JP2012061973A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】操縦安定性能を維持しながら転がり抵抗を低減することができる空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】タイヤ周方向ＣＤと交差する方向に延びた横溝２と、横溝２によって区分されたショルダーブロック５とを含むトレッドパターンを備えた空気入りタイヤにおいて、接地端ＣＥよりもタイヤ幅方向外側におけるショルダーブロック５の表面に、タイヤ周方向ＣＤに延びる複数の窪み１０をタイヤ幅方向に配列した窪み領域１が形成され、窪み１０が、横溝２に開口し且つショルダーブロック５のタイヤ周方向ＣＤの中央部で分断されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、操縦安定性能を維持しながら転がり抵抗を低減できるようにした空気入りタイヤに関する。

近年の地球環境保護に対する意識が高まっている状況の中、タイヤの転がり抵抗は、車両の燃費性能に対する寄与が大きく、これを有効に低減する必要がある。従来、トレッドゴムの配合を変えて転がり抵抗を低減する手法が提案されているものの、タイヤの操縦安定性能や耐摩耗性能に少なからず影響を及ぼすことから、ゴム配合とは無関係に転がり抵抗を低減できる方策が強く望まれている。

転がり抵抗を低減するには、タイヤ転動時のエネルギー損失を抑えることが重要であり、かかるエネルギー損失には、トレッド部に生じる歪みが大きく関与していることが分かってきた。また、本発明者が鋭意研究を重ねたところ、タイヤが接地した際には、図５に示すように、ショルダーブロック２５に面した主溝２３の溝底周辺の領域２０に歪みが局所的に集中しやすく、この歪みの増大がエネルギー損失を引き起こして転がり抵抗を悪化させることが判明した。

下記特許文献１には、接地端よりもタイヤ幅方向外側におけるショルダーブロックの表面に、タイヤ周方向に連続して延びる細溝を設けた空気入りタイヤが記載されている。しかし、このタイヤは、タイヤ転動時の振動を細溝で吸収してロードノイズの低減を企図するものに過ぎず、その細溝によってタイヤ周方向の剛性低下を少なからず引き起こすため、操縦安定性能が悪化する恐れがある。また、当該文献は、燃費性能の維持について、トレッド部のゴムを厚くしなくても済むことによる効果と位置付けている。

特開２００１−１７１９号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、操縦安定性能を維持しながら転がり抵抗を低減することができる空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。即ち、本発明に係る空気入りタイヤは、タイヤ周方向と交差する方向に延びた横溝と、前記横溝によって区分されたショルダーブロックとを含むトレッドパターンを備えた空気入りタイヤにおいて、接地端よりもタイヤ幅方向外側における前記ショルダーブロックの表面に、タイヤ周方向に延びる複数の窪みをタイヤ幅方向に配列した窪み領域が形成され、前記窪みが、前記横溝に開口し且つ前記ショルダーブロックのタイヤ周方向の中央部で分断されているものである。

本発明の空気入りタイヤでは、ショルダーブロックの表面に、タイヤ周方向に延びる複数の窪みがタイヤ幅方向に配列された窪み領域を形成しているため、タイヤのバットレス部が撓みやすく、ショルダーブロックに面した主溝の溝底周辺に集中しがちな歪みを分散させて、転がり抵抗を低減することができる。それでいて、接地端よりもタイヤ幅方向外側に窪み領域が形成されるとともに、ショルダーブロックのタイヤ周方向の中央部で窪みが分断されていることから、窪み領域による剛性低下を抑えて操縦安定性能を有効に維持できる。また、窪みが横溝に開口しているため、タイヤ周方向における剛性変化が緩やかになり、ショルダーブロックを区分する横溝の溝底周辺に生じる歪みを小さくして、転がり抵抗の低減効果を高めることができる。

本発明では、前記窪み領域が、接地端よりもタイヤ幅方向外側の始端位置から前記ショルダーブロックのサイドウォール部側の端縁位置付近まで延びるものが好ましい。かかる構成によれば、窪み領域の形成による剛性低下を好適に抑えて、操縦安定性能を維持しやすくなる。特に、タイヤの接地面がタイヤ幅方向外側に拡大する限界域のコーナリング時においては、接地面積の極端な低下を防止できるため、操縦安定性能を維持するうえで有益である。

本発明では、前記窪みが、深さよりも幅が大きい形状をしているものが好ましい。これにより、タイヤのバットレス部の撓みやすさを確保し、上述した歪み分散効果を適切に奏して転がり抵抗を効果的に低減できる。

本発明では、タイヤ幅方向外側に向かって前記窪みの幅が大きくなるものが好ましい。かかる構成では、タイヤ幅方向における窪み領域の外側部分が比較的軟らかく、内側部分が比較的硬くなるため、上述した歪み分散効果を向上して転がり抵抗を良好に低減できるとともに、操縦安定性能を良好に維持できる。

