JP4825289B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、トレッド部に設けられたショルダー横溝の縁部分の断面形状を改善することにより、ウェット性能を低下させることなく乾燥路面での旋回走行時のグリップを向上させ得る空気入りタイヤに関する。

ジムカーナ競技やサーキット走行用に作られた空気入りタイヤでは、一般の乗用車用空気入りタイヤと比較して高速での操縦安定性能が要求される。特に、ジムカーナ競技においては、走行路にカーブが多いため、旋回時のグリップが特に重要視される。旋回時のグリップを高めるには、空気入りタイヤのトレッド部に形成される溝の容積を減じ、ランド比を高めれば良い。

しかしながら、ランド比を高く設定すると、ウエット性能の低下を招く問題がある。このように、乾燥路面での旋回時のグリップとウエット性能とは二律背反事項であり、両立させることは困難であった。関連する技術として次のものがある。

特開２００２−１４４８１９号公報

本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、トレッド部に設けられたショルダー横溝の溝壁面を、溝底からトレッド踏面側にのびる基部と、該基部とトレッド踏面との間を円孤状にのびて継ぐ面取部とで構成することを基本として、ウェット性能を低下させることなく乾燥路面での旋回走行時のグリップを向上させ得る空気入りタイヤを提供することを主たる目的としている。

本発明のうち請求項１記載の発明は、トレッド部に、複数本の溝が設けられた空気入りタイヤであって、前記溝は、タイヤ軸方向の内端がタイヤ赤道からトレッド接地幅の１０〜２０％の距離を隔て、かつ、タイヤ軸方向の外端が接地端を外側に越えてのびるショルダー横溝を含み、前記ショルダー横溝の長手方向と直角な断面において、前記ショルダー横溝の溝壁面は、溝底からトレッド踏面側にのびる基部と、該基部のタイヤ半径方向の外端とトレッド踏面との間を円孤状にのびて継ぐ面取部とから構成され、前記面取部の曲率半径が４．０〜１０．０mmであり、かつ前記内端側から外端側に向かって漸増することを特徴とする。

また請求項２記載の発明は、前記ショルダー横溝は、他の溝と連通することなくのびている請求項１記載の空気入りタイヤである。

また請求項３記載の発明は、前記ショルダー横溝は、タイヤ周方向に対して３０〜９０度の角度で傾くとともに、該角度は、前記内端側から前記外端側に向かって漸増する請求項１又は２記載の空気入りタイヤである。

また請求項４記載の発明は、前記トレッド部は、タイヤ赤道からトレッド接地幅の１５％よりも外側の領域には、タイヤ周方向に対し３０度以上の角度で傾く横溝のみが設けられる請求項１乃至３の何れかに記載の空気入りタイヤである。

また請求項５記載の発明は、前記ショルダー横溝は、該ショルダー横溝の長手方向と直角な断面において、前記基部が前記面取部と接する請求項１乃至４に記載の空気入りタイヤである。

また請求項６記載の発明は、前記ショルダー横溝は、前記面取部のタイヤ半径方向の深さが２．０〜６．０mmである請求項１乃至５に記載の空気入りタイヤである。

本発明の空気入りタイヤは、トレッド部に、タイヤ軸方向の内端がタイヤ赤道からトレッド接地幅の１０〜２０％の距離を隔て、かつ、タイヤ軸方向の外端が接地端を外側に越えてのびるショルダー横溝をのびるショルダー横溝が形成される。このように、ショルダー溝の外端を、旋回時に接地する接地端の外側域まで延在させることにより、ウエット路での旋回時でも排水効果が得られる。従って、ウエット路での旋回時のグリップが向上し、高い操縦安定性能が発揮される。

