(57)【要約】【課題】高摩擦係数の路面及び低摩擦係数の路面の両方において操縦安定性の向上を図ることができる空気入りタイヤを提供する。【解決手段】後輪側トップトレッドのゴム物性及びトレッドパターンの少なくとも一方がタイヤ幅方向で変化し、外側ショルダー部７が、低摩擦係数の路面で高い摩擦力を発現するとともに、内側ショルダー部８が、高摩擦係数の路面で高い摩擦力を発現する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両装着状態で路面に接地するトレッド部の表面に形成され、ゴム物性及びトレッドパターンの少なくともいずれか一方がタイヤ幅方向に沿って変化するトップトレッドと、
該トップトレッドのタイヤ幅方向の車両装着内側と車両装着外側のそれぞれに形成されるショルダー部とを備え、
前記車両装着内側のショルダー部が、高摩擦係数の路面で高い摩擦力を、
前記車両装着外側のショルダー部が、低摩擦係数の路面で高い摩擦力をそれぞれ発現し、
車両の後輪側に装着されることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記トップトレッドを除く前記トレッド部の形状及び構造の少なくとも一方がタイヤ幅方向の中心を境として非対称に形成され、コニシティーフォースが車両内側向きに発生す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】
車両装着状態で路面に接地するトレッド部の表面に形成され、ゴム物性及びトレッドパターンの少なくともいずれか一方がタイヤ幅方向に沿って変化するトップトレッドと、
該トップトレッドのタイヤ幅方向の車両装着内側と車両装着外側のそれぞれに形成されるショルダー部とを備え、
前記車両装着内側のショルダー部が、低摩擦係数の路面で高い摩擦力を発現し、
車両の前輪側に装着されることを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項４】
車両装着状態で路面に接地するトレッド部の表面に形成され、ゴム物性及びトレッドパターンの少なくともいずれか一方がタイヤ幅方向に沿って変化するトップトレッドと、
該トップトレッドのタイヤ幅方向の車両装着内側と車両装着外側のそれぞれに形成されるショルダー部とを備え、
前記車両装着内側のショルダー部が、高摩擦係数の路面で高い摩擦力を、
前記車両装着外側のショルダー部が、低摩擦係数の路面で高い摩擦力をそれぞれ発現する後輪用タイヤを車両の後輪側に装着することを特徴とする空気入りタイヤの装着方法。
【請求項５】
前記トップトレッドと、前記ショルダー部とを備え、
前記車両装着内側のショルダー部が、低摩擦係数の路面で高い摩擦力を発現する前輪用タイヤを車両の前輪側に装着することを特徴とする請求項４に記載の空気入りタイヤの装着方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の操縦安定性を向上させる空気入りタイヤ、および空気入りタイヤの装着方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来の技術に関連するものとして、特許文献１に開示された空気入りタイヤが挙げられる。この空気入りタイヤでは、トレッド部の主溝より幅方向の端部側に氷上性能を発揮するためのサイプ入りブロックが設けられるとともに、主溝間にサイプなしブロックが設けられており、氷上などの低摩擦係数の路面、及び高摩擦係数の路面において夏冬連続して使用可能である。
【０００３】
一方、特許文献２には、前輪には車両装着内側のネガティブ率が小さい空気入りタイヤを装着し、後輪には車両装着外側のネガティブ率が小さい空気入りタイヤを装着する空気入りタイヤの車両装着方法が開示されている。
【特許文献１】特開平１１−１６５５０９号公報
【特許文献２】特開２００２−１７８７１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の技術では両者とも制動性能の向上を図ることができるが、操縦安定性（コーナリング、レーンチェンジ、旋回特性、直進安定性等）の向上を図ることができない。
【０００５】
そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、低摩擦係数の路面及び高摩擦係数の路面の両方において操縦安定性の向上を図ることができる空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明は、車両装着状態で路面に接地するトレッド部の表面に形成され、ゴム物性及びトレッドパターンの少なくともいずれか一方がタイヤ幅方向に沿って変化するトップトレッドと、該トップトレッドのタイヤ幅方向の車両装着内側と車両装着外側のそれぞれに形成されるショルダー部とを備え、前記車両装着内側のショルダー部が、高摩擦係数の路面で高い摩擦力を、前記車両装着外側のショルダー部が、低摩擦係数の路面で高い摩擦力をそれぞれ発現し、車両の後輪側に装着されることを特徴とする空気入りタイヤである。
【０００７】
請求項２の発明は、前記トップトレッドを除く前記トレッド部の形状及び構造の少なくとも一方がタイヤ幅方向の中心を境として非対称に形成され、コニシティーフォースが車両内側向きに発生することを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤである。
【０００８】
請求項３の発明は、車両装着状態で路面に接地するトレッド部の表面に形成され、ゴム物性及びトレッドパターンの少なくともいずれか一方がタイヤ幅方向に沿って変化するトップトレッドと、該トップトレッドのタイヤ幅方向の車両装着内側と車両装着外側のそれぞれに形成されるショルダー部とを備え、前記車両装着内側のショルダー部が、低摩擦係数の路面で高い摩擦力を発現し、車両の前輪側に装着されることを特徴とする空気入りタイヤである。
【０００９】
請求項４の発明は、
車両装着状態で路面に接地するトレッド部の表面に形成され、ゴム物性及びトレッドパターンの少なくともいずれか一方がタイヤ幅方向に沿って変化するトップトレッドと、該トップトレッドのタイヤ幅方向の車両装着内側と車両装着外側のそれぞれに形成されるショルダー部とを備え、前記車両装着内側のショルダー部が、高摩擦係数の路面で高い摩擦力を、前記車両装着外側のショルダー部が、低摩擦係数の路面で高い摩擦力をそれぞれ発現する後輪用タイヤを車両の後輪側に装着することを特徴とする空気入りタイヤの装着方法である。
【００１０】
請求項５の発明は、前記トップトレッドと、前記ショルダー部とを備え、前記車両装着内側のショルダー部が、低摩擦係数の路面で高い摩擦力を発現する前輪用タイヤを車両の前輪側に装着することを特徴とする請求項４に記載の空気入りタイヤの装着方法である。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１、請求項４の発明によれば、コーナリング時や旋回時に後輪側の空気入りタイヤに大きな横力を発生するようにしたり、横力を小さくすることによって全体としての操縦安定性の向上を図ることができる。具体的には、高摩擦係数の路面では、路面が滑り難いため、後輪側空気入りタイヤの車両装着内側のショルダー部が高い摩擦力を発現することにより、コーナリング時や旋回時に車両内側向きの横力を大きくしてより滑り難くし、操縦安定性を良くする。又、低摩擦係数の路面では、路面が滑り易いため、コーナリング時や旋回時に発生する横力が大きいと却って車両挙動が突然に不安定になってコントロール不能に陥ることになることから、空気入りタイヤの車両装着外側のショルダー部が高い摩擦力を発現し、車両外側向きの横力が生じることにより、後輪側の空気入りタイヤに生じる車両内側向きの横力を抑制するので、唐突なコントロール不能を回避して全体としての操縦安定性を確保する。以上により、低摩擦係数の路面及び高摩擦係数の路面の両方において操縦安定性の向上を図ることができる。
【００１２】
請求項２の発明は、請求項１の発明の効果に加えて、低摩擦係数の路面では、前輪側空気入りタイヤの車両内側向きのコニシティーフォースが発生して、前輪側で車両内側向きの横力が生じることにより、あたかもトーインを大きくしたのと同様の効果により、直進性能を向上させることができる。
【００１３】
請求項３、請求項５の発明によれば、低摩擦係数の路面では、前輪側の車両装着内側のショルダー部が高い摩擦力を発現することにより、前輪側で車両内側向きの横力が生じることにより、あたかもトーインを大きくした（もしくはネガティブキャンパーを大きくした）のと同様の効果によって、直進性能（直進安定性）を向上させることができる。特に、路面の摩擦係数が低く様々な外乱を受けやすいスノー及びアイス路面において、上記の直進性能を向上させる効果が顕著である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１５】
