JP2012106583A

JP2012106583A - 空気入りタイヤ

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Publication number: JP2012106583A
Application number: JP2010256439A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Ebiko; 正洋海老子
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2010-11-17
Filing date: 2010-11-17
Publication date: 2012-06-07
Anticipated expiration: 2030-11-17
Also published as: DE112011102635T5; DE112011102635B4; CN102869524A; JP4803316B1; CN102869524B; WO2012066717A1

Abstract

【課題】サイドウォール表面にスピューまたはスピュー跡が無く、空気抵抗を低減することができる空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】空気入りタイヤのサイドウォール表面のタイヤ最大幅位置を含む第１の領域に、複数のディンプル状の凹部が設けられ、前記凹部それぞれの周りには、前記凹部それぞれを覆うように、一方向に延びた複数の線状の谷部が設けられてセレーション加工が施されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、特に、空気入りタイヤのサイドウォール表面のデザインに関する。

近年、空気入りタイヤを装着する車両の燃費向上および車両の最高速度の向上のために、空気入りタイヤの転がり抵抗を低減することが求められている。空気入りタイヤの転がり抵抗を低減するために、空気入りタイヤの構造やトレッドパターンデザイン等を変更した種々の形態が提案されている。
また、車両の燃費向上および車両の最高速度の向上のために、転動中の空気入りタイヤの空気抵抗を低減することも提案されている。空気入りタイヤの空気抵抗は、トレッド部表面に設けられたトレッドパターンの凹凸やサイドウォール表面に設けられた標章やパターンの凹凸に影響される。

例えば、タイヤ性能を損なうことなく空気抵抗の低減を可能にする空気入りタイヤが知られている（特許文献１）。
当該空気入りタイヤでは、サイドウォール部の表面に、タイヤ最大幅Ｗの位置を中心にして半径方向の上下にわたりその表面積の少なくとも１０％の領域にタイヤ全周にわたって等価直径３〜１５ｍｍの多数の凹み又は突起を分布させている。
これにより、タイヤ表面近くの空気の剥離をできるだけ後方側へ移動させるようにして渦流の発生を抑制する。このため、タイヤ性能を損なうことなく高速走行時の空気抵抗を低減して車両の最高速度を向上することができる、とされている。

特許第３０２８４９２号公報

しかし、上記空気入りタイヤでは、サイドウォール部の表面に凹みを設ける場合、タイヤの製造工程中の加硫工程において、上記凹みに対応する加硫用金型の凸部が、未加流タイヤのサイドウォール表面を押して強制的に凹形状とするため、上記凹みを取り巻くサイドウォール表面と加硫用金型との間に空気溜りが生じて適切な加硫が行われず、サイドウォール表面の外観不良が生じ易い。このため、上記加硫用金型の上記凸部を取り巻く部分に、空気溜りを抜くエアー抜け孔を多数設けることが必要であった。これにより、加硫用金型においてエアー抜け孔から空気溜りが無くなるとしても、一部分の未加流タイヤの流動状態のゴムが、空気溜りのエアーを抜いた後のエアー抜け孔に流れ込み、この結果、空気入りタイヤのサイドウォール表面に、サイドゴムの一部がエアー抜け孔の形状に対応したひげ状の突出部、すなわちスピューが多数発生する。

上記スピューは、タイヤ製品において好ましくないため、検査工程でカットされる場合もある。しかし、このカットによってもスピューの突出部は完全に除去することはできず、０．５〜１ｍｍ程度の凸形状のスピュー跡が残る。
このようなスピュー跡は、空気入りタイヤの外観上好ましくなく、空気抵抗の低減にも支障を招く場合がある。

そこで、本発明は、サイドウォール表面にスピューまたはスピュー跡が無く、空気抵抗を低減することができる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明の一態様は、空気入りタイヤであって、
空気入りタイヤのサイドウォール表面のタイヤ最大幅位置を含む第１の領域に、複数のディンプル状の凹部が設けられ、
前記凹部それぞれの周りには、前記凹部それぞれを覆うように、一方向に延びた複数の線状の谷部が設けられてセレーション加工が施されている、ことを特徴とする空気入りタイヤである。