本発明の空気入りタイヤにおけるトレッドパターンの一例を示す展開図 図１の要部を拡大して示す図 図１のＡ−Ａ矢視断面図 比較例における窪み領域を示す図 タイヤが接地した際に生じる歪みを説明するための要部断面図

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の空気入りタイヤにおけるトレッドパターンの一例を示す展開図である。図２は、その要部を拡大して示す図であり、図３は、そのＡ−Ａ矢視断面図である。本発明の空気入りタイヤは、図１に例示されるように、タイヤ周方向ＣＤと交差する方向に延びた横溝２と、その横溝２によって区分されたショルダーブロック５とを含むトレッドパターンを備えたものである。

このトレッド面には、タイヤ周方向ＣＤに沿って延びる四本の主溝３ａ〜３ｄが設けられ、その最外側に位置する主溝３ａ，３ｄのタイヤ幅方向外側にショルダーブロック５が設けられている。ショルダーブロック５を区分する横溝２は、接地端ＣＥを横切って延在し、ショルダーブロック５のサイドウォール部６側の端縁位置となる意匠端ＤＥに到達している。横溝２は、主溝と同様に溝壁面が平坦に形成されており、本実施形態では横溝２が主溝３ａ，３ｄに開口していないが、これを開口させても構わない。

接地端ＣＥはショルダーブロック５上に位置しており、この接地端ＣＥと意匠端ＤＥとの間の部位は、バットレス部と呼ばれる部位に相当する。バットレス部は、サイドウォール部６のタイヤ径方向外側に位置し、平坦な舗装路での通常走行時には接地しない部分である。接地半幅ＨＷは、センターラインとなるタイヤ赤道線ＣＬから接地端ＣＥまでのタイヤ幅方向距離として測定される。接地端ＣＥは、正規リムにリム組みして正規内圧と正規荷重を負荷したタイヤを平坦路面に接地させたときのタイヤ幅方向の最外位置である。

正規リムには、ＪＡＴＭＡに規定される標準リム、ＴＲＡに規定される"Design Rim"、或いはＥＴＲＴＯに規定される"Measuring Rim"が該当する。正規内圧には、ＪＡＴＭＡに規定される最高空気圧、ＴＲＡの表"TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES"に記載の最大値、或いはＥＴＲＴＯに規定される"INFLATION PRESSURE"が該当する。正規荷重には、ＪＡＴＭＡに規定される最大負荷能力、ＴＲＡの前記表に記載の最大値、或いはＥＴＲＴＯに規定される"LOAD CAPACITY"が該当する。

この空気入りタイヤは、図２，３に拡大して示すように、接地端ＣＥよりもタイヤ幅方向外側におけるショルダーブロック５の表面に、タイヤ周方向ＣＤに延びる複数の窪み１０をタイヤ幅方向に配列した窪み領域１が形成されている。この窪み領域１では、浅溝状の窪み１０が、横溝２に開口し且つショルダーブロック５のタイヤ周方向ＣＤの中央部で分断されている。図示の都合上、窪み領域１を示す破線枠を周囲に拡げて描いているが、実際の窪み領域１は、窪み１０と、その間に介在する細リブ１１とにより構成される領域である。

このような窪み領域１を形成していることによって、タイヤのバットレス部が撓みやすくなり、主溝３ａ，３ｄの溝底周辺に集中しがちな歪みを分散させて、転がり抵抗を低減することができる。それでいて、接地端ＣＥよりもタイヤ幅方向外側に窪み領域１が形成されるとともに、ショルダーブロック５の中央部で窪み１０が分断されていることから、タイヤ周方向ＣＤの剛性低下を抑えて操縦安定性能を有効に維持できる。また、窪み１０が横溝２に開口しているため、タイヤ周方向ＣＤにおける剛性変化が緩やかになり、ショルダーブロック５を区分する横溝２の溝底周辺に生じる歪みを小さくして、転がり抵抗の低減効果を高めることができる。

本実施形態では、窪み領域１が、接地端ＣＥよりもタイヤ幅方向外側の始端位置ＳＰから意匠端ＤＥ（ショルダーブロック５のサイドウォール部６側の端縁位置）まで延びている。これにより、窪み領域１の形成による剛性低下を好適に抑えて、操縦安定性能を維持しやすくなる。また、この場合には、タイヤの接地面が接地端ＣＥよりもタイヤ幅方向外側に大きく拡がる限界域のコーナリング時において、接地面積の極端な低下を防止できるため、操縦安定性能を維持するうえで有益である。

