JP6907690B2 - タイヤ - Google Patents

Description

本発明は、トレッド部に、ジグザグ状で連続して延びる主溝が設けられタイヤに関する。

従来から、タイヤの排水性能を向上させるために、主溝の幅や深さを全体的に大きくして溝容積を大きくすることが知られている。しかしながら、溝容積を増加させると、接地面積の減少や陸部の剛性低下を招き、ドライ路面での操縦安定性能が低下するという問題があった。

とりわけ、高速・高負荷で走行するレース用のタイヤにおいては、大きなコーナリングフォースを発生させるために、陸部の剛性を確保しつつ排水性能を向上させることが望まれていた。

特開２０１６−９７７７９号公報

本発明は、以上のような実情に鑑み案出されたもので、操縦安定性能の低下を抑えつつ排水性能を向上し得るタイヤを提供することを主たる目的としている。

本発明は、回転方向が指定されたトレッド部を有するタイヤであって、前記トレッド部には、タイヤ赤道から離れた位置をタイヤ周方向にジグザグ状で連続して延びる少なくとも１本の主溝が設けられており、前記主溝は、傾斜要素と軸方向要素とをタイヤ周方向に交互に含んでおり、前記傾斜要素は、前記回転方向の後着側に向かってタイヤ軸方向外側に傾斜して延びており、前記軸方向要素は、タイヤ軸方向の外側部分かつ前記回転方向の後着側に位置する溝壁がタイヤ走行時のトレッド前方の水を掻き取るように、前記傾斜要素の前記回転方向の後着側からタイヤ軸方向に延びており、前記軸方向要素の最大幅が、前記傾斜要素の最大幅よりも大きく形成されている。

本発明に係るタイヤは、前記軸方向要素が、タイヤ軸方向に対して１０°以下の角度で延びているのが望ましい。

本発明に係るタイヤは、前記軸方向要素が、タイヤ軸方向に対して０°で延びるか、又は、タイヤ赤道側に向かって前記回転方向の先着側に傾斜しているのが望ましい。

本発明に係るタイヤは、前記軸方向要素のタイヤ軸方向の内側部分が、タイヤ軸方向内側に向かって幅が漸増するのが望ましい。

本発明に係るタイヤは、前記トレッド部には、一端が前記軸方向要素に連なってタイヤ軸方向内側にのびる内側横溝が設けられているのが望ましい。

本発明に係るタイヤは、前記内側横溝の他端が、他の溝に連通することなく終端するのが望ましい。

本発明に係るタイヤは、前記トレッド部が、前記主溝のタイヤ軸方向内側に陸部を有し、前記陸部は、前記傾斜要素と、前記軸方向要素のタイヤ軸方向の内側部分とで挟まれたコーナ部を有し、前記コーナ部は、前記主溝に向かって下降する斜面からなる面取り部が設けられているのが望ましい。

本発明に係るタイヤは、前記トレッド部には、一端が前記軸方向要素に連なってタイヤ軸方向外側にのびる外側横溝が設けられているのが望ましい。

本発明に係るタイヤは、前記外側横溝の深さが、前記主溝の深さよりも小さいのが望ましい。

本発明によれば、主溝の傾斜要素は、タイヤの回転を利用して、タイヤ軸方向外側ヘ排水することができる。また、主溝の軸方向要素は、その回転方向後着側の溝壁がタイヤ走行時のトレッド前方の水を掻き取って保持し、該軸方向要素が路面から離間するときにタイヤ後方へと排出する。この際、軸方向要素は、傾斜要素よりも大きい最大幅を有するので、より多くの水を貯め込んで後方へと排出することができる。これらの一連の作用は、主溝の溝容積の増大なしに実現されるため、操縦安定性能の著しい低下が抑制される。

