(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、前記一対のビード部間に少なくとも1層のカーカス層を装架し、前記トレッド部におけるカーカス層の外周側に複数層のベルト層を配置すると共に、前記トレッド部におけるタイヤ中心線から片側の領域にタイヤ周方向に連続する少なくとも1本の周方向溝を配置した空気入りタイヤにおいて、
タイヤ子午線断面において、前記トレッド部の踏面と前記タイヤ中心線との交点をP1とし、タイヤ軸方向の最外側に位置する周方向溝の内側壁面と前記トレッド部の踏面との交点をP2とし、前記最外側の周方向溝の外側壁面と前記トレッド部の踏面との交点をP3とし、前記トレッド部の外端位置をP4とし、前記交点P1を通ってタイヤ軸方向に延びる基準直線をL0とし、前記交点P1と前記交点P2とを通る直線をL1とし、前記交点P1と前記トレッド部の外端位置P4とを通る直線をL2としたとき、
前記タイヤ中心線から前記最外側の周方向溝の中央位置までの距離Laを前記タイヤ中心線から前記トレッド部の外端位置P4までのトレッド半幅Lに対して0.50×L≦La≦0.80×Lの関係にし、
前記直線L1と前記基準直線L0とがなす角度αに対して前記直線L2と前記基準直線L0とがなす角度βを1.2×α≦β≦3.5×αの関係にし、
前記交点P3を前記交点P2よりもタイヤ径方向外側に配置し、前記交点P2と前記交点P3とのタイヤ径方向の距離Hを0mm<H≦3mmの関係にしたことを特徴とする空気入りタイヤ。
前記トレッド部の前記交点P1から前記交点P2までの領域Waの輪郭を規定する円弧の曲率半径Raに対して前記トレッド部の前記交点P3よりも外側の領域Wbの輪郭を規定する円弧の曲率半径Rbを0.05×Ra≦Rb≦0.3×Raの関係にした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。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の目的は、路面に対する接地性を良好にし、耐偏摩耗性を改善すると共に、操縦安定性を向上することを可能にし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】
【0006】
上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備え、前記一対のビード部間に少なくとも1層のカーカス層を装架し、前記トレッド部におけるカーカス層の外周側に複数層のベルト層を配置すると共に、前記トレッド部におけるタイヤ中心線から片側の領域にタイヤ周方向に連続する少なくとも1本の周方向溝を配置した空気入りタイヤにおいて、
タイヤ子午線断面において、前記トレッド部の踏面と前記タイヤ中心線との交点をP1とし、タイヤ軸方向の最外側に位置する周方向溝の内側壁面と前記トレッド部の踏面との交点をP2とし、前記最外側の周方向溝の外側壁面と前記トレッド部の踏面との交点をP3とし、前記トレッド部の外端位置をP4とし、前記交点P1を通ってタイヤ軸方向に延びる基準直線をL0とし、前記交点P1と前記交点P2とを通る直線をL1とし、前記交点P1と前記トレッド部の外端位置P4とを通る直線をL2としたとき、
前記タイヤ中心線から前記最外側の周方向溝の中央位置までの距離Laを前記タイヤ中心線から前記トレッド部の外端位置P4までのトレッド半幅Lに対して0.50×L≦La≦0.80×Lの関係にし、
前記直線L1と前記基準直線L0とがなす角度αに対して前記直線L2と前記基準直線L0とがなす角度βを1.2×α≦β≦3.5×αの関係にし、
前記交点P3を前記交点P2よりもタイヤ径方向外側に配置し、前記交点P2と前記交点P3とのタイヤ径方向の距離Hを0mm<H≦3mmの関係にしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【0007】
