JP6055452B2 - タイヤ - Google Patents

Description

本発明は、転がり抵抗の低減に貢献しうるタイヤに関する。

従来、自動車の省燃費に貢献すべく、タイヤの転がり抵抗を低減する様々な方法が提案されている。例えば、トレッドに転がり抵抗の低いゴムを用いる方法が知られている（例えば、特許文献１）。また、タイヤのトレッド幅方向断面の形状を一般的なタイヤと異なる特徴的な形状、具体的には、トレッド接地幅（ＴＷ）とタイヤの最大幅（ＳＷ）との比（ＴＷ／ＳＷ）を一定範囲（例えば、０．６〜０．７５）に設定することによって、一定の操縦安定性を確保しつつ、転がり抵抗を低減する方法も知られている（例えば、特許文献２）。

特開２００６−２７４０４９号公報（第３頁、第１−２図） 特開２００８−２０１３７９号公報（第４頁、第１図）

上述したような方法によれば、一般的なタイヤよりも転がり抵抗が低減し、自動車の省燃費に対して一定の貢献が見込まれる。しかしながら、近年、環境への配慮が高まるに連れて、自動車の省燃費に対する貢献度がより高いタイヤが求められていた。

そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、転がり抵抗の低いゴムを用いる方法や、トレッド幅方向断面の形状を特徴的な形状とする方法以外の方法によって転がり抵抗を低減できるタイヤの提供を目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明の第１の特徴は、トレッドにタイヤ周方向に連続して形成された周方向溝部と、トレッド幅方向に延びる横溝部とが形成されたタイヤであって、前記タイヤの幅ＳＷ、前記タイヤの外径ＯＤとが、ＳＷ≦１７５ｍｍ かつ ＯＤ／ＳＷ≧３．６を満たし、前記タイヤの接地面積に対する前記周方向溝部と前記横溝部とを含む溝面積の比率である溝面積比率が２５％以下であることを要旨とする。

タイヤは、外径が大きいほど、トレッドの路面への入射角度が緩やかになるため、同じ荷重がかかったときの変形量が少なくなる。そのため、本発明の第１の特徴によれば、ヒステリシスロスが低減し、転がり抵抗を低下させることができる。

また、タイヤの外径が大きいほど、接地面の形状は、回転方向に縦長になる。また、同じ接地面積であれば、タイヤの幅ＳＷが狭い方が転がり抵抗は小さくなる。従って、本発明に係るタイヤによれば、転がり抵抗を低減させることができる。

一方、タイヤの幅ＳＷが狭くなるほど、横力が弱くなる。これに対して、本発明によれば、溝面積比率が２５％以下とすることにより、横力に対する変形を抑制できる。従って、タイヤの幅ＳＷを狭くしたことによる横力の弱さを補い、操縦安定性を確保できる。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記タイヤ幅ＳＷ、前記タイヤ外径ＯＤ、前記タイヤをホイルに組み付けた状態で前記ホイルに当接する部分の直径であるタイヤ内径ＲＤとが、ＳＷ≦１７５ｍｍ かつ ＯＤ／ＲＤ≦１．４を満たすことを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記溝面積比率は、１５％以下であ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の特徴に係り、前記周方向溝部は、複数形成されており、前記トレッド幅方向の外側に形成されたものほど、周方向溝部のトレッド幅方向の長さが大きいことを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、本発明の第４の特徴に係り、前記横溝部の延びる方向に対し垂直方向の溝幅は、前記周方向溝部のトレッド幅方向の長さよりも短く、前記横溝部は、前記複数の周方向溝部によって区画された周方向陸部に形成されており、前記横溝部は、前記周方向溝部から前記周方向陸部の内側に向けて形成され、前記周方向陸部内の終端部において終端することを要旨とする。

本発明の第６の特徴は、本発明の第４の特徴に係り、前記周方向溝部には、前記周方向溝部に連通し、前記周方向溝部の内部で終端する細溝が形成されており、前記細溝は、トレッド幅方向に沿ったトレッド幅方向線と前記周方向陸部に形成された前記細溝とのなす角度が２０°以下であることを要旨とする。

本発明の第７の特徴は、本発明の第６の特徴に係り、前記周方向陸部に形成された前記横溝部は、前記周方向溝部との連通部分の溝幅よりも前記溝幅が広くなる拡幅部を有し、前記拡幅部から前記横溝部の終端部に向かうに連れて狭くなることを要旨とする。

