JP2017001473A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】耐摩耗性とウエット性能とドライ路面での操縦安定性を改善する。【解決手段】トレッド部１に周方向に延びる複数本の主溝１１を設け、複数列の陸部２１〜２４を区画し、各陸部に幅方向に延びる複数本の横溝要素３０を形成し、主溝のうちタイヤ幅方向最外側に位置する一対の最外側主溝１１Ａ，１１Ｃの中心線よりも内側をセンター領域Ｃｅとし、中心線から接地端までをショルダー領域Ｓｈとし、各陸部の接地領域内での幅Ａ1〜Ａ4と各陸部において溝幅１．２ｍｍを超える横溝要素により分断されずに周方向に連続的に延在する部分の接地領域内での幅Ｂ1〜Ｂ4との比率を連続陸部比率としたとき、トレッド部の全体としての連続陸部比率を７０％以上とし、センター領域での連続陸部比率をショルダー領域での連続陸部比率よりも大きくし、かつセンター領域陸部の溝面積比率をショルダー領域陸部の溝面積比率よりも大きくする。【選択図】図２

Description

本発明は、トレッド部にタイヤ周方向に延びる複数本の主溝を設けた空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、耐摩耗性とウエット性能とをより高い次元で両立させ、更にはドライ路面での操縦安定性を改善することを可能にした空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤでは、一般的に、トレッド部にタイヤ周方向に延びる複数本の主溝が形成され、これら主溝によりタイヤ周方向に延在する複数列の陸部が区画され、各陸部にタイヤ幅方向に延びるラグ溝やサイプ等の横溝要素が形成されている。

上述のような構成を有する空気入りタイヤにおいて、トレッド部の溝面積を減らした場合（例えば、特許文献１〜２参照）、トレッド部の剛性が高くなるため耐摩耗性を改善することが可能であるものの、それに伴ってウエット性能が低下するという問題がある。また、空気入りタイヤにおいて、ラグ溝のピッチ数や配列を車両内側領域と車両外側領域とで互いに異ならせることにより、二律背反関係にあるタイヤ性能を両立させること（例えば、特許文献３〜５参照）が行われているが、このような手法では耐摩耗性とウエット性能とを両立させることが難しいのが現状である。

特開２０１４−１６６８２４号公報 特開２０１４−１８４８２８号公報 特開２０１５−３７９４５号公報 特開２０１４−１６２３００号公報 特開２０１３−１５４６５４号公報

本発明の目的は、耐摩耗性とウエット性能とをより高い次元で両立させ、更にはドライ路面での操縦安定性を改善することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備えた空気入りタイヤにおいて、
前記トレッド部にタイヤ周方向に延びる複数本の主溝を設け、これら主溝により複数列の陸部を区画し、各陸部にタイヤ幅方向に延びる複数本の横溝要素を形成し、前記主溝のうちタイヤ幅方向最外側に位置する一対の最外側主溝の中心線よりもタイヤ幅方向内側をセンター領域とし、前記最外側主溝の中心線から前記トレッド部の接地端までをショルダー領域とし、各陸部の接地領域内での幅と各陸部において溝幅１．２ｍｍを超える横溝要素により分断されずにタイヤ周方向に連続的に延在する部分の接地領域内での幅との比率を連続陸部比率としたとき、前記トレッド部の全体としての連続陸部比率が７０％以上であり、前記センター領域での連続陸部比率が前記ショルダー領域での連続陸部比率よりも大きく、かつ前記センター領域に含まれる陸部の溝面積比率が前記ショルダー領域に含まれる陸部の溝面積比率よりも大きいことを特徴とするものである。

本発明では、空気入りタイヤにおいて、トレッド部の全体としての連続陸部比率を７０％以上とすることにより、トレッド部のタイヤ周方向の剛性を高めて耐摩耗性を改善することができる。また、センター領域での連続陸部比率をショルダー領域での連続陸部比率よりも大きくすることにより、ドライ路面での操縦安定性に対する寄与が大きいセンター領域における剛性の増大効果を相対的に大きくするので、ドライ路面での操縦安定性を改善することができる。更に、センター領域に含まれる陸部の溝面積比率をショルダー領域に含まれる陸部の溝面積比率よりも大きくすることにより、駆動時におけるウエット性能への寄与が大きいセンター領域での排水性が良好になるので、ウエット性能（特に、ウエット路面でのトラクション性能）を改善することができる。

