JP2010132068A

JP2010132068A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2010132068A
Application number: JP2008308334A
Authority: JP
Inventors: Haruki Shintani; 治樹新谷
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2008-12-03
Filing date: 2008-12-03
Publication date: 2010-06-17

Abstract

【課題】サイドウォール部外表面における歪みの集中を防いで、耐オゾンクラック性の劣化をもたらさず、軽量化と耐久性を両立させることができる空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】一対のビード部１１の一方から他方へトロイド状に延びて、ビード部１１のそれぞれのビードコア１２にビード部１１の内面側から外面側へと巻き付けて折り返したカーカス１３を有し、タイヤ側面部を構成する一対のサイドウォール部１７の、タイヤ最大幅部より下側でカーカス折返し位置１３ａより上側の領域に、タイヤ外表面に対する凹形部１８ａと凸形部１８ｂが組み合わされた凹凸状部１８を有する。
【選択図】図１

Description

この発明は、空気入りタイヤに関し、特に、建設用車両等の大型車両に用いられる重荷重用の空気入りタイヤに関する。

近年、空気入りタイヤにおいても、環境への配慮や経済性の観点から低燃費であることが求められており、その対策の一つとして、転がり抵抗の低減をもたらすタイヤ重量の低減化が図られている。このような状況の下、サイドウォール部及びビード部の外側面に、ビード部を抉るようにして形成した凹部を有するものとして、例えば、「空気入りタイヤ」（特許文献１参照）が知られている。

図３は、従来の空気入りタイヤの一方のビード部近傍を示し、（ａ）は一般ビード構造におけるタイヤ幅方向に沿う断面説明図、（ｂ）はワインドビード構造におけるタイヤ幅方向に沿う断面説明図である。図３に示すように、空気入りタイヤ１は、プライコード２をビードコア３で折り返した後上方へ伸ばす一般ビード構造（（ａ）参照）、或いはプライコード２をビードコア３で折り返した後巻き付けるワインドビード構造（（ｂ）参照）の何れにおいても、サイドゴム４に、サイドゴム４をタイヤ外表面側から抉るようにして凹部５を形成している。

この従来の空気入りタイヤ１においては、凹部５をサイドゴム４に形成することにより、サイドゴム４はゴム使用量が少なくなって全体的に薄くすることができるので、タイヤ重量の軽量化が可能になる。
特開２０００−１５８９１９号公報

しかしながら、従来の空気入りタイヤ１においては、凹部５を形成したことで、凹部５を設けていない形状（非軽量化形状）に比べサイドウォール部外表面に歪みが集中し易くなることから、更なる改良が望まれていた。つまり、凹部５を設けたことにより、タイヤ重量の軽量化が可能になるが、サイドウォール外表面に歪みが集中し易くなるため、内圧付加時の引っ張り歪み及び荷重付加時の圧縮歪みが増大することになる。

この結果、凹部５においては、大気中のオゾンによるゴムの劣化に加えて、内圧付加時の引っ張り歪み及び荷重付加時の圧縮歪みが増大することにより、オゾンによるクラック（亀裂）発生をし難くする耐オゾンクラック性が劣化してしまう虞がある。
この発明の目的は、サイドウォール部外表面における歪みの集中を防いで、耐オゾンクラック性の劣化をもたらさず、軽量化と耐久性を両立させることができる空気入りタイヤを提供することである。

上記目的を達成するため、この発明に係る空気入りタイヤは、一対のビード部の一方から他方へトロイド状に延びて、前記ビード部のそれぞれのビードコアに前記ビード部の内面側から外面側へと巻き付けて折り返したカーカスを有し、タイヤ側面部を構成する一対のサイドウォール部の、タイヤ最大幅部より下側でカーカス折返し位置より上側の領域に、タイヤ外表面に対する凹形部と凸形部が組み合わされた凹凸状部を有することを特徴としている。

また、かかるタイヤにおいて、前記ビードコアに巻き付けて折り返したカーカスは、前記カーカス折り返し位置から、前記ビードコアの外側面に沿って折り返された後、先端を前記ビードコアの上面上方へと伸ばした構造、或いは前記カーカス折り返し位置から、前記ビードコアの外側面に沿って折り返された後、更に前記ビードコアの上面に沿ってコア略全周に巻き付け、先端を前記ビードコアの上面に沿わせた構造を有することが好ましい。

