WO1989000113A1

WO1989000113A1 - Pneumatic tire

Info

Publication number: WO1989000113A1
Application number: PCT/JP1988/000649
Authority: WO
Inventors: Kazuo Asano
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries, Ltd.
Priority date: 1987-07-08
Filing date: 1988-06-28
Publication date: 1989-01-12
Also published as: EP0323519B1; DE3881192D1; EP0323519A1; EP0323519A4; DE3881192T2; JP2885344B2

Description

明細書

空気入りタイヤ

〔技術分野〕

本発明は、接地面の接地圧の分布を均一化することによって、接地面の部分的な滑りを防止し、それによつて偏摩耗を防ぎ、トレッド寿命を延長しうる空気入りタイヤ、特に、接地面形状の改良にに関する。

〔背景技術〕

高速道路網の整備、車両の高速化などに伴い、タイヤにおいても、高速耐久性、ゥヱットグリップ性、操縦安定性、耐摩耗性などのタイヤ性能を向上するべく、種々な研究、開発が行われている。しかし、タイヤのトレッド面が路面と接する接地面形状自体については、充分な考慮がはらわれていない。ここで、接地面形状は、タィャが正規リムにリム組されかつ正規内圧が付加された標準条件で、タイヤに標準荷重を付加したとき、トレツド面と路面とが接する範囲の輪郭形状をいう。

このようなタイヤは、通常、それが近年の研究開発によって得られた新しいタイヤであっても、接地面形状 Αが、例えば、第 7図に破線で示すように、略矩形の基部 Bのタイヤ周方向両端に赤道 C O に沿う膨出部 Cを有したいわゆる蝶型の形状 A 1 となりやすい。

なお接地面形状は、前記蝶型の形状 A 1 のほか、第 5図に示すごとく、こうもり型の形状 A 2、糸巻き状の形状 A 3、つづみ形の形状 λ 4、枕状の形状 Α 5、まゆ形の形状 Α 6、 8角型の形状 A 7、円型の形状 A 8 となる場合.もある。なお、前記形状 A l 、 A 2 を中凸型の形状 A A ; 前記形状 A 3、 A 4、 A 5、 A 6を中凹型の形状 A B ；前記形状 A 7、 A 8 を 6角型の形状 A Cとそれぞれ総称する。

他方、接地面形状は、接地面の接地圧分布に関連する。

タイヤ周方向に膨出する膨出部、例えば第 7図の前記膨出部 C、を有することは、該膨出部において接地圧が大であることを通常意昧しており、従って、このような接地面形状を有するタィャの接地圧分布は不均一であることを意味している。

また接地圧分布が不均一である時には、トレツド面と路面との間に部分的な滑りが発生しやすく、肩落ち摩耗、リブパンチングなどの偏摩耗も発生しやすくなる。従って、トレツド寿命、ゥエツトグリップ性能、操縦安定性等の低下を招く。

さらに、タイヤが、トウインなどの偏向とともに取付けられる際には、摩耗により接地面形状が多角形状に発展し易く、これによつて乗り心地が低下するという問題も生じる。

従来、偏摩耗を防止する対策として、タイヤの偏平化、トレッド面のフラット化、トレッド面半径の単一化、トレッドゴムの高剛性化などが行われている。しかし、このような対策を講じても、前記蝶型の接地面形状に起因する前記問題は、充分に解決されていない。

そこで、接地面形状と接地圧分布と摩耗との関係を総合的に解折した結果、タィャが正規リムにリム組されかつ正規内圧が付加された前記標準条件で、第 7図に示すごとく、無荷重状態のタイヤを、その外周面から、タイヤに標準荷重を付加したときの沈み込みに対応する距離 kの位置で切断して得られる断面形状を、スライスカツト形状 S として、接地面形状をこのスライスカツト形状 Sに近づけることより、接地圧分布、接地面内におけるスベリ量の分布を有効に均一化しうること見出した。換言すれば、接地面形状がこのようなスライスカット形状と異なることは、接地圧分布が不均一となることを意味するのであつて、このような接地圧分布の不均一は、滑りの不均一を招き、偏摩耗を生じやすく、トレツド寿命を低下させがちとなるのである。 '

また、従って、接地面形状をスライスカツト形状に近づけるベく研究を重ねた結果、接地面形状には、トレッド面のプロファィルが 7割程度、トレッドゴムの厚さ分布が 2. 5割程度、力一カスプロファイルが 0. 5割程度の比率で影響することを見出し、これに基づき本発明を完成したものである。

