JP3345457B2

JP3345457B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP3345457B2
Application number: JP08068593A
Authority: JP
Inventors: 弘薫福島
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1992-12-10
Filing date: 1993-04-07
Publication date: 2002-11-18
Anticipated expiration: 2017-11-18
Also published as: JPH06227208A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、トレッド踏面のほぼ
中央部分に広幅の環状凹部を有する、排水性能に優れ、
しかもドライ路面での操縦安定性にも優れた空気入りタ
イヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の空気入りタイヤ、特に排水性を
向上したタイヤとして、特開昭63−34204 号公報には、
トレッド踏面の中央領域をラジアル方向に凹ませて、幅
広でかつ深い中央溝を設けたたものが、開示されてい
る。かかる空気入りタイヤでは、その中央溝の作用下
で、タイヤの排水性能を高めることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この従来技
術にあっては、トレッド踏面の中央領域に設けた中央溝
が、接地面下で押し潰されて、その断面積が減少し、中
央溝本来の排水性能が接地面下で維持されないという、
問題があった。なお、発明者らの実験によれば、この中
央溝断面積の減少は、50〜70％にも及ぶことが判明し
た。一方で、幅広の中央溝を設けることは、接地面積の
減少を不可避に生じるため、特にドライ路面でのグリッ
プ力が低下し、操縦安定性が損われる不利もある。そこ
で、この発明は、この種のタイヤにおける優れた排水性
能を維持し、しかもドライ路面での操縦安定性を低下す
ることのない、トレッド構造について提案することを目
的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、１対のビー
ドコア間にわたりトロイド状をなして跨がるカーカスの
外周側にトレッドを配置し、このトレッドの踏面の一部
分をタイヤ径方向内側に窪ませてなる環状凹部をトレッ
ド周線に沿って設けた、空気入りタイヤであって、該空
気入りタイヤの車両装着姿勢において、環状凹部はトレ
ッド中央周線から車両内側となるトレッド端側にずらし
て配置することを特徴とする、空気入りタイヤである。

【０００５】また、環状凹部をずらした側のトレッド端
からタイヤの回転軸線に下した垂線の長さが、他方のト
レッド端からタイヤの回転軸線に下した垂線の長さより
も短い、トレッドの輪郭形状とすることが、特に操縦安
定性の向上に有利である。

【０００６】さらに、トレッドの踏面に、さらに環状凹
部に比して開口幅が狭くかつ深さの浅い環状小凹部を設
けることが、排水性能の向上に有利である。

【０００７】さて図１にこの発明に従う空気入りタイヤ
の具体例を図解し、１はこの例で２枚のカーカスプライ
からなるカーカスを示し、このカーカス１の一方のプラ
イはその側端部分をビードコア２の周りでタイヤの内側
から外側へ巻返してショルダー部付近まで延ばし、該一
方のプライの外側に他方のプライを配置した、いわゆる
アップダウン構造になる。かかるカーカス１の外周側に
は、互いに平行配列をなすコードからなるコード層をそ
のコードが互いに交差する配置にて積層した、少なくと
も２層のベルト３，４を配設し、さらにベルト４の外周
側に、有機繊維などからなるコードをベルトの全幅にわ
たって螺旋状に巻回してなる、この例で２層のキャップ
補強層５，６とトレッドの両ショルダー部に対応する各
位置に、キャップ補強層と同様の構造のレイヤー補強層
７をそれぞれ配置し、これら補強層の外側にトレッド８
を設ける。

【０００８】該トレッド８には、その踏面９のトレッド
端Ｔとトレッド中央周線Ｏとの間の部分をタイヤの径方
向内側に窪ませてなる環状凹部10を設ける。この環状凹
部10は、その最深部が中央周線Ｏから離間する位置に設
けることが肝要であり、最深部と中央周線Ｏとの距離が
トレッド幅の５〜30％の範囲にあることが好ましい。

