JP4872066B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、トレッド部を、タイヤ赤道を含んでタイヤ周方向に延びる幅方向中央部と、幅方向中央部を挟む一対の幅方向側方部と、に区分する主溝を備える空気入りタイヤに関する。

一般に、空気入りタイヤに要求される性能は、低燃費性能（低い転がり抵抗）、ドライ性能、及び制動性能等多岐にわたり、これらの性能を満足させるべく様々な空気入りタイヤが提案されている。

上記性能の中で、転がり抵抗を低減するためには、接地長が長く転がり抵抗を大きくする部位、すなわちトレッド部の幅方向中央部での転がり抵抗を低減することが有効である。

例えば下記特許文献１では、トレッド部にタイヤ赤道を含んでタイヤ周方向に延びる環状溝部を備える空気入りタイヤが記載されている。かかる構成の空気入りタイヤでは、接地長が短くなるため転がり抵抗が低減すると考えられるが、その一方で接地面積が小さくなるために、ドライ性能及び制動性能が悪化する恐れがある。このように接地長との関係においては、転がり抵抗の低減と、ドライ性能及び制動性能の向上とは二律背反する関係にある。

また、下記特許文献２及び３では、トレッド部の幅方向中央部の踏面が、規定空気圧充填下において一対の幅方向側方部の主溝側踏面端を結ぶ踏面仮想線よりもタイヤ径方向内側に配置され、かつ、さらに規定荷重を負荷した状態にて路面に接地する空気入りタイヤが提案されている。

かかる空気入りタイヤでは、車両走行時にトレッド部の幅方向中央部の踏面が路面と接地するものの、接地長が短くなるために、転がり抵抗は低減すると考えられる。しかし、特に空気入りタイヤが新品である場合、すなわち幅方向側方部での摩耗が少なく、踏面仮想線から幅方向中央部の踏面までのタイヤ径方向距離が確保された状態では、トレッド部の幅方向中央部での充分な接地性が得られ難く、下記特許文献１と同様にドライ性能及び制動性能が悪化するという問題がある。

さらに、下記特許文献２及び３に記載の空気入りタイヤでは、空気圧が低い場合にトレッド部での変形が大きく、トレッド部の幅方向中央部での接地長が長くなるため転がり抵抗が大きくなる、即ち、転がり抵抗に対するタイヤ空気圧の依存性が大きいという問題があった。
特開平５−９２７０７号公報 特開平７−１４９１１３号公報 特開平９−５８２１５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、転がり抵抗を低減しつつ、ドライ性能及び制動性能を向上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、トレッド部を、タイヤ赤道を含んでタイヤ周方向に延びる幅方向中央部と、前記幅方向中央部を挟む一対の幅方向側方部と、に区分する主溝を備える空気入りタイヤにおいて、前記幅方向中央部が、規定空気圧充填下にて一対の前記幅方向側方部の前記主溝側踏面端を結ぶ踏面仮想線よりもタイヤ径方向内側に踏面が配置され、かつ、さらに規定荷重を負荷した状態にて路面に接地する凹部と、規定空気圧充填下にて踏面が前記踏面仮想線と一致する凸部とを備え、前記凹部及び前記凸部が幅方向に互いに隣接してタイヤ周方向に延びることを特徴とする。

本発明の空気入りタイヤでは、トレッド部の幅方向中央部が上記の如き凹部を備えることにより、車両走行時にトレッド接地面での接地長が短くなり、転がり抵抗を低減できる。さらに、トレッド部の幅方向中央部が上記の如き凸部を備えることにより、特に空気入りタイヤが新品である場合であっても、幅方向中央部での充分な接地性が確保され、ドライ性能及び制動性能を良好にすることができる。以上のように、本発明によれば、転がり抵抗を抑制しつつ、ドライ性能及び制動性能を向上することができる。

さらに、本発明の空気入りタイヤによれば、タイヤの空気圧が低い場合でも、凸部が路面と接地してトレッド部の幅方向中央部に加わる荷重を支持するため、トレッド部での変形を好適に抑制して、トレッド部の幅方向中央部での接地長の増大を抑制することができる。このため、転がり抵抗に対するタイヤ空気圧の依存性が低く、長期間の使用後においても転がり抵抗を低く維持できる。

