JP2002029216A

JP2002029216A - 空気入りタイヤおよびそれの装着方法

Info

Publication number: JP2002029216A
Application number: JP2000218937A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Matsumoto; 浩幸松本
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2000-07-19
Filing date: 2000-07-19
Publication date: 2002-01-29

Abstract

(57)【要約】【課題】排水性に大きく影響する周方向主溝等の構造
を変更することなく、すぐれた直進安定性を確保する。【解決手段】ビード部１、サイドウォール部２および
トレッド３を具え、それらの各部を補強するカーカス４
およびベルト５を具えるものであり、トレッド部３に、
トレッド周方向に延びる周方向溝６により陸部７を区画
し、トレッド幅方向断面内で、陸部７の接地面７ａと、
半径方向外方へ凸となる曲線形状とするとともに、その
接地面７ａの、トレッド幅の全体にわたるトレッド踏面
輪郭線８に最も近接する頂部７ｂを、陸部７の幅中心に
対し、陸部の一方の側縁側へ、陸部幅ＲＷの０．１〜
０．４倍の範囲で偏らてなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、トレッド幅方向
断面と交差する方向に延びる溝、たとえば周方向溝によ
り区画される陸部を、トレッド幅方向断面内で、陸部中
心線に対して非対称な輪郭形状とすることで、車両の旋
回性能や、高速走行時の直進安定性を向上させた空気入
りタイヤおよび、それの車両への装着方法に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】走行中の車両には、路面状態、風、操舵
などに起因する外乱の影響が常にあり、これが操縦安定
性に大きな影響を及ぼす。また近年は、高速道路網の発
達や車両の高出力化を背景に、高速走行を行う機会が増
しており、この高速走行において重要な直進安定性は、
上記外乱による影響および、操舵による進路修正のし易
さの影響が大きい。

【０００３】そこで、これらの性能の向上を目的に、従
来は、タイヤを偏平化してタイヤの横剛性を高めること
で、操舵時にタイヤに発生する横力およびコーナリング
フォースを高めることが広く行われていた。

【０００４】ところでこの一方で、雨天走行時の、トレ
ッド接地面からの排水性の向上のためには、トレッド部
に、その周方向に延びる主溝を設けることが多いが、か
かる主溝は、それにて区画されるトレッド陸部の幅方向
の曲げ剛性を低下させて、タイヤのコーナリングフォー
スを低減させる傾向にあるため、直進安定性と排水性と
を高い次元で両立させることが望まれており、このこと
はとくに、高速走行時の直進安定性が要求性能に対して
比較的大きく乖離する、重量の大きい車両に装着される
ことの多い、偏平率が６０％以下のタイヤで重要であっ
た。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】これがため、この発明
は、トレッド部に、上述したような周方向主溝等の、ト
レッド幅方向断面と交差する方向に延びる溝を設けてな
るトレッドパターンにおいて、とくに排水性に大きく影
響する周方向主溝等の配列構造等を変更することなく、
すぐれた直進安定性を確保できる空気入りタイヤを提供
することを目的とする。

【０００６】ここで、トレッド幅方向断面と交差する方
向に延びる溝としての周方向主溝と、直進安定性との関
連を、トレッド陸部と路面との接触状態に基づいて考え
るに、たとえば、車両の旋回走行によってタイヤにコー
ナリングフォースが発生した場合には、主溝によって区
画される陸部が、図７に、一の陸部をトレッド幅方向断
面図で例示するように、コーナリングフォースＣＦの作
用による、陸部接地面への剪断力の発生により、図に破
線で示す輪郭形状から実線で示す形状に曲げ変形され
て、その陸部に、コーナリングフォースＣＦの入力側の
隅部が半径方向外方へ突出する一方で、コーナリングフ
ォースＣＦの出力側の隅部が半径方向に凹む表面凹凸変
形が生じ、前者の突出部分では接地圧が増加するととも
に、より大きなコーナリングフォースＣＦの作用によっ
て、その突出部分が路面に突っ張ることになり、また、
後者の凹み部分では、逆に接地圧が低下し、甚だしくは
その凹み部分が路面から浮き上がることになって、陸部
の接地面積が減少するので、排水性の向上を目的として
多数本の周方向主溝を形成して、陸部幅の減少および、
これに伴う陸部の曲げ剛性の低下をもたらした場合に
は、上記の傾向が一層強まることになり、コーナリング
フォース、ひいては、直進安定性が損なわれることにな
る。

