WO2025220271A1 - 傾斜式車両用タイヤ - Google Patents

傾斜式車両用タイヤ

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WO2025220271A1
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    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C11/00—Tyre tread bands; Tread patterns; Anti-skid inserts
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    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60C—VEHICLE TYRES; TYRE INFLATION; TYRE CHANGING; CONNECTING VALVES TO INFLATABLE ELASTIC BODIES IN GENERAL; DEVICES OR ARRANGEMENTS RELATED TO TYRES
    • B60C5/00—Inflatable pneumatic tyres or inner tubes

Definitions

  • This disclosure relates to tires for tilting vehicles.
  • JP 2023-51041 A discloses a vehicle with three or more wheels that turns at an angle like a two-wheeled vehicle.
  • LMW Lean Multi Wheel
  • vehicle Unlike motorcycles, LMW vehicles have no restrictions on the maximum lean angle when turning, and the lean angle is maintained by balancing the center of gravity and centrifugal force, so the wheels on the outside and inside of the turn are nearly equal.
  • tilting vehicles that have been proposed recently have restrictions on the maximum tilt angle when turning to prevent them from tipping over when stationary, and when turning at high speeds, an imbalance occurs between the contact conditions of the wheels on the inside and outside of the turn.
  • a greater load acts on the inside shoulder of the wheel on the outside of a turn than on the outside shoulder of the wheel on the inside of a turn.
  • the inside shoulder wears out faster than the outside shoulder.
  • a difference in the amount of wear occurs between the inside shoulder and the outside shoulder.
  • the shoulder only comes into contact with the ground when turning, the difference in wear cannot be reduced when driving straight, and the difference in wear continues to widen as driving continues.
  • the purpose of this disclosure is to improve the wear resistance of the shoulder portion on the inside of the vehicle.
  • the tilting vehicle tire according to the first aspect has a tire case spanning a pair of bead portions and a tread provided on the tire radially outer side of the tire case, with the thickness of the tread on the inner side mounted on the vehicle being greater than the thickness of the tread on the outer side mounted on the vehicle.
  • the tread thickness on the inside of the vehicle is greater than the tread thickness on the outside of the vehicle. Therefore, even if the tread shoulder wears faster on the inside of the vehicle than on the outside of the vehicle, the difference between the remaining tread thickness on the inside of the vehicle and the remaining tread thickness on the outside of the vehicle is prevented from widening.
  • the thickness of the tread on the inner side mounted on the vehicle is greater than the thickness of the tread on the outer side mounted on the vehicle.
  • This tilting vehicle tire prevents the difference between the remaining tread thickness on the inside of the vehicle and the remaining tread thickness on the outside of the vehicle from widening, mainly in the area from the 1/8 point where the tire makes contact with the ground during cornering to the axially outer side of the tire.
  • This disclosure makes it possible to improve the wear resistance of the shoulder portion on the inside of the vehicle.
  • FIG. 2 is a front view schematically showing the state of the tilting vehicle when turning.
  • FIG. 1 is a development view showing a tread pattern of a tire for a tilting vehicle according to an embodiment of the present invention.
  • 3 is a cross-sectional view taken along the line 3-3 in FIG. 2, showing the tire for a tilting vehicle according to the present embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating the difference in tread gauge in the tire axial direction between an example and a comparative example.
  • FIG. 10 is a diagram showing the difference in wear energy in the tire axial direction between an example and a comparative example due to differences in groove depth.
  • FIG. 10 is a diagram showing the difference in wear energy in the tire axial direction between an example and a comparative example due to differences in negative rate.
  • FIG. 10 is a diagram showing the difference in wear energy in the tire axial direction between an example and a comparative example due to differences in tread gauges.
  • the direction of arrow C indicates the tire circumferential direction
  • the direction of arrow R indicates the tire radial direction
  • the direction of arrow W indicates the tire width direction.
  • the tire radial direction refers to the direction perpendicular to the tire rotation axis (not shown).
  • the tire width direction refers to the direction parallel to the tire rotation axis (arrow X direction).
  • the tire width direction can also be referred to as the tire axial direction.
  • "IN” indicates the inside direction when mounted on a vehicle
  • "OUT" indicates the outside direction when mounted on a vehicle.
  • the tilting vehicle 100 tilts when turning, but the maximum tilt angle when turning is limited to prevent tipping over when stationary, and has the characteristic that when turning at high speeds, an imbalance occurs between the ground contact state of the wheel 12 on the inside of the turn and the ground contact state of the wheel 14 on the outside of the turn. For this reason, the load F14 acting on the shoulder portion 26 on the inside of the vehicle of the wheel 14 on the outside of the turn is greater than the load F12 acting on the shoulder portion 26 on the outside of the vehicle of the wheel 12 on the inside of the turn.
  • the tilting vehicle tire 10 has a tire case 18 spanning a pair of bead portions 16, and a tread 20 provided on the tire radially outer side of the tire case 18.
