(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023084588
(43)【公開日】2023-06-19
(54)【発明の名称】タイヤ
(51)【国際特許分類】
B60C 11/01 20060101AFI20230612BHJP
B60C 11/00 20060101ALI20230612BHJP
【FI】
B60C11/01 A
B60C11/00 D
B60C11/00 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】11
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021198865
(22)【出願日】2021-12-07
(71)【出願人】
【識別番号】000005278
【氏名又は名称】株式会社ブリヂストン
(74)【代理人】
【識別番号】100147485
【弁理士】
【氏名又は名称】杉村 憲司
(74)【代理人】
【識別番号】230118913
【弁護士】
【氏名又は名称】杉村 光嗣
(74)【代理人】
【識別番号】100186015
【弁理士】
【氏名又は名称】小松 靖之
(72)【発明者】
【氏名】荒井 夏実
【テーマコード(参考)】
3D131
【Fターム(参考)】
3D131AA30
3D131BA18
3D131BC02
3D131BC40
3D131EA01Y
3D131EB13Y
3D131EB18Y
3D131EB24Y
(57)【要約】 (修正有)
【課題】転がり抵抗を低減可能なタイヤを提供する。
【解決手段】本発明に係るタイヤは、一対のビード部10c間に跨ってトロイダル状に延在するカーカス4と、前記カーカスのタイヤ径方向の外側からタイヤ幅方向の外側に亘って、前記カーカスを覆う被覆ゴム11と、を備え、前記被覆ゴムの外面であるタイヤ外面には、タイヤ周方向に延在する溝30が形成されており、前記溝は、タイヤ幅方向断面視で、前記タイヤ外面の開口端より溝底側に溝幅が最大となる最大溝幅部を有する隠れ溝であり、前記隠れ溝の前記最大溝幅部には、熱伝導率が0.2[W/mK]以下の低熱伝導部材12が収容されている。
【選択図】
図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
一対のビード部間に跨ってトロイダル状に延在するカーカスと、
前記カーカスのタイヤ径方向の外側からタイヤ幅方向の外側に亘って、前記カーカスを覆う被覆ゴムと、を備え、
前記被覆ゴムの外面であるタイヤ外面には、タイヤ周方向に延在する溝が形成されており、
前記溝は、タイヤ幅方向断面視で、前記タイヤ外面の開口端より溝底側に溝幅が最大となる最大溝幅部を有する隠れ溝であり、
前記隠れ溝の前記最大溝幅部には、熱伝導率が0.2[W/mK]以下の低熱伝導部材が収容されている、タイヤ。
【請求項2】
前記低熱伝導部材の熱伝導率は、前記被覆ゴムの任意の部分の熱伝導率より小さい、請求項1に記載のタイヤ。
【請求項3】
前記低熱伝導部材は発泡樹脂製である、請求項1又は2に記載のタイヤ。
【請求項4】
前記低熱伝導部材の熱伝導率は、0.05[W/mK]以下である、請求項1から3のいずれか1つに記載のタイヤ。
【請求項5】
前記隠れ溝は、前記タイヤ外面のうち、トレッド端とタイヤ最大幅部との間の領域に形成されている、請求項1から4のいずれか1つに記載のタイヤ。
【請求項6】
前記隠れ溝は、前記タイヤ外面のうち、前記トレッド端から、前記トレッド端と前記タイヤ最大幅部とのタイヤ径方向の中間位置まで、のバットレス領域、に形成されている、請求項5に記載のタイヤ。
【請求項7】
前記隠れ溝は、タイヤ幅方向断面視での前記タイヤ外面に沿う方向において、前記バットレス領域の長さの50%以上の範囲に亘って配置されている、請求項6に記載のタイヤ。
【請求項8】
タイヤ幅方向断面視において、前記隠れ溝は、前記タイヤ外面に沿って所定間隔を隔てて複数形成されている、請求項1から7のいずれか1つに記載のタイヤ。
【請求項9】
前記隠れ溝は、前記タイヤ外面の法線方向である溝深さ方向において、前記タイヤ外面から前記カーカスまでの距離の1/3以下の深さを有する、請求項1から8のいずれか1つに記載のタイヤ。
【請求項10】
前記低熱伝導部材は、前記溝深さ方向において、2mm以上の長さを有する、請求項9に記載のタイヤ。
【請求項11】
前記低熱伝導部材は、連続的又は間欠的に、タイヤ周方向で半周分以上の領域に亘って配置されている、請求項1から10のいずれか1つに記載のタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はタイヤに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、車両の燃費性能の向上を目的として、タイヤの転がり抵抗を低減させることが求められている。そのため、タイヤの軽量化、タイヤのゴム組成物の損失係数(tanδ)の低減など、各種方法によりタイヤの転がり抵抗の低減が図られている。特許文献1には、タイヤのバットレス部の表面に細溝を設けたタイヤが開示されている。特許文献1のタイヤでは、細溝によりバットレス部の剛性を低下させ、転動時の歪エネルギーを減少させることで、転がり抵抗の低減を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
転動時の歪エネルギーは、損失係数(tanδ)の温度依存性により、タイヤの温度上昇に伴い減少することが知られている。つまり、タイヤの転がり抵抗は、タイヤの温度上昇に伴って小さくなる。
【0005】