また、かかるタイヤにおいて、前記凸形部の上端は、タイヤ最大幅部でのタイヤ径と適用リムのリム径との差の距離を１００として、リム径ラインからの距離が５０以下となる範囲に位置し、前記凹凸状部と前記カーカスの折り返し後最上部との距離が５〜２０ｍｍであることが好ましい。
また、かかるタイヤにおいて、前記凹形部は、前記サイドウォール部のタイヤ最大幅部から前記凹凸状部へ向かう曲面、及び前記ビード部から前記凸形部を越えて前記凹形部へ向かう曲面と、それぞれ一体的に連続する曲面により形成されていることが好ましい。

また、かかるタイヤにおいて、前記凸形部は、タイヤ幅方向断面における輪郭形状が、タイヤ幅方向内側に中心を有し半径が１００〜３００ｍｍの一つの円弧からなることが好ましい。
また、かかるタイヤにおいて、前記凹形部は、タイヤ幅方向断面における輪郭形状が、タイヤ幅方向外側に中心を有し半径が５０〜２００ｍｍの一つの円弧からなることが好ましい。
また、かかるタイヤにおいて、前記凹凸状部と前記カーカスが最も接近する部位の厚みは、２．５〜５．０ｍｍであることが好ましい。

この発明によれば、タイヤ側面部を構成する一対のサイドウォール部の、タイヤ最大幅部より下側でカーカス折返し位置より上側の領域に、タイヤ外表面に対する凹形部と凸形部が組み合わされた凹凸状部を有するので、サイドウォール部外表面における歪みの集中を防いで、耐オゾンクラック性の劣化をもたらすことがないため、軽量化と耐久性を両立させることができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
図１は、この発明の一実施の形態に係る空気入りタイヤの一方のビード部近傍を示す、一般ビード構造におけるタイヤ幅方向に沿う断面説明図である。図２は、この発明の一実施の形態に係る空気入りタイヤの一方のビード部近傍を示す、ワインドビード構造におけるタイヤ幅方向に沿う断面説明図である。

図１及び図２に示すように、空気入りタイヤ１０は、適用リムＲに装着される一対のビード部１１（一方のみ図示）、ビード部１１のそれぞれに埋設状態に配置されたビードコア１２、及びビード部１１の一方から他方へ掛け渡されたカーカス（ラジアルカーカス）１３を有している。

この空気入りタイヤ１０は、例えば、ＴＲＡ（ＴｈｅＴｉｒｅａｎｄＲｉｍＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，Ｉｎｃ．）規格に定める荷重係数（Ｋ−ＦＡＣＴＯＲ）が１．７以上の、高出力の建設車両等に装着される重荷重用の空気入りラジアルタイヤである。かかるタイヤを組み付ける適用リムＲは、例えば、５°テーパ又は８°テーパのドロップセンターリムとすることができる。

ここで、適用リムとは、タイヤのサイズに応じて規格に規定されたリムをいい、この規格は、タイヤが生産又は使用される地域に有効な産業規格であって、例えば、アメリカ合衆国では、ＴＲＡのＹＥＡＲＢＯＯＫに、欧州では、ＥＴＲＴＯ（ＴｈｅＥｕｒｏｐｅａｎＴｙｒｅａｎｄＲｉｍＴｅｃｈｎｉｃａｌＯｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎ）のＳＴＡＮＤＡＲＤＳＭＡＮＵＡＬに、日本では、日本自動車タイヤ協会（ＪａｐａｎＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅＴｙｒｅＭａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｓＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ，Ｉｎｃ．：ＪＡＴＭＡ）のＹＥＡＲＢＯＯＫに、それぞれ示されている。

ビードコア１２は、横断面輪郭が多角形状に形成されており、カーカス１３は、両ビードコア１２，（他方、図示せず）間に跨ってトロイド状に延び、各ビードコア１２にタイヤ幅方向の内側（ビード部１１の内面側）から外側（ビード部１１の外面側）へと巻き付けて折り返されている。

ビードコア１２の外周に巻き付けて折り返されたカーカス１３の折り返し部は、ビードコア１２の底面の最低部である、カーカス１３が下向きから上向きへと向きを変えるカーカス折り返し位置１３ａから、ビードコア１２の外側面に沿って折り返された後、カーカス先端をビードコア１２の上面上方へと伸ばして形成された、一般ビード（Ｗａ）構造（図１参照）、或いはカーカス折り返し位置１３ａから、ビードコア１２の外側面に沿って折り返された後、更にビードコア１２の上面に沿ってコア略全周に巻き付き、カーカス先端をビードコア１２の上面に沿わせて形成された、ワインドビード（ｗｉｎｄｂｅａｄ）構造（図２参照）を有している。カーカス１３は、例えば、タイヤ周方向と直交する方向に延びるスチールコードや有機繊維コード等からなるカーカスプライにより形成されている。