  • grooves 22A, 22B, 24A, and 24B are formed on the surface of the tread 20.
  • the groove depth D on the vehicle-mounted inner side is set greater than the groove depth on the vehicle-mounted outer side.
  • the length of the contour of the tread surface in the tire axial cross section is L, and the position along the contour at L/8 from the tire equatorial plane is set as 1/8 point T.
  • the area axially outward from 1/8 point T is called the shoulder portion 26.
  • the maximum groove depth Dimax on the vehicle-mounted inner side is set greater than the maximum groove depth Domax on the vehicle-mounted outer side.
  • groove depth D is measured in the normal direction to the tread surface.
  • the contact zone is the area that comes into contact with the ground at a certain inclination angle, and is indicated by an ellipse in Figure 2, for example.
  • the maximum groove depth Dimax on the vehicle's inner side should be set greater than the maximum groove depth Domax on the vehicle's outer side. The same applies to the thickness and negative ratio of the tread 20, which will be described later.
  • FIG 4 squares indicate the outer side of the example when mounted on a vehicle, circles indicate the inner side of the example when mounted on a vehicle, and crosses indicate the inner side of the comparative example when mounted on a vehicle.
  • the thickness (tread gauge) of the tread 20 on the inner side when mounted on a vehicle may be greater than the thickness of the tread 20 on the outer side when mounted on a vehicle.
  • the thickness of the tread 20 on the inner side when mounted on a vehicle is greater than the thickness of the tread 20 on the outer side when mounted on a vehicle.
  • the maximum thickness Timax of the tread 20 is greater than the maximum thickness Tomax of the tread 20 on the outer side when mounted on a vehicle (Timax > Tomax). Note that the thickness distribution of the tread 20 is not limited to this and can be changed as desired.
  • the negative ratio on the vehicle-mounted inner side may be set to be smaller than the negative ratio on the vehicle-mounted outer side.
  • the negative ratio on the vehicle-mounted inner side is smaller than the negative ratio on the vehicle-mounted outer side.
  • the proportion of land areas without grooves on the tread surface is greater on the vehicle-mounted inner side than on the vehicle-mounted outer side, resulting in higher tread rigidity.
  • groove 22A is provided on the side closer to the tire equatorial plane CL.
  • Groove 22B is provided on the side farther from the tire equatorial plane CL.
  • Grooves 22A and 22B are provided alternately in the circumferential direction of the tire.
  • groove 24A extends from the tread edge side past 1/8 point T to near the tire equatorial plane CL.
  • Groove 24B terminates from the tread edge side to the tire width direction outer side of 1/8 point T.
  • the positions of the tread edge side ends of grooves 24A and 24B are equal in the tire width direction.
  • the groove width is partially expanded at the end of groove 24B on the tire equatorial plane CL side.
  • Grooves 24A and 24B are arranged alternately in the tire circumferential direction. Note that the arrangement and shape of each groove are not limited to the example shown in the figure and can be modified as desired.
  • the groove depth D on the vehicle mounting inner side is greater than the groove depth D on the vehicle mounting outer side for the grooves 22A, 22B, 24A, and 24B formed on the tread surface.
  • the maximum groove depth Dimax on the vehicle mounting inner side is set greater than the maximum groove depth Domax on the vehicle mounting outer side.
  • the thickness of the tread 20 on the vehicle-mounted inner side is greater than the thickness of the tread 20 on the vehicle-mounted outer side.
  • the thickness of the tread 20 on the vehicle-mounted inner side is greater than the thickness of the tread 20 on the vehicle-mounted outer side (Timax > Tomax in Figure 4).
  • the negative ratio on the vehicle mounting inner side is smaller than the negative ratio on the vehicle mounting outer side.
  • the negative ratio on the vehicle mounting inner side is smaller than the negative ratio on the vehicle mounting outer side. Therefore, the tread rigidity on the vehicle mounting inner side is higher than the tread rigidity on the vehicle mounting outer side.
  • Figure 5 shows the results of a simulation calculation of the difference in wear energy in the tire width direction for an example in which the groove depth on the vehicle-mounted inner side is greater than the groove depth on the vehicle-mounted outer side, and a comparative example in which this configuration is not present.
  • Figure 6 shows the results of a simulation calculation of the difference in wear energy in the tire width direction for an example in which the negative rate on the vehicle-mounted inner side is smaller than the negative rate on the vehicle-mounted outer side, and a comparative example in which this configuration is not present.
  • Figure 7 shows the results of a simulation calculation of the difference in wear energy in the tire width direction for an example in which the thickness of the tread 20 on the vehicle-mounted inner side is greater than the thickness of the tread 20 on the vehicle-mounted outer side, and a comparative example in which this configuration is not present. In both cases, it can be seen that the wear energy of the shoulder on the vehicle-mounted inner side is significantly reduced compared to the shoulder on the vehicle-mounted outer side.
  • this embodiment can improve the wear resistance of the shoulder portion on the inside of the vehicle when mounted. It also provides an improved tire for a tilting vehicle.
  • SDGs Sustainable Development Goals