本発明では、トレッド部の片側の領域にタイヤ周方向に連続する少なくとも1本の周方向溝を配置した空気入りタイヤにおいて、タイヤ中心線から最外側の周方向溝の中央位置までの距離Laをトレッド半幅Lに対して0.50×L≦La≦0.80×Lの関係にし、トレッド部の落ち込み量を規定する角度α,βを1.2×α≦β≦3.5×αの関係にし、最外側の周方向溝の両側に位置する陸部の相対的な突き出し量を規定する距離Hを0mm<H≦3mmの関係にすることにより、トレッドショルダー部に位置する陸部の接地性を改善し、トレッドセンター部に対する負担を軽減するので、トレッドセンター部の偏摩耗(早期摩耗)を回避することができる。しかも、トレッドショルダー部に位置する陸部の接地性を改善することにより、泥濘地や砂地での横滑りを防止して操縦安定性を向上することができる。
【0008】
そのため、未舗装路を走行するための空気入りタイヤのように、トレッド部に幅広の周方向溝を備え、かつサイド剛性を高くした場合であっても、路面に対する接地性を良好にし、耐偏摩耗性を改善すると共に、操縦安定性を向上することが可能になる。
【0009】
本発明において、トレッド部に配置される各周方向溝の溝幅GWは8mm〜20mmの範囲に設定することが好ましい。このように広幅の周方向溝を形成することにより、周方向溝からの泥や砂等の排出性を高めながら、耐偏摩耗性と操縦安定性の改善効果を得ることができる。
【0010】
また、トレッド部の交点P1から交点P2までの領域Waの輪郭を規定する円弧の曲率半径Raに対してトレッド部の交点P3よりも外側の領域Wbの輪郭を規定する円弧の曲率半径Rbを0.05×Ra≦Rb≦0.3×Raの関係にすることが好ましい。これにより、トレッド部が良好な接地形状を形成するようになり、耐偏摩耗性を更に向上することができる。
【0011】
本発明の空気入りタイヤは、その用途が限定されるものではないが、未舗装路走行用として好適である。未舗装路走行用タイヤの場合、トレッド部の溝面積比率が25%〜55%であることが好ましい。
【0012】
また、サイドウォール部におけるカーカス層の外側には有機繊維コードを含む保護層を配置することが好ましい。これにより、保護層に基づいて耐カット性を向上することができる。そのため、未舗装路走行用タイヤにおいて、良好な耐カット性を発揮しながら、耐偏摩耗性と操縦安定性の改善効果を得ることができる。
【0013】
本発明における各種寸法は、タイヤを正規リムにリム組みして内圧を50kPaとした状態で測定されるものとする。つまり、これら寸法はタイヤを金型寸法に近似させた状態での測定値である。
【0014】
また、本発明における溝面積比率は、トレッド部の接地領域の面積に対する該接地領域内の溝面積の比率である。トレッド部の接地領域は、タイヤを正規リムにリム組みして正規内圧を充填した状態で平面上に垂直に置いて正規荷重を加えたときに測定されるタイヤ軸方向の接地幅に基づいて特定される。「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えば、JATMAであれば標準リム、TRAであれば“Design Rim”、或いはETRTOであれば“Measuring Rim”とする。「正規内圧」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、JATMAであれば最高空気圧、TRAであれば表“TIRE ROAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”に記載の最大値、ETRTOであれば“INFLATION PRESSURE”であるが、タイヤが乗用車である場合には180kPaとする。「正規荷重」は、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、JATMAであれば最大負荷能力、TRAであれば表“TIRE ROAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES”に記載の最大値、ETRTOであれば“LOAD CAPACITY”であるが、タイヤが乗用車である場合には前記荷重の88%に相当する荷重とする。
【発明を実施するための形態】
【0016】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示すものである。なお、本実施形態の空気入りタイヤは、
