(57)【要約】  低いトレッド剛性でも直進安定性を高めることのできるスタッドレスタイヤを提供することを課題とする。  スタッドレスタイヤ１０は、所定リム１１に装着され所定内圧が充填された状態における中心軸線を通る断面において、ブラダリング割位置からトレッドリング割位置までのタイヤ半径方向距離Bに対する、ブラダリング割位置からタイヤ最大幅を与える位置までのタイヤ半径方向距離Aの比B/Aをサイド形状係数と呼ぶとき、このサイド形状係数は、車両装着外側のタイヤ幅方向半部では0.52〜0.55であってかつ車両装着内側のタイヤ幅方向半部では0.45〜0.5であるか、もしくは、車両装着外側のタイヤ幅方向半部では0.5〜0.55であってかつ車両装着内側のタイヤ幅方向半部では0.45〜0.48である。
2009099108.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定リムに装着され所定内圧が充填された状態における中心軸線を通る断面において、
ブラダリング割位置からトレッドリング割位置までのタイヤ半径方向距離Bに対する、ブラダリング割位置からタイヤ最大幅を与える位置までのタイヤ半径方向距離Aの比B/Aをサイド形状係数と呼ぶとき、このサイド形状係数は、車両への装着下で車両の幅方向両外側（以下、車両装着外側という）のタイヤ幅方向半部では0.52〜0.55であってかつ車両への装着下で車両の幅方向内側（以下、車両装着内側という）のタイヤ幅方向半部では0.45〜0.5であるか、もしくは、車両装着外側のタイヤ幅方向半部では0.5〜0.55であってかつ車両装着内側のタイヤ幅方向半部では0.45〜0.48であることを特徴とするスタッドレスタイヤ。
【請求項２】
タイヤ内面に沿ったペリフェリ長さは、前記車両装着外側に配置されるタイヤ幅方向半部で長く、車両装着内側に配置されるタイヤ幅方向半部で短く、それらのペリフェリ長さの差は2%以内であることを特徴とする請求項１に記載のスタッドレスタイヤ。
【請求項３】
車両装着外側に対するサイド形状係数Ｘdと車両装着内側に対するサイド形状係数Ｘcとするとともに、前記所定内圧を充填し所定荷重下で−0.5°のキャンバ角を付けて接地したときの、タイヤ接地面の幅方向中心から接地幅の40%離れた位置における、車両装着内側の接地長さをＣとし、車両装着外側の接地長さをＤとしたとき、式（１）で表されるサイド形状非対称度Ｘと、式（２）で表される接地形状非対称度Ｙとは、式（３）を満足することを特徴とする請求項１もしくは２に記載のスタッドレスタイヤ。
2009099108.tif 000006
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、氷雪上を走行する車両に取り付けられるスタッドレスタイヤに関し、特に、直進走行安定性を向上させることができるものに関する。
【背景技術】
【０００２】
スタッドレスタイヤにおいては、ドライ路面における操縦安定性を確保しつつも氷雪走行性能を高めるため、サイプを多数本設けたり、極めて柔らかいゴムを用いたりすることによりトレッド剛性を低く抑えている。
【特許文献１】特開２００７−１７６４１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、トレッド剛性が低いことにより、直進安定性が十分でなくこの点における改善が求められているが、このためにトレッド剛性を高くしてしまっては必要な氷雪走行性能を得ることはできない。【０００４】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、低いトレッド剛性でも直進安定性を高めることのできるスタッドレスタイヤを提供することを目的とする。【０００５】
なお、本発明のスタッドレスタイヤは、上記目的を達成するために、その車両への装着下での車両幅方向外側の半部の断面形状と、車両幅方向内側の半部の断面形状とに所定の範囲の非対称性を付与するものであり、このような非対称タイヤは、夏用タイヤとしては知られているものの、スタッドレスタイヤとしては未だ実現していない。スタッドレスタイヤでは、高い氷雪走行性能が要求されるため、夏用タイヤに比べてトレッドゴムの弾性率が極端に低く、夏用タイヤに適用した非対称化の手法をそのまま用いることは難しく、したがって、本発明は、直進安定性を高めることができ、しかも、極端に低いトレッド剛性を有するスタッドレスタイヤに最適な非対称化技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
