JP4241366B2 - 車両用タイヤ - Google Patents

Description

本発明は、グリップ性能と転がり性能を両立させる車両用タイヤに関する。

車両用タイヤの特性は、車両の安全走行のために重要な役割を果たす。特に車両用タイヤのトレッド部を設計する際には、制動特性、コーナリング特性、騒音特性、摩耗特性など複数の特性の検討が必要であり、これを解決すべくゴム素材やトレッドパターンのデザインが異なる多数の車両用タイヤが市販されている。

特許文献１には、車両用タイヤのトレッドブロックを回転方向に三分割し、耐摩耗性の異なるゴムを交互に配置するようにしたタイヤが開示されている。これによると、トレッドの摩耗が進行した場合でも路面抵抗力の低下が少なくなるとしている。
実開平４−１１９７０３号公報

上記特許文献１は摩耗特性のみを考慮したものであり、タイヤのグリップ力や転がり抵抗についての検討はなされていない。一般に、高グリップ力と低転がり抵抗とは相反する特性であり、これを両立させる車両用タイヤを製造することは容易ではない。

本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、タイヤの高グリップ力と低転がり抵抗のように、相反する特性を両立するタイヤ技術を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明のある態様は、多数のトレッドブロックがトレッド部に成型されている車両用タイヤにおいて、前記トレッドブロックの各々が少なくとも２つの区画に分けられており、グリップ力が高い特性を持つ区画と転がり抵抗の小さい特性を持つ区画とが混在していることを特徴とする車両用タイヤを提供する。この態様によると、相反する特性を両立する車両用タイヤを得ることができる。

本発明の別の態様は、多数のトレッドブロックがトレッド部に成型されている車両用タイヤにおいて、前記トレッドブロックの各々が、車両前方側に位置する第１の区画と車両後方側に位置する第２の区画とからなり、前記第１の区画は前記第２の区画に比してグリップ力が高い特性を持つことを特徴とする車両用タイヤを提供する。この態様によると、制動時に路面に食いつく車両前方側に高グリップの区画を配置しているので、制動性能を高くすることができる。

本発明のさらに別の態様は、多数のトレッドブロックがトレッド部に成型されている車両用タイヤにおいて、前記トレッドブロックの各々が、車両外側に位置する第１の区画と車両内側に位置する第２の区画とからなり、前記第１の区画が前記第２の区画に比してグリップ力が高い特性を持つことを特徴とする車両用タイヤを提供する。この態様によると、車両旋回時に路面に食いつく車両外側に高グリップの区画を配置しているので、旋回性能を高くすることができる。なお、「車両外側」とは車両用タイヤを車体に装着した際に車両外方に向く側を意味し、「車両内側」とは車両内方に向く側を意味する。

前記第２の区画が、前記第１の区画に比して転がり抵抗の小さい特性を持つようにしてもよい。１つのトレッドブロックの中にグリップ力が高い区画と転がり抵抗の低い区画を混在させることで、車両用タイヤ全体として、制動性能や旋回性能を高くしながら転がり抵抗を減ずることが可能となる。

本発明の車両用タイヤによると、１つのトレッドブロックのなかにグリップ力が高い部分と転がり抵抗の低い部分を混在させているので、両方の特性を向上させることができる。

本発明の一実施形態は、各トレッドブロックにおいて、グリップ力の高いゴムと転がり抵抗の小さいゴムを混在させた構造の車両用タイヤである。

図１は、車両用タイヤ１０の全体図である。車両用タイヤ１０は、ビード部１１と、サイドウォール部１２と、ショルダー部１３と、トレッド部１４に大別される。トレッド部１４は、車両用タイヤ１０が路面に接する部分である。トレッド部１４に使われているゴムのことを通常「トレッドコンパウンド」と呼ぶ。トレッド部１４には、排水、制動力の発揮、操作性の向上などを目的としてトレッドパターン１６が刻まれている。本明細書では、溝（グルーブともいう）によって仕切られたひとつひとつの部分をトレッドブロック１８と呼ぶ。図１では、解りやすくするためにトレッドブロックを強調して描いている。以下では、「車両外側」とは車両用タイヤ１０を車体に装着した際に車両外方に向く側を意味し、「車両内側」とは車両内方に向く側を指す。

