JP2017024465A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】転がり抵抗と制動性能とが両立する空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】少なくともタイヤ幅方向両側のショルダー陸部２３とそのタイヤ幅方向内側の陸部２４とが形成された空気入りタイヤにおいて、前記ショルダー陸部２３内であって前記ショルダー陸部２３のタイヤ幅方向内側の端部Ｑよりタイヤ幅方向外側の位置Ｐで、トレッドゴム２０の厚みｌが、前記タイヤ幅方向内側の陸部２４におけるトレッドゴム２０の平均厚みｍより厚くなっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。

タイヤの接地面はタイヤ幅方向中央ほどタイヤ径方向外側へ突出した曲面となっている。そのためタイヤ幅方向外側のショルダー陸部の接地面は、タイヤ幅方向内側の陸部の接地面と比較して、タイヤ周方向の長さが短い。そのためショルダー陸部にかかる接地圧が高く、そのことが制動性能の向上にとって障害となっている。

そこで対策として、ショルダー陸部の接地面積を増やすことにより、ショルダー陸部にかかる接地圧を下げることが挙げられる。ショルダー陸部の接地面積を増やす方法として、例えば特許文献１に記載のように、トレッドゴムのショルダー陸部全体をセンター領域のプロファイルラインよりもタイヤ径方向外側へ突出させる方法が考えられる。ショルダー陸部全体がタイヤ径方向外側へ突出すれば、トレッドゴムの接地面がタイヤ周方向及びタイヤ幅方向に長くなり、接地面積が増える。

特開２００６−１６８６３８号公報

しかしショルダー陸部全体がタイヤ径方向外側へ突出すると、タイヤに使用されるトレッドゴムの量が増えることが原因となって、タイヤの転がり抵抗が悪化し、燃費性が悪化する。

本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであり、転がり抵抗と制動性能とが両立する空気入りタイヤを提供することを課題とする。

実施形態の空気入りタイヤは、少なくともタイヤ幅方向両側のショルダー陸部とそのタイヤ幅方向内側の陸部とが形成された空気入りタイヤにおいて、前記ショルダー陸部内であって前記ショルダー陸部のタイヤ幅方向内側の端部よりタイヤ幅方向外側の位置で、トレッドゴムの厚みが、前記タイヤ幅方向内側の陸部におけるトレッドゴムの平均厚みより厚くなっていることを特徴とする。

本実施形態の空気入りタイヤでは、転がり抵抗と制動性能とが両立している。

実施形態の空気入りタイヤ１０のタイヤ幅方向の半断面図。

図１は本実施形態の空気入りタイヤ１０のタイヤ幅方向の半断面図である。本実施形態の空気入りタイヤ１０の構造はタイヤ幅方向のセンターラインＣＬに対して対称になっている。

本実施形態の空気入りタイヤ１０は、束ねられた鋼線にゴムが被覆されたビードコア１１と、ビードコア１１のタイヤ径方向外側に設けられたゴム製のビードフィラー１２とからなるビード部を、タイヤ幅方向両側に有する。カーカス１３が、タイヤ幅方向両側でビード部を包むと共に、これらのビード部間で空気入りタイヤ１０の骨格を形成している。本実施形態では２枚のカーカス１３が設けられているが、１枚のカーカス１３のみが設けられている場合もある。

カーカス１３よりタイヤ径方向外側には複数の部材が設けられている。具体的には、カーカス１３のタイヤ径方向外側に１又は２以上のベルトが設けられている。ベルトはスチール製等の複数本のコードがゴムで被覆されたものである。本実施形態では、タイヤ径方向内側の第１ベルト１４とタイヤ径方向外側の第２ベルト１５とが積層されている。本実施形態では、第２ベルト１５が第１ベルト１４よりもタイヤ幅方向に短い。従って、第２ベルト１５のタイヤ幅方向端部が第１ベルト１４のタイヤ幅方向端部よりもタイヤ幅方向内側にある。ただし、タイヤ径方向内側の第１ベルト１４がタイヤ径方向外側の第２ベルト１５よりもタイヤ幅方向に短い場合もある。第２ベルト１５のタイヤ径方向外側にはベルト補強層１６が設けられている。ベルト補強層１６は、有機繊維製等の複数本のコードがゴムで被覆されたものである。ベルト補強層１６は、第１ベルト１４及び第２ベルト１５よりもタイヤ幅方向に長く、これらをタイヤ径方向外側から覆っている。

