JP4040751B2 - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両の直進安定性を、タイヤの静粛性、排水性等の他の性能の犠牲なしに大きく向上させた空気入りラジアルタイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
静粛性や、雨天走行時の排水性を高めることを目的に、タイヤのトレッド部に、タイヤ赤道線とほぼ平行に延びる周方向溝と、タイヤ赤道線に対し、２０〜８０度の平均角度で一方向に傾斜して延びる傾斜溝とで区画した陸部を設けることが最近のトレッドパターン設計の主流となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、かかるタイヤにあっては、傾斜溝がトレッド部の全体にわたって一方向に傾斜して延在することから、トレッドパターンがタイヤ赤道線に対して左右非対称となり、それ故に、車両の走行中にタイヤそれ自体に横方向の力が発生して車両の直進安定性が損われる傾向が強く、このことは、車両が高速で走行する場合にとくに重大であった。
【０００４】
これがため、トレッドパターンがタイヤ赤道線に対して左右対称に近付くように、傾斜溝の、タイヤ赤道線に対する傾斜角度を大きくしたり、傾斜溝をジグザグ状に延在させたりすることが提案されているも、これによれば、直進安定性の若干の改善はみれても、高い排水性、静粛性等の性能を確保することが実質的に困難であつた。
【０００５】
そこで、発明者は、上記従来タイヤの、トレッド陸部と路面との接触状態についての綿密な調査を行って、車両直進安定性が損われる原因を見い出し、その結果として、直進安定性の向上を実現し得る技術的手段を想到するに至った。
【０００６】
すなわち、タイヤのトレッド部は一般に、それの幅方向断面内では、接地面輪郭形状が路面側へ凸となる曲線形状をなしており、そのタイヤが接地状態の下で重荷を受けると、トレッド部が接地面内で、前記曲線形状を直線状にする方向の変形を受け、これにより、そのトレッド部は図９に示すような一定の領域をもって接地することになる。この場合、トレッド接地面、とくにそれの側部域には幅方向外向きの剪断力ＳW が発生し、この剪断力ＳW は、タイヤが受ける荷重が大きいほど大きくなり、その荷重は路面のうねり等によって変動する。
【０００７】
ここで、前記従来タイヤにあっては、とくには一方向に傾斜する傾斜溝の存在の故に、各陸部はほぼ平行四辺形状の輪郭を有し、トレッド部は、主には平行四辺形状をなす陸部によって構成されることなるので、接地面内に存在するトレッド陸部、すなわち、路面側からみた陸部が図９に示すように右上がりである場合には、該陸部を片持梁としてみた場合の主軸もまた右上がりとなり、従って、荷重の増加によって陸部の表面に作用する前記剪断力ＳW によって、トレッド部の、図の右半部に位置する陸部は、中立軸の周りで図の右下方向に曲がり変形しようとし、その結果として、左上方向の剪断反力を発生することになり、その剪断反力の、トレッド周方向の分力ＳX1は図の上方に向くことになる。
【０００８】
これに対し、トレッド部の、図の左半部に位置する陸部には、図の下方に向くトレッド周方向分力ＳX2が生じることになり、それらの両分力ＳX1，ＳX2は、タイヤ接地中心Ｏの周りに、トレッド接地面を反時計回りに回転させようとするモーメントＭZ を発生することになり、このモーメントＭZ が車両の直進安定性の阻害原因となる。
なお、トレッド陸部が左上がりである場合には、それぞれの分力ＳX1，ＳX2の発生方向が、上述したところとは逆になり、従って、発生するモーメントＭZ もまた逆向きとなる。
【０００９】
以上の知見を下に、発明者は、タイヤの負荷転動に際して、トレッド接地面に、上記モーメントＭZ の一部もしくは全部を相殺し得る向きのモーメントを発生させるべく、陸部の形状と、発生する剪断力との関係を調査し、トレッド陸部の接地下で、そこに作用する接地圧に基いてその陸部に発生する剪断力を有効に利用することによって、トレッド接地面の上記モーメントＭZ に対抗するモーメントを発生させ得ることを見い出してこの発明を完成した。
【００１０】
従って、この発明は、静粛性、排水性等の性能を低下させることなしに、直進安定性を大きく向上させた空気入りラジアルタイヤを提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明の空気入りラジアルタイヤは、トレッド周方向に延在するタイヤ赤道線とほぼ平行な少なくとも二本の周方向溝およびトレッド接地端と、タイヤ赤道線に対し、２０〜８０度の平均角度で一方向に傾斜する傾斜溝とで区画した陸部をトレッド部に具えるものであって、少なくともトレッド側方域の陸部の、少なくとも、鈍角側隅部の近傍部分で、トレッド周方向に位置するそれぞれの傾斜縁に面取部分を設け、この面取部分の幅を陸部の幅方向端縁で最大としたものである。
【００１２】
ここで、タイヤ赤道線に対する平均角度とは、図１０に示すように、片側のトレッド接地端から、もう片側の接地端までの各陸部での傾斜溝の端部どうしを直線で結んだ時のトレッド幅方向長さａi とトレッド周方向長さｂi とを用い、次式で表わされる
【数１】
を意味し、また、ここでいう面取部分は、平坦面のみからなるもの、平坦面と曲面とからなるものおよび、複数種類の曲面からなるもののいずれをも含むものとし、この面取部分は、それの、陸部頂面および周方向陸部壁のそれぞれへの連続部分ならびに、面取部分内でのそれぞれの面の相互連続部分の少なくとも一方に稜線を有するものとする。
尚、このような面取り部を設けるとタイヤ製造時の加硫成型工程において、タイヤ型枠（モールド）と生タイヤの間の該面取り部でエアだまりが生じ易い。そこで上記のような稜線を設けると稜線に沿ってエアが流れ陸部端縁部に相当する位置でモールドに設けたアエ抜き穴より排出される。
