JP2008201379A - タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】転がり抵抗の低減と操縦の安定性とを共に具備し、しかも、耐久性に優れたタイヤを提供する。
【解決手段】走行面に接地する環状のトレッド部２と、環状のトレッド部２の左右両側より内周側に配置された一対のサイドウォール部３と、各サイドウォール部３の最内周に配置され、リム部に取り付けされる一対のビード部４とを備え、トレッド接地幅ＴＷとセクション幅ＳＷの比である（ＴＷ／ＳＷ）値が０．６以上０．７５以下の範囲であるタイヤであって、各サイドウォール部３は、破壊強力が１６．０ＭＰａ以上のゴム材にて形成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、転がり抵抗の低減と操縦の安定性とを共に具備するタイヤに関する。

近年、環境対策から車を省燃費化して排出ガスを低減するため、タイヤの転がり抵抗を低減することが重要視されてきている。又、交通安全の観点から操縦の安定性を確保できるタイヤが求められることはいうまでもない。以上より、転がり抵抗の低減と操縦の安定性とを共に具備するタイヤが求められる。

一般的な空気入りのタイヤは、トレッド接地幅ＴＷとセクション幅ＳＷの比（ＴＷ／ＳＷ）が０．８以上であるが、タイヤの転がり抵抗を低減するには、トレッド部のゴム量を少なくすると共にタイヤが走行面より受ける力を小さくすれば良く、このためにはトレッド接地幅ＴＷを狭くすることが有効である。しかし、トレッド接地幅ＴＷをあまりに狭くし過ぎると、タイヤが走行面より受ける力が小さくなり過ぎてしまう結果、操縦の安定性が低下する。以上より、トレッド接地幅ＴＷとセクション幅ＳＷの比（ＴＷ／ＳＷ）が０．８より小さい所定の範囲とすれば、転がり抵抗の低減と操縦の安定性とを共に具備することができる。特許文献１には（ＴＷ／ＳＷ）値を０．５５〜０．７０の範囲、特許文献２では０．３〜０．６の範囲としたタイヤが開示されている。
特開平５−３４５５０６号公報 特開平７−１９５９０８号公報

しかしながら、前記した従来の転がり抵抗の低減と操縦の安定性とを共に具備するタイヤでは、セクション幅ＳＷに対してトレッド接地幅ＴＷが狭いために、トレッド部からサイドウォール部にかけて緩やかな曲線を持つ形状となる。そのため、タイヤが走行面の凹凸による荷重変動を受ける時、コーナリングしてタイヤ接地面が外側に広がった時、タイヤが縁石に乗り上げた時、低いタイヤ空気圧で走行した時等に、サイドウォール部が走行面等に擦れる可能性が高くなる。サイドウォール部が擦れ等によって損傷を受けると、タイヤの故障につながる。従って、前記従来のタイヤは、転がり抵抗の低減と操縦の安定性とを共に具備するが、耐久性に劣るという問題がある。

そこで、本発明は、前記した課題を解決すべくなされたものであり、転がり抵抗の低減と操縦の安定性とを共に具備し、しかも、耐久性に優れたタイヤを提供することを目的とする。

請求項１の発明は、走行面に接地する環状のトレッド部と、環状の前記トレッド部の左右両側より内周側に配置された一対のサイドウォール部と、前記各サイドウォール部の最内周に配置され、リム部に取り付けされる一対のビード部とを備え、トレッド接地幅ＴＷとセクション幅ＳＷの比である（ＴＷ／ＳＷ）値が０．６以上０．７５以下の範囲であるタイヤであって、前記各サイドウォール部は、破壊強力が１６．０ＭＰａ以上のゴム材にて形成されていることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載のタイヤであって、セクション幅ＳＷとセクション高さＳＨの比（ＳＨ／ＳＷ）を示す扁平率が６０％以下であることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のタイヤであって、破壊強力が１６．０ＭＰａ以上のゴム材にて形成される前記各サイドウォール部の箇所は、前記トレッド部の接地面側を基準としてセクション高さの少なくとも５０％以上の領域であることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、トレッド接地幅ＴＷとセクション幅ＳＷの比である（ＴＷ／ＳＷ）値が０．７５より大きいと、トレッド接地幅が大きくなってタイヤの転がり抵抗を低減することができず、トレッド接地幅ＴＷとセクション幅ＳＷの比である（ＴＷ／ＳＷ）値が０．６未満であると、タイヤが走行面より受ける横力が小さ過ぎるため操縦の安定性を図ることができない。本発明では、トレッド接地幅ＴＷとセクション幅ＳＷの比である（ＴＷ／ＳＷ）値が０．６〜０．７５の範囲であるため、転がり抵抗の低減と操縦の安定性とを共に具備することができる。

