JP7225824B2

JP7225824B2 - タイヤ

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Publication number: JP7225824B2
Application number: JP2019008580A
Authority: JP
Inventors: 亮太池田
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2019-01-22
Filing date: 2019-01-22
Publication date: 2023-02-21
Anticipated expiration: 2039-01-22
Also published as: EP3689642A1; CN111452567A; JP2020117020A; EP3689642B1; CN111452567B

Description

本発明は、タイヤに関し、詳しくは、主溝に区分された複数の陸部を有するタイヤに関する。

従来、タイヤ周方向に連続して延びる主溝に区分された陸部を有するタイヤが種々提案されている。例えば、下記特許文献１に記載された空気入りタイヤは、トレッド部に、外側ショルダー主溝、内側ショルダー主溝及びクラウン主溝が設けられている。また、前記空気入りタイヤのトレッド部には、前記主溝により、外側ショルダー陸部と、内側ショルダー陸部と、これらの間の一対のミドル陸部とが区分されている。

前記空気入りタイヤは、前記外側ショルダー陸部及び前記内側ショルダー陸部に配されたラグ溝やサイプを特定することにより、乗り心地と操縦安定性との両立を期待している。

特開２０１６－０１３８２０号公報

一般に、４又は５本の陸部を有する前記のような空気入りタイヤは、ミドル陸部の摩耗の進行が早い傾向があり、耐摩耗性について改善が求められていた。

発明者らは、種々の実験の結果、主溝の深さ及び陸部の踏面の形状を規定することにより、耐摩耗性を向上できることを見出し、本発明の完成に至った。以上のように、本発明は、ミドル陸部の早期摩耗を抑制し、優れた耐摩耗性を有するタイヤを提供することを主たる課題としている。

本発明は、トレッド部を有するタイヤであって、前記トレッド部は、第１トレッド端と第２トレッド端との間でタイヤ周方向に連続して延びる複数の主溝と、前記主溝に区分された複数の陸部とを含み、前記主溝は、前記第１トレッド端とタイヤ赤道との間に配された第１ショルダー主溝と、前記第２トレッド端とタイヤ赤道との間に配された第２ショルダー主溝と、前記第１ショルダー主溝と前記第２ショルダー主溝との間に配された１本又は２本のクラウン主溝とを含み、前記陸部は、前記第１ショルダー主溝と前記クラウン主溝との間に区分された第１ミドル陸部と、前記第２ショルダー主溝と前記クラウン主溝との間に区分された第２ミドル陸部とを含み、正規内圧で正規リムに装着されかつ無負荷である正規状態でのタイヤ回転軸を含む子午線断面において、前記クラウン主溝の深さは、前記第１ショルダー主溝の深さ及び前記第２ショルダー主溝の深さよりも大きく、前記第１ミドル陸部の踏面及び前記第２ミドル陸部の踏面は、それぞれ、タイヤ半径方向外側に凸に湾曲したプロファイルを有する。

本発明のタイヤにおいて、前記クラウン主溝と前記第１ショルダー主溝との深さの差、及び、前記クラウン主溝と前記第２ショルダー主溝との深さとの差は、それぞれ、０．３～０．５mmであるのが望ましい。

本発明のタイヤにおいて、前記第１ミドル陸部及び前記第２ミドル陸部のそれぞれは、前記踏面のタイヤ軸方向の両端を結ぶ仮想直線からの前記踏面の最大突出量が０．１０～０．２５mmであるのが望ましい。

本発明のタイヤにおいて、前記最大突出量は、前記クラウン主溝と前記第１ショルダー主溝との深さの差、及び、前記クラウン主溝と前記第２ショルダー主溝との深さの差よりも小さいのが望ましい。

本発明のタイヤにおいて、前記主溝は、溝縁からタイヤ半径方向内側に延びる溝壁面と、前記溝壁面に連なる溝底面とを有し、前記第１ショルダー主溝、前記第２ショルダー主溝及び前記クラウン主溝のそれぞれにおいて、前記溝壁面と前記溝底面とは、２．５～３．０mmの曲率半径を有する曲面で連なっているのが望ましい。

本発明のタイヤにおいて、前記主溝は、溝縁からタイヤ半径方向内側に延びる溝壁面を有し、前記第１ショルダー主溝、前記第２ショルダー主溝及び前記クラウン主溝のそれぞれにおいて、前記溝壁面は、前記溝縁を通るトレッド法線に対して１８～２２°の角度で傾斜しているのが望ましい。

