JP6094249B2

JP6094249B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP6094249B2
Application number: JP2013027952A
Authority: JP
Inventors: 裕太内田
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2013-02-15
Filing date: 2013-02-15
Publication date: 2017-03-15
Anticipated expiration: 2033-02-15
Also published as: JP2014156187A

Description

本発明は、タイヤプロファイルに変更を加えた空気入りタイヤに関する。

従来、タイヤプロファイルに変更を加えた空気入りタイヤが知られている（例えば、特許文献１から５参照）。

特許文献１では、周方向溝の形状に変更が加えられている。特許文献２では、ショルダー部にタイヤ半径方向外側に突出する膨出部が形成されている。特許文献３では、タイヤ幅方向中央領域のプロファイルラインをタイヤ幅方向外側領域のプロファイルラインよりもタイヤ径方向内側に凹ませている。特許文献４では、ショルダー領域のプロファイルラインをタイヤ径方向内側に凹ませている。特許文献５では、トレッド接地端側のトレッド表面をタイヤ径方向内側に凹ませている。

特開２０１１−８８４９７号公報特開平０９−２０７５２０号公報特開２０１０−１７９７７６号公報特開２００６−２１７０２号公報特開２００７−６９６６５号公報

特許文献１から５に開示された技術によれば、転がり抵抗性能、パターンノイズ性能、耐摩耗性能、操縦安定性能、轍走行性能、耐久性能、制動性能及びコーナリングフォースに関する性能の少なくともいずれかは改善される。しかしながら、これらの技術によって、特にタイヤにキャンバー角が付与された状態での車両走行時に要求される性能、即ち高速耐久性能とウェット性能とがバランス良く改善されるか否かは不明である。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、高速耐久性能とウェット性能とをバランス良く改善した、空気入りタイヤを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る空気入りタイヤにおいては、車両に対してその装着方向が一方向に定められており、タイヤ赤道面によって分割された車両装着内側領域に、少なくとも２本の周方向主溝が設けられていることにより、複数の陸部が区画形成されている。このような前提の下、正規内圧を充填し、かつ、正規荷重を付与した場合に、上記車両装着内側のプロファイルラインが、車両装着外側のプロファイルラインを、上記タイヤ赤道面を基準に反転させた仮想線よりもタイヤ径方向内側に凹む、凹みプロファイルラインを含む。また、上記仮想線に対して、タイヤ径方向内側の０．３ｍｍから２．５ｍｍに位置するオフセットラインをさらに仮想した場合に、少なくとも車両装着内側の領域を含む上記陸部の少なくとも１つは、上記オフセットラインよりもタイヤ径方向外側に突出している。

本発明に係る空気入りタイヤでは、車両装着内側のプロファイルラインと、車両装着内側に存在する陸部とに設計変更を加えている。その結果、高速耐久性能とウェット性能とをバランス良く改善することができる。

図１は、本発明の実施の形態に係る空気入りタイヤのトレッド部のプロファイルラインを示すタイヤ子午断面図である。

以下に、本発明に係る空気入りタイヤの実施の形態（以下に示す、基本形態及び付加的形態）を、図面に基づいて詳細に説明する。なお、これらの実施の形態は、本発明を限定するものではない。また、上記実施の形態の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。さらに、上記実施の形態に含まれる各種形態は、当業者が自明の範囲内で任意に組み合わせることができる。

［基本形態］
以下に、本発明に係る空気入りタイヤについて、その基本形態を説明する。以下の説明において、タイヤ径方向とは、空気入りタイヤの回転軸と直交する方向をいい、タイヤ径方向内側とはタイヤ径方向において回転軸に向かう側、タイヤ径方向外側とはタイヤ径方向において回転軸から離れる側をいう。また、タイヤ周方向とは、上記回転軸を中心軸とする周り方向をいう。さらに、タイヤ幅方向とは、上記回転軸と平行な方向をいい、タイヤ幅方向内側とはタイヤ幅方向においてタイヤ赤道面ＣＬに向かう側、タイヤ幅方向外側とはタイヤ幅方向においてタイヤ赤道面ＣＬから離れる側をいう。なお、タイヤ赤道面ＣＬとは、空気入りタイヤの回転軸に直交するとともに、空気入りタイヤのタイヤ幅の中心を通る平面である。

