JPH09193614A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 タイヤの、耐久性、耐偏摩耗性などの他の性
能を犠牲にすることなしに、転がり抵抗を有効に低減さ
せる。 【解決手段】 一対のビード部１と、それらのビード部
１から半径方向外方へ延びるそれぞれのサイドウォール
部２と、両サイドウォール部間にトロイド状に延びるト
レッド部３とを具えるものにおいて、トレッド部３に形
成された、適宜の平面輪郭形状のショルダーブロック１
１の、タイヤ周方向の中央部分に、それのほぼ接地端位
置Ｅからサイドウォール部側の端縁位置までタイヤ幅方
向に延びる窪み部１２を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、乗用車用タイヤ
およびトラック・バス用タイヤとして用いられて転がり
抵抗の有効なる低減をもたらす空気入りタイヤに関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】タイヤの転がり抵抗は、たとえば、車両
の燃費に大きな影響を与える他、省資源および、地球の
環境保全等にもまた重大な影響を及ぼすことから、従来
より、タイヤの転がり抵抗の低下をもたらすべく各種の
技術が提案されている。

【０００３】たとえば、特開昭５８−１６１６０３号公
報に記載された従来技術は、カーカスの放射面プロファ
イルを変化させることによって、タイヤの転動に伴う応
力・歪サイクルにより消費されるエネルギーを低減させ
て、タイヤの転がり抵抗を低下させるものであり、ま
た、特開平４−２７６０４号公報および特開平４−２１
８４１３号公報に記載されたものはそれぞれ、バットレ
ス部に環状溝を設けること、およびサイドウォール部に
環状凹みを設けることによってタイヤの転がり抵抗を低
下させるものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、これらの従
来技術のうち、カーカスの放射面プロファイルを変化さ
せるものにあっては、カーカスラインを設計目標に合致
させなければ効果が発揮されないために、製造上の種々
の検討が必要であって、実用化が困難である。しかも、
転がり抵抗（以下ＲＲ）の影響が最も大きいトレッド部
の改良がされていないため、その効果も自ずから限界が
ある。また、バットレス部に環状溝を設けるものにあっ
ては、負荷転動時の変形の大きいバットレス部の歪が増
大し、亀裂の発生及び亀裂の成長性が増加してしまい、
そのバットレス部の耐久性の低下が余儀なくされ、そし
てさらに、サイドウォール部に環状凹みを設けるものに
あっては、サイド部に局所的にゴムゲージの薄い箇所が
存在するため、上記同様の耐久性の低下及び、縁石こす
れなどによる外傷からの耐久性の低下も免れない。

【０００５】なおこの一方で、タイヤの構成各部の消費
エネルギーは、特開昭５８−１６１６０３号公報にも記
載されているように、ビード部およびサイドウォール部
に比して、トレッド部でとくに大きくなることから、そ
のトレッド部での消費エネルギーを直接的に小ならしめ
るべく、トレッドゴムとして、ヒステリシスロスの小さ
い材料を選択したり、トレッドゴムの厚みを全体的に薄
くしたりすることも提案されているが、これによれば、
タイヤの、低転がり抵抗以外の性能、たとえば、耐偏摩
耗性能、ウェット性能等が悪化するという問題があっ
た。

【０００６】この発明は、従来技術の有するこのような
問題点をことごとく解決することを課題として検討した
結果なされたものであり、この発明の空気入りタイヤ
は、ＲＲに直接的な大きな影響を及ぼすトレッド部に目
を向け、他性能の悪化をもたらすトレッドゴム質の変更
なしに、大きな低ＲＲ化を狙うものである。また、従来
にあった、バットレス部、サイドウォール部の周上一様
の凹部を設けることによる耐久性の低下をもたす懸念が
有りながら、作用が小さいのに対して、耐久性を低下さ
せずにより大きな低ＲＲ化を計るものである。また、ト
レッド部分に直接凹部を施すことで、ボリューム低下も
はかられ、この点からも低ＲＲに大きく作用する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】この発明は、タイヤの負
荷転動に際して消費エネルギーの最も大きいタイヤ構成
部分は、前述したようにトレッド部となるが、なかで
も、トレッドショルダー部でのそれがとくに大きくなる
との新たな知見に基づいてなされたものであり、この発
明の空気入りタイヤは、一対のビード部と、それらのビ
ード部から半径方向外方へ延びるそれぞれのサイドウォ
ール部と、両サイドウォール部間にトロイド状に延びる
トレッド部とを具えるものにおいて、トレッド部に形成
された、適宜の平面輪郭形状のショルダーブロックの、
タイヤ周方向の中央部分に、それのほぼ接地端位置から
サイドウォール部側の端縁位置までタイヤ幅方向に延び
る窪み部を設けたものである。

