JP2011016490A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】陸部ブロックへの応力集中を緩和してタイヤの転がり抵抗を低減させることができる空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】本発明の空気入りタイヤ１は、タイヤ周方向に延びるタイヤ周方向溝２〜４およびトレッド幅方向に延びる横溝５，６によって複数の陸部ブロック１１，１２が区画され、前記陸部ブロック１１，１２における踏込側のエッジ部にトレッド幅方向に延びる面取部１３，１４を形成した空気入りタイヤであって、タイヤ赤道ＣＬを中心としたトレッド幅方向外側の陸部ブロック１２における前記面取部１４の面取量Ｖｏｕｔは、トレッド幅方向内側の陸部ブロック１１における面取部１３の面取量Ｖｉｎよりも大きく設定されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、転がり抵抗が低い空気入りタイヤに関する。

従来から、車両走行中のタイヤが路面に接地することによって発生する騒音を低減させるために、タイヤ周方向溝と横溝によって区画された陸部ブロックに面取部を設ける技術が開発されている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載された陸部ブロックには、トレッド幅方向外側の角部に、踏込側から蹴出側に向けて面取幅が徐々に小さくなる面取部が設けられている。

特開２００３−２５８１０号公報

しかしながら、前述した特許文献１記載の空気入りタイヤでは、車両走行中の騒音を低減させることはできるものの、タイヤの転がり抵抗を低減させることは困難であった。

本発明の目的は、陸部ブロックへの応力集中を緩和してタイヤの転がり抵抗を低減させることができる空気入りタイヤを提供することにある。

本発明の第１の特徴は、本実施形態による空気入りタイヤ（空気入りタイヤ１）は、タイヤ周方向に延びるタイヤ周方向溝（タイヤ周方向溝２〜４）およびトレッド幅方向に延びる横溝（横溝５，６）によって複数の陸部ブロック（陸部ブロック１１，１２）が区画され、前記陸部ブロックにおける踏込側のエッジ部にトレッド幅方向に延びる面取部（面取部１３，１４）を形成した空気入りタイヤであって、タイヤ赤道（タイヤ赤道ＣＬ）を中心としたトレッド幅方向外側の陸部ブロック（陸部ブロック１２）における前記面取部の面取量（面取量Ｖｏｕｔ）は、トレッド幅方向内側の陸部ブロック（陸部ブロック１１）における面取部の面取量（面取量Ｖｉｎ）よりも大きく設定されていることを要旨とする。

このように、陸部ブロックのうち応力集中が大きい踏込側のエッジ部を面取りすることによって応力集中を緩和し、タイヤの転がり抵抗を低減することができる。また、タイヤ赤道を中心としてトレッド幅方向内側においては、荷重による圧縮変形が主となるのに対して、トレッド幅方向外側は、圧縮変形にせん断変形が加わるため、トレッド幅方向中央側よりもトレッド幅方向外側が応力集中量が大きくなる。従って、トレッド幅方向内側よりもトレッド幅方向外側の面取量を大きくすることによって、応力緩和効果が高くなる。なお、面取量を大きくするほど、陸部ブロックの接地面積が小さくなるので、制動面から考えると、面取量を小さくすることが好ましい。よって、トレッド幅方向中央側とトレッド幅方向外側とで面取量を変えることで、制動性能の低下を抑制することができる。

その他の特徴では、前記トレッド幅方向外側の陸部ブロック（陸部ブロック１２）における面取部（面取部１４）の面取幅（面取幅Ｄｏｕｔ）は、トレッド幅方向内側の陸部ブロック（陸部ブロック１１）における面取部（面取部１３）の面取幅（面取幅Ｄｉｎ）よりも大きく設定されていることを要旨とする。

その他の特徴では、前記トレッド幅方向外側の陸部ブロック（陸部ブロック１２）における面取部（面取部１４）の面取角（面取角αｏｕｔ）は、トレッド幅方向内側の陸部ブロック（陸部ブロック１１）における面取部（面取部１３）の面取角（面取角αｉｎ）よりも大きく設定されていることを要旨とする。