また、ショルダー横溝の溝壁面は、その長手方向と直角な断面において、溝底からトレッド踏面側にのびる基部と、該基部のタイヤ半径方向の外端とトレッド踏面との間を円孤状にのびて継ぐ面取部とから構成され、面取部の曲率半径が４．０〜１０．０mmに限定される。このようなショルダー横溝は、乾燥路面での旋回時、ショルダー領域に作用する接地圧の増大に伴って前記面取部を接地させ、ショルダー領域の接地面積を増加させることができる。従って、乾燥路面での旋回走行時のグリップが向上する。また、面取部によって溝容積が増大するため、ウエット路面での排水性を犠牲にすることもない。

このように、本発明の空気入りタイヤは、ウェット性能を低下させることなく乾燥路面での旋回走行時のグリップを向上させることができる。

本発明の空気入りタイヤのトレッド部の展開図である。 図１の部分拡大図である。 図１のＡ−Ａ断面図である。 ショルダー横溝の長手方向と直角な断面図である。 （ａ）乃至（ｃ）は、図１のａ−ａ断面図、ｂ−ｂ断面図及びｃ−ｃ断面図である。 クラウン溝の長手方向と直角な断面図である。 本発明の他の実施形態を示すショルダー横溝の長手方向と直角な断面図である。 比較例及び実施例を表すショルダー横溝の長手方向と直角な断面図である。

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は、本実施形態の空気入りタイヤ（全体図示せず）のトレッド部２の展開図である。図１に示されるように、本実施形態の空気入りタイヤ１は、回転方向Ｎが指定されたジムカーナ又はレース等の競技用の乗用車用空気入りタイヤである。なお、前記回転方向Ｎは、例えばサイドウォール部（図示省略）などに文字及び／又は絵記号によって表示される。

前記トレッド部２に、複数本の溝３が形成されている。本実施形態において、前記溝３は、タイヤ赤道Ｃ側に設けられたクラウン溝５と、トレッド部２の接地端Ｔｅ側に設けられたショルダー横溝６とからなる。各溝５、６は、それぞれタイヤ周方向に隔設されており、互いに連通することなく設けられる。また、本実施形態のトレッド部２には、これらの溝５、６以外は設けられていない。これにより、本実施形態のトレッド部２は、比較的高いランド比で形成される。

前記ランド比は、特に限定されるものではないが、大きすぎると、排水性能が低下してウェット性能が悪化しやすく、逆に小さすぎると、競技用タイヤとして乾燥路面でのグリップが低下する傾向がある。このような観点より、ランド比は、好ましくは６０％以上、より好ましくは６５％以上が望ましく、また、好ましくは７５％以下、より好ましくは７０％以下が望ましい。なお、本明細書において、ランド比は、トレッド部２の全ての溝を埋めた状態で測定される接地端Ｔｅ、Ｔｅ間の表面積に対する陸部分の接地合計面積の比で表されるものとする。

また、前記「接地端」Ｔｅは、正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した無負荷である正規状態のタイヤに、正規荷重を負荷してキャンバー角０度で平面に接地させたときのタイヤ軸方向の最外側で接地する位置であり、この接地端Ｔｅ、Ｔｅ間のタイヤ軸方向の距離をトレッド接地幅とする。また、タイヤの各部の寸法等は、特に断りがない場合、前記正規状態での値とする。

また前記「正規リム」とは、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" 、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"を意味する。

また、前記「正規内圧」とは、前記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"を意味するが、乗用車用タイヤの場合には一律に１８０ｋＰａとする。

また、前記「正規荷重」とは、前記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"とする。

図２に拡大して示されるように、前記クラウン溝５は、最もタイヤ軸方向内側に位置する内端５ｉからタイヤ軸方向外側に向かってかつ回転方向Ｎとは逆向きに滑らかに傾斜してのびる主部５ａと、前記内端５ｉからタイヤ軸方向外側に向かって回転方向Ｎと同方向に傾斜（すなわち、主部５ａとは逆方向に傾斜）してのびしかも前記主部５ａよりも小長さの副部５ｂとを有する略く字状に形成されている。そして、このような略く字状をなすクラウン溝５が、互いに連通することなく、タイヤ周方向に隔設されている。このようなクラウン溝５は、接地圧およびタイヤの回転を利用して、タイヤ赤道付近の水膜を、主部５ａ及び副部５ｂを通してタイヤ軸方向外側へと効率良く排出させることができる。

