JP4329912B1

JP4329912B1 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4329912B1
Application number: JP2009063101A
Authority: JP
Inventors: 謙一郎遠藤; 島田　　淳; 健五木田; 内藤　　充; 淳荒川
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2009-03-16
Filing date: 2009-03-16
Publication date: 2009-09-09
Anticipated expiration: 2029-03-16
Also published as: JP2010215078A; EP2230101B9; EP2230101A1; ATE539900T1; US20110067794A1; EP2230101B1

Abstract

【課題】ウエット路面における直進時及びコーナリング時の走行性能を向上することを可能にした空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】回転方向Ｒが指定された空気入りタイヤにおいて、トレッド部１にタイヤ赤道線Ｅの両側にてそれぞれタイヤ幅方向外側に向かって湾曲しながら回転方向Ｒとは反対側へ傾斜する複数本の排水溝２を設け、これら排水溝２の踏み込み側の端部を閉塞する一方で蹴り出し側の端部をタイヤ側方に開放し、排水溝２の踏み込み側の端末中心位置Ｐ１でのタイヤ周方向に対する傾斜角度θ１を０°〜４５°とする一方で蹴り出し側の端末中心位置Ｐ４でのタイヤ周方向に対する傾斜角度θ４を６５°〜９０°とし、トレッド部１にタイヤ赤道線Ｅに沿って連続的に延在するリブ部分３ａと該リブ部分３ａから分岐してタイヤ幅方向外側に向かって連続的に延在する複数の分岐部分３ｂとからなる陸部３を形成すると共に、各分岐部分３ｂに排水溝２から回転方向Ｒに向かって延びる複数本のサブ溝４を設け、これらサブ溝４の踏み込み側の端部を閉塞し、サブ溝４のタイヤ周方向に対する傾斜角度θ２，θ３を排水溝２の踏み込み側の端末中心位置Ｐ１でのタイヤ周方向に対する傾斜角度θ１よりも大きくし、かつタイヤ幅方向外側に位置するサブ溝４ほどタイヤ周方向に対する傾斜角度を大きくする。
【選択図】図１

Description

本発明は、レース用タイヤとして好適な空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、ウエット路面における直進時及びコーナリング時の走行性能を向上することを可能にした空気入りタイヤに関する。

レース用ウエットタイヤとして、トレッド部にタイヤ周方向に延びる複数本の主溝を設けたものが一般的に使用されている。このようなタイヤは主溝の排水能力に基づいてウエット路面において優れた走行性能を発揮するものと認識されている。ところが、高速走行となるレースにおいては、タイヤ周方向に延びる主溝を主体とするトレッドパターンを有するタイヤでは、主溝によって排水されずに前方に押し戻される水量が多くなるため、それがハイドロプレーニング現象を発生させる要因となる。また、タイヤハウスがあるＧＴツーリングカーによるレースでは、タイヤ周方向に延びる主溝を主体とするトレッドパターンを有するタイヤを用いた場合、タイヤハウス内に水がこもってしまうという弊害もある。そのため、路面上の水をタイヤの横方向へ排水できるような溝配置が必要である。

そのような要求に応えるレース用ウエットタイヤとして、トレッド部に、トレッドセンター位置でタイヤ周方向に延びる主溝と、トレッドセンター位置から両ショルダー側に向かって回転方向とは反対側へ傾斜して主溝に連通する複数本の第１傾斜溝と、少なくとも３本の第１傾斜溝を横断しながら第１傾斜溝と同方向に傾斜して主溝とは非連通となる複数本の第２傾斜溝を設け、これら主溝及び傾斜溝によって多数のブロックを区画したものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、上記のように主溝及び傾斜溝に基づいてトレッド部を多数のブロックに区画した場合、トレッド部の剛性が低下することになる。レースにおいては、制駆動時やコーナリング時にタイヤに掛かる荷重が大きくなるため、トレッド部の剛性が不十分であるとウエット路面において必要とされる制駆動性能や旋回性能を発揮することができないという問題がある。

