JP6484069B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、ショルダー主溝の溝底付近での歪の集中を防止し、耐クラック性能を向上しうる空気入りタイヤに関する。

下記特許文献１は、トレッド部に、複数本の主溝が設けられた空気入りタイヤを提案している。各主溝は、溝底に生じるクラックを抑制するために、溝幅、溝深さ、各溝壁の各溝縁に立てたトレッド法線方向に対する角度、及び、溝底と溝壁との間を繋ぐコーナー部の曲率半径等が規定されている。

特開２０１４−１８９１６１号公報

近年、タイヤのトレッド部には、燃費性能向上のため、より硬度の大きいゴム配合が多用されている。このため、従来のタイヤでは、例えば、リム組みしたタイヤに内圧を充填すると、形状変化が大きいトレッド端側のショルダー主溝の溝底付近に歪みが集中し、ひいては、早期にクラックが生じるおそれがあった。

本発明は、以上のような実状に鑑みなされたもので、ショルダー主溝の溝底付近での歪の集中を効果的に防止し、長期に亘ってクラックの発生を防止しう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。

本発明は、トレッド部に、タイヤ周方向に直線状で連続してのびる４本の主溝が設けられた空気入りタイヤであって、前記主溝は、各トレッド端側の一対のショルダー主溝を含み、前記各ショルダー主溝は、タイヤ赤道からタイヤ軸方向外側に、トレッド半幅の０．５６〜０．６５倍の距離Ｌをそれぞれ隔てた位置に設けられており、前記ショルダー主溝の溝幅Ｗ２は、７．０〜９．０mmの範囲であり、前記ショルダー主溝は、溝底と、一対の溝壁と、前記溝底と前記溝壁との間を滑らかな円弧で繋ぐコーナー部とを含み、前記各溝壁の各溝縁に立てたトレッド法線方向に対する角度θは、１０〜２０度の範囲であり、前記コーナー部の曲率半径Ｒは、２．１〜２．９mmの範囲であることを特徴とする。

本発明に係る前記空気入りタイヤは、前記距離Ｌが、前記トレッド半幅の０．５８〜０．６３倍の範囲であるのが望ましい。

本発明に係る前記空気入りタイヤは、前記曲率半径Ｒが、２．３〜２．７mmの範囲であるのが望ましい。

本発明に係る前記空気入りタイヤは、前記角度θが、１０〜１５度の範囲であるのが望ましい。

本発明の空気入りタイヤは、ショルダー主溝の位置、ショルダー主溝の溝幅Ｗ２、各溝壁の各溝縁に立てたトレッド法線方向に対する角度θ、及び、コーナー部の曲率半径Ｒが一定の範囲に規定される。これらが一定の範囲に規定されることにより、ショルダー主溝の溝底付近での歪の集中が効果的に防止され、ひいては、クラックの発生が長期に亘って防止される。

本発明の一実施形態の空気入りタイヤのタイヤ子午線断面図である。 図１のタイヤの右側の部分拡大図である。 図２のショルダー主溝の部分拡大図である。

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には、本実施形態の空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」と記載される場合がある。）の回転軸を含むタイヤ子午線断面図が示されている。本実施形態のタイヤは、乗用車用のラジアルタイヤとして構成されている。

図１に示されるように、タイヤのトレッド部２には、タイヤ周方向に連続してのびる４本の主溝３が設けられている。主溝３は、例えば、タイヤ赤道Ｃの両側の一対のクラウン主溝４と、各トレッド端Ｔｅ側の一対のショルダー主溝５とを含んでいる。クラウン主溝４及びショルダー主溝５は、タイヤのウエット性能を高いレベルに維持するために、タイヤ周方向に沿って直線状にのびている。

前記「トレッド端」Ｔｅは、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接地面の最もタイヤ軸方向外側の位置である。正規状態でのトレッド端Ｔｅ、Ｔｅ間のタイヤ軸方向距離は、トレッド幅ＴＷとして定義される。

前記「正規状態」とは、タイヤが、正規リム（図示省略）にリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷の状態である。本明細書において、特に断りがない場合、タイヤの各部の寸法は、正規状態での値である。

