JP2014125103A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】サイドウォール部のゴムボリュームを増やすことなく有効に溝を付与することで、耐外傷性を低下させることなく、転がり抵抗を低減し得る空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】タイヤのサイドウォール部２の表面にタイヤ周方向にのびる１本又は複数本の凹溝１０を設け、該凹溝１０は、その溝開口部がタイヤ径方向外径側端部１１を鋭角とし、タイヤ径方向内径側端部１２を鈍角とすることを特徴とする空気入りタイヤである。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気入りタイヤ、特に空気入りタイヤにおけるサイドウォール部のタイヤ周方向溝の構造を改良した空気入りタイヤに関する。

従来より空気入りタイヤに関して、転がり抵抗低減のためにサイドウォール部の薄肉化によりゴムボリュームを減少させ軽量化する手法が多く用いられる。一方で、サイド薄肉化することで、カット損傷等によるタイヤ寿命低下がなきよう耐外傷性を確保する技術も重要とされる。

下記特許文献１には、サイドウォール部に、外壁面を隆起させてタイヤ周方向に環状の隆起部を形成し、タイヤ周方向にのびる複数の凹溝を配置した空気入りタイヤが示されている。

しかしながら、特許文献１に示される空気入りタイヤは、サイドウォール部にタイヤ周方向にのびる複数の凹溝を配置した構成であるが、サイドウォール部に隆起部を設ける前提での凹溝形成の構成であるため、ゴムボリュームが増加するので、転がり抵抗低減の目的が達成できない。

下記特許文献２には、タイヤトレッド部の接地端よりタイヤ径方向内側、いわゆるバットレス部とサイドウォール部に複数のタイヤ周方向凹溝を配置し、その溝容積をタイヤ径方向内側ほど大とした空気入りタイヤが示されている。

しかしながら、特許文献２に示される空気入りタイヤは、サイドウォール部に複数のタイヤ周方向凹溝を配置した構成であるが、溝容積を大きくした部分では、凹溝内部に障害物が衝突しやすくなるので、耐外傷性が低下する問題が生じる。

下記特許文献３には、タイヤトレッド端の下方のバットレス部にタイヤ周方向にのびる環状凹陥部を設け、この環状凹陥部に複数の周方向凹部を配置し、当該環状凹陥部は、中央部からタイヤ径方向両端に向かって漸次浅くなる構成を有する空気入りタイヤが示されている。

しかしながら、特許文献３に示される空気入りタイヤは、環状凹陥部に複数の周方向凹部を配置した構成であるが、当該環状凹陥部を漸次浅くする構成であるため、ゴムボリュームを有効に低減できず、転がり抵抗低減の目的が達成できない。

下記特許文献４には、空気入りタイヤのサイドウォール部に、タイヤ基体から外側に隆起した肉厚部をタイヤ周方向に設け、当該肉厚部に複数のタイヤ周方向凹溝を配置し、しかもタイヤ周方向凹溝の溝壁にタイヤ周方向にのびる隆起部を有している空気入りタイヤが示されている。

しかしながら、特許文献４に示される空気入りタイヤは、複数のタイヤ周方向凹溝を配置した構成であるが、空気入りタイヤのサイドウォール部に肉厚部を設け、さらに前記肉厚部に配置した凹溝の溝壁に隆起部を設けているため、ゴムボリュームが増加するので、転がり抵抗低減の目的が達成できない。

特開２０００−２５４２７号公報 特開２００３−１５９９１２号公報 特開平１１−１５１９１０号公報 特開２００７−２２３６７号公報

上記のように、転がり抵抗低減のためにサイドウォール部のゴムボリュームを減少させつつも耐外傷性も確保することについては十分な効果が達成し得る提案がなされていないのが現状である。

そこで、本発明者は、鋭意研究を重ねた結果、空気入りタイヤ、特に重荷重用空気入りタイヤにおいて、サイドウォール部に有効に溝を付与することで、耐外傷性を低下させることなく、転がり抵抗を低減し得る空気入りタイヤを開発した。

本発明に係る請求項１に記載の空気入りタイヤは、タイヤのサイドウォール部の表面にタイヤ周方向にのびる１本又は複数本の凹溝を設け、該凹溝は、その溝開口部がタイヤ径方向外径側端部を鋭角とし、タイヤ径方向内径側端部を鈍角とすることを特徴とするものである。