【０００７】そこで、上述したような陸部の曲げ変形に
起因する接地圧の増減、とくには、陸部接地面の路面か
らの浮き上がりによる接地面積の低減を抑制するべく、
陸部接地面の断面輪郭形状と、タイヤの負荷転動に際し
て陸部に発生する剪断力との関係を調べたところ、トレ
ッド陸部の接地面が路面に接触すると、その陸部は荷重
の支持のための接地圧を路面から受け、この接地圧によ
って陸部が潰れ変形して各種の剪断力が働くことになる
も、この場合陸部接地面の、最大接地圧の作用位置を、
陸部の中心位置に対して、陸部の一方の側縁側へ偏せる
ことで、コーナリングフォースの発生時の接地圧分布を
コントロールすることができ、陸部の曲げ変形による、
接地圧の局部的な増加および減少を緩和し得ることが明
らかになった。

【０００８】またこの一方で、トレッド陸部が接地圧に
よって圧潰変形される場合は、一般に非圧縮性を示すそ
の陸部は接地面積を増加させようとし、かかる変形挙動
は、ブロック、リブ等とすることができる陸部の縁部に
おいてとくに顕著になるも、陸部接地面は路面との接触
によってそのような変形を拘束されるため、とくに、陸
部の縁部に、拡張変形の抑制に起因する接地圧の局部的
な増加が生じることになるところ、このような接地圧の
増加に対しては、陸部表面の、特に端縁部における曲率
半径を選択して、該部が陸部全体より局所的にタイヤ半
径方向に凹むようにすることで、接地時に該部が陸部全
体より僅かに時間的遅れを伴って接地することになる。
これにより、陸部全体の接地時拡張変形の拘束を緩和す
ることができるため、該部における局所的接地圧増加の
低減に有効であることも明らかになった。

【０００９】従って、周方向溝を設けることに起因す
る、横力およびコーナリングフォースの低下を抑制して
直進安定性を向上させるためには、最大接地圧の作用位
置を、コーナリングフォースの作用時に接地圧が増加す
ることになるそれの入力側とは反対側に予め偏せて設け
ることで、陸部の曲げ変形それ自体を緩和して、陸部接
地面の凹凸変形量を低減させることが有効であり、ま
た、押し潰し変形される陸部の接地面、とくにその縁部
での接地圧の局部的な増加を抑制するためには、その接
地面の曲率半径、とくに、接地面のそれぞれの側縁の高
さを選択することが有効であり、このことは、陸部の曲
げ変形による接地圧の増減に対してもまた効果的であ
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この発明の空気入りタイ
ヤは、ともに一対のビード部およびサイドウォール部
と、両サイドウォール部に連なるトレッド部とを具える
とともに、それらの各部を補強するカーカスと、カーカ
スの外周側でトレッド部を補強するベルトとを具えるも
のであって、トレッド部に、溝、サイプ等をもって区画
される複数の陸部、たとえば、ブロック、リブ等を設け
るとともに、それらの陸部の少なくとも一部を、トレッ
ド周方向に直線状に延びる周方向溝により区画したとこ
ろにおいて、トレッド幅方向断面内で、陸部の接地面
を、半径方向外方へ凸となる曲線形状とするとともに、
その接地面の、トレッド幅の全体にわたるトレッド踏面
輪郭線に最も近接する頂部を、陸部の幅中心に対し、陸
部の一方の側縁側へ、陸部幅の０．１〜０．４倍の範囲
で偏らせたものである。なお、ここにおける頂部は、点
である場合の他、ある程度の長さを有する場合をも含む
ものであり、後者の場合は、頂部の中央位置の、陸部幅
中心に対する偏り量を上記の範囲内の値とする。

