JP6425531B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤにおいて、主溝の溝壁をタイヤ半径方向に対して傾斜させて、タイヤのウェット性能を高く維持して、トレッド部の発生騒音を効果的に低減させる構成が開示されている（特許文献１参照）。また、同様の構成により、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ることが開示されている（特許文献２参照）。

特開平５−３１９０２６号公報 特開２０１１−４６２６０号公報

しかしながら、ゴム流れでゲージが厚くなる主溝の脇では、接地時に圧力が集中することにより接地圧分布が不均一となり易い。特に、タイヤ現象としてのワイピングの影響で、主溝のタイヤ幅方向中央側よりもタイヤ幅方向外側において、接地圧分布の不均一がより顕著に表れる傾向にある。

本発明は、上記事実を考慮して、タイヤの接地面積の減少を抑制しつつ、タイヤの接地圧分布を均一化し、ウェット性能を向上させることを目的とする。

第１の態様に係る空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延びる主溝が形成されたトレッドと、前記トレッドのうち、前記主溝のタイヤ幅方向外側の溝壁とその溝壁を有する外側陸部の踏面とが交わる部位に形成され、前記外側陸部の踏面に対して曲率が連続する曲面を有する外側角部と、前記トレッドのうち、前記主溝のタイヤ幅方向内側の溝壁とその溝壁を有する内側陸部の踏面とが交わる部位に形成され、前記内側陸部の踏面からの落込み量が前記主溝に向かって増加する内側角部と、を有している。

この空気入りタイヤでは、外側角部が、外側陸部の踏面に対して曲率が連続する曲面を有しているので、該外側角部での接地圧の集中が抑制される。また、内側角部が、内側陸部の踏面から落ち込んでいるので、該内側角部での接地圧の集中が抑制される。内側角部の落込み量は、主溝に向かって増加しているので、内側角部での接地面積の減少は少なくなる。このため、タイヤの接地面積の減少を抑制しつつ、タイヤの接地圧分布を均一化し、ウェット性能を向上させることができる。

第２の態様は、第１の態様に係る空気入りタイヤにおいて、前記内側角部は、前記内側陸部の踏面に対して曲率が連続する第１曲面と、前記第１曲面の前記主溝側に連なり前記第１曲面よりも曲率半径が小さい第２曲面とを有する。

この空気入りタイヤでは、内側角部が、内側陸部の踏面に対して曲率が連続する第１曲面と、第１曲面の主溝側に連なり第１曲面よりも曲率半径が小さい第２曲面を有しているので、内側角部での接地圧の集中を更に抑制することができる。

第３の態様は、第２の態様に係る空気入りタイヤにおいて、前記外側角部の曲面の曲率半径は、前記第１曲面の曲率半径及び前記第２曲面の曲率半径の何れよりも小さい。

この空気入りタイヤでは、外側角部の曲面の曲率半径が、内側角部の第１曲面の曲率半径及び第２曲面の曲率半径の何れよりも小さいので、外側陸部の接地面積の減少を抑制し、接地圧分布を均一化することができる。

第４の態様は、第３の態様に係る空気入りタイヤにおいて、前記第１曲面の前記曲率半径が、９〜１８ｍｍである。

第１曲面の曲率半径がこの範囲を下回ると、接地面積の減少が大きくなる。また、第１曲面の曲率半径がこの範囲を上回ると、接地圧集中の抑制効果がなくなる。この空気入りタイヤでは、第１曲面の曲率半径を適切に設定しているので、接地面積の減少を抑制しつつ、接地圧分布を均一化することができる。

第５の態様は、第２〜第４の態様の何れか１態様に係る空気入りタイヤにおいて、前記第１曲面と前記第２曲面とは、曲率が連続している。

この空気入りタイヤでは、内側角部において、第１曲面及び第２曲面の曲率が連続しているので、第１曲面と第２曲面との境界での接地圧の集中を抑制することができる。

第６の態様は、第１〜第５の態様の何れか１態様に係る空気入りタイヤにおいて、前記落込み量が最も大きくなる位置の最大落込み量が、０．６〜１．０ｍｍである。

最大落込み量がこの範囲を下回ると、接地圧集中の抑制効果がなくなる。また、最大落込み量がこの範囲を上回ると、接地面積の減少が大きくなる。この空気入りタイヤでは、最大落込み量の範囲を適切に設定しているので、接地面積の減少を抑制しつつ、接地圧分布を均一化することができる。