しかしながら、タイヤからの放熱により、タイヤの温度上昇が抑制されることで、タイヤの転がり抵抗の低減効果が小さくなる場合がある。
【0006】
本発明は、転がり抵抗を低減可能なタイヤを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の第1の態様としてのタイヤは、一対のビード部間に跨ってトロイダル状に延在するカーカスと、前記カーカスのタイヤ径方向の外側からタイヤ幅方向の外側に亘って、前記カーカスを覆う被覆ゴムと、を備え、前記被覆ゴムの外面であるタイヤ外面には、タイヤ周方向に延在する溝が形成されており、前記溝は、タイヤ幅方向断面視で、前記タイヤ外面の開口端より溝底側に溝幅が最大となる最大溝幅部を有する隠れ溝であり、前記隠れ溝の前記最大溝幅部には、熱伝導率が0.2[W/mK]以下の低熱伝導部材が収容されている。
この構成により、タイヤの転がり抵抗を低減することができる。
【0008】
本発明の1つの実施形態として、前記低熱伝導部材の熱伝導率は、前記被覆ゴムの任意の部分の熱伝導率より小さい。
この構成により、タイヤの転がり抵抗を、より低減することができる。
【0009】
本発明の1つの実施形態として、前記低熱伝導部材は発泡樹脂製である。
この構成により、タイヤの転がり抵抗を、より低減し易くなる。
【0010】
本発明の1つの実施形態として、前記低熱伝導部材の熱伝導率は、0.05[W/mK]以下である。
この構成により、タイヤの転がり抵抗を、より低減することができる。
【0011】
本発明の1つの実施形態として、前記隠れ溝は、前記タイヤ外面のうち、トレッド端とタイヤ最大幅部との間の領域に形成されている。
この構成により、タイヤの保温性能を高め、タイヤの転がり抵抗を、より低減することができる。
【0012】
本発明の1つの実施形態として、前記隠れ溝は、前記タイヤ外面のうち、前記トレッド端から、前記トレッド端と前記タイヤ最大幅部とのタイヤ径方向の中間位置まで、のバットレス領域、に形成されている。
この構成により、タイヤの保温性能を高め、タイヤの転がり抵抗を、より低減することができる。
【0013】
本発明の1つの実施形態として、前記隠れ溝は、タイヤ幅方向断面視での前記タイヤ外面に沿う方向において、前記バットレス領域の長さの50%以上の範囲に亘って配置されている。
この構成により、タイヤの保温性能を高め、タイヤの転がり抵抗を、より低減することができる。
【0014】
本発明の1つの実施形態として、タイヤ幅方向断面視において、前記隠れ溝は、前記タイヤ外面に沿って所定間隔を隔てて複数形成されている。
この構成により、タイヤの所望の保温性能を確保しつつ、隠れ溝を設けた位置での局所的な剛性低下を抑制できる。
【0015】
本発明の1つの実施形態として、前記隠れ溝は、前記タイヤ外面の法線方向である溝深さ方向において、前記タイヤ外面から前記カーカスまでの距離の1/3以下の深さを有する。
この構成により、隠れ溝を設けた位置がタイヤの故障核となることを抑制できる。
【0016】
本発明の1つの実施形態として、前記低熱伝導部材は、前記溝深さ方向において、2mm以上の長さを有する。
この構成により、隠れ溝内に収容される低熱伝導部材による所望の保温性能を得やすくなる。
【0017】
本発明の1つの実施形態として、前記低熱伝導部材は、連続的又は間欠的に、タイヤ周方向で半周分以上の領域に亘って配置されている。
この構成により、タイヤの所望の保温性能を確保し易くなる。
【発明の効果】
【0018】
本発明によれば、転がり抵抗を低減可能なタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【
図1】本発明の一実施形態のタイヤのタイヤ幅方向断面図である。
【
図2】
図1に示すタイヤの一部を拡大して示す図である。
【
図3A】
図2に示す隠れ溝の一変形例を示す図である。
【
図3B】
図2に示す隠れ溝の一変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本発明に係るタイヤの実施形態について図面を参照して例示説明する。各図において同一の構成には同一の符号を付している。本明細書において、タイヤ幅方向とは、タイヤの回転軸と平行な方向をいう。タイヤ径方向とは、タイヤの回転軸と直交し、回転軸を中心とした半径方向をいう。タイヤ周方向とは、タイヤの回転軸を中心にタイヤが回転する方向をいう。
【0021】
本明細書において、「トレッド外面」とは、リムに組み付けるとともに規定内圧を充填したタイヤを、最大負荷荷重を負荷した状態(以下、「最大負荷状態」ともいう。)で転動させた際に、路面と接触することになる、タイヤの全周に亘る外周面を意味する。また、「トレッド端」とは、トレッド外面のタイヤ幅方向の外側端を意味する。
【0022】
本明細書において、「リム」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではJATMA(日本自動車タイヤ協会)のJATMA YEAR BOOK、欧州ではETRTO(The European Tyre and Rim Technical Organisation)のSTANDARDS MANUAL、米国ではTRA(The Tire and Rim Association, Inc.)のYEAR BOOK等に記載されているまたは将来的に記載される、適用サイズにおける標準リム(ETRTOのSTANDARDS MANUALではMeasuring Rim、TRAのYEAR BOOKではDesign Rim)を指すが、上記産業規格に記載のないサイズの場合は、タイヤのビード幅に対応した幅のリムをいう。「リム」には、現行サイズに加えて将来的に上記産業規格に含まれ得るサイズも含まれる。「将来的に記載されるサイズ」の例として、ETRTOのSTANDARDS MANUAL 2013年度版において「FUTURE DEVELOPMENTS」として記載されているサイズが挙げられる。
