JP2014151690A - タイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤ製造コストの増加を抑制しつつ、サイドウォール部のビード部側付近における周方向クラックの発生をより確実に抑制することが可能なタイヤを提供する。
【解決手段】タイヤは、路面と接するトレッド部と、前記トレッドよりもタイヤ径方向内側に設けられるサイドウォール部と、前記サイドウォール部よりもタイヤ径方向内側に設けられるビード部とを備える。前記サイドウォール部には、前記サイドウォール部を構成するサイド用ゴムと、前記ビード部を構成するチェーファー用ゴムとが接合する接合部が設けられており、前記接合部のタイヤ径方向内側の端部から、タイヤ厚み方向に沿った直線と、前記接合部のタイヤ径方向外側の端部から、タイヤ厚み方向に沿った直線との間に位置するタイヤ外表面の領域を接合表面領域として規定した場合、前記接合表面領域の少なくとも一部には、タイヤ径方向に延びる細溝が形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、トレッド部とサイドウォール部とビード部とを備えるタイヤに関する。

従来、乗用自動車などの車両に装着されるタイヤでは、サイドウォール部のビード部側において、タイヤ周方向に延びる周方向クラックが発生し易いことが知られている。

これは、リムに組み付けられたタイヤが路面に接地した際、圧縮歪み及び引張歪みなどの歪みが、サイドウォール部のビード部側に集中するためと考えられている。このような周方向クラックは、タイヤの外観を損ねるため対策が望まれている。

また、このような問題を解決するため、周方向クラックを抑制する様々な方法が用いられている。例えば、サイドウォール部のビード部側に補強層を形成する方法などが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このような方法によれば、サイドウォール部のビード部側における歪みの集中が緩和されるため、周方向クラックを抑制できる。

特開２０１０−１３２０７５号公報

しかしながら、上述した従来技術では、周方向クラックの抑制に対して一定の効果があるものの、補強層を新たに設ける必要があるため、材料費を含むタイヤ製造コストが増加してしまうという問題がある。

そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、タイヤ製造コストの増加を抑制しつつ、サイドウォール部のビード部側付近における周方向クラックの発生をより確実に抑制することが可能なタイヤを提供することを目的とする。

発明者は、まず、周方向クラックの発生個所について検討した。その結果、サイドウォール部のビード部側には、ビード部を構成するチェーファー用ゴムとサイドウォール部を構成するサイド用ゴムとの接合部が位置しており、この接合部のタイヤ外側表面に位置する接合表面領域において周方向クラックが発生しやすことがわかった。これは、サイド用ゴムには、クラックの発生を抑制する老化防止剤が含まれているが、チェーファー用ゴムには老化防止剤が含まれていないため、サイド用ゴムの厚みが薄くなる接合部のタイヤ外表面に位置する接合表面領域が最も周方向クラックが発生し易くなっていると考えられる。かかる知見を踏まえ、本発明は以下の特徴を有する。

本発明の第１の特徴は、路面と接するトレッド部（トレッド部１０）と、前記トレッドよりもタイヤ径方向内側に設けられるサイドウォール部（サイドウォール部２０）と、前記サイドウォール部よりもタイヤ径方向内側に設けられるビード部（ビード部３０）とを備えるタイヤ（空気入りタイヤ１）であって、前記サイドウォール部には、前記サイドウォール部を構成するサイド用ゴム（サイド用ゴム１２０）と、前記ビード部を構成するチェーファー用ゴム（チェーファー用ゴム）とが接合する接合部（接合部２５）が設けられており、前記接合部のタイヤ径方向内側の端部（端部２５ａ）から、タイヤ厚み方向に沿った直線（法線Ｌ１）と、前記接合部のタイヤ径方向外側の端部（端部２５ｂ）から、タイヤ厚み方向に沿った直線（法線Ｌ２）との間に位置するタイヤ外表面の領域を接合表面領域（接合表面領域１２５）として規定した場合、前記接合表面領域の少なくとも一部には、タイヤ径方向に延びる細溝（細溝１００）が形成されていることを要旨とする。

本発明によれば、タイヤ製造コストの増加を抑制しつつ、サイドウォール部のビード部側における周方向クラックの発生をより確実に抑制することが可能なタイヤを提供することができる。

図１は、本発明の第１実施形態に係る空気入りタイヤ１の一部分断斜視図である。 図２は、本発明の第１実施形態に係る空気入りタイヤ１のトレッド幅方向Ｔｗ及びタイヤ径方向Ｔｄにおける断面図である。 図３は、空気入りタイヤ１のトレッド幅方向Ｔｗに沿って見た側面視における接合表面領域１２５の拡大図である。 図４（ａ）〜（ｄ）は、本発明の他の実施形態に係る細溝の形状を示す図である。