上述の作用を効果的に発揮させるために、クラウン溝５の内端５ｉは、例えば、タイヤ赤道Ｃからトレッド接地幅ＴＷの１０％以内の領域に設けられるのが望ましい。同様に、クラウン溝５のタイヤ軸方向の最外端（即ち、主部５ａの外端）５ｅは、タイヤ赤道Ｃからトレッド接地幅ＴＷの２５〜５０％、より好ましくは３０〜４５％の距離Ｌ１を隔てる位置に設けられるのが望ましい。

さらに、トレッド部２のパターン剛性を高く確保しつつ、タイヤ赤道Ｃ付近の排水性を高めるために、前記主部５ａのタイヤ周方向に対する角度θ１及び前記副部５ｂのタイヤ周方向に対する角度θ２（いずれも鋭角側の角度とする）は、それぞれ１０〜５０度、より好ましくは２０〜４０度の範囲が望ましい。なお、本実施形態において、主部５ａの前記角度θ１は、タイヤ軸方向外側に向かって滑らかに漸増している。

なお、本実施形態のクラウン溝５は、タイヤ赤道Ｃを横切ることなく、タイヤ赤道Ｃの両側に配されている。これにより、接地圧の最も高いタイヤ赤道Ｃ上にはタイヤ周方向に連続してのびる陸部が形成され、トレッド中央部の剛性が確保される。従って、操縦安定性の向上が図られる。なお、トレッド赤道Ｃ上の剛性をさらに高めるために、本実施形態のように、タイヤ赤道Ｃの一方側のトレッドパターンと、他方側のトレッドパターンとは、タイヤ周方向の位相を略１／２ピッチで位置ズレさせるのが望ましい。これにより、クラウン溝５の内端５ｉ同士が向き合ってタイヤ赤道Ｃ付近の陸部剛性が低下するのを確実に防止できる。

前記ショルダー横溝６は、本実施形態では、タイヤ軸方向の最も内側に位置する内端６ｉからタイヤ軸方向外側に向かって回転方向Ｎとは逆方向にのびて傾斜した傾斜溝からなる。そして、各ショルダー横溝６も、互いに連通することなく、タイヤ周方向に隔設されている。

前記ショルダー横溝６の前記内端６ｉは、タイヤ赤道Ｃからトレッド接地幅ＴＷの１０〜２０％の距離Ｌ２を隔てた位置に設けられる。即ち、前記距離Ｌ２がトレッド接地幅ＴＷの１０％未満の場合、トレッド部２のタイヤ赤道Ｃ側の陸部剛性が低下して、操縦安定性が悪化するため好ましくない。逆に、前記距離Ｌ２が２０％を超えると、タイヤ赤道Ｃ側の排水が不足してウエット性能が低下するため採用できない。とりわけ、前記距離Ｌ２は、より好ましくはトレッド接地幅ＴＷの１２％以上が望ましく、また、１８％以下が望ましい。なお、本実施形態では、前記内端６ｉは、タイヤ周方向に隣り合うクラウン溝５、５の間、より具体的にはクラウン溝５の副部５ｂのタイヤ軸方向の外側近傍に設けられている。

さらに、ショルダー横溝６のタイヤ軸方向の外端６ｏは、接地端Ｔｅを外側に越えてのびている。

また、本実施形態のショルダー横溝６は、タイヤ軸方向内側部分がクラウン溝５とオーバーラップするように設けられている。従って、クラウン溝５によってタイヤ軸方向外側に導かれた水は、さらにショルダー横溝６に接地端Ｔｅの外側へと効果的に排出される。このように、本実施形態のトレッド部２は、タイヤの回転を利用して、クラウン溝５及びショルダー横溝６が相互に連携して効率良く路面の水膜を接地端Ｔｅの外側へと導くことができる。