【０００９】図示例の環状凹部10は、そのトレッド幅方
向断面において、底部がタイヤの径方向内側に凸となる
円弧状で、この底部から踏面９へ延びる側壁が円弧状を
なして踏面９となだらかに連なる形状になる。なお、環
状凹部10は図示の形状に限らないが、踏面９の輪郭延長
線から環状凹部10の最深部に下ろした法線の長さで定義
される深さＨを10〜18mm程度、そして踏面９の輪郭線と
環状凹部との交点間距離で定義される開口幅Ｄをトレッ
ド幅の20〜30％程度とする、形状に規制することが好ま
しい。

【００１０】また、図示例においては、中央周線Ｏで区
分されるトレッド片側領域の、環状凹部10を設けた側と
は逆の側に、環状凹部10を縮小したほぼ相似形になる、
環状小凹部11を設けることによって、さらに排水性能の
向上を目指している。

【００１１】さらに、図中12はビードコア２上に据えた
スティフナーゴムおよび13はビード部の補強に役立てる
コード層である。なお、トレッド踏面９には所望のトレ
ッドパターンを形成できることは勿論である。

【００１２】

【作用】この発明に従う空気入りラジアルタイヤでは、
トレッド踏面の部分をタイヤの径方向内側に窪ませてな
る環状凹部を設けることにより、とくにへん平タイヤに
おいて悪化の著しい排水性を、格段に向上することがで
きる。

【００１３】ところが、環状凹部の開口幅は通常の周溝
と比べて大きくかつ深さも深いため、該環状凹部をトレ
ッド踏面の中央部分に形成すると、接地前に図２(a) に
示す断面形状であった、環状凹部は、同図(b) に示す接
地下において、押し潰された断面形状になり、排水性能
を左右する断面積が著しく減少する。

【００１４】これに対して、図３(a) に示すように、環
状凹部をトレッド端とトレッド中央周線との間の区域
（以下中間域と示す）に設けると、環状凹部は、同図
(b) に示す接地下においても、押し潰されることはな
く、断面積の減少を抑制して排水性能の低下は回避され
る。すなわち、接地下にあるタイヤのトレッド踏面に
は、タイヤのサイド部に曲げによる応力が発生し、この
応力はトレッド踏面に作用し、中間域をタイヤの径方向
内側に持ち上げる向きの力が発生する。これは、接地圧
分布において、踏面中央域に比べて中間域での圧力が低
下するところからも明らかである。従って、接地面にト
レッドを押し付ける力は中間域で小さいため、この中間
域に設けられた環状凹部は、接地下にあっても押し潰さ
れることがないのである。

【００１５】なお、深さＨの好適範囲を10〜18mm程度、
そして開口幅Ｄの好適範囲をトレッド幅の20〜30％とし
たのは、ドライ路面での接地面積を確保して操縦性能を
高め、さらに排水性能を維持するためである。それ故、
深さＨを10mm以上、開口幅Ｄはトレッド幅対比20％以上
とする。また深さＨの上限18mmは、タイヤ製造上の制約
から規制されるものである。

【００１６】ここで、トレッドの踏面の一部分をタイヤ
径方向内側に窪ませて環状凹部を設けるに当たり、カー
カスはもちろん、ベルト、各補強層およびトレッドをと
もにタイヤ径方向内側に窪ませることが、さらに排水性
を向上する上で好ましい。

【００１７】図１に示したタイヤに設けた環状小凹部
は、環状凹部と同様に溝深さを深くかつ、溝幅を広く設
定することが製造上困難であるため、狭く浅い通常の溝
としている。さらに、このタイヤの車輌への装着方法は
環状小凹部を車輌外側に配置することで、ドライ路面で
の旋回性能の向上も可能となる。

【００１８】また、環状凹部を設けることによる、排水
性能向上によってウェット路面でのグリップ力は上昇す
るのに反し、ドライ路面でのグリップ力、特にコーナリ
ングにおけるグリップ力は、コーナリング外側の接地面
積が通常幅の周溝を配置した在来トレッド対比で低下す
るために、低下することになる。この点においても、環
状凹部を中間域に設けることによって、かつ環状凹部を
中央周線からずらした側のトレッド端が車両内側とな
る、タイヤの装着姿勢の下で、コーナリング時外側のト
レッド接地域を拡大することができ、特にコーナリング
におけるグリップ力の低下は回避される。