車両用タイヤには、制動特性、コーナリング特性、騒音特性、摩耗特性などの多種の特性が要求されるが、なかでも代表的なものとしてグリップ力と転がり抵抗がある。「グリップ力」とは、車両用タイヤが地面をとらえる力、つまり摩擦力のことである。グリップ力が大きければ、効率良く駆動力を伝え、コーナーでより高速で曲がることができ、また制動性能も向上する。「転がり抵抗」とは、車両用タイヤが回転するときに発生する損失のことである。転がり抵抗の主な要因は、回転中のタイヤの構成部材の繰り返し変形によるエネルギー損失である。転がり抵抗が低いほど、燃費の向上が期待できる。

車両用タイヤのグリップ力と転がり抵抗とは、ともに走行中にタイヤが変形することによって生じるエネルギー損失、すなわちヒステリシス・ロスと密接に関係する。つまり、タイヤのグリップはタイヤの変形によってもたらされるが、タイヤの変形が大きければ大きいほど転がり抵抗は大きくなるので、グリップ力を向上させると同時に転がり抵抗も増加し、転がり抵抗を減少させるとグリップ力も低下する。このように、相反する特性を同時に得ることは容易ではない。

異なる二つ以上の特性を高度にバランスさせる方法の１つとして、左右非対称のトレッドデザインを採用する技術が知られている。左右非対称トレッドでは、例えば車両外側のトレッドをハンドリングに最適化したデザインとし、車両内側はグリップや排水性に最適化されたデザインとすることで、相反する特性を両立させている。

本発明は、この考え方をさらに進め、トレッドブロック毎に非対称の特性を持たせることで、車両用タイヤ全体として、相反する特性の両立を図るものである。

図２は、車両用タイヤ１０のトレッド部１４の拡大図である。図中の矢印２４は前進時の車両の進行方向であり、矢印２６はそのときの車両用タイヤ１０の回転方向である。図示のように、トレッドブロック１８は２つの区画に分けられ、車両前方側に位置する第１の区画２０と車両後方側に位置する第２の区画２２とでゴムの性質が異なっている。

図３は、トレッドブロック１８の区画分けの一例である。図３は、簡単のために、略正方形形状のトレッドブロック１８が車両用タイヤ１０のトレッド部１４全体に成型されている場合を示している。図中の矢印は車両の進行方向を示す。図示のように、各トレッドブロック１８は二分割されており、車両前方側にある第１の区画２０にはグリップ力の高いゴムが配置され、車両後方側にある第２の区画２２には転がり抵抗の小さいゴムが配置される。車両の制動時にはトレッドブロック１８内でも特に車両前方側のゴムが路面に食いつくことで制動力を発揮するため、前方側の第１の区画２０に高グリップ力のゴムを配置することで、トレッドブロックを二分割していても制動特性が犠牲になることはない。また、通常走行時には、転がり抵抗の小さいゴムが配置されているため、車両用タイヤ１０全体として転がり抵抗が減少することになり、燃費も向上する。このように、各トレッドブロック内に特性が異なるゴムを配することで、車両用タイヤ全体として制動性能を高く確保しながら転がり抵抗を減ずることが可能となる。

転がり抵抗の小さいゴムは、例えばシリカをトレッドコンパウンドに配合することで製造する。シリカは、車両の走行とともに発生するトレッドコンパウンドの発熱を抑えるので転がり抵抗が低減される。車両用タイヤの製造工程において、トレッドパターンを金型によって成型するときに、一方の区画のみにシリカを配合させて特性の異なる二区画を構成する。トレッドのベースゴム全体をグリップ力の高いゴムで製造し、後工程で転がり抵抗の小さいゴムをベースゴムの上に貼り付けるようにして、特性の異なる二区画を構成してもよい。ヒステリシス特性の異なるゴムを使用して、特性の異なる二区角を構成してもよい。

以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。この実施形態は例示でありいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。以下、そのような変形例を述べる。