本実施形態の窪み領域１では、タイヤ幅方向の最外側に位置する窪み１０が意匠端ＤＥに接している。これに対し、最外側に位置する窪み１０が意匠端ＤＥから離れている場合であっても、その窪み１０から意匠端ＤＥまでのタイヤ幅方向距離が、後述する窪み１０の間隔ｇ以下であれば、窪み領域１が意匠端ＤＥまで延びているものとする。始端位置ＳＰは、窪み領域１において最もタイヤ赤道線ＣＬに近い窪み１０のタイヤ幅方向内側の端縁位置である。

タイヤ赤道線ＣＬから窪み領域１の始端位置ＳＰまでのタイヤ幅方向距離ＳＷは、接地半幅ＨＷの１．０４〜１．２５倍であることが好ましい。この範囲を下回る場合には、窪み領域１が接地面に近付くため、操縦安定性能を維持する効果が小さくなる傾向にある。また、この範囲を上回る場合には、窪み領域１のサイズを確保することが難しくなり、上述した歪みを分散する作用が小さくなるため、転がり抵抗の低減効果が小さくなる恐れがある。

窪み１０の幅ｗは、例えば０．５〜３．０ｍｍに設定される。窪み１０の深さｄは、例えば０．３〜３．０ｍｍに設定される。この幅ｗを０．５ｍｍ以上或いは深さｄを０．３ｍｍ以上にすることで、主溝３ａ，３ｄの溝底周辺に集中しがちな歪みが良好に分散し、転がり抵抗の低減効果を確保しやすくなる。また、幅ｗを３．０ｍｍ以下或いは深さｄを３．０ｍｍ以下にすることで、窪み領域１による剛性低下を抑えて操縦安定性能を維持しやすくなる。

窪み１０の間隔ｇは、例えば０．５〜３．０ｍｍに設定される。この間隔ｇを０．５ｍｍ以上にすることで、バットレス部の撓みやすさを損なわずに、転がり抵抗の低減効果を確保しやすくなる。また、間隔ｇを３．０ｍｍ以下にすることで、窪み領域１の形成による過度の剛性低下を抑えて、転がり抵抗の低減効果を確保しやすくなる。この窪み１０の間隔ｇは、タイヤ幅方向に並んだ窪み１０の間に介在する細リブ１１の幅に相当する。

図２，３に示すように、本実施形態では、タイヤ幅方向外側（図例では左側）に向かって窪み１０の幅ｗが大きくなるように形成されている。これにより、タイヤ幅方向における窪み領域１の外側部分が比較的軟らかく、内側部分が比較的硬くなるため、上述した歪み分散効果を向上して転がり抵抗を良好に低減できるとともに、操縦安定性能を良好に維持できる。かかる構成においても、窪み１０の幅ｗは上述した範囲内にあることが好ましい。

窪み１０の断面形状は特に限られるものではないが、バットレス部の撓みやすさを確保して歪み分散効果を適切に発現するうえで、深さｄよりも幅ｗが大きい形状であることが好ましい。窪み領域１を構成する窪み１０の本数は、歪み分散効果を確保して転がり抵抗を適切に低減する観点から、４本以上であることが好ましく、５本以上であると更に好ましい。

図２に示すように、ショルダーブロック５には、タイヤ周方向ＣＤの両側に窪み領域１が形成され、それらの間に非窪み領域８が形成されている。ショルダーブロック５の長さＬ５を１．０とするとき、非窪み領域８の長さＬ８は、そのショルダーブロック５のタイヤ周方向中央から±０．３の範囲内であることが好ましい。これによって、窪み領域１のサイズを確保して転がり抵抗の低減効果を発現しやすくなり、またショルダーブロック５の偏摩耗を抑制するうえでも有効である。

始端位置ＳＰと意匠端ＤＥとの間におけるショルダーブロック５の面積に対する、窪み領域１の面積の比率は、０．４〜０．６の範囲内であることが好ましい。この比率が０．４以上であることにより、窪み領域１のサイズを確保して、主溝３ａ，３ｄの溝底周辺に集中しがちな歪みを円滑に分散させることができる。また、この比率が０．６以下であることにより、窪み領域１による剛性低下を抑えて操縦安定性能を維持しやすくなる。

本発明の空気入りタイヤは、上記の如き窪み領域を形成したショルダーブロックを備えること以外は、通常の空気入りタイヤと同様に構成できる。したがって、全体的な図示は省略しているものの、当該タイヤは、一対のビード部と、各ビード部からタイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部６と、そのサイドウォール部６のタイヤ径方向外側端にバットレス部を介して連なるトレッド部７とを備えている。通常、意匠端ＤＥは、トレッド部のタイヤ外周端を基準にして、タイヤ断面高さの０．３〜０．２の範囲内に配置される。

