JP2003136918A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 転がり抵抗を低減する。 【解決手段】 サイドウォールゴム３Ｇを、トレッドゴ
ム２Ｇの損失係数よりも小さい低発熱性ゴム１０で形成
する。１０ｋＰａを付加した基準低内圧状態におけるタ
イヤの子午断面において、サイドウォール上方領域３Ｕ
は、前記低発熱性ゴム１０からなる範囲において、輪郭
線Ｋが、サイドウォール部３の折れ曲がりを容易とする
ための折曲がり部２１を形成する突出域２０を具える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、サイドウォール部
に、その折れ曲がりを容易とする外凸の折れ曲がり部を
設けることにより転がり抵抗を改善した空気入りタイヤ
に関する。

【０００２】

【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】タイ
ヤの転がり抵抗は、粘弾性体であるゴムとタイヤコード
とからなるタイヤが、たわみながら回転することによる
抵抗であり、エネルギーロスを発生せしめ燃費性能を悪
化させる。

【０００３】タイヤは、その部位によって様々な損失係
数（tan δ）のゴムを用いており、またその体積も相違
し、かつ発生する歪みも部位によって相違する。そし
て、これら各ゴムの損失係数、体積、歪みの兼ね合い
で、タイヤの転がり抵抗が生じ、それぞれが大きけれ
ば、相乗効果で転がり抵抗への寄与が大きくなる。

【０００４】ここで、各部位別に転がり抵抗の寄与を解
析した結果によると、従来のタイヤにおいては、トレッ
ド部の寄与率は５０％、サイドウォール部の寄与率は１
８％であることが判明している。

【０００５】このようにトレッド部は、タイヤ内で最も
体積が大きく、又ウエットグリップ性との兼ね合い上損
失係数の高いゴムが使われ易いため、転がり抵抗への寄
与が非常に高くなっている。

【０００６】そこで、この転がり抵抗を低減させるため
に、従来、トレッド巾を狭くしたり、トレッドゲージ厚
さを減じたり、さらには溝容積の増加などによってトレ
ッドゴムの体積を低下させたり、又トレッドゴムに損失
係数の低いものを使用することなどが行われているが、
何れも操縦安定性の低下につながりやすく、特に損失係
数の低いゴムを使用した場合には、ウエットグリップ性
を損ねるという問題がある。

【０００７】このように、トレッド部において、その体
積やゴム物性を変化させて転がり抵抗を低減させること
は、他性能への影響が大きすぎる。

【０００８】そこで、本発明者は、トレッド部の歪みに
着目し、この歪みを寄与の小さいサイドウォール部に振
り替えることを提案した。即ち、荷重によるたわみを、
損失係数の低いゴムが使用できるサイドウォール部に集
中させることにより、トレッド部の歪みを逆に小さくす
ることができ、その結果、タイヤ全体の転がり抵抗を減
少しうることを見い出し得た。

【０００９】即ち本発明は、サイドウォール部に低発熱
性ゴムを用いるとともに、このサイドウォール部に、そ
の折れ曲がりを容易とするための外凸の折曲がり部を設
けることを基本として、トレッド部の歪みをサイドウォ
ール部に振り替えることができ、転がり抵抗をトータル
的に減少しうる空気入りタイヤの提供を目的としてい
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本願請求項１の空気入りタイヤの発明は、接地域を
有するトレッド部からサイドウォール部をへてビード部
のビードコアに至るカーカスと、トレッド部の内方かつ
前記カーカスの外側に配されるベルト層とを具え、前記
サイドウォール部をなすサイドウォールゴムを、その損
失係数（tan δｓ）が前記トレッド部をなすトレッドゴ
ムの損失係数（tan δｔ）よりも小さい低発熱性ゴムを
用いて形成するとともに、正規リムにリム組みしかつ１
０ｋＰａの内圧を付加した基準低内圧状態におけるタイ
ヤの子午断面において、タイヤ軸方向線がサイドウォー
ル部においてタイヤ外表面と交わる点間の長さＷが最大
値Ｗｂとなる最大巾点Ｂから半径方向外方のサイドウォ
ール上方領域は、外表面が外に向かって凸の略円弧状及
び／又は略直線状の輪郭線を用いて形成され、しかもこ
のサイドウォール上方領域は、前記低発熱性ゴムからな
る範囲において、前記輪郭線が、前記サイドウォール部
の折れ曲がりを容易とするための外凸の折曲がり部を形
成する突出域を具えることを特徴としている。