その際、前記凹部それぞれが前記サイドウォール表面において占める占有面積を円の直径を用いて換算した等価直径を定めたとき、前記線状の谷部の間隔は、前記等価直径に対して小さい、ことが好ましい。
前記等価直径は、例えば、前記線状の谷部の間隔の３〜１０倍である。
前記等価直径は、３〜１５ｍｍである、ことが好ましい。

さらに、前記第１の領域中に、前記凹部が一群となって設けられた第２の領域が存在し、
前記第２の領域において、前記第２の領域の表面積に対する前記凹部の占める全占有面積の面積比は、２５〜６０％である、ことが好ましい。

前記谷部の前記サイドウォール表面からの深さは、前記凹部の前記サイドウォール表面からの深さに比べて浅い、ことが好ましい。その際、前記凹部は、例えば、前記凹部に近接する前記谷部の１つの底面から凹むように形成されている。

前記第１の領域に用いられるサイドゴム部材の硬度（ＪＩＳＫ６２５３に規定されるデュロメータ硬さ試験（タイプＡ）に準拠、温度２０℃）は５６〜６５にすることもできる。

前記第１の領域のタイヤ径方向の端部に沿って接するように、スピュー点状突起が頂部に形成された、タイヤ周方向に連続的に延びる周方向リブ状突起が設けられ、前記谷部と隣接する谷部との間に形成されるリッジは、前記周方向リブ状突起に接続されている、ことが好ましい。

前記凹部それぞれが前記サイドウォール表面において占める占有面積を円の直径を用いて換算した等価直径を定めたとき、前記凹部のうちタイヤ径方向の最外位置にある最外凹部の前記等価直径と、前記凹部のうちタイヤ径方向の最内位置にある最内凹部の前記透過直径とを比較したとき、前記最外凹部の前記等価直径は、前記最内凹部の前記等価直径に比べて大きく、
タイヤ径方向において、前記最外凹部と前記最内凹部との間に位置する凹部について、タイヤ径方向外側の凹部の前記等価直径は、タイヤ径方向内側の凹部の前記等価直径に対して大きい、あるいは同等である、ことが好ましい。

前記谷部は、前記凹部と接続しないように、前記凹部に突き当たる直前で終了している、ことが好ましい。

前記第１の領域には、一方向に延びた前記凹部の列が、例えば、タイヤ周方向に一定の周方向角度毎に設けられている。

前記第１の領域の端部に隣接するように、前記谷部のない平滑面からなる無装飾領域が設けられ、前記無装飾領域に囲まれるように、文字、記号、あるいは文字と記号の組み合わせからなる標章を表した標章領域が設けられ、前記谷部と隣接する谷部との間に形成されるリッジの頂部は前記平滑面に対して凹んだ位置にある、ことが好ましい。

上記空気入りタイヤによれば、サイドウォール表面にスピューまたはスピュー跡が無く、空気抵抗を低減することができる。さらに、転がり抵抗の低減のために空気入りタイヤのサイドウォール部材の厚さを薄くしても、サイドウォール表面の外観不良が発生し難い。

本実施形態の空気入りタイヤのサイドウォール部の表面を示した図である。本実施形態における第１の領域と標章領域の拡大図である。本実施形態における谷部と凹部との関係を説明する拡大図である。本実施形態における谷部と凹部との関係を説明する平面図である。

以下、本発明の空気入りタイヤについて詳細に説明する。
図１は、本実施形態の空気入りタイヤのサイドウォール部１０の表面を示した図である。
サイドウォール１０部は、タイヤトレッド部（図１中において円弧１２で表された部分）とビード部（図１中において円弧１４で表された部分）に挟まれた部分である。

