JP2012086698A - 重荷重用タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】サイドウォール部に形成する環状リブに起因するサイドウォール部外面のクラックの発生を抑制する。
【解決手段】サイドウォール部に、かつタイヤ最大巾位置からトレッド端に至るサイドウォール上領域に、サイドウォール部の外面から隆起しかつタイヤ周方向にのびる環状リブを具える。前記環状リブは、サイドウォール部の外面上の半径方向内外の隆起点から立ち上がる内外の側面部と、この内外の側面部の先端間を継ぐ中央面部とを有する断面台形状をなす。タイヤ最大巾位置から前記中央面部の半径方向中間点までの半径方向距離Ｌ１を、ビードベースラインからカーカス最大高さ点までの半径方向高さＨｃの１５〜２０％、しかも前記中央面部の巾Ｗを１５〜２５ｍｍの範囲とした。
【選択図】図２

Description

本発明は、サイドウォール部のクラックの発生を低減した重荷重用タイヤに関する。

トラック・バス用等の重荷重車両に用いられるタイヤでは、負荷荷重が大であるため走行時のタイヤ変形量が大きく、そのため、サイドウォール部には、乗用車用タイヤ等に比して大きな表面歪みが繰り返し発生する。この表面歪みは、図３に示すように、タイヤ最大巾位置Ｑｍの半径方向高さ位置Z1と、タイヤ赤道Cにおけるカーカスａの外面上の点であるカーカス最大高さ点Qcの半径方向高さ位置Z2との間の領域Ｙに、ピーク点Ｐεを有する。

他方、重荷重用タイヤでは、意匠性の向上を目的として、タイヤの撓み感を減じることを目的として、或いはカーカスを保護すること等を目的として、サイドウォール部に、その外面から隆起してタイヤ周方向にのびる環状リブｂ（一点鎖線で示す）を形成する場合がある（例えば特許文献１、２参照。）。

しかしながら、環状リブｂを形成した場合、サイドウォール部の外面とカーカスとの間のゴム厚さが、前記環状リブｂの半径方向内端、及び外端で大きく変化する。そのため、環状リブｂの半径方向内端、或いは外端が、前記表面歪みのピーク点Ｐεの位置に近接して形成された場合には、表面歪みの歪み量が増幅され、前記内端、或いは外端の位置で、サイドウォール部の外面にクラックが発生しやすくなるという問題がある。特に、トレッド巾ＴＷとタイヤ最大巾Ｗ０との比ＴＷ／Ｗ０が、例えば０．８９〜０．９９と大きいタイヤでは、サイドウォール部の外面の輪郭が垂直に近く、表面歪みが局部的となるため、前記クラックがより顕著に発生しやすくなる。

このような状況に鑑み、本発明者が研究した結果、環状リブｂが形成されていないタイヤでは、表面歪みのピーク点Ｐεが、おおよそタイヤ最大巾位置Ｑｍから、カーカス高さＨｃの１５〜２０％の距離を半径方向外側に隔てた位置にあること、及びこの位置に、環状リブｂの中央部が来るように環状リブｂを形成することにより表面歪みに起因するクラックの発生を抑制しうること、を究明し得た。