【００１１】又請求項２の発明では、前記サイドウォー
ル上方領域の突出域は、前記最大巾点Ｂを通る最大巾タ
イヤ軸方向線Ｍ上に中心を有し、かつ前記リムのリムシ
ートとリムフランジ内面との延長線が交わるリムヒール
点を半径方向に通るリム巾線Ｌがトレッド部側において
タイヤの外表面と交わる上の外面点Ａと、前記最大巾点
Ｂとを通る基準円弧Ｊよりもタイヤ外側に突出するとと
もに、この突出域は、前記上の外面点Ａからのび前記基
準円弧Ｊを外に越える上の輪郭線と、前記最大巾点Ｂか
らのび前記基準円弧Ｊを外に越える下の輪郭線ととによ
り折曲がり部を形成することを特徴としている。

【００１２】又請求項３の発明では、前記突出域は、前
記基準円弧Ｊから最も突出する突出点が、前記上の外面
点Ａを通る前記基準円弧の接線Ｓよりも半径方向外側に
位置することを特徴としている。

【００１３】又請求項４の発明では、前記基準低圧状態
の前記最大巾点Ｂから、２００ｋＰＡの内圧を付加した
基準状態において、タイヤ軸方向線がサイドウォール部
においてタイヤ外表面と交わる点間の長さＷが最大値Ｗ
ｂｐとなる最大巾点Ｂｐまでのタイヤ片側でのタイヤ軸
方向の移動量Ｄは、以下の式を充足することを特徴とし
ている。 ４≦（Ｄ／Ｖ）×１００ Ｖ＝｛（Ｙ−Ｘ）／Ｗｂｐ｝×（Ｗｂｐ−Ｗｒ） Ｙ：基準状態でのタイヤ外径 Ｘ：リムヒール点での直径（リム径） Ｗｂｐ：基準状態でのタイヤ最大巾 Ｗｒ：リムヒール点間の距離（リム巾）

【００１４】

【発明の実施の形態】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
イヤが、正規リムＮにリム組みされかつ１０ｋＰａの内
圧が付加された基準低内圧状態の子午断面を示してい
る。なお前記「正規リムＮ」とは、タイヤが基づいてい
る規格によって定まるリムであって、ＪＡＴＭＡであれ
ば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、ＥＴＲＴ
Ｏであれば "Measuring Rim"を意味する。

【００１５】図１において、空気入りタイヤ１は、接地
域を有するトレッド部２からサイドウォール部３をへて
ビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、トレッ
ド部２の内方かつ前記カーカス６の外側に配されるベル
ト層７とを具える。

【００１６】前記カーカス６は、カーカスコードをタイ
ヤ周方向に対して７０〜９０度の角度で配列した、少な
くとも１枚、本例では１枚のカーカスプライ６Ａから形
成される。カーカスプライ６Ａは、ビードコア５、５間
を跨るプライ本体部６ａの両端に、前記ビードコア５の
廻りを折返されるプライ折返し部６ｂを具え、該プライ
折返し部６ｂとプライ本体部６ａとの間には、ビードコ
ア５からタイヤ半径方向外側に向かって先細状にのびる
ビードエーペックスゴム８が配される。