本発明は、接地面形状を前記スライスカツト形状に近づけることによって、接地圧力分布の均一化、従って、滑り量の均一化ができ、偏摩耗が防止され、かつゥェットグリップ性の他、乗り心地をも改善しうる空気入りタイヤの提供を目的としている。

〔発明の開示〕

本発明は、トレツド部と、一対のビード部と、前記トレッド部及びビード部間の一対のサイドウオール部とを有するとともに、前記ビード部に配された一対のビードコアと、両端が前記ビードコアの回りに巻き返して係止されたカーカスと、前記トレッド部において前記カーカスのタイヤ半径方向外側に配されかつベルトコ一ドを有するベルトとを具えた空気入りタィャでめつ一し、

前記トレッド面がタイヤ赤道に交わる交点として定義される 1 つの中心点（ P 0 ) と、この中心点からタイヤ軸方向両側にそれぞれ接地巾（ G W ) の 1ノ 4 の距離（ G 4 ) を離れる前記トレッド面上の点として定義される 2つの近距離点 ( P 1 ) とを通る円弧の半径として定義される第 1 のトレッド面半径（ T R 1 ) と、

前記中心点（ P 0 ) と、この中心点からタィャ軸方向両側にそれぞれ前記接地巾（ G W ) の 1ノ 2 の距離（ G Wノ 2 ) を離れる前記トレッド面上の点として定義される 2つの遠距離点（ P 2 ) とを通る円弧の半径として定義される第 2 のトレッド面半径（ T R 2 ) と、

前記サイドウオール部における最大のタイヤ断面巾として定義されるタイヤ巾（W ) とが、

第 1 のトレッド面半径（ T R 1 ) の前記タイヤ巾（ W) に対する比（ T R 1 ZW) を F 1、

第 2 のトレツド面半径（ T R 2 ) の前記タィャ巾（

W) に対する比（ T R 2ノ W) を F 2、

L 1 = F 2 X 4.3-2.46

および

L 2 = F 2 X 2.2-0.95

としたとき、

L 1 "≥ F 1 ≥ L 2

の関係を満たすことを特徴とした空気入りタイヤである。

〔図面の簡単な説明〕

第.1図は本究明の一実施例を示す断面図、

第 2図はトレツド面半径を説明する図、

第 3図は本発明におけるトレッド面半径の範囲を說明する図、第 4図、第 5図はトレツドゴムの厚さと接地面形状との関係を示す図、

第 6図はタイヤ巾（W) とタイヤ呼び巾（WT ) との比（W ノ WT ) と、接地面係数（ S F ) と、接地面形状との関係を示 - す図、

第 7図は接地面形状を説明する図である。

〔発明を実施するための最良の形態〕

以下、本発明の一実施例を図面に基づき説明する。

第 1図において、空気入りタイヤ 1 は、一対のビード部 2 と、 —対のサイドウオール部 3 と、トレツド部 4 とを有する。

各ビード部 2にはビードコア 5が配され、ビードコアには、サイドウォール部 3、トレッド部 4を通る力一カス 6 の両端部が巻き返される。

前記カーカスは、 1 プライ以上のラジアル配列のコードを具えており、これらのカーカスコードは、タイヤ赤道 C O に対して 6 0〜 9 0 。の角度で配列される。又カーカスコードとして、スチールコードなどの金属コード、レーヨン、ナイロン、ポリエステル、ァラミド等の有機織維からなる有機繊維コードを用いうる。

又トレッド部 4 には、前記カーカスのタイヤ半径方向外側に、ベルト 7が配される。該ベルトは、 1 プライ以上のタイヤ赤道 C 0に対して比較的小さな角度で配列されたコードを有する。なお、これらのベルトコードとして、前記カーカスコードと同様にスチールコード、有機繊維コードなどを用いることができる。

なお本発明の空気入りタイヤは、第 1図に示すように、例えば、ビードコアからタイヤ半径方向の外方へ延びるビードエぺックス 9、ビード補強層 1 0を設けるなど、周知ないし公知の種々な構成を具えうる。

前記空気入りタイヤ 1 は、タイヤサイズ、種類によって定まる正規リム 1 2にリム組され、正規内圧が付加される。この標準状態において、

前記トレッド部の外表面であるトレッド面がタィャ赤道 C 0 に交わる点として定義される 1 つの中心点 P 0 及びこの中心点 P 0からタイヤ軸方向両側にそれぞれ接地巾 G Wの 1 Z 4 を隔てた前記トレッド面上の点として定義される 2つの近距離点 P 1、 P 1 を通る円の半径として定義される第 1 のトレツド面半径 T R 1 の、タイヤ巾 Wに対する比 F l ( F 1 = T R 1 / W) と、