特開２００７−２３８０６０公報

本発明の目的は、ウエット路面における直進時及びコーナリング時の走行性能を向上することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、回転方向が指定された空気入りタイヤにおいて、トレッド部にタイヤ赤道線の両側にてそれぞれタイヤ幅方向外側に向かって湾曲しながら前記回転方向とは反対側へ傾斜する複数本の排水溝を設け、これら排水溝の踏み込み側の端部を閉塞する一方で蹴り出し側の端部をタイヤ側方に開放し、前記排水溝の踏み込み側の端末中心位置でのタイヤ周方向に対する傾斜角度を０°〜４５°とする一方で蹴り出し側の端末中心位置でのタイヤ周方向に対する傾斜角度を６５°〜９０°とし、前記トレッド部にタイヤ赤道線に沿って連続的に延在するリブ部分と該リブ部分から分岐してタイヤ幅方向外側に向かって連続的に延在する複数の分岐部分とからなる陸部を形成すると共に、各分岐部分に前記排水溝から前記回転方向に向かって延びる複数本のサブ溝を設け、これらサブ溝の踏み込み側の端部を閉塞し、前記サブ溝のタイヤ周方向に対する傾斜角度を前記排水溝の踏み込み側の端末中心位置でのタイヤ周方向に対する傾斜角度よりも大きくし、かつタイヤ幅方向外側に位置するサブ溝ほどタイヤ周方向に対する傾斜角度を大きくしたことを特徴とするものである。

本発明では、タイヤ周方向に延びる主溝の替わりに、タイヤ幅方向外側に向かって湾曲しながら回転方向とは反対側へ傾斜して蹴り出し側の端部をタイヤ側方に開放した複数本の排水溝と、該排水溝から回転方向に向かって延びる複数本のサブ溝とを採用しているので、ウエット路面を走行する際に路面上の水をタイヤの横方向へ排水し、前方に押し戻される水量を少なくすることができる。そのため、直進時のハイドロプレーニング防止性能を十分に確保することができる。また、タイヤハウスがあるＧＴツーリングカーによるレースにおいては、タイヤハウス内に水がこもってしまうのを回避することができる。

一方、トレッド部にはタイヤ赤道線に沿って連続的に延在するリブ部分と該リブ部分から分岐してタイヤ幅方向外側に向かって連続的に延在する複数の分岐部分とからなる陸部を形成しているので、トレッド部の剛性を十分に確保し、ウエット路面において優れた制駆動性能や旋回性能を発揮することが可能になる。その結果、ウエット路面における直進時及びコーナリング時の走行性能を従来よりも向上することができる。

本発明において、良好な排水性能を確保するために、排水溝の踏み込み側の端末中心位置でのタイヤ周方向に対する傾斜角度を０°〜４５°とする一方で蹴り出し側の端末中心位置でのタイヤ周方向に対する傾斜角度を６５°〜９０°とすることに加えて、サブ溝のタイヤ周方向に対する傾斜角度を排水溝の踏み込み側の端末中心位置でのタイヤ周方向に対する傾斜角度よりも大きくし、かつタイヤ幅方向外側に位置するサブ溝ほどタイヤ周方向に対する傾斜角度を大きくすることが必要である。

各サブ溝の幅は３ｍｍ以上とし、各サブ溝のタイヤ周方向の長さを各分岐部分のタイヤ周方向の長さの５０％以上とすることが好ましい。これにより、サブ溝に基づく排水性能を向上することができる。

排水溝の踏み込み側の端末中心位置でのタイヤ周方向に対する傾斜角度と最もタイヤ赤道線側に位置するサブ溝のタイヤ周方向に対する傾斜角度との差を５°〜１０°とし、隣り合うサブ溝のタイヤ周方向に対する傾斜角度の差を５°〜１０°とすることが好ましい。これにより、サブ溝に基づく排水性能を高めることができる。