図1においてタイヤ中心線CLを境界とする片側部分が描写されているが、そのタイヤ中心線CLの両側で対称構造を有している。また、Rは上記空気入りタイヤが組み付けられるホイールのリムである。
【0017】
図1に示すように、本実施形態の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部1と、該トレッド部1の両側に配置された一対のサイドウォール部2と、これらサイドウォール部2のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部3とを備えている。
【0018】
一対のビード部3,3間には3層のカーカス層4が装架されている。これらカーカス層4はタイヤ径方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、その補強コードが層間で互いに交差するように配置されている。カーカス層4において、補強コードのタイヤ径方向に対する傾斜角度はタイヤ最大幅位置で例えば4°〜30°の範囲に設定されている。このようなハーフラジアル構造を採用することにより、未舗装路走行用タイヤとして好適な剛性を確保することができる。カーカス層4の補強コードのタイヤ径方向に対する傾斜角度が過大であると剛性の過度の増加によって耐久性が低下することになる。3層のカーカス層4のうち、内側2層のカーカス層4は各ビード部3に配置されたビードコア5の廻りにタイヤ内側から外側に巻き上げられ、外側1層のカーカス層4の端部は内側2層のカーカス層4の巻き上げ部分の外側に配置されている。カーカス層4の補強コードとしては、ナイロンやポリエステル等の有機繊維コードが好ましく使用される。また、ビードコア5の外周上には断面三角形状のゴム組成物からなるビードフィラー6が配置されている。
【0019】
一方、トレッド部1におけるカーカス層4の外周側には複数層のベルト層7が埋設されている。これらベルト層7はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。ベルト層7において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば10°〜40°の範囲に設定されている。ベルト層7の補強コードとしては、スチールコードが好ましく使用される。
【0020】
ベルト層7の外周側には、高速耐久性の向上を目的として、補強コードをタイヤ周方向に対して5°以下の角度で配列してなる少なくとも1層のベルトカバー層8が配置されている。ベルトカバー層8は少なくとも1本の補強コードを引き揃えてゴム被覆してなるストリップ材をタイヤ周方向に連続的に巻回したジョイントレス構造とすることが望ましい。また、ベルトカバー層8はベルト層7の幅方向の全域を覆うように配置しても良く、或いは、ベルト層7の幅方向外側のエッジ部のみを覆うように配置しても良い。ベルトカバー層8の補強コードとしては、ナイロンやアラミド等の有機繊維コードが好ましく使用される。
【0021】
サイドウォール部2におけるカーカス層4のタイヤ軸方向外側には平行に引き揃えられた複数本の有機繊維コードを含む保護層9が埋設されている。保護層9の上端部はベルト層7の外端位置の近傍に配置され、保護層9の下端部はビードフィラー6のタイヤ軸方向外側に配置されている。この保護層9は耐カット性の向上に寄与するものである。保護層9に使用される有機繊維コードとしては、ナイロン繊維コード、ポリエステル繊維コード、アラミド繊維コード等が挙げられるが、特に高強度かつ高弾性率であるアラミド繊維コードを使用することが望ましい。また、アラミド繊維コードの総繊度は3000dtex〜4000dtexの範囲に設定すると良い。このような総繊度を有するアラミド繊維コードは上述した保護層9の補強材として好適である。また、保護層9を構成するアラミド繊維コードの打ち込み密度は25本/50mm〜55本/50mmとすることが好ましい。これにより、耐カット性の改善効果を十分に得ることができる。保護層9の有機繊維コードのタイヤ径方向に対する角度はタイヤ最大幅位置 で0°〜60°、より好ましくは、20°〜40°の範囲に設定すると良い。保護層9のタイヤ径方向に対するコード角度を過度に大きくするとサイド剛性の増大に伴って耐久性が低下することになるが、コード角度を上記範囲に設定することで耐久性の低下を抑えることができる。