本発明の第８の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記タイヤを車両に装着した状態において、タイヤ赤道線よりも前記車両の内側の溝面積比率は、前記タイヤ赤道線よりも前記車両の外側の溝面積比率よりも大きいことを要旨とする。

本発明の第９の特徴は、本発明の第１乃至８の何れか一つに係り、前記周方向溝部と前記横溝部とに区画された小陸部がタイヤ周方向に並んで配置されており、前記小陸部は、路面に当接する踏面に相当する陸部表面と、前記横溝部の溝壁面を構成する陸部側面と、前記陸部表面及び前記陸部側面に連なる陸部斜面とを有し、前記陸部斜面は、トレッド幅方向外側から内側に向けて、タイヤ周方向及びトレッド幅方向に傾斜しており、タイヤ径方向のタイヤ中心側に向かって凸状の曲面を有し、前記横溝部の溝底面からの高さである前記陸部側面の高さは、前記陸部斜面の傾斜に合わせて減少しており、前記陸部斜面と前記陸部表面とが連なる連結部分は、タイヤ径方向外側に向けて凸状の湾曲部分が形成されたラウンド形状を有しており、ラウンド形状をした前記連結部分は、タイヤ周方向に略一致して延在されており、隣接する前記連結部分がタイヤ周方向に一致していることを要旨とする。

本発明によれば、転がり抵抗の低いゴムを用いる方法や、トレッド幅方向断面の形状を特徴的な形状とする方法以外の方法によって転がり抵抗を低減できるタイヤを提供できる。

図１は、本実施形態に係る空気入りタイヤの一部を示す斜視図である。 図２は、本実施形態に係る空気入りタイヤの側面図である。 図３は、本実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドの一部を拡大した拡大図である。 図４は、本実施形態に係る空気入りタイヤの周方向溝部の拡大図である。

本発明に係るタイヤの実施形態について、図面を参照しながら説明する。具体的には、（１）空気入りタイヤの説明、（２）周方向溝の説明、（３）作用・効果、（４）その他の実施形態、について説明する。

なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なのものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることを留意すべきである。従って、具体的な寸法など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る。

（１）空気入りタイヤの説明
本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ１の構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、実施形態に係る空気入りタイヤ１の一部を示す斜視図である。図２は、空気入りタイヤ１の側面図である。図３は、空気入りタイヤ１のトレッドの一部を拡大した拡大図である。

空気入りタイヤ１は、路面と接するトレッド１０を備える。空気入りタイヤ１の内部構成は、ビード部やカーカス、ベルトなどを備える一般的なタイヤと同じである。空気入りタイヤ１の断面において、空気入りタイヤ１の外縁は、トロイド状である。空気入りタイヤ１には、空気でなく、窒素ガスなどの不活性ガスが充填されてもよい。

空気入りタイヤ１は、トレッド１０にタイヤ周方向ｔｃに連続する周方向溝１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃが形成される。トレッド１０は、周方向溝１０Ａと周方向溝１０Ｂとによって区画された周方向陸部２０Ａを有する。トレッド１０は、周方向溝１０Ｂと周方向溝１０Ｃとによって区画された周方向陸部２０Ｂを有する。

本実施形態に係る空気入りタイヤ１は、周方向溝１０Ａ側を車両内側（イン側という）、周方向溝１０Ｃ側を車両外側（アウト側という）にした状態で車両に装着される。すなわち、周方向溝１０Ａ、周方向溝１０Ｂ、周方向溝１０は、アウト側に形成された溝ほどトレッド幅方向の長さ（溝幅）が大きくなっている。

空気入りタイヤ１のトレッド１０のイン側には、ショルダー陸部３０Ａが設けられ、アウト側には、ショルダー陸部３０Ｂが設けられる。イン側のショルダー陸部３０Ａには、トレッド幅方向に延びる横溝４１Ａが形成される。アウト側のショルダー陸部３０Ｂには、トレッド幅方向に延びる横溝４１Ｂと、副横溝４２Ｂとが形成される。

横溝４１Ａは、始点終点ともにショルダー陸部３０Ａの内部にある。すなわち、横溝４１Ａは、ショルダー陸部３０Ａの内部で完結しており、周方向溝１０Ａに連通しない。横溝４１Ｂは、ショルダー陸部３０Ｂの内部で完結しており、周方向溝１０Ｃに連通しない。副横溝４２Ｂは、ショルダー陸部３０Ｂから周方向溝１０Ｃに連通する。