【００１３】
さらに、ここにおける面取部分の幅とは、陸部の、タイヤ赤道面と平行な断面内で、それの一側縁から他側縁まで、面取部分と平行に、または面取部分に沿ってそれの中央位置での接線方向に測った直線距離を意味する。
【００１４】
ところで、この種の従来の空気入りラジアルタイヤにおいて、トレッド接地面に接地圧が作用した場合には、トレッド陸部が、図１にその一つを例にとって、タイヤ赤道面と平行な面内での略線断面図で示すように、二点鎖線で示す原形状から実線で示すような形状に潰れ変形する。ところで、トレッドゴムは体積の膨縮を伴う圧縮性を有しないとから、陸部１の上記潰れ変形は、その陸部１の接地面２の拡張傾向をもたらし、この拡張傾向は陸部１の縁部３においてとくに顕著になるところ、実際には、陸部接地面２は路面４との摩擦力によってそれの拡張変形を拘束されることになるため、陸部１は、とくにその縁部近傍部分で、路面４から、陸部１の内側方向に向かう、相互に逆向きの同じ大きさの剪断力ＳC を受けることになる。
しかるに、陸部１に、この発明に従う面取部分５を設けた場合には、陸部１の潰れ変形に際し、その面取部分５が陸部１の接地圧力を積極的に減少させて、接地面２の拡張傾向を低減すべく機能するので、面取部分５の近傍部分で陸部１が路面４から受ける、図に破線で示す剪断力ＳC は、面取部分を設けない陸部縁近傍部分に発生する反対向きの剪断力ＳC より小さくなり、この結果として、陸部１への面取部分５の形成個所では、その面取部分側に向くトータル剪断力ΔＦxdが発生することになる。そしてこのトータル剪断力ΔＦxdは、面取部分５の幅が広くなって、陸部１の潰れ変形時の拡張傾向が低減するほどに大きくなる。
【００１５】
従って、図２に略線傾斜図で示すように、輪郭形状が右上がりのほぼ平行四辺形をなす陸部１の、それぞれの鈍角側隅部６の近傍部分で、トレッド周方向に位置するそれぞれの傾斜縁７に、図に斜線を施して示すような面取部分５を設け、各面取部分５の幅を、陸部の幅方向端縁で最大として、陸部１のそれぞれの幅方向端縁に近づくほどに、発生するトータル剪断力ΔＦxdを次第に高めることにより、各陸部１内に、車両の直進安定性を阻害するモーメントＭZ とは逆向きで、十分有効な大きさのモーメントＭX を発生させることができ、それらの両モーメントＭZ ，ＭX の相殺下で、車両の直進安定性を大きく向上させることができる。
【００１６】
なおここにおいては、面取部分５の、陸部頂面に対する平均傾き角度を３０〜６０度の範囲とし、また、その面取部分の最大幅を０．５〜３．０mmの範囲とすることが好ましい。
すなわち、平均傾き角度が３０度未満では、面取部分５の接地を確実に阻止することができず、タイヤへの荷重の負荷時における、接地面２の拡張傾向を有効に低減し得ないうれいがあり、６０度を越えると、面取り部分が接地せず、陸部接地面積が減少するおそれがある。
また、最大幅が０．５mm未満では、面取部分５を設けることの実効に乏しく、３．０mmを越えると、陸部１の接地面積の減少に起因する操縦安定性の低下、微小舵応答性の低下等が発生するおそれがある。
【００１７】
またここで、面取部分５のトレッド幅方向の長さｌは、同方向の陸部幅ｗの０．１倍以上とすることが好ましい。
これは、陸部幅ｗの０．１倍未満では、面取部分５がそれ本来の機能を十分に発揮することができないからで、従って、面取部分５の長さｌは、陸部幅ｗまで延長可能であり、この場合にあっても、面取部分５の幅を、鈍角隅部側の幅方向端縁で最大とすることで、所期した通りの作用効果を実現することができる。
【００１８】
この発明の他の空気入りラジアルタイヤは、とくに、少なくともトレッド側方域の陸部の、少なくとも、鈍角側隅部の近傍部分で、トレッド周方向に向く陸部壁と陸部頂面とのなす角度を鈍角とし、その角度を陸部の幅方向端縁で最大としたものである。
【００１９】
このようなタイヤでは、タイヤ赤道面と平行な断面内で陸部１をみた場合、図３に二点鎖線で示すように、陸部１の一方の陸部壁１ａは、前述したように、その頂面、ひいては、陸部接地面２に対して鈍角をなし、この一方で、その陸部壁１ａとは反対側の陸部壁１ｂは接地面２に対して鋭角もしくはそれに近似した角度をなす。
【００２０】
ここで、タイヤのトレッド接地面に、タイヤへの荷重の負荷に起因する接地圧が作用すると、陸部１はそれの形状に基いて、図に実線で示すように、そのほぼ全体にわたって、たとえば鋭角側の陸部壁１ｂの方向へ倒れ込み変形しようとする傾向を示すも、この倒れ込み変形は、接地面２と路面４との摩擦力によって抑制され、このときの抑制力は、鈍角側陸部壁１ａの近傍ほど大きくなる。これがため、陸部１は、とくに接地面２の近傍部分で、鋭角側陸部壁１ｂ側から鈍角側陸部壁１ａ側に向く剪断力Ｓb を路面４から受けることになる。
【００２１】
なおここにおけるこの剪断力Ｓb の大きさは、鈍角側および鋭角側のそれぞれの陸部壁１ａ，１ｂの、陸部接地面２に対する角度の相対関係によって特定されることになり、鋭角側陸部壁１ｂのそれを一定とした場合には、鈍角側陸部壁１ａの角度を大きくするにつれて大きくなる。
【００２２】
従って、図４に示すように、ほぼ平行四辺形の輪郭形状を有する陸部１において、その平行四辺形のそれぞれの鈍角側隅部６の近傍部分で、トレッド周方向に向く陸部壁８と、陸部頂面、すなわち陸部接地面２とのなす角度を鈍角とし、その角度を、陸部１の幅方向端縁で最大とすることで、陸部１の両側域部分に、先に述べたと同様の剪断力Ｓb を相互に逆向きに発生させることができ、これによってもまた、各陸部内に、車両の直進安定性を妨げるモーメントＭZ とは逆向きで、有効な大きさをもつモーメトンＭY を発生させることができる。従って、それらの両モーメントＭZ ，ＭY を相殺させることで、車両の直進安定性を向上させることが可能となる。