次に、本発明に係るタイヤ（空気入りタイヤ）の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。

したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれ得る。

（１）空気入りタイヤの概略構成
図１は、空気入りタイヤ１の一部分断斜視図である。図２は、空気入りタイヤ１のトレッド幅方向Ｔｗ及びタイヤ径方向Ｔｄにおける断面図である。図１乃至２に示すように、空気入りタイヤ１は、路面と接するトレッド部１０と、トレッド部１０よりもタイヤ径方向Ｔｄ内側に設けられるサイドウォール部２０と、サイドウォール部２０よりもタイヤ径方向Ｔｄ内側に設けられるビード部３０とを備える。なお、空気入りタイヤ１には、空気に代えて、窒素ガスなどの不活性ガスを充填してもよい。

なお、トレッド部１０は、トレッド幅方向Ｔｗに延びる複数の幅方向溝や、タイヤ周方向に延びる周方向溝なども設けられていてもよいが、本実施形態では、説明を省略する。

また、トレッド部１０のトレッド幅方向Ｔｗの端部は、正規リム６０（図１において不図示）に組み付けられた状態の空気入りタイヤ１が路面に接するトレッド幅方向Ｔｗ外側の端部である。なお、空気入りタイヤ１が正規リム６０に組み付けられた状態とは、ビード部３０がリムフランジ６１を有する正規リム（リムホイール）６０に組み付けられた状態を示す。換言すれば、空気入りタイヤ１が規格に規定された標準リムに、規格に規定された最大荷重に対応する空気圧で組み付けられた状態を意味する。

ここで、規格とは、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ（２０１０年度版、日本自動車タイヤ協会規格）を示す。なお、使用地又は製造地において、ＴＲＡ規格、ＥＴＲＴＯ規格などが適用される場合は各々の規格に準ずる。

また、図１乃至２に示すように、空気入りタイヤ１は、空気入りタイヤ１の骨格を形成するカーカス４０と、トレッド部１０においてカーカス４０のタイヤ径方向Ｔｄ外側に配設されるベルト層５０とを有する。

カーカス４０は、カーカスコードと、これらを覆うゴムからなる層とにより構成される。カーカス４０は、トレッド部１０からサイドウォール部２０部を経て、ビード部３０のビードコアに係留するとともに、トレッド幅方向Ｔｗ内側から外側に折り返すように配置されている。

ベルト層５０は、スチールコードにゴム成分が含浸されることによって構成される。また、ベルト層５０は、複数の層により構成され、それぞれの層は、タイヤ径方向Ｔｄに沿って積層している。例えば、本実施形態に係るベルト層５０は、２層のスチールベルト層５０ａ乃至５０ｂと、スパイラルベルト層５０ｃと、補強層５０ｄとを有している。なお、空気入りタイヤ１は、タイヤ赤道線ＣＬを基準に線対称の構造であるため、図１乃至２においては、片側のみ示している。

図２に示すように、サイドウォール部２０には、サイドウォール部２０を構成するサイド用ゴム１２０と、ビード部３０を構成するチェーファー用ゴム１３０とが接合する接合部２５が設けられている。

また、本実施形態では、接合部２５のタイヤ径方向Ｔｄ内側の端部２５ａから、タイヤ厚み方向に沿った直線Ｌ１と、接合部２５のタイヤ径方向Ｔｄ外側の端部１２ｂから、タイヤ厚み方向に沿った直線Ｌ２との間に位置するタイヤ外表面の領域を接合表面領域１２５として規定した場合、接合表面領域１２５の少なくとも一部には、タイヤ径方向Ｔｄに延びる細溝１００が形成されている。なお、細溝１００の詳細な構成は後述する。

また、タイヤの厚み方向は、タイヤ外表面における法線方向とも言い換えられる。具体的に、接合表面領域１２５のタイヤ径方向Ｔｄ内側の端部１２５ａと、接合部２５のタイヤ径方向Ｔｄ内側の端部２５ａとは、タイヤ外表面に設けた仮想法線Ｌ１上に位置する。同様に、接合表面領域１２５のタイヤ径方向Ｔｄ外側の端部１２５ｂと、接合部２５のタイヤ径方向Ｔｄ外側の端部２５ｂとは、タイヤ外表面に設けた仮想法線Ｌ２上に位置する。なお、接合表面領域１２５は、サイド用ゴム１２０とチェーファー用ゴム１３０との重複領域に対して、タイヤ表面の法線方向に沿って平行なタイヤ外表面における範囲とも言い換えることができる。

