JP2017030635A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】ボイド比が陸部毎に異なるにもかかわらず偏摩耗が生じにくい空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】横溝を有する複数の陸部２３、２４、２５、２６、２７がタイヤ幅方向に並んだ空気入りタイヤ１０において、ボイド比の小さい陸部２３、２６、２７がボイド比の大きい陸部２４よりもタイヤ基準輪郭線Ｌより外側へ大きく突出している。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。

トレッドをタイヤ基準輪郭線よりも外側へ突出させたタイヤが従来から提案されている。

例えば特許文献１のタイヤは、速度を維持したままでのコーナリング時の操縦安定性を改善することを目的としたものであり、トレッドのリブが突出し、その突出の頂点の位置がリブの幅方向中心線よりも車両装着時の内側にずれたものである。このタイヤによれば、リブの車両装着時の外側に緩い傾斜面が付けられることになるため、速度を維持したままでのコーナリング時に適正な接地が確保されることになり操縦安定性が確保される。

また特許文献２のタイヤは、トレッドのタイヤ幅方向全体での接地性を改善し操縦安定性を向上させることを目的としたものであり、トレッドの陸部が突出し、その突出の頂点の陸部幅方向の位置が、突出が無い場合にタイヤ周方向の接地長が短くなる位置にあるものである。またこのタイヤでは、センター陸部の最大突出量が中間陸部の最大突出量よりも大きい。このタイヤによればタイヤ幅方向全体での接地性が改善され操縦安定性が向上する。

特開２００５−２６３１８０号公報 特開２０１３−１８９１２１号公報

ところで、横溝を有する複数の陸部がタイヤ幅方向に並んでいる場合、ボイド比が陸部毎に異なる場合が多い。ボイド比が大きい陸部ほど高い接地圧がかかるため、陸部毎に接地圧がばらつき、トレッド全体で偏摩耗が生じるおそれがある。

そこで本発明は、ボイド比が陸部毎に異なるにもかかわらず偏摩耗が生じにくい空気入りタイヤを提供することを課題とする。

本実施形態の空気入りタイヤは、横溝を有する複数の陸部がタイヤ幅方向に並んだ空気入りタイヤであって、ボイド比の小さい陸部がボイド比の大きい陸部よりもタイヤ基準輪郭線より外側へ大きく突出している。

本実施形態の空気入りタイヤでは、ボイド比がリブ毎に異なるにもかかわらず偏摩耗が生じにくい。

本実施形態の空気入りタイヤ１０のタイヤ幅方向の断面図 本実施形態のトレッドパターン。 （ａ）陸部１００をタイヤ径方向外側から見た図。（ｂ）陸部１００を（ａ）の矢印Ｂの方向から見た図。（ｃ）陸部１００を（ａ）の矢印Ｃの方向から見た図。

図１に示されているように、本実施形態の空気入りタイヤ１０は、束ねられた鋼線にゴムが被覆されたビードコア１１と、ビードコア１１のタイヤ径方向外側に設けられたゴム製のビードフィラー１２とからなるビード部を、タイヤ幅方向両側に有する。カーカス１３が、タイヤ幅方向両側でビード部を包むと共に、これらのビード部間で空気入りタイヤ１０の骨格を形成している。

カーカス１３のタイヤ径方向外側には１又は２以上のベルトが設けられている。ベルトはスチール製等の複数本のコードがゴムで被覆されたものである。本実施形態では、タイヤ径方向内側の第１ベルト１４とタイヤ径方向外側の第２ベルト１５とが積層されている。第２ベルト１５のタイヤ径方向外側にはベルト補強層１６が設けられている。ベルト補強層１６は、有機繊維製等の複数本のコードがゴムで被覆されたものである。ベルト補強層１６は、第１ベルト１４及び第２ベルト１５よりもタイヤ幅方向に長く、これらをタイヤ径方向外側から覆っている。ベルト補強層１６のタイヤ径方向外側にはトレッド２０が設けられている。また、カーカス１３のタイヤ幅方向両側にはサイドウォール１７が、カーカス１３の内側にはインナーライナー１８が、それぞれ設けられている。以上の部材の他にもタイヤの機能上の必要に応じて複数の部材が設けられている。