その他の特徴では、タイヤ周方向に延びるタイヤ周方向溝（タイヤ周方向溝２〜４）およびトレッド幅方向に延びる横溝（横溝５，６）によって複数の陸部ブロック（陸部ブロック３２〜３５）が区画され、前記陸部ブロックにおける踏込側のエッジ部にトレッド幅方向に延びる面取部（面取部４１，４２）が形成されると共に、タイヤ装着方向が指定されてネガティブキャンバーに設定される空気入りタイヤ（空気入りタイヤ３１）であって、タイヤ装着方向内側の陸部ブロック（陸部ブロック３２）における面取部（面取部４１）の面取幅（面取幅ｄ（ｉｎ））は、タイヤ装着方向外側の陸部ブロック（陸部ブロック３５）における面取部（面取部４２）の面取幅（面取幅ｄ（ｏｕｔ））よりも大きいことを要旨とする。

その他の特徴では、前記タイヤ装着方向内側の陸部ブロック（陸部ブロック３２）における面取部（面取部４１）の面取角（面取角β（ｉｎ））は、タイヤ装着方向外側の陸部ブロック（陸部ブロック３５）における面取部（面取部４２）の面取角（面取角β（ｏｕｔ））よりも大きいことを要旨とする。

本発明に係る空気入りタイヤによれば、陸部ブロックへの応力集中を緩和してタイヤの転がり抵抗を低減させることができる。

本発明の第１実施形態による空気入りタイヤのトレッドの平面図である。 図１のＡ−Ａ線による断面図である。 図１のＢ−Ｂ線による断面図である。 図２に対応する断面図であり、陸部ブロックの面取部の面取角を示している。 図３に対応する断面図であり、陸部ブロックの面取部の面取角を示している。 空気入りタイヤが路面上を転動している状態を示す概略図である。 本発明の第２実施形態による空気入りタイヤのトレッドの平面図である。 図７のＣ−Ｃ線による断面図である。 図７のＤ−Ｄ線による断面図である。 図８に対応する断面図であり、陸部ブロックの面取部の面取角を示している。 図９に対応する断面図であり、陸部ブロックの面取部の面取角を示している。

以下、本発明の実施の形態に係る空気入りタイヤの詳細を図面に基づいて説明する。但し、図面は模式的なものであり、各材料層の厚みやその比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法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ている。

[第１の実施形態]
図１は、本発明の第１実施形態による空気入りタイヤのトレッドの平面図である。

この空気入りタイヤ１のトレッドには、タイヤ周方向（以下、タイヤ周方向という）に延びるタイヤ周方向溝２，３，４と、タイヤトレッド幅方向（以下、トレッド幅方向という）に延びる横溝５，６と、がそれぞれ複数設けられており、タイヤ周方向溝２〜４とトレッド幅方向溝５，６とによって陸部ブロック１０が形成されている。

陸部ブロックは、タイヤ赤道ＣＬを中心としてトレッド幅方向内側に配置された内側陸部ブロック１１と、該内側陸部ブロック１１の幅方両側に配置された外側陸部ブロック１２とがある。内側陸部ブロック１１は、外側陸部ブロック１２に対してタイヤ周方向の長さが短く形成されている。内側陸部ブロック１１および外側陸部ブロック１２における踏込側のエッジ部には、トレッド幅方向に沿って延びる面取部１３，１４が形成されている。

図２は図１のＡ−Ａ線による断面図、および、図３は図１のＢ−Ｂ線による断面図である。図２，３に示すように、内側陸部ブロック１１および外側陸部ブロック１２の断面形状は略矩形状に形成されており、踏込側に配置された踏込側縦面１５と、蹴出側に配置された蹴出側縦面１６と、踏込側縦面１５および蹴出側縦面１６の頂部同士を結ぶ接地面１７とが設けられている。

