JP2011143844A - タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤ重量の軽減と転がり抵抗の向上によって、車両の燃費を向上させるタイヤを提供する。
【解決手段】本発明による空気入りタイヤ１は、路面と接するトレッド部９のトレッド幅方向外側に位置するトレッド接地端９ａから、リムホイール１７と接するビード部３までのサイドウォール部１１を備える。サイドウォール部１１は、トレッド接地端９ａからトレッド幅方向断面におけるタイヤ最大幅点Ｐまで外周領域１１Ａと、タイヤ最大幅点Ｐからリムホイール１７のフランジ部１９のタイヤ径方向外側端までの内周領域１１Ｂとを含む。内周領域１１Ｂには、タイヤ周方向に沿って延びるとともに、トレッド幅方向内側に向けて凹んだ周方向サイプ２７が形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、タイヤに関し、特に、タイヤ重量の軽減と転がり抵抗の向上によって、車両の燃費を向上させるタイヤに関する。

従来から、ビード部の外表面側にトレッド幅方向外側に向けて突出するリムガードを設けた空気入りタイヤ（以下、タイヤ）が知られている（例えば、特許文献１参照）。このリムガードは、タイヤが縁石等の障害物に乗り上げたときに、リムホイールのフランジ部を保護するために設けられる。

特開２００５−１４５３１９号公報

しかしながら、上述した従来のタイヤには、次のような問題があった。すなわち、従来のタイヤでは、リムガードの分だけ体積が大きくなってタイヤの総重量が増えてしまう。また、リムガードによって、当該リムガードのタイヤ径方向内側部分における剛性が大きくなる。このため、タイヤ転動時にショルダー部の変形量が増大し、タイヤの転がり抵抗が大きくなってしまう。これらは、車両の燃費の低下につながるという問題がある。

そこで、本発明の目的は、リムホイールのフランジ部を保護しつつ、タイヤ重量の軽減と転がり抵抗の低減とを実現できるタイヤを提供することにある。

上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、路面と接するトレッド部（トレッド部９）のトレッド幅方向外側に位置するトレッド接地端（トレッド接地端９ａ）から、リムホイール（リムホイール１７）と接するビード部（ビード部３）までのサイドウォール部（サイドウォール部１１）を備えるタイヤ（空気入りタイヤ１）であって、前記サイドウォール部は、前記トレッド接地端からトレッド幅方向断面におけるタイヤ最大幅点（タイヤ最大幅点Ｐ）まで外周領域（外周領域１１Ａ）と、前記タイヤ最大幅点から前記リムホイールのフランジ部（フランジ部１９）のタイヤ径方向外側端までの内周領域（内周領域１１Ｂ）とを含み、前記内周領域には、タイヤ周方向に沿って延びるとともに、トレッド幅方向内側に向けて凹んだ周方向サイプ（周方向サイプ２７）が形成されることを要旨とする。

かかる特徴によれば、内側領域に周方向サイプが設けられているため、内側領域の剛性が小さくなり、タイヤ転動時のショルダー部の変形量を小さく抑えることができる。このため、ショルダー部の変形量の抑制に伴う熱損失を小さくすることができ、転がり抵抗が低減するため、車両の燃費向上を図ることができる。

また、内側領域の剛性が小さくなることに伴い、内側領域がリムホイールのフランジ部の形状に沿うように変形するため、リムホイールのフランジ部を保護できる。このため、内側領域の外表面にリムガードが設ける必要がなくなる、または、通常よりも小さいリムガードを用いることができる。従って、タイヤ重量が軽減され、車両の燃費向上を図ることができる。

なお、このショルダー部１３の変形量を抑制するためには、サイドウォール部のうち、上述した内側領域におけるタイヤ転動時の変形を大きくすることが効果的である。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記内周領域には、タイヤ径方向に沿って延びるとともに、トレッド幅方向内側に向けて凹んだ径方向サイプ（径方向サイプ３１）が形成されることを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、本発明の第１または２の特徴に係り、前記周方向サイプは、タイヤ周方向の全周に亘って連続して形成されていることを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、本発明の第１または２の特徴に係り、前記周方向サイプは、タイヤ周方向に沿って断続的に延び、前記周方向サイプのタイヤ周方向に沿った合計長さは、前記周方向サイプに沿ったタイヤ周方向の全体の長さに対して５０％以上であることを要旨とする。