本発明のタイヤのトレッド部は、複数の主溝及び複数の陸部を含む。前記主溝は、第１ショルダー主溝、第２ショルダー主溝及びクラウン主溝を含む。前記陸部は、前記第１ショルダー主溝と前記クラウン主溝との間に区分された第１ミドル陸部と、前記第２ショルダー主溝と前記クラウン主溝との間に区分された第２ミドル陸部とを含む。

正規内圧で正規リムに装着されかつ無負荷である正規状態でのタイヤ回転軸を含む子午線断面において、前記クラウン主溝の深さは、前記第１ショルダー主溝の深さ及び前記第２ショルダー主溝の深さよりも大きい。このため、前記トレッド部は、前記クラウン主溝の溝底部分で相対的に曲がり易くなる。したがって、トレッド部に作用する接地圧は、前記第１ミドル陸部及び前記第２ミドル陸部に集中せず、これらの外側に配された陸部にも分散する。このため、トレッド部の接地圧の分布が各陸部間で均一化する。

一方、上述の様に前記クラウン主溝の深さを大きくした場合、前記第１ミドル陸部及び前記第２ミドル陸部の踏面の両端には、比較的大きな接地圧が作用し、ひいては前記両端に偏摩耗が生じ易くなり、ミドル陸部の耐摩耗性の向上が不充分であることが分かった。このような問題を改善するため、本発明のタイヤにおいて、前記第１ミドル陸部の踏面及び前記第２ミドル陸部の踏面は、それぞれ、タイヤ半径方向外側に凸に湾曲したプロファイルを有する。これにより、前記踏面の両端に作用する接地圧が緩和され、各ミドル陸部の偏摩耗が抑制される。

本発明の一実施形態のタイヤのトレッド部の展開図である。図１のＡ－Ａ線断面図である。図１の第１ミドル陸部及び第２ミドル陸部の拡大図である。図２のＢ－Ｂ線断面図である。

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は、本発明の一実施形態を示すタイヤ１のトレッド部２の展開図である。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好適に使用される。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、重荷重用の空気入りタイヤや、タイヤの内部に加圧された空気が充填されない非空気式タイヤに用いられても良い。

図１に示されるように、本実施形態のタイヤ１は、例えば、車両への装着の向きが指定されたトレッド部２を有する。但し、本発明は、このような態様に限定されるものではない。本実施形態のトレッド部２は、タイヤ１の車両装着時に車両外側に位置する第１トレッド端Ｔｅ１と、車両装着時に車両内側に位置する第２トレッド端Ｔｅ２とを有する。車両への装着の向きは、例えば、サイドウォール部（図示省略）に、文字又は記号で表示される。

第１トレッド端Ｔｅ１及び第２トレッド端Ｔｅ２は、空気入りタイヤの場合、正規状態のタイヤ１に正規荷重が負荷されキャンバー角０°で平面に接地したときの最もタイヤ軸方向外側の接地位置である。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、しかも、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、タイヤ各部の寸法等は、前記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。

「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、第１トレッド端Ｔｅ１と第２トレッド端Ｔｅ２との間でタイヤ周方向に連続して延びる複数の主溝３と、主溝３に区分された複数の陸部４とを有する。

主溝３は、第１トレッド端Ｔｅ１とタイヤ赤道Ｃとの間に配された第１ショルダー主溝５と、第２トレッド端Ｔｅ２とタイヤ赤道Ｃとの間に配された第２ショルダー主溝６と、第１ショルダー主溝５と第２ショルダー主溝６との間に配された１本又は２本のクラウン主溝７とを含む。

タイヤ赤道Ｃから第１ショルダー主溝５又は第２ショルダー主溝６の溝中心線までのタイヤ軸方向の距離Ｌ１は、例えば、トレッド幅ＴＷの０．１５～０．３０倍であるのが望ましい。トレッド幅ＴＷは、前記正規状態での第１トレッド端Ｔｅ１から第２トレッド端Ｔｅ２までのタイヤ軸方向の距離である。

本実施形態のクラウン主溝７は、例えば、タイヤ赤道Ｃ上に１本設けられている。本発明の他の態様では、例えば、２本のクラウン主溝７がタイヤ赤道Ｃを挟むように設けられても良い。