上記において、前記凸部がタイヤ赤道を含んでタイヤ周方向に延びるものであることが好ましい。かかる構成によれば、タイヤ赤道にて幅方向中央部の踏面が踏面仮想線と一致するため、幅方向中央部での充分な接地性が確保でき、ドライ性能及び制動性能がより効果的に向上する。

上記において、前記凹部の踏面総幅をＷ１、前記凸部の踏面総幅をＷ２、前記幅方向中央部の踏面幅をＷとした場合に、０．０５≦Ｗ１／Ｗ≦０．８かつＷ１＋Ｗ２＝Ｗであることが好ましい。Ｗ１／Ｗが０．０５未満であると、凹部の踏面総幅が小さくなるため、トレッド接地面での接地長を短くすることにより転がり抵抗を低減するという効果が充分に得られない傾向にある。一方、Ｗ１／Ｗが０．８を超えると、凸部の踏面総幅が小さく、接地性が充分に確保されなくなるため、ドライ性能及び制動性能が低下する傾向にある。

上記において、前記踏面仮想線から前記凹部の踏面までのタイヤ径方向距離をＬ、前記主溝の深さをＨとした場合に、０．０３≦Ｌ／Ｈ≦０．５であることが好ましい。Ｌ／Ｈが０．０３未満であると、踏面仮想線から凹部の踏面までのタイヤ径方向距離が不足するため、トレッド接地面での接地長を短くすることにより転がり抵抗を低減するという効果が充分に得られない傾向にある。一方、Ｌ／Ｈが０．５を超えると、凹部が規定荷重を負荷した状態においても路面と接地し難くなり、接地面積が小さくなるため、ドライ性能及び制動性能が低下する傾向にある。

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、本発明に係る空気入りタイヤの一例を概略的に示したタイヤ子午線断面図である。

この空気入りタイヤには、図１に示すように、トレッド部１を、タイヤ赤道Ｃを含んでタイヤ周方向に延びる幅方向中央部２と、幅方向中央部２を挟む一対の幅方向側方部３と、に区分する主溝４が備えられている。

ここで、本発明における空気入りタイヤのトレッドパターンは、リブタイプ、ブロックタイプ又はラグタイプ等、特に限定することなく適用可能である。また、図１においては、トレッド部１に、タイヤ赤道Ｃを挟んでタイヤ周方向に延びる２本の主溝４を設けた空気入りタイヤを示すが、主溝の数は２本に限定されるわけではなく、さらに幅方向側方部３にタイヤ周方向に延びる主溝を設けてもよい。

幅方向中央部２は、規定空気圧充填下にて一対の幅方向側方部３の主溝４側踏面端３ｅを結ぶ踏面仮想線５よりもタイヤ径方向内側に踏面６Ｗが配置され、かつ、さらに規定荷重を負荷した状態にて路面に接地する凹部６と、規定空気圧充填下にて踏面７Ｗが踏面仮想線５と一致する凸部７とを備え、凹部６及び凸部７が幅方向に互いに隣接してタイヤ周方向に延びるものである。

かかる構成によれば、トレッド部１の幅方向中央部２が上記の如き凹部６を備えることにより、車両走行時にトレッド接地面での接地長が短くなり、転がり抵抗を低減できる。さらに、トレッド部１の幅方向中央部２が上記の如き凸部７を備えることにより、特に空気入りタイヤが新品である場合であっても、幅方向中央部２での充分な接地性が確保され、ドライ性能及び制動性能を良好にすることができる。以上のように、本発明によれば、転がり抵抗を抑制しつつ、ドライ性能及び制動性能を向上することが可能となる。

さらに、タイヤの空気圧が低い場合でも、凸部７が路面と接地してトレッド部１の幅方向中央部２に加わる荷重を支持するため、トレッド部１での変形を好適に抑制して、トレッド部１の幅方向中央部２での接地長の増大を抑制することができる。このため、転がり抵抗に対するタイヤ空気圧の依存性が低く、長期間の使用後においても転がり抵抗を低く維持できる。

ここで、「規定空気圧」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表“ＴＩＲＥ ＬＯＡＤ ＬＩＭＩＴＳ ＡＴ ＶＡＲＩＯＵＳ ＣＯＬＤ ＩＮＦＬＡＴＩＯＮ ＰＲＥＳＳＵＲＥＳ”に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば“ＩＮＦＬＡＴＩＯＮ ＰＲＥＳＳＵＲＥ”であるが、タイヤが乗用車用である場合には１８０ＫＰａとする。