【０００８】なおここで、窪み部の形成始端につき、
「ほぼ接地端位置」とするのは、タイヤの使用条件が特
定される場合には、「接地端位置」とすることが可能で
あるも、現実には、タイヤは「ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ
ＢＯＯＫ」に規定されているように、適用内圧および適
用荷重のそれぞれにつき、一定の適正範囲があり、その
範囲内で接地端位置が微妙に変化するが故に、その接地
端位置は、同一のタイヤにおいてなお、一律に定め得な
い点を考慮したものである。

【０００９】このような空気入りタイヤにおいて、好ま
しくは、窪み部の最大深さを、その最大深さ位置の元の
タイヤ厚みの１０〜６５％の範囲とし、また好ましく
は、窪み部の、各位置での幅を、それの形成位置におけ
るタイヤ周方向ブロック幅の３０〜５０％の範囲とす
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】この発明は、従来の一般的なラジ
アルおよびバイアス構造の、乗用車用タイヤの他、トラ
ック・バス用タイヤにもそのまま適用することができ、
また、一般タイヤのカーカスの、放射面プロファイルは
もちろん、プライ数等の構造、ベルトの、ベルト層数を
含む各種構造その他にいささかの変更をも要することな
く適用することができるものである。

【００１１】図１に示す、タイヤ半径方向の要部断面図
において、１は一方のビード部を、２は、そのビード部
１から半径方向外方へ延びるそれぞれのサイドウォール
部をそれぞれ示し、そして３は、両サイドウォール部間
にトロイド状に延びるトレッド部を示す。

【００１２】またここでは、骨組補強層としてのカーカ
ス４を構成する二枚のカーカスプライ５のそれぞれの側
端部分を、ビード部１に埋設したビードコア６の周り
で、内側から外側へ巻上げるとともに、そのビードコア
６の半径方向外周側で、カーカス４の本体部分４ａと巻
上げ端部分４ｂとの間にビードフィラ７を配設する。さ
らに、カーカス４のクラン部の外周側に、二層のベルト
層８ａからなるベルト８を設ける。

【００１３】このような補強構造を有するタイヤのトレ
ッド部表面には、図２に展開図で例示するように、タイ
ヤの周方向に連続して直線状に延びる複数本、図では四
本の周方向溝９と、タイヤの幅方向に連続してこれも直
線状に延び、タイヤ周方向に所定の間隔をおいて位置す
る幅方向溝１０とをそれぞれ設け、これらのそれぞれ溝
９，１０により、トレッド部３に、平面輪郭形状が方形
をなすそれぞれのブロックからなるブロックパターンを
形成する。

【００１４】図では、このようにして画成されるそれぞ
れのブロックのうち、タイヤの、特定の使用条件の下で
の接地端位置Ｅを横切って位置する、ともにほぼ同一寸
法のそれぞれのショルダーブロック１１に、それのタイ
ヤ周方向の中央部分で、接地端位置Ｅからサイドウォー
ル部側の端縁位置までタイヤ幅方向に延びる窪み部１２
を設ける。ここでこの窪み部１２は、図１に示すよう
に、それの長さ方向のほぼ中央部分で最も深くなり、そ
れの両端部に向けて次第に浅くなる。

【００１５】このように構成してなるタイヤの、負荷転
動時の変形挙動等を、図３に模式的に示すところに従っ
て以下に説明する。タイヤの負荷転動に当って、図に仮
想線で示すタイヤが、図の実線位置まで弾性変形したと
すると、タイヤのサイドウォール部２に大きな撓み変形
が生じ、これにより、そのサイドウォール部２の半径方
向外端部分には、図に矢印Ａで示すような、トレッド部
側に向く変形が生じる一方、トレッド部３には、それが
路面によって平坦に押し潰されることに起因して、その
トレッド部３の側端部分がサイドウォール部側へ逃げる
方向の、図に矢印Ｂで示すような変形が生じる。

