(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対のビードコア間にわたりトロイド状をなして跨がるカーカスのタイヤ径方向外側にトレッドを配置し、このトレッドの一部分をタイヤ径方向内側に窪ませてなる環状凹部をタイヤの赤道面に沿って設けた、空気入りタイヤであって、タイヤを適用リムに装着後に規定内圧の10％を充填した状態において、１対のビードコアの中心を結ぶ線分からカーカスのタイヤ径方向最外側部までの距離Ｈおよび同線分からカーカスの最大幅部までの距離ｈの比ｈ／Ｈが0.65〜0.80であることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
１対のビードコア間にわたりトロイド状をなして跨がるカーカスのタイヤ径方向外側にトレッドを配置し、このトレッドの踏面の一部分をタイヤ径方向内側に窪ませてなる環状凹部をタイヤの赤道面に沿って設けた、空気入りタイヤであって、該トレッドの端部域の輪郭線を、タイヤを規定リムに装着しかつ規定内圧を充填後に規定最大荷重の70％荷重を付加した状態において、半径が40mm以上になる曲率で構成し、該トレッド端部域は、タイヤが傾斜10゜の傾斜路面にあるときに、該傾斜路面の山側の接地端域までを含むことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項３】
ベルト幅をトレッド端縁に対応する位置まで拡大した、請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、タイヤのトレッドのほぼ中央部分に広幅の環状凹部を有する、排水性能の優れた空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の空気入りタイヤとして、実公昭５０−２１２０３  号公報には、カーカスのクラウン部のタイヤ径方向外側に、ブレーカ層及びトレッドを順次に積層してなり、該クラウン部の幅方向中央部でカーカス、ブレーカ層及びトレッドをタイヤ径方向内側に窪ませることにより、トレッド幅方向中央部に幅の広い環状凹部を形成した、タイヤが開示されている。かかる空気入りタイヤでは、その環状凹部の作用下で、タイヤの排水性能を高めることができ、特にへん平比が６０％以下のタイヤにおいて有効である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この環状凹部を有するタイヤでは、轍の凸凹等の傾斜部分を有する路面を走行する場合に、路面の乱れによりタイヤに不均一な力が部分的に作用してタイヤが複雑な挙動を示し、このため車両が運転者の意図しない動きをする現象、いわゆるワンダリングが発生し易い。このワンダリングは、車両の直進性を損う危険な現象であるため、この種のタイヤにおいて大きな問題となっている。
【０００４】
そこで、この発明は、特に排水性に寄与する環状凹部を有するタイヤのワンダリング現象を抑制して、この種のタイヤにおける傾斜路面上での直進安定性の向上を図ろうとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
この発明は、１対のビードコア間にわたりトロイド状をなして跨がるカーカスのタイヤ径方向外側にトレッドを配置し、このトレッドの一部分をタイヤ径方向内側に窪ませてなる環状凹部をタイヤの赤道面に沿って設けた、空気入りタイヤであって、タイヤを適用リムに装着後に規定内圧の10％を充填した状態において、１対のビードコアの中心を結ぶ線分からカーカスのタイヤ径方向最外側部までの距離Ｈおよび同線分からカーカスの最大幅部までの距離ｈの比ｈ／Ｈが0.65〜0.80であること、またはトレッドの端部域の輪郭線を、タイヤを規定リムに装着しかつ規定内圧を充填後に規定最大荷重の70％荷重を付加した状態において、半径が40mm以上になる曲率で構成し、該トレッド端部域は、タイヤが傾斜10゜の傾斜路面にあるときに、該傾斜路面の山側の接地端域までを含むこと、をそれぞれ特徴とする空気入りタイヤである。
さらに、ベルト幅をトレッド端縁に対応する位置まで拡大することが、実施に当たり有利である。
【０００６】
さて、図１にこの発明に従う空気入りタイヤの具体例を図解し、１は１〜３枚のカーカスプライからなるカーカスを示し、このカーカス１は少なくとも１枚がその側端部分をビードコア２の周りでタイヤの内側から外側へ巻返してなる。