トレッド２０にはタイヤ周方向にタイヤ１周に亘って伸びる複数の主溝２１が設けられている。これらの主溝２１に隔てられてタイヤ幅方向に並ぶ複数の陸部が形成されている。主溝２１の本数及び陸部の数は限定されないが、本実施形態の場合は、４本の主溝２１が設けられ、５つの陸部が形成されている。５つの陸部は、タイヤ幅方向の一方側から他方側にかけて、第１ショルダー陸部２３、第１メディエイト陸部２４、センター陸部２５、第２メディエイト陸部２６、第２ショルダー陸部２７の順で並んでいる。

第１ショルダー陸部２３及び第２ショルダー陸部２７のタイヤ幅方向外側の位置は、それぞれ接地端２２となる。ここで接地端２２とは、空気入りタイヤ１０が正規リムにリム組みされ正規内圧にされ正規荷重が負荷された状態での接地面のタイヤ幅方向端部のことである。ここで正規リムとはＪＡＴＭＡ、ＴＲＡ、ＥＴＲＴＯ等の規格に定められている標準リムのことである。また正規荷重とは前記規格に定められている最大荷重のことである。また正規内圧とは前記最大荷重に対応した内圧のことである。

各陸部には横溝が設けられている。横溝は、主溝２１の延長方向に対し一定の角度の方向へ伸び、主溝２１と交差する溝である。本実施形態の横溝の深さは、例えば、主溝２１の深さの５０％未満の深さである。横溝には接地時にその開口端が閉じる程度の幅のもの（いわゆるサイプ）も含まれる。陸部内に設けられる横溝の数や、その横溝の幅、深さ、形状等は、陸部により異なる。そのため陸部によりボイド比が異なる。ボイド比とは、その陸部に設けられた全ての溝の接地面への開口端の面積の和ｘを、その陸部の全ての接地する部分の面積の和ｙと前記面積ｘとの和で除した値ｘ／（ｘ＋ｙ）である。図３の例に基づき説明すると、陸部１００に設けられた溝１０１の接地面への開口端１０２の面積をｘ（図３のｘ１の部分の面積）、陸部１００の全ての接地する部分１０３の面積の和をｙ（図３のｙ１の部分の面積とｙ２の部分の面積との和）とすると、ボイド比はｘをｘとｙとの和で除した値ｘ／（ｘ＋ｙ）である。

以下では図２に基づき陸部毎の横溝の形状等の違い及び陸部毎のボイド比の違いの一例を示す。まず、センター陸部２５では、その両側の主溝２１へ開口する複数のセンター横溝３５ａが、タイヤ周方向に並んでいる。そのため、センター陸部２５は、２本のセンター横溝３５ａに挟まれた複数のブロックがタイヤ周方向へ並んだブロック列となっている。１つのブロック内には、その両側の主溝２１へ開口する１本のセンター細溝３５ｂが設けられている。センター細溝３５ｂは、横溝の一種だが、センター横溝３５ａよりも幅が狭い。

次に、第１メディエイト陸部２４では、第１ショルダー陸部２３側の主溝２１へ開口する複数の第１メディエイト横溝３４ａが、タイヤ周方向に並んでいる。第１メディエイト横溝３４ａのタイヤ幅方向内側の端部が第１メディエイト陸部２４内で終端しているため、第１メディエイト陸部２４はタイヤ周方向へ連続するリブとなっている。第１メディエイト横溝３４ａのピッチ（溝と溝とのタイヤ周方向の間隔）はセンター横溝３５ａのピッチと同じである。２本の第１メディエイト横溝３４ａの間には、それぞれ一方の主溝２１へ開口する２本の第１メディエイト細溝３４ｂが設けられている。第１メディエイト細溝３４ｂは、横溝の一種だが、第１メディエイト横溝３４ａよりも幅が狭い。