「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" 、ＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim" である。

「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、例えば、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" である。

「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、例えば、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 "LOAＤ１APACITY" である。

図２には、図１のタイヤの右側の部分拡大図が示されている。図２に示されるように、クラウン主溝４の溝幅Ｗ１は、タイヤ赤道Ｃ側の剛性及び排水性をバランス良く確保するために、トレッド半幅（ＴＷ／２）の５〜２０％の範囲であるのが望ましい。同様の観点から、クラウン主溝４の溝深さＤ１は、５．０〜１３．０mmの範囲であるのが望ましい。

ショルダー主溝５は、タイヤ赤道Ｃからタイヤ軸方向外側に、トレッド半幅（ＴＷ／２）の０．５６〜０．６５倍の距離Ｌを隔てた位置に設けられている。これにより、ショルダー主溝５の溝底６付近に歪みが集中するのが防止される。前記距離Ｌがトレッド半幅（ＴＷ／２）の０．５６倍よりも小さい場合、ショルダー主溝５の溝縁に大きな接地圧が作用し、ひいてはショルダー主溝５の溝底６付近に歪が集中するおそれがある。前記距離Ｌがトレッド半幅（ＴＷ／２）の０．６５倍よりも大きい場合、例えば旋回時、ショルダー主溝５のタイヤ軸方向外側の陸部が変形し易くなり、ひいてはショルダー主溝５の溝底でクラックが発生し易い傾向がある。

上述の作用効果をより一層高めるため、ショルダー主溝５は、より好ましくは、タイヤ赤道Ｃからトレッド半幅（ＴＷ／２）の０．５８〜０．６３倍、さらに好ましくは０．５９〜０．６１倍の距離Ｌを隔てた位置に設けられる。このようなショルダー主溝５は、溝底６付近のクラックの発生を抑制しつつ、操縦安定性能及びノイズ性能をバランス良く高めるのに役立つ。

図３には、図２のショルダー主溝５付近の部分拡大図が示されている。図３に示されるように、ショルダー主溝５は、溝底６と、一対の溝壁７、７と、溝底６と溝壁７との間を滑らかな円弧で繋ぐコーナー部８とを含んで形成されている。

ショルダー主溝５の溝幅Ｗ２は、７．０〜９．０mmの範囲で定められる。前記溝幅Ｗ２が、９．０mmより大きい場合、ショルダー主溝５の溝底６付近の歪が大きくなり、しかも、ショルダー主溝５のポンピング音が増加するおそれがある。逆に、前記溝幅Ｗ２が、７．０mm未満の場合、ショルダー主溝５の排水性が低下し、ウエット性能を維持できないおそれがある。

上述の観点から、ショルダー主溝５の溝深さＤ２は、好ましくは、クラウン主溝４の溝深さＤ１と同程度である。なお、溝壁７とトレッド表面とが接する溝縁には、溝縁の接地圧を低減するために、直線状又は曲線状の面取りが形成されても良い。このような態様では、溝幅Ｗ２及び溝深さＤ２の測定に、面取りを考慮せず、溝壁７とトレッド表面の各延長線の交点が用いられる。

各溝壁７の各溝縁に立てたトレッド法線方向Ｎに対する角度θは、１０〜２０度の範囲で定められる。前記角度θが１０度未満の場合、溝底６付近の歪を溝壁７を介して分散させるのが困難となり、溝底６にクラックが生じるおそれがある。しかも、このような溝壁７の角度θは、陸部をタイヤ軸方向に変形し易くし、操縦安定性能を低下させる傾向がある。

逆に、角度θが２０度より大きい場合、例えば、石噛みによって溝底のクラックを招くおそれがある。しかも、このような溝壁７の角度θは、主溝の容積を低下させ、ひいてはウェット性能を低下させるおそれがある。このような観点から、前記角度θは、より好ましくは、１０〜１５度の範囲で定められる。