【００１６】このようなそれぞれの変形に起因して、従
来の一般的なタイヤでは、トレッドショルダー部の、断
面内でのせん断変形が増して、消費エネルギーの増加、
いいかえればヒステリシスロスの増加をもたらすことに
なり、しかも、その変形の集中が、トレッドショルダー
部の接地圧の増加に起因する偏摩耗をももたらすことに
なる。なおここで、この作用はトレッドのＲＲの寄与と
して高く、それの約２／３近くをしめる。

【００１７】この一方で、この発明によれば、上述した
ようなそれぞれの方向の変形に対し、ショルダーブロッ
ク１１への窪み部１２の形成に基づき、トレッドショル
ダー部に生じる変形をその窪み部１２で主に吸収するこ
とで、ショルダー部の他の部分の断面内せん断歪を十分
小ならしめることができ、これによって、ヒステリシス
ロスを有効に低減させることができる。また、ショルダ
ーブロック１１は、上述のような変形の集中に際して、
窪み部１２の形成部分にてとくに大きく変形して、トレ
ッドショルダー部での接地圧の増加を効果的に抑制する
ので、そのショルダー部への偏摩耗の発生を十分に防止
することができる。

【００１８】しかも、ショルダーブロック１１の窪み部
１２の形成は、トレッド部３のゴムボリュームの低減を
もたらし、これによって、トレッド部３のトータル変形
量が低減される他、タイヤ重量が低減されるので、これ
らのことによってもまた、タイヤの転がり抵抗が改善さ
れることになる。

【００１９】このようにここではショルダーブロック１
１に窪み部１２を形成することにより、トレッド部のゴ
ム質を変更すること、トレッド部のゴム厚みを全体的に
薄くすることなどに起因する摩耗状態の悪化をもたらす
ことなく、タイヤの転がり抵抗を大きく低下させること
ができる。しかも、ここではトレッド部３の、ベルト端
近傍部分に窪み部１２を形成することから、ゴム厚みが
最も薄いバットレス部分ではなく、ゴム厚みの厚いトレ
ッドショルダー部を薄くすることで、バットレス部に環
状溝を設ける従来技術のように、耐久性の問題を生じる
こともなく、また、サイドウォール部に環状凹みを設け
る従来技術のような、縁石カット、歪集中によるクラッ
クの発生および成長という問題を生じることもない。

【００２０】そしてさらに、ここではカーカスプロファ
イルに何の変更をも加えていないことから、製造上の特
別の検討も必要ない。

【００２１】なおここで、窪み部１２の横断面形状は、
図４に例示するようなコ字状、拡開壁状、曲線状などと
することの他、Ｕ字状、Ｖ字状その他の形状とすること
もできる。

【００２２】ところで、かかるタイヤにおいて、より好
ましくは、窪み部１２の最大深さｄを、その最大深さ位
置の元のタイヤ厚みＴの１０〜６５％とすることによっ
て、サイドからの変形を大きく吸収して、ショルダー部
の断面内せん断変形をおさえることが可能である。すな
わち、それが１０％未満では、サイドからの変形を吸収
しきれずに、効果が小さく、この一方で６５％を越える
と、歪の大きいベルト端部分に近づきすぎて、ベルト端
部のセパレーションと結びついて耐久性に問題が生じて
しまう。

【００２３】そしてまた好ましくは、窪み部１２の、各
位置での幅（図では均一幅ｗである。）を、それの形成
位置におけるタイヤ周方向ブロック幅（図では均一幅Ｗ
である。）の３０〜５０％とすることによって、ショル
ダー部のブロック部分の変形を大きくおさえて低ＲＲ化
が達成される。いいかえれば、３０％未満では、ショル
ダー部分の変形を充分抑えることができず、効果が少な
く、５０％を越えると、ブロック剛性が小さくなって、
サイドからの変形はおさえるが、接地圧方向に対する圧
縮変形が大きくなってむしろ歪が増加して、低ＲＲ化さ
れなくなる。

【００２４】以上各個のショルダーブロック１１に窪み
部１２を形成する場合について説明したが、周方向に間
隔をおいて位置するブロックの寸法に、二種類以上の種
類がある場合には、それらの相対寸法との関連におい
て、たとえば、最も大きいショルダーブロックもしく
は、大および中のショルダーブロックだけに窪み部を形
成することもでき、このことによってもまた、上述した
ところとほぼ同様の作用効果をもたらすことができる。

