JP4677028B2

JP4677028B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4677028B2
Application number: JP2008334101A
Authority: JP
Inventors: 正勝山根
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2008-12-26
Filing date: 2008-12-26
Publication date: 2011-04-27
Anticipated expiration: 2028-12-26
Also published as: JP2010155503A; CN101767516B; CN101767516A

Description

本発明は、ラリーやダートトライアルなどのレースでの使用に好適なタイヤ、特に、轍走行時の操縦性を向上させた空気入りタイヤに関する。

不整地を走行するタイヤ、特にラリーやダートトライアルなどのレースで使用される空気入りタイヤでは、不整地でのトラクション性を高めるために、トレッド部を、タイヤ周方向にのびる周方向溝とこれに交差する横溝とにより複数のブロックに区分したブロックパターンが広く採用されている。

一方、この種のタイヤでは、硬質な平坦路面を走行する性能（良路走行性能という場合がある。）も重要であり、そのために、トレッドプロファイルとして、一般の乗用車用タイヤとほぼ同様、例えば図６に示すように、トレッド接地巾Ｔｗ１をタイヤ断面巾Ｔｗ０の８０〜８６％程度とするとともに、トレッド面のキャンバ量Ｃｂを５．０〜７．０ｍｍ程度と比較的フラットに設定している。これにより、平坦路面走行時、必要な接地巾と均一な接地圧とが確保でき、高い良路走行性能を発揮することが可能となる。

しかしながら、不整地走行の場合、走行によって路面が削れた状態（轍）が発生するため、タイヤと路面とは、トレッド面ｔ１が平坦に接地する以外に、トレッド側面ｔ２が轍の壁面と強く接触することがある。そのため、タイヤ軸方向最外側に配されるショルダーブロックａの外側部に、削れｂ（斜線で示す。）が発生し、走行性能を著しく低下させるという問題がある。

そこで本発明は、ショルダーブロックに、トレッド接地端から所定角度でタイヤ軸方向外側にのびるせり出し上側壁面を有するせり出し部を設けることを基本として、良路走行性能を維持しながら、轍走行時の走行性能（以下轍走行性能という場合がある。）を向上させる空気入りタイヤを提供することを目的としている。
特開２００１−１１３９１５号公報

前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、トレッド部かつ最もトレッド接地端寄りをタイヤ周方向にのびる外の周方向溝よりもタイヤ軸方向外側のトレッドショルダー領域に、前記外の周方向溝からタイヤ軸方向外側にのびる外の横溝を設けることにより、前記トレッドショルダー領域を、複数のショルダーブロックがタイヤ周方向に隔置するショルダーブロック列とした空気入りラジアルタイヤであって、
タイヤ軸を含む子午断面において、前記ショルダーブロックは、前記トレッド接地端から、タイヤ半径方向に対して３５〜４５°の角度αでタイヤ半径方向内側に向かってタイヤ軸方向外側に傾斜してのびるせり出し上側壁面と、
このせり出し上側壁面のタイヤ軸方向外端点であるせり出し頂点から、タイヤ半径方向内側に向かってタイヤ軸方向内側に傾斜してのび、かつサイドウォール部の外面に連なるせり出し下側壁面とを有するせり出し部を具えるとともに、
前記外の横溝は、前記せり出し下側壁面で開口するとともに、
前記せり出し部は、前記せり出し上側壁面と前記せり出し下側壁面との間の角度βが１１０〜１３０°であることを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記せり出し部は、前記トレッド接地端と前記せり出し頂点との間のタイヤ軸方向距離であるせり出し量Ｌａが１０〜１５ｍｍであることを特徴としている。

又請求項３の発明では、前記外の横溝は、前記外の周方向溝からトレッド接地端側にのびる横溝主部と、この横溝主部から前記せり出し下側壁面までのびる横溝副部とからなり、かつ前記横溝副部の前記せり出し上側壁面からの溝深さＨｙ２は、前記横溝主部のトレッド面からの溝深さＨｙ１の、８０〜１００％であることを特徴としている。

又請求項４の発明では、前記せり出し部は、前記トレッド接地端と前記せり出し頂点との間のタイヤ半径方向高さであるせり出し高さＬｂが１５〜３０ｍｍであることを特徴としている。

前記「トレッド接地端」とは、正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した正規状態のタイヤに正規荷重を負荷した時に接地するトレッド接地面のタイヤ軸方向最外端の位置を意味する。なお本明細書では、特に断りがない限り、タイヤの各部の寸法等は、前記正規状態で特定される値とする。