また、図１及び図２に示すように、カーカス１３の両ビードコア１２間中央部外側、即ち、カーカス１３のクラウン領域相当部の外側には、ベルト１４が配置され、更に、ベルト１４を覆ってトレッドゴム１５が配置されている。トレッドゴム１５の表面には、通常、例えば、タイヤ周方向に延びる複数本の周溝等（パターン）からなるトレッド部１６が形成されており、トレッド部１６の両側には、トレッド部１６に連続してタイヤ半径方向内側へ延びる一対のサイドウォール部１７が形成されている。

このタイヤ側面部を構成する一対のサイドウォール部１７の、タイヤ最大幅部より下側で、カーカス折返し位置１３ａより上側の領域には、タイヤ外表面に対する凹形部と凸形部が組み合わされた凹凸状部１８が形成されている。
凹凸状部１８は、タイヤ外表面を抉って肉抜き状態に形成された凹形部１８ａと、凹形部１８ａのビード部１１側に、タイヤ外表面を膨出させて補強状態に形成された凸形部１８ｂからなり、ビード部１１からサイドウォール部１７に向かって凸面部と凹面部が変曲点を経て滑らかに連続する凸凹面を有している。

この凹形部１８ａは、タイヤ幅方向断面における輪郭形状が、例えば、タイヤ幅方向外側に中心を有し半径ｒが約５０〜２００ｍｍの一つの円弧からなり、凸形部１８ｂは、タイヤ幅方向断面における輪郭形状が、例えば、タイヤ幅方向内側に中心を有し半径ｒが約１００〜３００ｍｍの一つの円弧からなる。つまり、凹形部１８ａは、サイドウォール部１７のタイヤ最大幅部（タイヤ最大幅位置）から凹凸状部１８へ向かう曲面、及びビード部１１から凸形部１８ｂを越えて凹形部１８ａへ向かう曲面と、それぞれ一体的に連続する曲面により形成されている。

凹凸状部１８の凸形部１８ｂ上端は、空気入りタイヤ１０のタイヤ最大幅部でのタイヤ径と適用リムＲのリム径との差の距離を１００として、リム径ラインからの距離が５０以下、即ち、前記差の距離の５０％以下となる範囲に位置しており、凹凸状部１８と、カーカス折り返し端、即ち、カーカス１３の折り返し後最上部位置の距離は、約５〜２０ｍｍである。また、凹凸状部１８とカーカス（カーカスプライ）１３は、凹形部１８ａで最も接近するが、その部位の厚み（サイドゴム厚み）が約２．５〜５．０ｍｍである。

このように、空気入りタイヤ１０は、サイドウォール部（サイドゴム）１７に、凹形部１８ａ及び凸形部１８ｂからなる凹凸状部１８を設けている。このため、凹形部１８ａにより、サイドゴムのゴム使用量が減少し、全体的に薄くすることができるので、タイヤ重量の軽量化を図ることができる。
その上、凸形部１８ｂにより、サイドウォール部１７におけるタイヤ外表面の歪みが集中し易いカーカスプライ折り返し端（カーカス先端）付近の外側形状を凸形状にすることで、カーカスプライ折り返し端からタイヤ外表面までの厚み（ゴム厚み）を稼ぐことができるので、局部剛性が上がり、ゴム流動が抑制されるため、内圧付加時の引っ張り歪み及び荷重付加時の圧縮歪みが低減されることになる。

この結果、サイドウォール部（サイドゴム）１７に、タイヤ外表面側から抉るようにして凹部のみを設けた場合に比べ、耐オゾンクラック性を向上させることができるので、凹凸状部１８を設けることにより耐オゾンクラック性の劣化をもたらすことがないため、軽量化と耐久性を両立させることができる。

次に、図１及び図２に示す、凹凸状部を設けた実施例タイヤを試作し、この実施例タイヤ、凹凸状部を設けていない従来構造を有する比較例タイヤ１、及び凹凸状部を設けておらず凹部のみを設けた従来構造を有する比較例タイヤ２のそれぞれについて、走行中を想定した状態でオゾンを暴露するオゾンドラム試験を行い、試験後、表１及び表２に示すように、凹凸状部或いは凹部を設けたタイヤ外側面における表面クラック数を計測することにより耐オゾンクラック性を評価した。表１は、ビード部１１が一般ビード（Ｗａ）構造（図１参照）を有する場合を示し、表２は、ビード部１１がワインドビード（ｗｉｎｄｂｅａｄ）構造（図２参照）を有する場合を示す。