周方向陸部２０Ａには、周方向溝１０Ａに連通する細溝５０が形成される。細溝５０は、トレッド幅方向線とのなす角が２０°以下に設定されている。

周方向陸部２０Ｂには、横溝６０が形成される。横溝６０の一方の端部６０Ａは、周方向溝１０Ｃに連通し、他方の端部６０Ｂは、周方向陸部２０Ｂ内部で終端する。端部６０Ａは、連通部分を構成し、端部６０Ｂは、終端部を構成する。

図３に示すように、横溝６０は、周方向溝１０Ｃとの連通部分（端部６０Ａ）の溝幅ｄ１よりも溝幅が広くなる拡幅部６１を有する。拡幅部６１の溝幅ｄ２は、ｄ２＞ｄ１である。横溝６０の溝幅は、拡幅部６１から横溝６０の終端部（端部６０Ｂ）に向かうに連れて狭くなっている。

横溝６０は、空気入りタイヤ１が接地した状態において、空気入りタイヤ１と路面との間の水分を取り込んで、周方向溝１０Ｃ、或いは横溝４１Ｂへ向けて送り出す役割を担う。

本実施形態において、空気入りタイヤ１の幅ＳＷ、空気入りタイヤ１の外径ＯＤとするとき、空気入りタイヤ１は、ＳＷ≦１７５ｍｍ、ＯＤ／ＳＷ≧３．６を同時に満たす。

また、幅ＳＷ、外径ＯＤ、空気入りタイヤ１をホイルに組み付けた状態でホイルに当接する部分（ビード部の端部Ｂｄ）の直径である空気入りタイヤ１の内径ＲＤとするとき、空気入りタイヤ１は、ＳＷ≦１７５ｍｍ、ＯＤ／ＲＤ≦１．４を同時に満たす。

空気入りタイヤ１において、接地面積に対する溝の面積の比率である溝面積比率が２５％以下である。溝とは、周方向溝１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ、横溝４１Ａ、横溝４１Ｂ、副横溝４２Ｂ、横溝６０を含む。ここで、周方向溝１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃは、周方向溝部を構成し、横溝４１Ａ、横溝４１Ｂ、副横溝４２Ｂ、横溝６０は、横溝部を構成する。

溝面積比率は、より好ましくは１５％以下である。また、空気入りタイヤ１では、タイヤ赤道線ＣＬよりも車両の内側のイン側の溝面積比率は、アウト側の溝面積比率よりも大きい。溝面積比率は、横溝４１Ａ、横溝４１Ｂ、副横溝４２Ｂ、横溝６０、細溝５０の数で調整することができる。

（２）周方向溝の説明
図４は、本実施形態に係る空気入りタイヤ１の周方向溝１０Ｃの拡大図である。図４に示すように、周方向溝１０Ｃは複数の面を有する。ショルダー陸部３０は、横溝４１Ｂによって小陸部４００に区画されている。ショルダー陸部３０において、繰り返し単位である小陸部４００は、踏面に相当する陸部表面４０１と、陸部の側面である陸部側面４０２と、周方向溝１０Ｃの内側を形成する陸部斜面４０３とを有する。陸部側面４０２は、横溝４１Ｂの壁面を構成する。

陸部斜面４０３は、トレッド幅方向外側から内側に向けて、タイヤ周方向及びトレッド幅方向に傾斜する斜面であり、陸部表面４０１のイン側（タイヤ赤道線側）に連なる。陸部斜面４０３は、タイヤ径方向のタイヤ中心側に向かって凸状の曲面を有する。陸部斜面４０３の傾斜に合わせて、小陸部４００の陸部側面４０２の溝底からの高さｈｍは、タイヤ周方向に沿って減少する。

陸部斜面４０３と陸部表面４０１との連結部分は、タイヤ径方向外側に向けて凸状の湾曲部分が形成されたＲ（ラウンド）形状を有しており、Ｒ形状の稜線（Ｒ稜線４０４という）がタイヤ周方向に略一致している。隣接する小陸部４００のＲ稜線４０４は、タイヤ周方向に一致している。タイヤ周方向に一致して配列されるＲ稜線４０４が、周方向溝１０Ｃの開口部を形成する。

また、周方向陸部２０Ｂは、横溝６０によって小陸部６００に区画されている。周方向陸部２０Ｂにおいて、繰り返し単位である小陸部６００は、踏面に相当する陸部表面６０１と、陸部の側面である陸部側面６０２と、周方向溝１０Ｃの内側を形成する陸部斜面６０３とを有する。