【0023】
本明細書において、「規定内圧」とは、上記のJATMA YEAR BOOK等の産業規格に記載されている、適用サイズ・プライレーティングにおける単輪の最大負荷能力に対応する空気圧(最高空気圧)をいい、上記の産業規格に記載のないサイズの場合は、タイヤを装着する車両ごとに規定される最大負荷能力に対応する空気圧(最高空気圧)をいうものとする。また、本明細書において、「最大負荷荷重」とは、上記の産業規格に記載されている適用サイズのタイヤにおける最大負荷能力に対応する荷重をいい、上記の産業規格に記載のないサイズの場合には、タイヤを装着する車両ごとに規定される最大負荷能力に対応する荷重をいうものとする。
【0024】
以下、本発明に係るタイヤの一実施形態としての空気入りタイヤ10(以下、単に「タイヤ10」と記載する。)について、図面を参照して例示説明する。特に記載しない限り、以下に説明するタイヤ10は、リムに組み付けられ、規定内圧が充填され、最大負荷状態とされたタイヤ10を意味するものとする。本実施形態では、タイヤ10としてトラック・バス用のラジアルタイヤについて例示説明するが、他の用途のタイヤであってもよい。
【0025】
図1に示すように、タイヤ10は、トレッド部10aと、一対のサイドウォール部10bと、一対のビード部10cと、を備える。サイドウォール部10bは、トレッド部10aのタイヤ幅方向Aの両端部それぞれからタイヤ径方向Bの内側B2に延びている。ビード部10cは、各サイドウォール部10bのタイヤ径方向Bの内側B2の端部に連なっている。
【0026】
より具体的に、本実施形態のタイヤ10は、ビードコア2、ビードフィラ3と、カーカス4と、3つのベルト5と、被覆ゴム11と、インナーライナ9と、低熱伝導部材12と、を備える。詳細は後述するが、本実施形態の被覆ゴム11は、クッションゴム6と、トレッドゴム7と、サイドゴム8と、を備えている。
【0027】
[ビードコア2及びビードフィラ3]
ビードコア2及びビードフィラ3は、ビード部10cに埋設されている。ビードコア2は、周囲をゴムにより被覆されているビードコードを備えている。ビードコードはスチールコードにより形成されている。ビードフィラ3はゴム製であり、ビードコア2に対してタイヤ径方向Bの外側B1に位置する。
【0028】
[カーカス4]
カーカス4は、一対のビード部10c間、より具体的には一対のビードコア2の間に跨り、トロイダル状に延在している。具体的に、本実施形態のカーカス4は、カーカスプライ4aを含む。カーカスプライ4aは、各ビードコア2周りにタイヤ幅方向Aの内側から外側に折り返されている。カーカスプライ4aは、互いに平行に配列された複数のプライコードと、複数のプライコードを被覆しているコーティングゴムと、を備えてよい。本実施形態のカーカス4は、1枚のみのカーカスプライ4aを含むが、2枚以上のカーカスプライ4aを含んでもよい。カーカスプライ4aの複数のプライコードは、タイヤ周方向Cに対して例えば75°~90゜の角度で配列されてよい。カーカスプライ4aのプライコードは、例えばスチールコードなどの金属コードとすることができる。
【0029】
より具体的に、本実施形態のカーカスプライ4aは、一対のビードコア2間に位置する本体部4a1と、この本体部4a1に連なり、各ビードコア2周りにタイヤ幅方向Aの内側から外側に折り返されて形成されている折り返し部4a2と、を備えている。上述したビードフィラ3は、カーカスプライ4aの本体部4a1と折り返し部4a2との間に配置されている。
【0030】
[ベルト5]
ベルト5は、トレッド部10aに埋設されている。本実施形態のタイヤ10は、カーカス4のクラウン部のタイヤ径方向Bの外側B1に、4つのベルト5を備える。本実施形態の4つのベルト5は、第1ベルト5a、第2ベルト5b、第3ベルト5c及び第4ベルト5dである。以下、第1ベルト5a、第2ベルト5b、第3ベルト5c及び第4ベルト5dを特に区別しない場合には、単に「ベルト5」と記載する。第1ベルト5aは、第1ベルト5a、第2ベルト5b、第3ベルト5c及び第4ベルト5dの中で、タイヤ径方向Bにおいて最も内側B2に位置する。第4ベルト5dは、第1ベルト5a、第2ベルト5b、第3ベルト5c及び第4ベルト5dの中で、タイヤ径方向Bにおいて最も外側B1に位置する。第2ベルト5b及び第3ベルト5cは、タイヤ径方向Bにおいて、第1ベルト5aと第3ベルト5cとの間に位置する。より具体的に、第3ベルト5cは、第2ベルト5bのタイヤ径方向Bの外側B1に位置している。
【0031】
本実施形態では、第1ベルト5a、第2ベルト5b、第3ベルト5c及び第4ベルト5dにより、4層のベルト層が形成されている。具体的に、第1ベルト5aは、タイヤ径方向Bの最も内側B2に位置する第1ベルト層20aを形成している。第4ベルト5dは、タイヤ径方向Bの最も外側B1に位置する第4ベルト層20dを形成している。第2ベルト5bは、第2ベルト層20bを形成している。第3ベルト5cは、第3ベルト層20cを形成している。
【0032】
第1ベルト層20aを形成している第1ベルト5aは、互いに平行に配列された複数のベルトコードと、複数のベルトコードを被覆しているコーティングゴムと、を備えてよい。第1ベルト層20aは、ベルトコードがタイヤ周方向Cに対し所定の角度をなす傾斜ベルト層である。第1ベルト層20aのベルトコードは、例えば、タイヤ周方向Cに対して45°より大きく、90°以下の傾斜角度を有する。第1ベルト層20aのベルトコードと、隣接する後述の第2ベルト層20bのベルトコードとは、タイヤ周方向Cを基準として同方向に傾斜していてもよく、逆方向に傾斜していてもよい。