本実施形態の空気入りタイヤは、図示されないカーカス、ベルトおよびビードの各骨格部材と、トレッドゴム、サイドゴム、ビードフィラーゴム、及びインナーライナーゴムを主に有する、公知の構造および形状を有する。このため、これらの部材の説明は省略する。
本実施形態の空気入りタイヤは、例えば、JATMA YEAR BOOK 2009(日本自動車タイヤ協会規格)のＡ章に定められるタイヤをいう。この他、本発明の空気入りタイヤは、Ｂ章に定められる小型トラック用タイヤあるいはＣ章に定められるトラック及びバス用タイヤに適用することもできる。

本明細書でいうタイヤ周方向とは、タイヤ回転軸を中心にタイヤを回転させたとき、タイヤのトレッド表面が回転する方向をいう。タイヤ径方向とは、タイヤ回転軸に対して放射状に延びる方向をいう。図１では、Ｃ方向がタイヤ周方向であり、Ｒ方向がタイヤ径方向（タイヤラジアル方向ともいう）である。

空気入りタイヤのサイドウォール部１０の表面のタイヤ最大幅位置を含む第１の領域Ｒ₁に、複数のディンプル状の凹部（図１中の○の部分）１６が設けられている。タイヤ最大幅位置とは、タイヤ幅方向におけるタイヤ幅が最大となるタイヤ径方向の位置をいう。凹部１６の周りには、凹部１６を覆うように、一方向に延びた複数の線状の谷部１８が設けられてセレーション加工が施されている。お互いに隣接する谷部１８の間には谷部１８に沿って延びるリッジ（図３参照）２０が形成されている。谷部１８が設けられることにより、リッジ２０が形成され、谷部１８とリッジ２０とによりセレーション模様が形成されている。

第１の領域Ｒ₁の端部に隣接するように、谷部１８の設けられていない平滑面２２（図３参照）からなる無装飾領域Ｒ₂，Ｒ₃が設けられ、無装飾領域Ｒ₂，Ｒ₃に囲まれるように、文字、記号、あるいは文字と記号の組み合わせからなる標章を表した標章領域Ｒ₄，Ｒ₅が設けられている。標章領域Ｒ₅には、本願出願人を識別することができる標章が記され、標章領域Ｒ₄には、本実施形態の空気入りタイヤのブランド名の標章が記されている。
第１の領域Ｒ₁は、無装飾領域Ｒ₂，Ｒ₃が設けられるタイヤ周方向の位置で、幅が狭くなっており、タイヤ径方向内側に第１の領域Ｒ₁が、タイヤ径方向外側に無装飾領域Ｒ₂，Ｒ₃が設けられている。幅が細くなった第１の領域Ｒ₁の部分と、無装飾領域Ｒ₂，Ｒ₃とは、タイヤ周方向に沿って接するように設けられている。幅が細くなった第１の領域Ｒ₁の上記部分には、凹部１６は設けられていない。
また、無装飾領域Ｒ₂，Ｒ₃のタイヤ周方向の端には、この領域の端に沿って複数の凹部１６が一列に設けられている。
このようなサイドウォール部１０のサイドパターンは、空気入りタイヤの一方の側面に設けられるが、両方の側面に設けられてもよい。

図２は、第１の領域Ｒ₁と標章領域Ｒ₃の拡大図である。図中の第１の領域Ｒ₁に示される複数の線は、セレーション模様の谷部１８を表している。
谷部１８は、第１の領域Ｒ₁において、タイヤ径方向に直線状に延びており、第１の領域Ｒ₁のタイヤ径方向内側の領域Ｒ₆では、第１の領域Ｒ₁の谷部１８が延長するように、湾曲して延びている。

