JP5086012B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤにかかり、特に、ショルダー側の陸部の耐偏摩耗性能を向上した空気入りタイヤに関する。

トレッドパターンがタイヤ赤道面に対して非対称となる、いわゆる非対称パターンのタイヤは、車両装着時の車両外側となる部分は操縦安定性の向上のために、一方、車両装着時の車両内側となる部分は排水性向上のためにそれぞれ機能を分離させて構成することが一般的である。
タイヤの実際の使用時の負荷転動に当たっては、多くはタイヤにキャンバ角が付与されることとなり、このキャンバ角がタイヤの摩耗、操縦安定性、排水性等に大きな影響を及ぼしている。

車両の制動時の荷重移動（前のめり）は、車両に装着したタイヤのネガティブキャンバ角を大とするように働くため（車両前方から左右のタイヤを見ると、ハ字状となる方向）、タイヤの車両装着時内側に、回転方向の負荷が大きくなり、車両装着時内側の陸部に偏摩耗を生じやすい問題がある。

この偏摩耗は、接地端でのタイヤ径とトレッド中央側でのタイヤ径との径差に起因して走行時に接地端側が路面に対して引きずられ、接地端側がタイヤ赤道面側よりも大きく摩耗することによって生ずる（肩落ち摩耗）。
このような陸部の耐偏摩耗性能を狙うために、ショルダー側の陸部に独立した複数の窪み（凹部）を周方向に配置する手法が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４―０９０７９８号公報

陸部に窪みを配置することで、陸部の剛性を部分的に低下させ、肩落ち摩耗の進展を抑制できるが、より高い効果を狙い、窪みの大きさ、数を大きくすると、その窪み周辺を核とした別の新たな偏摩耗を発生する問題があった。
より具体的には、図６に示すように、摩耗の進行に従って、窪み２００のタイヤ赤道面側（矢印ＣＬ方向側）に、窪み２００の他の周囲部分よりも盛り上がる突起状部分２０２が次第に形成され、これが核となってヒール・アンド・トゥ摩耗のような周方向に凹凸する偏摩耗が新たに発生する問題があった。

本発明は、上記問題を解決すべく成されたもので、肩落ち摩耗のみならず、他の偏摩耗も抑えることのできる、従来よりも耐偏摩耗性能の高い空気入りタイヤの提供を目的とする。

請求項１に記載の発明は、トレッドに複数本の周方向主溝で区画された複数の陸部を備えた空気入りタイヤであって、車両装着時の車両内側に配置される最内側陸部には、接地端側に複数の窪みがタイヤ周方向に沿って配置され、前記窪みは、タイヤ赤道面側に、トレッド踏面に立てた法線に対する傾斜角度が、タイヤ赤道面側以外の他の壁面の傾斜角度に比較して大きく設定された第１斜面を有する、ことを特徴としている。

次に、請求項１に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
請求項１に記載の空気入りタイヤでは、車両装着時の車両内側に配置される最内側陸部の接地端側に、複数の窪みをタイヤ周方向に沿って配置したので、接地端側の陸部剛性がタイヤ赤道面側の陸部剛性よりも低下して接地圧が低くなるので、接地端側の摩耗が抑えられ、最内側陸部の接地端側に発生する肩落ち摩耗が抑制される。

また、偏摩耗の核となる、窪みのタイヤ赤道面側に生じる突起状部分の発生に関しては、窪みのタイヤ赤道面側に、トレッド踏面に立てた法線に対する傾斜角度が、タイヤ赤道面側以外の他の壁面の傾斜角度に比較して大きく設定された第１斜面を設け、タイヤ赤道面側の剛性を他の部分よりも高くして摩耗が促進され易い状態としているので、突起状部分の発生を抑えることができ、これにより、新たな偏摩耗の発生を抑えることができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空気入りタイヤにおいて、前記第１斜面はタイヤ周方向に対して平行に形成され、窪みのトレッド踏面における開口部は、タイヤ赤道面側にタイヤ周方向に沿って延びる直線部分を有する、ことを特徴としている。