本発明の一実施形態の空気入りタイヤのトレッド部の展開図である。 図１の主溝の拡大図である。 他の実施形態のトレッド部の左半分の展開図である。 他の実施形態の主溝の拡大図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１は、本発明の一実施形態を示すタイヤ１のトレッド部２の展開図である。本実施形態では、好ましい態様として、サーキット走行等に用いられるレース用の空気入りタイヤが示される。但し、本発明は、例えば、乗用車用タイヤやトラック・バスなどの重荷重用タイヤ、及び、エアレスタイヤ等、他のカテゴリーのタイヤにも適用しうるのは、言うまでもない。

図１に示されるように、本実施形態のタイヤ１のトレッド部２は、回転方向Ｒが指定された方向性パターンを具えている。回転方向Ｒは、例えばサイドウォール部（図示せず）に、文字等で表示される。

本実施形態のトレッド部２には、タイヤ赤道Ｃから離れた位置をタイヤ周方向にジグザグ状で連続して延びる少なくとも１本の主溝３と、主溝３によって区分される陸部４とが設けられている。

主溝３は、本実施形態では、タイヤ赤道Ｃの両側にそれぞれ１本設けられている。なお、主溝３は、このような態様に限定されるものではなく、例えば、タイヤ赤道Ｃの両側に複数本設けられる態様でも良い。本実施形態では、各主溝３、３は、ジグザグのタイヤ周方向ピッチが同じとされているが、このピッチがタイヤ周方向に位置ずれする態様でも良い。

本実施形態の陸部４は、主溝３とトレッド端Ｔｅとの間に配されるショルダー陸部４Ａと、主溝同士３、３の間に配されるクラウン陸部４Ｂとを含んでいる。

「トレッド端」Ｔｅは、正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷である正規状態のタイヤ１に、正規荷重を負荷してキャンバー角０度で平面に接地させたときの最もタイヤ軸方向外側の接地位置として定められる。正規状態において、両トレッド端Ｔｅ、Ｔｅ間のタイヤ軸方向の距離がトレッド幅ＴＷとして定められる。特に断りがない場合、タイヤ１の各部の寸法等は、正規状態で測定された値である。

「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" 、ＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim" である。

「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 LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" である。タイヤが乗用車用である場合、正規内圧は、１８０kPaである。

「正規荷重」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。タイヤが乗用車用の場合、正規荷重は、前記荷重の８８％に相当する荷重である。

図２は、主溝３の拡大図である。図２に示されるように、主溝３は、本実施形態では、傾斜要素５と軸方向要素６とをタイヤ周方向に交互に含んでいる。傾斜要素５は、本実施形態では、軸方向要素６よりもタイヤ軸方向に対して大きな角度α１で傾斜する溝状部である。

傾斜要素５は、本実施形態では、タイヤ周方向にのびかつトレッド端Ｔｅ側に配された外側溝壁７ａと、タイヤ周方向にのびかつタイヤ赤道Ｃ側に配された内側溝壁７ｂとを有している。外側溝壁７ａ及び内側溝壁７ｂは、本実施形態では、タイヤ周方向に対して一方側に傾斜している。

軸方向要素６は、回転方向Ｒの後着側に位置する後着側溝壁８ａと、回転方向Ｒの先着側に位置する先着側溝壁８ｂとを含んでいる。後着側溝壁８ａは、本実施形態では、外側溝壁７ａと連なっている。先着側溝壁８ｂは、本実施形態では、内側溝壁７ｂと連なっている。

軸方向要素６は、本実施形態では、後着側溝壁８ａを含み後着側溝壁８ａをタイヤ軸方向内側に滑らかに延長させた仮想後着端９ａと、先着側溝壁８ｂを含み先着側溝壁８ｂの溝縁をタイヤ軸方向外側に滑らかに延長させた仮想先着端９ｂとの間で区分される。

軸方向要素６は、本実施形態では、タイヤ軸方向の外側部分１０ａと、内側部分１０ｂとを含んでいる。本実施形態の外側部分１０ａは、先着側溝壁８ｂを含んでいる。本実施形態の内側部分１０ｂは、後着側溝壁８ａを含んでいる。

傾斜要素５は、回転方向Ｒの後着側に向かってタイヤ軸方向外側に傾斜して延びている。このような傾斜要素５は、タイヤ１の回転を利用して、タイヤ軸方向外側へ路面と陸部４の踏面４ａとの間の水膜を排水することができる。