【００２３】
ここで、鈍角側陸部壁１ａの、接地面２に対する角度は、陸部１の幅方向で漸次変化させることが好ましく、その陸部壁１ａの、陸部幅ｗに対する形成長さは、前述の面取部分５のそれと同様とすることができる。
【００２４】
そして、より好ましくは、陸部１に、面取部分５と鈍角側陸部壁１ａとの両者を設けることで、モーメントＭZ に対抗する向きのモーメントの絶対値を十分大ならしめる。
【００２５】
この発明のさらに他のタイヤは、とくに、少なくともトレッド側方域の陸部の、少なくとも、鋭角側隅部の近傍部分で、トレッド周方向に向く陸部壁と陸部頂面とのなす角度を鋭角として、その角度を陸部の幅方向端縁で最小としたものである。
【００２６】
このタイヤは、図３について前述したところにおいて、鈍角側陸部壁１ａを積極的に鈍角とすることに代えて、鋭角側陸部壁１ｂを積極的に鋭角としたものであり、これによってもまた、陸部１は、それの、先に述べたと同様の変形挙動に基いて、接地面２の近傍部分に、鋭角側陸部壁１ｂ側から反対の陸部壁側に向く、前述したと同様の剪断力Ｓb を路面から受けることになる。
【００２７】
これがため、図５に示すように、平行四辺形状をなす陸部１の、鋭角隅部の近傍部分で、トレッド周方向に向く陸部壁８と、陸部頂面、いいかえれば陸部接地面２とのなす角度を鋭角とし、その角度を陸部１の幅方向端縁で最小とすることにより、図４に示す陸部１と同様、陸部１の両側域部分に、相互に逆向きの剪断力Ｓb を発生させることができる。従って、これらの剪断力Ｓb にて各陸部１に発生されるモーメントＭY もまた、車両の直進安定性を妨げるモーメントＭZ の相殺のために有効に機能することができる。なお、この図５に示す構成は、図２および図３の少なくとも一方に示す構成と組合わせることも可能であり、それによればモーメントＭZ の相殺を一層実効あるものとすることができる。
【００２８】
この発明のさらに他のタイヤは、とくに、少なくともトレッド側方域の陸部の、少なくとも鋭角側隅部の近傍部分で、トレッド幅方向に位置するそれぞれの周方向縁に面取部分を設け、この面取部分の幅をトレッド周方向に位置する傾斜縁で最大としたものである。
【００２９】
より具体的には、ほぼ平行四辺形状をなす陸部１において、図６に示すように、それの、それぞれの鋭角側隅部の近傍部分で、トレッド幅方向に位置するそれぞれの周方向縁９に面取部分１０を設けるとともに、各面取部分１０の幅を、トレッド周方向に位置する傾斜縁７で最大としたものである。
【００３０】
このタイヤによれば、図１および２について述べた場合と同様の理由により、それぞれの傾斜縁７に沿って、陸部１の、それぞれの鈍角側隅部からそれぞれの面取部分１０に向く、相互に逆向きの大きな剪断力ＳC1を発生させることができ、それらの剪断力ＳC1をもって、モーメントＭZ の相殺に有効に寄与するモーメントＭX1を生じさせることができる。
そしてこのことは、この図６に示す構成を、図２、図４および図５に示す構成の少なくとも一つと組合わせた場合にとくに効果的である。
【００３１】
ところで、面取部分１０の長さは、陸部１のトレッド周方向長さの０．５倍以下、０．５mm以上とすることが好ましい。
すなわち、０．５倍を越えると、面取り部が該縁部のほぼ全域に亘ることになり、該縁部の一部に面取りを施し剪断力の発生量に偏りをもたらし、モーメントを発生させるという目的を達成できず、０．５mm未満では、所要の剪断力ＳC1を所期したほどには高めることができない。
【００３２】
【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いて説明する。
図７は、この発明の実施の形態を、図２，４，５，６および９に示すところと同じ方向から見て示すトレッドパターン展開図である。
【００３３】
ここでは、トレッド部２１に、タイヤ赤道線とほぼ平行にトレッド周方向へ延びる少なくとも二本、図では四本の周方向溝２２，２３を設けるとともに、タイヤ赤道線に対して２０〜８０度の平均角度で一方向に傾斜して延びる傾斜溝２４を設けて、周方向溝の相互間および、周方向溝２３とトレッド接地端２５との間に、全体として右上がりのほぼ平行四辺形状をなす陸部からなる五列のブロック列２６，２７，２８を形成する。
【００３４】
またここでは、中央ブロック列２６のブロック２６ａおよび中間ブロック列２７のブロック２７ａのそれぞれに、傾向的にそれらの各ブロック２６ａ、２７ａの傾き方向に延びて、一端が、相互に隣接する周方向溝２２，２３のそれぞれに開口するも、他端はブロック内で終了する一対の細溝２６ｂ，２７ｂを形成して、各ブロック２６ａ，２７ａを右上がりのほぼ「工」字状の輪郭形状とし、また、ショルダーブロック列２８のブロック２８ａには、周方向溝２３から、傾向的にブロック２８ａの傾き方向に直線状に延びてブロック内で終了する一本の細溝２８ｂを形成する。
【００３５】
このようなトレッドパターンを有するタイヤの、少なくとも、ショルダーブロック列２８の各ブロック２８ａ、図に示すところでは、中間ブロック列２７およびショルダーブロック列２８のそれぞれのブロック２７ａ，２８ａの、鈍角側隅部の近傍部分で、トレッド周方向に位置するそれぞれの傾斜縁７に、図２で述べたような構成の平坦な面取部分５を設ける。
【００３６】
ここで、この面取部分５は、好ましくは、図２に関連して述べた長さｌを有するものとし、また、図８にブロック２７ａを例として面取部分の長さ方向と直交する方向の断面で示すように、ブロック頂面、いいかえればブロック接地面２に対する３０〜６０度の平均傾き角および、０．５〜３．０mmの最大幅を有するものとする。