【0022】
図2は上記空気入りタイヤのトレッドパターンを示すものである。
図2に示すように、トレッド部1には、タイヤ周方向に延びる複数本の周方向溝11,12と、タイヤ幅方向に延びる複数本の横溝13,14,15が形成され、これら周方向溝11〜12及び横溝13〜15により複数のブロック16,17,18が区画されている。タイヤ中心線CL側に位置する2本の周方向溝11はタイヤ周方向に沿ってジグザグ状に延長し、ショルダー側に位置する2本の周方向溝12はタイヤ周方向に沿ってストレート状に延長している。タイヤ中心線CL上に位置するブロック16を区画する横溝13の周方向ピッチは他のブロック17,18を区画する横溝14,15の周方向ピッチよりも大きく、より具体的には、その約2倍に設定されている。また、ショルダーのブロック18を区画する横溝15がタイヤ幅方向と実質的に平行に延長しているのに対して、中間のブロック17を区画する横溝14のタイヤ周方向に対する傾斜角度は横溝15のタイヤ周方向に対する傾斜角度よりも小さくなっている。このようなトレッドパターンは未舗装路走行用タイヤに好ましく適用されるものであるが、本発明に係る空気入りタイヤは
図2のトレッドパターンに限定されるものではない。
【0023】
図3は上記空気入りタイヤのトレッド部1の輪郭を示すものである。
図3に示すように、タイヤ子午線断面において、トレッド部1の踏面S1とタイヤ中心線CLとの交点をP1とし、タイヤ軸方向の最外側に位置する周方向溝12の内側壁面12iとトレッド部1の踏面S1との交点をP2とし、最外側の周方向溝12の外側壁面12oとトレッド部1の踏面S1との交点をP3とし、トレッド部1の外端位置をP4とし、交点P1を通ってタイヤ軸方向に延びる基準直線をL0とし、交点P1と交点P2とを通る直線をL1とし、交点P1とトレッド部1の外端位置P4とを通る直線をL2とする。但し、トレッド部1の外端位置をP4は、スクエアショルダーの場合、トレッド部1のエッジにより特定されるが、ラウンドショルダーの場合、トレッド部1の踏面S1の仮想延長線とトレッド部1の側面S2の仮想延長線との交点の位置により特定されるものとする。
【0024】
上記空気入りタイヤにおいて、タイヤ中心線CLから最外側の周方向溝12の中央位置までの距離Laは、タイヤ中心線CLからトレッド部1の外端位置P4までのトレッド半幅Lに対して、0.50×L≦La≦0.80×Lの関係に設定されている。なお、最外側の周方向溝12の位置がタイヤ周方向に沿って変動する場合(ジグザグ状の周方向溝、壁面に起伏がある周方向溝)、距離Laはタイヤ周上の平均値とする。
【0025】
また、直線L1と基準直線L0とがなす角度αに対して、直線L2と基準直線L0とがなす角度βは1.2×α≦β≦3.5×αの関係に設定されている。その際、直線L1と基準直線L0とがなす角度αは0.7°〜2.0°の範囲に設定すると良い。
【0026】
更に、交点P3は交点P2よりもタイヤ径方向外側に配置され、交点P2と交点P3とのタイヤ径方向の距離Hは0mm<H≦3mmの関係に設定されている。つまり、最外側の周方向溝12の外側に位置する陸部(ブロック18)のエッジは最外側の周方向溝12の内側に位置する陸部(ブロック17)のエッジよりもタイヤ径方向外側に突き出している。
【0027】
上述した空気入りタイヤでは、トレッド部1の片側の領域にタイヤ周方向に連続する少なくとも1本の周方向溝11,12を配置した空気入りタイヤにおいて、タイヤ中心線CLから最外側の周方向溝12の中央位置までの距離Laをトレッド半幅Lに対して0.50×L≦La≦0.80×Lの関係にし、トレッド部1の落ち込み量を規定する角度α,βを1.2×α≦β≦3.5×αの関係にし、最外側の周方向溝12の両側に位置する陸部の突き出し量を規定する距離Hを0mm<H≦3mmの関係にすることにより、トレッドショルダー部に位置する陸部(ブロック18)の接地性を改善し、トレッドセンター部に対する負担を軽減するので、トレッドセンター部の偏摩耗(早期摩耗)を回避することができる。しかも、トレッドショルダー部に位置する陸部(ブロック18)の路面に対する引っ掛かりを増加させ、その接地性を改善することにより、泥濘地や砂地での横滑りを防止して操縦安定性を向上することができる。