本発明の特徴によれば、リムホイールのフランジ部を保護しつつ、タイヤ重量の軽減と転がり抵抗の低減とを実現できるタイヤを提供することができる。

図１は、本発明の実施形態による空気入りタイヤの幅方向断面図である。 図２は、図１のビード部近傍における拡大断面図である。 図３は、比較例によるビード部近傍における拡大断面図である。 図４は、図３の周方向サイプを拡大した断面図である。 図５は、本発明の実施形態による空気入りタイヤを側方から見た側面図である。 図６は、本発明の実施形態の変形例による空気入りタイヤを側方から見た側面図である。 図７は、本発明の実施形態による空気入りタイヤのビード部近傍における変形挙動を示す概略図である。 図８は、本発明の実施形態による空気入りタイヤの変形挙動を示す概略図である。 図９は、本発明の変更例によるビード部近傍を示す一部断面斜視図である。

以下、本発明の実施の形態に係る空気入りタイヤの詳細を図面に基づいて説明する。具体的には、（１）空気入りタイヤの全体構成、（２）周方向サイプの詳細構成、（３）本実施形態による空気入りタイヤの変形挙動、（４）本発明の変更例による空気入りタイヤの詳細構成、（５）比較評価、（６）作用効果、（７）その他の実施形態について説明する。

但し、図面は模式的なものであり、各材料層の厚みやその比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。

（１）空気入りタイヤの全体構成
まず、本実施形態による空気入りタイヤの全体構成について図１を用いて説明する。図１は、本発明の実施形態による空気入りタイヤの幅方向断面図である。なお、本実施形態では、空気入りタイヤ１は、タイヤ赤道線ＣＬに対して対称の構成である。このため、図面では、タイヤ赤道線ＣＬに対して片側（右側）のみ示している。

図１に示すように、空気入りタイヤ１は、一対のビード部３と、カーカス５と、複数のベルト層７と、トレッド部９とを備えている。

ビード部３は、トレッド幅方向に離間して配置された一対のビードコア３ａを有する。カーカス５は、一対のビードコア３ａ同士をドロイダル状に連結する。ベルト層７は、カーカス５のタイヤ径方向外側に設けられる。トレッド部９は、ベルト層７のタイヤ径方向外側に配置され、タイヤ転動時に路面と接する。

また、空気入りタイヤ１は、一対のサイドウォール部１１と、一対のショルダー部１３とを備えている。

サイドウォール部１１は、トレッド部９のトレッド幅方向外側に位置するトレッド接地端９ａから、リムホイール１７（図２及び図３参照）と接するビード部３までの領域である。サイドウォール部１１は、外周領域１１Ａと、内周領域１１Ｂとを含む。

外周領域１１Ａは、トレッド接地端９ａからトレッド幅方向断面におけるタイヤ最大幅点Ｐまでの領域である。内周領域１１Ｂは、タイヤ最大幅点Ｐからリムホイール１７のフランジ部１９（図２参照）のタイヤ径方向外側端までの領域である。

内周領域１１Ｂには、周方向サイプ２７が形成される。なお、周方向サイプ２７の詳細については、後述する。

ショルダー部１３は、複数のベルト層７のうち最も幅が広いベルト層７の幅をＢＷとし、タイヤ赤道線ＣＬを基準に２／３ＢＷのトレッド幅方向外側端から、最も幅が広いベルト層７のトレッド幅方向外側端７ａまでの領域である。

（２）周方向サイプの詳細構成
次に、上述した周方向サイプ２７の詳細構成について、図２〜図４を参照しながら説明する。図２は、図１のビード部近傍における拡大断面図である。図３は、比較例によるビード部近傍における拡大断面図である。図４は、図３の周方向サイプを拡大した断面図である。

