JP2007168490A - 空気入りバイアスタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 タイヤ周方向に延びる周方向溝の溝底におけるクラックの発生を防止するようにした空気入りバイアスタイヤ、特に緊急走行用のスペアタイヤに好適な空気入りバイアスタイヤを提供する。
【解決手段】 ＪＡＴＭＡ規定の標準リム８に嵌合し、５ｋＰａの内圧を充填した状態でのタイヤ回転軸を含むタイヤ横断面におけるトレッド部４のカーカスラインＱを、タイヤ周方向に延びる周方向溝７に対応する領域Ｓでタイヤ半径方向外側に突出するように屈曲させると共に、周方向溝７、７間に対応する領域Ｔで直線又はタイヤ半径方向外側に曲率半径Ｒ１の中心を有する曲線に形成した。
【選択図】 図２

Description

本発明は空気入りバイアスタイヤに関し、さらに詳しくは、タイヤ周方向に延びる周方向溝の溝底におけるクラックの発生を防止するようにした空気入りバイアスタイヤ、特に緊急走行用のスペアタイヤに好適な空気入りバイアスタイヤに関する。

一般に、タイヤがパンクした時の緊急走行用として車両に搭載されるスペアタイヤには、ラジアルタイヤに比べて生産コストが低いバイアスタイヤが使用されている。この種のスペアタイヤは、省スペース化や軽量化などの要請から、通常のタイヤに比してタイヤ幅が狭く、薄肉化された構造が採用され、かつ緊急走行時の負荷能力を確保するために、充填内圧を通常のタイヤの約２〜３倍に保持して車両に搭載している。

このように薄肉に形成されたスペアタイヤは、高内圧を充填した際の径成長が大きく、内圧充填前後のタイヤ断面形状の変化を見ると、図５に示すように、タイヤ外径が内圧充填前の点線の状態から、内圧充填後の実線の状態に大きく拡大し、これに伴いトレッド部Ｔの表面に形成されたタイヤ周方向に延びる周方向溝Ｇが幅方向に広げられる。これにより、トレッド部Ｔにおける周方向溝Ｇの溝底には過大な応力が集中した状態になり、長期間にわたり車両に搭載されている間に、経時的なゴム劣化と相まって周方向溝Ｇの溝底にクラックが生じてしまうという問題があった。

この対策として、周方向溝の形状に工夫を加えると共に溝底の近傍に耐クラック性のゴムを配置したり、カーカス層をラジアル構造として、カーカス層の外周側に配置されたブレーカー層の抗張力により、内圧充填時の径成長を抑制するようにした提案がある（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、前者の対策ではクラックの抑制効果に限界があり、後者の対策ではタイヤの軽量化や低コスト化の面で不利になることから、いずれも充分に満足し得るものではなかった。
特開平５−８５１０４号公報

本発明の目的は、上述する従来の問題点を解消するもので、タイヤ周方向に延びる周方向溝の溝底におけるクラックの発生を防止するようにした空気入りバイアスタイヤ、特に緊急走行用のスペアタイヤに好適な空気入りバイアスタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りバイアスタイヤは、トレッド部にタイヤ周方向に延びる複数の周方向溝を形成した空気入りバイアスタイヤにおいて、ＪＡＴＭＡ規定の標準リムに嵌合し、５ｋＰａの内圧を充填した状態でのタイヤ回転軸を含むタイヤ横断面における前記トレッド部のカーカスラインを、前記周方向溝に対応する領域でタイヤ半径方向外側に突出するように屈曲させると共に、前記周方向溝間に対応する領域で直線又はタイヤ半径方向外側に曲率半径の中心を有する曲線に形成したことを要旨とする。

本発明によれば、ＪＡＴＭＡ規定の標準リムに嵌合し、５ｋＰａの内圧を充填した状態におけるタイヤ回転軸を含むタイヤ横断面におけるトレッド部のカーカスラインを、周方向溝に対応する領域でタイヤ半径方向外側に突出するように屈曲させると共に、周方向溝間に対応する領域で直線又はタイヤ半径方向外側に曲率半径の中心を有する曲線に形成し、所要の内圧を充填したとき、カーカス層全体が屈曲がなくなる滑らかなカーカスライン、所謂平衡カーカスラインに近づいて変形するようにしたので、屈曲した部分のカーカス層よりもこれに隣接する周方向溝間のカーカス層が外側に大きく変形することにより、周方向溝の幅方向への拡大を抑制するように作用する。