【００１７】なお本例では、前記プライ折返し部６ｂ
が、ビードエーペックスゴム８を越えてタイヤの最大巾
点Ｂの高さ位置近傍まで延在する場合を例示しており、
これによってビード部４を補強しかつタイヤ横剛性を高
めている。なお前記「最大巾点Ｂ」とは、タイヤ軸方向
線がサイドウォール部３においてタイヤ外表面と交わる
点間の長さＷが最大値Ｗｂとなる点を意味する。

【００１８】又前記ベルト層７は、ベルトコードをタイ
ヤ周方向に対して１０〜３５度の角度で配列する少なく
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。該ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、各コードが
プライ間相互で交差する所謂クロス構造をなし、これに
よってトレッド部２を高い剛性を有して補強する。

【００１９】なおベルト層７の外側に、高速耐久性、高
速操縦安定性などを高める目的で、バンド層９を配する
ことができる。このバンド層９は、バンドコードをタイ
ヤ周方向とほぼ並行に配列したバンドプライからなり、
少なくともベルト層７のタイヤ軸方向外端部分を被覆し
その動きを拘束する。

【００２０】次に、本実施形態のタイヤ１は、前記サイ
ドウォール部３をなすサイドウォールゴム３Ｇを、その
損失係数（tan δｓ）が前記トレッド部２をなすトレッ
ドゴム２Ｇの損失係数（tan δｔ）よりも小さい低発熱
性ゴム１０を用いて形成している。

【００２１】ここで、「サイドウォール部３」は、トレ
ッド部２の外端であるトレッド端ＴＵから、ビード部４
が正規リムＮから離反する離反点ＴＬに至る領域として
定義する。又前記「トレッド端ＴＵ」は、スクエアショ
ルダの場合、サイドウォール部３の外表面とトレッド部
２の外表面がエッジ状に交わる点であり、本例の如くラ
ウンドショルダ等の場合には、サイドウォール部３の外
表面とトレッド部２の外表面との各延長線が交わる点か
ら下した半径方向線の、外表面との交点を意味する。

【００２２】又サイドウォールゴム３Ｇは、前記サイド
ウォール部３において、カーカス６の外側に配されるゴ
ムであり、このうち前記サイドウォール部３の外表面の
７０％以上の範囲を前記低発熱性ゴム１０で形成してい
る。なお本例では、リムずれ防止用の硬質のクリンチゴ
ム１１とトレッドゴム２Ｇとの間を、前記低発熱性ゴム
１０で形成している。

【００２３】この低発熱性ゴム１０の損失係数（tan δ
ｓ）は、トレッドゴム２Ｇの損失係数（tan δｔ）より
も少なくとも小であることが、本発明の転がり抵抗低減
効果のために必要であり、特にその差（tan δｔ−tan
δｓ）を、０．０１以上とするのが好ましく、さらには
前記損失係数（tan δｓ）の値を、０．０１〜０．２０
とするのも望ましい。前記差（tan δｔ−tan δｓ）が
０．０１未満、或いは、tan δｓが０．２０を越える
と、転がり抵抗低減効果が十分に発揮されなくなる。又
tan δｓが０．０１未満のとき、ゴムの加工性に不具合
の恐れがあるため好ましくない。

【００２４】なおトレッドゴム２Ｇを、所謂キャップゴ
ム層とベースゴム層との二層構造等とすることもでき、
係る場合には、このゴム層のうち、低い側の損失係数を
tanδｔとして考える。なお損失係数は、岩本製作所
（株）製の粘弾性スペクトロメーターを用い、温度７０
℃、周波数１０Ｈｚ、動歪±２％の条件で測定した値で
ある。

【００２５】次に、本実施形態のタイヤ１では、前記基
準低内圧状態におけるタイヤの子午断面において、前記
最大巾点Ｂから半径方向外方のサイドウォール上方領域
３Ｕが、外表面が外に向かって凸の略円弧状及び／又は
略直線状の輪郭線Ｋを用いて形成される。

【００２６】そして、このサイドウォール上方領域３Ｕ
では、前記低発熱性ゴム１０からなる範囲において、前
記輪郭線Ｋが、前記サイドウォール部３の折れ曲がりを
容易とするための外凸の折曲がり部２１を形成する突出
域２０を具えることに、大きな特徴を有している。