コーナー部８の曲率半径Ｒは、２．１〜２．９mmの範囲で定められる。曲率半径Ｒが２．１mm未満の場合、溝底６付近の歪をコーナー部８を介して分散させるのが困難となり、溝底６にクラックが生じるおそれがある。逆に、曲率半径Ｒが２．９mmより大きい場合、溝容積が低下し、十分な排水性を確保できないおそれがある。このような観点から、曲率半径Ｒは、より好ましくは、２．３〜２．７mmの範囲で定められる。

本実施形態のタイヤは、ショルダー主溝５の位置、ショルダー主溝５の溝幅Ｗ２、各溝壁７の各溝縁に立てたトレッド法線方向Ｎに対する角度θ、及び、コーナー部８の曲率半径Ｒが上述のように一定の範囲に規定される。これらが組み合わせて規定されることにより、ショルダー主溝５の溝底６付近での歪の集中が効果的に防止され、ひいては、クラックの発生が長期に亘って防止される。

また、本実施形態では、溝底６は、各コーナー部８の間をタイヤ軸方向にのびる直線状部を有する態様が示されているが、コーナー部８の曲率半径Ｒを大きな値に規定するため、溝底６は、例えば、各コーナー部８を滑らかに繋いだ円弧状部を有する態様であっても良い。

図２に示されるように、トレッド部２には、ショルダー主溝５とトレッド端Ｔｅとの間にショルダー陸部９が区分されている。本実施形態のショルダー陸部９のプロファイルは、略円弧状に形成される。このようなショルダー陸部９は、接地時の応力をタイヤ軸方向に分散でき、ショルダー主溝５の溝底６付近に歪が集中するのを防止するのに役立つ。

ショルダー陸部９は、排水性を向上させるため、例えば、タイヤ軸方向にのびる複数のショルダー横溝１６が形成された態様であっても良い。但し、ショルダー主溝５の溝底６付近の剛性の低下を抑制し、クラックの発生を防止するため、ショルダー横溝１６のタイヤ軸方向の内端１７は、ショルダー主溝５に連通することなく、ショルダー陸部９内で終端するのが望ましい。なお、ショルダー陸部９は、その剛性を緩和させるため、例えば、ショルダー主溝５に連通する所謂サイプ（図示省略。）が設けられた態様であっても良い。

本実施形態のタイヤは、トレッド部２からサイドウォール部１０を経てビード部（図示省略。）にのびるカーカス１１と、カーカス１１のタイヤ半径方向外側に配されたベルト層１２と、ベルト層１２のタイヤ半径方向外側に配されたトレッドゴム１３とを含んで構成されている。

本実施形態のトレッドゴム１３は、タイヤ半径方向内側のベースゴム１４と、タイヤ半径方向外側のキャップゴム１５とを含んで構成されている。

ベースゴム１４は、例えば、天然ゴムやブタジエンゴム等のゴム成分１００質量部に対して、４０〜８０質量部のＢＥＴ比表面積が７０〜２５０ｍ2／ｇのシリカ、ならびに、２．５〜６質量部のステアリン酸、飽和脂肪酸金属塩および特定の離型剤からなる群から選ばれる少なくとも１種を含有するゴム配合により構成される。このようなベースゴム１４は、変形時の発熱を抑制でき、燃費性能の向上に役立つ。

キャップゴム１５は、例えば、天然ゴムやブタジエンゴム等のゴム成分１００質量部に対して、６０〜１２０質量部のＢＥＴ比表面積が７０〜２５０ｍ2／ｇのシリカ、ならびに、２．５〜６質量部のステアリン酸、飽和脂肪酸金属塩および特定の離型剤からなる群から選ばれる少なくとも１種を含有するゴム配合により構成される。このようなキャップゴム１５は、変形時の発熱を抑制でき、燃費性能の向上に役立つ。

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、本発明はこ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うる。

図１のトレッド部を有する乗用車用空気入りタイヤ（サイズ：１７５／６０Ｒ１６）が、表１の仕様に基づいて試作され、それらの性能がテストされた。
共通仕様やテスト方法は次の通りである。
リムサイズ：１６×５Ｊ
ショルダー主溝の溝深さＤ２：８．０mm