これにより、周方向溝の溝底における応力集中を低減させて、溝底のクラックの発生を抑制することができる。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態による空気入りバイアスタイヤをリム組みし、５ｋＰａの内圧を充填した状態を示す断面図、図２は図１のタイヤのトレッド部を拡大して示す断面図、図３（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ図１のＲ部を拡大して示す空気圧充填前後における状態を説明する一部断面図、図４は本発明の他の実施形態による図２に相当する断面図、をそれぞれ示している。

図１において、空気入りバイアスタイヤ１は左右一対のビード部２、２と、これらビード部２、２からそれぞれ半径方向外側に延びるサイドウォール部３、３と、これらサイドウォール部３、３の半径方向外側同士を連ねる円筒状のトレッド部４とを備えており、左右一対のビード部２、２に埋設されたビードコア５、５間には２層のカーカス層６、６が装架され、トレッド部４にはタイヤ周方向に延びる複数（図では４本）の周方向溝７が形成されている。図では、空気入りバイアスタイヤ１をＪＡＴＭＡ規定の標準リム８に嵌合し、５ｋＰａの内圧を充填した状態におけるタイヤ回転軸を含む横断面を示している。

トレッド部４におけるカーカスラインＱは、図１及び図２に示すように、周方向溝７に対応する領域Ｓでタイヤ半径方向外側に突出するように屈曲形成され、周方向溝７、７間に対応する領域Ｔで直線又はタイヤ半径方向外側に曲率半径Ｒ１の中心を有する曲線（図ではＲ１を∞とする直線）に形成されている。

このように周方向溝７に対応する領域ＳにおけるカーカスラインＱをタイヤ径方向外側に突出するように屈曲形成すると共に、周方向溝７、７間に対応する領域ＴにおけるカーカスラインＱを直線又はタイヤ半径方向外側に曲率半径Ｒ１の中心を有する曲線に形成したことにより、所要の内圧を充填したとき、カーカス層６全体が屈曲がなくなる滑らかなカーカスライン、所謂平衡カーカスラインに近づくように変形する。

すなわち、内圧の充填により、屈曲した部分のカーカス層６に隣接する周方向溝７、７間のカーカス層６が外側に大きく変形することにより、カーカスラインＱが図３（ａ）に示す状態から、図３（ｂ）に示すように変形し、周方向溝７の幅方向への拡大を抑制するように作用する。これにより、周方向溝７の溝底における応力集中を低減させて、溝底のクラックの発生を抑制することができる。

本発明において、カーカスラインＱとはカーカス層の厚さ方向の中央線をいい、本実施形態ではカーカス層６、６間の境界線をいう。また、周方向溝７に対応する領域Ｓとは、周方向溝７のトレッド面１における開口端からカーカス層６に下ろした図２における点線で示す垂線によって囲まれた領域をいい、周方向溝７、７間に対応する領域Ｔとは、相隣り合う領域Ｓと領域Ｓとに挟まれた領域をいう。

上述するようにトレッド部４の領域Ｓ及び領域ＴにおけるカーカスラインＱを調整するには、タイヤ成形時において、カーカス層６の内側に配置するインナーライナー層のゴムの厚さ及び／又はカーカス層６の外周に配置するトレッド部４のゴムの厚さを調整することによって行なう。

本発明において、周方向溝７に対応する領域ＳにおけるカーカスラインＱの屈曲角度θ（図３（ａ）参照）を１５５〜１７５°に設定するとよい。これにより、周方向溝７の幅方向への拡大を効率よく抑制することができる。屈曲角度θが１５５°未満では領域Ｔの中央部が突出してトレッド面の平滑性が失われ、トレッド部４の接地面積が減少してしまう。また、屈曲角度θが１７５°超では周方向溝７の溝底におけるクラックの発生を抑制することが難しくなる。

本発明の空気入りバイアスタイヤ１は、上述するトレッド部４のカーカスラインＱの調整に加えて、トレッド部４の外郭プロファイルを調整するとさらによい。すなわち、図４に示すように、周方向溝７、７に挟まれた陸部９の外郭プロファイル９ａを直線又はタイヤ半径方向外側に曲率半径Ｒ２の中心を有する曲線（図ではタイヤ半径方向外側に曲率半径Ｒ２の中心を有する曲線）に形成するとよい。ここで、外郭プロファイル９ａとはトレッド部４の幅方向の外郭を形成する輪郭線をいう。なお、図４ではカーカスラインＱを斜線を施した太枠により表示した。

これにより、トレッド部４の領域Ｓ及び領域ＴにおけるカーカスラインＱを上述するように調整したことによって生ずる陸部９の表面のタイヤ半径方向における変形を効率よく修正しながら、周方向溝７の幅方向への拡大を一層効率よく抑制することができる。