【００３７】
このように構成してなるタイヤによれば、面取部分５を設けない場合には、タイヤの負荷転動に当って、パターン構成に由来してトレッド部に発生する、図９に示すような、直進安定性を妨げるモーメントＭZ を、面取部分５の存在に基いて各ブロック２７ａ，２８ａに発生する、図２で述べたようなモーメントＭX をもって有効に相殺することができるので、それぞれの溝２２，２３および２４の配設態様を、すぐれた静粛性、排水性等の性能を確保するに十分なものとしてなお、車両の直進安定性を大きく向上させることができる。
【００３８】
なおここで、上記面取部分５を、中央ブロック列２６のブロック２６ａにも同様にして形成することができ、また、その面取部分５は、一の曲面により、または、複数の平坦面もしくは複数の曲面の組合わせにより構成することもでき、少なくとも一の平坦面と、少なくとも一の曲面との組合わせによって構成することもできる。
【００３９】
ところで、上述したところと同様の効果は、図４、図５もしくは図６に示すいずれかのブロック構成を図示のトレッドパターンに適用した場合にももたらすことができ、このことは、図２、図４、図５および図６に示すブロック構成の二種以上を組合わせ適用した場合にとくに顕著である。
【００４０】
【実施例】
図７に示すトレッドパターンを有し、内部補強構造等は一般的なラジアルタイヤのそれと同様である、サイズが１９５／６５Ｒ１４の乗用車用タイヤにおいて、図７で左から第１，２，４および第５列のブロック列に、図２、図４、図５および図６に示すそれぞれのブロック構成を表１に示すように適用した実施例タイヤ１〜５のそれぞれを、２．０ kgf／cm2 の空気圧の充填下で、国産の２０００ｃｃクラスのＦ．Ｆ．車に装着し、前席に２名が乗車した荷重条件で、平坦な乾燥アスファルト路面上を１００km／ｈで走行したときの車両の直進安定性を、ドライバーのフィーリングをもって１０段階評価したところ、表１に示す結果が得られた。
なお評価は、数値が大きいほどすぐれた結果を示すものとした。
【００４１】
【表１】
【００４２】
表１によれば、実施例タイヤ１〜５はいずれも、比較タイヤに比して直進安定性が大きく向上することが明らかであり、なかでも、図示のブロック構成の全てを適用した実施例タイヤ５においてこのことはとくに顕著である。
【００４３】
ちなみに、排水性、騒音および振動乗り心地のそれぞれについても性能評価したところ、比較タイヤと実施例タイヤ１〜５との間に大きな差異は認められなかった。
【００４４】
【発明の効果】
以上に述べたところから明らかなように、この発明によれば、静粛性、排水性等の他の性能を犠牲にすることなしに、直進安定性を大きく向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】所要の剪断力の発生態様を示すタイヤ赤道面と平行な断面図である。
【図２】ブロックの構成形態を示す略線斜視図である。
【図３】所要の剪断力の他の発生態様を示すタイヤ赤道面と平行な断面図である。
【図４】ブロックの他の構成形態を示す略線斜視図である。
【図５】ブロックの他の構成形態を示す略線斜視図である。
【図６】ブロックのさらに他の構成形態を示す略線斜視図である。
【図７】この発明の実施の形態を示すトレッドパターン展開図である。
【図８】面取部分の角度および幅を示す断面図である。
【図９】直進安定性を損ねるモーメントの発生態様を示すトレッド接地域略線図である。
【図１０】傾斜溝の平均傾斜角度に関する説明図である。
【符号の説明】
１ 陸部
1a 鈍角側陸部壁
1b 鋭角側陸部壁
２ 接地面
３ 縁部
４ 路面
５ 面取部分
６ 鈍角側隅部
７ 傾斜溝
８ 陸部壁
９ 周方向縁
10 面取部分
21 トレッド部
22，23 周方向溝
24 傾斜溝
25 トレッド接地端
26，27，28 ブロック列
26ａ，27ａ，28ａ ブロック
26ｂ，27ｂ，28ｂ 細溝
Ｓb,Ｓc,Ｓc1 剪断力
ΔＦxa トータル剪断力
Ｍx,Ｍx1, ＭY モーメント
【発明の属する技術分野】
この発明は、車両の直進安定性を、タイヤの静粛性、排水性等の他の性能の犠牲なしに大きく向上させた空気入りラジアルタイヤに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
静粛性や、雨天走行時の排水性を高めることを目的に、タイヤのトレッド部に、タイヤ赤道線とほぼ平行に延びる周方向溝と、タイヤ赤道線に対し、２０〜８０度の平均角度で一方向に傾斜して延びる傾斜溝とで区画した陸部を設けることが最近のトレッドパターン設計の主流となっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、かかるタイヤにあっては、傾斜溝がトレッド部の全体にわたって一方向に傾斜して延在することから、トレッドパターンがタイヤ赤道線に対して左右非対称となり、それ故に、車両の走行中にタイヤそれ自体に横方向の力が発生して車両の直進安定性が損われる傾向が強く、このことは、車両が高速で走行する場合にとくに重大であった。
【０００４】
これがため、トレッドパターンがタイヤ赤道線に対して左右対称に近付くように、傾斜溝の、タイヤ赤道線に対する傾斜角度を大きくしたり、傾斜溝をジグザグ状に延在させたりすることが提案されているも、これによれば、直進安定性の若干の改善はみれても、高い排水性、静粛性等の性能を確保することが実質的に困難であつた。
【０００５】
そこで、発明者は、上記従来タイヤの、トレッド陸部と路面との接触状態についての綿密な調査を行って、車両直進安定性が損われる原因を見い出し、その結果として、直進安定性の向上を実現し得る技術的手段を想到するに至った。
【０００６】