本発明において、トレッド部の全体としての接地領域内での溝面積比率は３０％以下であることが好ましい。トレッド部の全体としての溝面積比率を上記の如く規定することにより、耐摩耗性の改善効果を十分に得ることができる。

同様に、トレッド部の主溝を除いた部位の接地領域内での溝面積比率は１０％以下であることが好ましい。トレッド部の主溝を除いた部位の溝面積比率を上記の如く規定することにより、耐摩耗性の改善効果を十分に得ることができる。

センター領域に含まれる陸部の溝面積比率とショルダー領域に含まれる陸部の溝面積比率との差は２％〜５％であることが好ましい。両者の差を適正化することにより、ドライ路面での操縦安定性を良好に維持しつつ、ウエット性能の改善効果を十分に得ることができる。

センター領域での連続陸部比率とショルダー領域での連続陸部比率との差は５％〜１５％であることが好ましい。両者の差を適正化することにより、ドライ路面での操縦安定性の改善効果を十分に得ることができる。

また、トレッド部の全体としての連続陸部比率は７０％〜９５％であることが好ましい。トレッド部の全体としての連続陸部比率の上限値を規定することにより、ウエット性能を良好に維持することができる。

本発明は、各種車両に装着される空気入りタイヤに適用可能であるが、特に乗用車に装着される空気入りタイヤに適用することが好ましい。乗用車用の空気入りタイヤでは、耐摩耗性、ウエット性能、ドライ路面での操縦安定性を同時に改善することが求められているので、このような用途では顕著な効果を期待することができる。

本発明において、トレッド部の接地領域は、タイヤを標準リムにリム組みして空気圧２３０ｋＰａを充填した状態で平面上に垂直に置いて所定の荷重を加えたときに測定されるタイヤ軸方向の接地幅に基づいて特定される。接地端は、接地領域のタイヤ軸方向の最外側位置である。「所定の荷重」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最大負荷能力の７０％に相当する荷重とする。

トレッド部又は陸部の溝面積比率は、トレッド部又は陸部の踏面におけるネガティブ要素の面積とポジティブ要素の面積との総和に対するネガティブ要素の面積の比率（％）である。ネガティブ要素とは溝部分（サイプを含む）を意味し、ポジティブ要素とは陸部分を意味する。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線断面図である。 図１の空気入りタイヤのトレッドパターンを示す展開図である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１〜図２は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示すものである。

図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部１と、該トレッド部１の両側に配置された一対のサイドウォール部２，２と、これらサイドウォール部２のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部３，３とを備えている。

一対のビード部３，３間にはカーカス層４が装架されている。このカーカス層４は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側へ折り返されている。ビードコア５の外周上には断面三角形状のゴム組成物からなるビードフィラー６が配置されている。

一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層のベルト層７が埋設されている。これらベルト層７はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。ベルト層７において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば１０°〜４０°の範囲に設定されている。ベルト層７の補強コードとしては、スチールコードが好ましく使用される。ベルト層７の外周側には、高速耐久性の向上を目的として、補強コードをタイヤ周方向に対して例えば５°以下の角度で配列してなる少なくとも１層のベルトカバー層８が配置されている。ベルトカバー層８の補強コードとしては、ナイロンやアラミド等の有機繊維コードが好ましく使用される。

なお、上述したタイヤ内部構造は空気入りタイヤにおける代表的な例を示すものであるが、これに限定されるものではない。

図２に示すように、トレッド部１には、タイヤ周方向に延びる３本の主溝１１が形成されている。ここで、主溝とは溝幅が３．０ｍｍ以上、好ましくは３．０ｍｍ〜８．０ｍｍであり、かつ溝深さが４．０ｍｍ以上、好ましくは、４．０ｍｍ〜８．０ｍｍである周方向溝を意味する。つまり、溝幅が３．０ｍｍ未満であるか、或いは、溝深さが４．０ｍｍ未満である周方向溝は主溝には該当しない。主溝１１は、タイヤ赤道ＣＬよりもタイヤ幅方向の一方側に位置する主溝１１Ａと、タイヤ赤道ＣＬ上に位置する主溝１１Ｂと、タイヤ赤道ＣＬよりもタイヤ幅方向の他方側に位置する主溝１１Ｃとを含んでいる。これら主溝１１Ａ〜１１Ｃはいずれもタイヤ周方向に沿って直線状に延在している。そして、トレッド部１には、主溝１１Ａよりもタイヤ幅方向の一方側に位置するショルダー陸部２１と、主溝１１Ａと主溝１１Ｂとの間に位置するセンター陸部２２と、主溝１１Ｂと主溝１１Ｃとの間に位置するセンター陸部２３と、主溝１１Ｃよりもタイヤ幅方向の他方側に位置するショルダー陸部２４とが区画されている。