次に、請求項２に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
第１斜面をタイヤ周方向に対して平行に形成し、窪みのトレッド踏面における開口部がタイヤ赤道面側にタイヤ周方向に沿って延びる直線部分を有するよう、好ましくは、接地端側の周方向長さよりも、直線部分の長さを長くすると、窪みのタイヤ赤道面側において、剛性の高い部分の周方向長さを長くとることができ、突起状部分の発生をより抑えることができる。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の空気入りタイヤにおいて、前記窪みは、タイヤ赤道面側の前記第１斜面のタイヤ径方向内側に、踏面に対して直角に形成された垂直壁面を有する、ことを特徴としている。

次に、請求項３に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
第１斜面のタイヤ径方向内側に、踏面に対して直角とされた垂直壁面を形成することで、垂直壁面が無い場合に比較して、トレッドが摩耗するにしたがって窪みが消滅し難くなる。

このような垂直壁面をタイヤ半径方向内側（窪みの底側）に設けることで、窪みの深さを変えることなく底側の体積を増加させることができ、摩耗後の窪みの体積が確保され、窪みによる偏摩耗抑制効果を長期に渡って持続させることができる。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の空気入りタイヤにおいて、前記第１斜面の傾斜角度が２５〜８０°の範囲内に設定されている、ことを特徴としている。

次に、請求項４に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
最内側陸部の剛性を確保し、均一な摩耗と操縦安定性を得るためには、第１斜面の傾斜角度が２５〜８０°の範囲内に設定することが好ましい。
第１斜面の傾斜角度が２５°未満では、第１斜面付近の陸部剛性が不足し、新たな偏摩耗の核を発生し易くなり、また操縦安定性にも影響が出る。
一方、第１斜面の傾斜角度が８０°を越えると、窪みが浅くなるので早期に窪みが消滅することとなり、偏摩耗（肩落ち摩耗）の抑制が長期に渡って維持できなくなる。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の空気入りタイヤにおいて、前記最内側陸部には、前記窪みがタイヤ幅方向に少なくとも２列以上設けられている、ことを特徴としている。

次に、請求項５に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
窪みをタイヤ幅方向に少なくとも２列以上設けることで、最内側陸部の剛性を調整し易くなる。特に、最内側陸部の幅が広い場合、窪みが１列では、偏摩耗抑制効果が不足する場合があるので、最内側陸部の幅に応じて窪みの列数を２列以上とし、十分な偏摩耗抑制効果を得るようにすることが好ましい。

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の空気入りタイヤにおいて、前記窪みは、タイヤ赤道面から遠いほど、その体積が大きい、ことを特徴としている。

次に、請求項６に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
肩落ち摩耗は、最内側陸部をトレッド幅方向に断面で見た時に、接地端側の摩耗量が最も大きく、タイヤ赤道面側へ向かうに従って摩耗量が減少する形態となっている。
したがって、肩落ち摩耗を抑制するには、特に接地端付近の圧縮剛性を低下することが効果的である。

請求項６に記載の空気入りタイヤでは、窪みを、タイヤ赤道面から遠いほど、その体積が大きく設定（即ち、接地端に近い程、その体積を大きく設定する）することで、接地端付近の圧縮剛性をタイヤ赤道面側よりも低下させることができ、肩落ち摩耗を効果的に抑制するためには好ましい形態となる。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の空気入りタイヤにおいて、前記窪みは、タイヤ周方向の寸法が、タイヤ幅方向の寸法の２倍以内である、ことを特徴としている。

次に、請求項７に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
窪みにおいて、タイヤ周方向の寸法をタイヤ幅方向の寸法の２倍以内とし、タイヤ周方向の寸法とタイヤ幅方向の寸法とを出来る限り等しくすることが好ましい。
窪みのタイヤ周方向の寸法が、タイヤ幅方向の寸法の２倍を越えると、窪みがタイヤ周方向に長い溝形状となり、最内側陸部の横方向の剛性が低下するため、操縦安定性等に影響がでる虞がある。

以上説明したように本発明の空気入りタイヤは上記の構成としたので、従来よりも高い耐偏摩耗性能が得られる、という効果がある。

［第１の実施形態］
以下、図面を参照して本発明の第１の実施形態に係る空気入りタイヤ１０を詳細に説明する。
本実施形態の空気入りタイヤ１０のトレッド１２には、タイヤ赤道面ＣＬの車両装着時外側（図面矢印ＯＵＴ方向側が車両装着時外側）に第１の周方向主溝１４が形成され、タイヤ赤道面ＣＬの車両装着時の内側（矢印ＩＮ方向が車両装着時内側）に第２の周方向主溝１６が形成され、第２の周方向主溝１６の車両装着時内側に、第３の周方向主溝１８が形成されており、第１の周方向主溝１４の車両装着時外側には第１の陸部２０、第１の周方向主溝１４と第２の周方向主溝１６との間には第２の陸部２２、第２の周方向主溝１６と第３の周方向主溝１８との間には第３の陸部２４、第３の周方向主溝１８の車両装着時内側には第４の陸部２６が夫々区画されている。