排水溝の踏み込み側の端末中心位置とタイヤ赤道線とのタイヤ幅方向の間隔、排水溝の踏み込み側の端末中心位置と最もタイヤ赤道線側に位置するサブ溝の踏み込み側の端末中心位置とのタイヤ幅方向の間隔、隣り合うサブ溝の踏み込み側の端末中心位置のタイヤ幅方向の間隔、及び、最もタイヤ幅方向外側に位置するサブ溝の踏み込み側の端末中心位置と排水溝の蹴り出し側の端末中心位置とのタイヤ幅方向の間隔をそれぞれ求めたとき、これら間隔がタイヤ幅方向外側に向かって漸次大きくなるように排水溝及びサブ溝を配置することが好ましい。これにより、トレッド部の剛性を適正化し、荷重変動に応じて良好な走行性能を発揮することが可能になる。なお、上記の各間隔はタイヤ踏面に沿ってタイヤ幅方向に測定される間隔である。

各分岐部分には排水溝から回転方向に向かって延びる複数本のサイプを設け、排水溝の法線方向に対するサイプの交差角度を０°〜３０°にすることが好ましい。また、サイプの深さは排水溝の深さの７５％以下にすることが好ましい。このようなサイプを付加することにより、トレッド部の剛性を適正化し、走行時に路面をしっかりと捕らえることが可能になる。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッドパターンを示す展開図である。図１の要部を拡大して示す平面図である。比較例の空気入りタイヤのトレッドパターンを示す展開図である。従来例の空気入りタイヤのトレッドパターンを示す展開図である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのトレッドパターンを示し、図２は図１の要部を拡大して示すものである。この空気入りタイヤは回転方向Ｒが指定されたものである。

図１に示すように、トレッド部１には、タイヤ赤道線Ｅの両側にてそれぞれタイヤ幅方向外側に向かって湾曲しながら回転方向Ｒとは反対側へ傾斜する複数本の排水溝２がタイヤ周方向に間隔をおいて形成されている。これら排水溝２は踏み込み側の端部（タイヤ赤道線側の端部）が閉塞する一方で蹴り出し側の端部（タイヤ幅方向外側の端部）がタイヤ側方に開放した構成になっている。排水溝２はトレッド部１における主要な排水手段であるため、その溝幅を５．０ｍｍ〜２０ｍｍとし、その溝深さを２．５ｍｍ〜８．０ｍｍとすることが望ましい。これにより、トレッド部１にはタイヤ赤道線Ｅに沿って連続的に延在するリブ部分３ａと該リブ部分３ａから分岐してタイヤ幅方向外側に向かって連続的に延在する複数の分岐部分３ｂとからなる陸部３が形成されている。

各分岐部分３ｂには排水溝２から回転方向Ｒに向かって延びる複数本のサブ溝４が形成されている。ここでは各分岐部分３ｂに２本のサブ溝４が設けられている。これらサブ溝４は蹴り出し側の端部が排水溝２に連通しているものの踏み込み側の端部が閉塞した構成になっている。サブ溝４は排水溝２を補助する排水手段であるため、その溝幅を３．０ｍｍ〜１２ｍｍとし、その溝深さを２．５ｍｍ〜８．０ｍｍとすることが望ましい。

上述した空気入りタイヤにおいては、タイヤ幅方向外側に向かって湾曲しながら回転方向Ｒとは反対側へ傾斜して蹴り出し側の端部をタイヤ側方に開放した複数本の排水溝２と、該排水溝２から回転方向Ｒに向かって延びる複数本のサブ溝４とが排水機能を担持するので、ウエット路面を走行する際に路面上の水をタイヤの横方向へ排水し、タイヤ回転に伴って前方に押し戻される水量を少なくすることができる。特に、排水溝２は全長にわたって滑らかに湾曲しているため、排水溝２内での水の流れを円滑にし、その水をタイヤの横方向へ効果的に導くことができる。そのため、直進時のハイドロプレーニング防止性能を十分に確保することができる。また、タイヤハウスがあるＧＴツーリングカーによるレースにおいては、タイヤハウス内での水のこもりを回避することができる。