図２に示すように、本実施形態においては、ビード部３のトレッド幅方向外側の表面は、リムホイール１７を保護する凸部（具体的には、リムガード２１（図３参照））を設けることなく面一状に形成されている。

ここで、図３に示すように、リムガード２１は、トレッド幅方向外側に向けて突出する。一般的に、リムガード２１は、ビード部３の外表面側にトレッド幅方向外側に向けて断面略三角状である。リムガード２１は、空気入りタイヤ１が縁石等に乗り上げたときに、リムホイール１７のフランジ部１９を保護するという効果がある。

一方で、リムガード２１が設けられることによって、ゴムの体積が増えるため、タイヤ重量が増大し、車両の燃費低下につながるという問題がある。また、リムガード２１によって、ビード部３の剛性が上がり、後述するように、タイヤ転動時におけるショルダー部１３の変形が増大してしまし、車両の燃費低下につながってしまう。

しかし、本実施形態に係る空気入りタイヤ１では、ビード部３にリムガード２１が設けられていないため、図３の場合と比較してゴムの体積および重量が軽減されている。また、上述した周方向サイプ２７は、内周領域１１Ｂに設けられる。具体的には、周方向サイプ２７は、タイヤ径方向に沿って延びるとともに、トレッド幅方向内側に向けて凹んでいる。

なお、周方向サイプ２７の配設数は、特に限定されず、複数でも良く、１つであっても良い。また、図４に示すように、内周領域１１Ｂの外表面１１１からトレッド幅方向内側に向けた深さＤは、それぞれの周方向サイプ２７において同一であっても良く、それぞれの周方向サイプ２７において異なってもいても良い。

ただし、空気入りタイヤ１の耐久性を保持するために、最もトレッド幅方向外側に配置されたカーカス５からの距離Ｌは、１ｍｍ以上であることが好ましい。そして、周方向サイプ２７の幅Ｗは、０．５ｍｍ〜２．０ｍｍであることが好ましい。特に、トレッド幅方向断面において、周方向サイプ２７の深さＤの合計は、５ｍｍ〜２０ｍｍであることが好ましい。

次に、空気入りタイヤ１の側方から見た周方向サイプ２７について、図５，６を参照しながら説明する。図５は本発明の実施形態による空気入りタイヤを側方から見た側面図である。図６は、本発明の実施形態の変形例による空気入りタイヤを側方から見た側面図である。

本実施形態では、図５に示すように、周方向サイプ２７をタイヤ周方向に全周に亘って連続して形成している。また、図６に示す空気入りタイヤ１０１のように、タイヤ周方向に沿って断続的に周方向サイプ１２７を形成しても良い。ただし、周方向サイプ２７のタイヤ周方向に沿った合計長さは、当該周方向サイプ２７に沿ったタイヤ周方向の全体の長さ（全周の長さ）に対して５０％以上であることが好ましい。

なお、合計長さが全周の長さに対して５０％未満の場合は、ビード部３の剛性を低減しにくく、タイヤ転動時におけるショルダー部１３の変形が増大してしまうおそれがある。なお、これらの図５，６では、２本の周方向サイプ２７，１２７を示しているが、３本以上でも１本でも良い。

（３）本実施形態による空気入りタイヤの変形挙動
次いで、本実施形態による空気入りタイヤ１の変形挙動について図７，８を用いて説明する。図７は、本発明の実施形態による空気入りタイヤのビード部近傍における変形挙動を示す概略図である。図８は、本発明の実施形態による空気入りタイヤの変形挙動を示す概略図である。

図７においては、二点鎖線は、空気圧充填時における変形前の形状を示し、実線は、タイヤ転動時における変形後の形状を示している。

ビード部３のうちリムホイール１７に保持されている部位はほとんど変形しないが、リムホイール１７のフランジ部１９よりもタイヤ径方向外側の部位は変形していることが判る。

また、図８においては、一点鎖線は、周方向サイプを設けていない従来形状のタイヤ（図３参照）における変形後の形状を示し、実線は、周方向サイプを設けた本実施形態によるタイヤ（図1,２参照）における変形後の形状を示している。