又、（ＴＷ／ＳＷ）値が０．６〜０．７５の範囲であるため、凹凸走行面での走行時、コーナリング時、縁石乗り上げ時、低いタイヤ空気圧での走行時等にあって、サイドウォール部が走行面等に擦れる可能性が高いが、サイドウォール部が１６ＭＰａ以上の破壊強力のゴムにて形成されているため、サイドウォール部が走行面等に擦れても容易には損傷せず、耐久性に優れている。以上より、転がり抵抗の低減と操縦の安定性とを共に具備し、しかも、耐久性に優れたタイヤを提供できる。

請求項２の発明によれば、サイドウォール部が走行面等に擦れる可能性が一層高くなるが、上述したようにサイドウォール部が走行面等に擦れても容易には損傷しない。以上より、扁平タイヤにおいて、転がり抵抗の低減と操縦の安定性とを共に具備し、しかも、耐久性に優れたものを提供できる。

請求項３の発明によれば、破壊強力が１６ＭＰａ以上のゴムは発熱性が高いため、走行面等と擦れる可能性のある箇所にのみ破壊強力が１６ＭＰａ以上の優れたゴム材を使用し、その以外の箇所には熱熱性の低いゴム材を使用することによって、サイドウォール部の発熱を極力低減できる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係るタイヤのトレッド幅方向の断面図である。図１に示すように、タイヤ１Ａは、走行面に接地する環状のトレッド部２と、環状のトレッド部２の左右両側より内周側に配置された一対のサイドウォール部３と、この各サイドウォール部３の最内周に配置され、タイヤホイールのリム部（図示せず）に取り付けされる一対のビード部４とを備えている。トレッド部２及びサイドウォール部３は、ゴム材にてそれぞれ形成され、ゴム材の詳細については下記する。

トレッド部２の内周面には、複数のベルト層５が配置されている。トレッド部２のベルト層５の内周と、一対のサイドウォール部３及び一対のビード部４の内側には、カーカス層６が配置されている。カーカス層６は、ビード部４の箇所ではビードコア７ａとビードフィラー７ｂからなるビード補強部７を巻き付けるように配置されている。カーカス層６の更に内側には、チューブに相当する気密性の高いゴム層であるインナーライナー８が配置され、インナーライナー８の内部に空気充填室９が形成されている。

タイヤ１Ａは、トレッド接地幅ＴＷとセクション幅ＳＷの比である（ＴＷ／ＳＷ）値が０．６以上０．７５以下の範囲である。

ここで、「セクション幅」とは、タイヤ軸方向の最大幅をいう。「トレッド接地幅ＴＷ」とは、タイヤを「適応リム」に装着して「規定の空気圧」を充填するとともに、そのタイヤを平板上に垂直姿勢で静止配置して、「規定の質量」に対応する負荷を加えたときの平板との接触面におけるタイヤ軸方向最大直線距離をいう。

「適応リム」とは、タイヤのサイズに応じて下記の規格に規定されたリムをいう。「規定の空気圧」とは、下記の規格において、最大負荷能力に対応させて規定される空気圧をいい、「最大負荷能力」とは、下記の規格で、タイヤに負荷することが許容される最大の質量をいう。「規定の質量」とは、上記の最大負荷能力をいう。なお、ここでいう「空気」とは、窒素ガスなどの不活性ガスその他に置換することも可能である。そして、「規格」とは、タイヤが生産または使用されている地域に有効な産業規格であり、例えば、アメリカ合衆国では「THE TIRE AND RIM ASSOCIATION INC.のYEAR BOOK」をいう。欧州では「THE European Tyre and Rim Technical OrganizationのSTANDARDS MANUAL」をいう。日本では日本自動車タイヤ協会の「JATMA YEAR BOOK」をいう。