図２において直線で示される線状の谷部１８の間隔は、凹部１６それぞれがサイドウォール表面において占める占有面積を円の直径を用いて換算した等価直径に対して小さい。本実施形態では、凹部１６の輪郭は円弧形状であるが、円弧形状に限られない。例えば、三角形形状、四角形形状、五角形形状、六角形形状等であってもよい。この等価直径は、例えば、３〜１５ｍｍである。上記等価直径が３ｍｍより小さいと、後述するように、転動する空気入りタイヤを取り巻く空気の、凹部１６による乱流剥離が発生し難くなり、空気抵抗の低減効果が小さくなって、走行する車両の燃費が悪化する。上記透過直径は、好ましくは、３〜１０ｍｍであり、より好ましくは、４〜８ｍｍである。また、上記等価直径は、お互いに隣接する谷部１８の間隔の３〜１０倍であることが好ましい。
また、第１の領域Ｒ₁は、凹部１６が一定の間隔で一群となって設けられる部分領域（第２の領域）を有する。この部分領域の表面積に対する凹部１６の占める全占有面積の面積比は２５〜６０％であることが、空気抵抗の低減の点で好ましい。

図３は、谷部１８と凹部１６との関係を説明する拡大図である。
谷部１８のサイドウォール表面からの深さは、凹部１６のサイドウォール表面からの深さに比べて浅い、ことが好ましい。ここで、サイドウォール表面とは、無装飾領域Ｒ₂，Ｒ₃の平滑面２２をいう。谷部１８の上記深さを凹部１６の上記深さに比べて浅くすることにより、外観不良を効果的に低減でき、かつ、空気抵抗も効果的に低減することができる。好ましくは、谷部の深さ１８は、凹部１６の深さに比べて０．２〜１．０ｍｍ浅い。凹部１６の深さ−谷部１８の深さが０．２ｍｍより小さいと、空気抵抗の低減効果が小さくなる。一方、凹部１６の深さ−谷部１８の深さが１．０ｍｍより大きいと、外観不良が発生し易くなる。一方、互いに隣接する谷部１８間に位置するリッジ２０は、平滑面２２よりも凹んでいる。したがって、サイドウォール面は、平滑面２２を基準にして、リッジ２０、谷部１８、凹部１６の順に深く凹んでいる。凹むとは、サイドウォールのレベルが、タイヤ空洞領域に面するタイヤ内周面側に向かってシフトしていることをいう。
本実施形態では、複数の凹部１６および複数の谷部１８のそれぞれは、いずれも同一の深さを有するが、必ずしも同一の深さである必要はなく、分布を有していてもよい。
凹部１６は、図３に示されるように、凹部１６に近接する谷部１８の底面からさらに凹むように形成されていることが好ましい。
第１の領域Ｒ₁にサイドゴム部材として硬度（ＪＩＳＫ６２５３に規定されるデュロメータ硬さ試験に準拠して、温度２０℃にて、タイプＡのデュロメータを用いて測定される硬度）５６〜６５のゴムを用いても加硫時の空気溜りによる外観不良が発生し難い。

また、第１の領域Ｒ₁のタイヤ径方向の外側端部に沿って接するように、加硫用金型のベントホールと連通するベントグルーブに対応した周方向リブ状突起２４（図１参照）がタイヤ周上に設けられている。ベントグルーブは、タイヤ加硫時において、未加硫タイヤがタイヤ内周面側から加圧されて加硫用金型に押し付けられるとき、空気溜りが発生しないようにリッジ２０に対応する加硫用金型の線状の凹部を伝って流れる空気を上記ベントホールが排出するように、空気を流す溝である。したがって、周方向リブ状突起２４には、上記ベントホールに対応してスピュー跡であるスピュー点状突起がその頂部に形成されている。周方向リブ状突起２４は、例えば幅０．３〜１．０ｍｍであり、サイドウォール面からの高さは例えば０．２〜１．０ｍｍである。周方向リブ状突起２４の幅および高さは、タイヤ周方向で変動してもよい。
このように、谷部１８を加硫用金型のベントグルーブに対応した周方向リブ状突起２４を設けることは、空気溜りによる外観不良を抑制する点で好ましい。