上記のように、サイドウォール部の表面に凹溝を設けたことにより、ボリュームを減少させることできるので、転がり抵抗を低減させることができる。また、該凹溝は、その底部がゴムの厚みが薄い部分であり、衝突物に対して弱い箇所であるが、該凹溝は、その溝開口部のタイヤ径方向外径側端部を鋭角とし、タイヤ径方向内径側端部を鈍角としたので、溝開口部の外径側端部に衝突する衝突物は、溝開口部の外径側端部が凹溝底部への衝突物の侵入を防止する。また、溝開口部の外径側端部に衝突せずに溝開口部に侵入する衝突物は、溝開口部の内径側端部から溝内に形成される傾斜面に衝突するので、タイヤへの衝突物が凹溝底部に直接には衝突しないので、耐外傷性が向上する。特に重荷重用空気入りタイヤにおいては、その効果が顕著である。

本発明に係る請求項２に記載の空気入りタイヤは、上記の請求項１において、前記サイドウォール部が、タイヤのトレッド部に備えるベルト層の端部からカーカスプライの巻き上げ部の端部までの間におけるタイヤ側面領域であることを特徴とするものである。

本発明に係る請求項３に記載の空気入りタイヤは、上記の請求項１又は２において、前記のタイヤ径方向内径側端部の鈍角には、その頂角を落として滑らかな曲線としたものが含まれることを特徴とするものである。

本発明に係る請求項４に記載の空気入りタイヤは、上記の請求項１〜３のいずれか１項において、前記凹溝がタイヤ周方向にのびる連続又は不連続の直線溝を含むことを特徴とするものである。

本発明に係る請求項５に記載の空気入りタイヤは、上記の請求項１〜４のいずれか１項において、前記凹溝がタイヤ周方向にのびる連続又は不連続の曲線溝を含むことを特徴とするものである。

上記の請求項２〜５の構成は、いずれも請求項１の構成による作用効果を果たすものである。

本発明に係る請求項６に記載の空気入りタイヤは、上記の請求項１〜５のいずれか１項において、前記凹溝底部が、溝開口部のタイヤ径方向外径側端部から、サイドウォール部表面に対する法線上又は当該法線よりタイヤ径方向外径側に位置することを特徴とするものである。

上記のように、凹溝の底部が、溝開口部のタイヤ径方向外径側端部から、サイドウォール部表面に対する法線上又は当該法線よりタイヤ径方向外径側に位置する構成としたことにより、請求項１の構成による作用効果を果たすと共に、溝開口部の外径側端部が凹溝底部を覆い隠すことになるので、衝突物が凹溝底部に衝突するおそれがなくなり、より一層、耐外傷性が向上する。

なお、本発明においては、径方向外径側を単に外径側と、また径方向内径側を単に内径側という場合がある。

タイヤ転動時にサイドウォール部が外傷を受ける時、タイヤの踏面部側から衝突物がサイドウォールに当たる。本発明の空気入りタイヤは、上記した構成により、ゴム厚みが最も薄い部分である凹溝の溝底に衝突物が衝突しにくくなるため、従来のような単純な凹溝形状と比べて、凹溝１本当たりの容積を同等に設定しても耐外傷性に優れる。また、従来のような単純な凹溝形状では、ボリューム低減を狙って、凹溝を深くするほど、あるいは密集させるほど、残った凸部は外傷を受けたときに欠けやすくなるが、本発明の空気入りタイヤは、上記した構成により、衝突物が当たったときの力を溝開口部の外径側端部がいなすことができるため、欠けにくくなる。よって凹溝を深く、また高密度で配置することができ、より転がり抵抗を低減することができる。以上の効果は、特に重荷重用空気入りタイヤにおいて有効である。

本発明の実施例１に係る空気入りタイヤのタイヤ幅方向に沿う概略断面図である。 図１のＡ部拡大断面図である。 図２のＢ部拡大説明図である。 本発明の実施例１の変更例１に係る凹溝の断面図である。 本発明の実施例１の変更例２に係る凹溝の断面図である。 比較例を示す空気入りタイヤのタイヤ幅方向に沿う概略断面図である。 図６の部分拡大図である。

次に本発明の実施の形態を図面に基いて説明する。

図１は、本実施例の重荷重用空気入りタイヤＴを示し、符号１はタイヤＴのトレッド部、符号２はビードコア３を備える両側のビード部４からタイヤ径方向外方にのびるサイドウォール部で、その両端がトレッド部１でつながれている。これらの内周に沿って両端がビードコア３で折返されて支持されたカーカスプライ５を備え、またトレッド部１とカーカスプライ５の間に複数層よりなるベルト層６を備えている。なお、必要に応じてベルト６の外側に繊維コード等よりなる補強層が配される。このようなタイヤの内部構造は、基本的に従来周知のラジアルタイヤ構造のタイヤと同じであり、その詳細な説明は省略する。なお、本実施例においては重荷重用空気入りタイヤを示すが、これに限られるものではなく、乗用車用タイヤでもよい。

