JP2878355B2 - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

空気入りラジアルタイヤ

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JP2878355B2
JP2878355B2 JP1331077A JP33107789A JP2878355B2 JP 2878355 B2 JP2878355 B2 JP 2878355B2 JP 1331077 A JP1331077 A JP 1331077A JP 33107789 A JP33107789 A JP 33107789A JP 2878355 B2 JP2878355 B2 JP 2878355B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 近年、高速道路網の完備や乗用車の技術革新により、
時速が200kmをこえる超高速での安定走行が可能にな
り、それに伴いこの超高速での走行に対しても十分な性
能を有する、即ち超高速走行での排水性と旋回性能が高
く、さらに耐摩耗性や耐偏摩耗性に優れるタイヤの開発
に対する要請がある。
この発明は、乗用車用空気入りラジアルタイヤ、なか
でも超高速走行に供される偏平ラジアルタイヤに関す
る。
(従来の技術) この種のタイヤのトレッドは、タイヤの円周に沿う比
較的幅広の複数の周溝とこれら周溝間をつなぐ多数の横
溝とによって区画された陸部を有する。とくに周溝は排
水性を考慮して設けられ、その断面形状はUまたはV字
状になり、トレッド周囲にわたって実質上同一幅で延び
るものが典型である。
(発明が解決しようとする課題) 上記形状の周溝を有するタイヤでは、とくに高速旋回
走行時において車両の外側寄りに大きな入力があること
から、旋回時に車両の外側に位置するタイヤのトレッド
部の外側寄りに配した周溝が大きく潰れ、この周溝を挟
んでタイヤ幅方向の内側に位置する陸部で大きな路面反
力を担うことになり、この部分が優先して摩耗する。す
ると周溝を境として、タイヤ幅方向の外側と内側とで摩
耗差が生じ、トレッド表面輪郭での段差となり、タイヤ
寿命の低下をまねくほか、ノイズ、振動及び接地特性等
を悪化する。
一方周溝の幅を、両溝壁が接触する程度に狭め、両溝
壁の接触下でタイヤの変形を拘束することにより周溝周
辺での偏摩耗を回避する試みもなされたが、タイヤの溝
ボリュームが小さくなって、ウェット路面での排水性の
低下を不可避に生じるものであった。
そこでこの発明は、高速走行での旋回性能、即ち操縦
安定性の向上と高速旋回走行時の偏摩耗の回避とを、排
水性、トレッドの放熱能及び振動乗心地性を犠牲にする
ことなしに、達成し得る空気入りラジアルタイヤを提供
しようとするものである。
(課題を解決するための手段) この発明は、円筒状のクラウン部と、このクラウン部
の両端から径方向内側へ向かってそれぞれ延びるサイド
ウォール部とを、一方のサイドウォール部からクラウン
部を通り他方のサイドウォール部にわたって延びるラジ
アルカーカスで補強し、さらにクラウン部におけるカー
カスの径方向外側に、非伸長性ベルト層およびトレッド
を順次に配置し、このトレッドに、トレッド円周に沿っ
て延びる複数の周溝とこれら周溝を横切りそれぞれ実質
的に平行に延びる多数の横溝とによって区画された陸部
を有する空気入りラジアルタイヤであって、 周溝の対向する溝壁の一方を、溝底からトレッド表面
へ溝幅を次第に拡開する向きへ傾けて形成し、他方の溝
壁を、溝底よりもタイヤの半径方向外方位置からトレッ
ド表面へ溝幅を次第に拡開する向きでかつ一方の溝壁よ
りも大きく傾けるとともに、上記位置から溝底へ溝幅を
次第に拡開する向きへ傾けて形成してなる空気入りラジ
