JP5695681B2

JP5695681B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP5695681B2
Application number: JP2013010480A
Authority: JP
Inventors: 努中嶋
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2013-01-23
Filing date: 2013-01-23
Publication date: 2015-04-08
Anticipated expiration: 2033-01-23
Also published as: CN103935190A; JP2014141165A; CN103935190B

Description

本発明は、トレッド部の真円度及び排水性能をバランス良く向上させた空気入りタイヤに関する。

従来から、タイヤ周方向に連続してのびる主溝と、主溝からタイヤ軸方向外側に向かってのびるラグ溝とが設けられた空気入りタイヤが知られている。このような空気入りタイヤは、トレッド部の陸部と路面との間の水膜をラグ溝によって集め、主溝を介してタイヤの外側に排出するため、高い排水性能を発揮する。

しかしながら、このような空気入りタイヤを加硫成形によって製造する際、ラグ溝を成形する加硫金型の溝成形用突起が、未加硫のトレッドゴムをトレッド部の踏面側に移動させる。このため、加硫成形されたタイヤは、ラグ溝近傍の陸部のゴム厚さが設計ゴム厚さよりも大きくなり、トレッド部の真円度が悪化するという問題があった。

特開２００９−１９６４３１号公報

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、ラグ溝の溝幅、及び、その溝形状を一定の範囲に規定することを基本として、加硫成形時のラグ溝近傍のトレッドゴムの変形を小さくし、トレッド部の真円度及び排水性能をバランス良く向上させた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、タイヤ赤道の両側をタイヤ周方向に連続してのびる一対の主溝と、前記主溝からタイヤ軸方向外側に向かってのびかつトレッド接地端よりもタイヤ軸方向内側で終端する複数本のラグ溝とが設けられた空気入りタイヤであって、前記ラグ溝は、溝幅がトレッド接地幅の３〜１１％であり、しかも前記ラグ溝は、前記主溝に連なり溝深さが小さい浅底部、該浅底部よりも溝深さが大きい深底部、及び、該深底部と前記浅底部とを継ぎかつ溝深さが前記浅底部に向かって漸減するテーパー部とを含み、前記浅底部の溝深さは、前記深底部の溝深さの３０％〜６０％であり、前記浅底部は、タイヤ軸方向の長さが前記トレッド接地幅の５％〜１５％であり、前記テーパー部は、タイヤ軸方向の長さが前記トレッド接地幅の１０％〜２０％であることを特徴とする。

また請求項２記載の発明は、前記ラグ溝は、タイヤ周方向に対して４０〜６０°の角度で傾斜する請求項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、前記テーパー部のタイヤ軸方向の長さが、前記浅底部のタイヤ軸方向の長さの１．２〜１．７倍以下である請求項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、前記ラグ溝の溝幅が、前記主溝に向かって漸増している請求項１乃至３のいず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、前記主溝とトレッド接地端とで区分された一対のショルダー陸部が配され、前記ラグ溝のタイヤ軸方向の長さは、前記ショルダー陸部のタイヤ軸方向長さの７５％〜９５％である請求項１乃至４のいずれか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、前記ラグ溝は、溝深さが５mm以上である請求項１乃至５のいずれかに記載の空気入りタイヤである。

また請求項７記載の発明は、前記ラグ溝は、タイヤ周上に１０〜４０本設けられる請求項１乃至６のいずれか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、タイヤ赤道の両側をタイヤ周方向に連続してのびる一対の主溝と、主溝からタイヤ軸方向外側に向かってのびかつトレッド接地端よりもタイヤ軸方向内側で終端する複数本のラグ溝とが設けられる。ラグ溝は、溝幅がトレッド接地幅の３〜１１％で形成される。このようなラグ溝は、トレッド部の陸部と路面との間の水膜を効率良く主溝へ排出し、排水性能を向上させる。

ラグ溝は、主溝に連なり溝深さが小さい浅底部、該浅底部よりも溝深さが大きい深底部、及び、該深底部と浅底部とを継ぎかつ溝深さが浅底部に向かって漸減するテーパー部とを含む。このようなラグ溝は、加硫成形時、深底部を成形する加硫金型の溝成形用突起に押圧されたトレッドゴムが、テーパー部を介して浅底部側へスムーズに移動する。このとき、押圧されたトレッドゴムは、例えば、テーパー部や浅底部を成形するトレッドゴムの空隙に流れ込む。また、加硫金型の溝成形用突起によるトレッドゴムは、主溝とラグ溝とが連なる領域において、大きく押圧される。このため、ラグ溝が主溝に連なる部分を浅底部とすることにより、トレッドゴムの押圧力が低下し、ゴムの移動量が小さくなる。従って、ラグ溝近傍の陸部の加硫成形後のゴム厚さが設計ゴム厚さよりも大きくなることが抑制され、トレッド部の真円度が向上する。