【0033】
第2ベルト層20bを形成している第2ベルト5bは、互いに平行に配列された複数のベルトコードと、複数のベルトコードを被覆しているコーティングゴムと、を備えてよい。第2ベルト層20bは、ベルトコードがタイヤ周方向Cに対し所定の角度をなす傾斜ベルト層である。第2ベルト層20bのベルトコードは、例えば、タイヤ周方向Cに対して5°以上45°以下の傾斜角度を有する。
【0034】
第3ベルト層20cを形成している第3ベルト5cは、互いに平行に配列された複数のベルトコードと、複数のベルトコードを被覆しているコーティングゴムと、を備えてよい。第3ベルト層20cは、ベルトコードがタイヤ周方向Cに対し所定の角度をなす傾斜ベルト層である。第3ベルト層20cのベルトコードは、例えば、タイヤ周方向Cに対して5°以上45°以下の傾斜角度を有する。第2ベルト層20bのベルトコードと、隣接する後述の第3ベルト層20cのベルトコードとは、タイヤ周方向Cを基準として逆方向に傾斜している。つまり、第2ベルト層20b及び第3ベルト層20cにより、交錯ベルトが形成されている。第3ベルト層20cのベルトコードと、隣接する後述の第4ベルト層20dのベルトコードとは、タイヤ周方向Cを基準として同方向に傾斜していてもよく、逆方向に傾斜していてもよい。
【0035】
第4ベルト層20dを形成している第4ベルト5dは、互いに平行に配列された複数のベルトコードと、複数のベルトコードを被覆しているコーティングゴムと、を備えてよい。第4ベルト層20dは、ベルトコードがタイヤ周方向Cに対し所定の角度をなす傾斜ベルト層である。第4ベルト層20dのベルトコードは、例えば、タイヤ周方向Cに対して0°以上45°以下の傾斜角度を有する。換言すれば、第4ベルト層20dのベルトコードのタイヤ周方向Cに対する傾斜角度は、上述した第1ベルト層20aのベルトコードのタイヤ周方向Cに対する傾斜角度より小さい。
【0036】
ベルト5のベルトコードの材質は特に限定されない。ベルト5のベルトコードは、例えば、金属コードであってよく、有機繊維コードであってもよい。
【0037】
金属コードとしては、例えば、スチールコードが挙げられる。スチールコードは、スチールモノフィラメントであってもよく、複数本のスチールモノフィラメントを撚り合わせて形成されているスチールマルチフィラメントであってもよい。スチールモノフィラメントは、鉄を主成分とし、炭素、マンガン、ケイ素、リン、硫黄、銅、クロムなど種々の微量成分を含んでいてもよい。
量成分を含んでいてもよい。
【0038】
有機繊維コードとしては、アラミド繊維(芳香族ポリアミド繊維)、ポリケトン(PK)繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール(PBO)繊維、ポリアリレート繊維、ポリアミド系繊維(PA)等を用いることができる。また、ポリアクリロニトリル(PAN)系炭素繊維やピッチ系炭素繊維、レーヨン系炭素繊維等の炭素繊維(カーボンファイバー)、ガラス繊維(グラスファイバー)、玄武岩繊維や安山岩繊維等の岩石繊維(ロックウール)などを用いることもできる。また、有機繊維コードは、上記のうちのいずれか2種以上からなるハイブリッドコードであってもよい。
【0039】
ベルト5のコーティングゴムに用いるゴム組成物は特に限定されない。ベルト5のコーティングゴムに用いるゴム組成物のゴム成分としては、例えば、天然ゴムの他;ビニル芳香族炭化水素/共役ジエン共重合体、ポリイソプレンゴム、ブタジエンゴム、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、エチレン-プロピレンゴム等の合成ゴムのゴム成分を用いてもよい。ゴム成分は1種単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
【0040】
ベルト5のコーティングゴムに用いられるゴム組成物には、カーボンブラックやシリカ等の充填剤、アロマオイル等の軟化剤、ヘキサメチレンテトラミン、ペンタメトキシメチルメラミン、ヘキサメチレンメチルメラミン等のメトキシメチル化メラミン等のメチレン供与体、加硫促進剤、加硫促進助剤、老化防止剤等の配合剤が、通常の配合量で適宜配合されていてよい。
【0041】
[被覆ゴム11]
被覆ゴム11は、カーカス4のタイヤ径方向Bの外側B1からタイヤ幅方向Aの外側に亘って、カーカス4を覆っている。そして、被覆ゴム11の外面がタイヤ外面である。
【0042】
より具体的に、本実施形態の被覆ゴム11は、クッションゴム6、トレッドゴム7及びサイドゴム8を備える。
【0043】
[[クッションゴム6]]
図1に示すように、クッションゴム6は、第1ベルト5aのタイヤ幅方向Aの端部のタイヤ径方向Bの内側B2に配置されている。クッションゴム6は、第1ベルト5aのタイヤ幅方向Aの端部の変形に追従して変形することで、第1ベルト5aのセパレーションを抑制することができる。
【0044】
[[トレッドゴム7]]
図1に示すように、トレッドゴム7は、カーカスプライ4aの本体部4a1のクラウン部、及び、第1~第4ベルト層20a~20dを構成する第1~第4ベルト5a~5d、のタイヤ径方向Bの外側B1に配置されている。本実施形態のトレッド部10aの外面であるトレッド外面10a1は、トレッドゴム7により構成されている。