又前記「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"を意味する。前記「正規内圧」とは、前記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 LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE"を意味するが、乗用車用タイヤの場合には１８０ｋＰａとする。前記「正規荷重」とは、前記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 LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "LOAD CAPACITY"である。

叙上の如く、ショルダーブロックに設ける前記せり出し部は、トレッド接地端からタイヤ半径方向内側に向かってタイヤ軸方向外側に傾斜してのびるせり出し上側壁面を有する。従って、平坦路面走行時には、前記せり出し部は路面とは接地することがなく、良路走行性能への悪影響を防止しうる。

これに対して、前記せり出し上側壁面は、タイヤ半径方向に対して３５〜４５°の角度αで傾斜する。この角度αは、轍走行時に轍壁面との擦れによって生じる前記ショルダーブロックの削れの角度に近似している。従って、せり出し上側壁面が前記角度αで傾斜することにより、轍走行時、せり出し部が轍壁面と、広い接触面積で滑らかに接地できる。しかも前記せり出し部は、そのせり出し下側壁面が、せり出し頂点からタイヤ半径方向内側に向かってタイヤ軸方向内側に傾斜するとともに、このせり出し下側壁面まで外の横溝が延在しかつ開口している。従って、せり出し部の剛性を適度に減じることができ、轍壁面への追従性を確保しうる。そしてこれらの相互作用によって、ショルダーブロックの削れを抑制しうるとともに、轍壁面からも高いトラクション力を確保しうるなどトラクション性を高めることができ、轍走行性能を向上させうる。

以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。図１は本発明の空気入りタイヤの正規状態における断面図、図２はそのトレッドパターンを示すトレッド部の平面図である。

本実施形態の空気入りタイヤ１は、ラリーやダートトライアルなどのレースで使用される不整地走行用タイヤであって、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、このカーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されるベルト層７とを具える。

前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば７５゜〜９０゜の角度で配列した１枚以上、本例では２枚のカーカスプライ６Ａから構成されている。カーカスコードとして、本例ではポリエステルコードが採用されるが、これ以外にもナイロン、レーヨン、アラミドなどの有機繊維コードや必要によりスチールコードをも採用しうる。前記カーカス６は、前記ビードコア５、５間を跨るトロイド状の本体部６ａの両端に、前記ビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されて係止される折返し部６ｂを具える。そしてこの本体部６ａと折返し部６ｂの間には、前記ビードコア５からタイヤ半径方向外側にのびる断面三角形状の硬質ゴムからなるビードエーペックス８が配され、ビード部４からサイドウォール部３にかけて補強している。

前記ベルト層７は、強靱なベルトコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば１０〜４５°の角度で配列した少なくとも２枚、本例では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから形成される。このベルト層７はベルトコードがプライ間相互で互いに交差することによりベルト剛性を高め、トレッド部２のほぼ全巾を、強固に補強している。ベルトコードとして、本例ではスチールコードが採用されるが、例えばアラミド、レーヨン等の高弾性の有機繊維コードも必要に応じて用いうる。

又前記空気入りタイヤ１は、本例では、トレッド接地端Ｅ、Ｅ間のタイヤ軸方向巾であるトレッド接地巾Ｔｗ１をタイヤ断面巾Ｔｗ０の８０〜８６％、かつトレッド面２Ｓのキャンバ量Ｃｂを５．０〜７．０ｍｍとしている。これにより、硬質な平坦路面を走行する際、必要な接地巾と均一な接地圧とが確保でき、高い良路走行性能を発揮しうる。

次に、前記トレッド部２には、最もトレッド接地端Ｅ寄りをタイヤ周方向にのびる外の周方向溝９ｏよりもタイヤ軸方向外側のトレッドショルダー領域Ｙｓに、前記外の周方向溝９ｏからタイヤ軸方向外側にのびる外の横溝１０ｏが設けられ、これにより前記トレッドショルダー領域Ｙｓを、複数のショルダーブロック１１ｏがタイヤ周方向に隔置するショルダーブロック列１１ｏＲに形成している。

具体的には、本例では、トレッド部２に、タイヤ周方向に連続してのびる複数本の周方向溝９と、この周方向溝９と交わる複数本の横溝１０とが設けられ、これにより該トレッド部２に、ブロック１１が周方向に隔置する複数本のブロック列１１Ｒからなるブロックパターンを形成している。