上述するように周方向溝７、７により挟まれた陸部９の外郭プロファイル９ａを調整するには、タイヤ加硫金型の内面（トレッド成形面）におけるプロファイルを調整することによって行なう。

本発明において、陸部９はリブ又は溝面積比率を３０％以下とするブロック列により構成するとよい。陸部９を構成するブロック列における溝面積比率を３０％超にすると、周方向溝７、７間に対応する領域ＴにおけるカーカスラインＱを直線又はタイヤ半径方向外側に曲率半径Ｒ１の中心を有する曲線に形成することが難しくなる。

上述するように、本発明の空気入りバイアスタイヤは、ＪＡＴＭＡ規定の標準リムに嵌合し、５ｋＰａの内圧を充填した状態でのタイヤ回転軸を含むタイヤ横断面におけるレッド部のカーカスラインを、タイヤ周方向に延びる周方向溝に対応する領域でタイヤ半径方向外側に突出するように屈曲させると共に、周方向溝間に対応する領域で直線又はタイヤ半径方向外側に曲率中心を有する曲線に形成することにより、内圧充填時における周方向溝の幅方向への広がりを防いで溝底におけるクラックの発生を防止するもので、特にタイヤ内部に高内圧を充填させる緊急走行用のスペアタイヤに好ましく適用される。

タイヤサイズをＴ１３５／７０Ｄ１６（外径６０４ｍｍ、幅１３４ｍｍ）、タイヤ構造を図１として、トレッド部におけるカーカスライン及び陸部の外郭プロファイルを従来仕様とした従来タイヤ（従来例）、トレッド部におけるカーカスラインのみを図１のように形成した本発明タイヤ（実施例１）、及びトレッド部におけるカーカスラインを図１のように形成すると共に外郭プロファイルを直線（図４のＲ２を∞）に形成した本発明タイヤ（実施例２）をそれぞれ作製した。なお，本発明タイヤにおける屈曲角度θを１６２°にした。

これら３種類のタイヤをリム（サイズ：１６×４Ｔ）に嵌合し、５ｋＰａの内圧を充填した時と４２０ｋＰａの内圧を充填した時とにおける周方向溝の溝壁形状をそれぞれレーザーにより測定した。その測定結果から、４２０ｋＰａ充填時における周方向溝の開口部及び溝底に生ずる歪み（％）を計算し、その結果を表１に併記した。

表１より、本発明タイヤは従来タイヤに比較して、高内圧（４２０ｋＰａ）充填時における周方向溝の開口部及び溝底における歪みが少なくなっており、特に周方向溝の溝底に応力集中が生じていないことがわかる。

本発明の実施形態による空気入りバイアスタイヤをリム組みし、５ｋＰａの内圧を充填した状態を示す断面図である。 図１のタイヤのトレッド部を拡大して示す断面図である。 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ図１のＲ部におけるカーカスラインの空気圧充填前後における形態を説明する一部断面図である。 本発明の他の実施形態による図２に相当する断面図である。 従来のスペアタイヤの高内圧充填時におけるトレッド部の変形状況を説明するための一部断面図である。

符号の説明

１ 空気入りバイアスタイヤ
２ ビード部
３ サイドウォール部
４ トレッド部
５ ビードコア
６ カーカス層
７ 周方向溝
８ リム
９ 陸部
９ａ 外郭プロファイル
Ｑ カーカスライン
Ｓ 周方向溝に対応する領域
Ｔ 周方向溝間に対応する領域

Claims (5)

1. トレッド部にタイヤ周方向に延びる複数の周方向溝を形成した空気入りバイアスタイヤにおいて、
   ＪＡＴＭＡ規定の標準リムに嵌合し、５ｋＰａの内圧を充填した状態でのタイヤ回転軸を含むタイヤ横断面における前記トレッド部のカーカスラインを、前記周方向溝に対応する領域でタイヤ半径方向外側に突出するように屈曲させると共に、前記周方向溝間に対応する領域で直線又はタイヤ半径方向外側に曲率半径の中心を有する曲線に形成した空気入りバイアスタイヤ。
2. 前記周方向溝に対応する領域におけるカーカスラインの屈曲角度θを１５５〜１７５°とした請求項１に記載の空気入りバイアスタイヤ。
3. 前記タイヤ横断面において、前記周方向溝に挟まれた陸部の外郭プロファイルを直線又はタイヤ半径方向外側に曲率半径の中心を有する曲線に形成した請求項１又は２に記載の空気入りバイアスタイヤ。
4. 前記陸部がリブ又は溝面積比率を３０％以下とするブロック列からなる請求項３に記載の空気入りバイアスタイヤ。
5. 緊急走行用のスペアタイヤである請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りバイアスタイヤ。
   

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