図１は、本発明の実施の形態に係る空気入りタイヤのトレッド部のプロファイルラインを示すタイヤ子午断面図である。同図に示すトレッド部は、ゴム材（トレッドゴム）からなり、空気入りタイヤのタイヤ径方向の最も外側で露出し、その表面が空気入りタイヤの輪郭となる。このトレッド部の表面は、空気入りタイヤを装着する車両（図示せず）が走行した際に路面と接触する面であるトレッド表面１０として形成されている。

本実施の形態の空気入りタイヤは、車両に対してその装着方向が一方向に定められている。即ち、図１に示す例では、タイヤ赤道面ＣＬを基準に、その左側がタイヤ装着外側であり、その右側がタイヤ装着内側である。

そして、タイヤ赤道面ＣＬによって分割された車両装着内側領域に、少なくとも２本の、図１に示すところでは２本の、タイヤ周方向に延在する周方向主溝１２、１４が設けられていることにより、複数の陸部１６、１８、２０が区画形成されている。なお、図１に示す例において、周方向溝は、車両装着内側に設けられた溝１２、１４のみが示されているが、実際には、車両装着外側にも周方向溝は存在する。車両装着外側については、後述する車両内側の仮想線ＶＬの理解のために、溝が設けられていない状態が示されている。

以上のような前提の下、本実施の形態においては、正規内圧を充填し、かつ、正規荷重を負荷した場合に、図１に示すように、タイヤ幅方向の陸部形成領域における車両装着内側のプロファイルラインＰＬが、車両装着外側のプロファイルラインを、タイヤ赤道面ＣＬを基準に反転させた仮想線ＶＬ（図１の短い点線）よりもタイヤ径方向内側に凹む、凹みプロファイルラインＤＰＬを含む。

ここで、正規内圧とは、ＪＡＴＭＡで規定する「最高空気圧」、ＴＲＡで規定する「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に記載の最大値、又はＥＴＲＴＯで規定する「INFLATION PRESSURES」をいう。また、正規荷重とは、ＪＡＴＭＡで規定する「最大負荷能力」、ＴＲＡで規定する「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に記載の最大値、又はＥＴＲＴＯで規定する「LOAD CAPACITY」をいう。

図１において、凹みプロファイルラインＤＰＬは、タイヤ赤道面ＣＬ上の点Ｐ_０から接地端Ｅまで延在する曲線（図１の実線）で示される。しかしながら、凹みプロファイルラインＤＰＬの、タイヤ幅方向の溝形成領域は、実際のプロファイルラインＰＬに含まれない。従って、車両装着内側のプロファイルラインＰＬは、凹みプロファイルラインＤＰＬのうちのタイヤ幅方向の陸部形成領域と、各溝のプロファイルラインと、接地端Ｅよりもタイヤ幅方向外側のプロファイルラインとからなるものである。

ここで、本実施の形態の凹みプロファイルラインＤＰＬの一例を説明する。説明の前提において、仮想線ＶＬに平行であって、かつ、仮想線ＶＬに対してタイヤ径方向内側の０．３[ｍｍ]から２．５[ｍｍ]の位置に延在するオフセットラインＯＬ（図１の長い点線）をさらに仮想する。この場合に、凹みプロファイルラインＤＰＬは、タイヤ幅方向内側から外側に向けて、以下の第１から第３の線分ＤＰＬ_１、ＤＰＬ_２、ＤＰＬ_３を含むラインとすることができる。

第１の線分ＤＰＬ_１は、図１に示すように、仮想線ＶＬ上かつタイヤ赤道面ＣＬ上の点Ｐ_０から、タイヤ幅方向外側に向かってオフセットラインＯＬに徐々に近づき、オフセットラインＯＬ上の点Ｐ_１に至る線分である。第２の線分ＤＰＬ_２は、同様に、第１の線分ＤＰＬ_１に対してタイヤ幅方向外側の線分であって、点Ｐ_１から、オフセットラインＯＬ上を点Ｐ_２までタイヤ幅方向外側に延在する線分である。第３の線分ＤＰＬ_３は、同様に、第２の線分ＤＰＬ_２に対してタイヤ幅方向外側の線分であって、点Ｐ_２からタイヤ幅方向外側に向かってオフセットラインＯＬから徐々に離間して接地端である点Ｐ_３（Ｅ）まで延在する線分である。

次に、本実施の形態においては、少なくとも車両装着内側の領域を含む陸部の少なくとも１つ、図１に示すところにおいては、陸部１６、１８、２０が、オフセットラインＯＬよりもタイヤ径方向外側に突出している。