アルタイヤである。
さて第1図にこの発明に従う空気入りラジアルタイヤ
のトレッドの要部について示し、このトレッドを、トレ
ッド円周に沿って延びる、実質的に互いに平行で間隔を
置いて配した3本の周溝1a〜1c及び周溝1b、1cとトレッ
ド端をつなぐ多数の横溝2によって、両側各1列トレッ
ド全面で都合2列の縦列ブロック群3を区画し、またト
レッド中央には周溝1a〜1cに挟まれた2列のリブ4を区
分してなる。さらに縦列ブロック群3は、トレッド円周
に沿ってジグザグ状に延びる、周溝より狭い幅の補助周
溝5をそなえる。
また図示例は、横溝2が周溝1a,1cと鋭角をなしてタ
イヤの赤道Oに収れんする向きに延びてその先端はリブ
4に至る、方向性パターンになり、図において矢印Dが
タイヤの回転方向を、及び矢印Sが車両装着時の車両の
外側方向をそれぞれ示す。ここにタイヤの赤道とは、ト
レッドの幅中央における円周を指す。
なお周溝は都合3本をそなえるが、周溝は3〜6本を
配置することが好ましい。横溝2の幅および深さは周溝
1と同等かそれ以下とする。
さらに第2図に、周溝1a〜1c及び補助周溝5の断面形
状を示す。
まず周溝1a〜1cのうち車両装着時に車両の外側寄りに
配される周溝1aを除いた周溝1b,1cは、同図(b)に示
す、従来と同様の溝形状になる。即ち周溝の対向溝壁6
a,6bと周溝の開口幅中心に立てたトレッド表面輪郭の法
線1とのなす角度δがともに等しいもので、角度δは5
〜40°の範囲になる。
これに対して車両装着時に車両の外側寄りに配される
周溝1aは、同図(a)に示すように、対向溝壁7a,7bの
一方の溝壁7bが、溝底からトレッド表面へ向けて溝幅を
次第に拡開する方向に傾き、また他方の溝壁7aが、溝壁
よりタイヤ半径方向外方位置Pからトレッド表面へ向け
て溝幅を次第に拡開する方向でかつ溝壁7bよりも大きく
傾くとともに、位置Pから溝底へ向けて溝幅を次第に拡
開する方向に傾けてなる。各溝壁7a,7bと法線1とのな
す角度α、β及びγは α:10〜50° β:0〜25°かつα>β(差:25〜45°) γ:10〜40° で、また溝深さH及び位置Pの溝底からの距離hは H:6〜9mm h/H:0.15〜0.4 の範囲とすることが好ましい。なお、周溝1cの溝壁
も、赤道0−0に関し対称に第2図(a)に基づき述べ
た構成をもって形成することができる。
また補助周溝5は、同図(c)に示すように、走行時
に対向溝壁が相互に接触する程度に狭めたものである。
ここで周溝1aの開口幅W1、周溝1b,1cの開口幅W2及び
補助周溝5の開口幅W3は、 W2:0.6×W1〜1.4×W1 W3:0.05×W2〜0.2×W2 に従うことが望ましい。
なおこの発明に従うタイヤの他の構造は、従来タイヤ
の慣習に則ったものでよい。
すなわちカーカスは、ビードコアのまわりをタイヤの
内側から外側へ巻返した少なくとも1枚(多くて3枚)
のターンナッププライになり、プライはレーヨン、ナイ
ロンおよびポリエステルで代表される繊維コードをタイ
ヤの赤道面と実質的に直交する方向(ラジアル方向)に
配列したものを用い、ベルト層は、スチールコード、芳
香族ポリアミド繊維コードなどの非伸長性コードをタイ
ヤの赤道面に対して5〜35°の角度で配列したベルトの
少なくとも2層を互いに交差させて配置した主ベルト層
の全幅にわたり、ナイロンコードで代表される熱収縮性
コードをタイヤの赤道面と実質上平行に配した少なくと
も1枚の補助ベルト層を、その形成に当っては主ベルト
層の円周に沿ってコードを複数本並べたリボン状態によ
りらせん巻きしてなるものをそれぞれ用いる。そしてこ
のベルト層上に、上記したトレッドを配置する。
また図示例はタイヤの赤道に関して線対称をなすが、
トレッドッパターンが非対称のタイヤであっても、この