また、「規定荷重」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば最大負荷能力、ＴＲＡであれば表“ＴＩＲＥ ＬＯＡＤ ＬＩＭＩＴＳ ＡＴ ＶＡＲＩＯＵＳ ＣＯＬＤ ＩＮＦＬＡＴＩＯＮ ＰＲＥＳＳＵＲＥＳ”に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば“ＬＯＡＤ ＣＡＰＡＣＩＴＹ”であるが、タイヤが乗用車用であるときには内圧１８０ＫＰａの対応荷重の８５％とする。

幅方向中央部２が備える凸部７の位置は特に限定されるものではないが、凸部７がタイヤ赤道Ｃを含んでタイヤ周方向に延びるものであることが好ましい。これにより、タイヤ赤道Ｃにて幅方向中央部２の踏面が踏面仮想線５と一致するため、幅方向中央部２での充分な接地性が確保でき、ドライ性能及び制動性能がより効果的に向上する。本実施形態では、凸部７の幅方向両側に踏面幅が等しい一対の凹部６が設けられた例を示す。

また、凹部６の踏面総幅をＷ１、凸部７の踏面総幅をＷ２、幅方向中央部２の踏面幅をＷとした場合に、０．０５≦Ｗ１／Ｗ≦０．８かつＷ１＋Ｗ２＝Ｗであると、凹部６及び凸部７の上述した作用効果が好適に発揮される。これにより、転がり抵抗を抑制しつつ、ドライ性能及び制動性能をより効果的に向上することができる。

また、踏面仮想線５から凹部６の踏面６Ｗまでのタイヤ径方向距離をＬ、主溝４の深さをＨとした場合に、０．０３≦Ｌ／Ｈ≦０．５であると、凹部６の上述した作用効果が好適に発揮される。これにより、転がり抵抗を抑制しつつ、ドライ性能及び制動性能をより効果的に向上することができる。

さらに、トレッド部１の接地幅をＷｔ、前記幅方向中央部２の踏面幅をＷとした場合に、０．１５≦Ｗ／Ｗｔ≦０．４５であると、上述した作用効果が得られるよう、幅方向中央部２の踏面幅が適切に設定される。

ここで、「接地幅」とは、接地端間のタイヤ軸方向距離である。「接地端」とは、規定空気圧を充填した状態でタイヤを平面に垂直に置き、規定荷重を加えたときの平面路面に接地するタイヤ軸方向の最外位置を指す。

［他の実施形態］
前述の実施形態においては、幅方向中央部２が備える凸部７がタイヤ赤道Ｃを含んでタイヤ周方向に延びるものである場合を例示したが、本発明はこれに限られず、図２に示すように幅方向中央部２に備えられた凹部６がタイヤ赤道Ｃを含んでタイヤ周方向に延びるものであってもよい。かかる構成によっても、転がり抵抗を抑制しつつ、ドライ性能及び制動性能を向上することができる。

以下、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。なお、実施例等における評価項目は下記のようにして測定を行った。

（１）転がり抵抗
ドラム走行試験にて測定した転がり抵抗を指数評価した。従来例１の場合を１００とし、指数が大きいほど転がり抵抗が大きいことを示す。尚、走行条件は、ドラム径＝１．７ｍ、キャンバー角＝０°、空気圧＝２３０ｋＰａ、速度＝８０ｋｍ／ｈ、荷重＝５００Ｎとした。

（２）制動性能
タイヤを装着した実車（国産車）の走行速度を１００ｋｍ／ｈから０ｋｍ／ｈに落としたときの乾燥路での停止距離を測定し、指数評価を行った。従来例１の場合を１００とし、指数が大きいほど、制動性能に優れていることを示す。

（３）ドライ性能
実車（国産車）の全輪にタイヤを装着し、車指定の空気圧にて乾燥路を走行し、直進走行や旋回走行、制動等を実施して、ドライバーの官能試験により評価した。なお、評価は１００点満点とし、数値が大きいほどドライ性能に優れていることを示す。

実施例１
図１に示す構造の空気入りタイヤ（タイヤサイズ：２１５／６０Ｒ１６）を作製し、上記の評価を行った。主溝４の深さＨは８．５ｍｍ、踏面仮想線５から凹部６の踏面６Ｗまでのタイヤ径方向距離Ｌは３ｍｍであり、凹部６の踏面総幅Ｗ１は２０ｍｍ、凸部７の踏面総幅Ｗ２は１０ｍｍ、トレッド部１の接地幅Ｗｔは１６９ｍｍである。