【００１１】ここで、トレッド幅の全体にわたるトレッ
ド踏面輪郭線とは、トレッド部のそれぞれの陸部の接地
面にできるだけ多く外接する、一般には、滑らかに連続
する複数の円弧からなる曲線をいうものとし、また、ト
レッド踏面輪郭線に最も近接する頂部は、トレッド踏面
輪郭線に接する頂部をもすくむものとする。

【００１２】このことを図面に示すところに基づいてよ
り具体的に説明する。図１はこの発明に係る空気入りラ
ジアルタイヤを、トレッド幅方向の断面図で示すもので
あり、図中１，２はそれぞれ、ともに一対のビード部お
よびサイドウォール部を示し、３は、両サイドウォール
部２を跨いでそれらに連なるトレッド部を示す。

【００１３】そして、これらの各部を、両ビード部１間
にトロイダルに延在するラジアルカーカス４によって補
強するとともに、トレッド部３を、ラジアルカーカス４
のクラウン部の外周側に配設したベルト５をもって補強
する。

【００１４】この図に示すところでは、トレッド部３
に、トレッド周方向に直線状に連続して延びる五本の周
方向溝６を設けることで、それぞれの周方向溝６の側部
に六条の陸部７、たとえばブロックまたはリブを区画す
るとともに、トレッドセンタに位置する周方向溝６を除
く各周方向溝６において、図２に拡大して示すように、
陸部７の接地面７ａを、半径方向外他へ凸となる曲線形
状とするとともに、その接地面７ａの、トレッド幅の全
体にわたるトレッド踏面輪郭線８に最も近接する頂部７
ｂを、陸部中心線９に対し、陸部７の一方の側縁側、図
ではトレッドセンタ側へ、陸部幅ＲＷの０．１〜０．４
倍の範囲内で偏せて位置させる。なおここで、頂部７ｂ
の偏り方向を、図に示すところとは反対側とすることも
できる。

【００１５】かかるタイヤでは、通常の接地状態の下で
の、陸部接地面への最大接地圧の作用位置である前記頂
部７ｂを、コーナリングフォースＣＦの作用によって接
地圧が増加するコーナリングフォースＣＦの入側とは反
対側に予め偏せて設定することで、そのコーナリングフ
ォースＣＦによる陸部の曲げ変形を有効に緩和して、陸
部接地面の凹凸変形両ひいては、接地圧の増減変化を、
図３にグラフで実線で示すように、従来タイヤに比して
効果的に有効に抑制することができ、これにより、大き
なコーナリングフォースの発生を可能として、直進安定
性を大きく向上させることができる。

【００１６】ところでここで、頂部７ｂの偏り範囲を陸
部幅ＲＷの０．１〜０．４倍とするのは、それが０．１
倍未満では、上記作用効果を十分に得ることができず、
０．４倍を越えると、大きなコーナリングフォースの発
生時には前記作用に好適に適合して効果を発揮するが、
コーナリングフォースが微小なとき、或いは逆方向に作
用しているときの陸部接地圧偏差が逆に大きくなってし
まい、頂部の設定してある側と反対側での接地圧の低下
をもたらし、該部での上記微小コーナリングフォースや
逆方向の発生量を低下させてしまうので、総合的な走行
性能が低下することになる。

【００１７】かかるタイヤにおいて好ましくは、陸部接
地面の、前記頂部を隔てて位置するそれぞれの曲線の、
平均曲率半径を、その頂部の一方側で他方側より大きく
し、より好ましくは、この場合に、頂部を隔てて位置す
るそれぞれの曲線の、曲線長さが短い側の平均曲率半径
を、他方の側でそれぞれ小さくする。

【００１８】図４はこのことを例示する拡大断面図であ
り、ここでは、陸部接地面７ａの、頂部７ｂまでの曲線
距離が長い側、たとえは、コーナリングフォースＣＦ入
側の平均曲率半径Ｒ１を、コーナリンクフォースＣＦの
出側の平均曲率半径Ｒ２より大きくする。ここで、平均
曲率半径Ｒ１，Ｒ２は、接地面７ａの、それぞれの側の
円弧長をＬ１，Ｌ２とし、それぞれの円弧の両端に立て
た法線の挟角をθ１，θ２（ｒａｄ）とした場合、Ｒ１＝Ｌ１／θ１Ｒ２＝Ｌ２／θ２で表わされる半径をいうものとする。

