JP6891694B2

JP6891694B2 - タイヤ

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Publication number: JP6891694B2
Application number: JP2017142104A
Authority: JP
Inventors: 展寛菅野
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2017-07-21
Filing date: 2017-07-21
Publication date: 2021-06-18
Anticipated expiration: 2037-07-21
Also published as: JP2019018830A

Description

本発明は、タイヤに関し、詳しくは、サーキットでの高速走行に適したタイヤに関する。

近年、公道及びサーキットでの走行に利用される高性能タイヤが提案されている（例えば、下記特許文献１）。この種のタイヤは、通常、サーキットでのドライ走行性能を高めるために大きなランド比が求められる一方、サーキットでのウェット走行性能を確保する必要もある。これらの要求を最適化するために、上記タイヤでは、ドライ走行への影響が比較的小さい車両装着時に車両内側となる内側トレッド部のみに、タイヤ周方向に連続して延びる主溝が設けられている。また、上記タイヤは、ウェット路面でも高いグリップ性能が得られるように、通常、トレッドゴムに、ゴム硬度が低いハイグリップコンパウンドが採用される傾向がある。

特開２０１７−０３０６０４号公報

種々の実験の結果、上記タイヤは、ウェット路面での旋回走行時、ハイドロプレーニング現象が生じ易い傾向があることが判明した。この点について、さらに鋭意研究を重ねたところ、旋回走行時にトレッド部に作用する大きな横力により、主溝の溝壁が、主溝容積を減少させるような向きに押しつぶされ、接地面内において、充分な排水経路が確保されていないことが原因であることを突き止めた。

本発明は、以上のような問題点に鑑み案出されたもので、優れたドライ走行性能を発揮しつつ、ウェット路面での高速旋回時のハイドロプレーニング現象の発生を抑制し得る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、車両への装着方向が指定されたトレッド部を有するタイヤであって、前記トレッド部は、車両装着時に車両内側に位置する内側トレッド端からタイヤ赤道までの領域である内側トレッド部と、車両装着時に車両外側に位置する外側トレッド端からタイヤ赤道までの領域である外側トレッド部とを有し、前記内側トレッド部には、タイヤ周方向に連続して延びる少なくとも１本の主溝が形成されており、前記外側トレッド部には、タイヤ周方向に連続して延びる主溝が設けられておらず、前記トレッド部は、トレッド接地面の主要部を構成するベースゴムと、前記主溝の少なくとも両側の溝壁を構成する溝壁ゴムとを含み、前記溝壁ゴムのゴム硬さが、前記ベースゴムのゴム硬さよりも高い。

本発明のタイヤにおいて、前記ベースゴムは、ＪＩＳＫ６２５３のタイプＡデュロメータに準拠したゴム硬さが６２度以下であることが望ましい。

本発明のタイヤにおいて、前記ベースゴムは、ＪＩＳＫ６２５３のタイプＡデュロメータに準拠したゴム硬さが５０〜６２度であることが望ましい。

本発明のタイヤにおいて、前記溝壁ゴムは、ＪＩＳＫ６２５３のタイプＡデュロメータに準拠したゴム硬さが６０〜６７度であることが望ましい。

本発明のタイヤにおいて、前記溝壁ゴムは、車両装着時に車両内側に位置する溝壁を形成する内側溝壁ゴムと、車両装着時に車両外側に位置する溝壁を形成する外側溝壁ゴムとを含み、前記外側溝壁ゴムの幅Ｗｏ及び前記内側溝壁ゴムの幅Ｗｉが１mm以上であることが望ましい。

本発明のタイヤにおいて、前記外側溝壁ゴムの幅Ｗｏは、前記内側溝壁ゴムの幅Ｗｉに等しいか、それよりも広いことが望ましい。

本発明のタイヤにおいて、前記外側溝壁ゴムの幅Ｗｏ及び前記内側溝壁ゴムの幅Ｗｉの差Ｗｏ−Ｗｉが１mm以上であることが望ましい。

本発明のタイヤのトレッド部は、トレッド接地面の主要部を構成するベースゴムと、主溝の少なくとも両側の溝壁を構成する溝壁ゴムとを含む。そして、溝壁ゴムのゴム硬さが、ベースゴムのゴム硬さよりも高く構成されているので、高速旋回走行時において、主溝の溝壁の変形が抑制される。したがって、本発明のタイヤは、ウェット路面での高速旋回時のハイドロプレーニング現象の発生を抑制することができる。