より詳しくは、本例では、図２に示すように、前記周方向溝９として、タイヤ赤道Ｃ上に配される中央の周方向溝９ｉと、その外側に配される中間の周方向溝９ｍと、そのさらに外側に配される前記外の周方向溝９ｏとの５本の溝が形成される。又前記横溝１０として、前記周方向溝９ｉ、９ｍ間を横切る内の横溝１０ｉと、前記周方向溝９ｍ、９ｏ間を横切る中の横溝１０ｍと、前記周方向溝９ｏからタイヤ軸方向外側にのびる外の横溝１０ｏとが形成される。これにより、前記周方向溝９ｉ、９ｍ間の領域を、内のブロック１１ｉがタイヤ周方向に隔置する内のブロック列１１ｉＲとして形成し、又前記周方向溝９ｍ、９ｏ間の領域を、中のブロック１１ｍがタイヤ周方向に隔置する中のブロック列１１ｍＲとして形成し、又外の周方向溝９ｏよりも外側の領域であるトレッドショルダー領域Ｙｓを、外のブロックであるショルダーブロック１１ｏがタイヤ周方向に隔置するショルダーブロック列１１ｏＲに形成している。

本例では、前記周方向溝９をジグザグ状、とりわけ矩形波状に形成し、タイヤ軸方向のエッジ成分を増すことにより、より高いトラクション性の確保を図っている。なお周方向溝９の溝深さＨｇ、及び横溝１０の溝深さＨｙは、特に限定されることがなく、通常の不整地走行用タイヤのものが好適に採用しうる。例えば溝深さＨｇでは、６．０〜１２．５ｍｍ、及び溝深さＨｙでは６．０〜１２．５ｍｍであり、トラクション性の観点から溝深さＨｙが溝深さＨｇとほぼ等しいことが好ましい。なお図中の符号１２は、溝底から隆起するタイバーであって、周方向で隣り合うブロック間、及び／又はタイヤ軸方向で隣り合うブロック間を連結することでブロック剛性を向上する。

次に、図４に拡大して示すように、前記ショルダーブロック１１ｏには、従来的な輪郭形状Ｊ（二点鎖線で示す。）に比してタイヤ軸方向外側にせり出すせり出し部１５が形成される。具体的には、前記せり出し部１５は、前記トレッド接地端Ｅから、タイヤ半径方向に対して３５〜４５°の角度αでタイヤ半径方向内側に向かってタイヤ軸方向外側に傾斜してのびるせり出し上側壁面ＳＵと、このせり出し上側壁面ＳＵのタイヤ軸方向外端点であるせり出し頂点Ｐｓから、タイヤ半径方向内側に向かってタイヤ軸方向内側に傾斜してのび、かつサイドウォール部３の外面３Ｓに連なるせり出し下側壁面ＳＬとを有する。

前記せり出し上側壁面ＳＵは、略直線状をなすのが好ましい。この「略直線状」には、直線の他、曲率半径が５００ｍｍ以上と大であり直線に近い凸円弧状或いは凹円弧状の曲線が含まれる。なお前記曲線の場合、曲率半径が１０００ｍｍ以上がより好ましく、特に曲率半径が∞、即ち実質的に直線であるのがさらに好ましい。なお曲線の場合、前記角度αは、前記トレッド接地端Ｅとせり出し頂点Ｐｓとを通る仮想直線がタイヤ半径方向となす角度で定義される。

ここで、３５〜４５°の範囲の前記角度αは、轍走行時に轍壁面との擦れによって生じるショルダーブロックの削れの角度に近似している。従って、せり出し上側壁面ＳＵが前記範囲の角度αで傾斜することにより、轍走行時、せり出し部１５が轍壁面と、広い接触面積で滑らかに接地することが可能となる。又前記せり出し部１５は、そのせり出し下側壁面ＳＬが、前記せり出し頂点Ｐｓからタイヤ半径方向内側に向かってタイヤ軸方向内側に傾斜するとともに、前記外の横溝１０ｏが、このせり出し下側壁面ＳＬまで延在しかつ開口している。従って、せり出し部１５の剛性を適度に減じることができ、せり出し部１５の轍壁面への追従性を確保することが可能となる。