実施例２
凹部６の踏面総幅Ｗ１を３０ｍｍ、凸部７の踏面総幅Ｗ２を１０ｍｍに変更したこと以外は、実施例１と同様のトレッドパターン及び同様の構成を備える空気入りタイヤを作製し、評価を行った。

従来例１
図３に示すように、幅方向中央部２Ａの踏面の全面が規定空気圧充填下にて踏面仮想線５と一致すること以外は、実施例１と同様のトレッドパターン及び同様の構成を備える空気入りタイヤを作製し、評価を行った。

従来例２〜３
図４に示すように、幅方向中央部２Ｂの踏面の全面が規定空気圧充填下にて踏面仮想線５よりもタイヤ径方向内側に配置され、かつ、さらに規定荷重を負荷した状態にて路面に接地してタイヤ周方向に延びるものであること以外は、実施例１と同様のトレッドパターン及び同様の構成を備える空気入りタイヤを作製し、評価を行った。従来例２〜３における踏面仮想線５から幅方向中央部２Ｂの踏面までのタイヤ径方向距離ＬＢは３ｍｍであり、幅方向中央部２Ｂの踏面幅は２０ｍｍ、従来例３における幅方向中央部２Ｂの踏面幅は４０ｍｍである。その結果を表１に示す。

表１の結果から、実施例１では、同じ踏面幅の幅方向中央部２Ｂを設けた従来例２に比べて、転がり抵抗を維持しながら制動性能及びドライ性能が著しく向上している。また、従来例１の空気入りタイヤと比べても、制動性能及びドライ性能を維持しながら、転がり抵抗が低減している。また、実施例２においても、同じ踏面幅の幅方向中央部２Ｂを設けた従来例３に比べて、転がり抵抗を維持しながら制動性能及びドライ性能が著しく向上している。このように、実施例１及び２の空気入りタイヤは、従来例１〜３の空気入りタイヤに比べて、転がり抵抗を低減しつつ、ドライ性能及び制動性能を向上できていることがわかる。

本発明に係る空気入りタイヤの一例を概略的に示したタイヤ子午線断面図 本発明に係る空気入りタイヤの一例を概略的に示したタイヤ子午線断面図 従来の空気入りタイヤの一例を概略的に示したタイヤ子午線断面図 従来の空気入りタイヤの一例を概略的に示したタイヤ子午線断面図

符号の説明

１ トレッド部
２ 幅方向中央部
３ 幅方向側方部
３ｅ 幅方向側方部の主溝側踏面端
４ 主溝
５ 踏面仮想線
６ 凹部
６ｗ 凹部踏面
７ 凸部
７ｗ 凸部踏面
Ｃ タイヤ赤道
Ｗ１ 凹部の踏面総幅
Ｗ２ 凸部の踏面総幅
Ｗ 幅方向中央部の踏面幅
Ｌ 踏面仮想線から凹部の踏面までのタイヤ径方向距離
Ｈ 主溝の深さ

Claims (4)

1. トレッド部を、タイヤ赤道を含んでタイヤ周方向に延びる幅方向中央部と、前記幅方向中央部を挟む一対の幅方向側方部と、に区分する主溝を備える空気入りタイヤにおいて、
   前記幅方向中央部が、
   規定空気圧充填下にて一対の前記幅方向側方部の前記主溝側踏面端を結ぶ踏面仮想線よりもタイヤ径方向内側に踏面が配置され、かつ、さらに規定荷重を負荷した状態にて路面に接地する凹部と、
   規定空気圧充填下にて踏面が前記踏面仮想線と一致する凸部とを備え、
   前記凹部及び前記凸部が幅方向に互いに隣接してタイヤ周方向に延びることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記凸部がタイヤ赤道を含んでタイヤ周方向に延びるものである請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記凹部の踏面総幅をＷ１、前記凸部の踏面総幅をＷ２、前記幅方向中央部の踏面幅をＷとした場合に、０．０５≦Ｗ１／Ｗ≦０．８かつＷ１＋Ｗ２＝Ｗである請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記踏面仮想線から前記凹部の踏面までのタイヤ径方向距離をＬ、前記主溝の深さをＨとした場合に、０．０３≦Ｌ／Ｈ≦０．５である請求項１〜３いずれか１項記載の空気入りタイヤ。

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