＜１＞は、所定リムに装着され所定内圧が充填された状態における中心軸線を通る断面において、ブラダリング割位置からトレッドリング割位置までのタイヤ半径方向距離Bに対する、ブラダリング割位置からタイヤ最大幅を与える位置までのタイヤ半径方向距離Aの比B/Aをサイド形状係数と呼ぶとき、このサイド形状係数は、車両への装着下で車両の幅方向両外側（以下、車両装着外側という）のタイヤ幅方向半部では0.52〜0.55であってかつ車両への装着下で車両の幅方向内側（以下、車両装着内側という）のタイヤ幅方向半部では0.45〜0.5であるか、もしくは、車両装着外側のタイヤ幅方向半部では0.5〜0.55であってかつ車両装着内側のタイヤ幅方向半部では0.45〜0.48であることを特徴とするスタッドレスタイヤである。【０００７】
＜２＞は、＜１＞において、タイヤ内面に沿ったペリフェリ長さは、前記車両装着外側に配置されるタイヤ幅方向半部で長く、車両装着内側に配置されるタイヤ幅方向半部で短く、それらのペリフェリ長さの差は2%以内であることを特徴とするスタッドレスタイヤである。【０００８】
＜３＞は、＜１＞もしくは＜２＞において、車両装着外側に対するサイド形状係数Ｘdと車両装着内側に対するサイド形状係数Ｘcとするとともに、前記所定内圧を充填し所定荷重下で−0.5°のキャンバ角を付けて接地したときの、タイヤ接地面の幅方向中心から接地幅の40%離れた位置における、車両装着内側の接地長さをＣとし、車両装着外側の接地長さをＤとしたとき、式（１）で表されるサイド形状非対称度Ｘと、式（２）で表される接地形状非対称度Ｙとは、式（３）を満足することを特徴とするスタッドレスタイヤである。
2009099108.tif 000003
【発明の効果】
【０００９】
＜１＞によれば、サイド形状非対称度Ｘが1.0〜5.0%となるよう構成したので、詳細を後述するように、偏摩耗を発生させることなく直進安定性を向上させることができる。【００１０】
＜２＞によれば、タイヤ内面に沿ったペリフェリ長を、前記車両装着外側に配置されるタイヤ幅方向半部で長く、車両装着内側に配置されるタイヤ幅方向半部で短くしたので、これについても詳細を後述するように、直進安定性をさらに向上させることができる。また、タイヤ内面に沿ったペリフェリ長の、車両装着内外の差を2%以内としたので、接地性能と、操舵力の路面への伝達性能とを両立させることができ、車両装着外側のペリフェリ長を長くしすぎると、操舵力の路面の伝達が悪くなってしまう。【００１１】
＜３＞によれば、式（３）における(Y-0.045)/Xをトレッド剛性ファクタＺと呼ぶとすると、このトレッド剛性ファクタＺを0.7〜1.0としたので、詳細を後述するように、氷雪性能と直進安定性との両立を確実なものにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のタイヤの幅方向断面を示す図である。
【図２】サイドウォール形状が対称なタイヤの接地形状を示す図である。
【図３】サイドウォール形状が非対称なタイヤの接地形状を示す図である。
【符号の説明】
【００１３】
１ ビード部
２ サイドウォール部
３ トレッド部
４ ラジアルカーカス
５ ビードコア
１０ スタッドレスタイヤ
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明に係る実施形態のスタッドレスタイヤを、所定リム１１に装着し所定内圧を充填した状態における中心軸線を通る断面において示す断面図であり、このスタッドレスタイヤ１０は、１対のビード部１の径方向外側に１対のサイドウォール部２を配置し、これらサイドウォール部２間に跨ってトレッド部３を配置して構成される。また、それらのビード部１には、それぞれビードコア５が配設されるとともに、ラジアルカーカス４がそれらのビードコア５の間に架け渡され、その側部をビードコア５の周りに折り返すことによりビードコア５に係止される。【００１５】