本発明に係る空気入りタイヤによれば、タイヤの接地面積の減少を抑制しつつ、タイヤの接地圧分布を均一化し、ウェット性能を向上させることができる、という優れた効果が得られる。

第１実施形態に係る空気入りタイヤの主溝周辺の構造を示す断面図である。 第２実施形態に係る空気入りタイヤの主溝周辺の構造を示す断面図である。 比較例に係る空気入りタイヤの主溝周辺の構造を示す断面図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。

［第１実施形態］
図面において、矢印Ｒ方向はタイヤ半径方向を示し、矢印Ｗ方向はタイヤ幅方向を示す。タイヤ幅方向とは、タイヤ回転軸（図示せず）と平行な方向を意味する。タイヤ幅方向をタイヤ軸方向と言い換えることもできる。また、本実施形態において、「曲率」、「曲率半径」は、タイヤ幅方向断面を基準とする。

各部の寸法測定方法は、ＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）が発行する２０１３年度版ＹＥＡＲ ＢＯＯＫに記載の方法による。

図１において、本実施形態に係る空気入りタイヤ１０は、トレッド１２と、外側角部１４と、内側角部１６と、を有している。

トレッド１２には、タイヤ周方向に延びる主溝１８が、例えば複数本形成されている。主溝１８は、タイヤ幅方向外側の溝壁１８Ａと、タイヤ幅方向内側の溝壁１８Ｂとを有している。

外側角部１４は、トレッド１２のうち、主溝１８のタイヤ幅方向外側の溝壁１８Ａとその溝壁１８Ａを有する外側陸部２４の踏面２４Ａとが交わる部位に形成された面取り部である。この外側角部１４は、外側陸部２４の踏面２４Ａに対して曲率が連続する曲面２８を有している。この曲面２８の曲率半径Ｒｓは、後述する内側角部１６の曲率半径Ｒ１，Ｒ２の何れよりも小さい。曲面２８のタイヤ半径方向内側端は、主溝１８の溝壁１８Ａに連なっている。曲面２８と溝壁１８Ａとは、曲率が連続していてもよい。曲率半径Ｒ２は、トレッド１２の全体的な曲率Ｒｗよりも小さい。なお、曲率が連続するとは、２つの曲線が繋がる端点で、各々の曲線を一階微分した接線の方向が同じとなる（各々の曲線の一次導関数が共通になる）、いわゆる接線連続である。

曲率半径Ｒｓは、例えば２．０〜３．０ｍｍである。この範囲を下回ると、接地圧集中の抑制効果がなくなる。また、この範囲を上回ると、接地面積の減少が大きくなる。

内側角部１６は、トレッド１２のうち、主溝１８のタイヤ幅方向内側の溝壁１８Ｂとその溝壁１８Ｂを有する内側陸部２６の踏面２６Ａとが交わる部位に形成され、内側陸部２６の踏面２６Ａからの落込み量ｄが主溝１８に向かって増加している。具体的には、内側角部１６は、内側陸部２６の踏面２６Ａに対して曲率が連続する第１曲面３１と、第１曲面３１の主溝１８側に連なる第２曲面３２とを有している。第２曲面３２の曲率半径Ｒ２は、第１曲面３１の曲率半径Ｒ１よりも小さい。第１曲面３１と第２曲面３２とは、曲率が連続している。なお、落込み量ｄは、トレッド１２の全体的な曲率Ｒｗの円弧Ｃに立てた垂線Ｌの方向での、該円弧Ｃから内側角部１６の表面までの距離である。

曲率半径Ｒ１は、例えば９．０〜１８．０ｍｍである。この範囲を下回ると、接地面積の減少が大きくなる。また、この範囲を上回ると、接地圧集中の抑制効果がなくなる。曲率半径Ｒ２は、例えば１６０ｍｍである。