試験は、サイズが２７５／８０Ｒ２２．５の実施例タイヤ、比較例タイヤ１、比較例タイヤ２のそれぞれを、サイズが８．２５×２２．５のリムに装着して、内圧を９００ｋＰａとし、試験荷重：３０００ｋｇ、試験速度：５０ｋｍ／ｈ、走行距離：５００００ｋｍの条件の下、オゾンドラム試験機を用いて行った。試験後、凹凸状部又は凹部からなる抉り部（肉抜き部）内側におけるオゾンクラック数を測定した。測定領域は、任意の位置に対する、タイヤ周方向に沿う周方向が１００ｍｍ、タイヤ径方向に沿う径方向が、適用リムＲへの組み付け時にリムフランジＲｆの円弧の中心からカーカス１３に下ろした垂線とタイヤ外表面との交点から、タイヤ表面に沿って凹凸状部１８又は凹部（肉抜き部）の上端部までとした。

なお、評価は、比較例タイヤ１の結果を１００として指数評価を行い、指数が１００より大きい程良好であるとした。

試験１（一般ビード構造）

ｉｎｄｅｘが大きい程、クラック数が多くなる

試験２（ワインドビード構造）

ｉｎｄｅｘが大きい程、クラック数が多くなる

この表１及び表２から分かるように、表面クラック数（ｉｎｄｅｘ）は、凹凸状部を設けていない従来構造を有する比較例タイヤ１を１００とすると、凹凸状部を設けておらず凹部のみを設けた従来構造を有する比較例タイヤ２については１０６（一般ビード構造）或いは１０４（ワインドビード構造）となって、比較例タイヤ１に比べ耐オゾンクラック性の劣化が認められるが、凹凸状部を設けた実施例タイヤについては１０１（一般ビード構造及びワインドビード構造）となって、比較例タイヤ２に比べ耐オゾンクラック性が向上していると共に、比較例タイヤ１に比べ耐オゾンクラック性が殆ど劣化していないことが認められる。

この発明の一実施の形態に係る空気入りタイヤの一方のビード部近傍を示す、一般ビード構造におけるタイヤ幅方向に沿う断面説明図である。この発明の一実施の形態に係る空気入りタイヤの一方のビード部近傍を示す、ワインドビード構造におけるタイヤ幅方向に沿う断面説明図である。従来の空気入りタイヤの一方のビード部近傍を示し、（ａ）は一般ビード構造におけるタイヤ幅方向に沿う断面説明図、（ｂ）はワインドビード構造におけるタイヤ幅方向に沿う断面説明図である。

符号の説明

１０空気入りタイヤ
１１ビード部
１２ビードコア
１３カーカス
１３ａ折返し位置
１４ベルト
１５トレッドゴム
１６トレッド部
１７サイドウォール部
１８凹凸状部
１８ａ凹形部
１８ｂ凸形部
Ｒ適用リム
Ｒｆリムフランジ

Claims

一対のビード部の一方から他方へトロイド状に延びて、前記ビード部のそれぞれのビードコアに前記ビード部の内面側から外面側へと巻き付けて折り返したカーカスを有し、
タイヤ側面部を構成する一対のサイドウォール部の、タイヤ最大幅部より下側でカーカス折返し位置より上側の領域に、タイヤ外表面に対する凹形部と凸形部が組み合わされた凹凸状部を有することを特徴とする空気入りタイヤ。
前記ビードコアに巻き付けて折り返したカーカスは、
前記カーカス折り返し位置から、前記ビードコアの外側面に沿って折り返された後、先端を前記ビードコアの上面上方へと伸ばした構造、或いは前記カーカス折り返し位置から、前記ビードコアの外側面に沿って折り返された後、更に前記ビードコアの上面に沿ってコア略全周に巻き付け、先端を前記ビードコアの上面に沿わせた構造を有することを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記凸形部の上端は、タイヤ最大幅部でのタイヤ径と適用リムのリム径との差の距離を１００として、リム径ラインからの距離が５０以下となる範囲に位置し、前記凹凸状部と前記カーカスの折り返し後最上部との距離が５〜２０ｍｍであることを特徴とする請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
前記凹形部は、前記サイドウォール部のタイヤ最大幅部から前記凹凸状部へ向かう曲面、及び前記ビード部から前記凸形部を越えて前記凹形部へ向かう曲面と、それぞれ一体的に連続する曲面により形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
前記凸形部は、タイヤ幅方向断面における輪郭形状が、タイヤ幅方向内側に中心を有し半径が１００〜３００ｍｍの一つの円弧からなることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
前記凹形部は、タイヤ幅方向断面における輪郭形状が、タイヤ幅方向外側に中心を有し半径が５０〜２００ｍｍの一つの円弧からなることを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
前記凹凸状部と前記カーカスが最も接近する部位の厚みは、２．５〜５．０ｍｍであることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。