また、第２メディエイト陸部２６では、第２ショルダー陸部２７側の主溝２１へ開口する複数の第２メディエイト横溝３６ａが、タイヤ周方向に並んでいる。第２メディエイト横溝３６ａのタイヤ幅方向内側の端部が第２メディエイト陸部２６内で終端しているため、第２メディエイト陸部２６はタイヤ周方向へ連続するリブとなっている。第２メディエイト横溝３６ａのピッチはセンター横溝３５ａ及び第１メディエイト横溝３４ａのピッチと同じである。２本の第２メディエイト横溝３６ａの間には細溝は設けられていない。

次に、第１ショルダー陸部２３では、タイヤ幅方向外側へ開口する複数の第１ショルダー横溝３３ａが、タイヤ周方向に並んでいる。第１ショルダー横溝３３ａのタイヤ幅方向内側の端部が第１ショルダー陸部２３内で終端しているため、第１ショルダー陸部２３はタイヤ周方向へ連続するリブとなっている。第１ショルダー横溝３３ａのピッチはセンター横溝３５ａ等のピッチと同じである。２本の第１ショルダー横溝３３ａの間には細溝は設けられていない。

また、第２ショルダー陸部２７では、タイヤ幅方向外側へ開口する複数の第２ショルダー横溝３７ａが、タイヤ周方向に並んでいる。第２ショルダー横溝３７ａのタイヤ幅方向内側の端部が第２ショルダー陸部２７内で終端しているため、第２ショルダー陸部２７はタイヤ周方向へ連続するリブとなっている。第２ショルダー横溝３７ａのピッチはセンター横溝３５ａ等のピッチと同じである。２本の第２ショルダー横溝３７ａの間には細溝は設けられていない。

以上のように横溝が設けられた結果、第１メディエイト陸部２４のボイド比が一番大きく、センター陸部２５のボイド比が２番目に大きくなっている。第２メディエイト陸部２６、第１ショルダー陸部２３、第２ショルダー陸部２７のボイド比は等しく、５つの陸部のボイド比の中で一番小さくなっている。

このようにボイド比が異なる複数の陸部がある場合において、ボイド比の小さい陸部がボイド比の大きい陸部よりもタイヤ基準輪郭線Ｌより外側へ大きく突出している。

タイヤ基準輪郭線Ｌは、各陸部の幅方向のエッジを通過して滑らかに連続する１又は複数の円弧からなる曲線である。全ての主溝２０の開口端が１つの円弧上にある場合はその円弧がタイヤ基準輪郭線Ｌである。全ての主溝２０の開口端が１つの円弧上に無い場合は、タイヤ基準輪郭線Ｌは次のように定められる（図１参照）。まず、センター陸部２５においては、センター陸部２５の両エッジｄ、ｅと、これらと対向するメディエイト陸部２４、２６のエッジｃ、ｆを求め、エッジｃ、ｄ、ｅを通る円弧とエッジｄ、ｅ、ｆを通る円弧のうち、曲率半径の大きい方の円弧をタイヤ基準輪郭線Ｌとする。また第１メディエイト陸部２４においては、第１メディエイト陸部２４の幅方向の両エッジｂ、ｃと、センター陸部２５の第１メディエイト陸部２４側のエッジｄを求め、エッジｂ、ｃ、ｄを通る円弧をタイヤ基準輪郭線Ｌとする。また第２メディエイト陸部２６においては、第２メディエイト陸部２６の幅方向の両エッジｆ、ｇと、センター陸部２５の第２メディエイト陸部２６側のエッジｅを求め、エッジｅ、ｆ、ｇを通る円弧をタイヤ基準輪郭線Ｌとする。また第１ショルダー陸部２３においては、第１ショルダー陸部２３の第１メディエイト陸部２４側のエッジａと、第１メディエイト陸部２４の第１ショルダー陸部２３側のエッジｂと、接地端２２を求め、接地端２２、エッジａ、ｂを通る円弧をタイヤ基準輪郭線Ｌとする。また第２ショルダー陸部２７においては、第２ショルダー陸部２７の第２メディエイト陸部２６側のエッジｈと、第２メディエイト陸部２６の第２ショルダー陸部２７側のエッジｇと、接地端２２を求め、エッジｇ、ｈ、接地端２２を通る円弧をタイヤ基準輪郭線Ｌとする。