特開２００３−０２５８１３号公報 特開２０００−０２５４２４号公報

そこで本発明は、タイヤ最大巾位置から環状リブの中央部までの半径方向距離を、カーカス高さＨｃの１５〜２０％の範囲とし、かつ環状リブの巾を規制することを基本として、歪み量のピーク値の上昇を抑え、サイドウォール部の外面におけるクラックの発生を抑制しうる重荷重用タイヤを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本願請求項１の発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、該カーカスの半径方向外側かつトレッド部の内部に配されるベルト層とを具える重荷重用タイヤであって、
前記サイドウォール部に、かつタイヤ最大巾位置からトレッド端に至るサイドウォール上領域に、サイドウォール部の外面から隆起しかつタイヤ周方向にのびる環状リブを具え、
かつ前記環状リブは、タイヤ軸を含むタイヤ子午断面において、サイドウォール部の外面上の半径方向内外の隆起点から立ち上がる内外の側面部と、この内外の側面部の先端間を継ぐ中央面部とを有する断面台形状をなすとともに、
タイヤを正規リムにリム組しかつ正規内圧を充填した正規内圧状態において、
前記タイヤ最大巾位置から前記中央面部の半径方向中間点までの半径方向距離Ｌ１を、ビードベースラインからタイヤ赤道におけるカーカスの外面上の点であるカーカス最大高さ点までの半径方向高さＨｃの１５〜２０％、しかも前記中央面部の半径方向の巾Ｗを１５〜２５ｍｍの範囲としたことを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記環状リブは、前記内の側面部の先端及び外の側面部の先端の、サイドウォール部の外面の仮想面からの隆起高さＨｏ、Ｈｉが、それぞれ０．５〜１．５ｍｍの範囲であり、かつこの隆起高さＨｏ、Ｈｉの少なくとも一方が、環状リブの隆起高さの最大値をなすことを特徴としている。

又請求項３の発明では、前記隆起高さＨｏ、Ｈｉの差｜Ｈｏ−Ｈｉ｜は、０．５ｍｍ以下であることを特徴としている。

又請求項４の発明では、トレッド巾ＴＷとタイヤ最大巾Ｗ０との比ＴＷ／Ｗ０が、０．８９〜０．９９の範囲であることを特徴としている。

又請求項５の発明では、タイヤの断面高さＴ０とタイヤ最大巾Ｗ０との比Ｔ０／Ｗ０である偏平率が、０．５〜０．７の範囲であることを特徴としている。

又請求項６の発明では、前記サイドウォール部の外面とカーカスとの間のゴム厚さは、前記内の隆起点の位置から半径方向内方に向かって漸増することを特徴としている。

なお前記「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"を意味する。又前記「正規内圧」とは、前記規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE"を意味する。又本明細書では、特に断りがない限り、タイヤの各部の寸法等は、前記正規内圧状態で特定される値とする。

本発明は叙上の如く、環状リブにおける中央面部の中間点の位置、及び中央面部の巾を規制している。従って、環状リブの半径方向内端及び外端を、タイヤの表面歪みのピーク点の位置から遠ざけることができ、歪み量のピーク値の上昇を抑え、サイドウォール部の外面におけるクラックの発生を抑制することが可能となる。

本発明の重荷重用タイヤの一実施を示す断面図である。 環状リブ拡大して示す部分断面図である。 従来タイヤにおける表面歪みの発生状態を説明する概念図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。図１は、本発明の重荷重用タイヤ１が正規リムＲにリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷の正規内圧状態におけるタイヤ軸を含むタイヤ子午断面を示す。

図１において、重荷重用タイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、このカーカス６の半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されるベルト層７とを有する周知のラジアル構造を具えている。
％
本例では、トレッド巾ＴＷとタイヤ最大巾Ｗ０との比ＴＷ／Ｗ０が、０．８９〜０．９９の範囲であり、かつタイヤの断面高さＴ０と前記タイヤ最大巾Ｗ０との比Ｔ０／Ｗ０である偏平率が、０．５〜０．７の範囲である場合を例示する。このように比ＴＷ／Ｗ０が大きいタイヤは、サイドウォール部３の輪郭が垂直に近づくため、タイヤ変形時の表面歪みが局部的に生じやすく、そのためサイドウォール部３の外面３Ｓにクラックが発生しやすい傾向にある。又偏平率が０．５〜０．７と小さなタイヤでは、フレキシブルなサイドウォール部３の領域巾が狭くなるため、表面歪みが大となって同様にクラックが発生しやすい傾向にある。従って、本発明は、このようなタイヤに対して特に効果を発揮しうる。