ここで、少なくとも車両装着内側の領域を含む陸部とは、図１に示す陸部１８、２０のようにタイヤ幅方向においてその全てが車両装着内側にあるものは勿論、同図に示す陸部１６のようにタイヤ幅方向においてその一部が車両装着内側にあるものも含まれる。

（作用等）
通常、タイヤにキャンバー角が付与された状態での車両走行時において、タイヤの接地面積は、車両装着外側に対して車両装着内側で大きくなる。この現象は、特に、大きな遠心力に対抗する大きなキャンバースラストが必要な高速走行時に顕著にみられる。このような車両走行時には、車両装着外側に対して車両装着内側で摩耗が激しく起こるため、タイヤの耐久性能を確保するためには、車両装着内側の接地面積を意図的に小さくして、車両装着内側における摩耗を低減することが考えられる。

このような事情に鑑み、本実施の形態では、図１に示すように、車両装着内側のプロファイルラインＰＬには、車両装着外側のプロファイルラインを、タイヤ赤道面を基準に反転させた仮想線ＶＬよりもタイヤ径方向内側に凹む、凹みプロファイルラインＤＰＬを含ませている。これにより、車両装着内側の接地面積を意図的に小さくして、車両装着内側における摩耗を低減することができる。その結果、車両装着外側と車両装着内側とにおいて摩耗の度合いを極端に異ならせることなく、摩耗によるタイヤの寿命を効率的に設定することができ、耐久性能を改善することができる。

特に、オフセットラインＯＬを、仮想線ＶＬに対してタイヤ径方向内側０．３ｍｍの位置からタイヤ径方向内側に延在させることにより、車両装着内側の接地面積を確実に小さくして、車両装着内側における摩耗を低減し、耐久性能を改善することができる。

また、オフセットラインＯＬを、仮想線ＶＬに対してタイヤ径方向内側２．５ｍｍの位置からタイヤ径方向外側に延在させることにより、車両装着内側における接地面積を過度に小さくすることなく、通常走行時の操縦安定性能の劣化を防止することができる。

次に、上記のように車両装着内側に凹みプロファイルラインＤＰＬを含ませた場合には、タイヤ転動時に、凹みプロファイルラインＤＰＬの領域と路面との間に水の膜が形成され易くなって排水性能（ウェット性能）が劣化する。しかしながら、本実施の形態では、図１に示すように、例えば車両装着内側の陸部１８を、オフセットラインＯＬよりもタイヤ径方向外側に突出させている。これにより、車両装着内側において、タイヤ転動時に、凹みプロファイルラインＤＰＬの領域と路面との間に水の膜を多く形成させることなく、タイヤが水を押し退ける力を増大させることができ、ウェット性能の低減を防止することができる。

以上のように、本実施の形態に係る空気入りタイヤでは、車両装着内側において車両装着外側よりもタイヤ径方向内側に凹ませた領域を部分的に設けて高速耐久性能を改善するともに、上記領域内でタイヤ径方向に突出する陸部を局所的に設けて排水性能の低減防止を図っている。その結果、高速耐久性能とウェット性能とをバランス良く改善することができる。

なお、以上に示す本実施形態の空気入りタイヤは、図示しないが、従来の空気入りタイヤと同様のビード部からサイドウォール部にかけての子午断面形状を有する。本実施の形態の空気入りタイヤは、タイヤ子午断面視で、タイヤ径方向内側から外側に向かって、ビード部、サイドウォール部、そして図１に示すようなトレッド部を有する。そして、この空気入りタイヤは、例えば、タイヤ子午断面視で、トレッド部から両側のビード部まで延在して一対のビードコアの周りで巻回されたカーカス層と、上記カーカス層のタイヤ径方向外側に順次形成された、ベルト層及びベルト補強層とを備える。

また、本実施の形態の空気入りタイヤは、通常の各製造工程、即ち、タイヤ材料の混合工程、タイヤ材料の加工工程、グリーンタイヤの成型工程、加硫工程及び加硫後の検査工程等を経て得られるものである。本実施の形態の空気入りタイヤを製造する場合には、特に、図１に示すような車両装着内側のトレッドパターンを形成できるような金型を用いて加硫を行う。

[付加的形態]
次に、本発明に係る空気入りタイヤの上記基本形態に対して、任意選択的に実施可能な、付加的形態を説明する。

基本形態においては、少なくとも車両装着内側の領域を含む陸部の少なくとも１つ、図１に示すところでは、３つの陸部１４、１６、１８の、オフセットラインＯＬを基準としたタイヤ径方向外側における突出量は、陸部の幅の３．０％以下であり、かつ、突出した陸部１４、１６、１８のタイヤ径方向最外位置が、仮想線ＶＬよりもタイヤ径方向内側に位置すること（付加的形態）が好ましい。