陸部側面６０２は、トレッド幅方向内側から外側に向けて、タイヤ周方向及びトレッド幅方向に傾斜する斜面であり、陸部表面６０１のアウト側に連なる。陸部斜面６０３は、タイヤ径方向のタイヤ中心側に向かって凸状の曲面を有する。陸部斜面６０３は、ショルダー陸部３０の陸部側面４０２に向けて延びている。

陸部斜面６０３と陸部表面６０１との連結部分は、タイヤ径方向外側に向けて凸状の湾曲部分が形成されたＲ（ラウンド）形状を有しており、Ｒ形状の稜線（Ｒ稜線６０４という）がタイヤ周方向に略一致している。隣接する小陸部６００のＲ稜線６０４は、タイヤ周方向に一致している。タイヤ周方向に一致して配列するＲ稜線６０４が、周方向溝１０Ｃの開口部を形成する。

（３）作用・効果
空気入りタイヤ１は、外径ＯＤが大きいほど、トレッドの路面への入射角度が緩やかになるため、同じ荷重がかかったときの変形量が少なくなる。そのため、空気入りタイヤ１によれば、ヒステリシスロスが低減し、転がり抵抗を低下させることができる。また、外径ＯＤが大きいほど、接地面の形状は、回転方向に縦長になる。同じ接地面積であれば、空気入りタイヤ１の幅ＳＷが狭い方が転がり抵抗は小さくなる。従って、空気入りタイヤ１によれば、転がり抵抗を低減させることができる。

一般的に、タイヤの幅ＳＷが狭くなるほど横力が弱くなると言われている。これに対して、空気入りタイヤ１では、溝面積比率が２５％以下であることにより、接地面積を増やすことにより、トレッドの剛性を高め、横力を高めている。これにより、トレッドの変形を抑制できる。このように、空気入りタイヤ１では、幅ＳＷを狭くしたことによる横力の弱さを補っている。これにより、操縦安定性を確保することができる。

溝面積比率は、１５％以下であることが好ましい。ＳＷ≦１７５ｍｍ、ＯＤ／ＳＷ≧３．６、ＳＷ≦１７５ｍｍ、ＯＤ／ＲＤ≦１．４を同時に満たすタイヤでは、溝面積比率が２５％を超えると、接地面積が低下し操縦安定性が低下する。

空気入りタイヤ１では、周方向溝１０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃのうちトレッド幅方向の外側に形成されたものほど、トレッド幅方向の長さ（溝幅）が大きいため、周方向への排水性が高められる。

本実施形態では、トレッドに形成される周方向溝部の中で最も溝幅が広くなる周方向溝１０Ｃでは、周方向溝１０Ｃの内側を形成する陸部斜面４０３と、周方向溝１０Ｃの内側を形成する陸部斜面６０３とが、タイヤ径方向のタイヤ中心側に向かって凸状の曲面を有し、なだらかに傾斜しながら周方向溝１０Ｃを形成しているため、周方向溝１０Ｃの溝壁の剛性が高められる。

また、空気入りタイヤ１では、横溝４１Ａ、横溝４１Ｂ、副横溝４２Ｂ、横溝６０の各横溝の一方の端部は、周方向陸部２０Ａ、２０Ｂ、ショルダー陸部３０Ａ，３０Ｂの内部で終端されており、周方向陸部２０Ａ、２０Ｂ、ショルダー陸部３０Ａ，３０Ｂを分断しない。これにより、空気入りタイヤ１のトレッドへの前後入力に対する剛性が高められ、駆動力及び制動力を向上させることができる。

横溝６０は、周方向溝１０Ｃとの連通部分（端部６０Ａ）の溝幅ｄ１よりも溝幅が広くなる拡幅部６１を有する。横溝６０の溝幅は、拡幅部６１から横溝６０の終端部（端部６０Ｂ）に向かうに連れて狭くなっている。終端部の幅を狭くすることによって、横溝６０の剛性を確保するとともに、空気入りタイヤ１が接地した状態において、空気入りタイヤ１と路面との間の水分を取り込んで、周方向溝１０Ｃ、或いは横溝４１Ｂへ向けて送り出す役割を担う。従って、排水性が高められる。