一方、トレッド部１にはタイヤ赤道線Ｅに沿って連続的に延在するリブ部分３ａと該リブ部分３ａから分岐してタイヤ幅方向外側に向かって連続的に延在する複数の分岐部分３ｂとからなる陸部３を形成しているので、トレッド部１の剛性を十分に確保し、ウエット路面において優れた制駆動性能や旋回性能を発揮することが可能になる。つまり、四方を排水溝２で囲まれた独立ブロックを持たないトレッドパターンとすることにより、トレッド部１の剛性を十分に確保することができる。これにより、ウエット路面における直進時及びコーナリング時の走行性能を向上することができる。なお、トレッド部１の剛性を十分に確保することは耐摩耗性の点でも有利である。

ここで、図２に示すように、排水溝２の踏み込み側の端末中心位置Ｐ１でのタイヤ周方向に対する傾斜角度θ１は０°〜４５°とする。この傾斜角度θ１が４５°を超えるとトレッドセンター領域での排水能力が低下する。一方、排水溝２の蹴り出し側の端末中心位置Ｐ４でのタイヤ周方向に対する傾斜角度θ４は６５°〜９０°とする。この傾斜角度θ４が６５°未満であるとトレッド部１のショルダー領域での剛性が不十分になる。

また、サブ溝４のタイヤ周方向に対する傾斜角度θ２，θ３は排水溝２の踏み込み側の端末中心位置Ｐ１でのタイヤ周方向に対する傾斜角度θ１よりも大きくし、かつタイヤ幅方向外側に位置するサブ溝４ほどタイヤ周方向に対する傾斜角度θ２，θ３を大きくする。つまり、θ１＜θ２＜θ３の関係とする。このような関係を満足することにより、ウエット路面を走行する際に路面上の水をタイヤの横方向へ効果的に排水することが可能になる。なお、傾斜角度θ２，θ３はそれぞれサブ溝４の踏み込み側の端末中心位置Ｐ２，Ｐ３と蹴り出し側の端末中心位置Ｐ２’，Ｐ３’とを結ぶ直線のタイヤ周方向に対する傾斜角度である。

上記空気入りタイヤにおいて、各サブ溝４のタイヤ周方向の長さＬは各分岐部分３ｂのタイヤ周方向の長さＬ０の５０％以上、好ましくは５０％〜９５％にすると良い。これにより、サブ溝４に基づく排水性能を向上することができる。サブ溝４の長さＬが分岐部分３ｂの長さの５０％未満であると排水性能の改善効果が低下し、逆に９５％を超えるとトレッド部１の剛性低下が顕著になるためウエット路面における制駆動性能や旋回性能が低下する。

排水溝２の踏み込み側の端末中心位置Ｐ１でのタイヤ周方向に対する傾斜角度θ１と最もタイヤ赤道線Ｅ側に位置するサブ溝４のタイヤ周方向に対する傾斜角度θ２との差は５°〜１０°とし、隣り合うサブ溝４のタイヤ周方向に対する傾斜角度θ２，θ３の差は５°〜１０°にすると良い。これにより、サブ溝４に基づく排水性能を高めることができる。傾斜角度θ１〜θ３の相互差が上記範囲から外れると排水性能の改善効果が不十分になる。

また、上記空気入りタイヤにおいては、排水溝２の踏み込み側の端末中心位置Ｐ１とタイヤ赤道線Ｅとのタイヤ幅方向の間隔Ｗ１、排水溝２の踏み込み側の端末中心位置Ｐ１と最もタイヤ赤道線Ｅ側に位置するサブ溝４の踏み込み側の端末中心位置Ｐ２とのタイヤ幅方向の間隔Ｗ２、隣り合うサブ溝４の踏み込み側の端末中心位置Ｐ２，Ｐ３のタイヤ幅方向の間隔Ｗ３、及び、最もタイヤ幅方向外側に位置するサブ溝４の踏み込み側の端末中心位置Ｐ３と排水溝２の蹴り出し側の端末中心位置Ｐ４とのタイヤ幅方向の間隔Ｗ４をそれぞれ求めたとき、これら間隔Ｗ１〜Ｗ４がタイヤ幅方向外側に向かって漸次大きくなるように排水溝２及びサブ溝４が配置されている。これにより、トレッド部１の剛性を適正化し、荷重変動に応じて良好な走行性能を発揮することが可能になる。