上記突出量を陸部の幅の陸部の幅の３．０％以下とすることにより、ユニフォミティの劣化を抑制することができる。また、突出した陸部のタイヤ径方向最外位置を、仮想線ＶＬよりもタイヤ径方向内側に位置させることで、車両装着内側の接地面積を確実に小さくして、車両装着内側における摩耗を低減し、車両装着外側と車両装着内側とにおける摩耗の度合いをより均等にし、耐久性能をさらに改善することができる。

表２に示す諸条件（車両装着内側のプロファイルラインが、車両装着外側のプロファイルラインを、タイヤ赤道面を基準に反転させた仮想線よりもタイヤ径方向内側に凹む、凹みプロファイルラインを含むか否か（凹みプロファイルラインの有無）、上記仮想線に対して、タイヤ径方向内側の０．３ｍｍから２．５ｍｍに位置するオフセットラインをさらに仮想した場合に、少なくとも車両装着内側の領域を含む上記陸部の少なくとも１つが、上記オフセットラインよりもタイヤ径方向外側に突出しているか否か（陸部の突出態様）、少なくとも車両装着内側の領域を含む陸部の少なくとも１つの、オフセットラインを基準としたタイヤ径方向外側における突出量が、陸部の幅の３．０％以下であることに適合するか否か（陸部の突出程度１）、突出した陸部のタイヤ径方向最外位置が、仮想線よりもタイヤ径方向内側であることに適合するか否か（陸部の突出程度２））等に従い、従来例、比較例及び実施例１から実施例７の空気入りタイヤを作製した。

従来例、比較例及び実施例１から実施例７のタイヤ（試験タイヤ）について、タイヤサイズは２９５／３５Ｒ２１とし、これらの全ての試験タイヤについて、キャンバー付き高速耐久性能（高速耐久性能）及びウェット性能を評価した。これらの結果を表２に併記する。

（高速耐久性能）
各試験タイヤを、２１ｘ１０Ｊのリムに空気圧３４０ｋＰａで組み付け、荷重７．６５ｋＮを加えるとともに、キャンバー角を２．７度（ネガティブキャンバー）として、ドラム耐久試験機上を走行させた。

走行に際し、表１に示す段階０から順に段階１、段階２、．．．、段階１０となるように、所定の走行時間を区切って試験速度を変化させ、どの段階で故障が起こったのかをドラム耐久試験機によって検知した。なお、段階１０以降の段階１１、段階１２、...については、表１には示さないが、段階１０に対して順次＋１０ｋｍ／時間の試験速度としてそれぞれ２０分間走行させた。即ち、段階１１では試験速度を３１０ｋｍ／時間として２０分間走行させた。また、段階１２では試験速度を３２０ｋｍ／時間として２０分間走行させた。

そして、従来例の故障検知段階を基準に、何段階向上したのか（何段階先まで進んだのか）、或いは何段階低下したのか（何段階手前で終了したのか）を評価した。その結果を表２に併記する。ここで、暫定的に、１段階向上（低下）したとは、従来例に対して＋（−）１０ｋｍ／時間の速度で２０分間の走行ができた（の走行に終わった）ことを意味する。また、０．５段階向上（低下）したとは、従来例に対して＋（−）１０ｋｍ／時間の速度で１０分間の走行ができた（の走行に終わった）ことを意味する。

（ウェット性能）
各試験タイヤを、２１ｘ１０Ｊのリムに空気圧２６０ｋＰａで組み付け、排気量３０００ＣＣの乗用車に装着し、水深１０ｍｍのプールに速度を変えて進入し、テストドライバ−によるハイドロプレーニング発生速度を計測した。そして、この計測結果に基づいて従来例を基準（１００）とした指数評価を行った。この評価は、指数が大きいほど、耐ハイドロプレーニング性能が高いことを示す。この結果を表２に併記する。

表２によれば、本発明の技術的範囲に属する（車両装着内側のプロファイルラインとして凹みプロファイルラインを含み、かつ、陸部が所定の突出態様となっている）実施例１から実施例７の空気入りタイヤについては、いずれも、本発明の技術的範囲に属しない、従来例及び比較例の空気入りタイヤに対して、高速耐久性能とウェット性能とのいずれもが劣化せず、即ちこれらの性能がバランス良く改善されていることが判る。