【００２５】また、図５に例示するように、ショルダー
ブロック２１の向きが、それらの周方向位置によって相
互に相違する場合には、ショルダーブロック２１の偏摩
耗、操安性の悪化等を考慮して、一定の方向に向くブロ
ックだけに窪み部２２を形成することもでき、このこと
は、ショルダーブロックが、タイヤ周方向で、二個もし
くは三個毎等に向きを変える場合にも同様である。

【００２６】そして、これらのことは、形状、寸法等の
異なる二種類以上のショルダーブロックが混在する場合
であっても同様であり、ブロックの寸法、形状、向き等
に応じて選択的に窪み部を形成することによって、所期
した通りの作用効果をもたらすことができる。

【００２７】

【実施例】サイズが185 ／65 Ｒ14の空気入りラジアル
タイヤにおいて、ラジアルカーカスを、ポリエステルコ
ード層の一プライで形成するとともに、ベルトを、タイ
ヤ赤道面に対して２０°の角度で延在し、層間でコード
が交差するスチールコードよりなる二層のベルト層で構
成し、さらに、トレッド部表面に、図２に例示するよう
なブロックパターンを形成しするとともに、各個のショ
ルダーブロック１１に窪み部１２を設けた。

【００２８】ここで、周方向溝９の溝幅を７mm、深さを
８mmとするとともに、幅方向溝１０の溝幅を６mm、深さ
を８mmとし、窪み部１２の幅を７．５mm、最大深さを５
mm、展開長さを２２．５mmとした。

【００２９】かかる空気入りタイヤに、２．０kg／cm²
の内圧を充填するとともに、４４０kgの荷重を負荷して
ドラム試験を行い、直径１７０７mmのドラムを２００ｋ
ｍ／Ｈから、タイヤを楕力走行させ、回転中の速度低下
の度合からタイヤの転がり抵抗を算出した。

【００３０】その結果、上記実施例タイヤでは、転がり
抵抗が、指数値にして１０４であるに対し、ショルダー
ブロックに窪み部を形成しない点を除いて実施例タイヤ
と同様の構成の比較タイヤのそれは１００であった。な
おここで、指数値は大きいほどすぐれた結果を示すもの
とする。

【００３１】そしてまた、これらの実施例タイヤと比較
タイヤとのそれぞれにつき、偏摩耗を、一般道を10,000
Km の走行後にショルダー部の段差を測定した逆数を計
算したところ、比較タイヤでは指数値にして１００であ
るに対し、実施例タイヤでは１０２であった。

【００３２】

【発明の効果】以上に述べたところから明らかなよう
に、ここでは、トレッド部の変形と、転がり抵抗との関
連を明らかにし、なかでも、転がり抵抗の増加にとくに
大きな影響を及ぼすトレッドショルダー部分の変形だけ
を、窪み部の作用によって抑制することにより、他の性
能を犠牲にすることなしに、タイヤの転がり抵抗を効果
的に低減させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施態様を例示する、タイヤの半径
方向要部断面図である。

【図２】トレッドパターンを示す展開図である。

【図３】タイヤの負荷転動時の変形挙動を示す模式図で
ある。

【図４】窪み部の横断面形状を例示する図である。

【図５】ショルダーブロックの他の配置例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ ビード部 ２ サイドウォール部 ３ トレッド部 ４ カーカス ８ ベルト ９ 周方向溝 １０ 幅方向溝 １１ ショルダーブロック １２ 窪み部 Ｅ 接地端位置 ｄ 最大深さ Ｔ 元のタイヤ厚み ｗ 窪み部幅 Ｗ タイヤ周方向ブロック幅

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対のビード部と、これらのビード部か
   ら半径方向外方へ延びるそれぞれのサイドウォール部
   と、両サイドウォール部間にトロイド状に延びるトレッ
   ド部とを具える空気入りタイヤであって、 トレッド部に形成されたショルダーブロックの、タイヤ
   周方向の中央部分に、それの、ほぼ接地端位置からサイ
   ドウォール部側の端縁位置まで、タイヤ幅方向に延びる
   窪み部を設けてなる空気入りタイヤ。
2. 【請求項２】 前記窪み部の最大深さを、その最大深さ
   位置の元のタイヤ厚みの１０〜６５％の範囲としてなる
   請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 【請求項３】 前記窪み部の、各位置での幅を、それの
   形成位置におけるタイヤ周方向ブロック幅の３０〜５０
   ％の範囲としてなる請求項１もしくは２記載の空気入り
   タイヤ。