すなわち、タイヤのトレッド部は一般に、それの幅方向断面内では、接地面輪郭形状が路面側へ凸となる曲線形状をなしており、そのタイヤが接地状態の下で重荷を受けると、トレッド部が接地面内で、前記曲線形状を直線状にする方向の変形を受け、これにより、そのトレッド部は図９に示すような一定の領域をもって接地することになる。この場合、トレッド接地面、とくにそれの側部域には幅方向外向きの剪断力ＳW が発生し、この剪断力ＳW は、タイヤが受ける荷重が大きいほど大きくなり、その荷重は路面のうねり等によって変動する。
【０００７】
ここで、前記従来タイヤにあっては、とくには一方向に傾斜する傾斜溝の存在の故に、各陸部はほぼ平行四辺形状の輪郭を有し、トレッド部は、主には平行四辺形状をなす陸部によって構成されることなるので、接地面内に存在するトレッド陸部、すなわち、路面側からみた陸部が図９に示すように右上がりである場合には、該陸部を片持梁としてみた場合の主軸もまた右上がりとなり、従って、荷重の増加によって陸部の表面に作用する前記剪断力ＳW によって、トレッド部の、図の右半部に位置する陸部は、中立軸の周りで図の右下方向に曲がり変形しようとし、その結果として、左上方向の剪断反力を発生することになり、その剪断反力の、トレッド周方向の分力ＳX1は図の上方に向くことになる。
【０００８】
これに対し、トレッド部の、図の左半部に位置する陸部には、図の下方に向くトレッド周方向分力ＳX2が生じることになり、それらの両分力ＳX1，ＳX2は、タイヤ接地中心Ｏの周りに、トレッド接地面を反時計回りに回転させようとするモーメントＭZ を発生することになり、このモーメントＭZ が車両の直進安定性の阻害原因となる。
なお、トレッド陸部が左上がりである場合には、それぞれの分力ＳX1，ＳX2の発生方向が、上述したところとは逆になり、従って、発生するモーメントＭZ もまた逆向きとなる。
【０００９】
以上の知見を下に、発明者は、タイヤの負荷転動に際して、トレッド接地面に、上記モーメントＭZ の一部もしくは全部を相殺し得る向きのモーメントを発生させるべく、陸部の形状と、発生する剪断力との関係を調査し、トレッド陸部の接地下で、そこに作用する接地圧に基いてその陸部に発生する剪断力を有効に利用することによって、トレッド接地面の上記モーメントＭZ に対抗するモーメントを発生させ得ることを見い出してこの発明を完成した。
【００１０】
従って、この発明は、静粛性、排水性等の性能を低下させることなしに、直進安定性を大きく向上させた空気入りラジアルタイヤを提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明の空気入りラジアルタイヤは、トレッド周方向に延在するタイヤ赤道線とほぼ平行な少なくとも二本の周方向溝およびトレッド接地端と、タイヤ赤道線に対し、２０〜８０度の平均角度で一方向に傾斜する傾斜溝とで区画した陸部をトレッド部に具えるものであって、少なくともトレッド側方域の陸部の、少なくとも、鈍角側隅部の近傍部分で、トレッド周方向に位置するそれぞれの傾斜縁に面取部分を設け、この面取部分の幅を陸部の幅方向端縁で最大としたものである。
【００１２】
ここで、タイヤ赤道線に対する平均角度とは、図１０に示すように、片側のトレッド接地端から、もう片側の接地端までの各陸部での傾斜溝の端部どうしを直線で結んだ時のトレッド幅方向長さａi とトレッド周方向長さｂi とを用い、次式で表わされる
【数１】
尚、このような面取り部を設けるとタイヤ製造時の加硫成型工程において、タイヤ型枠（モールド）と生タイヤの間の該面取り部でエアだまりが生じ易い。そこで上記のような稜線を設けると稜線に沿ってエアが流れ陸部端縁部に相当する位置でモールドに設けたアエ抜き穴より排出される。
【００１３】
さらに、ここにおける面取部分の幅とは、陸部の、タイヤ赤道面と平行な断面内で、それの一側縁から他側縁まで、面取部分と平行に、または面取部分に沿ってそれの中央位置での接線方向に測った直線距離を意味する。
【００１４】
ところで、この種の従来の空気入りラジアルタイヤにおいて、トレッド接地面に接地圧が作用した場合には、トレッド陸部が、図１にその一つを例にとって、タイヤ赤道面と平行な面内での略線断面図で示すように、二点鎖線で示す原形状から実線で示すような形状に潰れ変形する。ところで、トレッドゴムは体積の膨縮を伴う圧縮性を有しないとから、陸部１の上記潰れ変形は、その陸部１の接地面２の拡張傾向をもたらし、この拡張傾向は陸部１の縁部３においてとくに顕著になるところ、実際には、陸部接地面２は路面４との摩擦力によってそれの拡張変形を拘束されることになるため、陸部１は、とくにその縁部近傍部分で、路面４から、陸部１の内側方向に向かう、相互に逆向きの同じ大きさの剪断力ＳC を受けることになる。
しかるに、陸部１に、この発明に従う面取部分５を設けた場合には、陸部１の潰れ変形に際し、その面取部分５が陸部１の接地圧力を積極的に減少させて、接地面２の拡張傾向を低減すべく機能するので、面取部分５の近傍部分で陸部１が路面４から受ける、図に破線で示す剪断力ＳC は、面取部分を設けない陸部縁近傍部分に発生する反対向きの剪断力ＳC より小さくなり、この結果として、陸部１への面取部分５の形成個所では、その面取部分側に向くトータル剪断力ΔＦxdが発生することになる。そしてこのトータル剪断力ΔＦxdは、面取部分５の幅が広くなって、陸部１の潰れ変形時の拡張傾向が低減するほどに大きくなる。
【００１５】