さらに、図２に示されるように、凹部１６のうちタイヤ径方向の最外位置にある最外凹部の等価直径と、凹部１６のうちタイヤ径方向の最内位置にある最内凹部の等価直径とを比較したとき、最外凹部の等価直径は、最内凹部の前記等価直径に比べて大きい。しかも、タイヤ径方向において、最外凹部と最内凹部との間に位置する凹部１６について、タイヤ径方向外側の凹部１６の等価直径は、タイヤ径方向内側の凹部１６の等価直径に対して大きい、あるいは同等である。すなわち、凹部１６の等価直径は、タイヤ径方向外側に位置するほど、連続的にあるいは段階的に大きくなっている。このように、等価直径を変化させるのは、タイヤ径方向外側に近づくほどタイヤ回転速度が速いことに対応させて、乱流剥離を効率よく排除するためである。

図４は、谷部１８と凹部１６との関係を説明する平面図である。
図４に示すように、谷部１８は、凹部１６と接続しないように、凹部１６に突き当たる直前で終了していることが、加硫用金型を低コストで作製する点で好ましい。谷部１８は、凹部１６の外周から、例えば０ｍｍより大きく０．２ｍｍ以下の範囲で中断することが好ましい。
さらに、第１の領域Ｒ₁には、一方向に略直線状に延びた凹部１６の列がタイヤ周方向に一定の周方向角度毎に設けられていることが好ましい。凹部１６の列の延在方向は、タイヤ周方向に対して３０度以上９０度未満の方向である。また、凹部１６の列は、例えば、１度〜２度の一定の周方向角度でタイヤ周方向に設けられている。
本実施形態では、一方向に延びる複数の谷部１８により形成されたセレーション模様が施されているが、セレーション模様は、この他に異なる方向に延び、お互いに交差するように複数の谷部１８が形成された模様であってもよい。

〔実施例〕
以上のサイドウォール部１０を有する空気入りタイヤを作製して、その効果を調べた。
作製した空気入りタイヤのサイズは、１８５／６５Ｒ１５である。作製した空気入りタイヤの評価は、作製した４本の空気入りタイヤを、排気量１５００ｃｃのモータアシスト駆動の乗用車（前輪駆動）に装着して燃費の評価を行った。一方、作製した空気入りタイヤに空気溜りに起因する外観不良の評価を行った。

燃費の評価は、上記乗用車を全長２ｋｍの周回コースを時速１００ｋｍ／時にて５００周走行した時の燃料消費量から燃費（ｌ／ｋｍ）を算出した。燃費は、従来例の空気入りタイヤの燃費を１００として指数で表した。指数が高いほど、燃費が向上することを示す。
一方、外観不良は、下記表に示す各仕様の空気入りタイヤ１００本を作製したときの空気溜りに起因する外観不良のない良品の良品率（％）を求めた。
下記表には、作製した空気入りタイヤの仕様と評価結果を示す。

下記表に示す従来例１は、凹部１６は設けられるが、谷部１８が設けられず、セレーション模様がない。
従来例２は、凹部１６は設けられるが、谷部１８が設けられず、セレーション模様がない。しかも、加硫用金型のサイドウォール表面に対応する部分にベントホールが設けられず、サイドウォール表面にスピュー跡がない。
実施例１〜１０は、図１，２に示すサイドパターンを用いた。

上記表の従来例１，２、実施例１の比較より、凹部を設け、更にセレーション模様を施すことにより、良品率を高め、しかも燃費を向上させることができる。この燃費の向上は、空気抵抗の低減によるものである、といえる。
また、実施例１，２，３，９，１０の比較より、凹部１６の等価直径は、３〜１５ｍｍであることが、燃費向上、ひいては、空気抵抗の低減の点で好ましい。
また、実施例１，４，５，６，７の比較より、２５〜６０％であることが、燃費向上、ひいては、空気抵抗の低減の点で好ましい。

