(57)【要約】      （修正有）【課題】車両旋回時のコーナリングパワーに優れた空気入りタイヤを提供する。【解決手段】空気入りタイヤは、タイヤのトレッド踏面１に、タイヤ赤道面を境界とする両トレッド半部に少なくとも1本ずつ設けたトレッド周方向に延びる溝２ａと、トレッド端とによって区画される複数の陸部３ａを有し、周方向溝のうちトレッド端に隣接する周方向溝の一方の溝２ａを区画する両側壁３ｆ、３ｇに、各側壁３ｆ、３ｇからトレッド幅方向に傾斜する向きに当該溝内に延びる突出部４ａ、４ｂをトレッド周方向に間隔を置いて複数設け、両側壁３ｆ、３ｇに設けた複数の突出部４ａ、４ｂのうち、トレッド幅方向において対向する位置にある2つの突出部同士４ａ、４ｂは、非接地時には当接せず、接地時には当接する。【選択図】図２
2011246002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤのトレッド踏面に、タイヤ赤道面を境界とする両トレッド半部に少なくとも1本ずつ設けたトレッド周方向に延びる溝と、トレッド端とによって区画される複数の陸部を有し、
前記周方向溝のうち前記トレッド端に隣接する周方向溝の一方の溝を区画する両側壁に、各側壁からトレッド幅方向に傾斜する向きに当該溝内に延びる突出部をトレッド周方向に間隔を置いて複数設け、
前記両側壁に設けた複数の突出部のうち、トレッド幅方向において対向する位置にある2つの突出部同士は、非接地時には当接せず、接地時には当接することを特徴とする、空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記複数の突出部は、トレッド周方向の同一の一方向に傾斜して延び、
前記対向位置にある2つの突出部は、突出幅が異なり、
前記一方の溝の溝幅をW(mm)とするとき、非接地時において、突出幅が大きい方の前記突出部の突出幅は、W/2より大きく、且つタイヤ径方向断面において、突出幅が小さい方の前記突出部の前記一方向側の側部の延長線を越える大きさ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。
【請求項３】
前記2つの突出部は、互いに交差する向きに延び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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤ、特に、バックリングを抑制することにより、車両旋回時のコーナリングパワーを向上させた空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤにおいては、トレッド踏面の一部が路面から浮き上がる、バックリング現象が生じることがある。
このバックリング現象は、車両旋回時において、トレッドに対する横側からの外力に起因する、タイヤ径方向の圧縮応力が臨界点を超えることにより生じる。
バックリング現象が生じると、タイヤが路面に接地する面積が小さくなる、あるいはタイヤが路面と接地している箇所の接地圧が低くなるため、コーナリングパワーが低下するおそれがある。
【０００３】
ここで、バックリングを抑制する方法として、例えば、ベルト層を金属材料によって形成して、面外曲げ剛性を高めることが考えられるが、この方法ではタイヤの重量増を招いてしまうという問題がある。
【０００４】
これに対し、特許文献1では、トレッドの曲率と最外側ベルト層の曲率との関係を所定のものとして、荷重時におけるトレッドの形状を平坦にし、ベルトをタイヤ径方向外側に凸な形状とすることによって、バックリングを抑制する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開H5−185807
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献1に記載の技術では、バックリングを十分に抑制することができず、実際に特許文献1に記載のタイヤを装着した車両を走行させると、特に車両旋回時においてコーナリングパワーが不足することが判明した。
【０００７】