従って、図２に略線傾斜図で示すように、輪郭形状が右上がりのほぼ平行四辺形をなす陸部１の、それぞれの鈍角側隅部６の近傍部分で、トレッド周方向に位置するそれぞれの傾斜縁７に、図に斜線を施して示すような面取部分５を設け、各面取部分５の幅を、陸部の幅方向端縁で最大として、陸部１のそれぞれの幅方向端縁に近づくほどに、発生するトータル剪断力ΔＦxdを次第に高めることにより、各陸部１内に、車両の直進安定性を阻害するモーメントＭZ とは逆向きで、十分有効な大きさのモーメントＭX を発生させることができ、それらの両モーメントＭZ ，ＭX の相殺下で、車両の直進安定性を大きく向上させることができる。
【００１６】
なおここにおいては、面取部分５の、陸部頂面に対する平均傾き角度を３０〜６０度の範囲とし、また、その面取部分の最大幅を０．５〜３．０mmの範囲とすることが好ましい。
すなわち、平均傾き角度が３０度未満では、面取部分５の接地を確実に阻止することができず、タイヤへの荷重の負荷時における、接地面２の拡張傾向を有効に低減し得ないうれいがあり、６０度を越えると、面取り部分が接地せず、陸部接地面積が減少するおそれがある。
また、最大幅が０．５mm未満では、面取部分５を設けることの実効に乏しく、３．０mmを越えると、陸部１の接地面積の減少に起因する操縦安定性の低下、微小舵応答性の低下等が発生するおそれがある。
【００１７】
またここで、面取部分５のトレッド幅方向の長さｌは、同方向の陸部幅ｗの０．１倍以上とすることが好ましい。
これは、陸部幅ｗの０．１倍未満では、面取部分５がそれ本来の機能を十分に発揮することができないからで、従って、面取部分５の長さｌは、陸部幅ｗまで延長可能であり、この場合にあっても、面取部分５の幅を、鈍角隅部側の幅方向端縁で最大とすることで、所期した通りの作用効果を実現することができる。
【００１８】
この発明の他の空気入りラジアルタイヤは、とくに、少なくともトレッド側方域の陸部の、少なくとも、鈍角側隅部の近傍部分で、トレッド周方向に向く陸部壁と陸部頂面とのなす角度を鈍角とし、その角度を陸部の幅方向端縁で最大としたものである。
【００１９】
このようなタイヤでは、タイヤ赤道面と平行な断面内で陸部１をみた場合、図３に二点鎖線で示すように、陸部１の一方の陸部壁１ａは、前述したように、その頂面、ひいては、陸部接地面２に対して鈍角をなし、この一方で、その陸部壁１ａとは反対側の陸部壁１ｂは接地面２に対して鋭角もしくはそれに近似した角度をなす。
【００２０】
ここで、タイヤのトレッド接地面に、タイヤへの荷重の負荷に起因する接地圧が作用すると、陸部１はそれの形状に基いて、図に実線で示すように、そのほぼ全体にわたって、たとえば鋭角側の陸部壁１ｂの方向へ倒れ込み変形しようとする傾向を示すも、この倒れ込み変形は、接地面２と路面４との摩擦力によって抑制され、このときの抑制力は、鈍角側陸部壁１ａの近傍ほど大きくなる。これがため、陸部１は、とくに接地面２の近傍部分で、鋭角側陸部壁１ｂ側から鈍角側陸部壁１ａ側に向く剪断力Ｓb を路面４から受けることになる。
【００２１】
なおここにおけるこの剪断力Ｓb の大きさは、鈍角側および鋭角側のそれぞれの陸部壁１ａ，１ｂの、陸部接地面２に対する角度の相対関係によって特定されることになり、鋭角側陸部壁１ｂのそれを一定とした場合には、鈍角側陸部壁１ａの角度を大きくするにつれて大きくなる。
【００２２】
従って、図４に示すように、ほぼ平行四辺形の輪郭形状を有する陸部１において、その平行四辺形のそれぞれの鈍角側隅部６の近傍部分で、トレッド周方向に向く陸部壁８と、陸部頂面、すなわち陸部接地面２とのなす角度を鈍角とし、その角度を、陸部１の幅方向端縁で最大とすることで、陸部１の両側域部分に、先に述べたと同様の剪断力Ｓb を相互に逆向きに発生させることができ、これによってもまた、各陸部内に、車両の直進安定性を妨げるモーメントＭZ とは逆向きで、有効な大きさをもつモーメトンＭY を発生させることができる。従って、それらの両モーメントＭZ ，ＭY を相殺させることで、車両の直進安定性を向上させることが可能となる。
【００２３】
ここで、鈍角側陸部壁１ａの、接地面２に対する角度は、陸部１の幅方向で漸次変化させることが好ましく、その陸部壁１ａの、陸部幅ｗに対する形成長さは、前述の面取部分５のそれと同様とすることができる。
【００２４】
そして、より好ましくは、陸部１に、面取部分５と鈍角側陸部壁１ａとの両者を設けることで、モーメントＭZ に対抗する向きのモーメントの絶対値を十分大ならしめる。
【００２５】
この発明のさらに他のタイヤは、とくに、少なくともトレッド側方域の陸部の、少なくとも、鋭角側隅部の近傍部分で、トレッド周方向に向く陸部壁と陸部頂面とのなす角度を鋭角として、その角度を陸部の幅方向端縁で最小としたものである。
【００２６】
このタイヤは、図３について前述したところにおいて、鈍角側陸部壁１ａを積極的に鈍角とすることに代えて、鋭角側陸部壁１ｂを積極的に鋭角としたものであり、これによってもまた、陸部１は、それの、先に述べたと同様の変形挙動に基いて、接地面２の近傍部分に、鋭角側陸部壁１ｂ側から反対の陸部壁側に向く、前述したと同様の剪断力Ｓb を路面から受けることになる。
【００２７】
これがため、図５に示すように、平行四辺形状をなす陸部１の、鋭角隅部の近傍部分で、トレッド周方向に向く陸部壁８と、陸部頂面、いいかえれば陸部接地面２とのなす角度を鋭角とし、その角度を陸部１の幅方向端縁で最小とすることにより、図４に示す陸部１と同様、陸部１の両側域部分に、相互に逆向きの剪断力Ｓb を発生させることができる。従って、これらの剪断力Ｓb にて各陸部１に発生されるモーメントＭY もまた、車両の直進安定性を妨げるモーメントＭZ の相殺のために有効に機能することができる。なお、この図５に示す構成は、図２および図３の少なくとも一方に示す構成と組合わせることも可能であり、それによればモーメントＭZ の相殺を一層実効あるものとすることができる。
【００２８】