【００２７】本例では、特に、前記突出域２０が、図２
に示すように、前記最大巾点Ｂを通る最大巾タイヤ軸方
向線Ｍ上に中心を有し、かつ上の外面点Ａと、前記最大
巾点Ｂとを通る基準円弧Ｊよりもタイヤ外側に突出して
いる場合を例示する。なお、前記「上の外面点Ａ」と
は、前記リムＮのリムシートとリムフランジ内面との延
長線が交わる点を、リムヒール点ＮＰとしたとき、この
リムヒール点ＮＰを半径方向に通るリム巾線Ｌが、トレ
ッド部２側においてタイヤの外表面と交わる点を意味す
る。この上の外面点Ａは、本例では、前記トレッド端Ｔ
Ｕよりもタイヤ軸方向外側に位置する。

【００２８】そしてまた、前記折曲がり部２１は、前記
上の外面点Ａからのび前記基準円弧Ｊを外に越える上の
輪郭線ＫＵと、前記最大巾点Ｂからのび前記基準円弧Ｊ
を外に越える下の輪郭線ＫＬとが屈曲状に交わる位置に
形成される。

【００２９】ここで、前記上、下の輪郭線ＫＵ、ＫＬ
は、曲率半径を、前記基準円弧Ｊの曲率半径Ｒ０の２．
０倍以上とした大きな円弧線、及び／又は曲率半径を実
質的に無限大とした略直線を用いて形成される。本例で
は、上、下の輪郭線ＫＵ、ＫＬを、曲率半径が約３．５
×Ｒ０もしくはそれ以上の直線に近い大きな円弧で形成
し、タイヤ輪郭形状を矩形状に近づけた好ましい場合を
例示している。

【００３０】又前記折曲がり部２１は、前記上、下の輪
郭線ＫＵ、ＫＬをエッジ状に交差させて形成しうる他、
本例の如く、小円弧２１Ａで滑らかに連結してもよい。
このとき、前記小円弧２１Ａの曲率半径は、好ましく
は、前記基準円弧Ｊの曲率半径Ｒ０の、０．５倍以下、
さらには０．４５倍以下とするのが好ましい。

【００３１】このように、サイドウォール上方領域３Ｕ
に、折曲がり部２１を有する突出域２０を設けているた
め、この折曲がり部２１を起点としてサイドウォール部
３が屈曲変形しやすくなる。即ち、荷重によるたわみ
を、低発熱性ゴム１０を用いたサイドウォール部３に集
中させうるとともに、トレッド部２のたわみを減じるこ
とができる。その結果、タイヤ全体の転がり抵抗を低減
することが可能となる。しかも、前記突出域２０は、基
準円弧Ｊよりもタイヤ外側に突出するため、タイヤの空
気容積を大きくでき、負荷荷重によるたわみ全体の低減
を図ることもできる。

【００３２】又このものは、トレッドゴム２Ｇの体積を
減じたり、そのゴム特性を変えずにすむため、操縦安定
性、耐摩耗性、ウエットグリップ性等を維持させること
も可能となる。

【００３３】ここで、サイドウォール部３の変形をさら
に容易とするために、前記折曲がり部２１が前記基準円
弧Ｊから最も突出する突出点２１Ｐの位置を、できるだ
けタイヤ半径方向及びタイヤ軸方向の外側に位置させる
ことが好ましい。特に、前記突出点２１Ｐを、前記上の
外面点Ａを通る前記基準円弧Ｊの接線Ｓよりも半径方向
外側に位置させるのがよい。

【００３４】又同じ目的で、前記折曲がり部２１におけ
るタイヤ全厚さＴ１と、前記最大巾点Ｂでのタイヤ全厚
さＴ２との差Ｔ１−Ｔ２を、５．０mm以下に減じること
も好ましい。５．０mmより大では、変形が起こりにくく
なる。従って好ましくは３．０mm以下、さらには２．０
mm以下が良い。なお差Ｔ１−Ｔ２が、０．５mm未満で
は、カット傷による損傷を十分に抑制できなくなる恐れ
がある。