図1に示すように、トレッド外面10a1には、タイヤ赤道面CLが通過するセンター陸部7aを区画する2本の内側周方向溝7a1と、内側周方向溝7a1よりタイヤ幅方向Aの外側に位置し、内側周方向溝7a1との間に中間陸部7bを区画する2本の外側周方向溝7b1と、が形成されている。また、本実施形態のトレッド外面10a1には、外側周方向溝7b1と、この外側周方向溝7b1よりタイヤ幅方向Aの外側に位置するトレッド端15と、の間に、ショルダー陸部7cが区画されている。なお、トレッド外面10a1には、例えばタイヤ幅方向Aに延在する幅方向溝等が形成されていてもよい。
【0045】
トレッドゴム7は、例えば、第4ベルト5dのタイヤ径方向Bの外側B1に積層されているベースゴムと、このベースゴムのタイヤ径方向Bの外側に積層され、トレッド外面10a1を形成するカバーゴムと、を含んでもよい。
【0046】
[[サイドゴム8]]
サイドゴム8は、カーカスプライ4aの本体部4a1、及び、折り返し部4a2、のタイヤ幅方向Aの外側に配置されている。本実施形態のサイドウォール部10bの外面であるサイド外面10b1、及び、ビード部10cの外面であるビード外面10c1は、サイドゴム8により構成されている。サイドゴム8のタイヤ径方向Bの外側B1の端部は、上述のトレッドゴム7のタイヤ幅方向Aの端部に連なっている。
【0047】
このように、本実施形態の被覆ゴム11は、上述したように、クッションゴム6、トレッドゴム7及びサイドゴム8を備えている。そして、本実施形態では、被覆ゴム11の外面であるタイヤ外面は、トレッド外面10a1、サイド外面10b1及びビード外面10c1により構成されている。
【0048】
但し、被覆ゴム11の構成は本実施形態に限られない。被覆ゴム11は、例えば、上述のクッションゴム6、トレッドゴム7及びサイドゴム8に加えて、別の部分を備えてもよい。
【0049】
次に、被覆ゴム11の外面であるタイヤ外面に形成されている溝としての隠れ溝30について説明する。隠れ溝30は、タイヤ周方向Cに延在している。隠れ溝30は、タイヤ幅方向断面視(
図1参照)で、タイヤ外面の開口端30aより溝底30b側に溝幅が最大となる最大溝幅部31を有する。詳細は後述するが、隠れ溝30の最大溝幅部31には、熱伝導率kが0.2[W/mK]以下の低熱伝導部材12が収容されている。
【0050】
隠れ溝30は、タイヤ外面のうち、トレッド端15とタイヤ最大幅部16との間の領域X1に形成されていることが好ましい。また、隠れ溝30は、タイヤ外面のうち、トレッド端15から、トレッド端15とタイヤ最大幅部16とのタイヤ径方向Bの中間位置CPまで、のバットレス領域X2、に形成されていることが特に好ましい。この詳細は後述する。
【0051】
また、隠れ溝30は、タイヤ幅方向断面視(
図1参照)でのタイヤ外面に沿う方向D(以下、「外面方向D」と記載する。)において、バットレス領域X2の長さの50%以上の範囲に亘って配置されていることが好ましい。この詳細についても後述する。
【0052】
更に、タイヤ幅方向断面視(
図1参照)において、隠れ溝30は、タイヤ外面に沿って所定間隔を隔てて複数形成されていることが好ましい。この詳細についても後述する。
【0053】
隠れ溝30は、タイヤ外面の法線方向である溝深さ方向Eにおいて、タイヤ外面からカーカス4までの距離L3の1/3以下の深さを有することが好ましい。このようにすることで、隠れ溝30を設けた位置のタイヤ強度が過度に低減することを抑制できる。そのため、隠れ溝30を設けた位置がタイヤ10の故障核となることを抑制できる。
【0054】
本実施形態の隠れ溝30は、タイヤ周方向Cの全域に亘って延在する無端溝であるが、この構成に限られない。隠れ溝30は、低熱伝導部材12による所望の保温性能を得ることができればよく、そのタイヤ周方向Cの長さは特に限定されない。但し、低熱伝導部材12による保温性能の確保の観点で、隠れ溝30は、タイヤ周方向Cで半周分以上(中心角で180°以上)の領域に亘って配置されていることが好ましい。隠れ溝30が「タイヤ周方向Cで半分以上の領域に亘って配置される」とは、1個の隠れ溝30がタイヤ周方向Cで半分以上に亘って延在している構成に限られない。隠れ溝30は、連続的又は間欠的に、タイヤ周方向Cで半周分以上の領域に亘って配置されていればよい。つまり、タイヤ周方向Cに間欠的に配置される複数の隠れ溝30の全体で、タイヤ周方向Cの半周分以上の領域に亘って配置される構成であってもよい。このようにすることで、複数の隠れ溝30それぞれに収容される低熱伝導部材12が、全体で、タイヤ周方向Cの半周分以上の領域に亘って配置でき、所望の保温性能の確保をし易くなる。
【0055】
[インナーライナ9]
インナーライナ9は、カーカスプライ4aの本体部4a1のタイヤ内面側を覆っており、タイヤ10のタイヤ内面を構成している。インナーライナ9は、カーカスプライ4aの本体部4a1のタイヤ内面側に積層されている。インナーライナ9は、例えば、空気透過性の低いブチル系ゴムにより形成されてよい。
【0056】
[低熱伝導部材12]
図2は、
図1に示すタイヤ10のバットレス領域X2近傍を拡大して示す図である。
図1、
図2に示すように、隠れ溝30の最大溝幅部31には、熱伝導率kが0.2[W/mK]以下の低熱伝導部材12が収容されている。
【0057】
タイヤ外面に隠れ溝30を設け、熱伝導率kが0.2[W/mK]以下の低熱伝導部材12を収容することで、タイヤ10の転動に伴う被覆ゴム11の歪みより発生する熱が、タイヤ10の外部に放熱し難くなる。そのため、タイヤ10の保温性能を高め、タイヤ10の転動時における温度上昇を促進できる。これにより、被覆ゴム11の損失係数(tanδ)の上昇を抑制し、タイヤ10の転がり抵抗を低減することができる。
【0058】