かかるカーカス１のタイヤ径方向外側には、互いに平行配列をなすコードからなるコード層をそのコードが互いに交差する配置にて積層した、少なくとも２層のベルト３，４を配設し、このベルト４の外周側に、例えば有機繊維などからなるコードをタイヤの赤道面Ｏ付近で螺旋状に巻回してなる、この例で１層のレイヤー補強層５を配置し、さらに外側にトレッド６を設ける。
【０００７】
該トレッド６には、そのレイヤー補強層５に対応する部分を、赤道面０に沿ってタイヤの径方向内側に窪ませてなる環状凹部７を設ける。さらに、図示例においては、この環状凹部７の両側で対をなして環状凹部７に沿って延びる、２対の周溝８及び９を有する。なお、環状凹部７の形状は、排水性の観点から、規定内圧充填時において、開口幅ｄ：３０ｍｍ以上、環状凹部７両側のトレッド最大径位置のそれぞれを結ぶ仮想線から環状凹部７の最深部までの距離、すなわち深さｔ：１０ｍｍ以上とすることが好ましい。また、カーカス１、ベルト３，４およびレイヤー補強層５は、環状凹部７に対応させて、タイヤ径方向内側に凹む形状になるが、カーカス１、ベルト３，４およびレイヤー補強層５を凹ませずに平坦に配置することも可能である。
【０００８】
ここで、タイヤを適用リムに装着後に規定内圧の１０％を充填した状態において、１対のビードコアの中心を結ぶ線分Ｌからカーカスのタイヤ径方向最外側部Ｃ１  までの距離Ｈおよび同線分Ｌからカーカスの最大幅部Ｃ２  までの距離ｈの比ｈ／Ｈを０．６５〜０．８０にすることが肝要である。すなわち、在来のタイヤにおける比ｈ／Ｈは０．６０程度であるから、この発明のタイヤでは、カーカスの最大幅部Ｃ２  の位置をトレッド６に近づけることによって、後述するように、ワンダリングが抑制されるのである。
【０００９】
なお、規定内圧の１０％を充填した状態においてカーカス形状を規定したのは、カーカス形状を規定するためにタイヤビード部をリムにフィットさせてタイヤを自立させる必要からであり、１０％内圧下でカーカス形状を規定することによって、規定内圧時のカーカスにおける張力分布を制御することが可能になる。
【００１０】
また、図３に示すように、トレッド６の周溝８に隣接するトレッド端部域Ｅの輪郭線を緩い曲率で構成して、トレッド端部域Ｅをトレッド幅方向外側に張り出した形状にすることも、ワンダリングの抑制に有効である。
すなわち、トレッド端部域Ｅの輪郭線は、タイヤを規定リムに装着しかつ規定内圧を充填後に規定最大荷重の70％荷重を付加した状態において、半径が40mm以上になる曲率で構成する。さらに、トレッド端部域Ｅは、平坦路における接地端域よりも外側、具体的には傾斜が10゜の傾斜路面での山側の接地端域までを含むことが肝要である。なお、規定最大荷重の70％荷重は、乗用車の一般的な走行時の荷重であり、この通常走行状態における接地領域のタイヤの形状を規制するところに意味がある。ちなみに、前記のようにトレッド端部域Ｅの輪郭線を描くと、トレッド端部はその幅方向位置をサイドウォール部の幅方向位置近傍、場合によってはこれよりも外側に位置することになる。
【００１１】
以上、図１および３に示したところを個別に説明したが、両者の構造を併せ持たせることによって、タイヤの直進安定性をより向上させることも可能である。
【００１２】
さらに、カーカスの最大幅部Ｃ２  の位置をトレッド６に近づけること、あるいはトレッド端部域Ｅをトレッド幅方向外側に張り出すのに伴って、ベルト３，４をトレッド端縁に対応する位置まで延ばすことが好ましい。
【００１３】
【作用】
発明者らは、環状凹部を有するタイヤにて、轍の凸凹等の傾斜路面を走行するときのワンダリングの発生機構について究明した。通常、タイヤが傾斜路面に入ると、タイヤが傾斜路面から受けるキャンバースラストは増加するため、図２に示すように、タイヤに大きな横力Ｆy が働いて傾斜路面から抜け出る。しかし、環状凹部を有するタイヤは、横力Ｆy が通常タイヤに比較して小さいため、傾斜路面からの抜け出しが緩慢になって、ワンダリング現象が発生することが判明した。さらに、この種タイヤで横力Ｆy が小さくなるのは、タイヤが傾斜路面に接地してトレッドに撓み変形が発生すると、環状凹部７部分の曲げ変形ｂc により発生する、傾斜路面を下る向きの横力Ｆycが、接地端近傍での曲げ変形ｂs により発生する傾斜路面を昇る向きの横力Ｆysを相殺するためであることも判明した。
【００１４】
従って、上記ワンダリング現象を抑制するには、接地端近傍での曲げ変形ｂｓ  により発生する横力Ｆｙｓを増加して横力Ｆｙ  の増加をはかればよいことが明らかになった。この曲げ変形ｂｃ  は、とくにカーカスおよびベルトが環状凹部７に対応して凹む構成のタイヤにおいて顕著になる。
すなわち、この横力Ｆｙｓは、接地端近傍での曲げ変形ｂｓ  により発生するから、曲げ変形ｂｓ  を大きくすることが有効である。