前記中心点 P 0 及び該中心点 P 0からタイャ軸方向両側にそれぞれ接地巾 GWの 1 / 2を隔てたトレツド面上の点として定義される 2つの遠距離点 P 2、 P 2を通る円の半径として定義される第 2 のトレッド面半径 T R 2 の、タイヤ巾 Wに対する比 F 2 ( F 2 = T R 2 /W ) と力く、

上限 L 1 を（ F 2 X4.3 -2.46) 、即ち

L 1 = F 2 X 4.3 -2.46

として、 L 1 ≥ F 1

の条件を満たしている。

そしてさらに前記比 F l ( F 1 =TR 1 /W) は、下限 L 2 を（ F 2 X2.2 -0.95) と 1.40 とのうち大なる方として、

F 1 ≥ L 2

の条件を満たしている。

前記第 1、第 2のトレツド面半径 T R 1、 T R 2は、以下に説明する、三点法と呼ばれる方法より求めることができる。

この三点法は、円弧または略円弧状をなす曲線上の 3つの点：ある 1つの点と、この点から等距離を両側に隔てる 2つの点とによって、これらの三点を通る円の半径を求める方法である。この方法を、第 2図に基づき、前記中心点 P 0 と近距離 P 1から第 1のトレツド面半径 T R 1を求める場合を例として、説明する。まず各近距離点 P 1から、中心点 P 0でトレッド面に接する直線 X 1までの距離 H 1、 H 2を求め、この平均値 H を求める。そして、この平均値 Hと、中心点 P 0から近距離点 P 1までの距離 L (接地巾の 1ノ 4 ) とをもとに、

T R 1 = ( L ² +HV) ノ 2 H (1)

を計—箕することにより第 1のトレツド面半径 T R 1が求められる。ここで、距離 H l、 H 2の平均値 Hを用いるのは、非対称のトレツド面を考慮したためであり、そのようなものも本発明に舍みうる。

なお、前記式 (1)は、前記中心点 P 0 と第 1のトレツド面半径 T R 1の中心 0とを結ぶ線 X 2、近距離点 P 1から前記 X 2に垂直に下ろした線 X 3 及び近距離点 P 1 と前記中心 0とを結ぶ線 X 4 とがなす直角三角形において実質的に成立する

T R 1² = L ² + (T R 1 — H) ² (2)

力、ら得られた。

このように前記距離 Hの計算によつて、第 1のトレツド面半径 T R 1が求められる。第 2のトレッド面半径 T R 2 も同様にして求められる。

第 1 のトレツド面半径 T R 1 のタイヤ巾 Wに対する比 F 1 を前記範囲としたのは、第 3図に示された実験結果に基づいている。

この実験では、各因子をかえた 2 5種のタイヤを試作するとともに、各タイヤのトレツド面半径 T R 1、 T R 2を前記三点法により求め、そして前記のごとく正規内圧を付加した状態においての接地面形状を測定した。

第 3図は、この結果を、前記 F 1 を縦蚰に、 F 2 を横軸にとつて図示している。この図から明らかなように、スライスカツト形状 Sに近い、好ましい接地面形状 A 0 は、直線し 1、 . L 2 で囲まれる範囲 Nに存在する。そしてこの直線 L 1 は、

F 1 = F 2 X4.3 -2.46 -… （3) /

であり、又直線 L 2 は、

F 1 = F 2 X2.2 -0.95 -… （4)

である。

即ち、この範囲 Nでのみ、前記好ましい接地面形状 A 0が得られるのであって、従って、第 1 のトレツド面半径 T R 1 をタィャ巾 Wで除した値、即ち前記比 F 1 を、第 2 のトレツド面半柽 T R 2をタイヤ巾 Wで除した値、即ち前記比 F 2 に関連づけて、前記上限 L 1、下限 L 2の範囲に設定している。

なお比 F 1 が 1.40 以上のタイヤにおいて、このような好まし結果が期待でき、従って、この 1.40 の値によっても下限 L 1 を定めるのがよい。

また第 3図から、各トレツド面半径が、（a)前記上限 L 1 の左の領域にあるときには、接地面形状が中凹型の形状 A Bまたは 6角形の形状 A Cとなる傾向があり、又 (b)下限 L 2 の右の領域にあるときには、中凸型の形状 A Aとなる傾向があることが判る。