第１の陸部２０には、第１の陸部を横断する第１のラグ溝２８と、接地端１２Ｅ側からタイヤ赤道面ＣＬ側へ延びて陸部内で終端する第２のラグ溝３０とが周方向に交互に形成されている。また、第１の陸部２０には、周方向に延びる第１のサイプ３２、及び第２のラグ溝３０と第１の周方向主溝１４とを連結する第２のサイプ３４が形成されている。

なお、ここでいう接地端１２Ｅとは、空気入りタイヤ１０をＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ（２００７、日本自動車タイヤ協会規格）に規定されている標準リムに装着し、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫでの適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力（内圧−負荷能力対応表の太字荷重）に対応する空気圧（最大空気圧）の１００％の内圧を充填し、最大負荷能力を負荷したときのものである。使用地又は製造地において、ＴＲＡ規格、ＥＴＲＴＯ規格が適用される場合は各々の規格に従う。

第２の陸部２２には、周方向主溝１４から車両装着時内側へタイヤ周方向に対して左上がりに傾斜して延びて陸部内で終端する第１の傾斜溝部３６Ａと、第１の傾斜溝部３６Ａの陸部内終端部分から、車両装着時外側へタイヤ周方向に対して右下がりに傾斜して陸部内で終端すると共に、タイヤ周方向に対する角度が第１の傾斜溝部３６Ａよりも小さく設定された第２の傾斜溝３６ＢとからなるＶ字型溝３６が、タイヤ周方向に間隔をあけて複数形成されている。

また、第２の陸部２２には、第１の陸部２０に形成されている第１のラグ溝２８の延長線上に、短い第３のラグ溝４０が形成されている。
さらに、第２の陸部２２には、第１の傾斜溝３６Ａの中間部分と第１の周方向主溝１４とを連結する第３のサイプ４２と、第２の傾斜溝３６Ｂの一端の中間部分と第２の周方向主溝１６と連結する第４のサイプ４４が形成されている。

第３の陸部２４には、一端が第３の周方向主溝１８に連結され、他端が陸部内で終端する第５のサイプ４６が形成されており、第５のサイプ４６の陸部内終端部分には丸穴４７が形成されている。

第４の陸部２６には、接地端１２Ｅ側に、窪み４８をタイヤ周方向に沿って複数配置した窪み列５０が２列配置されている。なお、２つの窪み列５０は、第４の陸部２６の幅方向中心よりも接地端１２Ｅ側に配置されている。

トレッド１２を平面視した際の窪み４８の形状は特に問わないが、トレッド踏面の開口部において、タイヤ赤道面ＣＬ側に、タイヤ周方向に沿って延びる直線部分を有することが好ましい。本実施形態の窪み４８は、図１、及び図２に示すように、接地端側の辺がタイヤ赤道面ＣＬ側の辺よりも短い台形を呈している。

窪み４８は、タイヤ周方向の寸法Ｌをタイヤ幅方向の寸法Ｗの２倍以内とし、タイヤ周方向の寸法とタイヤ幅方向の寸法とを出来る限り等しくすることが好ましい。また、窪み４８は、その深さを第４の陸部２６の高さ寸法（＝第３の周方向主溝１８の溝深さ寸法）の４０〜１００％の範囲内に設定することが好ましい。
窪み４８は、４つの側壁（タイヤ赤道面ＣＬ側の側壁４８Ａ、接地端側の側壁４８Ｂ、矢印Ａ方向側の側壁４８Ｃ、矢印Ｂ方向側の側壁４８Ｄ）を備えているが、図３に示すように、タイヤ赤道面ＣＬ側の側壁４８Ａの傾斜角度θ（基準は踏面に立てた法線に対して。）は、接地端側の側壁４８Ｂ及び他の側壁の傾斜角度θよりも大きく設定されている。