本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能であり、トレッドパターンなどは使用する用途や条件に応じて適宜に変更することができる。

本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。各性能評価に供したテストタイヤは、タイヤサイズが１９５／６５Ｒ１５、使用リムが６Ｊ、空気圧が２００ｋＰａである。タイヤの各性能評価は、次のようにして行った。

（１）転がり抵抗（燃費性能）
国際規格ＩＳＯ２８５８０（ＪＩＳＤ４２３４）に準じて転がり抵抗を測定し、その逆数を算出した。比較例１の結果を１００として指数で評価し、当該指数が大きいほど転がり抵抗が小さく、燃費性能に優れていることを示す。

（２）操縦安定性能
実車（国産２０００ｃｃセダン車）にテストタイヤを装着して乾燥路面を走行し、ドライバーによる官能試験を行った。比較例１の結果を１００として指数で評価し、当該指数が大きいほど操縦安定性能に優れていることを示す。

図１のトレッドパターンにおいて、窪み領域を形成していないものを比較例１、図４（ａ）〜（ｄ）に示した窪み領域を形成したものを比較例２〜５、図２に示した窪み領域を形成したものを実施例１，２とした。比較例２，３及び実施例１では、窪みの幅を一律に形成し、実施例２では、タイヤ幅方向外側に向かって窪みの幅が大きくなるように形成した。表１に示した評価結果において、窪み領域の面積は、始端位置と意匠端との間におけるショルダーブロックの面積に対する窪み領域の面積の比率を表している。

比較例１では、ショルダーブロックに窪み領域を形成しておらず、バットレス部の撓みを促進する作用が発現されないことから、転がり抵抗については最も劣った結果になっている。その反面、窪み領域による剛性低下を引き起こすことがないため、操縦安定性能は比較的優れている。

比較例２では、図４（ａ）のようにタイヤ周方向に連続して延びる窪み１５をタイヤ幅方向に配列しているために、転がり抵抗の低減効果が得られている。しかし、その反面、窪み１５からなる窪み領域によって剛性低下を引き起こすことから、操縦安定性能が大きく低下している。

比較例３では、図４（ｂ）のようにショルダーブロック５のタイヤ周方向の両端部で分断した窪み１６を形成しており、転がり抵抗の低減効果が得られているものの、その改善効果は大きくない。これは、非窪み領域が横溝２に隣接していることで、タイヤ周方向における剛性変化が急激となり、横溝２の溝底周辺に大きな歪みを生じたことが要因と考えられる。

比較例４では、図４（ｃ）のように始端位置ＳＰから意匠端ＤＥに亘って全面的に凹んだ窪み１７を形成している。比較例５では、図４（ｄ）のように始端位置ＳＰから意匠端ＤＥに亘って全面的に凹み且つショルダーブロック５のタイヤ周方向の両端部で分断した窪み１８を形成している。このため、タイヤ周方向の剛性が小さくなり、限界域のコーナリング時には接地面積が極端に低下するため、操縦安定性能が悪化している。

これらに対して、実施例１，２では、図２，３の如き窪み領域によって、バットレス部が撓みやすくなり、主溝の溝底周辺に集中しがちな歪みを分散させて、転がり抵抗を低減できている。それでいて、ショルダーブロック５のタイヤ周方向の中央部で窪み１０を分断しているため、窪み領域による剛性低下を抑えて操縦安定性能を良好に維持できている。また、窪み１０が横溝２に開口するため、タイヤ周方向における剛性変化が緩やかになり、転がり抵抗の低減効果を確保できている。転がり抵抗に対する改善効果は、実施例１よりも実施例２の方が少し大きい。

１ 窪み領域
２ 横溝
３ａ 主溝
３ｄ 主溝
５ ショルダーブロック
６ サイドウォール部
７ トレッド部
８ 領域
１０ 窪み
１１ 細リブ
ＣＥ 接地端
ＤＥ 意匠端
ＳＰ 始端位置

Claims (4)

1. タイヤ周方向と交差する方向に延びた横溝と、前記横溝によって区分されたショルダーブロックとを含むトレッドパターンを備えた空気入りタイヤにおいて、
   接地端よりもタイヤ幅方向外側における前記ショルダーブロックの表面に、タイヤ周方向に延びる複数の窪みをタイヤ幅方向に配列した窪み領域が形成され、前記窪みが、前記横溝に開口し且つ前記ショルダーブロックのタイヤ周方向の中央部で分断されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記窪み領域が、接地端よりもタイヤ幅方向外側の始端位置から前記ショルダーブロックのサイドウォール部側の端縁位置付近まで延びる請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記窪みが、深さよりも幅が大きい形状をしている請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. タイヤ幅方向外側に向かって前記窪みの幅が大きくなる請求項１〜３いずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
   

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