【００１５】
そこで、まず図１に示したように、カーカスの最大幅部Ｃ２  の位置をトレッド６に近づけることによって、図２に示すように、傾斜路面の走行中に傾斜路の山側に位置するカーカスの屈曲部をトレッド端に近づけて、曲げ変形ｂｓ  を大きくする。なお、この発明に従うタイヤは、内圧を充填していくと、カーカスは自然平衡形状に近づくように変化するが、上記したように、１０％内圧充填時のカーカス形状を規定したため、ベルト端部およびビード部近傍の張力が増大するのに対し、カーカス最大幅部とベルト端部との間の張力はそれに比してはあまり増大しないから、この結果、カーカスの屈曲部をカーカス最大幅よりもトレッド端に近づけることができるのである。
ここで、比ｈ／Ｈを０．６５〜０．８０としたのは、比が０．６５未満であると、上記した作用を期待することができず、一方０．８０以下としたのは、ｈ／Ｈが０．８０をこえると、トレッド部とサイド部の境界近傍におけるカーカスの曲率が大きくなりすぎ、カーカスの耐久性の低下が懸念されるからである。
【００１６】
次に、図３に示したように、トレッド端の形状を工夫することによって、タイヤが傾斜路面にあるときにトレッドの接地域を在来のタイヤより外側に拡げて、曲げ変形ｂｓ  により発生する横力Ｆｙｓを大きくする。すなわち、トレッド端部域Ｅの輪郭線を緩い曲率で構成して、トレッド端部域Ｅをトレッド幅方向外側に張り出した形状にすると、図４に示すように、在来のトレッド端が曲率の強い輪郭線で構成されたタイヤと比較して、特に傾斜路面の山側でのトレッド接地端域が拡がるため、ここで発生する横力Ｆｙｓは大きくなる。
【００１７】
ここで、トレッド端部域Ｅの輪郭線の曲率半径は４０ｍｍ以上が好ましい。なぜなら、曲率半径が４０ｍｍ未満では、上記した接地域拡大効果が十分に期待できないからである。
【００１８】
さらに、図１および３のいずれの構造においても、ベルト３，４をトレッド端縁に対応する位置まで延ばして、曲げ変形ｂs のトレッド端への伝達を容易にすることが有利である。すなわち、タイヤが接地して撓み変形した時のタイヤサイド部の倒れ込み変形 bsideは、トレッド端曲げ変形 bs を起こしているため、トレッド端縁近傍までベルト３，４を延在することにより、ベルトを介して倒れ込み変形を接地端近傍のトレッド面に広く伝達しやすくなるのである。
【００１９】
【実施例】
図１または２に示す構造に従う、サイズ２２５／５０  ＺＲ  １６の空気入りラジアルタイヤを、比ｈ／Ｈ、トレッド端部域Ｅの輪郭線の曲率半径およびベルト幅を種々に変更して、表１に示す仕様の下にそれぞれ試作した。
なお、環状凹部７は、内圧充填時の状態において、開口幅Ｄ：４５ｍｍ、深さＨ：１５ｍｍ、その最深部がタイヤの赤道Ｏに重なる位置に設け、また周溝８及び９は、開口幅：６ｍｍ、深さ：８ｍｍで、その最深部がタイヤの赤道Ｏからトレッド端側へ５５ｍｍ及び８０ｍｍ離間した位置に設けた。なお、ベルト層にはスチールコードを、レイヤー補強層にはナイロンコードをそれぞれ適用した。
【００２０】
これらのタイヤは、規定内圧２．４  ｋｇｆ  ／ｃｍ２を充填後、規定荷重４５０  ｋｇｆ  を負荷した状態にて、セーフティウォークを張り付けたフラットベルト式試験機を用いて、速度５０ｋｍ／ｈ、路面の傾斜角度を５°の条件下で、横力Ｆｙを測定した。その測定結果を表１に併記する。同表から、測定された横力を従来タイヤの場合を１００  とした指数で示すと、この発明に従う構成のタイヤにおける横力Ｆｙ  の増大が顕著であることがわかる。
【００２１】
【表１】
0003583481.tif 000002
【００２２】
【発明の効果】
この発明によれば、特に環状凹部をそなえて排水性を向上したタイヤにおいて、例えば轍等の凹凸を有する傾斜路面での直進安定性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に従うタイヤのトレッド幅方向断面図である。
【図２】発明タイヤが傾斜面と接地した状態を示す模式図である。
【図３】この発明に従うタイヤのトレッド幅方向断面図である。
【図４】発明タイヤが傾斜面と接地した状態を示す模式図である。
【符号の説明】
１  カーカス
２  ビードコア
３，４  ベルト
５  レイヤー補強層
６  トレッド
７  環状凹部
８  周溝
９  周溝
１０    サイドウォール部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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