それゆえ、本発明は上記の問題を解決することを課題とするものであり、その目的は、バックリングを効果的に抑制して、タイヤのコーナリングパワーを向上させた空気入りタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
発明者は、前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた。
その結果、特許文献1に記載の技術における、コーナリングパワーの低下は、タイヤ幅方向の位置によって、上記のタイヤ径方向の圧縮応力の大きさが異なることに起因することを見出した。すなわち、トレッドの、上記圧縮応力が最大となる部分が最も補強されることが好ましいものの、特許文献1に記載の方法では、トレッド接地幅の中央部に最外側ベルト層の曲率中心があるため、該トレッド接地幅中央部において最外層ベルトによる補強効果が最も大きくなり、タイヤ幅方向外側ほどトレッド接地幅中央部対比で、補強効果が小さくなっていた。しかし、実際には、上記圧縮応力のタイヤ幅方向における最大点はトレッド接地幅中央部ではないため、上記圧縮応力に対する剛性を効果的に高めるには至らず、バックリングを十分に抑制することができていなかったことを見出した。
発明者は、上記圧縮応力が最大となる位置が、タイヤの車両装着時におけるトレッド幅方向外側半部の中央付近であり、特に、トレッドのタイヤ赤道面を境界とする両トレッド半部に少なくとも1本ずつ周方向溝を有するタイヤにおいては、トレッド端に隣接する周方向溝のうち車両装着時に外側となる方の溝、すなわち、車両装着時最外側溝付近となることを知見した。
そして、発明者は、該最外側溝内に、非接地時には当接せず、接地時には当接する突出部を設けることで、該最外側溝付近の剛性を向上させ、バックリングの発生を抑制して、車両旋回時のコーナリングパワーを向上させることができることの新規知見を得た。
【０００９】
前記の課題を解決するための本発明の要旨構成は、以下の通りである。
(1)タイヤのトレッド踏面に、タイヤ赤道面を境界とする両トレッド半部に少なくとも1本ずつ設けたトレッド周方向に延びる溝と、トレッド端とによって区画される複数の陸部を有し、
前記周方向溝のうち前記トレッド端に隣接する周方向溝の一方の溝を区画する両側壁に、各側壁からトレッド幅方向に傾斜する向きに当該溝内に延びる突出部をトレッド周方向に間隔を置いて複数設け、
前記両側壁に設けた複数の突出部のうち、トレッド幅方向において対向する位置にある2つの突出部同士は、非接地時には当接せず、接地時には当接することを特徴とする、空気入りタイヤ。
【００１０】
(2)前記複数の突出部は、トレッド周方向の同一の一方向に傾斜して延び、
前記対向位置にある2つの突出部は、突出幅が異なり、
前記一方の溝の溝幅をW(mm)とするとき、非接地時において、突出幅が大きい方の前記突出部の突出幅は、W/2より大きく、且つタイヤ径方向断面において、突出幅が小さい方の前記突出部の前記一方向側の側部の延長線を越える大きさであることを特徴とする、上記(1)に記載の空気入りタイヤ。
【００１１】
(3)前記2つの突出部は、互いに交差する向きに延びることを特徴とする、上記(1)又は(2)に記載の空気入りタイヤ。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、車両旋回時のコーナリングパワーに優れた空気入りタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明のタイヤの非接地時のトレッド踏面を模式的に示した概略展開図である。
【図２】本発明のタイヤの非接地時のトレッド踏面の一部を示した部分展開図である。
【図３】本発明のタイヤの非接地時における、タイヤ幅方向最外側の周方向溝の一方の溝部分のタイヤ幅方向の概略断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して、本発明を詳細に説明する。図1は、本発明に従う空気入りタイヤ(以下、タイヤと称する)の非接地時のトレッド踏面を模式的に示した概略展開図である。
【００１５】
図1に示すように、本発明のタイヤは、トレッド踏面1に、複数、図示例ではタイヤ赤道面CLを境界とする半部に2本、全体で4本のトレッド周方向に延びる溝2a、2b、2c、2dを有し、周方向溝2a〜2dとトレッド端TEとによって陸部3a、3b、3c、3d、3eが区画されている。