内側陸部ブロック１１における踏込側のエッジ部には面取部１３が形成され、外側陸部ブロック１２における踏込側のエッジ部には面取部１４が形成されている。外側陸部ブロック１２における面取部１４の面取量Ｖｏｕｔは、内側陸部ブロック１１における面取部１３の面取量Ｖｉｎよりも大きく設定されている。ここで、面取量とは、図２，３の斜線部分の容積であり、直方体状のエッジ部を切り欠いた三角柱の容積である。

また、外側陸部ブロック１２における面取部１４の面取幅Ｄｏｕｔは、内側陸部ブロック１１における面取部１３の面取幅Ｄｉｎよりも大きく設定されている。ここで、面取幅とは、図２，３に示す面取部の傾斜面に沿ったタイヤ周方向の長さである。

図４は図２に対応する断面図であり、陸部ブロックの面取部の面取角を示している。図５は、図３に対応する断面図であり、陸部ブロックの面取部の面取角を示している。

図４，５に示すように、外側陸部ブロック１２における面取部１４の面取角αｏｕｔは、内側陸部ブロック１１における面取部１３の面取角αｉｎよりも大きく設定されている。ここで、面取角とは、図４，５に示すように、陸部ブロック１１，１２の接地面１７の延長線と面取部１３，１４の傾斜面の延長線との交差する角度である。通常、面取角は、４５°が好ましい。

図６は、空気入りタイヤが路面上を転動している状態を示す概略図である。

空気入りタイヤ１が矢印の方向に回転して路面Ｒ上を走行すると、タイヤ１の踏込側でトレッドに歪が発生し、蹴出側で解放するため、陸部ブロック１１，１２における踏込側のエッジ部２３の方が、蹴出側のエッジ部２４よりも応力が集中する。

以下に、本実施形態による作用効果を説明する。

（１）本実施形態による空気入りタイヤ１は、タイヤ周方向に延びるタイヤ周方向溝２〜４およびトレッド幅方向に延びる横溝５，６によって複数の陸部ブロック１１，１２が区画され、陸部ブロック１１，１２における踏込側のエッジ部にトレッド幅方向に延びる面取部１３，１４を形成した空気入りタイヤであって、タイヤ赤道ＣＬを中心としたトレッド幅方向外側の陸部ブロック１２における前記面取部１４の面取量Ｖｏｕｔは、トレッド幅方向内側の陸部ブロック１１における面取部１３の面取量Ｖｉｎよりも大きく設定されている。

このように、陸部ブロック１１，１２のうち応力集中が大きい踏込側のエッジ部を面取りすることによって応力集中を緩和し、タイヤの転がり抵抗を低減することができる。また、タイヤ赤道ＣＬを中心としてトレッド幅方向内側においては、荷重による圧縮変形が主となるのに対して、トレッド幅方向外側は、圧縮変形にせん断変形が加わるため、トレッド幅方向中央側よりもトレッド幅方向外側が応力集中量が大きくなる。従って、トレッド幅方向内側よりもトレッド幅方向外側の面取量を大きくすることによって、応力緩和効果が高くなる。なお、面取量を大きくするほど、陸部ブロックの接地面積が小さくなるので、制動面から考えると、面取量を小さくすることが好ましい。よって、トレッド幅方向中央側とトレッド幅方向外側とで面取量を変えることで、制動性能の低下を抑制することができる。

（２）前記トレッド幅方向外側の陸部ブロック１２における面取部１４の面取幅Ｄｏｕｔは、トレッド幅方向内側の陸部ブロック１１における面取部１３の面取幅Ｄｉｎよりも大きく設定されている。トレッド幅方向外側の陸部ブロック１２に、より大きな応力が集中するため、トレッド幅方向外側の陸部ブロック１２の面取幅Ｄｏｕｔをトレッド幅方向内側の陸部ブロック１１の面取幅Ｄｉｎよりも大きくすることによって、応力集中量を低減すると共に、制動性低下を抑制することができる。

