(57)【要約】【課題】簡易な構造でタイヤの接地面における荷重分布を均一化し、偏摩耗の発生を抑制させることができる空気入りタイヤを提供すること。【解決手段】タイヤゴムの接地面１３に分割形成された多数のトレッドブロック１３ａと、タイヤゴムにおける各トレッドブロック１３ａ内に埋設される伸縮部材１９とを備える空気入りタイヤ１であって、伸縮部材１９は、接地面１３の接地状態によってトレッドブロック１３ａが変形されることにより生じる熱に起因して、変形されたトレッドブロック１３ａをタイヤ１の径方向内方に変位させるようにした。【選択図】図１
2009262833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤゴムの接地面に分割形成された多数のトレッドブロックと、
前記タイヤゴムにおける各前記トレッドブロック内に埋設される伸縮部材とを備える空気入りタイヤであって、
前記伸縮部材は、前記接地面の接地状態によって前記トレッドブロックが変形されることにより生じる熱に起因して、前記変形されたトレッドブロックをタイヤの径方向内方に変位させる
ことを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記伸縮部材は、前記トレッドブロック内において前記タイヤゴムに溶着され、該溶着されたタイヤゴムによって当該伸縮部材の厚みが膨張する方向に引っ張られた状態で埋設される
ことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記伸縮部材は、前記熱に反応することにより元の形状へと回復する形状記憶金属素子からなる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気入りタイヤに関し、特に車両の走行状態によってタイヤ接地面の特性を変化させる空気入りタイヤに適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
車両はタイヤの接地面のみが路面に接地して走行し、車両の旋回時には、このタイヤ接地面と路面との間に発生する摩擦力により、車両を的確に旋回させることが可能となる。従って、タイヤ接地面が発生する摩擦力は車両の旋回性能を確保するために非常に重要なものであり、摩擦力が大きいほど車両の旋回性能を向上させることができる。また、タイヤ接地面が発生する摩擦力は、車両の制動時や加速時における制動性能や加速性能においても同様に重要である。
【０００３】
一般的に、タイヤはキャンバー角、トーイン・トーアウトなどのアライメント変化によって接地圧分布に偏りが発生すると、タイヤ接地面に偏摩耗が生じる。これにより、タイヤ本来の性能を発揮することが困難になり、車の走行性能に大きな影響を及ぼすおそれがある。また、タイヤの偏摩耗に起因してタイヤ寿命が短くなる場合がある。すなわち、タイヤとしては接地面に主溝が残っているものの、該タイヤを車両に装着した際に接地面における上記主溝を有する部分が地面と接地せず、上記接地面の他の部分（つまり、摩耗により主溝が無くなっている部分）が地面と接地するとき、タイヤを廃棄せざるを得ない場合がある。
【０００４】
このようなことから、地面に対するタイヤの接地圧分布を均一にするべく、タイヤの接地荷重を制御する様々な技術が提案されている。例えば特許文献１には、タイヤ接地面の荷重分布における最大荷重位置を移動させることにより、タイヤ接地面の粘着域とすべり域の大きさを調整し、タイヤ接地面における摩擦力を大きくすることができるタイヤ荷重分布制御装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００６−２９８３３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述したタイヤ荷重分布制御装置では、タイヤ接地面の荷重分布における最大荷重位置を移動させるため、タイヤの接地圧制御に圧電素子を用いている。従って、タイヤゴムを伸縮するための電源、ＥＣＵ（Electronic  Control  Unit；電子制御装置）等の付属機器による制御ロジックが必要になり、システムが煩雑化する未だ不十分な問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、付属機器を用いることなく、簡易な構造でタイヤの接地面における荷重分布を均一化し、偏摩耗の発生を抑制させることができる空気入りタイヤを提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するための本発明の一態様は、タイヤゴムの接地面に分割形成された多数のトレッドブロックと、タイヤゴムにおける各トレッドブロック内に埋設される伸縮部材とを備える空気入りタイヤであって、伸縮部材は、接地面の接地状態によってトレッドブロックが変形されることにより生じる熱に起因して、変形されたトレッドブロックをタイヤの径方向内方に変位させるようにした。