発明は有利に適合することは勿論である。
(作用) 従来タイヤに生じる偏摩耗は、第3図(a)に示すよ
うに、とくに高速旋回走行時にタイヤに加わる路面反力
により、車両外側に位置する周溝10のトレッド端側の溝
壁10aは路面側に倒れ込んで周溝10が大きく変形して、
この溝壁に隣接する陸部端縁10bが路面から浮き上がる
一方、周溝をはさんで対向する陸部端縁10cの負担が過
度になることに起因している。
これに対してこの発明に従うタイヤの周溝は、同図
(b)に示すように、高速旋回走行時における上記トレ
ッド端側の溝壁7aの倒れ込みを極めて小さくするため、
対向する溝壁7bの傾きよりも大きな傾きで形成し、この
溝壁7aの剛性向上をはかり、従来は路面から浮き上がっ
ていた陸部端縁7cの接地を確保し、周溝を挟んで配置し
た両陸部の接地圧を均等に近づけることができる。
しかしながら溝壁の傾きを大きくすると、溝開口幅が
同じ場合は排水性、放熱能力及び乗心地性等の周溝に依
存した性能の劣化をまねき、一方溝の断面積を開口幅を
広げることによって維持すると陸部の面積が不十分とな
って耐摩耗性等の性能が低下する。そこで溝底よりタイ
ヤ半径方向外方位置からトレッド表面へ向けて溝壁の傾
きを大きくするとともに、同位置から溝底へ向けて溝幅
を次第に拡開する方向に溝壁を傾けることによって、上
記の弊害をまねくことなしに、排水に十分の溝ボリュー
ムを確保する。さらに溝底よりタイヤ半径方向外方に変
曲点を設けることは、タイヤに大きな横方向入力があっ
た場合に、変曲点となる溝壁が溝底に当たるため、この
溝壁に隣接した陸部の剛性低下を回避することをも可能
にする。
なお発明者らは、高速旋回走行時のトレッド踏面部の
挙動について検討したところ、タイヤの車両装着時に車
両の外側に位置するトレッド区域が、高速旋回走行時の
性能を大きく左右すること、とくにこの区域の周溝の車
両の外側に位置する溝壁の形状が寄与していること、を
確認した。したがって実施に当たり、タイヤの赤道に関
して線対称をなすタイヤにあっては上記形状の周溝が車
両の外側寄りに位置するように装着すること、またトレ
ッドパターンが方向性を有するタイヤにあっては上記形
状の周溝を車両の外側寄りに位置するトレッド域に形成
すること、がそれぞれ有利に適合する。
またここで周溝の好適形状については先に述べたよう
に、α:10〜50°、β:0〜25°(かつα>β)及びγ:10
〜40°で、また溝深さH及び位置Pの溝底からの距離h
はH:6〜9かつh/H:0.15〜0.4とすることが好ましい。
即ち角度αが10°未満であるとショルダーのブロック
3が、旋回中における力に耐えられず、つぶれた主溝1a
(又は1c)に倒れ込んでしまい、偏摩耗を発生する。
一方50°をこえると、旋回時の耐偏摩耗性はよいが、
溝断面ボリュームが少なくなりすぎ、排水性が悪化す
る。
角度βが0°未満になると、陸部4のブロック剛性が
小さくなり、旋回並びに通常走行時に偏摩耗を発生す
る。また25°をこえると、前記したαが50°をこえる場
合と同様に、排水性が著しく悪化する。
(実施例) 第1図に示したトレッドパターンおよび第2図に示し
た溝構造に従い、タイヤサイズ255/40 ZR17の空気入り
ラジアルタイヤを試作した。この試作タイヤの周溝は全
て幅:14mmおよび深さ:8mm、補助周溝は幅:4mmおよび深
さ:7mm、横溝は幅:4mmおよび深さ:7mmでタイヤの赤道に
5°の角度で収れんし、周溝と横溝との角度は15°とし
た。
また第2図(a)〜(c)に示す角度α、β、γ及び
δをそれぞれ40°、10°、30°および15°とし、距離h
を3mmとした周溝及び補助周溝を形成した。
同様に第1図に示すトレッドパターンで周溝1aを第2
図(b)の断面形状としたタイヤについても同サイズで