つまり、タイヤに掛かる荷重の変動に対し、低荷重域では主としてトレッドセンター領域が接地し、高荷重域ではショルダー領域まで接地するようになるので、低荷重域で必要なパターン剛性は高荷重域で必要なパターン剛性よりも低くなる。そのため、上記間隔Ｗ１〜Ｗ４の設定に基づいて、トレッドセンター領域の剛性を相対的に低くし、ショルダー側に近づくほど剛性を高めることにより、荷重変動に応じて良好な走行性能を発揮することができる。

各分岐部分３ｂには排水溝２から回転方向に向かって延びる複数本のサイプ５が形成されている。これらサイプ５は排水溝２に対して直交する方向に延びるように配置されている。排水溝２の法線方向に対するサイプ５の交差角度αは０°〜３０°にすると良い。また、サイプ５の深さは排水溝２の深さの７５％以下、好ましくは２５％〜７５％にすると良い。特に、サイプ５は分岐部分３ｂにおいてサブ溝４により細分化された平行四辺形の部分を概ね等分するように配置すると良い。このようなサイプ５を付加することにより、トレッド部１の剛性を適正化し、ウエット走行時においても路面をしっかりと捕らえることができる。

回転方向が指定された空気入りタイヤにおいて、トレッド部にタイヤ赤道線の両側にてそれぞれタイヤ幅方向外側に向かって湾曲しながら回転方向とは反対側へ傾斜する複数本の排水溝を設け、これら排水溝の踏み込み側の端部を閉塞する一方で蹴り出し側の端部をタイヤ側方に開放し、トレッド部にタイヤ赤道線に沿って連続的に延在するリブ部分と該リブ部分から分岐してタイヤ幅方向外側に向かって連続的に延在する複数の分岐部分とからなる陸部を形成すると共に、各分岐部分に排水溝から回転方向に向かって延びる複数本のサブ溝を設け、これらサブ溝の踏み込み側の端部を閉塞し、傾斜角度θ１〜θ４を表１のように設定した実施例１〜３（図１）及び比較例１（図３）のタイヤを作製した。なお、フロントタイヤのサイズは３３０／７１０Ｒ１８とし、リアタイヤのサイズは３３０／７１０Ｒ１７とした。

実施例１〜３及び比較例１において、間隔Ｗ１を９．５ｍｍとし、間隔Ｗ２を３５．０ｍｍとし、間隔Ｗ３を５５．０ｍｍとし、間隔Ｗ４を７７．０ｍｍとした。また、実施例１〜３及び比較例１において、排水溝の深さを７．０ｍｍとし、サイプの深さを２．５ｍｍとした。更に、実施例１〜３において、排水溝の法線方向に対するサイプの交差角度を０°〜３０°とした。一方、比較例１において、排水溝の法線方向に対するサイプの交差角度を６０°〜９０°とした。

比較のため、トレッド部（１１）に、トレッドセンター位置でタイヤ周方向に延びる主溝（１２）と、トレッドセンター位置から両ショルダー側に向かって回転方向とは反対側へ傾斜して主溝に連通する複数本の第１傾斜溝（１３）と、６本の第１傾斜溝を横断しながら第１傾斜溝と同方向に傾斜して主溝とは非連通となる複数本の第２傾斜溝（１４）を設け、これら主溝及び傾斜溝によって多数のブロック（１５）を区画し、各ブロックにサイプ（１６）を設けた従来例（図４）のタイヤを作製した。