また、低熱伝導部材12が隠れ溝30内に収容される構成とすることで、低熱伝導部材12がタイヤ10内に埋設される構成と比較して、加硫成型後のタイヤ10の隠れ溝30内に、タイヤ10の外部から、低熱伝導部材12を配置することができる。そのため、加硫成型時の熱及び圧力により、低熱伝導部材12に物性変化が生じることを防ぐことができる。特に、後述するように、低熱伝導部材12を樹脂製とする場合には、加硫成型時の物性変化を抑制するため、加硫成型後に、隠れ溝30内に収容することが好ましい。但し、低熱伝導部材12の隠れ溝30内への配置は、加硫成型後に限られるものではない。
【0059】
低熱伝導部材12の熱伝導率kは、被覆ゴム11の任意の部分の熱伝導率kより小さいことが好ましい。このようにすることで、タイヤ10の保温性能を、より高めることができる。その結果、タイヤ10の転がり抵抗を、より低減することができる。なお、本実施形態では、クッションゴム6の熱伝導率kは0.25[W/mK]、トレッドゴム7の熱伝導率kは0.335[W/mK]、サイドゴム8の熱伝導率kは0.345[W/mK]である。
【0060】
低熱伝導部材12の熱伝導率kは、0.2[W/mK]以下であればよいが、タイヤ10の保温性能の向上の観点で、0.1[W/mK]以下とすることが好ましく、0.05[W/mK]以下とすることが特に好ましい。低熱伝導部材12の熱伝導率kは、京都電子工業(株)製の迅速熱伝導率計(型式:QTM-500)を用いて、温度:20℃~22℃、時間:1分間、電流値:2Aの条件で測定するものである。
【0061】
また、低熱伝導部材12の材質は、0.2[W/mK]以下の熱伝導率kを有するものであれば特に限定されないが、被覆ゴム11の変形に追従して変形可能な変形性能を有することが好ましい。したがって、低熱伝導部材12の弾性率は1~5MPaとすることが好ましい。ここで言う「弾性率」は、100℃における25%伸長時モジュラス引張弾性率 JIS K 6251:2017に基づき、加硫ゴムをダンベル状8号形の試験片に加工し、測定温度100℃で25%伸長時の引張弾性率である。上記熱伝導率k及び弾性率を満たす低熱伝導部材12としては、例えば、ゴム製又は発泡樹脂製の低熱伝導部材12が挙げられる。
【0062】
ゴム製の低熱伝導部材12は、例えば、天然ゴム及びSBR(スチレンブタジエンゴム)からなるゴム組成物に熱伝導率kの増加が小さい添加剤(シリカ、酸化チタン、炭酸カルシウム等)を添加した熱伝導率kの低い材料で形成されてよい。また、カーボンブラックの配合量を小さくすることで、熱伝導率kを低くしてもよい。
【0063】
低熱伝導部材12を構成するゴム組成物のゴム成分としては、例えば天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム等のジエン系ゴム、エチレンプロピレンゴム等のオレフィンゴム、などが挙げられる。これらのゴム成分は単独で用いられてもよく、2以上を混合して用いられてもよい。
【0064】
また、低熱伝導部材12は、発泡ゴム製であることが好ましい。発泡ゴム製の低熱伝導部材12の密度は、例えば、0.5~0.9g/cm3、好ましくは0.6~0.9g/cm3である。発泡ゴム製の低熱伝導部材12の密度は、JIS K6268に準拠し、20℃で測定するものとする。発泡ゴム製の低熱伝導部材12の密度は、例えば、発泡倍率により調整されてよい。
【0065】
発泡ゴム製の低熱伝導部材12の20℃での損失係数(tanδ)は、0.17以下、好ましくは0.15~0.05である。発泡ゴム製の低熱伝導部材12の20℃での損失係数(tanδ)は、JIS K7244-6に準拠して測定されたものとする。発泡ゴム製の低熱伝導部材12の20℃での損失係数(tanδ)は、例えば、発泡剤の量および加硫時間により調整されてよい。
【0066】
発泡ゴム製の低熱伝導部材12は、発泡ゴム組成物で構成される。発泡ゴム組成物は、タイヤ10の被覆ゴム11として使用される通常のゴム組成物に、発泡剤、発泡助剤等を配合して組成することができる。発泡ゴム組成物のゴム成分としては、例えば天然ゴム、イソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレンブタジエンゴム等のジエン系ゴム、エチレンプロピレンゴム等のオレフィンゴム、などが挙げられる。これらのゴム成分は単独で用いられてもよく、2以上を混合して用いられてもよい。
【0067】
また、発泡樹脂製の低熱伝導部材12の材料としては、例えば、ポリスチレンフォーム、ウレタンフォーム、ポリエチレンフォーム、フェノールフォーム、などが挙がられる。発泡樹脂製の低熱伝導部材12の一例としては、発泡倍率が30倍の発砲ポリエチレンフォーム(熱伝導率kは0.038[W/mK])が挙げられるが、材料及び発泡倍率は所望の保温性能及び変形性能に応じて、適宜変更されてよい。
【0068】
このように、低熱伝導部材12の材質は特に限定されないが、加硫成型後のタイヤ10の隠れ溝30に収容可能であることを考慮すれば、低熱伝導部材12は、例えば0.05[W/mK]以下など、低い熱伝導率kを実現し易い発泡樹脂製とすることが、特に好ましい。発泡樹脂製の低熱伝導部材12を採用しても、加硫成型時の熱及び圧力の影響を受けないため、加硫成型による物性変化を考慮しなくてよく、安定した保温性能を実現し易くなる。また、一般的に、発泡樹脂は、発泡ゴムと比較して、密度が小さい(軽い)。更に、発泡樹脂は、発泡ゴムと比較して、加工し易い。そのため、この観点からも、低熱伝導部材12としては、発泡ゴム製より、発泡樹脂製であることが好ましい。
【0069】