【０００８】
従って、本発明の一態様によれば、タイヤに埋設された伸縮部材が接地面の接地状態によってトレッドブロックが変形されることにより生じる熱に起因して、変形されたトレッドブロックをタイヤの径方向内方、すなわち路面から離れる方向に変位させることができる。これにより、タイヤゴムの接地面において一部のトレッドブロックの接地荷重が大きくなったとしても、当該トレッドブロックが路面から離れるタイヤの径方向内方へと変位されるため、かかるトレッドブロックにおける接地荷重を他の接地荷重が小さいトレッドブロックへと分散させることができる。かくして、簡易な構造でタイヤゴムの接地面における荷重分布を均一化させることができ、偏摩耗の発生を抑制させることができる。
【０００９】
また、本発明の一態様において、伸縮部材は、トレッドブロック内においてタイヤゴムに溶着され、該溶着されたタイヤゴムによって当該伸縮部材の厚みが膨張する方向に引っ張られた状態で埋設されることが好ましい。
【００１０】
これにより、一部のトレッドブロックにおける接地荷重が大きくなって変形されることで生じる熱に起因して、伸縮部材が厚みの収縮する方向にタイヤゴムを変位させ、引き寄せることができる。このため、接地荷重の大きいトレッドブロックをタイヤの径方向内方へと変位させることができ、他のトレッドブロックへと接地荷重を分散させることができる。従って、簡易な構造でタイヤゴムの接地面における荷重分布を均一化させることができる。
【００１１】
さらに、本発明の一態様において、伸縮部材は、熱に反応することにより元の形状へと回復する形状記憶金属素子からなることが好ましい。これにより、一部のトレッドブロックにおける接地荷重が大きくなって変形されることで生じる熱に起因して、形状記憶金属素子が厚みの収縮する元の形状方向にタイヤゴムを引っ張ることができる。
【００１２】
このため、接地荷重の大きいトレッドブロックを形状記憶金属素子の元の形状方向、すなわちタイヤの径方向内方へと変位させることができ、かかるトレッドブロックが路面から離れる方向に変位することによって、当該トレッドブロックにおける接地荷重を他のトレッドブロックへと分散させることができる。従って、トレッドブロック内に形状記憶金属素子を埋設するという簡易な構造で、タイヤゴムの接地面における荷重分布を均一化させ、偏摩耗の発生を抑制させることができる空気入りタイヤを実現することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、タイヤゴムの各トレッドブロック内に埋設された伸縮部材が接地面の接地状態によってトレッドブロックが変形されることにより生じる熱に起因して、変形されたトレッドブロックをタイヤの径方向内方、すなわち路面から離れる方向に変位させることができる。これにより、タイヤゴムの接地面において一部のトレッドブロックの接地荷重が大きくなったとしても、当該トレッドブロックが路面から離れるタイヤの径方向内方へと変位されるため、かかるトレッドブロックにおける接地荷重を他の接地荷重が小さいトレッドブロックへと分散させることができる。かくして、付属機器を用いることなく、簡易な構造でタイヤゴムの接地面における荷重分布を均一化し、偏摩耗の発生を抑制させることができる空気入りタイヤを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照しながら実施例を挙げて説明する。
【実施例】
【００１５】
図１は、本発明の一実施例にかかる空気入りタイヤの概略構成を示す幅方向の断面図である。図２は、図１の空気入りタイヤを側面から見て示す概略構成図である。これら図１および図２は、車両に装着される車輪のうちの任意のひとつを表しており、車輪を構成する種々の要素のうち、タイヤ１およびホイール２の断面が示されている。なお、本実施例の場合、空気入りタイヤ（以下、これを単にタイヤと称する）として、いわゆるランフラットタイヤを適用する場合について述べるが、本発明はこれに限らず、ランフラットタイヤ以外の一般的な中空タイヤにも適用できることは言うまでもない。
【００１６】
図１に示すように、タイヤ１は、いわゆるサイド補強型ランフラットタイヤであり、空気圧の低下時にランフラット走行が可能となっている。図１に示すように、タイヤ１は、ビードコア１０が埋設される一対のビード部１１、１１と、ビード部１１からタイヤ径方向外方に延びる一対のサイドウォール部１２、１２と、両方のサイドウォール部１２、１２間に延在する接地面１３と、該接地面１３に設けられる多数のトレッドブロック１３ａとを有している。直方体状のトレッドブロック１３ａは、周方向に所定の間隔でタイヤ１における接地面１３の全周にわたり多数配置されている。
【００１７】