本発明の一実施形態を示すトレッド部の展開図である。（ａ）は、図１のＸ−Ｘ断面図、（ｂ）は、他の実施形態のラグ溝の長手方向の断面図である。

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に示されるように、本実施形態の空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」ということがある。）は、例えば乗用車用として好適に利用され、そのトレッド部２は、タイヤ赤道Ｃの両側をタイヤ周方向に連続してのびる一対の主溝３と、各主溝３からタイヤ軸方向外側に向かってのびかつトレッド接地端Ｔｅよりもタイヤ軸方向内側で終端する複数本のラグ溝４と、タイヤ周方向に隣り合うラグ溝４、４間に配される傾斜溝５とを具える。

これにより、本実施形態のトレッド部２には、一対の主溝３、３で区分された一本のセンター陸部６、及び、主溝３とトレッド接地端Ｔｅとで区分された一対のショルダー陸部７が配される。

前記「トレッド接地端」Ｔｅは、正規リム（図示せず）にリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷の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°で平面に接地させたときの最もタイヤ軸方向外側の接地位置として定められる。そして、このトレッド接地端Ｔｅ、Ｔｅ間のタイヤ軸方向の距離がトレッド接地幅ＴＷとして定められる。特に断りがない場合、タイヤ各部の寸法等は、前記正規状態で測定された値である。

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、各規格がタイヤ毎に定めているリムであり、ＪＡＴＭＡであれば"標準リム"、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、ＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"となる。また、前記「正規内圧」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、各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" とするが、タイヤが乗用車用である場合には１８０ｋＰａとする。

また、「正規荷重」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、各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" であるが、タイヤが乗用車用の場合には前記荷重の８８％に相当する荷重とする。

本実施形態の主溝３は、タイヤ周方向に沿った直線状をなす。このような主溝３は、溝内の水をタイヤ回転方向の後方へスムーズに排水する。このため、排水性能が向上する。なお、主溝３は、例えば、波状やジグザグ状にのびる溝であっても良い。また、主溝３は、タイヤ赤道Ｃの両側でバランス良く排水性能を高めるために、タイヤ赤道Ｃを中心として対称に配されるのが望ましい。

主溝３の溝幅（溝中心線と直角方向に測定される溝幅で、以下、他の溝についても同様とする。）Ｗ１及び溝深さＤ１（図２（ａ）に示す）については、慣例に従って種々定めることができる。しかしながら、これらの溝幅Ｗ１又は溝深さＤ１さが小さくなると、排水性能が悪化するおそれがある。逆に、これらの溝幅Ｗ１又は溝深さＤ１が大きくなると、センター陸部６及びショルダー陸部７の踏面の面積が小さくなり、グリップ性能が悪化するおそれがある。このため、主溝３の溝幅Ｗ１は、例えば、トレッド接地幅ＴＷの好ましくは４％以上、より好ましくは５％以上であり、好ましくは８％以下、より好ましくは７％以下である。溝深さＤ１は、好ましくは５mm以上、より好ましくは６mm以上であり、また好ましくは１０mm以下、より好ましくは９mm以下である。

センター陸部６及びショルダー陸部７のタイヤ軸方向の剛性をバランスよく確保するため、主溝３の溝中心線Ｇ１とタイヤ赤道Ｃとの間のタイヤ軸方向距離Ｌ１は、トレッド接地幅ＴＷの５〜１３％が望ましい。

主溝３は、タイヤ周方向にのびる溝壁面に、該溝壁面とショルダー陸部７又はセンター陸部６の踏面との交差部を斜めに切欠いた面取り部（図示省略）が設けられても良い。

ラグ溝４は、本実施形態では、タイヤ周方向に対し一方側に傾斜（図１ではタイヤ軸方向外側に向かって上側に傾斜）する。このようなラグ溝４は、溝内の水をスムーズに主溝３へ排水できる。