なお、隠れ溝30に収容される低熱伝導部材12は、溝深さ方向Eにおいて、2mm以上の長さを有することが好ましい。換言すれば、低熱伝導部材12の溝深さ方向Eの最小長さが、2mm以上であることが好ましい。このようにすることで、隠れ溝30内に収容される低熱伝導部材12による所望の保温性能を得やすくなる。
【0070】
次に、低熱伝導部材12が収容される本実施形態の隠れ溝30の更なる詳細について説明する。
【0071】
図1、
図2に示すように、隠れ溝30は、タイヤ外面のうち、トレッド端15とタイヤ最大幅部16との間の領域X1に形成されていることが好ましい。
図1に示すように、この領域X1は、ベルト5のタイヤ幅方向Aの端部(以下、単に「ベルト端」と記載する。)の近傍の位置である。ベルト5のベルト端は、タイヤ10の転動時に変形し易く、ベルト5のベルト端の周囲では、被覆ゴム11も変形し易い。つまり、ベルト5のベルト端の近傍では、被覆ゴム11が発熱し易く、タイヤ10の外部への放熱も大きくなる。そのため、隠れ溝30をベルト5のベルト端の近傍に設け、隠れ溝30内に低熱伝導部材12を配置することで、タイヤ10からの放熱が抑制され、タイヤ10の保温性能を高めることができる。
【0072】
また、隠れ溝30は、タイヤ外面のうち、トレッド端15から、トレッド端15とタイヤ最大幅部16とのタイヤ径方向Bの中間位置CPまで、のバットレス領域X2、に形成されていることが、より好ましい。このようにすることで、隠れ溝30を、ベルト5のベルト端の、より近傍に配置することができる。その結果、タイヤ10からの放熱が、より抑制され、タイヤ10の保温性能を、より高めることができる。なお、「隠れ溝30がバットレス領域X2に形成されている」とは、隠れ溝30の少なくとも一部が、バットレス領域X2に位置することを意味し、全ての隠れ溝30が、バットレス領域X2のみに位置することを意味するものではない。但し、全ての隠れ溝30が、バットレス領域X2のみに位置していてもよい。なお、バットレス領域X2の外面方向Dの長さは、例えば50mmとされるが、この長さは特に限定されない。
【0073】
更に、隠れ溝30は、タイヤ幅方向断面視(
図1、
図2参照)でのタイヤ外面に沿う外面方向Dにおいて、バットレス領域X2の長さの50%以上の範囲に亘って配置されていることが好ましい。このようにすることで、ベルト5のベルト端の近傍を覆うように、隠れ溝30が配置され易くなる。そのため、タイヤ10からの放熱が、より抑制され、タイヤ10の保温性能を、より高めることができる。なお、本実施形態では、隠れ溝30が、タイヤ幅方向断面視(
図1、
図2参照)において、タイヤ外面に沿う外面方向Dで、所定間隔を隔てて複数(本実施形態では6個)形成されている。そのため、本実施形態では、複数の隠れ溝30の最大溝幅部31の外面方向Dでの合計長さが、バットレス領域X2の長さの50%以上の範囲に亘っている。
【0074】
更に、隠れ溝30は、タイヤ幅方向断面視(
図1、
図2参照)でのタイヤ外面に沿う外面方向Dにおいて、トレッド端15とタイヤ最大幅部16との間の領域X1の長さの90%以下の範囲に亘って配置されていることが好ましく、80%以下の範囲に亘って配置されていることが、より好ましい。このようにすることで、隠れ溝30を設けたことによる剛性低下等を抑制し、タイヤ10の耐久性を高めることができる。
【0075】
次に、本実施形態の各隠れ溝30の詳細構成について説明する。
図2に示すように、本実施形態の隠れ溝30は、タイヤ外面の開口端30aから、タイヤ外面の法線方向である溝深さ方向Eに向かって、溝底30bまで延びている。本実施形態の隠れ溝30は、溝深さ方向Eで、外面方向Dの長さである溝幅が異なる狭幅部32a及び広幅部32bを備える。狭幅部32aは、開口端30aから一定の溝幅W1で、タイヤ外面から溝深さ方向Eで深さL1の位置まで延在している。つまり、本実施形態において、狭幅部32aの溝深さ方向Eの長さはL1である。広幅部32bは、狭幅部32aの溝幅W1より広い溝幅W2を有する。狭幅部32a及び広幅部32bの溝幅方向の中心位置は略一致している。広幅部32bは、狭幅部32aに対して溝底30b側に連なり、タイヤ外面から溝深さ方向Eで、溝底30bの位置である深さL2の位置まで延在している。つまり、本実施形態において、隠れ溝30の溝深さ方向Eの長さはL2であり、広幅部32bの溝深さ方向Eの長さは(L2-L1)である。そして、広幅部32bの溝幅W2は一定であり、広幅部32bの溝幅W2が、隠れ溝30の最大幅である。したがって、本実施形態の隠れ溝30の最大溝幅部31は、広幅部32bにより構成されている。
【0076】
上述したように、隠れ溝30は、溝深さ方向Eにおいて、タイヤ外面からカーカス4までの距離L3(
図1参照)の1/3以下の深さを有することが好ましい。また、上述したように、隠れ溝30に収容される低熱伝導部材12は、溝深さ方向Eにおいて、2mm以上の長さを有することが好ましい。つまり、本実施形態では、隠れ溝30の長さL2は、タイヤ外面からカーカス4までの距離L3の1/3以下であることが好ましい。また、本実施形態では、低熱伝導部材12が収容されている広幅部32bの溝深さ方向Eの長さ(L2-L1)は、溝深さ方向Eにおいて、2mm以上であることが好ましい。
【0077】
狭幅部32aの長さL1は、例えば1~3mmとすることができるが、この長さに限定されない。狭幅部32aの溝幅W1は、例えば1~2mmとすることができるが、この溝幅に限定されない。広幅部32bの長さ(L2-L1)は、例えば、2~4mmとすることができるが、この長さに限定されない。広幅部32bの溝幅W2は、例えば7~9mmとすることができるが、この溝幅に限定されない。
【0078】
また、タイヤ幅方向断面視(