内側角部１６における落込み量ｄは、第２曲面３２の主溝１８側の端部の位置で最も大きくなる。この最大落込み量Ｄは、例えば０．６〜１．０ｍｍである。この範囲を下回ると、接地圧集中の抑制効果がなくなる。また、この範囲を上回ると、接地面積の減少が大きくなる。

１つの内側陸部２６のタイヤ幅方向の長さを１００％としたとき、曲率半径Ｒ１を有する第１曲面３１のタイヤ幅方向長さは７〜９％である。第１曲面３１のタイヤ幅方向長さがこの範囲を下回ると、第１曲面３１の接地圧が高くなることで、内側陸部２６の全体の接地圧が不均一となり、ウェット性能が低下する。また、第１曲面３１のタイヤ幅方向長さがこの範囲を上回ると、内側陸部２６の接地面積が小さくなり、ウェット性能が低下する。

また同様に、１つの内側陸部２６のタイヤ幅方向の長さを１００％としたとき、曲率半径Ｒ２を有する第２曲面３２のタイヤ幅方向長さは４１〜４３％である。第２曲面３２のタイヤ幅方向長さがこの範囲を下回ると、第２曲面３２の接地圧が高くなることで、内側陸部２６の全体の接地圧が不均一となり、ウェット性能が低下する。また、第２曲面３２のタイヤ幅方向長さがこの範囲を上回ると、内側陸部２６の接地面積が小さくなり、ウェット性能が低下する。

本実施形態に係る外側角部１４及び内側角部１６の構造は、複数の主溝１８のうち、タイヤ赤道面（図示せず）の両側で、該タイヤ赤道面から夫々最も遠い位置に形成された主溝１８に適用されることが望ましい。

なお、空気入りタイヤ１０における他の部位については、公知の構造を適用することができるので、詳細な説明は省略する。

（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図１において、本実施形態に係る空気入りタイヤ１０では、外側角部１４が、外側陸部２４の踏面２４Ａに対して曲率が連続する曲面２８を有しているので、該外側角部１４での接地圧の集中が抑制される。また、内側角部１６が、内側陸部２６の踏面２６Ａから落ち込んでいるので、該内側角部１６での接地圧の集中が抑制される。内側角部１６の落込み量は、主溝１８に向かって増加しているので、内側角部１６での接地面積の減少は少なくなる。

具体的には、内側角部１６が、内側陸部２６の踏面２６Ａに対して曲率が連続する第１曲面３１と、第１曲面３１の主溝１８側に連なり第１曲面３１よりも曲率半径が小さい第２曲面３２を有しているので、内側角部１６での接地圧の集中を更に抑制することができる。内側陸部２６は外側陸部２４と比較して接地圧分布が均一であるが、第１曲面３１及び第２曲面３２を設けることにより、接地面積の減少をごく僅かに抑えつつ、接地圧分布を更に均一化することができる。

また、内側角部１６において、第１曲面３１及び第２曲面３２の曲率が連続しているので、第１曲面３１と第２曲面３２との境界での接地圧の集中を抑制することができる。

更に、外側角部１４の曲面２８の曲率半径が、内側角部１６の第１曲面３１の曲率半径及び第２曲面３２の曲率半径の何れよりも小さいので、外側陸部の接地面積の減少を抑制し、接地圧分布を均一化することができる。

このように、本実施形態によれば、タイヤの接地面積の減少を抑制しつつ、タイヤの接地圧分布を均一化し、ウェット性能を向上させることができる。

［第２実施形態］
図２において、本実施形態に係る空気入りタイヤ２０では、外側角部１４が、曲面２８と、傾斜面３４とを有している。傾斜面３４は、曲面２８の主溝１８側に連なっており、曲面２８と傾斜面３４とは、曲率が連続している。傾斜面３４の輪郭は、タイヤ幅方向断面において例えば直線状に形成されている。なお、傾斜面３４は、曲面２８の曲率半径Ｒｓに対して大幅に大きな曲率半径（図示せず）を有する曲面であってもよい。