次に、トレッド部２及びサイドウォール部３のゴム材の構成について説明する。トレッド部２は、走行面に接触する箇所であるため、走行面との摩擦抵抗が大きく、且つ、破壊強力が２０〜３０ＭＰａ程度の非常に大きなゴム材にて形成されている。各サイドウォール部３は、この第１の実施の形態では、その全ての領域において破壊強力が１６．０ＭＰａ以上のゴム材にて形成されている。ゴム材の最大破壊強力は３０ＭＰａ程度であるため、各サイドウォール部３は破壊強力が１６．０ＭＰａ〜３０ＭＰａの範囲のゴム材にて形成されることになる。

以上、第１の実施の形態に係るタイヤ１Ａは、トレッド接地幅ＴＷとセクション幅ＳＷの比である（ＴＷ／ＳＷ）値が０．６以上０．７５以下の範囲に形成されているため、転がり抵抗の低減と操縦の安定性とを共に具備することができる。つまり、トレッド接地幅ＴＷとセクション幅ＳＷの比である（ＴＷ／ＳＷ）値が０．７５より大きいと、トレッド接地幅ＴＷが大きくなってタイヤの転がり抵抗を低減することができず、（ＴＷ／ＳＷ）値が０．６未満であると、タイヤが走行面より受ける横力が小さ過ぎるため操縦の安定性を図ることができない。以上より、転がり抵抗の低減と操縦の安定性とを共に具備することができる。

又、（ＴＷ／ＳＷ）値が０．６〜０．７５の範囲であるため、凹凸走行面での走行時、コーナリング時、縁石乗り上げ時、低いタイヤ空気圧での走行時等にあって、サイドウォール部３が走行面等に擦れる可能性が高いが、サイドウォール部３のゴム材として破壊強力が１６ＭＰａ以上の優れたゴムを使用したため、サイドウォール部３が走行面等に擦れても容易には損傷せず、耐久性に優れている。以上より、転がり抵抗の低減と操縦の安定性とを共に具備し、しかも、耐久性に優れたタイヤ１Ａを提供できる。

次に、第１の実施の形態に係るタイヤ１Ａの効果を実証する比較実験を行ったので、それを説明する。実験に使用したタイヤは、第１の実施の形態を具現化した実施例１、２のタイヤと、従来例のタイヤと、比較例１〜４のタイヤである。各タイヤのサイズは、２２５／４５Ｒ１７で、リムサイズが７．５Ｊ×１７である。

先ず、従来例のタイヤと比較例１〜４のタイヤについて、サイドウォール部３の損傷及び損傷評価と操縦の安定性と転がり抵抗の軽減化の実験を行った。各タイヤのＴＷ／ＳＷ、サイドウォール部３に使用したゴム材の破壊強力、接地面積、トレッドのゴム量については図２に示す通りである。接地面積とトレッドゴム量は、従来例のタイヤを指数１００として比較例１〜４のタイヤを指数で表示した。

（１）サイドウォール部３の損傷及び損傷評価については、タイヤの空気圧を２３０ＫＰａ、荷重として４名乗車条件で、テストコース内を１５０００Ｋｍ走行し、走行後にサイドウォール部３の擦れ痕の有無、損傷度を相対比較評価した。損傷度については、擦れ痕の深さ方向の摩耗量を測定して評価した。

（２）操縦の安定性試験については、タイヤの空気圧を２３０ＫＰａ、荷重として４名乗車条件で、テストコース内を時速４０，６０，８０，１００，１２０Ｋｍでレーンチェンジした時の車両挙動の安定度及び応答性の遅れを官能評価した。従来例と同程度の安定度と応答性が得られた場合には○、従来例より劣っている場合には×とした。

（３）転がり抵抗試験については、空気圧を２３０ＫＰａ、荷重３．９２ＫＮという条件で、時速４０，６０，８０，１００Ｋｍの４水準の転がり抵抗値を室内ドラム試験機にて測定し、その平均を用い比較評価した。転がり抵抗は、従来例を指数１００として相対比較したものを比で表した。値が小さいほど転がり抵抗は小さく、良い方向にある。