本発明は以下の態様を包含する。

（１）車両に対してその装着方向が一方向に定められており、タイヤ赤道面によって分割された車両装着内側領域に、少なくとも２本の周方向主溝が設けられていることにより、複数の陸部が区画形成されている空気入りタイヤにおいて、正規内圧を充填し、かつ、正規荷重を付与した場合に、上記車両装着内側のプロファイルラインが、車両装着外側のプロファイルラインを、上記タイヤ赤道面を基準に反転させた仮想線よりもタイヤ径方向内側に凹む、凹みプロファイルラインを含み、上記仮想線に対して、タイヤ径方向内側の０．３ｍｍから２．５ｍｍに位置するオフセットラインをさらに仮想した場合に、少なくとも車両装着内側の領域を含む上記陸部の少なくとも１つは、上記オフセットラインよりもタイヤ径方向外側に突出している空気入りタイヤ。

（２）上記凹みプロファイルラインは、上記仮想線上かつ上記タイヤ赤道面上の点からタイヤ幅方向外側に向かって上記オフセットラインに徐々に近づく第１の線分と、上記第１の線分に対してタイヤ幅方向外側の線分であって、上記オフセットライン上をタイヤ幅方向外側に延在する第２の線分と、上記第２の線分に対してタイヤ幅方向外側の線分であって、タイヤ幅方向外側に向かって上記オフセットラインから徐々に離間して接地端まで延在する第３の線分とを含む、上記（１）に記載の空気入りタイヤ。

（３）少なくとも車両装着内側の領域を含む上記陸部の少なくとも１つの、上記オフセットラインを基準としたタイヤ径方向外側における突出量は、上記陸部の幅の３．０％以下であり、かつ、上記突出した陸部のタイヤ径方向最外位置が、上記仮想線よりもタイヤ径方向内側に位置する、上記（１）又は（２）に記載の空気入りタイヤ。

１０トレッド表面
１２、１４周方向主溝
１６、１８、２０陸部
ＶＬ仮想線
ＰＬ車両装着内側のプロファイルライン
ＤＰＬ凹みプロファイルライン
ＯＬオフセットライン
ＤＰＬ_１第１の線分
ＤＰＬ_２第２の線分
ＤＰＬ_３第３の線分
Ｐ_０タイヤ赤道面上の点
Ｐ_１第１のプロファイルラインと第２のプロファイルラインとの境界点
Ｐ_２第２のプロファイルラインと第３のプロファイルラインとの境界点
Ｐ_３（Ｅ）接地端

Claims

車両に対してその装着方向が一方向に定められており、タイヤ赤道面によって分割された車両装着内側領域に、少なくとも２本の周方向主溝が設けられていることにより、複数の陸部が区画形成されている空気入りタイヤにおいて、
正規内圧を充填し、かつ、正規荷重を負荷した場合に、
前記車両装着内側のプロファイルラインが、車両装着外側のプロファイルラインを、前記タイヤ赤道面を基準に反転させた仮想線よりもタイヤ径方向内側に凹む、凹みプロファイルラインを含み、
前記仮想線に対して、タイヤ径方向内側の０．３ｍｍから２．５ｍｍに位置するオフセットラインであって、前記仮想線からのタイヤ径方向距離がタイヤ幅方向において一定であるオフセットラインをさらに仮想した場合に、少なくとも車両装着内側の領域を含む前記陸部の少なくとも１つは、前記オフセットラインよりもタイヤ径方向外側に突出している
空気入りタイヤ。
前記凹みプロファイルラインは、
前記仮想線上かつ前記タイヤ赤道面上の点からタイヤ幅方向外側に向かって前記オフセットラインに徐々に近づく第１の線分と、
前記第１の線分に対してタイヤ幅方向外側の線分であって、前記オフセットライン上をタイヤ幅方向外側に延在する第２の線分と、
前記第２の線分に対してタイヤ幅方向外側の線分であって、タイヤ幅方向外側に向かって前記オフセットラインから徐々に離間して接地端まで延在する第３の線分と
を含む、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
少なくとも車両装着内側の領域を含む前記陸部の少なくとも１つの、前記オフセットラインを基準としたタイヤ径方向外側における突出量は、前記陸部の幅の３．０％以下であり、かつ、前記突出した陸部のタイヤ径方向最外位置が、前記仮想線よりもタイヤ径方向内側に位置する、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。