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Tires In General (AREA)

Abstract

傾斜式車両用タイヤは、一対のビード部に跨るタイヤケースと、タイヤケースのタイヤ径方向外側に設けられたトレッドと、を有し、車両装着内側におけるトレッドの厚さが、車両装着外側におけるトレッドの厚さよりも小さい。

Description

傾斜式車両用タイヤ
 本開示は、傾斜式車両用タイヤに関する。
 特開2023-51041号公報には、3輪以上を有し、二輪車のように傾斜して旋回する車両が開示されている。
 上記のような車両として、LMW(Lean Multi Wheel)(登録商標)車両が提供されている。LMW車両は、二輪車のように旋回時の最大傾斜角度に制約がなく、重心と遠心力の釣り合いで傾斜角度が保持されるため、旋回外側の車輪と旋回内側の車輪はほぼ等しい。
 一方、昨今提案されている傾斜式モビリティ(以下、「傾斜式車両」という。)では、静止時の転倒防止のため旋回時の最大傾斜角度に制約があり、高速旋回時には旋回内側の車輪の接地状態と旋回外側の車輪の接地状態に不均衡が生じる。
 具体的には、旋回内側の車輪における車両装着外側のショルダ部よりも、旋回外側の車輪における車両装着内側のショルダ部に大きな荷重が作用する。この結果、車両装着内側のショルダ部の摩耗が、車両装着外側のショルダ部の摩耗よりも早くなる。つまり、車両装着内側のショルダ部と車両装着外側のショルダ部において、摩耗量の差が生じる。しかも、ショルダ部は旋回時にしか接地しないため、直進走行時に摩耗量の差を縮めることができず、走行が進むにつれて摩耗量の差が広がり続ける。
 本開示は、車両装着内側のショルダ部の耐摩耗性を向上させることを目的とする。
 第1の態様に係る傾斜式車両用タイヤは、一対のビード部に跨るタイヤケースと、前記タイヤケースのタイヤ径方向外側に設けられたトレッドと、を有し、車両装着内側における前記トレッドの厚さが、車両装着外側における前記トレッドの厚さよりも大きい。
 この傾斜式車両用タイヤでは、車両装着内側におけるトレッドの厚さが、車両装着外側におけるトレッドの厚さよりも大きいので、トレッドのショルダ部における車両装着内側の摩耗が車両装着外側の摩耗よりも早くても、車両装着内側のトレッドの残り厚さと車両装着外側のトレッドの残り厚さとの差が広がることが抑制される。
 第2の態様は、第1の態様に係る傾斜式車両用タイヤにおいて、タイヤ軸方向断面における前記トレッド表面の輪郭の長さをLとし、タイヤ赤道面から前記輪郭に沿ってL/8の位置を1/8点とすると、前記1/8点からタイヤ軸方向外側の領域の少なくとも接地領域内において、車両装着内側における前記トレッドの厚さが、車両装着外側における前記トレッドの厚さよりも大きい。
 この傾斜式車両用タイヤでは、主に旋回時に接地する1/8点からタイヤ軸方向外側の領域において、車両装着内側のトレッドの残り厚さと車両装着外側のトレッドの残り厚さとの差が広がることが抑制される。
 本開示によれば、車両装着内側のショルダ部の耐摩耗性を向上させることができる。
旋回時の傾斜式車両の状態を模式的に示す正面図である。 本実施形態に係る傾斜式車両用タイヤのトレッドパターンを示す展開図である。 本実施形態に係る傾斜式車両用タイヤを示す、図2における3-3矢視断面図である。 実施例と比較例について、タイヤ軸方向におけるトレッドゲージの違いを示す線図である。 溝深さの違いによる実施例と比較例について、タイヤ軸方向における摩耗エネルギーの違いを示す線図である。 ネガティブ率の違いによる実施例と比較例について、タイヤ軸方向における摩耗エネルギーの違いを示す線図である。 トレッドゲージの違いによる実施例と比較例について、タイヤ軸方向における摩耗エネルギーの違いを示す線図である。