この発明のさらに他のタイヤは、とくに、少なくともトレッド側方域の陸部の、少なくとも鋭角側隅部の近傍部分で、トレッド幅方向に位置するそれぞれの周方向縁に面取部分を設け、この面取部分の幅をトレッド周方向に位置する傾斜縁で最大としたものである。
【００２９】
より具体的には、ほぼ平行四辺形状をなす陸部１において、図６に示すように、それの、それぞれの鋭角側隅部の近傍部分で、トレッド幅方向に位置するそれぞれの周方向縁９に面取部分１０を設けるとともに、各面取部分１０の幅を、トレッド周方向に位置する傾斜縁７で最大としたものである。
【００３０】
このタイヤによれば、図１および２について述べた場合と同様の理由により、それぞれの傾斜縁７に沿って、陸部１の、それぞれの鈍角側隅部からそれぞれの面取部分１０に向く、相互に逆向きの大きな剪断力ＳC1を発生させることができ、それらの剪断力ＳC1をもって、モーメントＭZ の相殺に有効に寄与するモーメントＭX1を生じさせることができる。
そしてこのことは、この図６に示す構成を、図２、図４および図５に示す構成の少なくとも一つと組合わせた場合にとくに効果的である。
【００３１】
ところで、面取部分１０の長さは、陸部１のトレッド周方向長さの０．５倍以下、０．５mm以上とすることが好ましい。
すなわち、０．５倍を越えると、面取り部が該縁部のほぼ全域に亘ることになり、該縁部の一部に面取りを施し剪断力の発生量に偏りをもたらし、モーメントを発生させるという目的を達成できず、０．５mm未満では、所要の剪断力ＳC1を所期したほどには高めることができない。
【００３２】
【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いて説明する。
図７は、この発明の実施の形態を、図２，４，５，６および９に示すところと同じ方向から見て示すトレッドパターン展開図である。
【００３３】
ここでは、トレッド部２１に、タイヤ赤道線とほぼ平行にトレッド周方向へ延びる少なくとも二本、図では四本の周方向溝２２，２３を設けるとともに、タイヤ赤道線に対して２０〜８０度の平均角度で一方向に傾斜して延びる傾斜溝２４を設けて、周方向溝の相互間および、周方向溝２３とトレッド接地端２５との間に、全体として右上がりのほぼ平行四辺形状をなす陸部からなる五列のブロック列２６，２７，２８を形成する。
【００３４】
またここでは、中央ブロック列２６のブロック２６ａおよび中間ブロック列２７のブロック２７ａのそれぞれに、傾向的にそれらの各ブロック２６ａ、２７ａの傾き方向に延びて、一端が、相互に隣接する周方向溝２２，２３のそれぞれに開口するも、他端はブロック内で終了する一対の細溝２６ｂ，２７ｂを形成して、各ブロック２６ａ，２７ａを右上がりのほぼ「工」字状の輪郭形状とし、また、ショルダーブロック列２８のブロック２８ａには、周方向溝２３から、傾向的にブロック２８ａの傾き方向に直線状に延びてブロック内で終了する一本の細溝２８ｂを形成する。
【００３５】
このようなトレッドパターンを有するタイヤの、少なくとも、ショルダーブロック列２８の各ブロック２８ａ、図に示すところでは、中間ブロック列２７およびショルダーブロック列２８のそれぞれのブロック２７ａ，２８ａの、鈍角側隅部の近傍部分で、トレッド周方向に位置するそれぞれの傾斜縁７に、図２で述べたような構成の平坦な面取部分５を設ける。
【００３６】
ここで、この面取部分５は、好ましくは、図２に関連して述べた長さｌを有するものとし、また、図８にブロック２７ａを例として面取部分の長さ方向と直交する方向の断面で示すように、ブロック頂面、いいかえればブロック接地面２に対する３０〜６０度の平均傾き角および、０．５〜３．０mmの最大幅を有するものとする。
【００３７】
このように構成してなるタイヤによれば、面取部分５を設けない場合には、タイヤの負荷転動に当って、パターン構成に由来してトレッド部に発生する、図９に示すような、直進安定性を妨げるモーメントＭZ を、面取部分５の存在に基いて各ブロック２７ａ，２８ａに発生する、図２で述べたようなモーメントＭX をもって有効に相殺することができるので、それぞれの溝２２，２３および２４の配設態様を、すぐれた静粛性、排水性等の性能を確保するに十分なものとしてなお、車両の直進安定性を大きく向上させることができる。
【００３８】
なおここで、上記面取部分５を、中央ブロック列２６のブロック２６ａにも同様にして形成することができ、また、その面取部分５は、一の曲面により、または、複数の平坦面もしくは複数の曲面の組合わせにより構成することもでき、少なくとも一の平坦面と、少なくとも一の曲面との組合わせによって構成することもできる。
【００３９】
ところで、上述したところと同様の効果は、図４、図５もしくは図６に示すいずれかのブロック構成を図示のトレッドパターンに適用した場合にももたらすことができ、このことは、図２、図４、図５および図６に示すブロック構成の二種以上を組合わせ適用した場合にとくに顕著である。
【００４０】
【実施例】
図７に示すトレッドパターンを有し、内部補強構造等は一般的なラジアルタイヤのそれと同様である、サイズが１９５／６５Ｒ１４の乗用車用タイヤにおいて、図７で左から第１，２，４および第５列のブロック列に、図２、図４、図５および図６に示すそれぞれのブロック構成を表１に示すように適用した実施例タイヤ１〜５のそれぞれを、２．０ kgf／cm2 の空気圧の充填下で、国産の２０００ｃｃクラスのＦ．Ｆ．車に装着し、前席に２名が乗車した荷重条件で、平坦な乾燥アスファルト路面上を１００km／ｈで走行したときの車両の直進安定性を、ドライバーのフィーリングをもって１０段階評価したところ、表１に示す結果が得られた。
なお評価は、数値が大きいほどすぐれた結果を示すものとした。
【００４１】
【表１】