本実施形態では、外側角部１４に傾斜面３４を設けることにより、主溝１８の容積を大きくして、排水性を更に高めることができる。

他の部分については、第１実施形態と同様であるので、同一の部分には図面に同一の符号を付し、説明を省略する。

［他の実施形態］
内側角部１６が、第１曲面３１及び第２曲面３２を有するものとしたが、その少なくとも一方を断面の輪郭が直線的な傾斜面としてもよい。内側角部１６での踏面からの落込み量の増加は２段階に限られず、３段階以上であってもよい。また、第１曲面３１と第２曲面３２との曲率が連続しているものとしたが、これに限られず、曲率が非連続であってもよい。外側角部１４の曲面２８の曲率半径Ｒｓが、第１曲面３１の曲率半径Ｒ１及び第２曲面３２の曲率半径Ｒ２の何れよりも小さいものとしたが、これに限られず、例えばＲｓ≒Ｒ２となるように構成してもよい。

（試験例１）
比較例及び実施例に係る空気入りタイヤについて、接地面積、接地圧分布及びウェット性能についての比較試験を行った。

実施例に係る空気入りタイヤ１０の構成は、図１に示されるとおりである。比較例１，２に係る空気入りタイヤ１００の構成は、図３に示されるとおりである。比較例１，２は、外側角部１４に曲面（実施例における曲面２８）が設けられていない（曲率半径Ｒｓが０である）点で実施例と異なる。

タイヤの仕様及び使用条件は、表１及び次のとおりである。なお、曲率半径Ｒ１については、９〜１８ｍｍが好適範囲である。最大落込み量Ｄについては、０．６〜１．０ｍｍが好適範囲である。そして、曲率半径Ｒsについては、２〜３ｍｍが好適範囲である。
タイヤサイズ：１９５／６５Ｒ１５ ＲＲ６１ＣＺ
Ｒｓ：２．０ｍｍ（実施例１〜５のみ）
Ｒ２：１６０ｍｍ
リム：６．０Ｊ
内圧：１８０ｋＰａ

各試験の内容及び評価方法は、次のとおりである。
［接地面積］
接地面積は、タイヤのトレッドを路面に対して垂直に接地させ、ラジアル荷重として４．５２ｋＮを付与したときに接地する部分の面積である。表１の結果は、比較例１を１００とした指数で示されており、数値が大きいほど接地面積が広いことを示している。

［接地圧分布］
接地圧分布は、タイヤのトレッドを路面に対して垂直に接地させ、ラジアル荷重として４．５２ｋＮを付与したときに接地する路面に対して垂直方向に働く力である。表１の結果は、内側角部１６で比較例１を１００とした指数で示されており、数値が小さいほど接地圧の集中が抑制されていることを示している。

［ウェット性能］
ウェット性能を確認するため、ウェット制動試験を行った。具体的には、ウェット状態のサーキットコースを各種走行モードにて走行したときのブレーキの効き具合について、テストドライバーのフィーリングにより評価した（官能評価）。表１の結果は、比較例１を１００とした指数で示されており、数値が大きいほどウェット性能が高いことを示している。

これらの結果から、実施例１，２，４は、比較例１に対して、接地面積がわずかに減少しているものの、内側角部の接地圧分布が均一化され、ウェット性能が向上又は維持されていることがわかる。実施例３では、曲率半径Ｒ１が好適範囲を上回っているため、ウェット性能がわずかに低下し、内側角部の接地圧分布がやや不均一になっているが、接地面積の減少はない。実施例５では、最大落込み量Ｄが好適値を上回っているため、接地面積が減少し、ウェット性能が低下しているが、内側角部の接地圧分布は若干均一化されている。比較例２では、曲率半径Ｒ１が好適範囲を下回っており、Ｒｓが０であることから、接地面積が減少し、ウェット性能が低下し、内側角部での接地圧分布が不均一になっている。