【００１９】ところが、環状凹部を中央周線からずらす
ことは、タイヤの直進安定性を阻害する、おそれがあ
る。すなわち、車両直進時に転動しているタイヤの接地
面には、ドライビング力およびブレーキング力からなる
前後力が発生する（タイヤ工学、酒井秀男著、グランプ
リ出版発行、第172 〜175 頁参照）が、両者の接地面内
分布は図４に示すように、トレッド中央域ではドライビ
ング力の発生域Ｄが広く、一方トレッド側域ではブレー
キング力の発生域Ｂが広くなる。この分布は、トレッド
の中央周線に関し線対称をなし、中央周線の両側でのド
ライビング力およびブレーキング力の分布比率は同等に
なるため、直進安定性が損われることはない。

【００２０】しかし、この発明に従って環状凹部を中央
周線からずらしてトレッドの中間域に配置すると、図４
に環状凹部10を斜線で示すように、トレッドの片側の接
地面積が減少するため、上記の中央周線の両側での分布
比率の均衡が崩れる。上記したように、環状凹部10を配
置したトレッド側域は、ブレーキング力の発生域Ｂが広
いところであり、従ってブレーキング力が中央周線を挟
む片側で増大することになって、ここに図４に矢印で示
すような回転力Ｒが発生し、タイヤの直進安定性が損わ
れる。

【００２１】そこで、上述した排水性能およびドライ路
面での操縦安定性の向上に併せて、直進安定性の向上を
も図る場合には、図５に示すように、環状凹部10をずら
した側のトレッド端ｐ₁ からタイヤの回転軸線Ｌに下し
た垂線の長さｒ₁を、他方のトレッド端ｐ₂から回転軸
線Ｌに下した垂線の長さｒ₂よりも短く、好ましくはｒ
₁／ｒ₂が0.9915〜09985 の範囲に規制することが有利
である。すなわち、トレッド端ｐ₁ の位置をトレッド端
ｐ₂よりもタイヤの回転軸側に近付けることにより、環
状凹部10とトレッド端ｐ₁ との間のトレッド接地面にお
ける輪郭線の曲率半径を、中央周線のトレッド端ｐ₂側
のトレッド接地面のそれよりも小さくする。すると、ト
レッド端ｐ₁ 側のトレッド接地面に発生するブレーキン
グ力は増大し、環状凹部10の形成によって減少したブレ
ーキング力を補うことができ、中央周線の両側間での前
後力の発生分布比率は同じになり、直進安定性を阻害す
る要因は排除される。なお、トレッド端は、規定内圧充
填後のタイヤに規定荷重の80％を負荷したときの接地端
である。

【００２２】

【実施例】

実施例１図１に示す構造に従う、サイズ225/50 ZR 16の空気入り
ラジアルタイヤを試作した。環状凹部10は、開口幅Ｄ：
50mm、深さＨ：18mm、側壁の曲率半径：25mmおよび底部
の曲率半径：20mmで、その最深部が中央周線０からトレ
ッド一端側へトレッド幅（185mm)の５〜30％の範囲で任
意に離間した位置に設け、また環状小凹部11は、開口
幅：12mm、深さ：８mm、側壁の曲率半径：８mmおよび底
部の曲率半径：３mmで、その最深部が中央周線０からト
レッド他端側へ57mm離間した位置に設けた。なお、ベル
ト層にはスチールコードを、キャップ補強層およびレイ
ヤー補強層にはナイロンコードをそれぞれ適用した。ま
た比較として、環状凹部をその最深部が中央周線０上に
重なる位置に設けた他は、同様の構造になる、タイヤに
ついても試作した。