軸方向要素６は、タイヤ軸方向の外側部分１０ａかつ後着側溝壁８ａが傾斜要素５の回転方向Ｒの後着側からタイヤ軸方向に延びている。これにより、後着側溝壁８ａがタイヤ走行時のトレッド前方の水を掻き取って保持し、該軸方向要素６が路面から離間するときにタイヤ後方へと排出する。

軸方向要素６の最大幅Ｗｂは、傾斜要素５の最大幅Ｗａよりも大きく形成されている。これにより、より多くの水を貯め込んで後方へと排出することができる。従って、本実施形態のタイヤ１は、排水性能が向上する。また、このような作用は、主溝３の溝容積の増大なしに実現されるため、操縦安定性能の著しい低下が抑制される。

軸方向要素６の最大幅Ｗｂが傾斜要素５の最大幅Ｗａよりも過度に大きく形成されている場合、溝容積が大きくなり、ショルダー陸部４Ａ又はクラウン陸部４Ｂの剛性が低下するおそれがある。このため、軸方向要素６の最大幅Ｗｂは、傾斜要素５の最大幅Ｗａの１．３〜２．５倍程度が望ましい。

このような傾斜要素５の最大幅Ｗａは、例えば、トレッド幅ＴＷの１．５％〜５．０％が望ましい。

傾斜要素５及び軸方向要素６は、本実施形態では、直線状かつ長手方向に沿って等しい幅でのびている。このような傾斜要素５及び軸方向要素６は、排水抵抗が小さいので、排水性を向上する。また、陸部４の剛性低下を抑制するので、操縦安定性能を高く維持する。

傾斜要素５の角度α１は、６５°以上であるのが望ましい。傾斜要素５の角度α１が６５°未満の場合、傾斜要素５内の水がスムーズに除去されないおそれがある。本明細書では、傾斜要素５等の溝の角度は、溝幅の中間位置を継いで形成される溝中心線で定義される。

本実施形態では、傾斜要素５と軸方向要素６の外側部分１０ａとで挟まれたショルダー陸部４Ａのコーナ部１１Ａと、傾斜要素５と軸方向要素６の内側部分１０ｂとで挟まれたクラウン陸部４Ｂのコーナ部１１Ｂとが設けられている。

軸方向要素６は、タイヤ軸方向に対して１０°以下の角度α２で延びているのが望ましい。軸方向要素６の角度α２がタイヤ赤道Ｃ側に向かって回転方向Ｒの先着側に１０°を超える場合、各コーナ部１１Ａ、１１Ｂが鋭角に形成されるので、陸部４の剛性が小さくなり操縦安定性能が低下するおそれがある。軸方向要素６の角度α２がタイヤ赤道Ｃ側に向かって回転方向Ｒの後着側に１０°を超える場合、後着側溝壁８ａで掻き取られた水が該後着側溝壁８ａに沿って回転方向Ｒの後着側の傾斜要素５に流れてしまい、軸方向要素６で水が保持できなくなるおそれがある。

上述の作用を効果的に発揮させるため、軸方向要素６は、タイヤ軸方向に対して０°の角度α２で延びるか、又は、タイヤ赤道Ｃ側に向かって回転方向Ｒの先着側に傾斜しているのが望ましい。

とりわけ望ましくは、後着側溝壁８ａの溝縁のタイヤ軸方向に対する角度θ１が、０°を含み、タイヤ赤道Ｃ側に向かって回転方向Ｒの先着側に１０°以下であるのが望ましい。

本実施形態の後着側溝壁８ａは、内側溝壁７ｂを回転方向Ｒの後着側ヘ滑らかに延長させた仮想エッジ７ｅと交差するのが望ましい。このような後着側溝壁８ａは、掻き取った水の抵抗となり、該水を、内側部分１０ｂにスムーズに導いて保持するので、軸方向要素６のタイヤ後方への水の排出効果を向上する。