【００１９】これによれば、頂点７ｂを偏せて位置させ
ることと相俟って、コーナリングフォースＣＦの作用時
の、接地圧の増減変化を一層有効に緩和することがで
き、また、円弧長さの長い側の平均曲率半径を大きくす
ることで、その側の陸部側縁の急激な落ち込みを防止し
て、接地面７の接地圧分布を十分滑らかなものとすこと
ができる。

【００２０】また、この発明の、空気入りタイヤの装着
方法は、前述したいずれかのタイヤの、車両の装着姿勢
の平面視で、少なくとも左右一対の両タイヤにおいて、
陸部の接地面の頂部を、陸部の幅中心に対し、ともに同
一の側に偏せるものであり、たとえば、各タイヤのドレ
ッド部の左半部もしくは右半部または、トレッド部の全
体において、陸部の接地面頂部を、陸部中心線の左側も
しくは右側に偏せて位置させるものである。

【００２１】図５は、このことを、車両１１に装着した
全てのタイヤ１２において、トレッド部の左半部に形成
される陸部７で、接地面頂部７ｂを、陸部中心線９に対
してトレッドセンタ側に偏せて位置させた場合について
示す。

【００２２】路面は一般に、雨水等の排水を円滑ならし
めるべく、幅方向中央部から路肩に向けて高さが漸減す
るよう形成されているため、左側通行の場合には、車両
は、重力の影響下で、左に曲がる傾向が強く、これを補
正して直進性を保つためには、タイヤに右向きの微小な
コーナリングフォースΔＣＦを常時発生させることが必
要になり、また、たとえば、車両を所要の方向へ旋回さ
せるに要するコーナリングフォースをＣＦ１とすると、
右旋回走行のためにはＣＦ１＋ΔＣＦの、そして、左旋
回走行のためにはＣＦ１−ΔＣＦのコーナリングフォー
スを発生させることが必要になって、操舵をもって発生
させる所要のコーナリングフォースに差が生じることに
なる。

【００２３】しかるに、タイヤの、図示の装着方法に従
えば、車両の左右輪がともに右向きのコーナリングフォ
ースを高める傾向にあるので、上述したような状況に有
効に対処して、左右両方向のバランスを有利に向上させ
ることができる。なおこの方法では、対をなすタイヤの
右半部だけを同様の構成とすることもでき、また、いず
れの方法にあっても、周方向溝に対し、上述したとは反
対側の陸部隅部の面取り半径を大きくすることもでき
る。対処して、左右両方向のバランスを有利に向上させ
ることができる。なお、この方法では、対をなすタイヤ
の右半部だけを同様の構成とすることもでき、また、い
ずれの場合にあっても、陸部中心線に対し、上述したと
は反対側に接地面頂点を偏せて位置させることもでき
る。

【００２４】そして、他の装着方法は、とくに、少なく
とも左右一対の両タイヤにおいて、陸部の接地面の頂部
を、陸部の幅中心に対し、車両の中心線に対して対称と
なるよう偏せて位置させるものである。

【００２５】従ってこの方法は、トレッド部の全ての陸
部の接地面頂部を偏せて配置する場合の他、トレッド半
部の陸部についてだけ頂部を偏せて配置する場合をも含
むものである。図６は、その一例として、車両１１に装
着される全てのタイヤ１２において、図に斜線を施して
示す外側半部で、陸部７の接地面頂部７ｂを、トレッド
センタ側に偏せて位置させたものである。

【００２６】重量の大きい車両等が高速走行する場合に
は、直進安定性を保つための所要のコーナリングフォー
スが、その重量と速度に応じて大きくなるため、旋回時
により大きなコーナリングフォースが作用する旋回の外
側のタイヤに生じる、車両の内側方向のコーナリングフ
ォースの発生量を高めることが必要になる。