また、図２に示されるように、ショルダー横溝６は、タイヤ周方向に対して３０〜９０度の角度θ３で傾斜するのが望ましい。とりわけ、前記角度θ３が内端６ｉ側から外端６ｏ側に向かって漸増するよう、ショルダー横溝６は滑らかに湾曲する円弧状で形成されるのが望ましい。これにより、ショルダー横溝６は、その内端６ｉ側での排水抵抗を減じつつ、接地端Ｔｅ側の陸部の横剛性を確保しうる。なお、前記角度θ３は、溝の中心線の接線とタイヤ周方向線とのなす角度とする（前記角度θ１及びθ２についても同様とする）。

なお、トレッド部２のタイヤ赤道Ｃからトレッド接地幅ＴＷの１５％よりも外側のショルダー領域Ｓｈには、タイヤ周方向に対し３０度以上の角度で傾く横溝のみ（本実施形態ではショルダー横溝６のみ）が設けられるのが望ましい。これにより、ショルダー領域Ｓｈの横剛性を大きく維持でき、旋回時での接地性を向上しうる。

図２及び図１のＡ−Ａ断面である図３に示されるクラウン溝５及びショルダー横溝６の溝幅Ｗ１及びＷ２は、特に限定されるものではないが、小さすぎると、排水性能が低下するおそれがあり、逆に大きすぎると、乾燥路面でのグリップ低下を招き、操縦安定性能が悪化する傾向にある。このような観点より、前記溝幅Ｗ１、Ｗ２は、好ましくは１０mm以上、より好ましくは１１mm以上が望ましく、また、好ましくは１６mm以下、より好ましくは１５mm以下が望ましい。同様に、クラウン溝５及びショルダー横溝６の溝深さＤ１、Ｄ２は、好ましくは４mm以上、より好ましくは５mm以上が望ましく、また、好ましくは７mm以下、より好ましくは６mm以下が望ましい。

図４には、ショルダー横溝６の長手方向と直角な断面が示されている。該ショルダー横溝６は、平坦な溝底６ｓと、その両端に溝底円弧部６ｃを介してタイヤ半径方向外側にのびる一対の溝壁面６ｈとを含む。

前記溝底６ｓは、例えばトレッド部２のトレッド踏面２ａとほぼ平行にのびている。また、前記溝底円弧部６ｃの曲率半径Ｒ２は、２〜４mmであることが望ましい。これにより、基部１０と溝底６ｓとの連結部への応力集中が緩和されるため、ショルダー横溝６の溝底クラックなどが効果的に抑制される。

前記溝壁面６ｈは、溝底６ｓからトレッド踏面２ａ側に直線状でのびる基部１０と、該基部１０のタイヤ半径方向の外端１０ｅとトレッド踏面２ａとの間を円孤状にのびて継ぐ面取部１１とから構成される。なお、本実施形態の溝壁面６ｈは、左右対称に形成されている。

このような断面形状を有するショルダー横溝６は、旋回時に増加するショルダー側の荷重により、面取部１１を路面に接地させて接地面積を増加させることができる。これにより、本実施形態の空気入りタイヤは、旋回時に大きなグリップを発生させ、旋回走行時の限界速度を高め、ラップタイムなどを短縮することができる。また、面取部１１は、ショルダー横溝６の溝容積が増大させるため、ウエット路面での排水性を犠牲にすることもない。

ここで、前記面取部１１の曲率半径Ｒ１は、小さすぎると、上述の旋回時の接地面積増加作用が十分に得られなくなる。従って、前記曲率半径Ｒ１は、少なくとも４．０mm以上が必要であり、より好ましくは５mm以上、さらに好ましくは６mm以上が望ましい。他方、面取部１１の曲率半径Ｒ１が大きすぎると、直進走行時等の通常荷重時にトレッド部２の接地面積が減少し、グリップを低下させる傾向がある。このような観点より、前記面取部１１の曲率半径Ｒ１は、好ましくは１０．０mm以下、より好ましくは９mm以下、さらに好ましくは８mm以下が望ましい。