（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態に係わる空気入りタイヤのトレッド部を示す断面図、図２は本発明の第１実施形態を示し、（ａ）は高摩擦係数の路面における後輪側の空気入りタイヤに掛かる横力を示す概念図、（ｂ）は低摩擦係数の路面における後輪側の空気入りタイヤに掛かる横力を示す概念図、図３は第１実施形態に係わる前輪側と後輪側の空気入りタイヤの装着パターンを示す概念図である。なお、図２、図３、及び後述する図４〜図６の各概念図において、説明を容易にするため図１の断面図と同様の部分には同一ハッチングを施してある。
【００１６】
図３に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ２Ａ，２Ｂは、車両３の後輪側のみに装着されており、前輪側の空気入りタイヤ１Ａ，１Ｂとしては標準的なもの、例えばオールシーズンタイプのものが装着されている。そして、後輪側の空気入りタイヤ２Ａ，２Ｂは、トレッド部４が、第１ゴム層５、第２ゴム層６、外側ショルダー部７（車両装着外側のショルダー部），内側ショルダー部８（車両装着内側のショルダー部）、及び補助ゴム層９，１０から一体に構成されるとともに、該トレッド部４のタイヤ幅方向に沿う断面が台形に形成されている。また、該トレッド部４のトップトレッド、すなわち第２ゴム層６及びショルダー部７，８以外の形状及び構造の少なくとも一方がタイヤ幅方向の中心を境として非対称に形成され、コニシティーフォースが車両３内側向きに発生する。
【００１７】
第１ゴム層５は、図示しないベルトの外周側に設けられ、この第１ゴム層５の外周側には、タイヤ幅方向の中央部に配置される第２ゴム層６と、この第２ゴム層６のタイヤ幅方向の外側及び内側にそれぞれ配置される外側ショルダー部７，内側ショルダー部８とが積層されている。そして、第１ゴム層５及びショルダー部７，８のタイヤ幅方向の側方は、補助ゴム層９，１０により覆われている。
【００１８】
一方の空気入りタイヤ２Ａは、車両３の左側に装着されており、外側ショルダー部７及び補助ゴム層９が外側（すなわち左側）に配置されるとともに、内側ショルダー部８及び補助ゴム層１０が内側（すなわち右側）に配置されている。また、他方の空気入りタイヤ２Ｂは、車両３の右側に装着されており、外側ショルダー部７及び補助ゴム層９が外側（すなわち右側）に配置されるとともに、内側ショルダー部８及び補助ゴム層１０が内側（すなわち左側）に配置されている。
【００１９】
外側ショルダー部７は、スノー・アイス路面に代表される低摩擦係数の路面（主にウインターシーズン）で高い摩擦力を発現するゴム物性及びトレッドパターンの少なくとも一方を備えており、例えば、スタッドレスタイヤ用の発泡ゴムにより外側ショルダー部７を形成するか、あるいは多数のサイプを有するパターンが設けられている。
【００２０】
内側ショルダー部８は、ドライ路面に代表される高摩擦係数の路面（主にサマーシーズン）で高い摩擦力を発現するゴム物性及びトレッドパターンの少なくとも一方を備えており、例えば、ネガティブ率（溝面積比率）の小さいパターンを有し、特に、高い摩擦力が極端に求められる場合には溝無しパターンを有する。
【００２１】
上記構成において、図２（ａ）において、高摩擦係数の路面では、例えばコーナリング時や旋回時に後輪側の空気入りタイヤ２Ａ、２Ｂで受ける横力は路面の摩擦係数に依存しており比較的高く、路面をしっかりとグリップするため、車両３は滑り難い。従って、余程の限界走行をしない限り、安定的にアンダーステアの状況下で走行する。このアンダーステアの状況下にあっては、後輪側の空気入りタイヤ（特に、旋回外側のもの）２Ａ，２Ｂに発生する車両３内側向きの横力が大きい方が操縦安定性が高まる。本実施形態では、車両３の左側に装着される空気入りタイヤ２Ａの内側ショルダー部８が高い摩擦力を発現するので、図２（ａ）の右方向へ比較的大きな横力Ｆ１が生じ、一方、外側ショルダー部７が比較的低い摩擦力を発現するので、図２（ａ）の左方向へ比較的小さな横力Ｆ２が生じる結果、空気入りタイヤ２Ａのトレッド部４全体では車両３内側向きの大きな横力を路面から受けるとともに、右側の空気入りタイヤ２Ｂでも同様であるため、操縦安定性が良い。また、上記のアンダーステアの状況下にあっては、後輪側の空気入りタイヤ２Ａ，２Ｂにコニシティーフォースによっても大きな横力が車両３内側向きに発生するため、この点からも操縦安定性が良い。