さらに第 3図は、前記範囲 Nと、接地面形状が六角型の形状 A Cを呈する範囲 Y l或いは中凸型の形状 A Aを呈する範囲 Y 2 とが重複し、前記範囲 Ν内に形状 A C. AAを呈するタイヤがー部が存在していることを示しているが、明らかに、好ましい形状 A 0は、前記範囲 Nにしか存在していないことも示している。

このように、空気入りタイヤ 1 は、 2重ラジアスのトレッド面を採用し、かつ各トレツド面半径を前記範囲 N内に設定することによって、好ましいスライスカット形状 Sに近い接地面形状 A Oをうることができ、従って、接地圧分布とともに滑りを均一化でき、偏摩耗を減じてトレッド寿命の低下を防止するとともにゥエツトグリップ性能の低下をも防止しうるのである。さらに、前記トレツド面と前記ベルト 7のタイャ半径方向外面との間に位置するトレツドゴムは、その厚みが、（a) 前記中心点 P 0に於けるゴム厚さ T 0の、前記近距離点 P 1におけるゴム厚さ T 1に対する比 T O ZT 1が、 0.95以上かつ 1.05 以下となり、かつ）前記遠距離点 P 2におけるゴム厚さ T 2の、前記ゴム厚さ T 1に対する比 T 2 ZT 1力 0.85 以上かつ

1.05 以下となるように設定されている。

ここでゴム厚さは、トレツド面上の当該位置からベルトの外面まで引いた法線の長さとして定義ざれるが、ベルト 7が複数ブライからなる場合は、カーカス 6にもつとも近い、最も内側のプライの外面までの距離として定義される。

このように、前記厚さの比（T 0 ZT 1 ) 及び（T 2 ZT 1 ) を前記数値範囲とするのは、このような範囲（第 4図の範囲 M) に設定することによって、第 3図の前記範囲 N内に舍まれる前記中凸型の形状 A A及び中凹型の形状 A Bを除去できることが判明したことによる。

なお第 5図は、前記したごとく、この範囲 Mを外れる場合に生じる形状 A 1〜A 8を定性的に示している。

またさらに、サイドウオール部における、タイヤの最大断面巾として定義される前記タイャ巾 Wの、タイャサイズの呼び巾. WTに対する比 WZWTを、 0.97 以上かつ 1.03 以下、より好ましくは 0.97 以上かつ 1.0以下としている。

これは、第 6図に示すごとく、前記比 WZW Tが 1.03 よりも大、即ちタイヤ巾 Wが呼び巾 WTの 1. 0 3倍こえる時には、前記六角型の形状 A Cと成りやすく、従って、この比を 1.03 以下とすることによって、第 3図の前記範囲 N内に入る六角形型の形状 A Cを呈するタイヤを除きうることによる。

なお前記比 WZWTが 0.97 よりも小さい場合は、中凸型の形状 AAとなりやすい。

なお第 6図は、前記比 WZWTを縦軸に、接地面係数 S Fを横軸にとって示している。この接地面係数 S Fは、前記接地面の面積：実接地面積 S Aの、接地面のタィャ軸方向の巾：接地巾 GWと接地面のタィャ周方向の長さ：接地長さ L との積 G W X Lで表されるみかけの接地面積に対する比 S AZG W X L として表される。

この接地面係数 S Fは、 0.85 以上かつ 0.95 以下に設定されている。これは 0.85 よりも小であるときは、接地面形状が六角形の形状 A Cとなりやすく、又 0.95 よりも犬であるときは、中凸型の形状 A'Aとなる傾向があるためである。

前記比 WZWTと接地面係数 S F とをそれぞれ前記範囲に設定することによって好ましい形状 A O の接地面をうることがで έる。

このように、前記比 F 1及び F 2を前記範囲 Ν内に設定することによって、タイヤは、好ましい形状 A 0 をうる基本条件を具える。

又ゴムの厚さの比 T 0 /T 1 を前記範囲 M内に設定することによって、前記範囲 N内に存在しうる中凸型の形状 A A或いは中凹型の形状 A Bを呈するタイヤを除去しうる。