ここで、接合部２５がタイヤ厚み方向に向いているような場合には、仮想法線Ｌ１と仮想法線Ｌ２と接合部２５がすべて重なることになるが、このような場合には、接合部２５がタイヤ外表面に現れる部分が接合表面領域１２５となり、これを含むようにタイヤ径方向Ｔｄに延びる細溝１００が形成される。

また、接合部２５において、サイド用ゴム１２０は、チェーファー用ゴム１３０よりもトレッド幅方向Ｔｗ外側に設けられていることが好ましい。これは、次の理由による。すなわち、通常サイド用ゴム１２０は配合上チェーファー用ゴム１３０よりも耐劣化性に優れており、トレッド幅方向Ｔｗ外側に設けられている場合、クラック抑制の一助となるためである。なお、接合部２５において、サイド用ゴム１２０が、チェーファー用ゴム１３０よりもトレッド幅方向Ｔｗ内側に設けられていてもよい。

また、空気入りタイヤ１の偏平率は、５０％以上であることが好ましい。これは次の理由による。すなわち、偏平率が５０％以上のタイヤは、接合表面領域１２５において、歪み量が大きくなるため、本発明によって周方向クラックをより効果的に抑制できるからである。

なお、本実施形態において、偏平率は、正規内圧を充填し、正規荷重を負荷した正規荷重状態におけるタイヤ径方向Ｔｄのタイヤ高さＨから、トレッド幅方向Ｔｗのタイヤ幅Ｗｍａｘを除算することで算出できる。

なお、図２に示すように、タイヤ高さＨは、空気入りタイヤ１が正規リム６０に組み付けられた正規荷重状態において、タイヤ径方向Ｔｄ内側の下端から、トレッド部１０のトレッド面１０ａまでのタイヤ径方向Ｔｄにおける長さとしている。また、図２では、タイヤ赤道線ＣＬの片側を示しているため、トレッド幅方向Ｔｗにおける最大のタイヤ幅Ｗｍａｘは、図２に示すトレッド幅方向Ｔｗの幅Ｗｍの２倍によって示される（すなわち、Ｗｍａｘ＝Ｗｍ×２）。

また、本実施形態では、ビード部３０のタイヤ表面におけるタイヤ径方向Ｔｄ外側の端部は、正規荷重状態において、空気入りタイヤ１がリムフランジ６１と接する最もタイヤ径方向Ｔｄ外側の点である。言い換えれば、サイドウォール部２０のタイヤ表面２０ａにおけるタイヤ径方向Ｔｄ内側の端部も、正規荷重状態において、空気入りタイヤ１がリムフランジ６１と接する最もタイヤ径方向Ｔｄ外側の点である。なお、サイドウォール部２０のタイヤ表面２０ａにおけるタイヤ径方向Ｔｄ内側の端部は、接合表面領域１２５のタイヤ径方向Ｔｄ内側の端部１２５ａと同一であってもよい。

（２）細溝１００の構成
次に、接合表面領域１２５に形成される細溝１００の構成について詳細に説明する。図３は、空気入りタイヤ１のトレッド幅方向Ｔｗに沿って見た側面視における接合表面領域１２５の拡大図である。

図３に示すように、細溝１００は、タイヤ径方向Ｔｄに沿って直線状に延びる。細溝１００の幅Ｗは、１ｍｍ≦Ｗ≦２ｍｍの範囲内であることが好ましい。細溝１００の幅が１ｍｍよりも小さいと、接合表面領域１２５に付与される歪みを軽減する効果が低くなり、細溝１００の幅が２ｍｍよりも大きいと、周方向クラックの起点になりやすくなるためである。

また、細溝１００は、タイヤ周方向Ｔｃに所定間隔Ｐを設けて複数形成されている。細溝１００のタイヤ周方向Ｔｃにおける間隔Ｐと、細溝１００の溝幅Ｗとは、１０≦Ｐ／Ｗ≦５０の関係を満たすことが好ましい。Ｐ／Ｗが１０よりも小さいと、サイドウォール部２０の剛性を低下させてしまう可能性があるためであり、Ｐ／Ｗが５０よりも大きいと、接合表面領域１２５に付与される歪みを軽減する効果が低くなるためである。

また、細溝１００の深さは、１ｍｍであることが好ましい。細溝１００の深さが１ｍｍよりも小さいと、接合表面領域１２５に付与される歪みを軽減する効果が低くなり、細溝１００の深さが１ｍｍよりも大きいと、周方向クラックが細溝１００に達した際にタイヤの内部に向かって進展する恐れがあるからである。