本発明の一実施形態のタイヤのトレッド部の横断面図である。図１の第１主溝及び第２主溝の拡大断面図である。従来のタイヤの旋回中における主溝の断面図である。（ａ）及び（ｂ）は、本発明の他の実施形態のタイヤの主溝の拡大断面図である。

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には、本実施形態のタイヤ１のトレッド部２の横断面図が示されている。なお、図１は、タイヤ１の正規状態におけるタイヤ回転軸を含む子午線断面図である。本実施形態のタイヤ１は、例えば、乗用車用の空気入りタイヤとして使用され、とりわけ公道及びサーキットの両方での使用を前提としている。本実施形態のタイヤ１は、サーキットでの高速走行時に優れたドライ走行性能を発揮し得る。また、タイヤ１は、ウェット路面においても走行性能を確保することができる。

「正規状態」とは、タイヤが正規リムにリム組みされ、かつ、正規内圧が充填された無負荷の状態である。以下、特に言及しない場合、タイヤの各部の寸法等は、この正規状態で測定された値である。

「正規リム」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ているリムであり、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」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" である。

図１に示されるように、タイヤ１は、車両への装着方向が指定されたトレッド部２を有している。車両への装着の向きは、例えば、サイドウォール部等に文字やマークで表示されている。図１において、タイヤ１が車両に装着された場合、図１の右側が車両内側に相当し、図１の左側が車両外側に相当している。

車両への装着の向きが指定されることにより、トレッド部２は、車両装着時に車両内側に位置する内側トレッド端Ｔｉと、車両装着時に車両外側に位置する外側トレッド端Ｔｏとを有している。

各トレッド端Ｔｉ、Ｔｏは、上記正規状態のタイヤ１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である。

「正規荷重」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。

トレッド部２は、内側トレッド部２Ａ及び外側トレッド部２Ｂを含んでいる。内側トレッド部２Ａは、内側トレッド端Ｔｉからタイヤ赤道Ｃまでの領域である。外側トレッド部２Ｂは、外側トレッド端Ｔｏからタイヤ赤道Ｃまでの領域である。

外側トレッド部２Ｂには、タイヤ周方向に連続して延びる主溝が設けられていない。望ましい態様として、本実施形態の外側トレッド部２Ｂには、上記主溝だけでなく、タイヤ軸方向に延びる横溝も設けられていない。これにより、外側トレッド部２Ｂは、高い剛性を有し、高負荷走行時においても変形し難いため、とりわけサーキットでのドライ走行性能を効果的に高めることができる。

内側トレッド部２Ａには、タイヤ周方向に連続して延びる少なくとも１本の主溝３が形成されている。主溝３は、ウェット走行時、内側トレッド部２Ａと路面との間の水をタイヤ外方に排出することができ、サーキットでのウェット走行性能を確保することができる。本実施形態の主溝３は、例えば、タイヤ赤道Ｃ側の第１主溝４と、内側トレッド端Ｔｉ側の第２主溝５とを含んでいる。

本実施形態の主溝３は、例えば、タイヤ周方向に沿って直線状に延びているのが望ましい。但し、本発明はこのような態様に限定されるものではなく、主溝３は、タイヤ周方向に波状又はジグザグ状に延びるものでも良い。

第１主溝４は、例えば、溝中心線からタイヤ赤道Ｃまでのタイヤ軸方向の距離Ｌ１がトレッド幅ＴＷの０．０５〜０．１５倍であることが望ましい。第２主溝５は、例えば、溝中心線からタイヤ赤道Ｃまでのタイヤ軸方向の距離Ｌ２がトレッド幅ＴＷの０．２５〜０．３５倍であることが望ましい。なお、トレッド幅ＴＷは、上記正規状態における内側トレッド端Ｔｉから外側トレッド端Ｔｏまでのタイヤ軸方向の距離である。