（試験例２）
表２の［１］に示されるように、１つの内側陸部のタイヤ幅方向の長さを１００％としたとき、曲率半径Ｒ１を有する第１曲面のタイヤ幅方向長さの最適範囲は７〜９％であり、曲率半径Ｒ２を有する第２曲面のタイヤ幅方向長さは４１〜４３％である。

このことを確認するために、上記長さの割合が最適範囲を外れた場合について試験を行った。表２の［２］は第１曲面のタイヤ幅方向長さが最適範囲を下回った場合、［３］は最適範囲を上回った場合を示している。また、表２の［４］は第２曲面のタイヤ幅方向長さが最適範囲を下回った場合、［５］は最適範囲を上回った場合を示している。なお、表２における接地面積、接地圧、ウェット性能の数値は、［１］の最適範囲の場合を１００とした指数により示されている。

［２］のように、第１曲面のタイヤ幅方向長さが最適範囲を下回ると、第１曲面の接地圧が高くなることで、内側陸部の全体の接地圧が不均一となり、ウェット性能が低下する。また、［３］のように、第１曲面のタイヤ幅方向長さが最適範囲を上回ると、内側陸部の接地面積が小さくなり、ウェット性能が低下する。［４］のように、第２曲面のタイヤ幅方向長さが最適範囲を下回ると、第２曲面の接地圧が高くなることで、内側陸部の全体の接地圧が不均一となり、ウェット性能が低下する。そして、［５］のように、第２曲面のタイヤ幅方向長さが最適範囲を上回ると、内側陸部の接地面積が小さくなり、ウェット性能が低下する。このように、第１曲面又は第２曲面の長さが最適範囲を外れると、ウェット性能が低下することがわかる。

１０ 空気入りタイヤ、１２ トレッド、１４ 外側角部、１６ 内側角部、１８ 主溝、１８Ａ 溝壁、１８Ｂ 溝壁、２０ 空気入りタイヤ、２４ 外側陸部、２４Ａ 踏面、２６ 内側陸部、２６Ａ 踏面、２８ 曲面、３１ 第１曲面、３２ 第２曲面、ｄ 落込み量、Ｄ 最大落込み量、Ｒ１ 第１曲面の曲率半径、Ｒ２ 第２曲面の曲率半径、Ｒｓ 曲率半径

Claims (4)

1. タイヤ周方向に延びる主溝が形成されたトレッドと、
   前記トレッドのうち、前記主溝のタイヤ幅方向外側の溝壁とその溝壁を有する外側陸部の踏面とが交わる部位に形成され、前記外側陸部の踏面に対して曲率が連続する曲面を有する外側角部と、
   前記トレッドのうち、前記主溝のタイヤ幅方向内側の溝壁とその溝壁を有する内側陸部の踏面とが交わる部位に形成され、前記内側陸部の踏面からの落込み量が前記主溝に向かって増加する内側角部と、を有し、
   前記内側角部は、前記内側陸部の踏面に対して曲率が連続する第１曲面と、前記第１曲面の前記主溝側に連なり前記第１曲面よりも曲率半径が小さい第２曲面とを有し、
   前記外側角部の曲面の曲率半径は、前記第１曲面の曲率半径及び前記第２曲面の曲率半径の何れよりも小さい空気入りタイヤ。
2. タイヤ周方向に延びる主溝が形成されたトレッドと、
   前記トレッドのうち、前記主溝のタイヤ幅方向外側の溝壁とその溝壁を有する外側陸部の踏面とが交わる部位に形成され、前記外側陸部の踏面に対して曲率が連続する曲面を有する外側角部と、
   前記トレッドのうち、前記主溝のタイヤ幅方向内側の溝壁とその溝壁を有する内側陸部の踏面とが交わる部位に形成され、前記内側陸部の踏面からの落込み量が前記主溝に向かって増加する内側角部と、を有し、
   前記落込み量が最も大きくなる位置の最大落込み量は、０．６〜１．０ｍｍである空気入りタイヤ。
3. 前記第１曲面の前記曲率半径は、９〜１８ｍｍである請求項１又は請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記第１曲面と前記第２曲面とは、曲率が連続している請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の空気入りタイヤ。