 以下、本開示を実施するための形態を図面に基づき説明する。各図面において同一の符号を用いて示される構成要素は、同一又は同様の構成要素であることを意味する。なお、以下に説明する実施形態において重複する説明及び符号については、省略する場合がある。また、以下の説明において用いられる図面は、いずれも模式的なものであり、図面に示される、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は、現実のものとは必ずしも一致していない。また、複数の図面の相互間においても、各要素の寸法の関係、各要素の比率等は必ずしも一致していない。
 図面において、矢印C方向はタイヤ周方向を示し、矢印R方向はタイヤ径方向を示し、矢印W方向はタイヤ幅方向を示す。タイヤ径方向とは、タイヤ回転軸(図示せず)と直交する方向を意味する。タイヤ幅方向とは、タイヤ回転軸と平行な方向(矢印X方向)を意味する。タイヤ幅方向をタイヤ軸方向と言い換えることもできる。また、「IN」は車両装着内側を示し、「OUT」は車両装着外側を示す。
 図1において、傾斜式車両100は、旋回時に傾斜するが、静止時の転倒防止のため旋回時の最大傾斜角度に制約があり、高速旋回時には旋回内側の車輪12の接地状態と旋回外側の車輪14の接地状態に不均衡が生じる特性を有している。このため、旋回内側の車輪12における車両装着外側のショルダ部26に作用する荷重F12よりも、旋回外側の車輪14における車両装着内側のショルダ部26に作用する荷重F14の方が大きくなる。
 図2において、本実施形態に係る傾斜式車両用タイヤ10は、一対のビード部16に跨るタイヤケース18と、タイヤケース18のタイヤ径方向外側に設けられたトレッド20と、を有している。
 図2に示されるように、トレッド20の表面には、例えば溝22A,22B,24A,24Bが形成されている。図3に示されるように、トレッド表面に形成された溝22A,22B,24A,24Bについて、車両装着内側の溝深さDは、車両装着外側の溝深さよりも大きく設定されている。ここで、図2において、タイヤ軸方向断面におけるトレッド表面の輪郭の長さをLとし、タイヤ赤道面から輪郭に沿ってL/8の位置を1/8点Tとする。1/8点Tからタイヤ軸方向外側の領域をショルダ部26と呼ぶ。そうすると、一例として、1/8点Tからタイヤ軸方向外側の領域(ショルダ部26)の少なくとも接地領域内において、車両装着内側の最大溝深さDimaxが、車両装着外側の最大溝深さDomaxよりも大きく設定されている。ここで、溝深さDは、トレッド表面に対する法線方向で測定される。また、接地領域とは、ある傾斜角度で接地する領域であり、例えば図2において楕円で示される。左右のタイヤ10が同じ傾斜角度で傾斜したときには、車両装着内側の接地領域と車両装着外側の接地領域が存在する。両接地領域の比較において、車両装着内側の最大溝深さDimaxが、車両装着外側の最大溝深さDomaxよりも大きく設定されていればよい。後述するトレッド20の厚さ、ネガティブ率についても同様である。