各主溝３の溝幅は、例えば、９．０〜１５．０mmであることが望ましい。各主溝の溝深さは、例えば、５．０〜８．０mmであることが望ましい。但し、本発明の主溝３は、このような数値範囲に限定されるものではない。

図２には、第１主溝４及び第２主溝５の拡大断面図が示されている。図２に示されるように、トレッド部２は、ベースゴム８と溝壁ゴム１０とを含んでいる。ベースゴム８は、トレッド接地面２ｓの主要部を構成している。溝壁ゴム１０は、主溝３の少なくとも両側の溝壁３ｗを構成している。また、溝壁ゴム１０のゴム硬さが、ベースゴム８のゴム硬さよりも高い。ゴム硬さが高いゴムは剛性も高いため、溝壁ゴム１０は、ベースゴム８よりも変形し難い。このため、とりわけ高速旋回走行時において、主溝３の溝壁３ｗの変形が抑制され、主溝の溝容積が維持される。したがって、本発明のタイヤ１は、ウェット路面での高速旋回時にハイドロプレーニング現象の発生を抑制することができる。また、このような溝壁ゴム１０は、高速旋回時の操縦安定性及び主溝３の溝縁の耐摩耗性能を高めるのにも役立つ。

なお、本明細書において、「ゴム硬さ」は、特に断りのない限り、ＪＩＳＫ６２５３のタイプＡデュロメータにより標準温度２３℃±２℃の環境下で測定された硬さを意味する。

ベースゴム８のゴム硬さＨａ１は、高いグリップ力を発揮するために、少なくとも、６２度以下であることが望ましい。ベースゴムのゴム硬さＨａ１は、好ましくは６０度以下、より好ましくは５７度以下であり、好ましくは５０度以上、より好ましくは５２度以上である。このようなベースゴム８は、優れたグリップ力及び操縦安定性を発揮し得る。なお、ベースゴム８のゴム硬さＨａ１が６２度を超えると、高速旋回時においても主溝３の溝壁の変形自体が生じ難い。

溝壁ゴム１０のゴム硬さＨａ２は、好ましくは６０度以上、より好ましくは６２度以上であり、好ましくは６７度以下、より好ましくは６５度以下である。このような溝壁ゴム１０は、グリップ性能を維持しつつ、主溝３の溝壁の変形及び溝縁の摩耗を抑制することができる。

トレッド部２の接地面には、高速旋回時に大きなタイヤ軸方向の応力が作用する傾向がある。このため、溝壁ゴム１０とベースゴム８とのゴム硬さの差が過度に大きい場合、これらが剥離する向きの応力によって、溝壁ゴム１０とベースゴム８との間にクラックが発生するおそれがある。クラックを抑制しつつ、上記効果を発揮するために、溝壁ゴム１０のゴム硬さＨａ２とベースゴム８のゴム硬さＨａ１との差Ｈａ２−Ｈａ１は、好ましくは２０度以下であり、より好ましくは５〜１３度である。

溝壁ゴム１０は、内側溝壁ゴム１１と、外側溝壁ゴム１２とを含んでいる。内側溝壁ゴム１１は、車両装着時に車両内側に位置する溝壁を形成する。外側溝壁ゴム１２は、車両装着時に車両外側に位置する溝壁を形成する。上述の効果を確実に発揮させるために、外側溝壁ゴム１２の幅Ｗｏ及び内側溝壁ゴム１１の幅Ｗｉは、それぞれ、少なくとも１mm以上であることが望ましい。なお、幅Ｗｏ及び幅Ｗｉは、上記正規状態におけるトレッド接地面上でのタイヤ軸方向の幅を意味する。

図３には、従来のタイヤにスリップ角が与えられて旋回している状態の主溝ａの模式的な断面図が示されている。図３において、左側が旋回内側であり、右側が旋回外側である。図３に示されるように、旋回時、主溝ａを含むトレッド接地面は、スリップ角によって、旋回内側に向かう横力Ｆを受ける。この際、主溝ａの旋回外側の溝壁ｃは、主溝の容積を減らす様に大きく変形する傾向がある。