前記基部１０の延長線Ｓと、該基部１０の外端１０ｅに立てたタイヤ法線６Ｎとがなす溝壁角度αは、好ましくは２５度以上、より好ましくは３０度以上が望ましい。これにより、ショルダー横溝６のタイヤ周方向両側の陸部剛性を高め、操縦安定性を高めうる。他方、前記溝壁角度αが大きくなると、トレッド踏面２ａ側での溝幅Ｗ２が増大してランド比を低下させるおそれがある。このような観点より、前記溝壁角度αは、好ましくは４０度以下、より好ましくは３５度以下が望ましい。

また、図４に示されるように、ショルダー横溝６において、面取部１１のタイヤ半径方向の深さＤｍは、好ましくは２mm以上、より好ましくは３mm以上が望ましく、また、好ましくは６mm以下、より好ましくは５mm以下が望ましい。前記面取部１１の深さＤｍが２mm未満の場合、旋回時の接地面積を十分に増加させることができない傾向があり、逆に６mmを超えると、直進時の接地面積が低下してグリップを損ねる傾向がある。

また、前記面取部１１の曲率半径Ｒ１は、図１及び５に示されるように、内端６ｉ側から外端６ｏ側に向かって漸増する。即ち、面取部１１の曲率半径は、Ｒ１ａ＜Ｒ１ｂ＜Ｒ１ｃの関係を満たす。これにより、旋回時では、遠心力によって接地端Ｔｅ側ほど大きな荷重が作用するため、これに合わせて面取部１１の曲率半径Ｒ１を外側ほど大きくすることにより、好適に接地面積を増加させることができる。また、直進時においては、接地圧の比較的小さい接地端Ｔｅ側のショルダー横溝６のエッジを、偏摩耗や欠け等の損傷から保護するのにも役立つ。

なお、クラウン溝５については、ショルダー横溝６よりもタイヤ赤道Ｃ側に配されるため、ショルダー横溝６ほど旋回時の遠心力による大きな荷重を受けるおそれは小さい。このため、クラウン溝５については、その溝壁面に面取部を含ませるか否かは任意に定めることができる。ただし、クラウン溝５においても面取部１１を設けることでも良い。

図６には、前記クラウン溝５の長手方向と直角な断面が示されている。該クラウン溝５も、平坦な溝底５ｓと、その両端に溝底円弧部５ｃを介してタイヤ半径方向外側にのびる一対の溝壁面５ｈとを含む。

また、溝壁面５ｈは、溝底円弧部５ｃからトレッド踏面２ａ側に直線状でのびる基部１２と、該基部１２のタイヤ半径方向の外端１２ｅとトレッド踏面２ａとの間を円孤状にのびて継ぐ面取部１３とから構成される。クラウン溝５が設けられるトレッド中央領域では、接地圧が大きいため、前記面取部１３の曲率半径Ｒ３が大きくなると、接地面積の減少を招き、直進性能が悪化する傾向にある。このような観点より、クラウン溝５の面取部１３の曲率半径Ｒ３は、好ましくは１mm以上、より好ましくは１．５mm以上が望ましく、また好ましくは３mm以下、より好ましくは２．５mm以下が望ましい。

なお、前記実施形態の面取部１１は、基部１０の外端１０ｅ及びトレッド踏面２ａとの接続部６ｅにおいて、基部１０及びトレッド踏面２ａが面取部１１と接するように形成されていたが、このような態様に限定されるものではない。即ち、図７に示されるように、ショルダー横溝６の長手方向と直角な断面において、基部１０が面取部１１の接線とならない態様でも良い。これは、ランド比を大きくすることができるため、直進時のグリップ力が大きくなる。従って、直進時の操縦安定性能が向上する。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施し得る。

図１に示すトレッドパターンを基本パターンとしたタイヤサイズ２４５／４０Ｒ１８の空気入りタイヤを図８及び表１の仕様に基づき形成するとともに、各試供タイヤのジムカーナコースにおける走破タイム、摩耗外観をそれぞれテストし比較した。比較例１、２及び実施例１乃至５のショルダー横溝は、図８に実線で示す断面形状とした。また、比較例１の溝壁面を固定させて面取部の曲率半径のみを変化させた（これにより比較例２及び実施例１乃至５の溝幅も変化する。）。比較例１の仕様は以下の通りである。