本実施形態の各主溝３は、例えば、タイヤ周方向に平行に直線状に延びている。各主溝３は、例えば、波状に延びるものでも良い。

各主溝３の溝幅は、例えば、トレッド幅ＴＷの７．５％～１０．０％であるのが望ましい。本明細書において、主溝３の溝幅とは、前記正規状態における、両側の溝縁間の溝中心線と直行する方向の距離である。また、溝縁は、前記正規状態における溝と陸部の踏面との境界である。

本実施形態では、第１ショルダー主溝５と第２ショルダー主溝６とは、同じ溝幅で構成されているのが望ましい。また、クラウン主溝７の溝幅Ｗ１は、第１ショルダー主溝５又は第２ショルダー主溝６の溝幅Ｗ２よりも大きいのが望ましい。前記溝幅Ｗ１は、例えば、前記溝幅Ｗ２の１．１０～１．３０倍である。

図２には、トレッド部２のＡ－Ａ線断面図が示されている。なお、図２は、前記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。図２に示されるように、各主溝３の深さｄ１は、乗用車用の空気入りタイヤの場合、例えば、５～１０mmであるのが望ましい。なお、主溝３の深さとは、前記正規状態における、主溝３の底３ｄから両側の溝縁３ｅを結んだ仮想直線までの、前記底を通る法線の長さ方向の距離である。

図１に示されるように、陸部４は、第１ミドル陸部１１と、第２ミドル陸部１２と、第１ショルダー陸部１３と、第２ショルダー陸部１４とを含む。本実施形態のトレッド部２は、上述の３本の主溝３及び４つの陸部４で構成された所謂４リブのパターンを有している。本発明の他の態様では、例えば、クラウン主溝７が２本配されることにより、トレッド部２が５つの陸部４で構成されても良い。

第１ミドル陸部１１は、第１ショルダー主溝５とクラウン主溝７との間に区分されている。第２ミドル陸部１２は、第２ショルダー主溝６とクラウン主溝７との間に区分されている。第１ショルダー陸部１３は、第１ショルダー主溝５と第１トレッド端Ｔｅ１との間に区分されている。第２ショルダー陸部１４は、第２ショルダー主溝６と第２トレッド端Ｔｅ２との間に区分されている。

図３には、第１ミドル陸部１１及び第２ミドル陸部１２の拡大図が示されている。図２に示されているように、第１ミドル陸部１１のタイヤ軸方向の幅Ｗ３、及び、第２ミドル陸部１２のタイヤ軸方向の幅Ｗ４は、例えば、トレッド幅ＴＷの０．１０～０．２０倍であるのが望ましい。

図４には、図３のＢ－Ｂ線断面図が示されている。図４は、前記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。図４に示されるように、クラウン主溝７の深さｄ２は、第１ショルダー主溝５の深さｄ３及び第２ショルダー主溝６の深さｄ４よりも大きい。なお、図４では、発明の特徴が理解され易いように、主溝の深さの差が実物よりも大きく示されている。

上記構成により、トレッド部２は、クラウン主溝７の溝底部分で相対的に曲がり易くなる。したがって、トレッド部２に作用する接地圧は、第１ミドル陸部１１及び第２ミドル陸部１２に集中せず、これらの外側に配された第１ショルダー陸部１３及び第２ショルダー陸部１４（図１に示す）にも分散する。このため、トレッド部２の接地圧の分布が各陸部間で均一化する。

一方、上述の様にクラウン主溝７の深さを大きくした場合、第１ミドル陸部１１及び第２ミドル陸部１２の踏面の両端には、比較的大きな接地圧が作用し、ひいては前記両端に偏摩耗が生じ易くなり、ミドル陸部の耐摩耗性の向上が不充分であることが分かった。このような問題を改善するため、本発明のタイヤにおいて、第１ミドル陸部１１の踏面１１ｓ及び第２ミドル陸部１２の踏面１２ｓは、それぞれ、タイヤ半径方向外側に凸に湾曲したプロファイルを有する。これにより、前記踏面の両端に作用する接地圧が緩和され、各ミドル陸部の偏摩耗が抑制される。

なお、図４では、発明の特徴が理解され易いように、踏面の曲率が実物よりも大きく示されている。また、陸部の踏面とは、前記正規状態のタイヤ１に前記正規荷重が負荷されキャンバー角０°で平面に接地させたときにおける、陸部の前記平面との接触部分である。このため、主溝３の挟まれた陸部４の踏面の端は、主溝３の溝縁と一致する。