また、細溝１００のタイヤ径方向Ｔｄにおける長さＬ（径方向投影長さＬ）は、接合部２５のタイヤ径方向Ｔｄにおける長さを考慮して決定されることが好ましい。なお、細溝１００の長さＬは、タイヤ高さＨの１５％であることが好ましい。細溝１００の長さＬがタイヤ高さＨの１５％よりも小さいと、接合表面領域１２５に付与される歪みを軽減する効果が低くなり、細溝１００の長さＬが１５％よりも大きいと、周方向クラックの起点になりやすくなるためである。

また、本実施形態において、細溝１００は、タイヤ径方向Ｔｄに向かって、接合表面領域１２５を横断するように延びる。言い換えれば、細溝１００のタイヤ径方向Ｔｄ内側の端部は、接合表面領域１２５のタイヤ径方向Ｔｄ内側の端部１２５ａよりもタイヤ径方向Ｔｄ内側に位置し、細溝１００のタイヤ径方向Ｔｄ外側の端部は、接合表面領域１２５のタイヤ径方向Ｔｄ外側の端部１２５ｂよりもタイヤ径方向Ｔｄ外側に位置することが好ましい。

このように細溝１００を配置する理由は、次の理由による。すなわち、接合表面領域１２５のタイヤ径方向Ｔｄにおける範囲内は、空気入りタイヤ１が接地した際に付与される歪みによって、周方向クラックが発生し易い部分であるためである。このように、本実施形態に係る細溝１００は、接合表面領域１２５のタイヤ径方向Ｔｄの全ての位置において、周方向クラックの発生を抑制するように、接合表面領域１２５をタイヤ径方向Ｔｄに横断するように延びる。

なお、周方向クラックの発生する位置は、空気入りタイヤの種類によって異なる場合があるため、細溝１００のタイヤ径方向Ｔｄにおける位置は、空気入りタイヤの種類に応じて調整してもよい。また、細溝１００の一部が、接合表面領域１２５内に形成されていてもよく、細溝１００の全部が、接合表面領域１２５内に含まれるように形成されていてもよい。

（３）作用・効果
本実施形態に係る空気入りタイヤ１において、サイドウォール部２０には、サイドウォール部２０を構成するサイド用ゴム１２０と、ビード部３０を構成するチェーファー用ゴム１３０とが接合する接合部２５が設けられている。また、本実施形態では、接合部２５のタイヤ外表面に位置する接合表面領域１２５の少なくとも一部には、タイヤ径方向Ｔｄに延びる細溝１００が形成されている。したがって、トレッド部１０が接地した際に、接合表面領域１２５に歪み（圧縮歪みと引張歪みを含む）が付与されても、細溝１００が縮小又は拡張することによって、当該歪みが分散される。

かかる空気入りタイヤ１によれば、接合表面領域１２５に歪みが付与される場合であっても、細溝１００によって歪みの集中を軽減するため、当該歪みに起因する周方向クラックの発生を抑制することが可能になる。

また、細溝１００は、タイヤ径方向Ｔｄに沿って延びるように形成されているため、隣接する２つの細溝１００間において周方向クラックが発生した場合であっても、細溝１００によって、周方向クラックのタイヤ周方向Ｔｃに進展することを抑制できる。すなわち、本実施形態に係る空気入りタイヤ１によれば、周方向クラックの発生と進展との両方を抑制することが可能になる。

また、本実施形態に係る空気入りタイヤ１によれば、タイヤ成型用の金型に細溝１００を形成するブレードを設けていれば、当該細溝１００を形成できるので、接合表面領域１２５の内部などに、補強材などの他の材料を新たに設けることなく、周方向クラックを抑制できる。すなわち、従来技術に比べて、タイヤ製造コストの増加を抑制することもできる。

このように、本実施形態に係る空気入りタイヤ１によればタイヤ製造コストの増加を抑制しつつ、サイドウォール部２０のビード部３０側付近における周方向クラックの発生をより確実に抑制することが可能になる。

［比較評価］
次に、本発明の効果を更に明確にするために、以下の従来例及び実施例１に係る空気入りタイヤを用いて行った比較評価について説明する。なお、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。

（１）評価方法
複数種類の空気入りタイヤを用いて試験を行い、接合表面領域１２５における周方向クラックの発生を抑制する効果について評価をした。

従来例に係る空気入りタイヤは、接合表面領域１２５にタイヤ径方向Ｔｄに延びる細溝が設けられていない空気入りタイヤを使用した。

実施例１に係る空気入りタイヤは、本発明に係る空気入りタイヤを使用した。すなわち、実施例１に係る空気入りタイヤは、接合表面領域にタイヤ径方向Ｔｄに延びる細溝が設けられている空気入りタイヤを使用した。実施例１に係る空気入りタイヤは、接合表面領域１２５に図３に示す細溝を形成したものを用いた。なお、実施例１の詳細な構成は、表１に示すとおりである。