前記サイドウォール部２は、具体的には上記ベルト６のタイヤ幅方向外面位置８から上記カーカスプライ５の巻き上げ部端部のタイヤ幅方向外面位置７までのタイヤ側面の領域である。

そして、本実施例においては、当該サイドウォール部２において、その表面にタイヤ周方向にのびる複数の凹溝１０が設けられている。この複数の凹溝１０が形成するタイヤ側面に表れる線模様としては、タイヤ周方向に連続する環状の線（同心円）や凹凸のある波型線でもよく、また、不連続の環状の線（同心円）、凹凸のある波型線あるいは直線、又はこれらの曲線や直線を組み合わせた線でもよい。

当該凹溝１０は、その断面は、図３に示すように、タイヤ径方向外方に向かって、その溝開口部の外径側端部１１を鋭角とし、内径側端部１２を鈍角とする形状をなしている。すなわち、図３において外径側端部１１の角度θ１は９０度未満であり、内径側端部１２の角度θ２は９０度を超える形状である。凹溝１０は、その断面がサイドウォール部２の表面の外径側端部１１において鋭角に屈曲し、外径側端部１１よりタイヤ径方向外方に向かって溝内部に進行し、その底部１３はＵ字状に湾曲してタイヤ径方向内方に直線状にサイドウォール部２の表面まで進行してサイドウォール部２の表面と鈍角に屈曲して内径側端部１２を形成する形状をなす。また、当該凹溝１０の底部１３は、前記溝開口部の外径側端部１１から、サイドウォール部２の表面に対する法線Ｐ上に位置するように構成している。なお、当該凹溝の底部は、前記溝開口部の外径側端部から、サイドウォール部の表面に対する法線Ｐより外径側に位置するように構成してもよい。

なお、本実施例においては、例として凹溝１０の開口部幅を３．０ｍｍとし、サイドウォール部２の厚みを４．０ｍｍとし、凹溝１０の深さを１．５ｍｍとし、凹溝１０のピッチを６ｍｍとしたが、これに限られるものではない。

以上のように、本実施例における空気入りタイヤＴは、そのサイドウォール部２に、タイヤ周方向に凹溝１０を設けているため、サイドウォール部２の表面から削り取った体積分だけサイドウォール部２のボリュームを減少させることができる。このサイドウォール部２のボリュームが減少したことにより、タイヤの転がり抵抗を減少させることとなる。また、凹溝１０は、溝開口部の外径側端部１１を鋭角としているため、溝開口部の外径側端部１１に衝突する衝突物は、溝開口部の外径側端部１１が凹溝底部１３への衝突物の侵入を防止する。さらに、凹溝１０は、内径側端部１２を鈍角としているため、溝開口部の外径側端部１１に衝突せずに溝開口部に侵入する衝突物は、溝開口部の内径側端部１２から溝内方の傾斜面１４に衝突するので、タイヤへの衝突物が凹溝底部１３に直接には衝突しないこととなる。したがって、凹溝１０の底部１３は衝突物に対して弱い箇所であるが、本実施例のように構成したことにより、凹溝１０の底部１３に衝突物が衝突しなくなるので、耐外傷性を向上させることができる。

また、本実施例における凹溝１０は、その溝底部１３が、溝開口部の外径側端部１１から、サイドウォール部２の表面に対する法線Ｐ上に位置するように構成されているので、溝開口部の外径側端部１１が凹溝底部１３を覆い隠すことになる。したがって、衝突物が凹溝底部１３に衝突するおそれがなくなるため、より一層、耐外傷性が向上する。

［実施例１の変更例１］
図４は、実施例１の凹溝１０に関して別形状の変更例１である。本変更例においては、凹溝１０ａは、その断面がサイドウォール部２ａの表面の外径側端部１１ａにおいて鋭角に屈曲し、外径側端部１１ａよりタイヤ径方向外方に向かって溝内部に進行し、その底部１３ａはＵ字状に湾曲してタイヤ径方向内方に段部１４ａを介して直線状にサイドウォール部２ａの表面まで進行してサイドウォール部２ａの表面と鈍角に屈曲して内径側端部１２ａを形成する形状をなすものである。