 図4において、□印は実施例の車両装着外側を示し、○印は実施例の車両装着内側を示し、×印は比較例の車両装着内側を示している。車両装着内側におけるトレッド20の厚さ(トレッドゲージ)は、車両装着外側におけるトレッド20の厚さよりも大きくてもよい。一例として、1/8点Tからタイヤ軸方向外側の領域(ショルダ部26)の少なくとも接地領域内において、車両装着内側におけるトレッド20の厚さが、車両装着外側におけるトレッド20の厚さよりも大きい。図4に示される例では、トレッド20の最大厚さTimaxが、車両装着外側のトレッド20の最大厚さTomaxよりも大きい(Timax>Tomax)。なお、トレッド20の厚さの分布は、これに限られるものではなく、任意に変更することができる。
 図2において、トレッド表面における溝22A,22B,24A,24Bの面積とトレッド表面の面積との比率をネガティブ率とすると、車両装着内側のネガティブ率が、車両装着外側のネガティブ率よりも小さく設定されていてもよい。一例として、1/8点Tからタイヤ軸方向外側の領域(ショルダ部26)において、車両装着内側のネガティブ率が、車両装着外側のネガティブ率よりも小さい。換言すれば、トレッド表面のうち溝のない陸部の割合について、車両装着内側の方が車両装着外側よりも大きく、トレッド剛性が高い。
 本実施形態では、車両装着内側において、溝22Aはタイヤ赤道面CLに近い側に設けられている。溝22Bはタイヤ赤道面CLから遠い側に設けられている。溝22A,22Bは、タイヤ周方向に交互に設けられている。
 車両装着外側において、溝24Aはトレッド端側から1/8点Tを越えてタイヤ赤道面CLの近傍まで延びている。溝24Bはトレッド端側から1/8点Tよりタイヤ幅方向外側で終端している。溝24A,24Bのトレッド端側の端部の位置は、タイヤ幅方向において同等である。溝24Bのタイヤ赤道面CL側の端部では、溝幅が部分的に拡大している。溝24A,24Bは、タイヤ周方向に交互に設けられている。なお、各溝の配置や形状は、図示の例に限られず、任意に変更することができる。
(作用)
 本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図2、図3において、本実施形態に係る傾斜式車両用タイヤ10では、トレッド表面に形成された溝22A,22B,24A,24Bについて、車両装着内側の溝深さDが車両装着外側の溝深さDよりも大きい。特に、1/8点Tからタイヤ軸方向外側の領域(ショルダ部26)の少なくとも接地領域内において、車両装着内側の最大溝深さDimaxが、車両装着外側の最大溝深さDomaxよりも大きく設定されている。したがって、トレッド20のショルダ部における車両装着内側の摩耗が車両装着外側の摩耗よりも早くても、主に旋回時に接地する1/8点Tからタイヤ軸方向外側の領域(ショルダ部26)において、車両装着内側の溝22A,22Bの残りと車両装着外側の溝24A,24Bの残りとの差が広がることが抑制される。このように、車両装着内側の溝22A,22Bの残りと車両装着外側の溝24A,24Bの残りとの差が広がり難い。
 また、車両装着内側におけるトレッド20の厚さが、車両装着外側におけるトレッド20の厚さよりも大きい。特に、1/8点Tからタイヤ軸方向外側の領域(ショルダ部26)の少なくとも接地領域内において、車両装着内側におけるトレッド20の厚さが、車両装着外側におけるトレッド20の厚さよりも大きい(図4において、Timax>Tomax)。したがって、トレッド20のショルダ部における車両装着内側の摩耗が車両装着外側の摩耗よりも早くても、主に旋回時に接地する1/8点Tからタイヤ軸方向外側の領域(ショルダ部26)において、車両装着内側のトレッド20の残り厚さと車両装着外側のトレッド20の残り厚さとの差が広がることが抑制される。このように、車両装着内側と車両装着外側で摩耗量の差が生じ難い。