本実施形態では全ての陸部がタイヤ基準輪郭線Ｌより外側へ突出している。突出量（突出量とは基準輪郭線Ｌから突出の頂点までのタイヤ基準輪郭線Ｌの法線方向の高さ（長さ）のことで、突出の頂点とは前記高さが一番高くなっている点のことである）が一番大きい陸部は、ボイド比が一番小さい第２メディエイト陸部２６と、第１ショルダー陸部２３と、第２ショルダー陸部２７である。突出量が２番目に大きい陸部はセンター陸部２５である。突出量が一番小さい陸部はボイド比が一番大きい第１メディエイト陸部２４である。いずれの陸部の突出量も、その陸部の幅の０．０１倍以上０．１０倍以下の長さであることが望ましい。なお、第１ショルダー陸部２３及び第２ショルダー陸部２７の幅とは、これらの陸部の主溝２１側の端部から接地端２２までの長さのことである。また、図１のように、第１ショルダー陸部２３及び第２ショルダー陸部２７において、タイヤ基準輪郭線Ｌより外側へ突出する部分は接地端２２からタイヤ幅方向内側の部分であることが望ましい。

ここで、他の２つの陸部にタイヤ幅方向両側から挟まれた陸部において、突出の頂点のタイヤ幅方向の位置が、その陸部のタイヤ幅方向中央位置よりも、前記の他の２つの陸部のうちボイド比が小さい方の陸部に近い位置にあることが望ましい。その場合において、陸部の突出の頂点のタイヤ幅方向の位置は、例えば、その陸部をタイヤ幅方向に（その陸部のタイヤ幅方向一方側にある陸部のボイド比）：（その陸部のタイヤ幅方向他方側にある陸部のボイド比）の比で分割する位置である。

本実施形態では、他の２つの陸部にタイヤ幅方向両側から挟まれた陸部は、センター陸部２５、第１メディエイト陸部２４、第２メディエイト陸部２６である。まずセンター陸部２５について見ると、その両側の陸部は第１メディエイト陸部２４と第２メディエイト陸部２６である。そして第２メディエイト陸部２６のボイド比は第１メディエイト陸部２４のボイド比より小さい。そのため、センター陸部２５の突出の頂点ｒのタイヤ幅方向の位置は、センター陸部２５のタイヤ幅方向中央位置よりも、第２メディエイト陸部２６側に寄っている。なお、（第１メディエイト陸部２４のボイド比）：（第２メディエイト陸部２６のボイド比）が２：１であるとした場合、センター陸部２５の突出の頂点ｒのタイヤ幅方向の位置は、例えば、センター陸部２５をタイヤ幅方向に２：１で分割する位置であっても良い。

次に第１メディエイト陸部２４について見ると、その両側の陸部は第１ショルダー陸部２３とセンター陸部２５である。そして第１ショルダー陸部２３のボイド比はセンター陸部２５のボイド比より小さい。そのため、第１メディエイト陸部２４の突出の頂点ｑのタイヤ幅方向の位置は、第１メディエイト陸部２４のタイヤ幅方向中央位置よりも、第１ショルダー陸部２３側に寄っている。なお、（第１ショルダー陸部２３のボイド比）：（センター陸部２５のボイド比）が２：３であるとした場合、第１メディエイト陸部２４の突出の頂点ｑのタイヤ幅方向の位置は、例えば、第１メディエイト陸部２４をタイヤ幅方向に２：３で分割する位置であっても良い。