【００１６】
また、本発明のタイヤは、トレッド端TEに隣接する周方向溝の一方の溝2aによって区画される陸部3a、3bの両側壁3f、3gに、突出部4を、トレッド周方向に間隔を置いて複数 (図示例で片側の側壁に3つ、合計6つ)設けている。
図2は、本発明のタイヤの非接地時における、トレッド端に隣接する周方向溝の一方の溝2a及びその両側の陸部3a、3cの部分展開図である。
図2に示すように、トレッド幅方向において対向する位置にある2つの突出部同士は、非接地時には当接せず、間隔が開いている。一方で、接地時には、2つの突出部同士は当接する。
ここで、「トレッド幅方向において対向する位置」とは、溝を区画する一方の側壁に設けた突出部を他方の側壁に設けた突出部に、タイヤ幅方向に投影した際に、少なくとも一部が重なる位置にあることをいう。
【００１７】
また、「接地時に2つの突出部同士が当接する」とは、対応位置にある2つの突出部を有する溝が、タイヤが標準リムに装着され、正規内圧が充填された状態で、正規荷重以上の荷重が負荷される面内にあり、このときに、突出部同士が当接することをいう。
ここでいう、正規荷重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単輪の最大荷重（最大負荷能力）のことであり、正規内圧とは同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）に対応する空気圧のことであり、また標準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。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。
さらに、「非接地時に2つの突出部同士が当接しない」とは、対向位置にある2つの突出部を有する溝が、荷重が負荷されない面内にあり、このときに突出部同士が当接しないことをいう。
【００１８】
本発明のタイヤにおいては、周方向溝のうちトレッド端に隣接する周方向溝の一方の溝を区画する両側壁に、各側壁からトレッド幅方向に傾斜する向きに当該溝内に延びる突出部をトレッド周方向に間隔を置いて複数設け、両側壁に設けた複数の突出部のうち、トレッド幅方向において対向する位置にある2つの突出部同士は、非接地時には当接せず、接地時には当接することが肝要である。
【００１９】
かかるタイヤを、突出部を設けた側が車両外側となるように車両装着することにより、接地時において、トレッド幅方向の対応位置にある突出部同士が当接して相互に支えあう。
このため、車両装着時のトレッド幅方向最外側溝によって区画される陸部の上記タイヤ径方向の圧縮応力に対する剛性が上がり、バックリングが抑制され、車両旋回時におけるコーナリングパワーが向上する。
【００２０】
また、上記のように、トレッド幅方向において対向する位置にある2つの突出部同士が、非接地時には当接せず、接地時には当接するためには、図1、2に示すように、突出部4が、トレッド周方向の同一の一方向、図示例では矢印の方向に傾斜して延び、対向する位置にある2つの突出部4は、突出幅が異なり、さらに、突出部を設ける溝2aの、非接地時での溝幅をW(mm)とするとき、非接地時において、突出幅が大きい方の突出部4aの突出幅L1は、W/2より大きく、且つタイヤ径方向断面において、突出幅が小さい方の突出部4bの上記一方向(周方向における突出部の延在方向で、矢印の方向)側の側部4cの延長線lを越える大きさであることが好ましい。
ここで、「突出幅」とは、図2に示すように、突出部4a、4bのトレッド周方向における突出部4の延在方向(図示例では矢印の方向)の逆方向側の側壁4d、4eの、突出部4a、4bの延在方向の長さL1、L1’のことである。
【００２１】
ここで、トレッド幅方向の対向位置にある2つの突出部は、タイヤが標準リムに装着され、正規内圧が充填された状態で、正規荷重の1/4以上の荷重が負荷された面内にある場合にも当接することが好ましい。
当該突出部が、トレッド周方向において、正規荷重の1/4の荷重が負荷される面内にあるときにも、当接し、支えあうことで、車両の旋回時における横力に起因するタイヤ径方向の圧縮応力が最大となるのに先立って、車両装着時最外側の溝付近の剛性を高めることができ、より確実にバックリングを防止することができるからである。