 更に、図2において、車両装着内側のネガティブ率が、車両装着外側のネガティブ率よりも小さい。特に、1/8点Tからタイヤ軸方向外側の領域(ショルダ部26)において、車両装着内側のネガティブ率が、車両装着外側のネガティブ率よりも小さい。したがって、車両装着内側のトレッド剛性が車両装着外側のトレッド剛性よりも高い。これにより、旋回外側の車輪14における車両装着内側のトレッド20のショルダ部26に車両装着外側のショルダ部26よりも大きな荷重が作用しても、主に旋回時に接地する1/8点Tからタイヤ軸方向外側の領域(ショルダ部26)において、車両装着内側と車両装着外側で摩耗量の差が生じ難い。このように、トレッド20の車両装着内側と車両装着外側で摩耗量の差が生じ難い。
 図5には、車両装着内側の溝深さが車両装着外側の溝深さよりも大きい構成を有する実施例と、該構成を有しない比較例について、タイヤ幅方向における摩耗エネルギーの違いをシミュレーションにより計算した結果が示されている。図6には、車両装着内側のネガティブ率が車両装着外側のネガティブ率よりも小さい構成を有する実施例と、該構成を有しない比較例について、タイヤ幅方向における摩耗エネルギーの違いをシミュレーションにより計算した結果が示されている。図7には、車両装着内側におけるトレッド20の厚さが車両装着外側におけるトレッド20の厚さよりも大きい構成を有する実施例と、該構成を有しない比較例について、タイヤ幅方向における摩耗エネルギーの違いをシミュレーションにより計算した結果が示されている。何れにおいても、車両装着外側のショルダ部と比較して、車両装着内側のショルダ部の摩耗エネルギーは大きく減少することがわかる。
 このように、本実施形態によれば、車両装着内側のショルダ部の耐摩耗性を向上させることができる。また、改良された傾斜式車両用タイヤを提供できる。
[他の実施形態]
 以上、本開示の実施形態の一例について説明したが、本開示の実施形態は、上記に限定されるものでなく、上記以外にも、その主旨を逸脱しない範囲内において種々変形して実施可能であることは勿論である。
[国連が主導する持続可能な開発目標(SDGs)への貢献]
 持続可能な社会の実現に向けて、SDGsが提唱されている。本開示の一実施形態は「No.12_つくる責任、つかう責任」および「No.13_気候変動に具体的な対策を」などに貢献する技術となり得ると考えられる。"
 2024年4月17日に出願された日本国特許出願2024-67075の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
 本明細書に記載されたすべての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims (2)

  1.  一対のビード部に跨るタイヤケースと、
     前記タイヤケースのタイヤ径方向外側に設けられたトレッドと、を有し、
     車両装着内側における前記トレッドの厚さが、車両装着外側における前記トレッドの厚さよりも大きい傾斜式車両用タイヤ。
  2.  タイヤ軸方向断面におけるトレッド表面の輪郭の長さをLとし、タイヤ赤道面から前記輪郭に沿ってL/8の位置を1/8点とすると、
     前記1/8点からタイヤ軸方向外側の領域の少なくとも接地領域内において、車両装着内側における前記トレッドの厚さが、車両装着外側における前記トレッドの厚さよりも大きい請求項1に記載の傾斜式車両用タイヤ。
PCT/JP2024/043873 2024-04-17 2024-12-11 傾斜式車両用タイヤ Pending WO2025220271A1 (ja)

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