【００２３】かくして得られた供試タイヤを、規定リム
に装着後、内圧：2.5kgf/cm³を充填した後規定荷重を負
荷し、接地前と接地下での環状凹部の断面積をそれぞれ
測定し、またこれらのタイヤを実車に装着して水深８mm
の路面上を走行して、ハイドロプレーニング現象が発生
したときの速度を測定した。これらの測定結果を、断面
積はその減少率として、また発明タイヤは平均値とし
て、表１に示す。

【００２４】

【表１】

【００２５】また、上記と同様の仕様になるタイヤにお
いて、環状凹部の位置を種々に変更したタイヤを試作
し、各タイヤを実車に装着し、100mR のドライ周回路を
走行したときの平均横加速度の最大値を測定した。この
測定結果を、トレッド幅に対する、環状凹部の中央周線
からの距離の比と、最大横加速度との関係として、図６
に示す。

【００２６】同図から、環状凹部の中央周線からのずれ
がトレッド幅の20％以上で高い横加速度を得ることがで
きる。なお、排水性に関しては、上記したように、環状
凹部のずれがトレッド幅の５％以上で有効なことが確認
されている一方、環状凹部のずれがトレッド幅の30％を
超えると排水性が阻害されることも確認した。

【００２７】実施例２実施例１と同仕様になるタイヤにおいて、図５に示した
ところに従って、トレッド端ｐ₁から回転軸線Ｌまでの
長さｒ₁を他方のトレッド端ｐ₂からの長さｒ ₂より短
くした種々のタイヤを試作し、各タイヤを直進安定性試
験に供した。なお、直進安定性試験は、実車テストで、
その直進時の舵角保持力をドライバーによるフィーリン
グで評価した。この評価が０に近いほど直進安定性が良
いことを示し、従来水準対比で±２を臨界値とした。

【００２８】この試験結果を、ｒ₁／ｒ₂比と舵角保持
力のフィーリング評価との関係として、図７に示すよう
に、特に比ｒ₁／ｒ₂が0.9915〜0.9985の範囲で好結果
を得ることができた。

【００２９】

【発明の効果】この発明によれば、トレッドの踏面のほ
ぼ一部分をタイヤ径方向内側に窪ませてなる環状凹部の
設置位置を規制することによって、該環状凹部本来の優
れた排水性能、さらにドライ路面での優れたグリップ性
能を発揮させることができ、高いウェット特性および操
縦安定性を有するタイヤを提供し得る。また、両トレッ
ド端位置を相互に異ならせるものにあっては、さらに優
れた直進安定性を付与すにことも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に従うタイヤのトレッド幅方向断面図
である。

【図２】トレッドの接地前後における環状凹部断面の変
化を示す模式図である。

【図３】トレッドの接地前後における環状凹部断面の変
化を示す模式図である。

【図４】トレッドの接地面における前後力の発生分布を
示す模式図である。

【図５】この発明に従うタイヤのトレッド幅方向断面図
である。

【図６】環状凹部の位置と最大横加速度との関係を示す
グラフである。

【図７】ｒ₁／ｒ₂比と舵角保持力のフィーリング評価
との関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１カーカス２ビードコア３，４ベルト５，６キャップ補強層７レイヤー補強層８トレッド９踏面 10 環状凹部 11 環状小凹部 12 スティフナーゴム 13 コード層

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】１対のビードコア間にわたりトロイド状
をなして跨がるカーカスの外周側にトレッドを配置し、
このトレッドの踏面の一部分をタイヤ径方向内側に窪ま
せてなる環状凹部をトレッド周線に沿って設けた、空気
入りタイヤであって、該空気入りタイヤの車両装着姿勢
において、環状凹部はトレッド中央周線から車両内側と
なるトレッド端側にずらして配置することを特徴とす
る、空気入りタイヤ。
【請求項２】環状凹部をずらした側のトレッド端から
タイヤの回転軸線に下した垂線の長さが、他方のトレッ
ド端からタイヤの回転軸線に下した垂線の長さよりも短
い、トレッドの輪郭形状に成る請求項１に記載のタイ
ヤ。
【請求項３】トレッドの踏面に、さらに環状凹部に比
して開口幅が狭くかつ深さの浅い環状小凹部を設けてな
る、請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。