陸部２１〜２４の各々には、タイヤ幅方向に延びる複数本の横溝要素３０が形成されている。横溝要素３０は、溝幅が１．２ｍｍ以下であるサイプ（又は細溝）３１と、溝幅が１．２ｍｍを超えるラグ溝３２とを含んでいる。溝幅が１．２ｍｍを超えるラグ溝３２は陸部２１〜２４のタイヤ周方向の連続性を実質的に分断するものであるが、溝幅が１．２ｍｍ以下であるサイプ（又は細溝）３１は陸部２１〜２４のタイヤ周方向の連続性を実質的に分断するものではない。サイプ３１及びラグ溝３２からなる横溝要素３０のタイヤ周方向のピッチ及びタイヤ幅方向の長さは陸部２１〜２４において個別に設定されている。

タイヤ幅方向最外側に位置する一対の主溝１１Ａ，１１Ｃの中心線よりもタイヤ幅方向内側をセンター領域Ｃｅとし、これら主溝１１Ａ，１１Ｃの中心線からトレッド部１の接地端Ｅまでをショルダー領域Ｓｈとしたとき、センター領域Ｃｅにはセンター陸部２２，２３が配置され、ショルダー領域Ｓｈにはショルダー陸部２１，２４が配置されている。なお、主溝１１Ａ，１１Ｃの中心線は溝幅中心位置を通る直線である。

図２に示すように、陸部２１〜２４の接地領域内での幅はそれぞれＡ₁，Ａ₂，Ａ₃，Ａ₄である。また、陸部２１〜２４において溝幅１．２ｍｍを超える横溝要素３０（即ち、ラグ溝３２）により分断されずにタイヤ周方向に連続的に延在する部分の接地領域内での幅はそれぞれＢ₁，Ｂ₂，Ｂ₃，Ｂ₄である。これら陸部２１〜２４の接地領域内での幅Ａ₁〜Ａ₄と陸部２１〜２４において溝幅１．２ｍｍを超える横溝要素３０により分断されずにタイヤ周方向に連続的に延在する部分の接地領域内での幅Ｂ₁〜Ｂ₄に基づいて連続陸部比率が算出される。

上記空気入りタイヤにおいて、トレッド部１の全体としての連続陸部比率Ｘｔ〔Ｘｔ＝（Ｂ₁＋Ｂ₂＋Ｂ₃＋Ｂ₄）／（Ａ₁＋Ａ₂＋Ａ₃＋Ａ₄）×１００％〕は、７０％以上、より好ましくは７０％〜９５％の範囲に設定されている。また、センター領域Ｃｅでの連続陸部比率Ｘce〔Ｘce＝（Ｂ₂＋Ｂ₃）／（Ａ₂＋Ａ₃）×１００％〕はショルダー領域Ｓｈでの連続陸部比率Ｘsh〔Ｘsh＝（Ｂ₁＋Ｂ₄）／（Ａ₁＋Ａ₄）×１００％〕よりも大きくなるように設定されている。

更に、センター領域Ｃｅに含まれる陸部２２，２３の溝面積比率Ｒceはショルダー領域Ｓｈに含まれる陸部２１，２４の溝面積比率Ｒshよりも大きくなるように設定されている。ここで、溝面積比率Ｒceは陸部２２，２３の総面積に対する陸部２２，２３に含まれる溝成分の総面積の比率（％）であり、溝面積比率Ｒshは陸部２１，２４の総面積に対する陸部２１，２４に含まれる溝成分の総面積の比率（％）である。上述のようにセンター領域Ｃｅでの連続陸部比率Ｘceをショルダー領域Ｓｈでの連続陸部比率Ｘshよりも大きくした場合、一様なトレッドパターンであれば、溝面積比率Ｒceは溝面積比率Ｒshよりも小さくなるが、上記空気入りタイヤでは、ショルダー領域Ｓｈに含まれる陸部２１，２４に形成されるサイプ３１を相対的に少なくし、センター領域Ｃｅに含まれる陸部２２，２３に形成されるサイプ３１を相対的に多くすることにより、溝面積比率Ｒceを溝面積比率Ｒshよりも大きくしている。

