耗性能を発揮することができる。

内側溝壁ゴム１１とベースゴム８との第１境界１４は、例えば、トレッド法線に対して１５〜２５°の角度θ１で傾斜していることが望ましい。外側溝壁ゴム１２とベースゴム８との第２境界１５は、例えば、トレッド法線に対して前記角度θ１よりも大きい角度θ２で傾斜していることが望ましい。具体的には、第２境界 の角度θ２は、例えば、６５〜７５°である。

望ましい態様として、本実施形態では、主溝３の底面は、ベースゴム８で構成されている。この実施形態では、トレッド部２が摩耗して主溝３の底面が接地する状況において、相対的にグリップ力が高いベースゴム８の接地面積を増やすことができる。従って、この実施形態では、主溝が無くなるまでトレッド部２が摩耗した状況（例えば、耐久レースの終盤等が挙げられる。）においても、高いグリップ力が発揮される。

図４（ａ）及び（ｂ）は、本発明の他の実施形態の主溝３の拡大断面図である。図４（ａ）及び（ｂ）において、上述の実施形態と共通する要素には、同一の符号が付されており、ここでの説明は省略されている。

図４（ａ）に示されるように、この実施形態の溝壁ゴム１０は、底面ゴム部１３を含んでいる。底面ゴム部１３は、内側溝壁ゴム１１と外側溝壁ゴム１２との間に連なり、主溝３の底面を構成している。これにより、硬質のゴムが溝底部に配されるため、主溝３の変形がさらに抑制され、ひいては高速旋回時のハイドロプレーニング現象の発生が抑制される。

図４（ｂ）に示されるように、この実施形態の主溝３の車両内側の溝壁３ｗは、底部からタイヤ半径方向外側にのびる第１壁部１６と、そのタイヤ半径方向外側に連なる第２壁部１７とを含んでいる。第２壁部１７は、トレッド法線に対して第１壁部１６よりも大きい角度で傾斜している。なお、この実施形態において、上述の幅Ｗｉは、内側溝壁ゴム１１のトレッド接地面における車両内側の端１１ｅから、仮想点１９までのタイヤ軸方向の距離で表される。仮想点１９は、第１壁部１６の外面の仮想延長線とトレッド接地面の仮想延長線との交点である。

このような溝壁３ｗを有する主溝３は、溝縁の耐摩耗性をさらに高めることができる。なお、トレッド接地面の面積を出来るだけ大きく確保するために、この実施形態では、第１壁部１６及び第２壁部１７が、内側溝壁ゴム１１のみに設けられている。但し、第１壁部１６及び第２壁部１７は、外側溝壁ゴム１２に設けられても良い。このような態様は、外側溝壁ゴム１２の摩耗も抑制できる。

以上、本発明の一実施形態のタイヤが詳細に説明されたが、本発明は、上記の具体的な実施形態に限定されることなく、種々の態様に変更して実施され得る。

図１に示された主溝を有するサイズ２６５／３５Ｒ１８の空気入りタイヤが、表１の仕様に基づき試作された。比較例として、溝壁ゴムがベースゴムと同じゴム硬さを有している空気入りタイヤが試作された。各テストタイヤのラップタイム、操縦安定性、及び、耐摩耗性能がテストされた。各テストタイヤの共通仕様やテスト方法は、以下の通りである。
装着リム：１９×９．５Ｊ
タイヤ内圧：１８０kPa
テスト車両：排気量２６００cc

＜ラップタイム＞
テストタイヤを装着した上記テスト車両で１周４．５kmのドライ路面のサーキットを３０周走行したときの平均ラップタイムが測定された。結果は、比較例を１００とする指数であり、数値が小さい程、平均ラップタイムが小さく、優れた性能が長期に亘って発揮されていることを示す。

＜操縦安定性＞
上記サーキット走行中の操縦安定性が、運転者の官能により評価された。結果は、比較例を１００とする評点であり、数値が大きい程、操縦安定性が長期に亘って維持されていることを示す。

＜耐摩耗性能＞
上記サーキットを３０周走行したときの主溝の摩耗外観が観察された。結果は、比較例を１００とする評点であり、数値が大きい程、優れた摩耗外観を有し、優れた耐摩耗性能を有していることを示す。
テストの結果が表１に示される。

テストの結果、実施例のタイヤは、長期に亘って優れた操縦安定性及び耐偏摩耗性能を発揮していることが確認できた。

２ トレッド部
３ 主溝
３ｗ 溝壁
８ ベースゴム
１０ 溝壁ゴム

Claims (5)

1. トレッド部を有するタイヤであって、
   前記トレッド部には、タイヤ周方向に連続して延びる少なくとも１本の主溝が形成されており、
   前記トレッド部は、トレッド接地面の主要部を構成するベースゴムと、前記主溝の少なくとも一方の溝壁を構成する溝壁ゴムとを含み、
   前記溝壁ゴムは、前記ベースゴムよりも高いゴム硬さを有し、
   前記溝壁ゴムは、横断面においてタイヤ軸方向の幅がタイヤ半径方向内側に向かって漸減する断面テーパ状である、
   タイヤ。
2. 前記ベースゴムは、ＪＩＳ Ｋ６２５３のタイプＡデュロメータに準拠したゴム硬さが６２度以下である請求項１記載のタイヤ。
3. 前記ベースゴムは、ＪＩＳ Ｋ６２５３のタイプＡデュロメータに準拠したゴム硬さが５０〜６２度である請求項２記載のタイヤ。
4. 前記溝壁ゴムは、ＪＩＳ Ｋ６２５３のタイプＡデュロメータに準拠したゴム硬さが６０〜６７度である請求項１乃至３のいずれかに記載のタイヤ。
5. 前記トレッド部は、車両への装着方向が指定されており、
   前記溝壁ゴムは、車両装着時に車両内側に位置する溝壁を形成する内側溝壁ゴムと、車両装着時に車両外側に位置する溝壁を形成する外側溝壁ゴムとを含み、
   前記外側溝壁ゴムの幅Ｗｏは、前記内側溝壁ゴムの幅Ｗｉよりも広い請求項１乃至４のいずれかに記載のタイヤ。

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