なお前記トレッド巾ＴＷは、トレッド面２Ｓ又はその延長線と、サイドウォール部３の外面３Ｓ又はそのその延長線とが交わる交点であるトレッド端Ｔｅ、Ｔｅ間のタイヤ軸方向の距離を意味する。又前記タイヤ最大巾Ｗ０は、サイドウォール部３の外面３Ｓがタイヤ軸方向外側に膨出するタイヤ最大巾位置Ｑｍ、Ｑｍ間のタイヤ軸方向の距離を意味する。又前記タイヤの断面高さＴ０は、タイヤ赤道Ｃ上におけるビードベースラインＢＬからトレッド面２Ｓまでの半径方向距離を意味する。

次に、前記カーカス６は、スチール製のカーカスコードをタイヤ周方向に対して例えば７５〜９０゜の角度で配列した少なくとも１枚、本例では１枚のカーカスプライ６Ａから形成される。このカーカスプライ６Ａは、本例では、前記ビードコア５、５間を跨るトロイド状のプライ本体部６ａの両端に、ビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるプライ折返し部６ｂを有する。そして該プライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとの間には、前記ビードコア５からタイヤ半径方向外側にのびる断面三角形状のビードエーペックスゴム８が配置され、ビード部４からサイドウォール部３にかけて補強している。

又前記ベルト層７は、スチール製のベルトコードをタイヤ周方向に対して例えば１０〜７０゜の角度で配列した少なくとも２枚、通常３〜４枚、本例では３枚のベルトプライ７Ａ〜７Cから形成される。このベルトプライ７Ａ〜７Cは、ベルトコードがプライ間で互いに交差する箇所を１箇所以上設けて重置されることにより、ベルト剛性を高めトレッド部２をタガ効果を有して補強している。

そして本実施形態のタイヤ１では、前記タイヤ最大巾位置Ｑｍからトレッド端Ｔｅに至るサイドウォール上領域ＹＵに、サイドウォール部３の外面３Ｓから隆起し、かつタイヤ周方向に連続してのびる環状リブ１０を設けている。本例では、前記環状リブ１０が、タイヤに、見た目の力強さを与えて意匠性を高めることを目的として形成されるが、これ以外にも、カーカスを外傷から防ぐ等、種々の目的で形成することができる。

なおサイドウォール部３の外面３Ｓとは、前記無負荷の正規内圧状態において、標章などの浮きだしマークや凹凸模様を含む局部的な凹凸を除いてトレッド端Ｔｅから滑らかにのびるサイドウォール部３の基準曲面ＸＳを意味する。又前記サイドウォール上領域ＹＵにおける基準曲面ＸＳは、本例では、前記トレッド端Ｔｅから、直線状、或いはタイヤ外側に中心を有する凹円弧状にのびる第１面部ＸＳ１と、前記タイヤ最大巾位置Ｑｍからタイヤ内側に中心を有する凸円弧状にのびかつ前記第１面部ＸＳ１と滑らかに連なる第２面部ＸＳ２とから構成される。

次に、図２に拡大して示すように、前記環状リブ１０は、前記サイドウォール部３の外面３Ｓ上の半径方向内外の隆起点１１ａ、１２ａから立ち上がる内外の側面部１１、１２と、この内外の側面部１１、１２の先端１１ｂ、１２ｂ間を継ぐ中央面部１３とを有する断面台形状をなす。

前記内外の側面部１１、１２は、前記内外の隆起点１１ａ、１２ａにおいて前記外面３Ｓに滑らかに連なる凹円弧状の曲面にて形成されることが好ましいが、要求により、前記外面３Ｓに交差する斜面で形成することもできる。又前記中央面部１３は、外観性の観点から直線状に形成することが好ましく、前記直線状には、直線以外に、曲率半径が８００ｍｍ以上とした直線に近い凹状或いは凸状の円弧面も含まれる。

そして前記環状リブ１０では、前記タイヤ最大巾位置Ｑｍから前記中央面部１３の半径方向中間点１３ｍまでの半径方向距離Ｌ１を、ビードベースラインＢＬからタイヤ赤道Ｃにおけるカーカス６の外面上の点であるカーカス最大高さ点Ｐｃまでの半径方向高さＨｃの１５〜２０％とするとともに、前記中央面部１３の半径方向の巾Ｗを１５〜２５ｍｍの範囲としている。