上述した空気入りタイヤでは、トレッド部１の全体としての連続陸部比率Ｘｔを７０％以上とすることにより、トレッド部１のタイヤ周方向の剛性を高めて耐摩耗性を改善することができる。ここで、トレッド部１の全体としての連続陸部比率Ｘｔが７０％よりも小さいと、耐摩耗性の改善効果が不十分になる。特に、トレッド部１の全体としての連続陸部比率Ｘｔは７０％〜９５％の範囲に設定すると良い。トレッド部１の全体としての連続陸部比率Ｘｔが９５％よりも大きいと、溝面積が小さくなるためウエット性能の改善効果が低下する。

また、上述した空気入りタイヤでは、センター領域Ｃｅでの連続陸部比率Ｘceをショルダー領域Ｓｈでの連続陸部比率Ｘshよりも大きくすることにより、ドライ路面での操縦安定性に対する寄与が大きいセンター領域Ｃｅにおける剛性の増大効果を相対的に大きくするので、ドライ路面での操縦安定性を改善することができる。

センター領域Ｃｅでの連続陸部比率Ｘceとショルダー領域Ｓｈでの連続陸部比率Ｘshとの差（Ｘce−Ｘsh）は５％〜１５％の範囲に設定すると良い。これにより、ドライ路面での操縦安定性の改善効果を十分に得ることができる。連続陸部比率Ｘceと連続陸部比率Ｘshとの差（Ｘce−Ｘsh）が５％よりも小さいとセンター領域Ｃｅでの剛性が不足するためドライ路面での操縦安定性の改善効果が不十分になり、逆に１５％よりも大きいとセンター領域Ｃｅとショルダー領域Ｓｈとの剛性差が過大になるためドライ路面での操縦安定性の改善効果が低下する。

更に、上述した空気入りタイヤでは、センター領域Ｃｅに含まれる陸部２２，２３の溝面積比率Ｒceをショルダー領域Ｓｈに含まれる陸部２１，２４の溝面積比率Ｒshよりも大きくすることにより、駆動時におけるウエット性能への寄与が大きいセンター領域Ｃｅでの排水性が良好になるので、ウエット性能（特に、ウエット路面でのトラクション性能）を改善することができる。

センター領域Ｃｅに含まれる陸部２２，２３の溝面積比率Ｒceとショルダー領域Ｓｈに含まれる陸部２１，２４の溝面積比率Ｒshとの差（Ｒce−Ｒsh）は２％〜５％の範囲に設定すると良い。これにより、ドライ路面での操縦安定性を良好に維持しつつ、ウエット性能の改善効果を十分に得ることができる。溝面積比率Ｒceと溝面積比率Ｒshとの差（Ｒce−Ｒsh）が２％よりも小さいとウエット性能の改善効果が低下し、逆に５％よりも大きいとセンター領域Ｃｅでの剛性が不足するためドライ路面での操縦安定性の改善効果が低下する。

また、トレッド部１の全体としての接地領域内での溝面積比率Ｒｔは３０％以下、好ましくは、２０％〜３０％であると良い。これにより、耐摩耗性の改善効果を十分に得ることができる。トレッド部１の全体としての接地領域内での溝面積比率Ｒｔが３０％よりも大きいと耐偏摩耗性の改善効果が低下する。

同様に、トレッド部１の主溝１１を除いた部位（即ち、陸部２１〜２４）の接地領域内での溝面積比率Ｒｒは１０％以下、好ましくは、５％〜１０％であると良い。これにより、耐摩耗性の改善効果を十分に得ることができる。トレッド部１の主溝１１を除いた部位の溝面積比率Ｒｒが１０％よりも大きいと耐偏摩耗性の改善効果が低下する。

図１及び図２に描写された実施形態は乗用車用の空気入りタイヤに関するものであるが、本発明は他の用途の空気入りタイヤに適用することも可能である。

タイヤサイズ１５５／６５Ｒ１４で、トレッド部と一対のサイドウォール部と一対のビード部とを備えた空気入りタイヤにおいて、トレッド部にタイヤ周方向に延びる複数本の主溝を設け、これら主溝により複数列の陸部を区画し、各陸部にタイヤ幅方向に延びる複数本の横溝要素を形成し、トレッド部の全体としての連続陸部比率Ｘｔ、センター領域での連続陸部比率Ｘce、ショルダー領域での連続陸部比率Ｘsh、トレッド部の全体としての接地領域内での溝面積比率Ｒｔ、トレッド部の主溝を除いた部位の接地領域内での溝面積比率Ｒｒ、センター領域に含まれる陸部の溝面積比率Ｒce、ショルダー領域に含まれる陸部の溝面積比率Ｒshを表１のように設定した従来例、比較例１〜２及び実施例１〜８のタイヤを製作した。