図８の一点鎖線に示すように、従来形状のタイヤではタイヤ転動時にタイヤ径方向中心側の部位（下側の破線の円で囲った部位Ｑ）があまり変形せず、外周領域１１Ａの上部（上側の破線の円で囲った部位Ｒ）が変形する。このため、路面と接するトレッド部９の面積が増大し、転がり抵抗が大きくなる。

一方、図８の実線で示したように、本実施形態のタイヤではタイヤ転動時にタイヤ径方向中心側の部位（下側の破線の円で囲った部位Ｑ）が大きく変形し、外周領域１１Ａの上部（上側の破線の円で囲った部位Ｒ）があまり変形しない。このため、路面と接するトレッド部９の面積が減少し、転がり抵抗が小さくなる。

（４）本発明の変更例による空気入りタイヤの詳細構成
次いで、本発明の変更例による空気入りタイヤの詳細構成を図９を用いて説明する。図９は、本発明の変更例によるビード部近傍を示す一部断面斜視図である。

上述した実施形態では、内周領域１１Ｂには、周方向サイプ２７のみが形成される。これに対して、変更例では、図９に示すように、内周領域１１Ｂには、周方向サイプ２７に加えて、タイヤ径方向に沿って延びるとともに、トレッド幅方向内側に向けて凹んだ径方向サイプ３１も形成される。

なお、径方向サイプ３１は、タイヤ径方向に沿って延びおり、その本数は特に限定されず、深さやカーカス５からの距離等は、前述した図４に示す周方向サイプ２７のものと同様である。

（５）比較評価
次に、本発明の効果を更に明確にするために、以下の比較例及び実施例に係る空気入りタイヤを用いて行った比較評価について説明する。具体的には、（５．１）各空気入りタイヤの構成、（５．２）評価結果について、表１を参照しながら説明する。なお、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。

（５．１）各空気入りタイヤの構成
各空気入りタイヤに関するデータは、以下に示す条件において測定された。

・ タイヤサイズ ： ２０５／５５Ｒ１６
・ リム・ホイールサイズ ： ７J×１６
・ 荷重条件 ： ４．５Ｎ
・ 内圧条件 ： ２３０ｋＰａ
比較例に係る空気入りタイヤは、リムガード２１が設けられている（図３参照）。一方、実施例に係る空気入りタイヤには、リムガード２１が設けられていない。

具体的には、実施例１に係る空気入りタイヤの内周領域１１Ｂには、タイヤ周方向の全周に渡って連続的な周方向サイプ２７が形成されている（図１参照）。実施例２に係る空気入りタイヤの内周領域１１Ｂには、タイヤ周方向に連続的な周方向サイプ２７及び径方向サイプ３１が形成されている（図９参照）。実施例３に係る空気入りタイヤの内周領域１１Ｂには、タイヤ周方向に沿って断続的な周方向サイプ２７が形成され、周方向サイプ２７のタイヤ周方向に沿った剛性長さが全周の長さに対して５０％以上である。

（５．２）評価結果
各空気入りタイヤを転がり抵抗試験ドラムに装着し、転がり抵抗試験方法（ＪＩＳ Ｄ４２３４）を用いて比較例に係る空気入りタイヤの転がり抵抗を１００とし、その他の空気入りタイヤの転がり抵抗を測定した。

この結果、表１に示すように、実施例１〜３に係る空気入りタイヤが装着された車両は、比較例に係る空気入りタイヤが装着された車両と比べ、転がり抵抗が低下することが判った。

（６）作用効果
本実施形態では、内周領域１１Ｂに周方向サイプ２７が設けられているため、内周領域１１Ｂの剛性が小さくなり、タイヤ転動時のショルダー部１３の変形量を小さく抑えることができる。このため、ショルダー部１３の変形量の抑制に伴う熱損失を小さくすることができ、転がり抵抗が低減するため、車両の燃費向上を図ることができる。