本変更例においても、凹溝１０ａは、タイヤ径方向外方に向かって、その溝開口部の外径側端部１１ａが鋭角をなし、内径側端部１２ａが鈍角をなしており、凹溝１０ａの底部１３ａが、溝開口部の外径側端部１１ａから、サイドウォール部２ａの表面に対する法線上に位置することを充足するものである。したがって、本変更例も実施例１で述べた作用効果を奏するものである。

［実施例１の変更例２］
図５は、実施例１の凹溝１０に関して別形状の変更例２である。本変更例においては、凹溝１０ｂは、その断面がサイドウォール部２ｂの表面の外径側端部１１ｂにおいて鋭角に屈曲し、外径側端部１１ｂよりタイヤ径方向外方に向かって溝内部に進行し、その底部１３ｂはＵ字状に湾曲してタイヤ径方向内方に曲線状の湾曲部１４ｂ（実施例１における内径側端部１２の鈍角の頂角を落とした滑らかな曲線よりなる湾曲面）を介してサイドウォール部２ｂの表面まで進行し、サイドウォール部２ｂの表面と円弧状の湾曲部１４ｂとが連続した内径側端部１２ｂを形成する形状をなすものである。

本変更例においても、凹溝１０ｂは、タイヤ径方向外方に向かって、その溝開口部の外径側端部１１ｂａが鋭角をなし、内径側端部１２ｂが湾曲（本発明においては鈍角の概念に含まれるものとする）しており、凹溝１０ｂの底部１３ｂが、溝開口部の外径側端部１１ｂから、サイドウォール部２ｂの表面に対する法線上に位置することを充足するものである。したがって、本変更例も実施例１で述べた作用効果を奏するものである。

［比較試験］
次に本発明に係る空気入りタイヤについて、以下の条件の下に、上記の実施例１、下記の実施例２及び３、従来例、比較例１〜３について比較試験を行った。

車両： 日本向け大型トラック（２−Ｄ・４）
タイヤサイズ： １１Ｒ２２．５
リム：７．５０×２２．５
空気圧：８５０ｋＰａ
試験方法は、上記大型トラックに１００％荷重のウェイトを載せ、フロントタイヤを高さ１２ｃｍの縁石に速度５ｋｍ/ｈ、進入角度５°で２０回衝突させ、サイドウォール部に発生する損傷有無を調査した。

［実施例２の構成］
実施例２の空気入りタイヤは、図示を省略するが、実施例１とほぼ同様の形態をなすものであり、凹溝の開口部幅を３．０ｍｍとし、サイドウォール部の厚みを４．０ｍｍとし、凹溝の深さを１．５ｍｍとしたことは実施例１と同様であるが、実施例１における凹溝のピッチ６ｍｍを、実施例２においては４ｍｍに変更したものである。

［実施例３の構成］
実施例３の空気入りタイヤは、図示を省略するが、実施例１とほぼ同様の形態をなすものであり、凹溝の開口部幅を３．０ｍｍとし、サイドウォール部の厚みを４．０ｍｍとし、凹溝のピッチを６ｍｍとしたことは実施例１と同様であるが、実施例１における凹溝の深さ１．５ｍｍを、実施例３においては２．０ｍｍに変更したものである。

［従来例の構成］
従来例の空気入りタイヤは、図示を省略するが、サイドウォール部に凹溝を設けていない空気入りタイヤである。なお、従来例においても、実施例１と同様にサイドウォール部２の厚みを４．０ｍｍとした。

［比較例１の構成］
図６及び図７に示す比較例１の空気入りタイヤは、サイドウォール部１０２の表面にタイヤ周方向にのびる断面半円状の凹溝１００を形成したものであり、該凹溝１００は、タイヤ幅方向外方に向かって、その溝開口部の外径側端部１１１及び内径側端部１１２を直角又はそれより大きい鈍角とし、底部１１３をＵ字状に湾曲させたものである。したがって、衝突物は、該凹溝１００の底部１１３に直接衝突する構成である。

そして、比較例１においては、実施例１と同様に、凹溝１００の開口部幅を３．０ｍｍとし、サイドウォール部１０２の厚みを４．０ｍｍとし、凹溝１００のピッチを６ｍｍとし、凹溝１００の深さ１．５ｍｍとした。