先着側溝壁８ｂの溝縁は、本実施形態では、後着側溝壁８ａと平行にのびている。これにより先着側溝壁８ｂは、クラウン陸部４Ｂのコーナ部１１Ｂの剛性と、軸方向要素６の水の保持力とをバランス良く維持する。なお、先着側溝壁８ｂの溝縁は、このような態様に限定されるものではなく、例えば、円弧状に延びる態様やタイヤ赤道Ｃ側に向かって回転方向Ｒの後着側に傾斜していても良いし、後着側溝壁８ａよりもタイヤ軸方向に対して大きな角度で傾斜していても良い。

図１に示されるように、主溝３のジグザグの振幅中心線３ｃとタイヤ赤道Ｃとのタイヤ軸方向距離Ｌａは、トレッド幅ＴＷの１０％以上が望ましく、１５％以上がさらに望ましく、また、３０％以下が望ましく、２５％以下がさらに望ましい。主溝３をこのような位置に配することにより、ショルダー陸部４Ａのタイヤ軸方向剛性を高めて、大きなコーナリングフォースを発生させることができるので、優れた操縦安定性能が維持される。また、相対的に排水され難いタイヤ赤道Ｃ側において、路面と陸部４の踏面４ａとの間の水膜を効果的に除去できる。

主溝３の溝深さ（図示省略）は、例えば、４〜１０mmが望ましい。また、特に限定されるものではないが、傾斜要素５の溝深さは、軸方向要素６の溝深さの８０％〜１２５％であるのが望ましく、本実施形態では、傾斜要素５の溝深さと軸方向要素６の溝深さとは同じで形成されている。

図３は、本発明の他の実施形態のトレッド部２の左半分の展開図である。図１及び図２に示された構成と同じ構成については、同じ符号が付されその説明が省略される。図３に示されるように、この実施形態のトレッド部２には、一端が軸方向要素６に連なってタイヤ軸方向内側にのびる内側横溝１２が設けられている。このような内側横溝１２は、排水性能を高める。

内側横溝１２の他端は、他の溝に連通することなく終端している。これにより、大きな接地圧の作用するクラウン陸部４Ｂの剛性の低下が抑制されるので、操縦安定性能の低下が抑制される。内側横溝１２は、この実施形態では、タイヤ赤道Ｃに達することなく終端しているので、上述の作用が効果的に発揮される。

特に限定されるものではないが、内側横溝１２の溝幅Ｗ１は、軸方向要素６の最大幅Ｗｂの８０％〜１２５％程度が望ましい。また、内側横溝１２の溝深さは、主溝３の溝深さの８０％〜１２５％程度が望ましい。さらに、内側横溝１２のタイヤ軸方向の長さＬｃは、傾斜要素５の最大幅Ｗａの８０％〜１２５％程度が望ましい。

また、この実施形態では、軸方向要素６が、タイヤ軸方向内側に向かって幅Ｗ２が漸増している内側部分１０ｂを含んでいる。このような軸方向要素６には、さらに、多くの水を貯め込むことができる。本明細書では、以下、このような幅Ｗ２が漸増する内側部分１０ｂを漸増部１３という。

さらに、この実施形態では、クラウン陸部４Ｂのコーナ部１１Ｂには、主溝３に向かって下降する斜面１４ａからなる面取り部１４が設けられている。このような面取り部１４は、軸方向要素６の水の保持能力を高めるとともに、コーナ部１１Ｂの陸部剛性の低下を抑制するので、排水性能と操縦安定性能とをバランス良く向上し得る。面取り部１４は、本実施形態では、平面視、三角形状に形成されている。

また、この実施形態では、一端が軸方向要素６に連なってタイヤ軸方向外側にのびる外側横溝１６が設けられている。これにより、排水性能が向上する。外側横溝１６は、本実施形態では、トレッド端Ｔｅに連なっている。

外側横溝１６の深さ（図示省略）は、主溝３の深さよりも小さいのが望ましい。これにより、ショルダー陸部４Ａの剛性低下が抑制されるので、操縦安定性能が高く維持される。また、外側横溝１６と軸方向要素６との間に段差状の溝底（図示省略）が形成されるので、この段差状の溝底が、軸方向要素６の水の保持効果の低減を抑制する。