このように本実施例では、加硫用金型の空気抜け孔をサイドウォール面に対応する部分に設けなくても、空気溜りに起因する外観不良が発生し難いので、サイドウォール面にスピューあるいはスピュー跡が無い空気抵抗を低減する空気入りタイヤを提供することができる。また、空気溜りに起因する外観不良が発生し難いので、サイドゲージの薄いタイヤを用いても、良品率を維持することができ、サイドゲージの薄いタイヤを効率よく製造できる。

以上、本発明の空気入りタイヤについて詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をしてもよいのはもちろんである。

１０サイドウォール部
１２，１４円弧
１６凹部
１８谷部
２０リッジ
２２平滑面
２４周方向リブ状突起

Claims

空気入りタイヤであって、
空気入りタイヤのサイドウォール表面のタイヤ最大幅位置を含む第１の領域に、複数のディンプル状の凹部が設けられ、
前記凹部それぞれの周りには、前記凹部それぞれを覆うように、一方向に延びた複数の線状の谷部が設けられてセレーション加工が施されている、ことを特徴とする空気入りタイヤ。
前記凹部それぞれが前記サイドウォール表面において占める占有面積を円の直径を用いて換算した等価直径を定めたとき、前記線状の谷部の間隔は、前記等価直径に対して小さい、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記等価直径は、前記線状の谷部の間隔の３〜１０倍である、請求項２に記載の空気入りタイヤ。
前記等価直径は、３〜１５ｍｍである、請求項２または３に記載の空気入りタイヤ。
前記第１の領域中に、前記凹部が一群となって設けられた第２の領域が存在し、
前記第２の領域において、前記第２の領域の表面積に対する前記凹部の占める全占有面積の面積比は、２５〜６０％である、請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
前記谷部の前記サイドウォール表面からの深さは、前記凹部の前記サイドウォール表面からの深さに比べて浅い、請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
前記凹部は、前記凹部に近接する前記谷部の１つの底面から凹むように形成されている、請求項６に記載の空気入りタイヤ。
前記第１の領域に用いられるサイドゴム部材の硬度（ＪＩＳＫ６２５３に規定されるデュロメータ硬さ試験（タイプＡ）に準拠、温度２０℃）は５６〜６５である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
前記第１の領域のタイヤ径方向の端部に沿って接するように、スピュー点状突起が頂部に形成された、タイヤ周方向に連続して延びる周方向リブ状突起が設けられ、
前記谷部と隣接する谷部との間に形成されるリッジは、前記周方向リブ状突起に接続されている、請求項１〜８のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
前記凹部それぞれが前記サイドウォール表面において占める占有面積を円の直径を用いて換算した等価直径を定めたとき、
前記凹部のうちタイヤ径方向の最外位置にある最外凹部の前記等価直径と、前記凹部のうちタイヤ径方向の最内位置にある最内凹部の前記透過直径とを比較したとき、
前記最外凹部の前記等価直径は、前記最内凹部の前記等価直径に比べて大きく、
タイヤ径方向において、前記最外凹部と前記最内凹部との間に位置する凹部について、タイヤ径方向外側の凹部の前記等価直径は、タイヤ径方向内側の凹部の前記等価直径に対して大きい、あるいは同等である、請求項１〜９のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
前記谷部は、前記凹部と接続しないように、前記凹部に突き当たる直前で終了している、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
前記第１の領域には、一方向に延びた前記凹部の列がタイヤ周方向に一定の周方向角度毎に設けられている、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
前記第１の領域の端部に隣接するように、前記谷部のない平滑面からなる無装飾領域が設けられ、
前記無装飾領域に囲まれるように、文字、記号、あるいは文字と記号の組み合わせからなる標章を表した標章領域が設けられ、
前記谷部と隣接する谷部との間に形成されるリッジの頂部は前記平滑面に対して凹んだ位置にある、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。