クラウン主溝７と第１ショルダー主溝５との深さの差、及び、クラウン主溝７と第２ショルダー主溝６との深さとの差は、それぞれ、０．２～０．６mmが望ましく、より望ましくは０．３～０．５mmである。これにより、トレッド部２の接地圧の分布がさらに均一化し得る。

第１ミドル陸部１１及び第２ミドル陸部１２のそれぞれは、踏面のタイヤ軸方向の両端を結ぶ仮想直線１５からの踏面の最大突出量ｔ１が０．１０～０．４０mmであるのが望ましく、より望ましくは０．１０～０．２５mmである。これにより、ミドル陸部の踏面において、接地圧が均一に作用し易くなり、ミドル陸部の踏面の端の偏摩耗がさらに抑制される。

前記最大突出量ｔ１は、クラウン主溝７と第１ショルダー主溝５との深さの差、及び、クラウン主溝７と第２ショルダー主溝６との深さの差よりも小さいのが望ましい。これにより、各踏面の最も突出した部分の接地圧が過大になるを抑制でき、耐摩耗性がさらに高められる。

同様の観点から、第１ミドル陸部１１の踏面１１ｓ及び第２ミドル陸部１２の踏面１２ｓの曲率半径Ｒ１は、例えば、４５０～９００mmであるが望ましく、より望ましくは５５０～７５０mmである。

主溝３は、溝縁からタイヤ半径方向内側に延びる溝壁面３ａと、溝壁面３ａに連なる溝底面３ｂとを有している。第１ショルダー主溝５、第２ショルダー主溝６及びクラウン主溝７のそれぞれにおいて、溝壁面３ａと溝底面３ｂとは、例えば、曲率半径Ｒ２を有する曲面で連なっているのが望ましい。曲率半径Ｒ２は、例えば、１．５～４．５mmが望ましく、より望ましくは２．５～３．０mmである。このような主溝３は、陸部４のタイヤ軸方向の剛性を維持しつつ、溝容積を確保するため、ウェット性能と操縦安定性とをバランス良く高めることができる。

前記曲率半径Ｒ２は、少なくとも、踏面の前記最大突出量ｔ１よりも大きい。また、本実施形態の前記曲率半径Ｒ２は、クラウン主溝７と第１ショルダー主溝５との深さの差、及び、クラウン主溝７と第２ショルダー主溝６との深さの差よりも大きいのが望ましい。これにより、陸部４のタイヤ軸方向の剛性を十分に維持し、優れた操縦安定性を発揮することができる。

同様の観点から、第１ショルダー主溝５、第２ショルダー主溝６及びクラウン主溝７のそれぞれにおいて、溝壁面３ａは、溝縁を通るトレッド法線に対して１８～２２°の角度θ１で傾斜しているのが望ましい。

図３に示されるように、第１ミドル陸部１１及び第２ミドル陸部１２には、それぞれ、複数のサイプ対２０が設けられているのが望ましい。サイプ対２０は、両側の主溝３から延びかつ陸部４内で途切れる２本のセミオープンサイプ２１で構成されている。なお、本明細書において、「サイプ」とは、幅が１．５mm未満の切れ込みを意味する。サイプの幅は、０．５～１．０mmであるのがより望ましい。

本実施形態では、サイプ対２０の各セミオープンサイプ２１が、ミドル陸部の踏面の最も突出した最突出部（本実施形態では、踏面のタイヤ軸方向の中心位置に相当する。）と重複しない位置に配されている。このようなサイプ対２０は、耐摩耗性をさらに高めるのに役立つ。

さらに望ましい態様として、本実施形態の第１ミドル陸部１１には、前記最突出部と重複して陸部内で途切れる重複サイプ２３が設けられている。また、本実施形態の第２ミドル陸部１２には、陸部を完全に横切る横断サイプ２４が設けられている。このようなサイプの配置は、ウェット性能を高めつつ、第１ミドル陸部１１の剛性を相対的に高め、ひいては操縦安定性も向上させ得る。