上述の作用を効果的に発揮させるため、外側横溝１６の溝深さは、主溝３の溝深さの２０％以上が望ましく、また、６０％以下が望ましい。

図３には、内側横溝１２、漸増部１３、面取り部１４、及び、外側横溝１６の全てを含んだパターンが示されている。しかしながら、本発明は、このような態様に限定されるものではない。本発明は、図１の基本パターンに、内側横溝１２、漸増部１３、面取り部１４、及び、外側横溝１６のいずれか１つ、又は、これらから選択された複数が付加されたパターンでも良い。

図４は、本発明の他の実施形態の主溝３が示される。図１及び図２に示された構成と同じ構成については、同じ符号が付され、その説明が省略される。図４に示されるように、この実施形態では、傾斜要素５Ａがタイヤ軸方向の一方側、例えば、タイヤ赤道Ｃ側に向かって凸の円弧状で形成されている。このような傾斜要素５Ａは、直線状にのびる傾斜要素５に比して、溝容積が大きくなるので、多くの水を貯めることができるため、排水性能を高める。

本実施形態の傾斜要素５Ａは、回転方向Ｒの先着側から後着側に向かって、タイヤ軸方向に対する角度α１が漸減している。このような傾斜要素５Ａは、回転方向Ｒの後着側へ向かって、その内部を流れる水の速さを遅くするので、軸方向要素６内への水の保持をさらに容易にする。従って、この実施形態のタイヤ１は、優れた排水性能を有する。

以上、本発明の実施形態について、詳述したが、本発明は例示の実施形態に限定されるものではなく、種々の態様に変形して実施し得るのは言うまでもない。

図１の基本パターンを有するサイズ２４５／４０Ｒ１８の空気入りタイヤが、表１の仕様に基づき試作され、各試供タイヤの操縦安定性能及び排水性能がテストされた。各試供タイヤの主な共通仕様やテスト方法は、以下の通りである。
主溝（傾斜要素及び軸方向要素）の溝深さ：６mm
傾斜要素の最大幅Ｗａ：１０mm（トレッド幅の３．２％）
傾斜要素の角度θ１：８０°
表１中の「後着側溝壁と平行」は、先着側溝壁の溝縁が後着側溝壁の溝縁と平行にのびる意味
表１中の「後着側溝壁と逆向き」は、先着側溝壁の溝縁がタイヤ赤道Ｃ側に向かって回転方向Ｒの後着側に傾斜する意味
表１中の「α１」の数値は、タイヤ赤道側に向かって回転方向の先着側を「正」、同回転方向の後着側「負」として表記している。
実施例１、１０、１１の軸方向要素の溝容積は等しい。

＜操縦安定性能＞
各試供タイヤが、下記の条件で、排気量２０００ｃｃのレース用の四輪駆動車の全輪に装着された。そして、テストドライバーが、乾燥アスファルト路面のテストコースを走行させ、このときのハンドル応答性、剛性感、グリップ等を含む操縦安定性能を官能により評価した。結果は、比較例１を１００とする評点で表示されている。数値が大きいほど良好である。
リム：１８×８．５J
内圧：２００kPa

＜排水性能＞
上記車両を用い、水深２mmの水たまりが設けられた、半径１００mのアスファルト路面のテストコースを走行させたときの前輪に作用する横加速度（横Ｇ）が計測された。結果は、車両の速度が５０〜８０km/hのときの平均横Ｇ（ラテラル・ハイドロプレーニングテスト）を用いて、比較例１の値を１００とする指数で表示されている。数値が大きいほど良好である。
テストの結果などが表１に示される。

テストの結果、実施例のタイヤは、比較例のタイヤに比べて、操縦安定性能の低下が抑えられつつ、排水性能が向上していることが確認できた。

１ タイヤ
２ トレッド部
３ 主溝
５ 傾斜要素
６ 軸方向要素
８ａ 溝壁
Ｒ 回転方向
Ｗａ 傾斜要素の最大幅
Ｗｂ 軸方向要素の最大幅

Claims (7)