次に第２メディエイト陸部２６について見ると、その両側の陸部はセンター陸部２５と第２ショルダー陸部２７である。そして第２ショルダー陸部２７のボイド比はセンター陸部２５のボイド比より小さい。そのため、第２メディエイト陸部２６の突出の頂点ｓのタイヤ幅方向の位置は、第２メディエイト陸部２６のタイヤ幅方向中央位置よりも、第２ショルダー陸部２７側に寄っている。なお、（センター陸部２５のボイド比）：（第２ショルダー陸部２７のボイド比）が３：２であるとした場合、第２メディエイト陸部２６の突出の頂点ｓのタイヤ幅方向の位置は、例えば、第２メディエイト陸部２６をタイヤ幅方向に３：２で分割する位置であっても良い。

また、タイヤ幅方向一方側にのみ別の陸部を有する陸部（本実施形態では第１ショルダー陸部２３と第２ショルダー陸部２７）では、突出の頂点ｐ、ｔのタイヤ幅方向の位置は、その陸部のタイヤ幅方向中央位置であることが望ましい。

本実施形態では、ボイド比の小さい陸部がボイド比の大きい陸部よりもタイヤ基準輪郭線Ｌより外側へ大きく突出しているため、ボイド比の小さい陸部の接地圧が、突出量に応じて高くなり、ボイド比の大きい陸部の接地圧に近くなる。その結果陸部毎の接地圧のばらつきが小さくなり、トレッド全体で偏摩耗が生じにくくなる。

ここで、主溝に対して横溝の深さが浅い場合で、特に横溝の深さが主溝の深さの５０％未満である場合は、陸部毎の接地圧の差が大きいことが偏摩耗の原因となり易い。しかし本実施形態では、各横溝の深さが主溝２１の深さの５０％未満であっても、陸部毎の接地圧の差が小さいため偏摩耗が生じにくい。

また、他の２つの陸部にタイヤ幅方向両側から挟まれた陸部において、突出の頂点のタイヤ幅方向の位置が、前記の他の２つの陸部のうちボイド比が小さい方の陸部側へ寄っていれば、さらにトレッド全体の接地圧がタイヤ幅方向に均一化し、偏摩耗が生じにくくなる。

また、陸部の突出量がその陸部の幅の０．０１倍以上０．１０倍以下の長さであれば、突出の効果が得られ、また突出量が大きすぎて接地状態が却って悪化することを防ぐことができる。

以上の実施形態に対して、発明の要旨を逸脱しない範囲で、様々な変更、置換、省略等を行うことができる。

例えば、上記実施形態では全ての陸部がタイヤ基準輪郭線Ｌよりも外側へ突出しているが、一部の陸部は突出しなくても良い。具体的には、ボイド比が一番大きい陸部（上記実施形態では第１メディエイト陸部２４）に関しては、突出していなくても良い。また、タイヤ幅方向一方側にのみ別の陸部を有する陸部（上記実施形態では第１ショルダー陸部２３及び第２ショルダー陸部２７）に関しては、ボイド比が隣のメディエイト陸部のボイド比よりも大きい場合は、突出していなくても良い。

表１〜表４の比較例及び実施例のタイヤの接地圧分散及び耐偏摩耗性を評価した。比較例及び実施例のタイヤは上記実施形態のものと同じく４本の主溝と５つの陸部を有するものである。５つの陸部は上記実施形態と同じく第１ショルダー陸部、第１メディエイト陸部、センター陸部、第２メディエイト陸部、第２ショルダー陸部である。これらの陸部はこの順でタイヤ幅方向の一方側から他方側にかけて並んでいる。各陸部には横溝が設けられている。いずれのタイヤも、サイズが２０５／６０Ｒ１６、陸部の幅が２５ｍｍ、主溝の深さが７．５ｍｍ、横溝の深さが３．５ｍｍである。