また、評価については、まず、全てのタイヤを、正規リムに組み、正規荷重、正規内圧にて車両に装着した。この時、従来例に係るタイヤと実施例１に係るタイヤとのいずれも、車両の前輪に装着した。

この後、車両を３万ｋｍ走行させ、接合表面領域１２５に発生した周方向クラックの長さを、周方向クラックの抑制性能として測定した。評価数値は、従来例のタイヤの測定結果を基準（１００）として、指標値によって示しており、数値が小さいほど周方向クラックの発生を抑制する効果が高いことを示す。なお、車両及び評価試験に関する条件は、以下に示すとおりである。

タイヤサイズ ： １９５／６５Ｒ１５
タイヤの種類 ： 乗用車用タイヤ
荷重 ： 成人２名乗車相当
車両距離 ： ３０，０００ｋｍ
（２）評価結果
各空気入りタイヤの評価結果について、表１を参照しながら説明する。

表１に示すとおり、実施例１に係る空気入りタイヤは、従来例に係る空気入りタイヤと比較して、接合表面領域１２５に発生する周方向クラックを抑制する効果が大きいことが証明された。

［その他の実施形態］
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなる。

例えば、図６（ａ）に示すように、細溝１００として、接合表面領域１２５のタイヤ径方向Ｔｄ内側に位置する内側細溝１００ａと、接合表面領域１２５のタイヤ径方向Ｔｄ外側に位置する外側細溝１００ｂとが、設けられていてもよい。

また、例えば、細溝１００の形状は、上述した実施形態のように、必ずしもタイヤ径方向Ｔｄに沿って直線状に延びなくてもよい。具体的に、図６（ｂ）に示すように、細溝１００ｃは、タイヤ径方向Ｔｄに対して、角度θだけ傾斜するように延びてもよい。なお、角度θは、４５度以下であることが好ましい。４５度よりも大きいと、細溝１００ｃの周方向成分が大きくなりすぎて、周方向クラックを進展させる要因となりうるからである。

また、接合表面領域１２５に形成される細溝は、図６（ｃ）に示すような曲線状にタイヤ径方向Ｔｄに延びる細溝１００ｄでもよい。或いは図６（ｄ）に示すように、波状にタイヤ径方向Ｔｄに延びる細溝１００ｅとしてもよい。さらに、ジグザグ状にタイヤ径方向Ｔｄに延びる細溝としてもよい。

また、細溝のタイヤ径方向Ｔｄにおける端部の形状は、矩形状に限定されず、曲線状にしてもよいし、細溝の溝底の断面形状も、曲線状にしてもよい。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。さらに、上述した実施形態及び変形例は組み合わせることも可能である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められる。

１…空気入りタイヤ、１０…トレッド部、１０ａ…トレッド面、２０…サイドウォール部、２５…接合部、３０…ビード部、４０…カーカス、５０…ベルト層、６０…正規リム、６１…リムフランジ、１００…細溝、１００ａ…内側細溝、１００ｂ…外側細溝、１００ｃ…細溝、１００ｄ…細溝、１００ｅ…細溝、１２０…サイド用ゴム、１２５…接合表面領域、１２５ａ…端部、１２５ｂ…端部、１３０…チェーファー用ゴム

Claims (4)

1. 路面と接するトレッド部と、前記トレッドよりもタイヤ径方向内側に設けられるサイドウォール部と、前記サイドウォール部よりもタイヤ径方向内側に設けられるビード部とを備えるタイヤであって、
   前記サイドウォール部には、前記サイドウォール部を構成するサイド用ゴムと、前記ビード部を構成するチェーファー用ゴムとが接合する接合部が設けられており、
   前記接合部のタイヤ径方向内側の端部から、タイヤ厚み方向に沿った直線と、前記接合部のタイヤ径方向外側の端部から、タイヤ厚み方向に沿った直線との間に位置するタイヤ外表面の領域を接合表面領域として規定した場合、前記接合表面領域の少なくとも一部には、タイヤ径方向に延びる細溝が形成されている
   ことを特徴とするタイヤ。
2. 前記細溝は、曲線状、又は、波状にタイヤ径方向に延びる
   ことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記接合部において、前記サイド用ゴムは、前記チェーファー用ゴムよりもトレッド幅方向外側に設けられている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のタイヤ。
4. 前記タイヤの偏平率は、５０％以上である
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のタイヤ。

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