ラグ溝４は、溝幅Ｗ２がトレッド接地幅ＴＷの３〜１１％に規定される。即ち、ラグ溝４の溝幅Ｗ２が３％未満の場合、ショルダー陸部７と路面との間の水膜を効率良く主溝３へ排出することができず、排水性能を悪化する。ラグ溝４の溝幅Ｗ２が１１％を超える場合、ショルダー陸部７の踏面の面積が小さくなり、グリップ性能が悪化する。また、溝面積が大きくなるため、トレッド部２の外観のアグレッシブさが悪化する。このため、ラグ溝４の溝幅Ｗ２は、好ましくはトレッド接地幅ＴＷの５％以上であり、好ましくは８％以下である。なお、溝幅Ｗ２の上記数値範囲は、ラグ溝４の最大幅で特定される。

ラグ溝４の溝幅Ｗ２は、本実施形態では、主溝３側に向かって漸増している。これにより、さらに溝内の水が主溝３側へスムーズに排水される。また、ショルダー陸部７の剛性が高く確保される。

ラグ溝４は、タイヤ周方向に対する角度θ１が大きい場合、直進走行時の排水抵抗が大きくなり、直進走行時の排水性能が悪化するおそれがある。ラグ溝４のタイヤ周方向に対する角度θ１が小さい場合、旋回走行時の排水抵抗が大きくなり、旋回走行時の排水性能が悪化するおそれがある。このため、ラグ溝４のタイヤ周方向に対する角度θ１は、好ましくは４０°以上、より好ましくは４５°以上であり、好ましくは６０°以下、より好ましくは５５°以下である。ラグ溝４の角度θ１は、ラグ溝４の溝中心線Ｇ２の接線とタイヤ周方向線とのなす角度で規定される。また、ラグ溝４の溝中心線Ｇ２は、ラグ溝４のタイヤ周方向長さの中間点を継いで形成される線とする。なお、ラグ溝４のタイヤ軸方向の外端４ｅ近傍は、排水性能への影響が小さいため、ラグ溝４の角度θ１は、主溝３からラグ溝４のタイヤ軸方向の長さＬ２の８０％を超える範囲において上記範囲内で形成されれば良い。

特に限定されるものではないが、旋回走行時のグリップ力と排水性能とをバランス良く確保する観点より、ラグ溝４のタイヤ軸方向の長さＬ２は、ショルダー陸部７のタイヤ軸方向の長さＬｓの好ましくは７５％以上、より好ましくは８０％以上であり、好ましくは９５％以下、より好ましくは９０％以下である。

図１のＸ−Ｘ断面図である図２（ａ）に示されるように、ラグ溝４は、排水性能を高く確保するため、溝深さＤ２が、好ましくは５mm以上で形成される。なお、溝深さＤ２が大きい場合、ショルダー陸部７の剛性が低下し、グリップ性能が悪化するおそれがある。このため、ラグ溝４の溝深さＤ２は、好ましくは４．０mm以下である。

ラグ溝４は、一方のショルダー陸部７のタイヤ周上に１０〜４０本設けられるのが望ましい。即ち、ラグ溝４の本数が少ない場合、排水性能が悪化するおそれがある。ラグ溝４の本数が多い場合、ショルダー陸部７の踏面が小さくなり、路面との摩擦力が低下し、グリップ性能が悪化するおそれがある。また、外観のアグレッシブさも悪化するおそれがある。このため、ラグ溝４は、好ましくはタイヤ周上に１５本以上、３５本以下で設けられる。

ラグ溝４は、主溝３に連なりかつ溝深さが小さい浅底部１１、該浅底部１１よりも溝深さが大きい深底部１３、及び、該深底部１３と浅底部１１とを継ぎかつ溝深さが浅底部１１に向かって漸減するテーパー部１２とを含む。このようなラグ溝４は、加硫成形時、深底部１３を成形する加硫金型の溝成形用突起に押圧されたトレッドゴムが、テーパー部１２を介して浅底部１１側へスムーズに移動する。このとき、押圧されたトレッドゴムは、例えば、テーパー部１２や浅底部１１を成形するトレッドゴムの空隙に流れ込む。また、加硫金型の溝成形用突起によるトレッドゴムは、主溝３とラグ溝４とが連なる領域において、大きく押圧される。このため、ラグ溝が主溝に連なる部分を浅底部とすることにより、トレッドゴムの押圧力が低下し、ゴムの移動量が小さくなる。従って、ラグ溝４近傍のショルダー陸部７の加硫成形後のゴム厚さが設計ゴム厚さよりも大きくなることが抑制されるため、トレッド部２の真円度が向上する。