これら試験タイヤについて、下記試験方法により、耐摩耗性、ドライ路面での操縦安定性、ウエット性能を評価し、その結果を表１に併せて示した。

耐摩耗性：
各試験タイヤをリムサイズ１４×４．５Ｊのホイールに組み付けて排気量６６０ｃｃの軽自動車に装着し、ウォームアップ後の空気圧（Ｆ／Ｒ）を２３０ｋＰａ／２２０ｋＰａとし、テストコースを８０００ｋｍ走行した後、溝残量から推定摩耗寿命（ｋｍ）を算出した。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど耐摩耗性が優れていることを意味する。

ドライ路面での操縦安定性：
各試験タイヤをリムサイズ１４×４．５Ｊのホイールに組み付けて排気量６６０ｃｃの軽自動車に装着し、ウォームアップ後の空気圧（Ｆ／Ｒ）を２３０ｋＰａ／２２０ｋＰａとし、ドライ路面のテストコースにおいてパネラーによる官能評価を実施した。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほどドライ路面での操縦安定性が優れていることを意味する。

ウエット性能：
各試験タイヤをリムサイズ１４×４．５Ｊのホイールに組み付けて排気量６６０ｃｃの軽自動車に装着し、ウォームアップ後の空気圧（Ｆ／Ｒ）を２３０ｋＰａ／２２０ｋＰａとし、水深１ｍｍの路面上で停止状態から加速し、時速５０ｋｍ／ｈに到達するまでの駆動距離を計測した。評価結果は、計測値の逆数を用い、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほどウエット性能が優れていることを意味する。

この表１から判るように、実施例１〜８のタイヤは、いずれも、従来例との対比において、耐摩耗性とウエット性能が同時に改善されており、しかもドライ路面での操縦安定性についても改善効果が得られていた。一方、比較例１においては、センター領域での連続陸部比率Ｘceがショルダー領域での連続陸部比率Ｘshよりも大きくなっているものの、それに伴ってセンター領域に含まれる陸部の溝面積比率Ｒceがショルダー領域に含まれる陸部の溝面積比率Ｒshよりも小さくなっているため、ウエット性能が不十分であった。また、比較例２においては、センター領域に含まれる陸部の溝面積比率Ｒceがショルダー領域に含まれる陸部の溝面積比率Ｒshよりも大きくなっているものの、それに伴ってセンター領域での連続陸部比率Ｘceがショルダー領域での連続陸部比率Ｘshよりも小さくなっているため、ドライ路面での操縦安定性が不十分であった。

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
１１ 主溝
２１，２２，２３，２４ 陸部
３０ 横溝要素
３１ サイプ
３２ ラグ溝
Ｃｅ センター領域
Ｓｈ ショルダー領域
ＣＬ タイヤ赤道

Claims (7)

1. タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備えた空気入りタイヤにおいて、
   前記トレッド部にタイヤ周方向に延びる複数本の主溝を設け、これら主溝により複数列の陸部を区画し、各陸部にタイヤ幅方向に延びる複数本の横溝要素を形成し、前記主溝のうちタイヤ幅方向最外側に位置する一対の最外側主溝の中心線よりもタイヤ幅方向内側をセンター領域とし、前記最外側主溝の中心線から前記トレッド部の接地端までをショルダー領域とし、各陸部の接地領域内での幅と各陸部において溝幅１．２ｍｍを超える横溝要素により分断されずにタイヤ周方向に連続的に延在する部分の接地領域内での幅との比率を連続陸部比率としたとき、前記トレッド部の全体としての連続陸部比率が７０％以上であり、前記センター領域での連続陸部比率が前記ショルダー領域での連続陸部比率よりも大きく、かつ前記センター領域に含まれる陸部の溝面積比率が前記ショルダー領域に含まれる陸部の溝面積比率よりも大きいことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記トレッド部の全体としての接地領域内での溝面積比率が３０％以下であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記トレッド部の前記主溝を除いた部位の接地領域内での溝面積比率が１０％以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記センター領域に含まれる陸部の溝面積比率と前記ショルダー領域に含まれる陸部の溝面積比率との差が２％〜５％であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記センター領域での連続陸部比率と前記ショルダー領域での連続陸部比率との差が５％〜１５％であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記トレッド部の全体としての連続陸部比率が７０％〜９５％であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
7. 乗用車に装着されることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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