図２の実験結果より分かるように、ＴＷ／ＳＷが０．８で、サイドウォール部３が１３〜１５ＭＰａの破壊強力のゴム材にて形成された従来例では、操縦の安定性が図れるが、転がり抵抗の低減化が図れない。ＴＷ／ＳＷが０．５５で、サイドウォール部３が１３〜１５ＭＰａの破壊強力のゴム材にて形成された比較例４では、転がり抵抗の低減化が最も図れるが、操縦の安定性が図れない。

一方、ＴＷ／ＳＷが０．７４、０．７０、０．６１で、サイドウォール部３が１３〜１５ＭＰａの破壊強力のゴム材にて形成された比較例１〜３では、操縦の安定性と転がり抵抗の低減化が共に図れる。しかし、比較例１〜３では、サイドウォール部３が擦れによって損傷を受け、耐久性に問題がある。つまり、比較例１〜３は、サイドウォール部３が１３〜１５ＭＰａの破壊強力のゴム材にて形成されているため、損傷が発生したと結論付けできる。

次に、上記した実験結果を踏まえて、比較例５のタイヤと本発明に係る実施例１及び実施例２のタイヤについて、サイドウォール部３の損傷及び損傷評価の実験を行った。各タイヤのＴＷ／ＳＷ、サイドウォール部３に使用したゴム材の破壊強力については図３に示す通りである。

サイドウォール部３の損傷及び損傷評価については、上記と同様にして行い、図３に示す実験結果が得られた。

図３の実験結果より分かるように、サイドウォール部３が１５ＭＰａの破壊強力のゴム材にて形成された比較例５では、サイドウォール部３が擦れによって損傷を受け、耐久性に問題がある。これに対し、サイドウォール部３が１６ＭＰａ、１７ＭＰａの破壊強力のゴム材にて形成された実施例１及び実施例２では、サイドウォール部３が擦れによって微小の損傷を受けるものの耐久性に問題がないという結果が得られた。

（第２の実施の形態）
図４は本発明の第２の実施の形態に係るタイヤのトレッド幅方向の断面図である。第２の実施の形態に係るタイヤ１Ｂは、前記第１の実施の形態のものと比較して、扁平率のみが相違する。つまり、セクション幅ＳＷとセクション高さＳＨの比（ＳＨ／ＳＷ）を示す扁平率が６０％以下のタイヤである。

重複になるが、トレッド接地幅ＴＷとセクション幅ＳＷの比（ＴＷ／ＳＷ）は、０．６以上０．７５以下の範囲である。前記各サイドウォール部３は、その全ての領域が１６．０ＭＰａ以上の破壊強力のゴム材にて形成されている。

なお、他の構成は同一であるため、図面の同一構成箇所に同一符号を付してその説明を省略する。

図５に示すように、タイヤ１Ｂは、扁平率が６０％以下になると、サイドウォール部３の歪み量が大きくなる。そのため、サイドウォール部３が走行面等に擦れる可能性が一層高くなるが、上述したようにサイドウォール部３が走行面等に擦れても容易には損傷しない。以上より、扁平タイヤにおいて、転がり抵抗の低減と操縦の安定性とを共に具備し、しかも、耐久性に優れたものを提供できる。

なお、図５において、扁平率４０、４５、５５、６０、６５％の各タイヤは、そのタイヤサイズが２０５／４０Ｒ１７、２２５／４５Ｒ１７、２０５／５５Ｒ１６、１６５／６０Ｒ１４、１９５／６５Ｒ１５である。

（第３の実施の形態）
図６は本発明の第３の実施の形態に係るタイヤのトレッド幅方向の断面図である。第３の実施の形態に係るタイヤ１Ｃは、前記第１の実施の形態のものと比較して、サイドウォール部３の構成のみが相違する。つまり、各サイドウォール部３は、トレッド部２の接地面側を基準としてセクション高さＳＨの少なくとも５０％以上の位置を分割位置し、その上部領域３Ａのみが１６．０ＭＰａ以上の破壊強力のゴム材にて形成されている。下部領域３Ｂは、１３〜１５ＭＰａの破壊強力のゴム材にて形成されている。