【００２２】
ここで、突出幅が小さい方の突出部4bの端面の幅L2’(mm)は、突出部を設ける溝2aの非接地時の溝幅をW(mm)とするとき、
0.4×W≦L2’≦0.5×W
の範囲とするのが好ましい。
0.4×W未満だと突出物が欠落しやすくなり、0.5×Wより大きいと排水性が低下するからである。
また、突出幅が大きい方の突出部4aの端面の幅L2(mm)は、L2=L2’とすることができる。
さらに、突出幅が小さい方の突出部4bの突出幅L1’(mm)は、
1.2×L2’≦L1’≦2×L2’
の範囲とすることが好ましい。
なぜなら、1.2×L2’未満だと、突出幅が小さい方の突出部の突出幅が短すぎて、突出部同士が当接しにくくなり、一方で2×L2’より大きいと、排水性が低下してしまうからである。
【００２３】
また、図1に示すように、トレッド幅方向の対向位置にあり、対をなす2つの突出部4は、トレッド周方向に所定の一定間隔L3(mm)、L3’(mm)を置いて周期的に設け、L3、L4は、非接地時において、20〜50mmとするのが好ましい。
ここで、突出幅が大きい方の突出部4a同士の周方向間隔L3(mm)と、突出幅が小さい方の突出部4b同士の周方向間隔L3’(mm)を等しくすることができる。
なぜなら、接地面内に常に1対の突出部を有するようにするためであり、20mmより間隔が狭いと、接地面内に2対以上の突出部を有することにより、排水性が低下してしまい、一方で、50mmより間隔が大きいと、タイヤの転動時に接地面内に突出部のない場合が生じ、上記のバックリングの抑制効果が図れなくなるからである。
【００２４】
ここで、図3に示すように、突出部4のタイヤ径方向長さL4(mm)、L4’(mm)は、非接地時において、溝深さH(mm)の15%以上80%以下とすることが好ましい。
また、突出幅が大きい方の突出部4aのタイヤ径方向長さL4(mm)と、突出幅が小さい方の突出部4bのタイヤ径方向長さL4’(mm)を等しくすることができる。
すなわち、15%未満であると、突出部の体積が小さすぎて、突出部同士が当接するときに、相互に支えあい、車両装着時最外側溝付近の剛性を高め、バックリングを抑制する効果が十分でなくなるからであり、一方80%より大きいと、突出部の体積が大きすぎて排水性が低下してしまうからである。
なお、図3では、溝底2bが平坦な例を示しているが、溝底が湾曲している場合における「溝深さ」とは、湾曲している部分のうち最もタイヤ径方向内側に位置している部分から開口部までの距離をいう。
【００２５】
また、図2に示すように、非接地時において、突出幅が小さい方の突出部4bが延在する方向の、トレッド周方向の一方向(突出部が延びる、図2の矢印の方向)に対する角度をαとするとき、
30°≦α≦60°
とするのが好ましい。
30°未満だと、突出幅が大きい方の突出部4aと当接しにくくなり、一方で、60°より大きいと排水性が低下してしまうからである。
さらに、対向する2つの突出部同士が接地時に当接し、かつ排水性を妨げないためには、対向する位置にある2つの突出部は、互いに交差する向きに延びることが好ましい。
【実施例】
【００２６】
本発明のタイヤと従来のタイヤとで、コーナリングパワー、排水性に違いがあることを確認するため、サイズ170/70R14のタイヤを、サイズ5.5J×14のリムに組み、内圧を210kPaとした供試タイヤのコーナリングパワーと排水性を比較するシミュレーションを行った。
また、コーナリングパワーの違いが、バックリングの抑制効果によるものであることを確認するため、FEMシミュレーションの結果から接地面積を求めた。
【００２７】
ここで、発明例タイヤ1〜4にかかるタイヤとして、トレッド端に隣接する溝の一方の溝を区画する両側壁に、非接地時には当接せず、接地時には当接する2つの突出部をトレッド周方向に間隔を置いて複数設けた空気入りタイヤを試作した。
突出部はトレッド周方向に30mmの一定の間隔を置いて、周期的に設けてある。
また、従来例タイヤ1として、突出部を有さないタイヤを用意した。
さらに、従来例タイヤ2として、特許文献1に記載のタイヤを作成した。
各タイヤの諸元は、以下の表1に示している。