さらにタイャ巾 Wと呼び巾 W Tとの比 W/WTを前記範囲とすることによって、前記範囲 N内に存在しうる六角形の形扰 A Cを呈するタイヤを除去しうる。

さらに接地面係数 S Fを前記範囲とすることによって、接地面は、より好ましい形状となる。

このような好ましい形扰は、前記スラスカット形状 S と近似し、接地面における境界部分におけるタィャ転動に伴う負荷変形を放射状に均一に分布させうるとともに、又接地圧分布を均一化でき、不均一な接地圧分布に起因する偏摩耗を防止しうる。またさらに、接地面の踏み込み側、即ち進行方向前緣、及びその反対側の蹴り出し側に於けるすべり量を均一化でき、不均一なすべり量に起因する偏摩耗を防止しうる。又ゥエツトグリップ性能の低下を防止し、操縦安定性を保つと同時に、前記のごとく偏摩耗を防ぐことによって、車への取りつけに偏向がある際にも、多角形摩耗を防ぎ、のり心地を維持する。

このように、本発明の空気入りタイヤは、 2 つのトレッド面半痊を持ったトレツド面を具えるとともに、これらのトレツド面半径をタィャ巾に関連づけて所定の範囲に設定することによつて、好ましい形状の接地面をうることができる。その結果、均一な接地圧分布が得られ、そして滑りも均一化され、肩落ち摩耗、リブバンチングなどの偏摩耗が有効に防止される。そして、トレッド寿命の低下が防止されると同時に、ウエットグリッブ性能が改善され、さらに操縦安定性も改善しうる。

〔産業上の利用可能性〕 - 本発明は、各種構造、サイズの空気入りタイヤに採用できる力^ 特に乗用車用ラジアルタイヤに好適に採用できる。

Claims

請求の範囲

1. トレッド部と、一対のビード部と、前記トレッド部及びビード部間の一対のサイドウオール部とを有するとともに、前記ビード部に配された一対のビードコアと、両端が前記ビードコアの回りに巻き返して係止されたカーカスと、前記トレツド部において前記カーカスのタイヤ半径方向外側に配されかつベルトコードを有するベルトとを具えた空気入りタイヤであつて、

前記トレツド面がタイヤ赤道に交わる交点として定義される 1 つの中心点（ P 0 ) 及びこの中心点からタイヤ蚰方向両側にそれぞれ接地巾（ G W) の 1 / 4 の距離（ G Wノ 4 ) を離る前記トレッド面上の点として定義される 2つの近距離点 ( P 1 ) を通る円弧の半径として定義される第 1 のトレッド面半径（ T R 1 ) と、

前記中心点（ P 0 ) 及びこの中心点からタイャ軸方向両側にそれぞれ前記接地巾（ GW) の 1ノ 2 の距離（ GWノ 2 ) を離れる前記トレッド面上の点として定義される 2つの遠距離点（ P 2 ) を通る円弧の半径として定義される第 2 のトレッド面半径（ T R 2 ) と、

前記サイドウオール部における最大のタィャ断面巾と - して定義されるタイヤ巾（W) とが、

第 1 のトレツド面半径（ T R 1 ) の前記タイヤ巾（ W) に対する比（ T R 1 ノ W> を F l、

第 2 のトレツド面半径（ T R 2 ) の前記タィャ巾（ W) に対する比（ T R 2ノ W) を F 2、

L 1 = F 2 X 4.3-2.46

および

L 2 = F 2 X 2.2-0.95

としたとき、

L 1 ≥ F 1 ≥ L 2 の藺係を満たすことを特徴-とした空気入りタイヤ。

2. 前記トレツド部は、前記トレツド面と前記ベルトのタィャ半径方向外面との間に介在するトレッドゴムを舍むとともに、

該トツレドゴムの、前記中心点（ P 0 ) におけるゴム厚さ（T 0 ) と、前記近距離点（ P 1 ) におけるゴム厚さ（ T 1 ) と、前記遠距離点（ P 2 ) におけるゴム厚さ（ T 2 ) とは、

0.95 ≤ T 0ノ T 1 ≤ 1.05

および

0.85 ≤ Ύ 2 /Ί I ≤ 1.05

の関係を満たすことを特徴とした請求の範囲第 1項記載の空気 _ 入りタイヤ。

3. 前記タイヤ巾（W) の、タイヤサイズの呼び巾（W Τ ) に対する比（WZWT ) は、 0. 9 7以上かつ 1. 0 3以下であることを特徴とした請求の範囲第 1項記載の空気入りタイヤ。

4. 前記トレッド面の実接地面積（ S Α) の、タイャ軸方向における前記接地巾（ GW) にタイヤ周方向の接地長さ（ L ) を乗じたみかけの接地面積（ GW X L ) に対する比として定義される接地面係数（ S F ) が、 0.8 5以上かつ 0.9 5以下であることを特徴とした請求の範囲第 1項記載の空気入りタィャ。