1. 回転方向が指定されたトレッド部を有するタイヤであって、
   前記トレッド部には、タイヤ赤道から離れた位置をタイヤ周方向にジグザグ状で連続して延びる少なくとも１本の主溝が設けられており、
   前記主溝は、傾斜要素と軸方向要素とをタイヤ周方向に交互に含んでおり、
   前記傾斜要素は、前記回転方向の後着側に向かってタイヤ軸方向外側に傾斜して延びており、
   前記軸方向要素は、タイヤ軸方向の外側部分かつ前記回転方向の後着側に位置する溝壁がタイヤ走行時のトレッド前方の水を掻き取るように、前記傾斜要素の前記回転方向の後着側からタイヤ軸方向に延びており、
   前記軸方向要素の最大幅が、前記傾斜要素の最大幅よりも大きく形成されており、
   前記軸方向要素は、タイヤ軸方向に対して１０°以下の角度で延びている、
   タイヤ。
2. 回転方向が指定されたトレッド部を有するタイヤであって、
   前記トレッド部には、タイヤ赤道から離れた位置をタイヤ周方向にジグザグ状で連続して延びる少なくとも１本の主溝が設けられており、
   前記主溝は、傾斜要素と軸方向要素とをタイヤ周方向に交互に含んでおり、
   前記傾斜要素は、前記回転方向の後着側に向かってタイヤ軸方向外側に傾斜して延びており、
   前記軸方向要素は、タイヤ軸方向の外側部分かつ前記回転方向の後着側に位置する溝壁がタイヤ走行時のトレッド前方の水を掻き取るように、前記傾斜要素の前記回転方向の後着側からタイヤ軸方向に延びており、
   前記軸方向要素の最大幅が、前記傾斜要素の最大幅よりも大きく形成されており、
   前記軸方向要素のタイヤ軸方向の内側部分は、タイヤ軸方向内側に向かって幅が漸増する、
   タイヤ。
3. 回転方向が指定されたトレッド部を有するタイヤであって、
   前記トレッド部には、タイヤ赤道から離れた位置をタイヤ周方向にジグザグ状で連続して延びる少なくとも１本の主溝が設けられており、
   前記主溝は、傾斜要素と軸方向要素とをタイヤ周方向に交互に含んでおり、
   前記傾斜要素は、前記回転方向の後着側に向かってタイヤ軸方向外側に傾斜して延びており、
   前記軸方向要素は、タイヤ軸方向の外側部分かつ前記回転方向の後着側に位置する溝壁がタイヤ走行時のトレッド前方の水を掻き取るように、前記傾斜要素の前記回転方向の後着側からタイヤ軸方向に延びており、
   前記軸方向要素の最大幅が、前記傾斜要素の最大幅よりも大きく形成されており、
   前記トレッド部には、一端が前記軸方向要素に連なってタイヤ軸方向内側にのびる内側横溝が設けられており、
   前記内側横溝の他端は、他の溝に連通することなく終端する、
   タイヤ。
4. 前記軸方向要素は、タイヤ軸方向に対して０°で延びるか、又は、タイヤ赤道側に向かって前記回転方向の先着側に傾斜している請求項２又は３に記載のタイヤ。
5. 前記トレッド部は、前記主溝のタイヤ軸方向内側に陸部を有し、
   前記陸部は、前記傾斜要素と、前記軸方向要素のタイヤ軸方向の内側部分とで挟まれたコーナ部を有し、
   前記コーナ部は、前記主溝に向かって下降する斜面からなる面取り部が設けられている請求項１ないし４のいずれかに記載のタイヤ。
6. 前記トレッド部には、一端が前記軸方向要素に連なってタイヤ軸方向外側にのびる外側横溝が設けられている請求項１ないし５のいずれかに記載のタイヤ。
7. 前記外側横溝の深さは、前記主溝の深さよりも小さい請求項６記載のタイヤ。

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