【００３５】又前記折曲がり部２１に準じて、前記カー
カス６も、前記サイドウォール上方領域３Ｕにおいて屈
曲させることも必要である。このとき、折曲がり部２１
の前記突出点２１Ｐを通る基準円弧Ｊの中心線Ｚに対し
て、前記カーカス６の屈曲部６Ｐを、半径方向内方に位
置ズレさせるのが好ましい。これによって、サイドウォ
ール部３が腰くだけ状に急激に変形するのを抑制でき、
必要な操縦安定性を確保しうる。

【００３６】又本発明者の研究の結果、インフレートの
前後でタイヤ最大巾の変化が大きいタイヤは、荷重の負
荷によってもサイドウォール部が変形しやすく、前記折
曲がり部２１との相乗効果によって、サイドウォール部
に一層たわみを集中せしめ、転がり抵抗の向上効果がさ
らに期待できることが判明した。

【００３７】即ち、図３に示すように、前記基準低圧状
態の前記最大巾点Ｂから、２００ｋＰＡの内圧を付加し
た基準状態における最大巾点Ｂｐまでのタイヤ片側での
タイヤ軸方向の移動量Ｄが、以下の式を充足すると
き、前記折曲がり部２１との相乗効果によって、さらに
大きな転がり抵抗の向上効果が発揮できる。なお「最大
巾点Ｂｐ」とは、基準状態において、タイヤ軸方向線が
サイドウォール部３においてタイヤ外表面と交わる点間
の長さＷが最大値Ｗｂｐとなる点である。 ４≦（Ｄ／Ｖ）×１００ −−−

【００３８】又、式の”Ｖ”は、前記移動量Ｄを規格
化し、タイヤサイズに応じた値に補正するためのサイズ
ファクターで有り、次式によって設定される。 Ｖ＝｛（Ｙ−Ｘ）／Ｗｂｐ｝×（Ｗｂｐ−Ｗｒ） Ｙ：基準状態でのタイヤ外径 Ｘ：リムヒール点での直径（リム径） Ｗｂｐ：基準状態でのタイヤ最大巾 Ｗｒ：リムヒール点間の距離（リム巾）

【００３９】前記値（Ｄ／Ｖ）×１００が、４．０以上
のとき、転がり抵抗の向上効果が高くなり、４．０未満
のとき向上効果が低くなる。

【００４０】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。

【００４１】

【実施例】図１に示す構造をなしかつタイヤサイズが１
９５／６５Ｒ１５の乗用車用ラジアルタイヤを表１の仕
様に基づき試作するとともに、該試供タイヤの転がり抵
抗を測定し、比較した。

【００４２】（１）転がり抵抗：試供タイヤを、リム
（１５×５．５ＪＪ）、内圧（２００ｋＰａ）を充填し
て、転がり抵抗試験機のドラム上で荷重（４．５ｋ
Ｎ）、速度（８０ｋｍ／ｈ）で走行させた時の転がり抵
抗を測定し、比較例１（従来タイヤ）を１００とした時
の指数で表示した。指数は小さい方が良好である。

【００４３】

【表１】

【００４４】表の如く実施例のものは、転がり抵抗が改
善されているのが確認できる。

【００４５】

【発明の効果】叙上の如く本発明は、サイドウォール部
に低発熱性ゴムを用いるとともに、このサイドウォール
部に、その折れ曲がりを容易とするための外凸の折曲が
り部を設けているため、トレッド部の歪みを低発熱性ゴ
ムのサイドウォール部に振り替えることができ、転がり
抵抗をトータル的に減少しうる。