［比較例２の構成］
比較例２の空気入りタイヤは、図示を省略するが、比較例１とほぼ同様の形態をなすものであり、凹溝の開口部幅を３．０ｍｍとし、サイドウォール部の厚みを４．０ｍｍとし、凹溝の深さを１．５ｍｍとしたことは比較例１と同様であるが、比較例１における凹溝のピッチ６ｍｍを、比較例２においては４ｍｍに変更したものである。

［比較例３の構成］
比較例３の空気入りタイヤは、図示を省略するが、比較例１とほぼ同様の形態をなすものであり、凹溝の開口部幅を３．０ｍｍとし、サイドウォール部の厚みを４．０ｍｍとし、凹溝のピッチを６ｍｍとしたことは比較例１と同様であるが、比較例１における凹溝の深さ１．５ｍｍを、比較例３においては２．０ｍｍに変更したものである。

その試験結果を下記表１に示す。なお、従来例のサイドウォール部の凹溝によるボリュームを０とし、凹溝を設けたことによるサイドウォール部のボリューム低減の割合を百分率で表した。百分率の値が高いほどボリュームが減少している。また、従来例の転がり抵抗の指数を１００とし、指数の値が小さいほど、転がり抵抗が低減されて改良されたことを表す。

［比較試験の結果］
凹溝を設けた実施例１〜３及び比較例１〜３の空気入りタイヤは、いずれも凹溝のボリューム分だけサイドウォール部のボリュームが減少し、その結果、転がり抵抗が低減された。

しかし、比較例１及び２は、衝突物が侵入する凹溝の形状に加え、凹溝の深さが浅いために、凹溝の底部に損傷が生じた。また、比較例２の空気入りタイヤは、比較例１の空気入りタイヤに比べて、凹溝のピッチを狭くしたため、溝開口端部の欠損が生じた。さらに、比較例３の空気入りタイヤは、凹溝の深さを深くしたため、凹溝の底部に損傷は生じなかったが、溝開口端部に欠損が生じた。

実施例１〜３の空気入りタイヤは、比較例１〜３の空気入りタイヤに比べて、凹溝の深さを深くしても、凹溝のピッチを狭くしても、凹溝の底部に損傷は生じず、かつ、溝開口端部に欠損が生じなかった、
以上の結果から、本発明の範囲に入る実施例１〜３の構成については良好な結果が出たが、本発明の範囲に入らない比較例１〜３については、結果は芳しくなかった。

また、表１に示されるように、凹溝を設けることにより、サイドウォール部のボリュームを１０〜３０％低減させることが好ましく、１０％未満のボリューム低減では転がり抵抗低減に至らず、３０％を超えると耐外傷性が著しく低下する。

なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これら実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

Ｔ……空気入りタイヤ
１……トレッド部
２……サイドウォール部
３……ビードコア
４……ビード部
５……カーカスプライ
６……ベルト
７……カーカスプライの巻き上げ部のタイヤ幅方向外面位置
８……ベルトのタイヤ幅方向外面位置
１０…凹溝
１１…外径側端部
１２…内径側端部
１３…凹溝の底部
Ｐ……法線
θ１…外径側端部の角度
θ２…内径側端部の角度
２ａ…サイドウォール部
１０ａ…凹溝
１１ａ…外径側端部
１２ａ…内径側端部
１３ａ…凹溝の底部
１４ａ…凹溝の段部
２ｂ…サイドウォール部
１０ｂ…凹溝
１１ｂ…外径側端部
１２ｂ…内径側端部
１３ｂ…凹溝の底部
１４ｂ…曲線状の湾曲部
１０２…サイドウォール部
１００…凹溝
１１１…外径側端部
１１２…内径側端部
１１３…凹溝の底部
１４ｂ…円弧状の湾曲部

Claims (6)

1. タイヤのサイドウォール部の表面にタイヤ周方向にのびる１本又は複数本の凹溝を設け、
   該凹溝は、その溝開口部がタイヤ径方向外径側端部を鋭角とし、タイヤ径方向内径側端部を鈍角とする
   ことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記サイドウォール部が、タイヤのトレッド部に備えるベルト層の端部からカーカスプライの巻き上げ部の端部までの間におけるタイヤ側面領域であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記のタイヤ径方向内径側端部の鈍角には、その頂角を落として滑らかな曲線としたものが含まれ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。
4. 前記凹溝は、タイヤ周方向にのびる連続又は不連続の直線溝を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記凹溝は、タイヤ周方向にのびる連続又は不連続の曲線溝を含むことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記凹溝の底部が、溝開口部のタイヤ径方向外径側端部から、サイドウォール部表面に対する法線上又は当該法線よりタイヤ径方向外径側に位置することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

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