（３）前記トレッド幅方向外側の陸部ブロック１２における面取部１４の面取角αｏｕｔは、トレッド幅方向内側の陸部ブロック１１における面取部１３の面取角αｉｎよりも大きく設定されている。トレッド幅方向外側の陸部ブロック１２に、より大きな応力が集中するため、トレッド幅方向外側の陸部ブロック１２の面取角αｏｕｔをトレッド幅方向内側の陸部ブロック１１の面取角αｉｎよりも大きくすることによって、応力集中量を低減すると共に、制動性低下を抑制することができる。

[第２の実施形態]
次いで、第２の実施形態について説明するが、前述した第１実施形態と同一構造ぼ部位には、同一符号を付して説明を省略する。

図７に示すように、本実施形態では、タイヤ装着方向が指定されてネガティブキャンバーに設定される空気入りタイヤ３１であって、タイヤ装着方向内側の陸部ブロックにおける面取部の面取量は、タイヤ装着方向外側の陸部ブロックにおける面取部の面取量よりも大きいことが特徴である。タイヤの装着方向の内側から外側にかけて、陸部ブロック３２，３３，３４，３５が順に配設されている。

図８は図７のＣ−Ｃ線による断面図、図９は図７のＤ−Ｄ線による断面図である。

タイヤ装着方向外側およびタイヤ装着方向内側の陸部ブロックのエッジ部には面取部が形成されている。図８，９に示すように、最も装着方向内側の陸部ブロック３２の断面は、図９に示すように、踏込側のエッジ部に面取部４１が形成されている。この面取部４１の面取幅はｄ（ｉｎ）の寸法に設定されている。一方、最も装着方向外側の陸部ブロック３５の断面は、図８に示すように、踏込側のエッジ部に面取部４２が形成されている。この面取部４２の面取幅はｄ（ｏｕｔ）の寸法に設定されている。ここで、面取幅とは、面取部の傾斜面に沿ったタイヤ周方向の長さである。

図１０は、図８に対応する断面図であり、陸部ブロックの面取部の面取角を示している。図１１は、図９に対応する断面図であり、陸部ブロックの面取部の面取角を示している。

図１０，１１に示すように、装着内側の陸部ブロック３２における面取部４１の面取角β（ｉｎ）は、装着外側の陸部ブロック３５における面取部４２の面取角β（ｏｕｔ）よりも大きく設定されている。ここで、面取角とは、陸部ブロックの接地面の延長線と面取部の傾斜面の延長線との交差する角度である。

以下に、本実施形態による作用効果を説明する。

（１）タイヤ周方向に延びるタイヤ周方向溝２〜４およびトレッド幅方向に延びる横溝５，６によって複数の陸部ブロック３２〜３５が区画され、陸部ブロック３２〜３５における踏込側のエッジ部にトレッド幅方向に延びる面取部４１，４２が形成されると共に、タイヤ装着方向が指定されてネガティブキャンバーに設定される空気入りタイヤ３１であって、タイヤ装着方向内側の陸部ブロック３２における面取部４１の面取幅ｄ（ｉｎ）は、タイヤ装着方向外側の陸部ブロック３５における面取部４２の面取幅ｄ（ｏｕｔ）よりも大きい。

ネガティブキャンバーによって、タイヤ装着内側の方に応力が集中するため、タイヤ装着外側よりもタイヤ装着内側の面取部４１の面取幅ｄ（ｉｎ）を大きくすることによって、タイヤの応力集中が緩和されて転がり抵抗が低減する。

（２）前記タイヤ装着方向内側の陸部ブロック３２における面取部４１の面取角β（ｉｎ）は、タイヤ装着方向外側の陸部ブロック３５における面取部４２の面取角β（ｏｕｔ）よりも大きい。

ネガティブキャンバーによって、タイヤ装着内側の方に応力が集中するため、タイヤ装着外側よりもタイヤ装着内側の面取部４１の面取角β（ｉｎ）を大きくすることによって、タイヤの応力集中が緩和されて転がり抵抗が低減する。

なお、前述した実施の形態の開示の一部をなす論述および図面はこの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、実施例および運用技術が明らかとなろう。