側壁４８Ａの傾斜角度θは２５〜８０°の範囲内に設定することが好ましい。本実施形態では、側壁４８Ａの傾斜角度θが４０°に設定され、その他の側壁の傾斜角度θが５°に設定されている。

また、第４の陸部２６には、窪み４８のタイヤ赤道面ＣＬ側に、Ｌ字型溝５２がタイヤ周方向に間隔をあけて複数配置されている。
Ｌ字型溝５２は、第３の周方向主溝１８から車両内側の接地端１２Ｅに向けて延びて陸部内で終端するラグ溝部５２Ａと、ラグ溝部５２Ａの陸部内終端部分からタイヤ周方向に沿って矢印Ｂ方向の延びる周方向溝部５２Ｂとから構成されている。
なお、第２の陸部２２、第３の陸部２４、及び第４の陸部２６は、陸部を横断するようなラグ溝で完全に分断されてはおらず、所謂リブ形状となっている。
ちなみに、本実施形態の空気入りタイヤ１０においては、回転方向の指定は無い。

（作用）
本実施形態の空気入りタイヤ１０では、車両装着時車両内側に配置される第４の陸部２６において、そのタイヤ幅方向外側部分に窪み４８をタイヤ周方向に沿って複数配置したことで、第４の陸部２６の接地端側の陸部剛性が低下し、接地端側の肩落ち摩耗を抑制することができる。

さらに、窪み４８は、タイヤ赤道面ＣＬ側の側壁４８Ａを、他の側壁の傾斜角度に比較して大きく設定し、タイヤ赤道面ＣＬ側の剛性を他の部分よりも高くして摩耗が促進され易い状態としているので、窪み４８のタイヤ赤道面ＣＬ側に新たな偏摩耗の核となる突起状部分が発生することを抑えることができ、これにより、新たな偏摩耗の発生を抑えることができる。
なお、タイヤ赤道面ＣＬ側の側壁４８Ａの傾斜角度が２５°未満では、側壁４８Ａ付近の陸部剛性が不足し、新たな偏摩耗の核を発生し易くなり、また操縦安定性にも影響が出る。一方、側壁４８Ａの傾斜角度が８０°を越えると、窪み４８が浅くなるので早期に窪みが消滅することとなり、偏摩耗（肩落ち摩耗）の抑制が長期に渡って維持できなくなる。

本実施形態では、第４の陸部２６に窪み４８を２列設けているが、窪み４８の列は、必要とされる肩落ち摩耗の抑制効果に応じて数を増減すれば良い。例えば、第４の陸部２６の幅が広くなればそれに応じて窪み４８を３列以上設けても良く、１列で十分であれば１列であっても良い。

また、窪み４８のタイヤ周方向の寸法Ｌがタイヤ幅方向の寸法Ｗの２倍を越えると、窪み４８がタイヤ周方向に長い溝形状となり、第４の陸部２６の横方向の剛性が低下するため、操縦安定性等に影響が出る虞がある。
また、窪み４８の深さが第４の陸部２６の高さ寸法４０％未満になると、窪み４８が浅くなるので早期に窪みが消滅することとなり、偏摩耗（肩落ち摩耗）の抑制が長期に渡って維持できなくなる。

本実施形態では、窪み４８の大きさは全て同じであったが、窪み４８の大きさは全て同じでなくても良い。例えば、第４の陸部２６において、タイヤ赤道面ＣＬ側の窪み４８の体積よりも接地端側の窪み４８の体積を大きく設定することが好ましい。これにより、第４の陸部２６において、接地端付近の圧縮剛性をタイヤ赤道面ＣＬよりも低下させることができ、肩落ち摩耗をより効果的に抑制することができる。体積を大きくする方法としては、深さを変える、トレッドを平面視した最の大きさを変える等がある。

また、第４の陸部２６において、接地端付近の圧縮剛性をタイヤ赤道面ＣＬよりも低下させる方法として、上述したように窪み４８の体積を変えても良いが、接地端側の窪み４８の列における窪み４８の周方向間隔（ピッチ）を、タイヤ赤道面側の窪み４８の列における窪み４８の周方向間隔（ピッチ）よりも小さくする方法がある。