試作した。
これらの供試タイヤを、それぞれ偏摩耗試験、振動乗
心地試験、トレッド発熱試験及び排水性能試験にて評価
した結果を下表に示す。
なお試験は普通乗用車を用いて、タイヤ内圧2.6kg/cm
2でドライバーが1名搭乗状態で行い、その評価は比較
タイヤの各試験結果を100としたときの指数であらわ
し、指数が小さいほど良好な結果を示す。
そして偏摩耗性試験は、一周0.7kmの真円テストコー
スにおいて、車速:100km/hでの30kmにおよぶ走行後の摩
耗による段差の測定結果にて評価、 振動乗心地試験は、アスファルト、コンクリート等、
路面あらさが、変化する路面において、車速40〜120km/
hにて車内上下加速度測定及び車内音を測定したもので
ある。
トレッド発熱試験は、室内ドラム試験機にて、荷重57
0kg、キャンバー角3°を付加し、時速15km/hよりタイ
ヤが故障するまで10km/h毎に速度をステップアップさ
せ、故障速度と、時間とで判定した。
排水性能試験は、テストコース上の深さ10mmの水膜中
へ車速:100km/hでコーナリングして進入したときの横加
速度によって評価した。
(発明の効果) この発明によれば、排水性、さらには乗心地性やトレ
ッド放熱能を犠牲にすることなしに、とくに高速旋回走
行時の横加速度に起因したタイヤの偏摩耗を有利に回避
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に従うトレッドパターンの展 第2図(a)〜(c)はそれぞれ第1図のA−A、B−
B及びC−C線に沿う周溝の断面図、 第3図(a)及び(b)は高速旋回走行時の周溝の変形
を示す説明図 である。 O……タイヤの赤道 P……タイヤ半径方向外方位置 1a〜1c……周溝、2……横溝 3……縦列ブロック群、4……リブ 5……補助周溝、6a,6b,7a,7b……溝壁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−92904(JP,A) 特開 昭61−60308(JP,A) 特開 昭62−286803(JP,A) 特開 平1−95910(JP,A) 実開 昭57−127005(JP,U) 実開 昭57−172004(JP,U) 実開 昭62−174905(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) B60C 11/04 B60C 11/00 B60C 11/06

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】円筒状のクラウン部と、このクラウン部の
    両端から径方向内側へ向かってそれぞれ延びるサイドウ
    ォール部とを、一方のサイドウォール部からクラウン部
    を通り他方のサイドウォール部にわたって延びるラジア
    ルカーカスで補強し、さらにクラウン部におけるカーカ
    スの径方向外側に、非伸長性ベルト層およびトレッドを
    順次に配置し、このトレッドに、トレッド円周に沿って
    延びる複数の周溝とこれら周溝を横切りそれぞれ実質的
    に平行に延びる多数の横溝とによって区画された陸部を
    有する空気入りラジアルタイヤであって、 周溝の対向する溝壁の一方を、溝底からトレッド表面へ
    溝幅を次第に拡開する向きへ傾けて形成し、他方の溝壁
    を、溝底よりもタイヤの半径方向外方位置からトレッド
    表面へ溝幅を次第に拡開する向きでかつ一方の溝壁より
    も大きく傾けるとともに、上記位置から溝底へ溝幅を次
    第に拡開する向きへ傾けて形成してなる空気入りラジア
    ルタイヤ。
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