図2等参照)における隠れ溝30の形状は、本実施形態の形状に限定されない。本実施形態の隠れ溝30の広幅部32bは、タイヤ幅方向断面視(
図2等参照)で、略矩形状の外形を有するが、
図3Aに示すように、例えば楕円形状、円形状などの外形を有していてもよい。また、
図3Bに示すように、広幅部32bは、タイヤ幅方向断面視において、溝深さ方向Eで溝底30b側に向かって溝幅W2が大きくなる三角形状、台形状などの外形を有していてもよい。また、隠れ溝30の狭幅部32aの溝幅W1は、溝深さ方向Eの位置によって異なっていてもよい。狭幅部32aは、例えば、溝深さ方向Eの溝底30b側に向って溝幅W1が漸増する形状であってもよい。更に、隠れ溝30は、例えば、タイヤ外面の開口端30aから溝底30bまで溝幅が漸増する構成であってもよい。このように、隠れ溝30は、タイヤ幅方向断面視で、タイヤ外面の開口端30aより溝底30b側に溝幅が最大となる最大溝幅部31を有する構成であれば、特に限定されない。
【0079】
また、
図1、
図2に示すように、本実施形態では、タイヤ幅方向断面視において、隠れ溝30は、タイヤ外面に沿う外面方向Dで、所定間隔を隔てて複数(本実施形態では6個)形成されている。隠れ溝30は、1個のみであってもよいが、本実施形態のように複数設けられていることが好ましい。このようにすることで、所望の保温性能を確保するための低熱伝導部材12の全体のボリュームを、各隠れ溝30に分散して配置することができる。そのため、各隠れ溝30を小さくできるため、所望の保温性能を確保しつつ、隠れ溝30を設けた位置での局所的な剛性低下を抑制できる。なお、隠れ溝30の数は、各隠れ溝30の寸法等に応じて適宜設定可能であり、本実施形態のように、トレッド端15とタイヤ最大幅部16との間の領域X1に6個設ける構成に限られない。なお、本実施形態では、複数の隠れ溝30は、隣接する広幅部32b同士の最短離間距離L4が4mm以上となるように、タイヤ外面に沿う外面方向Dに配置されているが、この構成に限られるものではない。
【0080】
図4は、タイヤ10の側面図である。
図4に示すように、本実施形態の各隠れ溝30は、連続的に、タイヤ周方向Cの全域に亘って形成されている無端溝である。そして、各隠れ溝30に収容される低熱伝導部材12についても、タイヤ周方向Cの全域に亘って配置されている。隠れ溝30、及び、隠れ溝30に収容される低熱伝導部材12、のタイヤ周方向Cの範囲は、特に限定されないが、隠れ溝30、及び、隠れ溝30に収容される低熱伝導部材12、はタイヤ周方向Cで半周分以上(中心角で180°分以上)の領域に亘って配置されていることが好ましく、本実施形態のようにタイヤ周方向Cの全域に亘って配置されていることが、より好ましい。このようにすることで、タイヤ10の所望の保温性能を確保し易くなる。
【0081】
また、低熱伝導部材12がタイヤ周方向Cの全域に亘って配置されていない場合、すなわち、低熱伝導部材12がタイヤ周方向Cに間欠的に配置されている場合であっても、タイヤ周方向Cにおいて低熱伝導部材12が設けられていない部分は、タイヤ周方向Cに分散して配置されていることが好ましい。このようにすることで、タイヤ10のタイヤ周方向Cでの保温性能のばらつきを抑制できる。
【0082】
本発明に係るタイヤは、上述した実施形態に記載の具体的な構成に限られず、特許請求の範囲を逸脱しない限り、種々の変形・変更・組み合わせが可能である。タイヤの転がり抵抗は、被覆ゴム11として損失係数(tanδ)が小さい低ロスゴムを使用することや、軽量化のために被覆ゴム11を薄肉化すること等により低減可能であるが、これらの対策をとることで、被覆ゴム11がより放熱し易い状態となる。つまり、タイヤ10の保温性能が悪化し易く、転動時のタイヤ10の温度上昇が抑えられてしまう。そのため、本発明に係るタイヤは、被覆ゴム11として損失係数(tanδ)が小さい低ロスゴムを使用したタイヤや、軽量化のために被覆ゴム11を薄肉化したタイヤ、に適用されることが、特に有用である。
【産業上の利用可能性】
【0083】
本発明はタイヤに関する。
【符号の説明】
【0084】
2:ビードコア、 3:ビードフィラ、 4:カーカス、 4a:カーカスプライ、 4a1:本体部、 4a2:折り返し部、 5:ベルト、 5a:第1ベルト、 5b:第2ベルト、 5c:第3ベルト、 5d:第4ベルト、 6:クッションゴム、 7:トレッドゴム、 7a:センター陸部、 7a1:内側周方向溝、 7b:中間陸部、 7b1:外側周方向溝、 7c:ショルダー陸部、 8:サイドゴム、 9:インナーライナ、 10:空気入りタイヤ(タイヤ)、 10a:トレッド部、 10a1:トレッド外面、 10b:サイドウォール部、 10b1:サイド外面、 10c:ビード部、 10c1:ビード外面、 11:被覆ゴム、 12:低熱伝導部材、 15:トレッド端、 16:タイヤ最大幅部、 20a:第1ベルト層、 20b:第2ベルト層、 20c:第3ベルト層、 20d:第4ベルト層、 30:隠れ溝、 30a:開口端、 30b:溝底、 31:最大溝幅部、 32a:狭幅部、 32b:広幅部、 A:タイヤ幅方向、 B:タイヤ径方向、 B1:タイヤ径方向の外側、 B2:タイヤ径方向の内側、 C:タイヤ周方向、 D:外面方向、 E:溝深さ方向、 CL:タイヤ赤道面、 CP:中間位置、 L1:隠れ溝の狭幅部の溝深さ方向の長さ、 L2:隠れ溝の溝深さ方向の長さ、 L3:溝深さ方向でのタイヤ外面からカーカスまでの距離、 L4:隣接する隠れ溝の広幅部同士の最短離間距離、 W1:隠れ溝の狭幅部の溝幅、 W2:隠れ溝の広幅部の溝幅、 X1:タイヤ外面のうちトレッド端とタイヤ最大幅部との間の領域、 X2:タイヤ外面のバットレス領域