そして、これらの相互作用によって、前記轍壁面からも高いトラクション力が確保でき、トラクション性を高めて轍走行性能を向上させうる。しかも轍壁面と広い接触面積にて滑らかに接地しうるため、前記ショルダーブロックの削れが抑制でき、前記向上した轍走行性能を長期に亘って維持することが可能となる。なお前記角度αが３５〜４５°の範囲から外れると、轍壁面との接触が局部的となり、轍壁面から得られるトラクション力が不充分となるとともに、ショルダーブロックに削れが生じて耐久性を低下させる。又せり出し下側壁面ＳＬが、せり出し頂点Ｐｓからタイヤ半径方向内側に向かって半径方向にのびる、或いはタイヤ軸方向外側に傾斜する場合には、せり出し部１５の剛性が過大となってせり出し部１５の轍壁面への追従性が著しく低下する。その結果、轍壁面から得られるトラクション力が不充分となるとともに、ショルダーブロックに削れを招く。なお図５は、本発明の空気入りタイヤが轍を走行する際の状態を示す略断面図である。

次に、前記轍走行性能向上のためには、前記せり出し部１５において、前記トレッド接地端Ｅと前記せり出し頂点Ｐｓとの間のタイヤ軸方向距離であるせり出し量Ｌａが１０〜１５ｍｍであることが好ましい。前記せり出し量Ｌａが１０ｍｍ未満では、せり出し部１５自体が過小となって、該せり出し部１５による前記効果が充分発揮されなくなる。逆に、せり出し量Ｌａが１５ｍｍを越える場合にも、ショルダーブロック１１ｏが根元部分で変形しやすくなるなどブロック剛性の低下を招くため、轍壁面からのトラクション力が小となって、轍走行性能が充分達成されなくなる。又ショルダーブロック１１ｏにブロック欠けなどの損傷を招く恐れが生じる。

又せり出し部１５では、前記トレッド接地端Ｅとせり出し頂点Ｐｓとの間のタイヤ半径方向高さであるせり出し高さＬｂが１５〜３０ｍｍであることも好ましい。これは、轍形状を想定した場合、轍壁面からトラクション力を得られる範囲が、大凡前記１５〜３０ｍｍの範囲であるからである。従って、前記せり出し高さＬｂが１５ｍｍ未満では、轍壁面との接触面積が小となってトラクション力が不充分となる。逆にせり出し高さＬｂが３０ｍｍを越えても、トラクション力の上昇が見込まれず、又タイヤ質量の不必要な増加を招く。

又せり出し部１５の剛性を適正化するためには、前記せり出し上側壁面ＳＵとせり出し下側壁面ＳＬとの間の角度βを１１０〜１３０°とする。前記角度βが１３０°を越えると、せり出し部１５の剛性が過大となるため、轍壁面への追従性悪化を招き、轍壁面からのトラクション力が不充分となる。逆に前記角度βが１１０°を下回ると、せり出し部１５の剛性が過小となるため、追従性が増すとはいえ轍壁面からのトラクション力が低下してしまう。なお、前記せり出し下側壁面ＳＬは、前記せり出し上側壁面ＳＵと同様、略直線状をなすのが好ましい。なおせり出し頂点Ｐｓは、不整地走行時にエッジ効果を発揮しうるよう、略エッジ状をなすのが好ましい。この「略エッジ状」にはエッジの他、曲率半径０．５mm以下のエッジに近い小円弧が含まれる。

又前記外の横溝１０ｏは、その外端が、前記せり出し下側壁面ＳＬで開口している。即ち、外の横溝１０ｏは、前記外の周方向溝からトレッド接地端Ｅ側にのびる横溝主部１０ｏ１と、この横溝主部１０ｏ１から前記せり出し下側壁面ＳＬまでのびる横溝副部１０ｏ２とから形成される。このとき、前記横溝副部１０ｏ２の前記せり出し上側壁面ＳＵからの溝深さＨｙ２は、前記横溝主部のトレッド面からの溝深さＨｙ１の、８０〜１００％であるのが好ましい。なお、前記外の横溝１０ｏが前記せり出し下側壁面ＳＬで開口していない場合、及び前記溝深さＨｙ２が溝深さＨｙ１の８０％未満の場合には、せり出し部１５の柔軟性が不足して轍壁面への追従性が悪化するとともに、轍壁面への引っ掻き効果が減じるため、トラクション力が充分に発揮されなくなる。又溝深さＨｙ２が溝深さＨｙ１の１００％を越える場合、ショルダーブロック１１ｏの剛性が低下し、トラクション力の向上効果が頭打ちとなる他、ブロック欠けなどの損傷を招く恐れが生じる。このような観点から、溝深さＨｙ２の下限は、前記溝深さＨｙ１の９０％以上が好ましい。前記横溝副部１０ｏ２は、前記溝深さＨｙ２が一定であるのが好ましいが、タイヤ軸方向外側に向かって溝深さＨｙ２を漸増させる、或いは漸減させることができ、係る場合には、前記溝深さＨｙ２の最大値と最小値との平均値が、前記溝深さＨｙ１の８０〜１００％とするが、より好ましくは、溝深さＨｙ２の最大値、最小値自体が前記溝深さＨｙ１の８０〜１００％であるのが望ましい。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