ベルト補強層１６のタイヤ径方向外側にはトレッドゴム２０が設けられている。またカーカス１３のタイヤ幅方向両側にはサイドウォールゴム１７が設けられている。トレッドゴム２０は２枚のベルトのうちタイヤ幅方向に短い方のベルトである第２ベルト１５のタイヤ幅方向端部Ｓ（第１ベルト１４が第２ベルト１５よりもタイヤ幅方向に短い場合は第１ベルト１４のタイヤ幅方向端部）よりもタイヤ幅方向外側において薄くなっており、その薄くなっている部分がサイドウォールゴム１７と重なっている。トレッドゴム２０とサイドウォールゴム１７とが重なっている領域では、トレッドゴム２０とサイドウォールゴム１７のいずれがタイヤ外面側にあっても良い。

また、カーカス１３の内側にはインナーライナー１８が設けられている。以上の部材の他にもタイヤの機能上の必要に応じて複数の部材が設けられている。

トレッドゴム２０にはタイヤ周方向に伸びる複数の主溝が設けられている。本実施形態の場合は４本の主溝２１が設けられている。これらの主溝２１に隔てられて、タイヤ幅方向中央のセンター陸部２２と、タイヤ幅方向両側のショルダー陸部２３と、センター陸部２２とショルダー陸部２３との間のメディエイト陸部２４とが形成されている。これらの陸部は、それぞれ、タイヤ１周に亘って陸部が続くリブとなっていても良いし、横溝で等間隔に分断されてブロック列となっていても良い。

これらの陸部においてトレッドゴム２０の厚みがタイヤ幅方向に変化している。ここで厚みとは、完成したタイヤにおける、トレッドゴム２０のタイヤ径方向内側においてトレッドゴム２０と接する部材（本実施形態の場合はベルト補強層１６）の法線方向の厚みのことである。

具体的には、ショルダー陸部２３におけるトレッドゴム２０の厚みは、タイヤ幅方向の所定位置Ｐにおいて、ショルダー陸部２３の他の部分よりも、厚くなっている。また、ショルダー陸部２３におけるトレッドゴム２０の厚みは、ショルダー陸部２３のタイヤ幅方向内側（主溝２１側）の端部Ｑと接地端Ｒにおいて、前記所定位置Ｐにおける厚みよりも、薄くなっている。

ここで接地端Ｒとは、空気入りタイヤ１０が正規リムにリム組みされ正規内圧にされ正規荷重が負荷された状態での接地面のタイヤ幅方向端部のことである。ここで正規リムとはＪＡＴＭＡ、ＴＲＡ、ＥＴＲＴＯ等の規格に定められている標準リムのことである。また正規荷重とは前記規格に定められている最大荷重のことである。また正規内圧とは前記最大荷重に対応した内圧のことである。通常、接地端Ｒは、タイヤ幅方向に一番短いベルト（本実施形態の場合は第２ベルト１５）のタイヤ幅方向端部よりもタイヤ幅方向内側にある。ただし空気入りタイヤ１０が重荷重で使用される場合は、接地端Ｒが第２ベルト１５のタイヤ幅方向端部よりもタイヤ幅方向外側にある場合もある。

所定位置Ｐにおけるトレッドゴム２０の厚みｌは、ショルダー陸部２３の隣のメディエイト陸部２４におけるトレッドゴム２０の平均厚みｍよりも厚い。ここで、メディエイト陸部２４におけるトレッドゴム２０の平均厚みｍは、メディエイト陸部２４におけるトレッドゴム２０の厚みをタイヤ幅方向に一定間隔（例えば１２ｍｍ間隔）おきに測定し、その測定値を平均して求められる。所定位置Ｐにおけるトレッドゴム２０の厚みｌは、メディエイト陸部２４におけるトレッドゴム２０の平均厚みｍの１００％を超え１１０％以下の厚みであることが望ましい。またショルダー陸部２３のタイヤ幅方向内側の端部Ｑにおけるトレッドゴム２０の厚みｎは、メディエイト陸部２４におけるトレッドゴム２０の平均厚みｍ以下であることが望ましい。さらに、ショルダー陸部２３のうち、タイヤ幅方向に一番短いベルトである第２ベルト１５（第１ベルト１４が第２ベルト１５よりもタイヤ幅方向に短い場合は第１ベルト１４）のタイヤ幅方向端部Ｓからショルダー陸部２３のタイヤ幅方向内側の端部Ｑまでのタイヤ幅方向の距離ｕに対して、第２ベルト１５のタイヤ幅方向端部Ｓから２０％未満の距離内の領域ｖに関しては、トレッドゴム２０の厚みがメディエイト陸部２４におけるトレッドゴム２０の平均厚みｍ以下であることが望ましい。