本発明に係るスタッドレスタイヤ１０は、所定リム１１に装着し所定内圧を充填した状態における中心軸線を通る断面において、サイドウォール部２における形状が、車両への装着姿勢において、車両装着内側に位置する幅方向半部と、車両装着外側に位置する幅方向半部とで形状が異なることを特徴としており、具体的には、ブラダリング割位置からトレッドリング割位置までのタイヤ半径方向距離Bo、Biに対する、ブラダリング割位置からタイヤ最大幅を与える位置Po、Piまでのタイヤ半径方向距離Ao、Aiの比Ao/Bo、Ai/Biをサイド形状係数と呼ぶとき、車両装着外側のタイヤ幅方向半部ではサイド形状係数Ao/Boを0.52〜0.55としかつ車両装着内側のタイヤ幅方向半部ではサイド形状係数Ai/Bi を0.45〜0.5とするか、もしくは、車両装着外側のタイヤ幅方向半部ではサイド形状係数Ao/Boを0.5〜0.55としかつ車両装着内側のタイヤ幅方向半部ではサイド形状係数Ai/Bi を0.45〜0.48とする。【００１６】
また、サイドウォール部の形状の非対称度合いを表すファクタとして、車両装着外側に対するサイド形状係数Ｘd（=Ao/Bo）とし、車両装着内側に対するサイド形状係数Ｘc（=Ai/Bi）として、式（１）で表されるＸをサイド非対称度と呼ぶとすると、Ｘdが0.55でＸcが0.45のときに0.05であり、Ｘdが0.5でＸcが0.48のとき0.01、そして、Ｘdが0.52でＸcが0.5のときも0.01であることから、本発明のタイヤのサイド非対称度Xは、0.01〜0.05であるということができる。【００１７】
なお、図示において、Poは、車両装着外側におけるタイヤ最大幅はWtを与える点を、Piは、車両装着内側におけるタイヤ最大幅はWtを与える点をそれぞれ表す。【００１８】
ここで、上記における所定内圧、所定リムとは以下によって定義される。すなわち、所定内圧とは所定の産業規格に記載されている適用サイズにおける所定荷重に対応する空気圧のことであり、また所定リムとは同規格に記載されている適用サイズにおける標準リム（または“Approved Rim”、“Recommended Rim”）のことである。なお、上記における所定荷重とは、上記所定の産業規格に記載されている適用サイズにおける単輪の最大荷重（最大負荷能力）のことである。【００１９】
かかる産業規格については、タイヤが生産もしくは使用される地域においてそれぞれ有効な規格が定められており、これらの規格は、例えば、アメリカ合衆国では“The Tire and Rim Association Inc. Year Book”（デザインガイドを含む）により、欧州では、“The European Tire and Rim Technical Organization Standards Manual”により、日本では日本自動車タイヤ協会の“JATMA YEAR BOOK”によりそれぞれ規定されている。【００２０】
また、タイヤ幅方向半部とは、本明細書において、タイヤを所定リムに装着し所定内圧を充填した状態においてリムの幅方向中心を通り、タイヤ回転中心軸に直交する平面CLで区切られる左右それぞれの半部をいうものとする。【００２１】
そして、ブラダリング割位置とは、タイヤを金型内で加硫するに際し、金型を構成するブラダリングとサイドモールドとの境目に対応するタイヤ表面上の位置をいい、そこにはその境目によって形成された周方向に延在する微少凸条が形成されている。【００２２】
また、トレッドリング割位置とは、タイヤを金型内で加硫するに際し、金型を構成するトレッドリングとサイドモールドとの境目に対応するタイヤ表面上の位置をいい、そこにはその境目によって形成された周方向に延在する微少凸条が形成されている。【００２３】
以下に、本発明のスタッドレスタイヤ１０の作用について説明する。タイヤは、一般的にこれを車両に装着した状態では、直進性を確保するため、地面に接する下側が車両装着外側に、上側が車両装着内側となるよう傾斜して取り付けられ、車両を前面から見たときの姿勢がハの字状となる、いわゆる、ネガティブキャンバが付与されている。【００２４】
そして、サイド非対称性がゼロ、すなわち車両装着内側と外側とのサイドウォール形状が対称であるタイヤを上記のようにネガティブキャンバを付与して装着した場合、その接地圧形状は図２に示すように、タイヤ接地面における幅方向中心線を境とする車両装着内側の領域で接地圧は高くなり、接地長は長くなり、車両装着外側の領域で接地圧は低く、接地長は短い。【００２５】