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。

図１の基本パターンを有するサイズ２０５／５５Ｒ１６のタイヤが試作された。比較例として、クラウン主溝と各ショルダー主溝との深さの差が０であり、かつ、第１ミドル陸部及び第２ミドル陸部の踏面が、前記子午線断面において直線状に延びるプロファイルを有するタイヤが試作された。比較例のタイヤのトレッド部のパターンは、上述の事項を除いて、図１で示されるものと実質的に同じである。各テストタイヤの耐摩耗性、操縦安定性、及び、ウェット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：１６×６．５Ｊ
タイヤ内圧：前輪２００kPa、後輪２００kPa
テスト車両：排気量１６００cc、前輪駆動車
タイヤ装着位置：全輪

＜耐摩耗性＞
摩耗エネルギー測定装置が用いられ、第１ミドル陸部及び第２ミドル陸部の摩耗エネルギーが測定された。結果は、比較例の前記摩耗エネルギーを１００とする指数であり、数値が小さい程、摩耗エネルギーが小さく、耐摩耗性が優れていることを示す。

＜操縦安定性＞
上記テスト車両でドライ路面を走行したときの操縦安定性が、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。

＜ウェット性能＞
上記テスト車両でウェット路面を走行したときの走行性能が、運転者の官能により評価された。結果は、比較例を１００とする評点であり、数値が大きい程、ウェット性能が優れていることを示す。
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、優れた耐摩耗性を有していることが確認できた。また、実施例のタイヤは、操縦安定性及びウェット性能が維持されていることも確認できた。

２トレッド部
３主溝
４陸部
５第１ショルダー主溝
６第２ショルダー主溝
７クラウン主溝
１１第１ミドル陸部
１１ｓ踏面
１２第２ミドル陸部
１２ｓ踏面
Ｔｅ１第１トレッド端
Ｔｅ２第２トレッド端

Claims

トレッド部を有するタイヤであって、
前記トレッド部は、第１トレッド端と第２トレッド端との間でタイヤ周方向に連続して延びる複数の主溝と、前記主溝に区分された複数の陸部とを含み、
前記主溝は、前記第１トレッド端とタイヤ赤道との間に配された第１ショルダー主溝と、前記第２トレッド端とタイヤ赤道との間に配された第２ショルダー主溝と、前記第１ショルダー主溝と前記第２ショルダー主溝との間に配された１本又は２本のクラウン主溝とを含み、
前記陸部は、前記第１ショルダー主溝と前記クラウン主溝との間に区分された第１ミドル陸部と、前記第２ショルダー主溝と前記クラウン主溝との間に区分された第２ミドル陸部とを含み、
正規内圧で正規リムに装着されかつ無負荷である正規状態でのタイヤ回転軸を含む子午線断面において、
前記クラウン主溝の深さは、前記第１ショルダー主溝の深さ及び前記第２ショルダー主溝の深さよりも大きく、
前記第１ミドル陸部の踏面及び前記第２ミドル陸部の踏面は、それぞれ、タイヤ半径方向外側に凸に湾曲したプロファイルを有し、
前記第１ミドル陸部及び前記第２ミドル陸部のそれぞれについて、前記踏面のタイヤ軸方向の両端を結ぶ仮想直線からの前記踏面の最大突出量が、前記クラウン主溝と前記第１ショルダー主溝との深さの差、及び、前記クラウン主溝と前記第２ショルダー主溝との深さの差よりも小さい、
タイヤ。
前記クラウン主溝と前記第１ショルダー主溝との深さの差、及び、前記クラウン主溝と前記第２ショルダー主溝との深さとの差は、それぞれ、０．３～０．５mmである、請求項１のいずれかに記載のタイヤ。
前記第１ミドル陸部及び前記第２ミドル陸部のそれぞれは、前記最大突出量が０．１０～０．２５mmである、請求項１又は２記載のタイヤ。
前記主溝は、溝縁からタイヤ半径方向内側に延びる溝壁面と、前記溝壁面に連なる溝底面とを有し、
前記第１ショルダー主溝、前記第２ショルダー主溝及び前記クラウン主溝のそれぞれにおいて、前記溝壁面と前記溝底面とは、２．５～３．０mmの曲率半径を有する曲面で連なっている、請求項１ないし３のいずれかに記載のタイヤ。
前記主溝は、溝縁からタイヤ半径方向内側に延びる溝壁面を有し、
前記第１ショルダー主溝、前記第２ショルダー主溝及び前記クラウン主溝のそれぞれにおいて、前記溝壁面は、前記溝縁を通るトレッド法線に対して１８～２２°の角度で傾斜している、請求項１ないし４のいずれかに記載のタイヤ。