【0028】
そのため、未舗装路を走行するための空気入りタイヤのように、トレッド部1に幅広の周方向溝11,12を備え、かつ保護層9の付加によりサイド剛性を高くした場合であっても、路面に対する接地性を良好にし、耐偏摩耗性を改善すると共に、操縦安定性を向上することができる。
【0029】
図4は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのフットプリントを示し、
図5は従来のトレッド構造を有する空気入りタイヤのフットプリントを示すものである。
図4及び
図5の対比から判るように、本発明によれば、トレッドショルダー部の接地性が増した良好なフットプリントを形成することができる。
【0030】
ここで、タイヤ中心線CLから最外側の周方向溝12の中央位置までの距離Laが、La<0.50×Lの関係にあるとトレッドセンター部が摩耗し易くなり、逆にLa>0.80×Lの関係にあるとトレッドショルダー部が損傷し易くなる。特に、0.55×L≦La≦0.70×Lの関係を満足することが望ましい。
【0031】
また、直線L2と基準直線L0とがなす角度βがβ<1.2×αの関係にあるとトレッドショルダー部の接地圧が過度に上昇するため耐久性が低下し、逆にβ>3.5×αの関係にあるとトレッドショルダー部の接地圧が低下するため所期の効果が得られなくなる。特に、1.4×α≦β≦2.5×αの関係を満足することが望ましい。
【0032】
更に、交点P3が交点P2よりもタイヤ径方向内側に配置されていると、トレッドショルダー部の接地圧が低下するため所期の効果が得られなくなる。また、交点P2と交点P3とのタイヤ径方向の距離HがH>3mmの関係にあると接地形状が悪化し、操縦安定性が低下する。特に、0.3mm<H≦1.8mmの関係を満足することが望ましい。
【0033】
上記空気入りタイヤにおいて、トレッド部1に配置される各周方向溝11,12の溝幅GWは8mm〜20mmの範囲に設定すると良い。このように広幅の周方向溝11,12を形成することにより、周方向溝11,12からの泥や砂等の排出性を高めながら、耐偏摩耗性と操縦安定性の改善効果を得ることができる。ここで、溝幅GWが8mmより小さいと泥や砂等の排出性が低下し、逆に20mmより大きいとトレッド部1が折れ曲がり易くなる。特に、溝幅GWは12mm〜18mmの範囲に設定することが望ましい。
【0034】
また、上記空気入りタイヤにおいて、トレッド部1の交点P1から交点P2までの幅Waで示される領域の輪郭を規定する円弧の曲率半径Raに対して、トレッド部1の交点P3よりも外側の幅Wbで示される領域の輪郭を規定する円弧の曲率半径Rbを0.05×Ra≦Rb≦0.3×Raの関係にすると良い。これにより、トレッド部が良好な接地形状を形成するようになり、耐偏摩耗性を更に向上することができる。ここで、曲率半径RbがRb<0.05×Raの関係にあるとトレッドショルダー部の接地圧が低下するため所期の効果が得られなくなり、逆にRb>0.3×Raの関係にあるとトレッドセンター部が摩耗し易くなる。特に、0.1×Ra≦Rb≦0.2×Raの関係を満足することが望ましい。
【0035】
上述した実施形態の空気入りタイヤでは、カーカス層を複層構造とし、これらカーカス層を補強コードが層間で互いに交差するように配置したものであるが、このようなカーカス構造は剛性が高く未舗装路走行時やレース等の競技において有効である。但し、本発明は上述のようなバイアス構造を有する空気入りタイヤのみならず、カーカス層を単層構造とし、そのカーカス層を補強コードがタイヤ径方向に延長するように配置したラジアル構造を有する空気入りタイヤに適用することも可能である。いずれにしても、上記空気入りタイヤは、未舗装路走行用、競技用として好適である。通常、競技用タイヤは外径を32インチ〜42インチの範囲に設定したものである。