また、内周領域１１Ｂの剛性が小さくなることに伴い、内周領域１１Ｂがリムホイール１７のフランジ部１９の形状に沿うように変形するため、リムホイール１７のフランジ部１９を保護できる。このため、内周領域１１Ｂの外表面１１１にリムガード２１が設ける必要がなくなる、または、通常よりも小さいリムガード２１を用いることができる。従って、タイヤ重量が軽減され、車両の燃費向上を図ることができる。

なお、このショルダー部１３の変形量を抑制するためには、サイドウォール部１１のうち、上述した内周領域１１Ｂにおけるタイヤ転動時の変形を大きくすることが効果的である。

本実施形態では、内周領域１１Ｂには、周方向サイプ２７に加えて、径方向サイプ３１も形成される。このため、内周領域１１Ｂにおけるタイヤ転動時の変形を更に大きくし、ショルダー部１３の変形量が小さくなる。これにより、タイヤの転がり抵抗が低減し、車両の燃費向上を図ることができる。

また、本実施形態では、周方向サイプ２７は、タイヤ周方向の全周に亘って連続して形成されている。このため、内周領域１１Ｂにおけるタイヤ転動時の変形量およびショルダー部１３の変形量をタイヤ周方向で均一にすることができる。これにより、タイヤの転がり抵抗がさらに低減する。

本実施形態では、周方向サイプ１２７は、タイヤ周方向に沿って断続的に延び、その合計長さは、全周の長さに対してに対して５０％以上としている。このため、内周領域１１Ｂにおけるタイヤ転動時の変形を更に大きくし、ショルダー部１３の変形量を抑制することができると共に、内周領域１１Ｂにおける剛性不足をも抑制できる。

（７）その他の実施形態
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、本発明の実施形態は、次のように変更することができる。具体的には、タイヤとして、空気や窒素ガスなどが充填される空気入りタイヤ１であるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、空気や窒素ガスなどが充填されないソリッドタイヤでもあってもよい。

また、内周領域１１Ｂの外表面１１１は、空気入りタイヤ１に正規荷重が加えられた状態、かつ内周領域１１Ｂの変形が大きい（例えば、コーナーリング時）において、周方向サイプ２７や径方向サイプ３１が閉じる構成であってもよい。この場合、内周領域１１Ｂにおける剛性不足を確実に抑制できる。

また、上述した空気入りタイヤに設けられた周方向サイプ２７の本数や配置については、実施形態で説明したものに限定されるものではなく、周方向サイプ２７が内周領域１１Ｂに設けれていればよく、目的に応じて適宜選択できることは勿論である。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

１，１０１…空気入りタイヤ、３…ビード部、３ａ…ビードコア、５…カーカス、７…ベルト層、７ａ…外側端、９…トレッド部、９ａ…トレッド接地端、１１…サイドウォール部、１１Ａ…外周領域、１１Ｂ…内周領域、１３…ショルダー部、１７…リムホイール、１９…フランジ部、２１…リムガード、２７，１２７…周方向サイプ、３１…径方向サイプ、１１１…外表面

Claims (4)

1. 路面と接するトレッド部のトレッド幅方向外側に位置するトレッド接地端から、リムホイールと接するビード部までのサイドウォール部を備えるタイヤであって、
   前記サイドウォール部は、
   前記トレッド接地端からトレッド幅方向断面におけるタイヤ最大幅点まで外周領域と、
   前記タイヤ最大幅点から前記リムホイールのフランジ部のタイヤ径方向外側端までの内周領域と
   を含み、
   前記内周領域には、タイヤ周方向に沿って延びるとともに、トレッド幅方向内側に向けて凹んだ周方向サイプが形成されるタイヤ。
2. 前記内周領域には、タイヤ径方向に沿って延びるとともに、トレッド幅方向内側に向けて凹んだ径方向サイプが形成される請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記周方向サイプは、タイヤ周方向の全周に亘って連続して形成された請求項１または２に記載のタイヤ。
4. 前記周方向サイプは、タイヤ周方向に沿って断続的に延び、
   前記周方向サイプのタイヤ周方向に沿った合計長さは、前記周方向サイプに沿ったタイヤ周方向の全体の長さに対して５０％以上である請求項１または２に記載のタイヤ。

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