浅底部１１の溝深さＤ３は、深底部１３の溝深さＤ４の３０％以上、好ましくは３５％以上であり、６０％以下、好ましくは５５％以下である。前記溝深さの比Ｄ３／Ｄ４が大きい場合、深底部１３を成形する加硫金型の溝成形用突起に押圧されたトレッドゴムが、浅底部１１近傍のショルダー陸部７の踏面側まで移動し、上述の作用が効果的に発揮されないおそれがある。逆に、前記溝深さの比Ｄ３／Ｄ４が小さい場合、深溝部１３から主溝３への溝内の排水抵抗が大きくなり、排水性能が悪化するおそれがある。

浅底部１１のタイヤ軸方向の長さＬ３（図１に示す）は、トレッド接地幅ＴＷの５％以上、好ましくは７％以上であり、１５％以下、好ましくは１３％以下である。浅底部１１のタイヤ軸方向の長さＬ３が１５％を超える場合、排水性能が悪化するおそれがある。浅底部１１のタイヤ軸方向の長さＬ３が５％未満の場合、浅底部１１を成形するトレッドゴムの空隙が小さくなり、タイヤ成形時、深底部１３から溝成形用突起に押されたトレッドゴムが、トレッド部２の踏面２ｎ側まで移動するおそれがある。

テーパー部１２のタイヤ軸方向の長さＬ４（図１に示す）は、トレッド接地幅ＴＷの１０％以上、好ましくは１２％以上であり、２０％以下、好ましくは１８％以下である。テーパー部１２のタイヤ軸方向の長さＬ４が１０％未満の場合、浅底部１１近傍のショルダー陸部７と深底部１３近傍のショルダー陸部７との剛性段差が大きくなり、グリップ性能が悪化するおそれがある。テーパー部１２のタイヤ軸方向の長さＬ４が２０％を超える場合、浅底部１１のタイヤ軸方向の長さＬ３又は深底部のタイヤ軸方向の長さが小さくなり、排水性能又はタイヤの真円度が悪化するおそれがある。

上述の作用を効果的に発揮させるため、テーパー部１２のタイヤ軸方向の長さＬ４は、浅底部１１のタイヤ軸方向の長さＬ３の好ましくは１．２倍以上、より好ましくは１．３倍以上であり、好ましくは１．７倍以下、より好ましくは１．６倍以下である。

テーパー部１２の溝底１２ｓは、本実施形態では、タイヤ子午線断面視、直線状に滑らかにのびる。このようなテーパー部１２は、深底部１３から押圧されたトレッドゴムをスムーズに浅底部１１側へ移動させる。なお、テーパー部１２の溝底の形状は、直線状に限定されず、図２（ｂ）に示されるように、タイヤ半径方向内側に凸となる内側凸面１２ａと、該内側凸面１２ａと変曲点ｍを介して連なりタイヤ半径方向の外側に凸となる外凸面１２ｂとの２つの円弧ｒを含む曲線状のものでも良い。このようなテーパー部１２は、ショルダー陸部７の剛性段差をさらに小さくして、グリップ性能をさらに高く確保する。なお、円弧ｒの曲率は、同じものでも異なるものでも良い。

図１のトレッド展開図に示されるように、傾斜溝５は、円弧状にのびる第１傾斜溝５Ａ、該第１傾斜溝５Ａとラグ溝４とのタイヤ周方向の間に配されかつ長手方向の略中間で大きく屈曲する第２傾斜溝５Ｂ、及び、両端がショルダー陸部７内で終端する第３傾斜溝５Ｃとを含む。第１傾斜溝５Ａ及び第２傾斜溝５Ｂは、一端がショルダー陸部７内で終端し他端がトレッド接地端Ｔｅのタイヤ軸方向外側で終端する。

このように本実施形態のショルダー陸部７は、ラグ溝４、及び、傾斜溝５の少なくとも一端がショルダー陸部７内で終端する、タイヤ周方向に連続してのびるリブとして形成される。このため、ショルダー陸部７の剛性が大きく確保され、グリップ性能が高く維持される。また、ラグ溝４、及び、傾斜溝５は、ショルダー陸部７の踏面と路面との間の水膜を効果的に排水する。従って、排水性能が高く確保される。

ラグ溝４、各傾斜溝５は、タイヤ軸方向にのびる溝壁面に、該溝壁面とショルダー陸部７の踏面との交差部を斜めに切欠いた面取り部（図示省略）が設けられても良い。

以上、本発明の空気入りタイヤについて詳細に説明したが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施される。