対称な接地形状を維持して走行している場合には、路面からノイズ入力により車両に装着されている左右のタイヤの負荷バランスが変化したとても、各タイヤには横方向の力が発生しないので車両を横に移動させる力も生じないが、上記のように非対称の接地形状で継続走行している場合には、各タイヤには横方向の力が発生しているが左右のタイヤの横力が相殺されていることによって車両の直進性が保持されていて、このような状態において、左右いずれか一方のタイヤに路面から入力したノイズは、左右のタイヤの横力におけるバランスを崩し、車両には横方向の力が発生しやすくなってしまう。【００２６】
したがって、直進操縦安定性を向上させるためには、接地形状を、タイヤ接地面の幅方向中心線に関する左右対称性をよくする必要があり、本発明は、このことに着目してなされたものであり、接地形状の左右対称性を向上させるための手段として、車両装着外側の半部の剛性を、車両装着内側の半部の剛性より低くすることによって、車両装着外側の半部のトレッド部を車両装着内側の半部より大きく膨出させるものである。【００２７】
そして、このように左右の半部でトレッド部の膨出量に差をつけるための第１の方策は、図２に示すように、所定内圧を充填し所定荷重下で-0.5°のキャンバ角を付けて接地したときの、タイヤ接地面の幅方向中心線Ｌから接地幅の40%離れた位置における、車両装着内側の接地長さをＣとし、車両装着外側の接地長さをＤとして、式（２）で表される接地形状非対称度をＹとしたとき、タイヤに荷重をかけない状態において、サイド形状非対称度Xがゼロの場合には、ネガティブキャンバ付の荷重下では接地形状非対称度Yが大きくなってしまうので、逆に、本発明は、タイヤに荷重をかけない状態において、車両装着外側に対するサイド形状係数Ｘdを、車両装着内側に対するサイド形状係数Ｘcより大きくなるようサイドウォール部の形状を非対称にすることによって、図３に示すように、接地形状非対称度Yを小さく抑え、このことによって、直進安定性を向上させることを可能にするものである。【００２８】
すなわち、この第1の方策は、車両装着外側に対するサイド形状係数を高めることによってその半部の剛性を低下させるものであるが、そのメカニズムは次の通りである。すなわち、サイド形状係数が大きい車両装着外側の半部は、そのショルダー部における曲率半径Roが、図１に示すように、車両装着内側の半部のショルダー部における曲率半径Riより小さく、タイヤ内圧Pのほとんどをラジアルカーカス４が担っているとすると、厚さt、曲率半径Rのラジアルカーカス４には、薄肉円筒にかかる周方向応力の式（４）で表される周方向応力Tがかかり、よって、周方向応力Tは、曲率半径の大きい車両装着内側の半部で大きく、曲率半径の小さい車両装着外側の半部で小さくなる。
2009099108.tif 000004
【００２９】
このように、第1の方策によれば、車両装着外側に対するサイド形状係数Ｘdを、車両装着内側に対するサイド形状係数Ｘcより大きくすることによって、車両装着外側の半部のラジアルカーカス４の周方向応力Tを下げてその剛性を減少させ、よって、車両装着外側の半部全体の剛性を低下させ、その結果、トレッド部を車両装着内側の半部より大きく膨出させることができる。【００３０】
なお、接地形状非対称度Yを表す式（２）において、Ｃ、Ｄは、本明細書においては、それぞれ、接地面の幅方向中心線Ｍから接地面の総幅Ｗの40%だけそれぞれ車両装着外側、および、内側に離れた幅方向位置における接地長さとして定義されるものであり、これらの長さが同じであれば接地面非対称性はゼロであるとするものである。【００３１】
以上のように、サイド形状係数Ｘd、Ｘcを最適化することによって直進安定性を向上させることができるが、スタッドレスタイヤのサイド形状係数Ｘd、Ｘcの最適な具体的な範囲として、車両装着外側に対するサイド形状係数Ｘdを0.52〜0.55としかつ車両装着内側に対するサイド形状係数Ｘcを0.45〜0.5とするか、もしくは、車両装着外側に対するサイド形状係数Ｘdを0.5〜0.55としかつ車両装着内側に対するサイド形状係数Ｘcを0.45〜0.48とする必要があり、Ｘdが0.52未満でかつＸcが0.5を越え、もしくは、Ｘdが0.5未満でかつＸcが0.48を越えものとした場合には、サイド形状非対称度Xが小さすぎて直進安定性を向上させることができず、一方、Ｘdが0.55を越え、もしくは、Ｘcが0.45未満であるものとした場合には、サイド形状非対称度Xが大きくなりすぎて、接地形状非対称度Yが大きくなってしまって直進安定性を悪化させることに加えて偏摩耗を発生する可能性が高くなってしまう。【００３２】