なお、以下の評価において、トレッド端に隣接する溝のうちの一方の溝内に突出部を有する各タイヤは、突出部を設けてある側が車両外側となるように車両装着するものとする。
また、表1において、W(mm)は車両装着時最外側の周方向溝の溝幅、H(mm)は車両装着時最外側周方向溝の溝深さ、L1(mm)、L1’(mm)は突出部の突出幅、L2(mm)、L2’(mm)は突出部の端面の幅、L3(mm)、L3’(mm)は突出部の周方向間隔、L4(mm)、L4’(mm)は突出部のタイヤ径方向長さ、α、βは、それぞれ、突出幅が小さい方及び大きい方の突出部が延在する方向の、トレッド周方向の一方向(突出部が延びる方向)に対する角度であり、それぞれ、非接地時における長さ、角度である。また、表1中の「越える」とは、突出幅が大きい方の突出部の突出幅が、突出幅が小さい方の突出部の周方向延在側の側部の延長線lを越える大きさであることをいう。さらに突出部同士の交差の角度は、非接地時における角度であり、実際には交差していないが、突出部を延在方向に仮想的に延長させたときに交差する角度のうち小さい方の角度をいう。
【００２８】
【表１】
2011246002.tif 000003
【００２９】
評価は、まずFEMシミュレーションによって、荷重4kNにおける接地圧分布をそれぞれ求め、そこから接地面積を求めた。
また、シミュレーション上でそのときのコーナリングパワーを求めた。
これらの値を、従来例1にかかるタイヤの評価結果を100とする指数で表2に示す。指数値が大きいほど優れていることを示す。
【００３０】
次に、排水性の評価は、水深が平均20mmのテストコースを、速度を加速させながら走行させ、ハイドロプレーニング現象が発生するまでの限界速度を測定した。
結果を従来例1にかかるタイヤの評価結果を100とする指数で表2に示す。
なお、数値は大きいほど排水性が優れていることを示す。
【００３１】
【表２】
2011246002.tif 000004
【００３２】
表2に示すように、発明例1〜4にかかるタイヤは、いずれも従来例1、2にかかるタイヤよりも接地面積が大きく、これにより、コーナリングパワーが向上している。
【００３３】
また、発明例1と2、3との比較により、突出幅が大きい方の突出部の突出幅や延在の態様を好適化した発明例1にかかるタイヤは、発明例2、3にかかるタイヤよりも接地面積が大きく、これにより、コーナリングパワーが高くなっている。
さらに、発明例1と4との比較により、突出部同士の交差の向きを好適化した、発明例1にかかるタイヤは、発明例4にかかるタイヤよりも接地面積が大きく、これにより、コーナリングパワーが向上しており、さらに排水性にも優れている。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明によれば、車両旋回時のコーナリングパワーを向上させた空気入りタイヤを製造して市場に提供することができる。
【符号の説明】
【００３５】
1  トレッド踏面
2a  トレッド端に隣接する周方向溝のうちの一方の溝
2b、2c、2d  周方向溝
2e  トレッド端に隣接する周方向溝のうちの一方の溝の溝底
3a  トレッド端に隣接する陸部の一方
3b  トレッド端から2番目の陸部の一方
3c、3d、3e  陸部
3f、3g  トレッド端に隣接する周方向溝のうちの一方の溝の側壁
4  突出部
4a  突出幅が大きい方の突出部
4b  突出幅が小さい方の突出部
4c  突出幅が小さい方の突出部の一方向側(周方向延在方向側)の側部
4d  突出部の周方向延在側の反対方向の側部
4e  突出部の周方向延在側の反対方向の側部
CL  タイヤ赤道面
TE  トレッド端
W  トレッド幅方向最外側溝の一方の溝の溝幅
H  トレッド幅方向最外側溝の一方の溝の溝深さ
α  突出部が延在する方向の、トレッド周方向の一方向(突出部が延びる方向)に対する角度
β  突出部が延在する方向の、トレッド周方向の一方向(突出部が延びる方向)に対する角度
L1、L1’  突出部の突出幅
L2、L2’  突出部の端面の幅
L3、L3’  突出部の周方向間隔
L4、L4’  突出部のタイヤ径方向長さ
【図１】
2011246002.tif 000005
【図２】
2011246002.tif 000006
【図３】
2011246002.tif 000007