ビード部１１はホイール２と接し、タイヤ１をホイール２に固定する部分であり、タイヤ１の全周にわたるリング状の構造をしている。また、一対のビード部１１、１１、一対のサイドウォール部１２、１２および接地面１３には、例えば１枚の繊維材からなるカーカス１４が埋設されている。カーカス１４は、ナイロンまたはポリエステルなどの繊維で成形されるコード層であり、タイヤ構造を保持する役割を有する。かかる接地面１３には、カーカス１４の外側に位置するようにベルト層１５が埋設されている。
【００１８】
サイドウォール部１２の各々には、インナーライナ１６の内側に位置するように補強ゴム１７が埋設されている。補強ゴム１７の各々は、高い剛性を有し、ホイール２とタイヤ１とにより画成されるタイヤ内部空間１８内の空気圧がパンク等により低下した際に、タイヤ１の全体をホイール２に対して支持することによりランフラット走行を可能とする。なお、かかるタイヤ１は、サイド補強型のランフラットタイヤに限られるものではなく、タイヤ内部空間１８内の空気圧が低下した際にタイヤ１の全体をホイール２に対して支持する中子を備えた中子型のランフラットタイヤであってもよい。また、ホイール２には、空気調整バルブが取り付けられている。
【００１９】
かかる実施例の場合、図１および図２に示すように、上述した構成に加えて、接地面１３における各トレッドブロック１３ａと対応する位置、すなわち各トレッドブロック１３ａ内に各々伸縮部材としての形状記憶金属素子１９が埋設されている。形状記憶金属素子１９は、例えばＮｉ−Ｔｉ（ニッケル・チタニウム）などからなり、接地面１３の接地状態によって、トレッドブロック１３ａが変形されることにより発生する熱に起因して、収縮または膨張することにより、元の形状へと回復（復元）するようになっている。
【００２０】
この場合、形状記憶金属素子１９は、収縮／膨張方向がトレッドブロック１３ａにおけるタイヤ１の径方向となるように、トレッドブロック１３ａ内に埋設されている。このため、上述したように、トレッドブロック１３ａが変形されることにより発生する熱に起因して、当該トレッドブロック１３ａをタイヤ１の径方向に変位させることが可能となっている。
【００２１】
より詳細には、図１との対応部分に同一符号を付したトレッドブロック１３ａ部分の拡大図である図３に示すように、接地面１３内の各トレッドブロック１３ａと対応する位置に、形状記憶金属素子１９の厚みａよりも略ひと回り大きい厚みｂで内設される空間３内に形状記憶金属素子１９が埋設され（ａ）、該形状記憶金属素子１９の少なくとも厚みａ方向における上下両面が空間３周辺のタイヤゴムを伸ばして溶着されることによって、形状記憶金属素子１９の厚みａが膨張する（厚みｃ）方向に引っ張られた状態で埋設されている（ｂ）。このとき、形状記憶金属素子１９の厚みａ、ｃと空間３の厚みｂの関係は、ａ＜ｃ＜ｂとなる。
【００２２】
このため、タイヤ１の接地面１３の接地状態によってトレッドブロック１３ａに対し接地荷重Ｆが加わり（ｃ）、当該トレッドブロック１３ａが変形されることにより発生する熱に起因して形状記憶金属素子１９が元の状態（形状）へと回復することにより、周囲のタイヤゴムを形状記憶金属素子１９が厚みｃを収縮する厚みａ方向へと引き寄せ、この結果、該当する部位のトレッドブロック１３ａをタイヤ１の径方向内方へと引き上げるようになっている（ｄ）。
【００２３】
図１との対応部分に同一符号を付した図４は、タイヤ１がキャンバ角αを付けて路面に接地された様子と、そのときのタイヤ１の接地面１３における接地荷重、つまり接地圧力の分布を表すグラフである。横軸はタイヤ１の接地面１３における幅方向の位置を表し、縦軸は接地圧力を表す。この場合、図示するように、接地圧力はタイヤの幅方向に均一になっていない。これは、タイヤ１に対してキャンバ角αが設けられているためである。
【００２４】
図４に示すように、タイヤ１の接地圧力は、タイヤ１の幅方向で接地面１３の中心より紙面左側を最大とする楕円状の分布をなしている。これは、接地荷重がキャンバ角αによって接地面１３の中心より紙面左側にかかること、およびタイヤが円形形状であることによる。したがって、タイヤ１と路面との間の接地圧力は、接地面１３の中心より上記左側が最大となる。
【００２５】
一般的に、車両の旋回時、車両の進行方向とタイヤ１の向きとは必ずしも一致しないため、スリップ角が生じる。静止摩擦力を超えない範囲においては、トレッドゴム（トレッドブロック１３ａ）が路面に追従するため、接地の開始点から接地の終了点に向かうにしたがってトレッドブロック１３ａが変位し、これに合わせて静止摩擦力が発生する。トレッドブロック１３ａの変位が大きくなって静止摩擦力を超えると、トレッドブロック１３ａと路面との間ですべりが生じ、タイヤ１と路面との間は動摩擦力に変化して、摩擦力は減少する。したがって、接地面１３で最大摩擦力を発生できるのはタイヤ１前後方向の一点のみとなる。
【００２６】