空気入りタイヤ１の周方向陸部２０Ａには、周方向溝１０Ａに連通する細溝５０が形成される。細溝５０の数を増やすことにより周方向陸部２０Ａの剛性を低下させることができる。周方向陸部２０Ａの剛性によって乗り心地を調整できる。また、細溝５０は、トレッド幅方向線とのなす角が２０°以下に設定されている。細溝５０とトレッド幅方向線とのなす角が２０°を超えると、横力が低下する。

空気入りタイヤ１では、タイヤ赤道線ＣＬよりも車両の内側のイン側の溝面積比率は、アウト側の溝面積比率よりも大きい。これにより、空気入りタイヤ１のトレッド幅方向への排水性を高めることができる。

（４）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、実施例が明らかとなる。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。

本実施形態に係る空気入りタイヤ１のトレッド面の形状、特に周方向溝、横溝の形状などは、図面に記載した形状に限定されない。

本実施形態では、周方向溝１０Ｃが図４を用いて説明した構造になっていると説明した。しかし、周方向溝１０Ａ，１０Ｂが同様の構造になっていてもよい。

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…空気入りタイヤ、 １０Ａ，１０Ｂ，１０Ｃ…周方向溝、 ２０Ａ…周方向陸部、 ２０Ｂ…周方向陸部、 ３０Ａ…ショルダー陸部、 ３０Ａ，３０Ｂ…ショルダー陸部、 ４１Ａ…横溝、 ４１Ｂ…横溝、 ４２Ｂ…副横溝、 ５０…細溝、 ６０…横溝、 ６０Ａ…端部、 ６０Ｂ…端部、 ６１…拡幅部、 ４００…小陸部、 ４０１…陸部表面、 ４０２…陸部側面、 ４０３…陸部斜面、 ４０４…Ｒ稜線、 ６００…小陸部、 ６０１…陸部表面、 ６０２…陸部側面、 ６０３…陸部斜面、 ６０４…Ｒ稜線、 ＣＬ…タイヤ赤道線、 ＯＤ…タイヤ外径、 ＲＤ…タイヤ内径、 ＳＷ…タイヤ幅

Claims (4)

1. トレッドにタイヤ周方向に連続して形成された周方向溝部と、トレッド幅方向に延びる横溝部とが形成されたタイヤであって、
   前記タイヤの幅ＳＷ、前記タイヤの外径ＯＤとが、
   ＳＷ≦１７５ｍｍ かつ ＯＤ／ＳＷ≧３．６
   を満たし、
   前記タイヤの接地面積に対する前記周方向溝部と前記横溝部とを含む溝面積の比率である溝面積比率が２５％以下であり、
   前記周方向溝部と前記横溝部とに区画された小陸部がタイヤ周方向に並んで配置されており、
   前記小陸部は、
   路面に当接する踏面に相当する陸部表面と、前記横溝部の溝壁面を構成する陸部側面と、前記陸部表面のタイヤ赤道線側に連なる陸部斜面とを有し、
   前記陸部斜面は、
   トレッド幅方向外側から内側に向けて傾斜するとともに、タイヤ周方向に対して傾斜し、
   タイヤ径方向のタイヤ中心側に向かって凸状の曲面を有し、
   前記横溝部の溝底面からの高さである前記陸部側面の高さは、前記陸部斜面のタイヤ周方向に対する傾斜に合わせて、タイヤ周方向に沿って減少するとともに、前記陸部斜面のトレッド幅方向外側から内側に向けての傾斜に合わせて、トレッド幅方向外側から内側に向かうに連れて減少しており、
   前記陸部斜面と前記陸部表面とが連なる連結部分は、タイヤ径方向外側に向けて凸状の湾曲部分が形成されたラウンド形状を有しており、
   ラウンド形状をした前記連結部分は、タイヤ周方向に略一致して延在されており、
   隣接する前記連結部分がタイヤ周方向に一致しているタイヤ。
2. 前記タイヤの幅ＳＷ、前記タイヤの外径ＯＤ、前記タイヤをホイルに組み付けた状態で前記ホイルに当接する部分の直径であるタイヤ内径ＲＤとが、
   ＳＷ≦１７５ｍｍ かつ ＯＤ／ＲＤ≦１．４
   を満たす請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記溝面積比率は、１５％以下である請求項１に記載のタイヤ。
4. 前記横溝部は、前記周方向溝部との連通部分の溝幅よりも前記溝幅が広くなる拡幅部を有するとともに、前記拡幅部から前記横溝部の終端部に向かうに連れて狭くなる請求項３に記載のタイヤ。

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