図１に示すタイヤ構造をなし、かつ図２に示すトレッドパターンを有するタイヤサイズが、２０５／６５Ｒ１５のラリー用の空気入りタイヤを表１の仕様に基づき試作するとともに、各試供タイヤのトラクション性能、旋回性能、グリップ感、耐摩耗性能をテストした。各タイヤとも、せり出し部以外は実質的に同仕様である。

（１）トラクション性能、旋回性能、グリップ感：
供試タイヤをリム（７Ｊ×１５）、内圧（２１０ｋＰａ）にて排気量２０００ｃｃのラリー競技用四輪駆動車の全輪に装着し、乾燥した硬質のダートテストコース（１周、約２．５km）を５周走行し、テストドライバーの官能により、トラクション性能、旋回性能、グリップ感について、比較例１を５点とした１０点法にて評価した。数値が大きい程良好である。

（２）耐摩耗性能：
前記車両を用い、前記ダートコースを３００km走行したときの摩耗（削れ）の状態を目視により調査し、比較例１を５点とした１０点法に指標化した。数値が大きい程良好である。

表１に示すように、実施例のタイヤは、ダート路面におけるトラクション性を向上し、かつショルダーブロック外側での削れを抑止しうるのが確認できる。

本発明の空気入りタイヤの一実施例を示す断面図である。そのトレッドパターンを示すトレッド部の平面図である。ショルダーブロックを、せり出し部とともに示す部分斜視図である。せり出し部を拡大して示す部分断面図である。本発明の空気入りタイヤが轍を走行する際の状態を示す略断面図である。従来の空気入りタイヤを示す断面図である。

符号の説明

２トレッド部
９ｏ外の周方向溝
１０ｏ外の横溝
１０ｏ１横溝主部
１０ｏ２横溝副部
１１ｏショルダーブロック
１１ｏＲショルダーブロック列
１５せり出し部
Ｅトレッド接地端
Ｐｓせり出し頂点
ＳＵせり出し上側壁面
ＳＬせり出し下側壁面
Ｙｓトレッドショルダー領域

Claims

トレッド部かつ最もトレッド接地端寄りをタイヤ周方向にのびる外の周方向溝よりもタイヤ軸方向外側のトレッドショルダー領域に、前記外の周方向溝からタイヤ軸方向外側にのびる外の横溝を設けることにより、前記トレッドショルダー領域を、複数のショルダーブロックがタイヤ周方向に隔置するショルダーブロック列とした空気入りラジアルタイヤであって、
タイヤ軸を含む子午断面において、前記ショルダーブロックは、前記トレッド接地端から、タイヤ半径方向に対して３５〜４５°の角度αでタイヤ半径方向内側に向かってタイヤ軸方向外側に傾斜してのびるせり出し上側壁面と、
このせり出し上側壁面のタイヤ軸方向外端点であるせり出し頂点から、タイヤ半径方向内側に向かってタイヤ軸方向内側に傾斜してのび、かつサイドウォール部の外面に連なるせり出し下側壁面とを有するせり出し部を具えるとともに、
前記外の横溝は、前記せり出し下側壁面で開口するとともに、
前記せり出し部は、前記せり出し上側壁面と前記せり出し下側壁面との間の角度βが１１０〜１３０°であることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記せり出し部は、前記トレッド接地端と前記せり出し頂点との間のタイヤ軸方向距離であるせり出し量Ｌａが１０〜１５ｍｍであることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記外の横溝は、前記外の周方向溝からトレッド接地端側にのびる横溝主部と、この横溝主部から前記せり出し下側壁面までのびる横溝副部とからなり、かつ前記横溝副部の前記せり出し上側壁面からの溝深さＨｙ２は、前記横溝主部のトレッド面からの溝深さＨｙ１の、８０〜１００％であ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。
前記せり出し部は、前記トレッド接地端と前記せり出し頂点との間のタイヤ半径方向高さであるせり出し高さＬｂが１５〜３０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の空気入りタイヤ。