トレッドゴム２０が一番厚くなっている位置である前記所定位置Ｐはショルダー陸部２３の幅方向の中央付近にあることが望ましい。具体的には、タイヤ幅方向に一番短いベルトである第２ベルト１５（第１ベルト１４が第２ベルト１５よりもタイヤ幅方向に短い場合は第１ベルト１４）のタイヤ幅方向端部Ｓから前記所定位置Ｐまでのタイヤ幅方向の距離ｔが、第２ベルト１５のタイヤ幅方向端部Ｓからショルダー陸部２３のタイヤ幅方向内側の端部Ｑまでのタイヤ幅方向の距離ｕに対して、２０％以上６０％以下の距離であることが望ましい。

以上のようなトレッドゴム２０の厚みのタイヤ幅方向の変化の仕方は、ショルダー陸部２３のタイヤ周方向のいずれの位置においても同じである。

なおトレッドゴム２０の厚みは次の方法により確認することができる。まず、タイヤをタイヤ幅方向及びタイヤ径方向に平行にカットしカットサンプルを作成する。必要に応じてカットサンプルのカット面をバフ研磨等で滑らかにする。次にカットサンプルのビード部を正規リムのリム幅に合わせると共に、カットサンプルの形状をタイヤに正規内圧を充填したときの形状に合わせる。その状態で、トレッドゴム２０とそれに接している部材（本実施形態の場合はベルト補強層１６）との境界からタイヤ接地面までの長さを、前記部材（本実施形態の場合はベルト補強層１６）の法線方向に測定し、トレッドゴム２０の厚みとする。ここで、カットサンプルのカット面におけるトレッドゴム２０とベルト補強層１６との境界は、ベルト補強層１６のコードのタイヤ接地面側の端部を結ぶ曲線で表すことができる。

本実施形態では、以上のように、ショルダー陸部２３の所定位置Ｐにおいて、トレッドゴム２０がメディエイト陸部２４におけるトレッドゴム２０の平均厚みｍよりも厚くなっているため、ショルダー陸部２３の接地面がタイヤ周方向に長くなり、そのぶんショルダー陸部２３の接地面積が広くなる。そのためショルダー陸部２３にかかる接地圧が低くなり、空気入りタイヤ１０の制動性能が向上する。しかも、ショルダー陸部２３全体をタイヤ径方向外側へ突出させる場合と比較して、空気入りタイヤ１０に使用されるトレッドゴム２０のゴム量が増えていないため、タイヤの転がり抵抗が大幅に悪化するおそれが無い。

特に、ショルダー陸部２３のタイヤ幅方向内側の端部Ｑにおけるトレッドゴム２０の厚みｎが、メディエイト陸部２４におけるトレッドゴム２０の平均厚みｍ以下の厚みであれば、空気入りタイヤ１０に使用されるトレッドゴム２０のゴム量が抑えられ、タイヤの転がり抵抗が大幅に悪化するおそれが無い。

また、タイヤ幅方向に一番短いベルトである第２ベルト１５の端部Ｓからトレッドゴム２０が一番厚い所定位置Ｐまでのタイヤ幅方向の長さｔが、前記端部Ｓからショルダー陸部２３のタイヤ幅方向内側の端部Ｑまでのタイヤ幅方向の長さｕの２０％以上６０％以下の長さであれば、他に問題を生じさせることなくショルダー陸部２３全体のタイヤ周方向の接地長が長くなる。前記長さｔが前記長さｕの６０％を超える場合は、ショルダー陸部２３のタイヤ幅方向外側の接地長が十分に伸びないおそれがある。また前記長さｔが前記長さｕの２０％未満の場合は、接地面に剛性差が出易い第２ベルト１５の端部Ｓ付近の部分が主に接地することになるため、偏摩耗が発生し易くなるおそれがある。

また、所定位置Ｐにおけるトレッドゴム２０の厚みｌが、メディエイト陸部２４におけるトレッドゴム２０の平均厚みｍの１１０％以下の厚みであれば、空気入りタイヤ１０に使用されるトレッドゴム２０のゴム量が大幅に増えてタイヤの転がり抵抗が大幅に悪化するおそれが無い。

以上の実施形態に対して、発明の要旨を逸脱しない範囲で、様々な変更、置換、省略等を行うことができる。例えば、主溝が２本しか無くセンター陸部とショルダー陸部しか存在しない場合は、ショルダー陸部のタイヤ幅方向内側の端部よりタイヤ幅方向外側に、トレッドゴムの厚みが、センター陸部におけるトレッドゴムの平均厚みより厚い位置があれば良い。