表１によれば、実施例タイヤ１〜５はいずれも、比較タイヤに比して直進安定性が大きく向上することが明らかであり、なかでも、図示のブロック構成の全てを適用した実施例タイヤ５においてこのことはとくに顕著である。
【００４３】
ちなみに、排水性、騒音および振動乗り心地のそれぞれについても性能評価したところ、比較タイヤと実施例タイヤ１〜５との間に大きな差異は認められなかった。
【００４４】
【発明の効果】
以上に述べたところから明らかなように、この発明によれば、静粛性、排水性等の他の性能を犠牲にすることなしに、直進安定性を大きく向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】所要の剪断力の発生態様を示すタイヤ赤道面と平行な断面図である。
【図２】ブロックの構成形態を示す略線斜視図である。
【図３】所要の剪断力の他の発生態様を示すタイヤ赤道面と平行な断面図である。
【図４】ブロックの他の構成形態を示す略線斜視図である。
【図５】ブロックの他の構成形態を示す略線斜視図である。
【図６】ブロックのさらに他の構成形態を示す略線斜視図である。
【図７】この発明の実施の形態を示すトレッドパターン展開図である。
【図８】面取部分の角度および幅を示す断面図である。
【図９】直進安定性を損ねるモーメントの発生態様を示すトレッド接地域略線図である。
【図１０】傾斜溝の平均傾斜角度に関する説明図である。
【符号の説明】
１ 陸部
1a 鈍角側陸部壁
1b 鋭角側陸部壁
２ 接地面
３ 縁部
４ 路面
５ 面取部分
６ 鈍角側隅部
７ 傾斜溝
８ 陸部壁
９ 周方向縁
10 面取部分
21 トレッド部
22，23 周方向溝
24 傾斜溝
25 トレッド接地端
26，27，28 ブロック列
26ａ，27ａ，28ａ ブロック
26ｂ，27ｂ，28ｂ 細溝
Ｓb,Ｓc,Ｓc1 剪断力
ΔＦxa トータル剪断力
Ｍx,Ｍx1, ＭY モーメント
Claims (10)
- トレッド周方向に延在するタイヤ赤道線とほぼ平行な周方向溝およびトレッド接地端と、タイヤ赤道線に対し、２０〜８０度の平均角度で一方向に傾斜する傾斜溝とで区画した陸部をトレッド部に具える空気入りラジアルタイヤであって、
少なくともトレッド側方域の陸部の、少なくとも、鈍角側隅部の近傍部分で、トレッド周方向に位置するそれぞれの傾斜縁に面取部分を設け、この面取部分の幅を陸部の幅方向端縁で最大としてなる空気入りラジアルタイヤ。 - トレッド周方向に延在するタイヤ赤道線とほぼ平行な周方向溝およびトレッド接地端と、タイヤ赤道線に対し、２０〜８０度の平均角度で一方向に傾斜する傾斜溝とで区画した陸部をトレッド部に具える空気入りラジアルタイヤであって、
少なくともトレッド側方域の陸部の、少なくとも、鈍角側隅部の近傍部分で、トレッド周方向に向く陸部壁と、陸部頂面とのなす角度を鈍角とし、その角度を陸部の幅方向端縁で最大としてなる空気入りラジアルタイヤ。 - 少なくともトレッド側方域の陸部の、少なくとも、鈍角側隅部の近傍部分で、トレッド周方向に向く陸部壁と、陸部頂面とのなす角度を鈍角とし、その角度を陸部の幅方向端縁で最大としてなる請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
- トレッド周方向に延在するタイヤ赤道線とほぼ平行な周方向溝およびトレッド接地端と、タイヤ赤道線に対し、２０〜８０度の平均角度で一方向に傾斜する傾斜溝とで区画した陸部をトレッド部に具える空気入りラジアルタイヤであって、
少なくともトレッド側方域の陸部の、少なくとも、鋭角側隅部の近傍部分で、トレッド周方向に向く陸部壁と陸部頂面とのなす角度を鋭角とし、その角度を陸部の幅方向端縁で最小としてなる空気入りラジアルタイヤ。 - 少なくともトレッド側方域の陸部の、少なくとも、鋭角側隅部の近傍部分で、トレッド周方向に向く陸部壁と陸部頂面とのなす角度を鋭角とし、その角度を陸部の幅方向端縁で最小としてなる請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
- トレッド周方向に延在するタイヤ赤道線とほぼ平行な周方向溝およびトレッド接地端と、タイヤ赤道線に対し、２０〜８０度の平均角度で一方向に傾斜する傾斜溝とで区画した陸部をトレッド部に具える空気入りラジアルタイヤであって、
少なくともトレッド側方域の陸部の、少なくとも、鋭角側隅部の近傍部分で、トレッド幅方向に位置するそれぞれの周方向縁に面取部分を設け、この面取部分の幅をトレッド周方向に位置する傾斜縁で最大としてなる空気入りラジアルタイヤ。 - 少なくともトレッド側方域の陸部の、少なくとも、鋭角側隅部の近傍部分で、トレッド幅方向に位置するそれぞれの周方向縁に面取部分を設け、この面取部分の幅をトレッド周方向に位置する傾斜縁で最大としてなる請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
- 周方向縁に設けた面取部分のトレッド周方向長さを、陸部のトレッド周方向長さの０．１倍以下、０．５mm以上としてなる請求項６もしくは７に記載の空気入りラジアルタイヤ。
- 傾斜縁に設けた面取部分の、陸部頂面に対する平均傾き角度を３０〜６０度とするとともに、その面取部分の最大幅を０．５〜３．０mmとしてなる請求項１，３，５もしくは７に記載の空気入りラジアルタイヤ。
- 傾斜縁に設けた面取部分のトレッド幅方向の長さを、同方向の陸部幅の０．１倍以上とするとともに、周方向縁に設けた面取部分のトレッド周方向長さより長くしてなる請求項７〜９のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
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