以上の説明において、接地形状非対称度Yを小さく抑え、接地形状の対称性を向上させるのに最適なサイド形状非対称度Xはトレッド剛性に大きく依存し、したがって、トレッド剛性の高いサマータイヤのサイド形状非対称度Xを、氷雪性能を確保するためにトレッド剛性低く抑えらなければならないスタッドレスタイヤに適用することはできず、しかも、スタッドレスタイヤにおいては、単にトレッド剛性が低いことに起因して直進安定性が悪化することも考慮して最適なサイド形状非対称度Xを設定する必要があり、これらの点において、スタッドレスタイヤの非対称性の最適化はサマータイヤに比べて遙かに複雑である。【００３３】
以上のように、スタッドレスタイヤ１０においては、トレッド剛性を、氷雪性能を確保するのに必要十分なものにする必要があり、そして、接地形状非対称度Yとサイド形状非対称度Xとの関係はトレッド剛性に大きく依存するので、このことを利用してスタッドレスタイヤのトレッド剛性の好ましい範囲を設定することができ、具体的には、トレッド剛性を実験的によく表す、式（３）における(Y-0.045)/Xをトレッド剛性ファクタＺと呼ぶとして、剛性ファクタZが0.7〜1.0の範囲となるようにするのが、好ましい。ただし、X、Yはそれぞれ、前述のサイド形状非対称度、および、接地形状非対称度を表す。【００３４】
また、左右の半部でトレッド部の膨出量に差をつけるための第２の方策は、スタッドレスタイヤ１０において、車両装着外側半部のタイヤ内面に沿ったペリフェリ長さL2（図１参照）を、車両装着内側半部のタイヤ内面に沿ったペリフェリ長さL1（図１参照）より長くするものであり、これによって、車両装着外側半部のトレッド部を車両装着内側半部に対してさらに膨出させることができ、一層好ましい。これは、ペリフェリ長さを長くすれば、タイヤ半径方向に作用する荷重に対してその半部のバネが柔らかくなるためであり、このように、車両装着外側半部のタイヤ内面に沿ったペリフェリ長さL2を車両装着外側半部のペリフェリ長さL1より長くすることにより、車両装着外側半部の剛性を低下させ、その結果、トレッド部を車両装着内側の半部より大きく膨出させることができる。しかしながら、L1とL2との差を大きくしすぎると、タイヤ幅方向、周方向対するバネも柔らかくなりすぎて操舵性の伝達能力が低下するので、これらの差は2%以内となるようにするのが好ましい。
【実施例】
【００３５】
サイド形状非対称度Xだけが異なるスタッドレスタイヤを試作し、その接地形状非対称度Yおよびこれを実車に装着した際の各種運動性能を実車評価し、タイヤの諸元および評価結果を表１に示した。試作したスタッドレスタイヤのサイズは195／65Ｒ15であった。【００３６】
このタイヤを車両に装着するに際しては、このスタッドレスタイヤをサイズ６Ｊのリムに装着しこのタイヤの所定内圧である200kPaを充填した。【００３７】
接地形状非対称度Yは、その定義に従い、荷重4.71Ｎ、キャンバ角度−0.5°の条件で測定を行った。【００３８】
また、実車評価は、上記サイズのタイヤを後輪駆動車に装着してドライバーに助手席１名乗車分の60kgを加えた荷重の下で評価した。また、耐偏摩耗特性については、ドラムテストにおいて、前記キャンバ角度を付与した条件のもと80km/ｈで走行させ、4000km走行後の車両装着内側における摩耗量を測定し、比較例を100とする指数で表した。数値が大きい方が、摩耗量が大きく、耐偏摩耗特性が劣る。【００３９】
まず、乾燥路、雪路での操縦安定性は、コーナリング時の車両挙動の正確性および反応速度について、ドライバーが10点満点で総合評価した。【００４０】
次に、乾燥路、雪路での直進安定性は、直進時の車両安定性とハンドルを軽く切ったときの反応速度について、ドライバーが10点満点で総合評価した。【００４１】
雪路での制動性は、アンチロックブレーキ付きの車両で走行し、40km/hからフル制動したときの制動距離を計測し、比較例の測定結果を100としたときの指数として表した。この指数が大きいほど制動性能が優れている。【００４２】
【表１】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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