トレッド接地幅ＴＷ：２４０mm
クラウン溝の溝幅Ｗ１：１２mm
クラウン溝の溝深さＤ１：５．５mm
クラウン溝の主部の角度θ１：２０〜５０度
クラウン溝の副部の角度θ２：２５〜３０度
クラウン溝の外端の距離Ｌ１／ＴＷ：３８％
ショルダー横溝の内端の距離Ｌ２／ＴＷ：１５％
ショルダー横溝の溝幅（Ｒ１＝２mm）Ｗ２：１２mm
ショルダー横溝の溝深さＤ２：５．５mm
ショルダー横溝の角度θ３：３５〜９０度
ショルダー横溝の溝壁角度α：３２度
クラウン溝及びショルダー横溝の溝底円弧部の曲率半径Ｒ２：２mm
クラウン溝の面取部の曲率半径Ｒ３：２mm
ランド比（Ｒ１＝２mm）：７４％
また、テストの方法は、次の通りである。

＜走破タイム＞
試供タイヤを８ＪＪ×１７のリム及び２００ｋＰａの内圧条件で排気量２０００ccの４輪駆動の国産乗用車の全輪に装着し、ＪＡＦ公認のジムカーナコース（１周約１．５km）を走行させ、ドライ路面及びウェット路面におけるタイムアタックを各々７回行い、ベストの走破タイムを測定した。評価は、比較例１の走破タイムの逆数を１００とする指数により評価した。数値が大きいほど良好である。

＜摩耗外観＞
前記タイムアタックを含めてジムカーナコースを１０周走行した後のタイヤの摩耗状態を肉眼で観察し、比較例１を基準（３点）とし、最高点を５点とする５段階評価を行った。
テストの結果は表１に示される。

テストの結果、実施例のものは、ウェット性能を低下させることなく乾燥路面での旋回走行時のグリップを向上させていることが確認できた。

１ 空気入りタイヤ
２ トレッド部
２ａ トレッド踏面
３ 溝
５ クラウン溝
６ ショルダー横溝
６ａ 溝底
６ｂ 溝壁面
１０ 基部
１０ｅ 外端
１１ 面取部

Claims (6)

1. トレッド部に、複数本の溝が設けられた空気入りタイヤであって、
   前記溝は、タイヤ軸方向の内端がタイヤ赤道からトレッド接地幅の１０〜２０％の距離を隔て、かつ、タイヤ軸方向の外端が接地端を外側に越えてのびるショルダー横溝を含み、
   前記ショルダー横溝の長手方向と直角な断面において、前記ショルダー横溝の溝壁面は、溝底からトレッド踏面側にのびる基部と、該基部のタイヤ半径方向の外端とトレッド踏面との間を円孤状にのびて継ぐ面取部とから構成され、
   前記面取部の曲率半径が４．０〜１０．０mmであり、かつ前記内端側から外端側に向かって漸増することを特徴とする空気入りタイヤ。
   
2. 前記ショルダー横溝は、他の溝と連通することなくのびている請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ショルダー横溝は、タイヤ周方向に対して３０〜９０度の角度で傾くとともに、該角度は、前記内端側から前記外端側に向かって漸増する請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記トレッド部は、タイヤ赤道からトレッド接地幅の１５％よりも外側の領域には、タイヤ周方向に対し３０度以上の角度で傾く横溝のみが設けられる請求項１乃至３の何れかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記ショルダー横溝は、該ショルダー横溝の長手方向と直角な断面において、前記基部が前記面取部と接する請求項１乃至４に記載の空気入りタイヤ。
   
6. 前記ショルダー横溝は、前記面取部のタイヤ半径方向の深さが２．０〜６．０mmである請求項１乃至５に記載の空気入りタイヤ。

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