なお、他の構成は同一であるため、図面の同一構成箇所に同一符号を付してその説明を省略する。

この第３の実施の形態では、破壊強力が１６ＭＰａ以上のゴムは発熱性が高いため、走行面等と擦れる可能性のある箇所（上部領域３Ａ）にのみ使用し、それ以外の箇所（下部領域３Ｂ）には熱熱性の低いゴム材を使用することによってサイドウォール部３の発熱性を低減できる。

次に、１６ＭＰａ以上の破壊強力のゴム材をサイドウォール部３に使用する領域を、トレッド部２を基準としてセクション高さＳＨの５０％以上とする理由を実証する比較実験を行ったので、それを説明する。実験に使用したタイヤは、第３の実施の形態を具現化した実施例３、４のタイヤと、比較例６のタイヤである。各タイヤのサイズは、２２５／４５Ｒ１７で、リムサイズが７．５Ｊ×１７である。

各タイヤのＴＷ／ＳＷ、サイドウォール部３に使用したゴム材の破壊強力については、図７に示す通りである。なお、転がり抵抗の指数は、従来例のタイヤ（図２参照）を指数１００として実施例３、４と比較例６のタイヤを指数で表示した。

サイドウォール部３の損傷及び損傷評価については、上記と同様にして行った。図７の実験結果より分かるように、サイドウォール部３の分割位置がセクション高さＳＨの４０％である比較例６では、サイドウォール部３に擦れによる大きな損傷が確認され、耐久性に問題がある。これに対し、サイドウォール部３の分割位置がセクション高さＳＨの５０％、６０％である実施例３、実施例４では、サイドウォール部３に小さな擦れが確認されるものの耐久性に問題がないという結果が得られた。

なお、サイドウォール部３において、セクション高さＳＨの６５％を越える範囲はサイド屈曲部を超える範囲となるため、上部領域３Ａと下部領域３Ｂの分割位置を６５％以上の位置とする必要性はない。つまり、各サイドウォール部３は、トレッド部２の接地面側を基準としてセクション高さＳＨの５０％以上６５％以下の位置を分割位置とし、その上部領域３Ａに１６．０ＭＰａ以上の破壊強力のゴム材を、下部領域３Ｂに１３〜１５ＭＰａの破壊強力のゴム材を使用することが実用的である。

本発明の第１の実施の形態に係るタイヤのトレッド幅方向の断面図である。 従来例のタイヤと比較例１〜４のタイヤの実験結果を示す図である。 第１の実施の形態を具現化した実施例１、２のタイヤと比較例５のタイヤの実験結果を示す図である。 本発明の第２の実施の形態に係るタイヤのトレッド幅方向の断面図である。 扁平率とサイドウォール部の歪み状態の関係を示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係るタイヤのトレッド幅方向の断面図である。 第３の実施の形態を具現化した実施例３、４のタイヤと比較例６のタイヤの実験結果を示す図である。

符号の説明

１Ａ〜１Ｃ タイヤ
２ トレッド部
３ サイドウォール部
３Ａ 上部領域
３Ｂ 下部領域
４ ビード部
５ ベルト層
６ カーカス層
７ ビード補強部
８ インナーライナー
９ 空気充填室

Claims (3)

1. 走行面に接地する環状のトレッド部と、環状の前記トレッド部の左右両側より内周側に配置された一対のサイドウォール部と、前記各サイドウォール部の最内周に配置され、リム部に取り付けされる一対のビード部とを備え、トレッド接地幅ＴＷとセクション幅ＳＷの比である（ＴＷ／ＳＷ）値が０．６以上０．７５以下の範囲であるタイヤであって、
   前記各サイドウォール部は、破壊強力が１６．０ＭＰａ以上のゴム材にて形成されていることを特徴とするタイヤ。
2. セクション幅ＳＷとセクション高さＳＨの比（ＳＨ／ＳＷ）を示す扁平率が６０％以下であることを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。
3. 破壊強力が１６．０ＭＰａ以上のゴム材にて形成される前記各サイドウォール部の箇所は、前記トレッド部の接地面側を基準としてセクション高さの少なくとも５０％以上の領域であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のタイヤ。

Images