図４は、トレッドブロック１８の区画分けの別の実施例である。図３の場合と同様に、略正方形形状のトレッドブロック１８が車両用タイヤ１０のトレッド部１４全体に成型されている場合を示している。図中の矢印は車両の進行方向を示し、また図の上側が車両外側方向である。各トレッドブロック１８が車両外側と車両内側で二分割されており、車両外側の第１の区画２０にグリップ力の高いゴムが配置され、車両内側にある第２の区画２２には転がり抵抗の小さいゴムが配置される。この区画分けでは、旋回時に路面に食いつく車両外側の第１の区画２０にグリップ力の高いゴムが配置されているので、横滑り等が効果的に抑制され、旋回性能を向上できる。他方、車両内側の第２の区画２２に転がり抵抗の小さいゴムが配置されているため、直進走行時に転がり抵抗が減少する。したがって、この区画分けでは、車両用タイヤ全体として旋回性能を高く確保しながら転がり抵抗を減ずることが可能となる。

図５、図６はトレッドブロックの区画分けのさらに別の実施例である。図３と同様に、図中の矢印は車両の進行方向を示し、図の上側が車両外側方向である。図５では、トレッドブロック１８が斜めに二分割されており、図６では、トレッドブロック１８がＬ字型に二分割されている。そして、図５、図６共に、第１の区画２０にはグリップ力の高いゴムが配置され、第２の区画２２には転がり抵抗の小さいゴムが配置される。このようなゴムの配置により、制動特性と旋回性能を確保しつつ転がり抵抗を減じており、図３と図４に示した実施例の中間の特性を狙っている。

実施形態では、第１の区画と第２の区画をほぼ同じ面積としたが、車両用タイヤに求める特性に応じて区画の面積比率を変更してもよい。また、駆動輪と従動輪とで区画の面積比率を変えてもよい。

実施形態では、トレッドブロックを略正方形形状とし、それを半分に分割したときの車両内側、外側あるいは車両前方側、後方側という表現を使用しているが、トレッドブロックが他の形状をしているために本発明が適用できないわけではない。トレッドパターンは、要求される車両用タイヤの特性に合わせて多数の種類が考案されているが、そのトレッドブロックの形状のいかんに関わらず、それぞれのブロック形状に合わせて適切な区画分けをすれば、本発明を適用することができる。

また、実施形態ではトレッド部全体がトレッドブロックのみで構成されている車両用タイヤについて説明したが、タイヤ外周を一周するリブを持つ車両用タイヤについても、トレッドブロック部分に関しては本発明を適用可能である。

また、両立させる特性はグリップ力と転がり抵抗に限られず、種々の特性を持つゴムを複数の区画に配置して、複数の特性を両立させることが可能である。

車両用タイヤの全体図である。 車両用タイヤのトレッド部の拡大図である。 トレッドブロックの区画分けの一実施例を示す図である。 トレッドブロックの区画分けの一実施例を示す図である。 トレッドブロックの区画分けの一実施例を示す図である。 トレッドブロックの区画分けの一実施例を示す図である。

符号の説明

１０ 車両用タイヤ、 １４ トレッド部、 １６ トレッドパターン、 １８ トレッドブロック、 ２０ 第１の区画、 ２２ 第２の区画。

Claims (3)

1. 多数のトレッドブロックがトレッド部に成型されている車両用タイヤであって、
   前記トレッドブロックの各々が、車両前方側および車両外側の少なくとも一部を占める第１の区画と残りの部分を占める第２の区画とからなり、
   前記第１の区画が前記第２の区画に比してグリップ力が高い特性を持ち、
   前記第１の区画が前記車両前方側の辺と前記車両外側の辺とを含み、前記第２の区画がそれ以外の辺を含むように前記トレッドブロックが斜めに二分割されている
   ことを特徴とする車両用タイヤ。
2. 多数のトレッドブロックがトレッド部に成型されている車両用タイヤであって、
   前記トレッドブロックの各々が、車両前方側および車両外側の少なくとも一部を占める第１の区画と残りの部分を占める第２の区画とからなり、
   前記第１の区画が前記第２の区画に比してグリップ力が高い特性を持ち、
   前記第１の区画が車両後方側の辺の一部と車両内側の辺の一部とを含み、前記第２の区画がそれ以外の辺を含むように前記トレッドブロックがＬ字型に二分割されている
   ことを特徴とする車両用タイヤ。
3. 前記第２の区画が前記第１の区画に比して転がり抵抗の小さい特性を持つ
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の車両用タイヤ。

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