従って、大きな接地圧が作用する旋回外側のタイヤの主溝３において、外側溝壁ゴム１２は、大きく変形する傾向がある。この変形を抑制するために、図２に示されるように、外側溝壁ゴム１２の幅Ｗｏは、内側溝壁ゴム１１の幅Ｗｉに等しいか、それよりも広いことが望ましい。外側溝壁ゴム１２の幅Ｗｏは、例えば、３．０〜９．９mmであることが望ましく、より望ましくは３．０〜５．０mmである。なお、外側溝壁ゴム１２の幅Ｗｏが１０．０mm以上の場合、大きなグリップ力が期待されるベースゴム８の接地面積が相対的に小さくなり、グリップ力が低下するおそれがある。内側溝壁ゴム１１の幅Ｗｉは、例えば、１．０〜３．０mmであることが望ましい。

外側溝壁ゴム１２の幅Ｗｏと内側溝壁ゴム１１の幅Ｗｉと差Ｗｏ−Ｗｉは、少なくとも１mm以上であることが望ましい。具体的には、上記差Ｗｏ−Ｗｉは、好ましくは１．５mm以上、より好ましくは２．０mm以上であり、好ましくは３．０mm以下、より好ましくは２．５mm以下である。これにより、主溝３の両側の溝壁が各溝壁ゴムによってバランス良く補強され、ひいては優れた操縦安定性及び主溝の溝縁の耐摩耗性能が発揮される。

本実施形態の溝壁ゴム１０は、さらに、底面ゴム部１３を含んでいる。底面ゴム部１３は、内側溝壁ゴム１１と外側溝壁ゴム１２との間に連なり、主溝３の底面を構成している。これにより、主溝３の変形がさらに抑制され、ひいては高速旋回時のハイドロプレーニング現象の発生が抑制される。

底面ゴム部１３の厚さＷｍは、例えば、内側溝壁ゴム１１の幅Ｗｉよりも大きいことが望ましい。底面ゴム部１３の厚さＷｍは、例えば、外側溝壁ゴム１２の幅Ｗｏよりも小さいことが望ましい。具体的には、底面ゴム部１３の厚さＷｍは、例えば、２．０〜４．０mmである。これにより、内側溝壁ゴム１１と底面ゴム部１３との接続部分と、外側溝壁ゴム１２と底面ゴム部１３との接続部分との間の剛性差が小さくなり、高速旋回時に主溝３が局部的に変形することを抑制できる。従って、操縦安定性が高められる。

図４（ａ）及び（ｂ）は、本発明の他の実施形態の主溝３の拡大断面図である。図４（ａ）及び（ｂ）において、上述の実施形態と共通する要素には、同一の符号が付されており、ここでの説明は省略されている。

図４（ａ）に示されるように、この実施形態の溝壁ゴム１０は、内側溝壁ゴム１１及び外側溝壁ゴム１２のみで構成され、底面ゴム部１３を含んでいない。この実施形態では、トレッド部２が摩耗して主溝３の底面が接地する状況において、相対的にグリップ力が高いベースゴム８の接地面積を、溝底の面積分だけ増加させることができる。従って、この実施形態では、主溝が無くなるまでトレッド部２が摩耗した状況（例えば、耐久レースの終盤等が挙げられる。）においても、高いグリップ力が発揮される。

図４（ｂ）に示されるように、この実施形態の主溝３の車両内側の溝壁３ｗは、底部からタイヤ半径方向外側に延びる第１壁部１６と、そのタイヤ半径方向外側に連なる第２壁部１７とを含んでいる。第２壁部１７は、トレッド法線に対して第１壁部１６よりも大きい角度で傾斜している。このような溝壁３ｗを有する主溝３は、コーナリング時におこる変形が抑えられ、溝縁の耐摩耗性をさらに高めることができる。なお、トレッド接地面の面積を出来るだけ大きく確保するために、この実施形態では、第１壁部１６及び第２壁部１７が、内側溝壁ゴム１１のみに設けられている。

以上、本発明の一実施形態のタイヤが詳細に説明されたが、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得る。