＜耐クラック性能＞
各試供タイヤのショルダー主溝の溝底に、タイヤ周方向に沿って８．０mm、深さ２．０mmのカット溝を４カ所に設け、規定最大内圧を充填したときのカット溝の最大幅が測定された。評価は、測定されたカット溝の最大幅の逆数で行われ、比較例１の値を１００とする指数で表示されている。数値が大きい程、カット溝の最大幅が小さく、耐クラック性能が優れていることを示す。

＜ウエット性能＞
各試供タイヤが、内圧２３０kPaにてテスト車両の全輪に装着され、５mmの水膜が設けられたウエットアスファルト路面にて、テストドライバーにより、２速、１５００ｒｐｍで走行させ、クラッチを繋いだ瞬間から１０ｍ地点を通過するまでの時間が測定された。評価は、測定された時間の逆数で行われ、比較例１を１００とする指数で表示されている。数値が大きい程、ウエット性能が優れていることを示す。

＜操縦安定性能＞
上記車両にて、ドライアスファルト路面のテストコースをテストドライバー１名乗車で走行し、旋回時のハンドル応答性、剛性感及びグリップ等に関する特性が、ドライバーの官能により評価された。結果は、比較例１を１００とする評点であり、数値が大きいほど操縦安定性能に優れる。

＜ノイズ性能＞
テスト車両で乾燥したアスファルト路面を６０km/hの速度で走行したときの８００〜１０００Hzの高周波ノイズが測定された。車内騒音は、運転席の頭部に位置するマイクで計測された。評価は、騒音の大きさ（db）の逆数で行われ、比較例１を１００とする指数で示されている。数値が大きい程、ノイズ性能に優れていることを示す。
テストの結果が表１に示される。

表１に示されるように、各実施例のタイヤは、極めて高い水準まで耐クラック性能を向上しうることが確認できた。しかも、各実施例のタイヤは、ウエット性能、操縦安定性能、及び、ノイズ性能が、バランス良く高められていることが確認できた。

２ トレッド部
３ 主溝
５ ショルダー主溝
６ 溝底
７ 溝壁
８ コーナー部
Ｃ タイヤ赤道
Ｔｅ トレッド端

Claims (6)

1. トレッド部に、タイヤ周方向に直線状で連続してのびる４本の主溝が設けられた空気入りタイヤであって、
   前記主溝は、各トレッド端側の一対のショルダー主溝を含み、
   前記各ショルダー主溝は、タイヤ赤道からタイヤ軸方向外側に、トレッド半幅の０．５６〜０．６５倍の距離Ｌをそれぞれ隔てた位置に設けられており、
   前記ショルダー主溝の溝幅Ｗ２は、７．０〜９．０mmの範囲であり、
   前記ショルダー主溝は、溝底と、一対の溝壁と、前記溝底と前記溝壁との間を滑らかな円弧で繋ぐコーナー部とを含み、
   前記各溝壁の各溝縁に立てたトレッド法線方向に対する角度θは、１０〜２０度の範囲であり、
   前記コーナー部の曲率半径Ｒは、２．１〜２．９mmの範囲であり、
   前記トレッド部には、前記ショルダー主溝と前記トレッド端との間にショルダー陸部が区分され、
   前記ショルダー陸部には、タイヤ軸方向にのびる複数のショルダー横溝が形成され、
   前記ショルダー横溝のタイヤ軸方向の内端は、前記ショルダー主溝に連通することなく、前記ショルダー陸部内で終端することを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記距離Ｌは、前記トレッド半幅の０．５８〜０．６３倍の範囲である請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記曲率半径Ｒは、２．３〜２．７mmの範囲である請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記角度θは、１０〜１５度の範囲である請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記ショルダー陸部のプロファイルは、略円弧状に形成される請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記トレッド部からサイドウォール部を経てビード部にのびるカーカスと、前記カーカスのタイヤ半径方向外側に配されたベルト層と、前記ベルト層のタイヤ半径方向外側に配されたトレッドゴムとを含んで構成され、
   前記トレッドゴムは、タイヤ半径方向内側のベースゴムと、タイヤ半径方向外側のキャップゴムとを含んで構成される請求項１乃至５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
   

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