本実施例では、タイヤ１が各トレッドブロック１３ａ内に形状記憶金属素子１９を埋設した。そして、図４との対応部分に同一符号を付した図５に示すように、車両の走行状態によって接地荷重の大きく加わるトレッドブロック１３ａを、該トレッドブロック１３ａが変形されることによって発生する熱に起因して、上記形状記憶金属素子１９が形状を回復するメカニズムを利用して、タイヤ１の径方向内方、すなわち路面から離れる方向へと変位させる。このため、接地荷重大であるトレッドブロック１３ａの接地荷重を、接地荷重小であるトレッドブロック１３ａへと分散させることが可能となる。これにより、タイヤ１における接地面１３と路面との接地状態を略均一化することが可能となり、タイヤ１の摩擦力を最大限に活用することができるようにした。
【００２７】
以上、説明したように、本実施例の空気入りタイヤ１によれば、タイヤ１の各トレッドブロック１３ａ内に形状記憶金属素子１９を埋設するようにした。そして、車両の走行状態にしたがって、タイヤ１の接地面１３における路面との接地状態に応じて、トレッドブロック１３ａが変形されることで発生する熱に起因して、形状記憶金属素子１９が反応するメカニズムを利用した。
【００２８】
このため、接地面１３における接地荷重大のトレッドブロック１３ａが、形状記憶金属素子１９の収縮する方向であるタイヤ１の径方向内方、言い換えればトレッドブロック１３ａが路面から離れる方向に変位される。この際、接地面１３のトレッドブロック１３ａのすべてが同じ量だけ変位されるのではない。
【００２９】
すなわち、接地荷重が加わるトレッドブロック１３ａにおいては、該トレッドブロック１３ａの変形による熱の発生で形状記憶金属素子１９が反応するが、接地荷重が加わらないトレッドブロック１３ａにおいては、上記熱が発生することがないので形状記憶金属素子１９が反応することなく、対応するトレッドブロック１３ａは変位されることはない。
【００３０】
この結果、タイヤ１の接地面１３における接地圧力の分布が略均一化され、該接地面１３全体に均一して接地荷重が加わるようになり、タイヤ１の幅方向における摩擦係数が略均等化される。これにより、接地面１３において偏摩耗の発生を抑制させることができ、すべりの発生が減少するので、タイヤ１の摩擦力の利用率を向上させ、グリップ力を増大させることができる。かくして、従来のように、トレッドブロックを変位させるための付属機器を用いることなく、簡易な構造でタイヤ１の接地面１３における荷重分布を均一化し、偏摩耗の発生を抑制させることができる。
【００３１】
以上、本発明を実施するための最良の形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々の変形及び置換を加えることができる。
【００３２】
例えば、上述した実施例においては、伸縮部材として、Ｎｉ−Ｔｉからなる形状記憶金属素子１９を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、要は埋設された部位のトレッドブロックを路面から離れる方向に変位させることが可能な伸縮部材であれば、この他種々の材料からなる伸縮部材を広く適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
本発明は、自動車製造業や自動車部品製造業等に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の一実施例における空気入りタイヤの概略構成を示す断面図である。
【図２】図１の空気入りタイヤを側面から見て示す概略構成図である。
【図３】一部のトレッドブロックを拡大して示す断面図であり、（ａ）形状記憶金属素子を埋設する際の説明に要する図、（ｂ）形状記憶金属素子を溶着する際の説明に要する図、（ｃ）トレッドブロックに接地荷重が加わる際の説明に要する図、（ｄ）形状記憶金属素子が元の形状に回復する際の説明に要する図である。
【図４】本発明にかかる空気入りタイヤがキャンバ角を付けて路面に接地された様子を示す断面図と、そのときの空気入りタイヤの接地面における接地圧力の分布を表すグラフである。
【図５】本発明にかかる空気入りタイヤが形状記憶金属素子によりトレッドブロックを変位させる様子を示す断面図と、そのときの空気入りタイヤの接地面における接地圧力の分布を表すグラフである。
【符号の説明】
【００３５】
１…タイヤ（空気入りタイヤ）
２…ホイール
１０…ビードコア
１１…ビード部
１２…サイドウォール部
１３…接地面
１３ａ…トレッドブロック
１４…カーカス
１５…ベルト層
１６…インナーライナ
１７…補強ゴム
１８…タイヤ内部空間
１９…形状記憶金属素子（伸縮部材）
【図１】
2009262833.tif 000003
【図２】
2009262833.tif 000004
【図３】
2009262833.tif 000005
【図４】
2009262833.tif 000006
【図５】
2009262833.tif 000007