【００２２】
一方、図２（ｂ）において、低摩擦係数の路面では、コーナリング時や旋回時に後輪側の空気入りタイヤ２Ａ，２Ｂに発生する横力は、比較的小さく路面のグリップを失いやすい。従って、余程の低速走行でない限り、アンダーステアからオーバーステアに変化する状況下で走行する機会が多々ある。このような状況下にあって、後輪側の空気入りタイヤ（特に、旋回外側のもの）２Ａ，２Ｂに発生する横力が大きいほど滑り難いように思われるが、逆に限界を超えた直後の車両挙動が突然に不安定になり非常に車両コントロールがし難くなる。そして、低摩擦係数の路面では、直ぐに限界を超えた走行になるため、却って後輪側の空気入りタイヤ２Ａ，２Ｂに発生する横力が大きいとコーナリング時や旋回時に車両コントロール性を唐突に失うことになる。従って、コーナリング時や旋回時に後輪側の空気入りタイヤ２Ａ，２Ｂに発生する横力が小さい方が操縦安定性の観点から好ましい。また、一般に、主として高摩擦係数の路面を走行する際の操縦安定性を高めるため車両の後輪がネガティブキャンバーに設定されている場合が多く、この場合には低摩擦係数の路面を走行する際には旋回外側後輪（旋回内側向き）のキャンバースラストが大きすぎるため、摩擦係数の路面での走行時に操縦安定性がさらに低下する。本実施形態では、車両３の左側に装着される空気入りタイヤ２Ａの外側ショルダー部７が高い摩擦力を発現するので、図２（ｂ）の左方向へ比較的大きな横力Ｆ２が生じる。一方、内側ショルダー部８が比較的低い摩擦力を発現するので、図２（ｂ）の右方向へ比較的小さな横力Ｆ１が生じる結果、空気入りタイヤ２Ａのトレッド部４全体では車両３外側向きの横力を路面から受けるとともに、空気入りタイヤ２Ａの内向きキャンバースラストを抑制することができ、右側の空気入りタイヤ２Ｂでも同様であるため、上述したように限界を超えた後の車両コントロール性を唐突に失うことを抑制でき、操縦安定性を向上することができる。
【００２３】
（第２実施形態）
図４は第２実施形態に係わる空気入りタイヤの装着パターンを示す概念図である。なお、本実施形態に係わる空気入りタイヤ１Ａ，１Ｂ，２Ａ，２Ｂは、上記第１実施形態に係わる空気入りタイヤ１Ａ，１Ｂ，２Ａ，２Ｂと同様の構成要素を備えている。よって、それら同様の構成要素には共通の符号を付すとともに、重複する説明を省略する。
【００２４】
本実施形態は、図４に示すように、前輪側の空気入りタイヤ１Ａ、１Ｂが、低摩擦係数の路面で高い摩擦力を発現する内側ショルダー部１１を備えるとともに、空気入りタイヤ１Ａ、１Ｂのトップトレッド、すなわち第２ゴム層６及び内側ショルダー部１１以外の形状及び構造の少なくとも一方がタイヤ幅方向の中心を境として非対称に形成され、コニシティーフォースが車両３内側向きに発生する。
【００２５】
上記構成において、低摩擦係数の路面では、前輪側の空気入りタイヤ１Ａ，１Ｂの内側ショルダー部１１が高い摩擦力を発現するとともに、車両３内側向きのコニシティーフォースが発生することにより、車両３内側向きへ横力が生じるので、あたかもトーインを大きくした（もしくはネガティブキャンパーを大きくした）のと同様の効果により、直進性能（直進安定性）を向上させることができる。特に、路面の摩擦係数が低く様々な外乱を受けやすいスノー及びアイス路面において、上記の直進性能を向上させる効果が顕著である。操縦安定性を向上させることができる。
【００２６】
＜実施例＞
ＪＩＳ規格Ｋ７１２５（１９８７）に記載される「（プラスチック、フィルム）摩擦係数測定機」の例にある（ｃ）又は（ｄ）の方法を用いて、従来例と各種比較例と各種実施例の空気入りタイヤに用いられるトレッド部材の摩擦係数を評価した。図７は、その際の各種データを示し、図８は、上記の摩擦係数測定機を示す。
【００２７】