【0036】
未舗装路走行用タイヤの場合、トレッド部1の溝面積比率を25%〜55%の範囲に設定するのが良い。このような溝面積比率を選択することにより、未舗装路における走行性能を十分に発揮することができる。トレッド部1の溝面積比率が25%未満であると泥濘地や砂地での走行性能が不十分になり、55%を超えるとトレッド部1の剛性が低下して岩場等におけるトラクションが不十分になり、また、ブロック欠け等の不都合を生じ易くなる。
【実施例】
【0037】
タイヤサイズ40×13.50R17で、一対のビード部間に3層のカーカス層を装架し、トレッド部におけるカーカス層の外周側に2層のベルト層を配置し、該ベルト層の外周側に2層のベルトカバー層を配置すると共に、トレッド部におけるタイヤ中心線の両側の領域にそれぞれタイヤ周方向に連続する2本の周方向溝を配置し、サイドウォール部におけるカーカス層の外側に有機繊維コードを含む保護層を配置した空気入りタイヤにおいて、
図3に規定される寸法要件について、タイヤ中心線から最外側の周方向溝の中央位置までの距離Laとトレッド半幅Lとの比La/L、角度αと角度βとの比β/α、交点P2と交点P3とのタイヤ径方向の距離H、ショルダー部の陸部幅Wb、最外側の周方向溝の溝幅GW、曲率半径Raと曲率半径Rbとの比Rb/Raを表1のように設定した従来例1、実施例1〜6及び比較例1〜4のタイヤを製作した。
【0038】
上記距離Hは、プラス値であるとき交点P3が交点P2よりもタイヤ径方向外側に位置することを意味し、マイナス値であるとき交点P2が交点P3よりもタイヤ径方向外側に位置することを意味する。
【0039】
各試験タイヤにおいて、カーカス層としては66ナイロン繊維コード(1400dtex/2)を55本/50mmの打ち込み密度で配列したものを使用し、ベルト層としてはスチールコード(2+2×0.25mm)を40本/50mmの打ち込み密度で配列したものを使用し、ベルトカバー層としては66ナイロン繊維コード(940dtex/2)を50本/50mmの打ち込み密度で配列したものを使用した。また、保護層にはアラミド繊維コード(1670dtex/2)を30本/50mmの打ち込み密度で配列したものを使用した。トレッド部の溝面積比率は37%とした。
【0040】
これら試験タイヤについて、下記の評価方法により、耐偏摩耗性、操縦安定性、走行タイムを評価し、その結果を表1に併せて示した。
【0041】
耐偏摩耗性:
各試験タイヤをリムサイズ17×11JJのホイールに組み付けてオフロード走行専用の競技用ピックアップトラック(後輪駆動車)に装着し、空気圧180kPaの条件にて、オフロード(未舗装路)のテストコース及びテスト用に占有した山岳コース(岩や鋭利な石が散在する山岳路)において、テストドライバーが160kmの距離を走行した。走行後、最外側の周方向溝より内側のトレッドセンター部における摩耗量を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例1を100とする指数にて示した。この指数値が大きいほど耐偏摩耗性が優れていることを意味する。
【0042】
操縦安定性:
上記走行試験において、操縦安定性についてテストドライバーによる官能評価を行った。評価結果は、5点法にて示した。この評価点が大きいほど操縦安定性が良好であることを意味する。
【0043】
走行タイム:
各試験タイヤをリムサイズ17×11JJのホイールに組み付けてオフロード走行専用の競技用ピックアップトラック(後輪駆動車)に装着し、空気圧180kPaの条件にて、1周16kmのオフロード(未舗装路)のテストコースにおいて、テストドライバーによる走行を行い、その走行タイムを計測した。評価結果は、従来例1を100とする指数にて示した。この指数値が小さいほど走行タイムが短いことを意味する。
【0044】
【表1】
【0045】
表1から判るように、実施例1〜6のタイヤは、従来例1との対比において、耐偏摩耗性が良好であると共に、操縦安定性が良好であり、走行タイムが短いものであった。一方、比較例1〜4のタイヤは、トレッド構造が適切ではないため実施例1〜6に比べて改善効果が少ないものであった。