このように構成することにより、環状リブ１０を設けない場合の表面歪みのピーク点Ｐε（図３に示す）から、前記環状リブ１０の前記内外の隆起点１１ａ、１２ａを遠ざけることができ、歪み量のピーク値の上昇を抑え、前記隆起点１１ａ或いは１２ａにおけるクラックの発生を抑制することが可能となる。

前記Ｌ１が前記高さＨｃの１５〜２０％の範囲を超えると、前記中間点１３ｍの位置が、前記表面歪みのピーク点Ｐεから位置ずれするため、前記隆起点１１ａ、１２ａをピーク点Ｐεから遠ざけるためには、前記巾Ｗを大に設定する必要が生じる。そのため、タイヤのメーカ名、商品名、サイズ等を表す文字、記号などである前記標章などの表示スペースを減少させるなど意匠性の低下や意匠の自由度を損ねるという問題を招く。又前記巾Ｗが１５ｍｍ未満では、中間点１３ｍの位置が、前記ピーク点Ｐεとなった場合にも、隆起点１１ａ、１２ａをこのピーク点Ｐεから充分遠ざけることができなくなる。逆に前記巾Ｗが２５ｍｍをこえると、外観性や表示スペースの減少を招く。

又本例では、前記環状リブ１０は、前記内の側面部１１の先端１１ｂ及び外の側面部１２の先端１２ｂの、サイドウォール部３の外面３Sの仮想面Xからの隆起高さＨｏ、Ｈｉが、それぞれ０．５〜１．５ｍｍの範囲であり、かつこの隆起高さＨｏ、Ｈｉの少なくとも一方が、環状リブ１０の隆起高さの最大値をなすのが好ましい。なお前記仮想面Xは、環状リブ１０がない場合のサイドウォール部３の外面３Ｓであって、前記基準曲面ＸＳに相当する。前記前記隆起高さＨｏ、Ｈｉがそれぞれ０．５ｍｍ以下では、前記環状リブ１０を充分目立たせることができず、形成目的である例えば意匠性の向上等が充分に達成されない。逆に１．５ｍｍをこえると、意匠性等には有利となるものの、環状リブ１０の内外で、カーカス６からのゴム厚さの差が大となるため、歪み量の上昇も大きくなりクラックの発生に不利となる。なお前記隆起高さＨｏ、Ｈｉの差｜Ｈｏ−Ｈｉ｜は、０．５ｍｍ以下が好ましく、これをこえると見栄えを悪くする。

なお前記内の側面部１１の先端１１ｂと内の隆起点１１ａとの間の半径方向距離Ｌ１１、及び前記外の側面部１２の先端１１ｂと外の隆起点１１ａとの間の半径方向距離Ｌ１２は、それぞれ３．５〜９．０ｍｍの範囲が好ましい。３．５ｍｍ未満では、ゴム厚さの変化が急激となって、クラックの発生に不利となり、逆に９．０ｍｍをこえると、前記環状リブ１０が目立たなくなって意匠性に不利を招く。

又本例では、前記サイドウォール部３の外面３Ｓとカーカス６との間のゴム厚さＴが、前記内の隆起点１１ａの位置から半径方向内方に向かって漸増している。これにより、内の隆起点１１ａよりも半径方向内側では、表面歪みの急激な変化が抑えられ、クラックの発生抑制に有利となる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

図１に示す構造をなすタイヤサイズが２１５／７０Ｒ１７．５の重荷重用タイヤを、表１の仕様に基づき試作するとともに、各試供タイヤの表面歪みのピーク値、及び外観性をテストし、比較した。各タイヤとも、環状リブの形成位置、及びサイズのみ相違し、その他の仕様は、実質的に同仕様である。