【００２７】そこでこの方法は、トレッド部の構造を、
対をなすタイヤ間で、車両中心線に対して対称になるよ
うに構成することで、直進走行状態で、コーナリングフ
ォースを、図６に示すように車両の内側に向けて発生さ
せてまたは、それとは逆に外側に向けて発生させること
により、旋回時の左右輪間の荷重移動によってより大き
な荷重がかかるため、大きなコーナリングフォースが作
用する旋回外輪、すなわち、右旋回の場合は左輪、左旋
回の場合は右輪で車両内側向きのコーナリングフォース
を増すことができ、より大きな旋回力を得ることができ
る。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下にこの発明の実施の形態を図
面に示すところに基づいて説明する。図１は、この発明
に係るタイヤの実施の形態を示すトレッド幅方向断面図
であり、ブロックパターンタイヤとすることができるこ
のタイヤにおいて、ここではとくに、トレッド周方向に
直線状に延びる周方向溝６の間に区画されるそれぞれの
陸部７の接地面７ａを、半径方向外方に凸となる曲線形
状とするとともに、図２に拡大して示すところから明ら
かなように、その接地面７ａの、トレッド幅の全体にわ
たるトレッド踏面輪郭線８に最も近接する頂部７ｂを、
陸部中心線９に対してトレッドセンタ側へ、陸部幅ＲＷ
の０．１〜０．４倍の範囲で傾せて位置させる。

【００２９】接地面７ａの頂部７ｂをこのように偏せた
場合には、コーナリングフォースＣＦの作用に際する、
その接地面７ａの接地圧分布は、図３に実線で示すよう
になり、図に破線で示す従来タイヤのそれに比し、接地
圧の増減量を有利に低減させることができる。なお、図
３中の仮想線は、陸部接地面７ａの、従来タイヤの陸部
接地面に対する凹凸状態を示す。

【００３０】併せてこのタイヤでは、図４に拡大断面図
で示すように、陸部接地面７ａの、側縁から頂部７ｂま
での円弧長が長い側、図ではトレッド端側の平均曲率半
径Ｒ１を、それとは反対側の平均曲率半径Ｒ２より大き
くし、これにより、上述したところをより実効あるもの
とする。

【００３１】このように構成してなるタイヤでは、先に
述べるように、高いコーナリングフォースの発生を担保
して、車両の旋回性能や、高速走行時の直進安定性を有
効に向上させることができる。

【００３２】図６は、この発明に係る方法の実施の形態
を示す略線平面図であり、四本のタイヤの全てにおい
て、図に斜線を施して示すタイヤ１２の左半部でだけ、
接地面頂部７ｂを、陸部中心線９に対してトレッドセン
タ側に偏せて位置させたものである。

【００３３】この構成によれば、それぞれのタイヤが右
向きのコーナリングフォースを高める傾向の下で、路面
高さが、その中央部から路肩側へ漸減する路面上での左
側走行に当たっての、直進性の保持および、右旋回のそ
れぞれをもとに容易ならしめることがてきる。

【００３４】図６は、他の形態を示す図５と同様の図で
あり、これは、車両に装着した四本のタイヤのそれぞれ
を、車両中心線に対して線対称に構成して、図に斜線を
施して示す各外側半部を上述したところと同様の構造と
したものである。

【００３５】これによれば、車両の内側に向くコーナリ
ングフォースＣＦの発生をアシストして、より大きな旋
回力をもたらすことができる。

【００３６】

【実施例】図１および図４に示す断面を有する、サイズ
が１９５／６５Ｒ１４の乗用車用空気入りタイヤにおい
て、トレッド踏面輪郭線から測った基準となる溝深さを
８ｍｍ、トレッド幅を１５４ｍｍ、陸部幅ＲＷを、トレ
ッドセンタ側からトレッド端側に向けて順次２３ｍｍ、
２０ｍｍおよび２０ｍｍとし、トレッドセンタとトレッ
ド端との間の高さの差を５．６ｍｍとするとともに、図
１におけるエッジ断面角度Ａを９７°とした。なお、こ
の発明はトレッド部に特徴があり、他のタイヤ構造につ
いては通常の乗用車用空気入りラジアルタイヤとほぼ同
様である。