例えば、前記第１および第２実施形態では、面取部の傾斜面が平坦な場合を説明したが、傾斜面を湾曲させても良い。

次いで、本発明について、実施例を通してさらに具体的に説明する。

サイズが１９５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤを実施例、比較例による供試タイヤとした。それぞれのタイヤを内圧が２２０ｋＰａになるように空気を充填し、ＪＡＴＭＡ標準で荷重がＪＡＴＭＡ最大荷重の７３％のリムホイールに装着した。なお、速度を８０ｋｍ／時として、室内ドラム試験機を用いた転がり抵抗を検証した。具体的には、タイヤに一定の荷重を負荷し、一定速度８０ｋｍ／時のもとに回転させて、ドラムの接地面に生じる進行方向の抵抗を測定した。

実施例では、陸部ブロックの踏込側のエッジ部に面取りを施した。この面取幅は、２ｍｍ、面取り角は４５°とした。比較例では、陸部ブロックのエッジ部に面取りを施さなかった。

次いで、実施例に係る供試タイヤを１°のネガティブキャンバーに設定した。一方、比較例に係る供試タイヤも１°のネガティブキャンバーに設定したが、陸部ブロックのエッジ部に面取りを施さなかった。

比較例に係る供試タイヤの転がり抵抗係数（ＲＲＣ）は、７４．３だった。これに対して、実施例に係る供試タイヤの転がり抵抗係数（ＲＲＣ）は、７３．４だった。また、比較例に係る供試タイヤの転がり抵抗係数を１００とした場合、実施例に係る供試タイヤの転がり抵抗係数は、９９であった。

以上の実験結果から、実施例によれば、タイヤの転がり抵抗を低減できることが判明した。

１，３１ 空気入りタイヤ
２，３，４ タイヤ周方向溝
５，６ 横溝
１１，１２，３２，３３，３４，３５ 陸部ブロック
１３，１４，４１，４２ 面取部

Claims (7)

1. タイヤ周方向に延びるタイヤ周方向溝およびトレッド幅方向に延びる横溝によって複数の陸部ブロックが区画され、前記陸部ブロックにおける踏込側のエッジ部にトレッド幅方向に延びる面取部を形成した空気入りタイヤであって、
   タイヤ赤道を中心としたトレッド幅方向外側の陸部ブロックにおける前記面取部の面取量は、トレッド幅方向内側の陸部ブロックにおける面取部の面取量よりも大きいことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記トレッド幅方向外側の陸部ブロックにおける面取部の面取幅は、トレッド幅方向内側の陸部ブロックにおける面取部の面取幅よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記トレッド幅方向外側の陸部ブロックにおける面取部の面取角は、トレッド幅方向内側の陸部ブロックにおける面取部の面取角よりも大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記トレッド幅方向内側の陸部ブロックにおける面取部の面取幅は、トレッド幅方向外側の陸部ブロックにおける面取部の面取幅よりも大きいことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記トレッド幅方向内側の陸部ブロックにおける面取部の面取角は、トレッド幅方向外側の陸部ブロックにおける面取部の面取角よりも大きいことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
6. タイヤ周方向に延びるタイヤ周方向溝およびトレッド幅方向に延びる横溝によって複数の陸部ブロックが区画され、前記陸部ブロックにおける踏込側のエッジ部にトレッド幅方向に延びる面取部が形成されると共に、タイヤ装着方向が指定されてネガティブキャンバーに設定される空気入りタイヤであって、
   タイヤ装着方向内側の陸部ブロックにおける面取部の面取幅は、タイヤ装着方向外側の陸部ブロックにおける面取部の面取幅よりも大きいことを特徴とする空気入りタイヤ。
7. 前記タイヤ装着方向内側の陸部ブロックにおける面取部の面取角は、タイヤ装着方向外側の陸部ブロックにおける面取部の面取角よりも大きいことを特徴とする請求項６に記載の空気入りタイヤ。

Images