（１）表面歪みのピーク値：
リム（６．００×１７．５）、内圧（８００ｋＰａ）の条件でリム組みしたタイヤに、縦荷重（１５．２ｋＮ）を付加してタイヤを変形させたときに、サイドウォール部に発生する半径方向の引っ張り側の表面歪みε（％）を測定し、そのピーク値で比較した。ピーク値が低いほど、クラックが発生し難く好ましい。

（２）外観性：
目視テストにより、環状リブがタイヤに与える力強さ（意匠性の効果）について、５人の検査者により比較例１を１とする５点法により官能評価し、その平均値で比較した。数値が大なほど、力強さが大であり意匠性の効果に優れている。

表の如く、実施例のタイヤは、歪み量のピーク値の上昇を抑え、サイドウォール部の外面におけるクラックの発生を抑制しうるのが確認できる。

１ 重荷重用タイヤ
２ トレッド部
３Ｓ サイドウォール部の外面
３ サイドウォール部
４ ビード部
５ ビードコア
６ カーカス
７ ベルト層
１０ 環状リブ
１１ 側面部
１１ａ 隆起点
１１ｂ 先端
１２ 側面部
１２ａ 隆起点
１２ｂ 先端
１３ 中央面部
１３ｍ 半径方向中間点
ＢＬ ビードベースライン
Ｃ タイヤ赤道
Ｐｃ カーカス最大高さ点
Ｑｍ タイヤ最大巾位置
Ｔｅ トレッド端
ＹＵ サイドウォール上領域

Claims (7)

1. トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、該カーカスの半径方向外側かつトレッド部の内部に配されるベルト層とを具える重荷重用タイヤであって、
   前記サイドウォール部に、かつタイヤ最大巾位置からトレッド端に至るサイドウォール上領域に、サイドウォール部の外面から隆起しかつタイヤ周方向にのびる環状リブを具え、
   かつ前記環状リブは、タイヤ軸を含むタイヤ子午断面において、サイドウォール部の外面上の半径方向内外の隆起点から立ち上がる内外の側面部と、この内外の側面部の先端間を継ぐ中央面部とを有する断面台形状をなすとともに、
   タイヤを正規リムにリム組しかつ正規内圧を充填した正規内圧状態において、
   前記タイヤ最大巾位置から前記中央面部の半径方向中間点までの半径方向距離Ｌ１を、ビードベースラインからタイヤ赤道におけるカーカスの外面上の点であるカーカス最大高さ点までの半径方向高さＨｃの１５〜２０％、しかも前記中央面部の半径方向の巾Ｗを１５〜２５ｍｍの範囲としたことを特徴とする重荷重用タイヤ。
2. 前記環状リブは、前記内の側面部の先端及び外の側面部の先端の、サイドウォール部の外面の仮想面からの隆起高さＨｏ、Ｈｉが、それぞれ０．５〜１．５ｍｍの範囲であり、かつこの隆起高さＨｏ、Ｈｉの少なくとも一方が、環状リブの隆起高さの最大値をなすことを特徴とする請求項１記載の重荷重用タイヤ。
3. 前記隆起高さＨｏ、Ｈｉの差｜Ｈｏ−Ｈｉ｜は、０．５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２記載の重荷重用タイヤ。
4. トレッド巾ＴＷとタイヤ最大巾Ｗ０との比ＴＷ／Ｗ０が、０．８９〜０．９９の範囲であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の重荷重用タイヤ。
5. タイヤの断面高さＴ０とタイヤ最大巾Ｗ０との比Ｔ０／Ｗ０である偏平率が、０．５〜０．７の範囲であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の重荷重用タイヤ。
6. 前記サイドウォール部の外面とカーカスとの間のゴム厚さは、前記内の隆起点の位置から半径方向内方に向かって漸増することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の重荷重用タイヤ。
7. 前記内の側面部の先端と内の隆起点との間の半径方向距離、及び前記外の側面部の先端と外の隆起点との間の半径方向距離は、それぞれ３．５〜９．０ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の重荷重用タイヤ。

Images