図１の基本パターンを有するサイズ２４５／４０Ｒ１８の空気入りタイヤが、表１の仕様に基づき試作され、各試供タイヤの排水性能、トレッド部の真円度、グリップ性能及び外観がテストされた。各タイヤの共通仕様は、以下の通りである。表１に記載された溝を除いて各溝の溝幅、タイヤ軸方向の長さ及び角度は、図１に示される通りである。
トレッド接地幅ＴＷ：２１２mm
＜主溝＞
主溝の溝深さＤ１：７．５mm
＜ラグ溝＞
テーパー部の断面形状を表す図：図２（ａ）
＜その他＞
第１傾斜溝の溝深さ：６．１mm
第２傾斜溝の溝深さ：６．１mm
第３傾斜溝の溝深さ：６．１mm
テスト方法は、次の通りである。

＜排水性能＞
試供タイヤを下記の条件にて、乗用車（排気量３０００ｃｃ、国産ＦＲ車）の全輪に装着し、半径１００mのアスファルト路面及び直線４００mのアスファルト路面に、水深１０mm、長さ２０mの水たまりを設けたテストコース上を高速走行し、操縦安定性、直進安定性に対して、ドライバーの官能による評価を行った。
リム：１８×８．５Ｊ
内圧：２３０ｋＰａ（全輪）

＜グリップ性能＞
上記テスト車両にて、乾燥アスファルト路面の上記テストコースをドライバー１名乗車で走行し、直進走行時、及び、旋回走行時のグリップ性能がドライバーの官能評価により、評価された。

＜外観＞
試供タイヤを上記テスト車両に装着した状態で、トレッド部の外観がテスター１０名により評価された。

＜トレッド部の真円度＞
試供タイヤをフォースバリエーション試験機を用い、ＪＡＳＯＣ６０７：２０００のユニフォミティ試験条件に準拠して、ＲＲＯ（ラジアルランナウト）及びＲＦＶ（ラジアルフォースバリエーション）が下記の条件で測定された（試供タイヤ、各２０本の平均値）。
リム：１８×８．５Ｊ
内圧：２３０ｋＰａ
荷重：５．７２ｋＮ
速度：８０ｋｍ／ｈ
テストの結果が表１に示される。

テストの評価は、各テストの総合で評価される。
テストの結果、実施例のタイヤは、比較例に比べて各性能をバランス良く向上させていた。

２トレッド部
３主溝
４ラグ溝
１１浅底部
１２テーパー部
１３深底部
Ｃタイヤ赤道
Ｔｅトレッド接地端
ＴＷトレッド接地幅

Claims

トレッド部に、タイヤ赤道の両側をタイヤ周方向に連続してのびる一対の主溝と、
前記主溝からタイヤ軸方向外側に向かってのびかつトレッド接地端よりもタイヤ軸方向内側で終端する複数本のラグ溝とが設けられた空気入りタイヤであって、
前記ラグ溝は、溝幅がトレッド接地幅の３〜１１％であり、しかも前記ラグ溝は、前記主溝に連なり溝深さが小さい浅底部、該浅底部よりも溝深さが大きい深底部、及び、該深底部と前記浅底部とを継ぎかつ溝深さが前記浅底部に向かって漸減するテーパー部とを含み、
前記浅底部の溝深さは、前記深底部の溝深さの３０％〜６０％であり、
前記浅底部は、タイヤ軸方向の長さが前記トレッド接地幅の５％〜１５％であり、
前記テーパー部は、タイヤ軸方向の長さが前記トレッド接地幅の１０％〜２０％であることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記ラグ溝は、タイヤ周方向に対して４０〜６０°の角度で傾斜する請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記テーパー部のタイヤ軸方向の長さは、前記浅底部のタイヤ軸方向の長さの１．２〜１．７倍以下である請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
前記ラグ溝の溝幅は、前記主溝に向かって漸増している請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
前記主溝とトレッド接地端とで区分された一対のショルダー陸部が配され、
前記ラグ溝のタイヤ軸方向の長さは、前記ショルダー陸部のタイヤ軸方向長さの７５％〜９５％である請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
前記ラグ溝は、溝深さが５mm以上である請求項１乃至５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
前記ラグ溝は、タイヤ周上に１０〜４０本設けられる請求項１乃至６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。