【００３７】表１に示す諸元を有する実施例タイヤおよ
び、陸部の幅中心上に頂部を有する他は実施例タイヤと
同様の構成を有する比較例タイヤのそれぞれを国産２０
００ｃｃクラスのＦＦ車に装着し、タイヤ空気圧を２０
０ｋＰａに設定し、前席２名乗車で直進安定性能の試験
を行った。試験は、３°のカント勾配を有する乾燥アス
ファルト路面、および平坦な乾燥アスファルト路面上を
時速１００ｋｍ／ｈで走行した時のドライバーガーネッ
ト感じるフィーリングを１０点満点で評価した。試験結
果を表１に示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】表１の結果から、乗用車用タイヤにおい
て、実施例１〜５はいずれも、比較例に比べて直進安定
性能が優れていることが解かる。尚、排水性能、騒音、
振動乗り心地性能についても併せて評価したが、いずれ
の性能においても実施例１〜５と比較例との間で顕著な
差は認められなかった。

【００４０】

【発明の効果】かくしてこの発明によれば、排水性能、
騒音、振動乗り心地等の他の性能を維持しつつ、直進安
定性能を有利に向上させることができる。そしてこのこ
とは、タイヤの使用初期においてとくに顕著である。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るタイヤの実施の形態を示すト
レッド幅方向断面図である。

【図２】陸部の接地面頂部の偏り態様を示す拡大断面
図である。

【図３】陸部接地面の接地圧分布を示す図である。

【図４】頂部両側の円弧面の平均曲率半径の説明図で
ある。

【図５】この発明に係る方法の実施の形態を示す略線
平面図である。

【図６】この発明に係る方法の他の実施形態を示す略
線平面図である。

【図７】陸部の曲げ変形およびそれに伴う接地面の変
形態様を例示する拡大断面図である。

【符号の説明】

１ビード部２サイドウォール３トレッド部４かーカス５ベルト６周方向溝７陸部７ａ陸部表面７ｂ頂部８トレッド踏面輪部線９陸部中心線１１車両１２タイヤＣＦコーナリングフォースＲＷ陸部幅Ｌ１，Ｌ２円弧長さＲ１，Ｒ２平均曲率半径

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ともに一対のビード部およびサイドウォ
ール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部とを
具えるとともに、それらの各部を補強するカーカスと、
カーカスの外周側でトレッド部を補強するベルトとを具
えるタイヤであって、トレッド部に、トレッド幅方向断面と交差する溝により
陸部を区画し、トレッド幅方向断面で、陸部の接地面
を、半径方向外方へ凸となる曲線形状とするとともに、
その接地面の、トレッド幅の全体にわたるトレッド踏面
輪郭線に最も近接する頂部を、陸部の幅中心に対し、陸
部の一方の側縁側へ、陸部幅の０．１〜０．４倍の範囲
で偏らせてなる空気入りタイヤ。
【請求項２】陸部の接地面の、前記頂部を隔てて位置
するそれぞれの曲線の平均曲率半径を、その頂部の一方
側で他方側より大きくしてなる請求項１に記載の空気入
りタイヤ。
【請求項３】陸部の接地面の、前記頂部を隔てて位置
するそれぞれの曲線の、曲線長さが短い側の平均曲率半
径を、他方の側よりそれより小さくしてなる請求項２に
記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ
の、車両への装着姿勢の平面視で、少なくとも左右一対
の両タイヤにおいて、陸部の接地面の頂部を、陸部の幅
中心に対し、ともに同一の側に偏せて位置させる空気入
りタイヤの装着方法。
【請求項５】請求項１〜３のいずれかに記載のタイヤ
の、車両への装着姿勢の平面視で、少なくとも左右一対
の両タイヤにおいて、陸部の接地面の頂部を、陸部の幅
中心に対し、車両中心線に対して対称となるよう偏せて
位置させる空気入りタイヤの装着方法。