(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トレッドの周方向に設け、さらにタイヤの赤道面に沿う周溝を配置した、空気入りタイヤであって、該環状凹部とトレッド接地面との境界を角部で形成し、周溝の側壁のうちタイヤの赤道面側の側壁とトレッド接地面とを円弧状に連ねたことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
周溝の側壁のうちトレッド端側の側壁とトレッド接地面との境界を角部で形成した、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
タイヤのバットレス部の輪郭が円弧状である、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、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を向上することを目的とする。
【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トレッドの周方向に設け、さらにタイヤの赤道面に沿う周溝を配置した、空気入りタイヤであって、該環状凹部とトレッド接地面との境界を角部で形成し、周溝の側壁のうちタイヤの赤道面側の側壁とトレッド接地面とを円弧状に連ねたことを特徴とする空気入りタイヤである。
【０００６】
また、上記周溝の側壁のうちトレッド端側の側壁とトレッド接地面との境界を角部で形成すること、あるいはタイヤのバットレス部の輪郭を円弧状にすること、が直進安定性の向上に有利である。
【０００７】
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の少なくとも１枚は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。
【０００８】
該トレッド６には、トレッドのレイヤー補強層５に対応する部分を、タイヤの赤道面Ｏ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、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はタイヤの赤道面Ｏからいずれか一方のトレッド端側にずらして配置することも可能である。
【０００９】
ここで、環状凹部７は、そのトレッド接地面との境界１０を角部で形成することが肝要である。好ましくは、境界１０の輪郭線のなす角度αが８０°〜１５５  °になる角部が形成されているとよい。この角部の存在によって、環状凹部７を構成する溝底と一体に連なる側壁が傾斜路面においても容易に接地しなくなるため、後述するように、ワンダリングが抑制されるのである。
【００１０】
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Ｈ：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。
【００１１】
さらに、直進安定性の向上のため、周溝の形状を次のように規制することが有利である。
すなわち、周溝８及び９の側壁のうちタイヤの赤道面側の側壁8a及び9aとトレッド接地面とを円弧状に連ねること、好ましくは該円弧の曲率半径ｒを２mm以上とすること、併せて周溝８及び９の側壁のうちトレッド端側の側壁8b及び9bとトレッド接地面との境界8c及び9cを角部で形成すること、好ましくは境界8c及び9cの輪郭線のなす角度βが70〜90°になる角部を形成すること、が必要になる。
【００１２】
同様に、タイヤのバットレス部１１の輪郭を円弧状にすること、好ましくは該円弧の曲率半径Ｒを２０ｍｍ以上とすること、も直進安定性の向上に有利である。
【００１３】
【作用】
発明者らは、図２に示す、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Ｆｃ  は増加するため、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接地面部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上る向きの横力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、環状凹部７部分の曲げ変形ｂｃ  により発生する横力Ｆｙｃを低減して横力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Ｆｙｃは、環状凹部７部分の曲げ変形ｂｃ  によって、環状凹部７とトレッド踏面との境界１０付近が剪断変形しながら境界１０から環状凹部７の側壁へと接地域が拡大するために発生するから、図３に示すように、境界１０を角部で形成することによって、環状凹部７の側壁へと接地域が拡大するのを防ぎ、その結果、横力Ｆｙｃの低減を実現する。なお、図３には、周溝が１対の例を示したが、図１に示した周溝が２対の場合においても、上記の作用は同様である。
【００１５】
ここで、境界１０に、その輪郭線のなす角度αが８０°〜１５５  °になる角部を形成することが好ましい。すなわち、角度αが８０°未満では成形金型からタイヤを外すのが難しくなり、一方角度αが１５５  °をこえると、角部が撓み変形した時に凹部側壁が接地して直進安定性が損われる。
【００１６】
また、タイヤの赤道面に沿って配置した周溝においても、上記した横力Ｆy の増加をはかる工夫を行うことが有効であり、そこで、周溝の側壁のうちタイヤの赤道面側の側壁とトレッド踏面とを円弧状に連ねること、さらには周溝の側壁のうちトレッド端側の側壁とトレッド踏面との境界を角部で形成すること、が有利である。
【００１７】
すなわち、周溝のタイヤの赤道面側の側壁とトレッド接地面とを円弧状に連ねることによって、図３に示すように、周溝８の側壁８ａ付近で発生する曲げ変形ｂＧｉによる横力ＦＧｉを増加することができ、これは横力Ｆｙ  の増加に寄与する。一方、周溝のトレッド端側の側壁とトレッド接地面との境界を角部で形成することによって、周溝８の側壁８ｂ付近で発生する曲げ変形ｂＧｏによる横力ＦＧｏを抑制することができ、これも横力Ｆｙ  の増加に寄与する。
【００１８】
ここで、周溝のタイヤの赤道面側の側壁とトレッド接地面とを円弧状に連ねる場合、該円弧の曲率半径ｒを２ｍｍ以上とすることが好ましい。なぜなら、曲率半径ｒが２ｍｍ未満では、溝壁とトレッド接地面との境界が実質上角部となって円弧状にならずに上記の効果が得られなくなるからである。
【００１９】
そして、周溝トレッド端側の側壁とトレッド接地面との境界を角部で形成する場合は、該境界の輪郭線のなす角度βが７０〜９０°になる角部を形成することが好ましい。すなわち、角度βが７０°未満では、タイヤ製造時の加硫成形工程において成形金型がはずれにくくなり、一方９０°をこえると、上記曲げ変形ｂＧＯが接地面に伝わり易くなり、反力ＦＧＯを抑制し難くなる。
【００２０】
さらに、横力Ｆｙ  を増加するために、タイヤのバットレス部の輪郭を円弧状にすることも有効であり、該円弧の曲率半径Ｒを２０ｍｍ以上とすることが好ましい。なぜなら、曲率半径Ｒが２０ｍｍ未満では、タイヤが斜面に接地したとき、該バットレス部が十分接地することができず、曲げ変形ｂｓ  を路面に伝え難くなるため、反力としてのＦｙｓを十分に得ることができないからである。
【００２１】
【実施例】
図１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、境界１０の輪郭線のなす角度α、周溝の境界８ｃ及び９ｃの輪郭線のなす角度β、周溝の側壁８ａ及び９ａとトレッド踏面とがなす円弧の曲率半径ｒ、そしてバットレス部１１の輪郭をなす円弧の曲率半径Ｒ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で、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。
【００２２】
これらのタイヤは、規定内圧２．４  ｋｇｆ  ／ｃｍ２を充填後、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。
【００２３】
【表１】
0003583477.tif 000002
【００２４】
【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】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】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
８ａ    側壁
８ｂ    側壁
８ｃ    境界
９  周溝
９ａ    側壁
９ｂ    側壁
９ｃ    境界
１０  境界
１１  バットレス部
【図１】
0003583477.tif 000003
【図２】
0003583477.tif 000004
【図３】
0003583477.tif 000005