図８に示す摩擦係数測定機２０では、テーブル２１上に路面材２２を固定し、この路面材２２上に試験片２３を載置して、滑り片２４により試験片２３を駆動して、そのときの力をロードセル２５で計測することにより、路面材２２及び試験片２３間の動摩擦係数を検出するようになっている。本出願人は２２５／５５Ｒ１７型の空気入りタイヤを用いて摩擦係数測定を行なうため、該タイヤのトレッドを切り出すことにより、縦２０ｍｍ×横２０ｍｍ×厚さ５ｍｍの試験片２３を作成した。高摩擦係数の路面材２２として鉄板を用いるとともに、低摩擦係数の路面材２２として氷を用いた。
【００２８】
また、ドライ路面（高摩擦係数の路面）とスノー路面（低摩擦係数の路面）の各テストコースにおいて、従来例（オールシーズンタイプのタイヤ）と各種比較例と各種実施例の空気入りタイヤのコーナリングフィーリング及び直進性能を同一タイヤ・同一試験車両で評価し、テストドライバーの評点を、従来例を基準指数（１００）として指数表示した。この表示指数が大きいほどコーナリングフィーリング性及び直進性能が良いことを示している。
【００２９】
比較例１は、図６（ａ）に示すように、後輪側の空気入りタイヤ２Ａ，２Ｂの外側ショルダー部７が低摩擦係数の路面にて高い摩擦力を発現する場合である。この比較例１では、図７に示すように、低摩擦係数の路面でのコーナリング性が向上するが、高摩擦係数の路面でのコーナリング性の低下が認められるとともに、低摩擦係数の路面での直進性能は従来例と同じ程度しかない。
【００３０】
比較例２は、図６（ｂ）に示すように、後輪側の空気入りタイヤ２Ａ，２Ｂの外側ショルダー部７、及び前輪側の空気入りタイヤ１Ａ，１Ｂの内側ショルダー部１１が低摩擦係数の路面にてそれぞれ高い摩擦力を発現する場合である。この比較例２では、図７に示すように、低摩擦係数の路面での直進性能及びコーナリング性がそれぞれ従来例より向上するが、高摩擦係数の路面でのコーナリング性の低下が認められた。
【００３１】
実施例１、２は、図３及び図４に示すように、高摩擦係数の路面にて後輪側の空気入りタイヤ２Ａ，２Ｂの内側ショルダー部８が高い摩擦力を発現し、一方、低摩擦係数の路面にて後輪側空気入りタイヤ２Ａ，２Ｂの外側ショルダー部７が高い摩擦力を発現する場合である。これら実施例１、２では、図７に示すように、高摩擦係数の路面および低摩擦係数の路面の両方においてコーナリング性の向上が認められた。特に実施例２では、低摩擦係数の路面での直進性能の向上も認められた。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の第１実施形態に係わる空気入りタイヤのトレッド部を示す断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態を示し、（ａ）は高摩擦係数の路面における後輪側の空気入りタイヤに掛かる横力を示す概念図、（ｂ）は低摩擦係数の路面における後輪側の空気入りタイヤに掛かる横力を示す概念図である。
【図３】第１実施形態に係わる前輪側と後輪側の空気入りタイヤの装着パターンを示す概念図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係わる前輪側と後輪側の空気入りタイヤの装着パターンを示す概念図である。
【図５】従来例に係わる前輪側と後輪側の空気入りタイヤの装着パターンを示す概念図である。
【図６】比較例を示し、（ａ）は比較例１に係わる前輪側と後輪側の空気入りタイヤの装着パターンの示す概念図、（ｂ）は比較例２に係わる前輪側と後輪側の空気入りタイヤの装着パターンを示す概念図である。
【図７】本発明の実施例を示し、ドライ路面（高摩擦係数の路面）とスノー路面（低摩擦係数の路面）の各テストコースにおいて、従来例と各種比較例と各種実施例の空気入りタイヤのコーナリングフィーリング及び直進性能を同一タイヤ・同一試験車両で評価し、その際の各種データを示す図である。
【図８】路面の摩擦係数を計測する際に用いた摩擦係数測定機を示す正面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１Ａ，１Ｂ  前輪側の空気入りタイヤ
２Ａ，２Ｂ  後輪側の空気入りタイヤ
３  車両
４  トレッド部
７  外側ショルダー部（ショルダー部）
８  内側ショルダー部（ショルダー部）
１１  内側ショルダー部（ショルダー部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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