表１〜表４に記載のように、ボイド比は陸部毎に異なっている。なお表１〜表４のボイド比は、第１メディエイト陸部のボイド比を１００とする指数で表されている。この指数の陸部間の比は、実際のボイド比の陸部間の比と同じである。つまり、第１ショルダー陸部のボイド比の指数が５０で第１メディエイト陸部のボイド比の指数が１００の場合、これらの指数の比（第１ショルダー陸部のボイド比の指数）：（第１メディエイト陸部のボイド比の指数）は１：２だが、実際のボイド比の比（第１ショルダー陸部のボイド比）：（第１メディエイト陸部のボイド比）も１：２である。

比較例及び実施例における各陸部の突出量及び突出の頂点の位置は表１〜表４の通りである。比較例１のタイヤではいずれの陸部も突出していない。また比較例２のタイヤでは、ボイド比の大きい陸部がボイド比の小さい陸部よりも大きく突出し、また突出の頂点の位置がボイド比の大きい陸部側へ寄っている。一方、実施例１のタイヤでは、ボイド比の小さい陸部がボイド比の大きい陸部よりも大きく突出し、また突出の頂点の位置が陸部のタイヤ幅方向中央位置にある。また実施例２のタイヤでは、ボイド比の小さい陸部がボイド比の大きい陸部よりも大きく突出し、また突出の頂点の位置がボイド比の小さい陸部側へ寄っている。表１〜表４の「陸部幅方向中央位置からの突出の頂点のずれ（ｍｍ）」の欄において、値が正であることは頂点が第２ショルダー陸部方向へずれていることを、値が負であることは頂点が第１ショルダー陸部方向へずれていることを、それぞれ意味している。

評価方法は次の通りである。
接地圧分散：タイヤを正規リムに組み付けこれに正規内圧を充填し、ＪＡＴＭＡ記載の最大荷重の７０％の荷重を負荷して感圧紙に押し付けて測定した接地圧と、キャンバー角を１°として感圧紙に押し付けて測定した接地圧から、接地面内の接地圧の分散値を算出し、その変化量を指数化した。指数が大きいほど接地圧分散が変化しにくく、荷重や横力を受けた際の接地安定性に優れることを示す。
耐偏摩耗性：ドラム試験機上でタイヤを１００００ｋｍ走行させた後、ヒールアンドトゥ摩耗量を測定し、測定結果を指数化した。指数が大きいほどヒールアンドトゥ摩耗が少ないことを示す。

結果は表５の通りで、実施例のタイヤは比較例のタイヤよりも接地圧分散が変化しにくく接地安定性に優れ、またヒールアンドトゥ摩耗が少ないことが確認できた。

１０…空気入りタイヤ、１１…ビードコア、１２…ビードフィラー、１３…カーカス、１４…第１ベルト、１５…第２ベルト、１６…ベルト補強層、１７…サイドウォール、１８…インナーライナー、２０…トレッド、２１…主溝、２２…接地端、２３…第１ショルダー陸部、２４…第１メディエイト陸部、２５…センター陸部、２６…第２メディエイト陸部、２７…第２ショルダー陸部、３３ａ…第１ショルダー横溝、３４ａ…第１メディエイト横溝、３４ｂ…第１メディエイト細溝、３５ａ…センター横溝、３５ｂ…センター細溝、３６ａ…第２メディエイト横溝、３７ａ…第２ショルダー横溝、１００…陸部、１０１…溝、１０２…開口端、１０３…接地する部分

Claims (3)

1. 横溝を有する複数の陸部がタイヤ幅方向に並んだ空気入りタイヤにおいて、ボイド比の小さい陸部がボイド比の大きい陸部よりもタイヤ基準輪郭線より外側へ大きく突出している空気入りタイヤ。
2. 他の２つの陸部にタイヤ幅方向両側から挟まれた陸部において、前記突出の頂点のタイヤ幅方向の位置が、その陸部のタイヤ幅方向中央位置よりも、前記の他の２つの陸部のうちボイド比が小さい方の陸部に近い位置にある、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記横溝の深さが、タイヤ周方向に伸びる主溝の深さの５０％未満の深さである、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。

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