上述した主溝を有するサイズ２６５／３５Ｒ１８の空気入りタイヤが、表１の仕様に基づき試作された。比較例１及び２として、溝壁ゴムがベースゴムと同じゴム硬さを有している空気入りタイヤが試作された。各テストタイヤのラップタイム、操縦安定性、及び、耐摩耗性能がテストされた。各テストタイヤの共通仕様やテスト方法は、以下の通りである。
装着リム：１９×９．５Ｊ
タイヤ内圧：１８０kPa
テスト車両：排気量２６００cc

＜ラップタイム＞
テストタイヤを装着した上記テスト車両で１周４．５kmのサーキットを周回したときのラップタイムが測定された。なお、ラップタイムの測定は、ドライ路面走行時及びウェット路面走行時の両方でそれぞれ実施された。結果は、比較例１を１００とする指数であり、数値が小さい程、ラップタイムが短く、優れた性能を発揮していることを示す。

＜操縦安定性＞
上記サーキット走行時の操縦安定性が、運転者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、数値が大きい程、操縦安定性が優れていることを示す。

＜耐摩耗性能＞
上記サーキットを１０周走行したときの主溝の摩耗外観が観察された。結果は、比較例１を１００とする評点であり、数値が大きい程、優れた摩耗外観を有し、優れた耐摩耗性能を有していることを示す。
テストの結果が表１に示される。

テストの結果、実施例のタイヤは、上述の効果を発揮することにより、ドライ路面走行時及びウェット路面走行時のラップタイムが向上していることが確認できた。また、実施例のタイヤは、操縦安定性及び耐摩耗性能が向上していることも確認できた。

２トレッド部
２Ａ内側トレッド部
２Ｂ外側トレッド部
３主溝
８ベースゴム
１０溝壁ゴム
Ｃタイヤ赤道
Ｔｉ内側トレッド端
Ｔｏ外側トレッド端

Claims

車両への装着方向が指定されたトレッド部を有するタイヤであって、
前記トレッド部は、車両装着時に車両内側に位置する内側トレッド端からタイヤ赤道までの領域である内側トレッド部と、車両装着時に車両外側に位置する外側トレッド端からタイヤ赤道までの領域である外側トレッド部とを有し、
前記内側トレッド部には、タイヤ周方向に連続して延びる少なくとも１本の主溝が形成されており、
前記外側トレッド部には、タイヤ周方向に連続して延びる主溝が設けられておらず、
前記トレッド部は、トレッド接地面の主要部を構成するベースゴムと、前記主溝の少なくとも両側の溝壁を構成する溝壁ゴムとを含み、
前記ベースゴムは、ＪＩＳＫ６２５３のタイプＡデュロメータに準拠したゴム硬さが５０〜６２度であり、
前記溝壁ゴムのゴム硬さが、前記ベースゴムのゴム硬さよりも高く、
前記溝壁ゴムは、車両装着時に車両内側に位置する溝壁を形成する内側溝壁ゴムと、車両装着時に車両外側に位置する溝壁を形成する外側溝壁ゴムとを含み、
前記外側溝壁ゴムの幅Ｗｏは、前記内側溝壁ゴムの幅Ｗｉよりも広い、
タイヤ。
前記外側トレッド部には、タイヤ軸方向に延びる横溝も設けられていない請求項１記載のタイヤ。
前記主溝は、タイヤ赤道側の第１主溝と、内側トレッド端側の第２主溝とを含む請求項１又は２記載のタイヤ。
前記溝壁ゴムは、ＪＩＳＫ６２５３のタイプＡデュロメータに準拠したゴム硬さが６０〜６７度である請求項１乃至３のいずれかに記載のタイヤ。
前記外側溝壁ゴムの幅Ｗｏ及び前記内側溝壁ゴムの幅Ｗｉが１mm以上である請求項１乃至４のいずれかに記載のタイヤ。
前記外側溝壁ゴムの幅Ｗｏ及び前記内側溝壁ゴムの幅Ｗｉの差Ｗｏ−Ｗｉが１mm以上である請求項１乃至５のいずれかに記載のタイヤ。