比較例及び実施例のタイヤの転がり抵抗係数（ＲＲＣ）及び制動性能を評価した。比較例及び実施例のタイヤは、トレッドゴムの厚みを除いて、図１の空気入りタイヤ１０と同じ構造を有する。つまり、比較例及び実施例のタイヤは、全て、４本の主溝を有し、センター陸部、メディエイト陸部、ショルダー陸部を有する。また上記実施形態の空気入りタイヤ１０と同様に、いずれのタイヤもタイヤ径方向内側の第１ベルトとタイヤ径方向外側の第２ベルトとを有し、第２ベルトが第１ベルトよりもタイヤ幅方向に短い。タイヤのサイズはいずれも２０５／６０Ｒ１６とする。

比較例及び実施例のタイヤのトレッドゴムの厚みに関する特徴は表１の通りである。表１ではトレッドゴムの厚みが指数で表されている。指数が大きいほど厚いことを示している。

比較例１のタイヤは、そのトレッドゴムの厚みが、溝の部分を除き、タイヤ幅方向中央で最も厚く、タイヤ幅方向外側に向かって徐々に薄くなっているものである。このようなトレッドゴムの厚みの変化の仕方は従来からあるものである。また、比較例２のタイヤは、そのトレッドゴムの厚みが、溝の部分を除き、タイヤ幅方向に均一になっているものである。なお、表１における比較例１及び比較例２の「ショルダー陸部の所定位置でのトレッドゴムの厚み」とは、ショルダー陸部の幅方向中央位置でのトレッドゴムの厚みのことである。

一方、実施例１〜３のタイヤでは、上記実施形態と同様に、ショルダー陸部の所定位置においてドレッドゴムが一番厚くなっている。メディエイト陸部でのトレッドゴムの平均厚みに対し、ショルダー陸部の前記所定位置でのトレッドゴムの厚みが厚く、ショルダー陸部のタイヤ幅方向内側端部でのトレッドゴムの厚みが薄くなっている。第２ベルトのタイヤ幅方向端部から前記所定位置までのタイヤ幅方向の距離（図１の距離ｔに相当する距離）の、第２ベルトのタイヤ幅方向端部からショルダー陸部のタイヤ幅方向内側端部までのタイヤ幅方向の距離（図１の距離ｕに相当する距離）に対する割合（表１ではｔ／ｕと表記）は、実施例１〜３で表１に記載のように異なる。

評価方法は次の通りである。
転がり抵抗係数：ＪＩＳ Ｄ４２３４に準拠した転がり抵抗試験を実施し、転がり抵抗係数を求め指数化した。指数が小さいほど転がり抵抗係数が小さい。
制動性能：タイヤを実車に装着し、走行速度を１００ｋｍ／ｈから０ｋｍ／ｈに落としたときの制動距離を測定し、指数化した。指数が大きいほど制動性能に優れている。

評価結果は表１の通りである。実施例１〜３のタイヤは、従来のタイヤと比較して制動性能に優れるにもかかわらず転がり抵抗係数が極端に大きくなっておらず、転がり抵抗と制動性能とが両立している。

１０…空気入りタイヤ、１１…ビードコア、１２…ビードフィラー、１３…カーカス、１４…第１ベルト、１５…第２ベルト、１６…ベルト補強層、１７…サイドウォールゴム、１８…インナーライナー、２０…トレッドゴム、２１…主溝、２２…センター陸部、２３…ショルダー陸部、２４…メディエイト陸部

Claims (3)

1. 少なくともタイヤ幅方向両側のショルダー陸部とそのタイヤ幅方向内側の陸部とが形成された空気入りタイヤにおいて、
   前記ショルダー陸部内であって前記ショルダー陸部のタイヤ幅方向内側の端部よりタイヤ幅方向外側の位置で、トレッドゴムの厚みが、前記タイヤ幅方向内側の陸部におけるトレッドゴムの平均厚みより厚くなっている、空気入りタイヤ。
2. 前記ショルダー陸部のタイヤ幅方向内側の端部におけるトレッドゴムの厚みが、前記タイヤ幅方向内側の陸部におけるトレッドゴムの平均厚み以下の厚みである、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. トレッドゴムよりタイヤ径方向内側に１又は２以上のベルトが設けられ、タイヤ幅方向に一番短いベルトの端部から前記ショルダー陸部におけるトレッドゴムの一番厚い位置までのタイヤ幅方向の長さが、前記のタイヤ幅方向に一番短いベルトの端部から前記ショルダー陸部のタイヤ幅方向内側の端部までのタイヤ幅方向の長さの、２０％以上６０％以下の長さである、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。

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