【図面の簡単な説明】

【図１】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。

【図２】サイドウォール上方領域の輪郭形状を説明する
線図である。

【図３】基準低内圧状態と基準状態との間の最大巾点の
移動量を説明する線図である。

【図４】（Ａ）、（Ｂ）は、表１で用いた実施例２、３
のタイヤの断面図である。

【図５】表１で用いた比較例１のタイヤの断面図であ
る。

【符号の説明】

２ トレッド部 ２Ｇ トレッドゴム ３ サイドウォール部 ３Ｇ サイドウォールゴム ３Ｕ サイドウォール上方領域 ４ ビード部 ５ ビードコア ６ カーカス ７ ベルト層 １０ 低発熱性ゴム ２０ 突出域 ２１ 折曲がり部 Ｎ 正規リム ＮＰ リムヒール点 Ｋ 輪郭線 ＫＵ 上の輪郭線 ＫＬ 下の輪郭線

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】接地域を有するトレッド部からサイドウォ
   ール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、
   トレッド部の内方かつ前記カーカスの外側に配されるベ
   ルト層とを具え、 前記サイドウォール部をなすサイドウォールゴムを、そ
   の損失係数（tan δｓ）が前記トレッド部をなすトレッ
   ドゴムの損失係数（tan δｔ）よりも小さい低発熱性ゴ
   ムを用いて形成するとともに、 正規リムにリム組みしかつ１０ｋＰａの内圧を付加した
   基準低内圧状態におけるタイヤの子午断面において、 タイヤ軸方向線がサイドウォール部においてタイヤ外表
   面と交わる点間の長さＷが最大値Ｗｂとなる最大巾点Ｂ
   から半径方向外方のサイドウォール上方領域は、外表面
   が外に向かって凸の略円弧状及び／又は略直線状の輪郭
   線を用いて形成され、 しかもこのサイドウォール上方領域は、前記低発熱性ゴ
   ムからなる範囲において、前記輪郭線が、前記サイドウ
   ォール部の折れ曲がりを容易とするための外凸の折曲が
   り部を形成する突出域を具えることを特徴とする空気入
   りタイヤ。
2. 【請求項２】前記サイドウォール上方領域の突出域は、
   前記最大巾点Ｂを通る最大巾タイヤ軸方向線Ｍ上に中心
   を有し、かつ前記リムのリムシートとリムフランジ内面
   との延長線が交わるリムヒール点を半径方向に通るリム
   巾線Ｌがトレッド部側においてタイヤの外表面と交わる
   上の外面点Ａと、前記最大巾点Ｂとを通る基準円弧Ｊよ
   りもタイヤ外側に突出するとともに、 この突出域は、前記上の外面点Ａからのび前記基準円弧
   Ｊを外に越える上の輪郭線と、前記最大巾点Ｂからのび
   前記基準円弧Ｊを外に越える下の輪郭線ととにより折曲
   がり部を形成することを特徴とする請求項１記載の空気
   入りタイヤ。
3. 【請求項３】前記突出域は、前記基準円弧Ｊから最も突
   出する突出点が、前記上の外面点Ａを通る前記基準円弧
   の接線Ｓよりも半径方向外側に位置することを特徴とす
   る請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
4. 【請求項４】前記基準低圧状態の前記最大巾点Ｂから、
   ２００ｋＰａの内圧を付加した基準状態において、タイ
   ヤ軸方向線がサイドウォール部においてタイヤ外表面と
   交わる点間の長さＷが最大値Ｗｂｐとなる最大巾点Ｂｐ
   までのタイヤ片側でのタイヤ軸方向の移動量Ｄは、以下
   の式を充足す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。 ４≦（Ｄ／Ｖ）×１００ Ｖ＝｛（Ｙ−Ｘ）／Ｗｂｐ｝×（Ｗｂｐ−Ｗｒ） Ｙ：基準状態でのタイヤ外径 Ｘ：リムヒール点での直径（リム径） Ｗｂｐ：基準状態でのタイヤ最大巾 Ｗｒ：リムヒール点間の距離（リム巾）