これらタイヤについて、下記の評価方法により、ウエット路面における走行性能及び走行後の摩耗状況を評価し、その結果を表１に示した。

ウエット路面における走行性能：
試験タイヤを規定リム（フロント：１８×１３ＪＪ、リア：１７×１３ＪＪ）に組み付けて排気量４５００ｃｃのレーシングカーに装着し、空気圧１７５ｋＰａとして、散水したサーキットにて試験走行を実施し、ラップタイムを計測する一方でテストドライバーによる官能評価を行った。官能評価については、ウエット路面での直進時の走行性能、ウエット路面でのコーナリング時の走行性能、ウエット路面での総合的な走行性能を評価した。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど走行性能が優れていることを意味する。

走行後の摩耗状況：
上記試験走行後、各試験タイヤのトレッド部を目視により確認し、その摩耗状況を評価した。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど耐摩耗性が優れていることを意味する。

この表１から明らかなように、実施例１〜３のタイヤはいずれも従来例に比べてウエット路面における直進時及びコーナリング時の走行性能が優れており、耐摩耗性も良好であった。比較例１のタイヤはウエット路面での走行性能について改善効果が見られるものの、その改善効果が実施例１〜３よりも劣っていた。

１トレッド部
２排水溝
３陸部
３ａリブ部分
３ｂ分岐部分
４サブ溝
５サイプ
Ｅタイヤ赤道線
Ｒ回転方向

Claims

回転方向が指定された空気入りタイヤにおいて、トレッド部にタイヤ赤道線の両側にてそれぞれタイヤ幅方向外側に向かって湾曲しながら前記回転方向とは反対側へ傾斜する複数本の排水溝を設け、これら排水溝の踏み込み側の端部を閉塞する一方で蹴り出し側の端部をタイヤ側方に開放し、前記排水溝の踏み込み側の端末中心位置でのタイヤ周方向に対する傾斜角度を０°〜４５°とする一方で蹴り出し側の端末中心位置でのタイヤ周方向に対する傾斜角度を６５°〜９０°とし、前記トレッド部にタイヤ赤道線に沿って連続的に延在するリブ部分と該リブ部分から分岐してタイヤ幅方向外側に向かって連続的に延在する複数の分岐部分とからなる陸部を形成すると共に、各分岐部分に前記排水溝から前記回転方向に向かって延びる複数本のサブ溝を設け、これらサブ溝の踏み込み側の端部を閉塞し、前記サブ溝のタイヤ周方向に対する傾斜角度を前記排水溝の踏み込み側の端末中心位置でのタイヤ周方向に対する傾斜角度よりも大きくし、かつタイヤ幅方向外側に位置するサブ溝ほどタイヤ周方向に対する傾斜角度を大きくしたことを特徴とする空気入りタイヤ。
各サブ溝の幅を３ｍｍ以上とし、各サブ溝のタイヤ周方向の長さを各分岐部分のタイヤ周方向の長さの５０％以上としたことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記排水溝の踏み込み側の端末中心位置でのタイヤ周方向に対する傾斜角度と最もタイヤ赤道線側に位置するサブ溝のタイヤ周方向に対する傾斜角度との差を５°〜１０°とし、隣り合うサブ溝のタイヤ周方向に対する傾斜角度の差を５°〜１０°としたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気入りタイヤ。
前記排水溝の踏み込み側の端末中心位置とタイヤ赤道線とのタイヤ幅方向の間隔、前記排水溝の踏み込み側の端末中心位置と最もタイヤ赤道線側に位置するサブ溝の踏み込み側の端末中心位置とのタイヤ幅方向の間隔、隣り合うサブ溝の踏み込み側の端末中心位置のタイヤ幅方向の間隔、及び、最もタイヤ幅方向外側に位置するサブ溝の踏み込み側の端末中心位置と前記排水溝の蹴り出し側の端末中心位置とのタイヤ幅方向の間隔をそれぞれ求めたとき、これら間隔がタイヤ幅方向外側に向かって漸次大きくなるように前記排水溝及び前記サブ溝を配置したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
各分岐部分に前記排水溝から前記回転方向に向かって延びる複数本のサイプを設け、前記排水溝の法線方向に対する前記サイプの交差角度を０°〜３０°にしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
前記サイプの深さを前記排水溝の深さの７５％以下にしたことを特徴とする請求項５に記載の空気入りタイヤ。