［第２の実施形態］
上記実施形態では、窪み４８のタイヤ赤道面ＣＬ側の側壁４８Ａが一定の角度で傾斜していたが、本実施形態では、図４に示すように、窪み４８の底側（タイヤ半径方向内側）に、踏面に対して直角な垂直壁面４８Ｅが設けられている。
このような垂直壁面４８Ｅを底側に設けることで、窪み４８の深さを変えることなく前述した実施形態よりも底側の体積を増加させることができ、摩耗時に窪み４８の体積を確保でき、窪み４８による偏摩耗抑制効果を前述した実施形態よりも持続させることが可能となる。

（試験例）
本発明の効果を確かめるために、従来例の空気入りタイヤ、及び本発明の適用された実施例の空気入りタイヤを用意し、耐偏摩耗テストを行った。
実施例：前述した実施形態のトレッドパターンを有する空気入りタイヤである。
従来例：図５に示すトレッドパターンを有する空気入りタイヤ。なお、図５に示すトレッド１００において、符号１０２、１０４、１０６、１０８は周方向主溝、符号１１０、１１２、１１４、１１６、１１８は陸部、符号１２０、１２２、１２３はラグ溝、符号１２４、１２６、１２７はサイプ、符号１２８はラグ溝部１２８Ａと周方向溝部１２８Ｂとからなる屈曲溝、符号１３０，１３２はトレッド平面視形状が三角形状とされた窪み、符号１３４は窪み１３０からトレッド端側へ延びるサイプである。
なお、窪みの形状、寸法等は以下の表１に記載した通りである。

偏摩耗テスト方法：空気入りタイヤを実車（荷重：実車２名乗車相当）に装着し、高速道路、市街地路、山坂道を想定したモード走行を実施し、５０００ｋｍ走行後に最内側の周方向主溝の底部から窪みのタイヤ赤道面側に形成された突起部分の高さを計測した。評価は、以下の表２に記載した通りであり、従来例の高さの逆数を１００とする指数表示とし、数値が大きいほど耐偏摩耗性能に優れていることを示している。

試験の結果、従来例の空気入りタイヤでは、窪みのタイヤ赤道面側に突起部分が形成された。一方、実施例の空気入りタイヤでは突起は形成されたもののその高さは従来例よりも低く、実施例の空気入りタイヤは耐偏摩耗性能に優れていることが分かった。

本発明の第１の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドの平面図である。 窪みの拡大平面図である。 トレッドのタイヤ幅方向断面図である。 第２の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドの断面図である。 従来例に係る空気入りタイヤのトレッドの平面図である。 従来例に係る空気入りタイヤのトレッドの断面図である。

符号の説明

１０ 空気入りタイヤ
１２ トレッド
１４ 第１の周方向主溝
１６ 第２の周方向主溝
１８ 第３の周方向主溝
２０ 第１の陸部
２２ 第２の陸部
２４ 第３の陸部
２６ 第４の陸部（最内側陸部）
４８ 窪み
４８Ｅ 垂直壁面
４８Ａ 側壁

Claims (7)

1. トレッドに複数本の周方向主溝で区画された複数の陸部を備えた空気入りタイヤであって、
   車両装着時の車両内側に配置される最内側陸部には、接地端側に複数の窪みがタイヤ周方向に沿って配置され、
   前記窪みは、タイヤ赤道面側に、トレッド踏面に立てた法線に対する傾斜角度が、タイヤ赤道面側以外の他の壁面の傾斜角度に比較して大きく設定された第１斜面を有する、ことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記第１斜面はタイヤ周方向に対して平行に形成され、窪みのトレッド踏面における開口部は、タイヤ赤道面側にタイヤ周方向に沿って延びる直線部分を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記窪みは、タイヤ赤道面側の前記第１斜面のタイヤ径方向内側に、踏面に対して直角に形成された垂直壁面を有する、ことを特徴とする請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記第１斜面の傾斜角度が２５〜８０°の範囲内に設定されている、ことを特徴とする請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記最内側陸部には、前記窪みがタイヤ幅方向に少なくとも２列以上設けられている、ことを特徴とする請求項１〜請求項４の何れか１項に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記窪みは、タイヤ赤道面から遠いほど、その体積が大きい、ことを特徴とする請求項５に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記窪みは、タイヤ周方向の寸法が、タイヤ幅方向の寸法の２倍以内である、ことを特徴とする請求項１〜請求項６の何れか１項に記載の空気入りタイヤ。

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