JP2019034669A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】補強部材によってサイドウォール部を補強しつつ、補強部材の欠落を抑制することのできる空気入りタイヤを提供すること。【解決手段】タイヤ幅方向における両側に位置するサイドウォール部５と、サイドウォール部５のタイヤ径方向内側に位置するビード部２０と、サイドウォール部５のうち少なくとも一方のサイドウォール部５における、ビード部２０のタイヤ径方向の内端部２５からタイヤ周方向外側にタイヤ断面高さの３０％以上７０％以下の範囲内にサイドウォール部５の表面から突出して設けられ、タイヤ周方向に延びる複数のプロテクター３０と、螺旋状に形成されると共に、螺旋の中心軸ＣＳがタイヤ周方向に延びる向きでプロテクター３０の内部に配設される複数の螺旋状補強部材４０と、を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。

未舗装路を走行する車両に用いられる空気入りタイヤは、車両の走行中に路面上の石等がサイドウォール部に接触することが多く、サイドウォール部が損傷し易くなっている。このため、従来の空気入りタイヤの中には、サイドウォール部の損傷を抑制するために、サイドウォール部の補強を行っているものがある。例えば、特許文献１に記載された空気入りタイヤは、サイドウォール部に凹凸形状をなしてタイヤ周方向に延在する複数本のプロテクターを形成すると共に、プロテクターの外表面に沿って有機繊維からなる補強層を設けることにより、耐カット性を向上させている。また、特許文献２に記載された建設車両用空気入りタイヤは、サイドウォール部にタイヤ周方向に延びる少なくとも２本の凸状のプロテクターを設け、プロテクターの内部に弾性補強材を埋設することにより、プロテクターによる補強効果を高めている。

特開２０１４−１９３９７号公報 特許第３６２８２７９号公報

しかしながら、サイドウォール部を構成するゴム材料とは異なる材料からなる補強部材をサイドウォール部のプロテクターに配設する場合、補強部材の材料によっては、ゴム材料との間での接着性を確保するのが困難になることがある。この場合、路面上の石等がプロテクターに接触した際に、補強部材がゴム材料から剥離し、サイドウォール部から欠落してしまう虞がある。補強部材が欠落すると、プロテクターによるサイドウォール部の補強効果が大幅に低下するが、サイドウォール部を補強するには、ゴム材料とは異なる材料からなる補強部材を配設するのが効果的なものとなっている。このため、サイドウォール部の補強に効果的な補強部材を配設しつつ、補強部材の欠落を抑制するのは、大変困難なものとなっていた。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、補強部材によってサイドウォール部を補強しつつ、補強部材の欠落を抑制することのできる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る空気入りタイヤは、タイヤ幅方向における両側に位置するサイドウォール部と、前記サイドウォール部のタイヤ径方向内側に位置するビード部と、前記サイドウォール部のうち少なくとも一方の前記サイドウォール部における、前記ビード部のタイヤ径方向の内端部からタイヤ周方向外側にタイヤ断面高さの３０％以上７０％以下の範囲内に前記サイドウォール部の表面から突出して設けられ、タイヤ周方向に延びる複数のプロテクターと、螺旋状に形成されると共に、螺旋の中心軸がタイヤ周方向に延びる向きで前記プロテクターの内部に配設される複数の螺旋状補強部材と、を備えることを特徴とする。

また、上記空気入りタイヤにおいて、複数の前記螺旋状補強部材は、タイヤ中心を中心とする同心円状に配設されることが好ましい。

また、上記空気入りタイヤにおいて、前記螺旋状補強部材は、前記螺旋状補強部材が配設される前記サイドウォール部におけるタイヤ周上のいずれの位置においても１本以上配設されることが好ましい。

また、上記空気入りタイヤにおいて、前記プロテクターは、前記空気入りタイヤの子午断面における形状が半円状になっており、前記螺旋状補強部材は、外径φｓが前記プロテクターの半円の直径φｐに対して０．１≦（φｓ／φｐ）≦０．９の範囲内であることが好ましい。

また、上記空気入りタイヤにおいて、前記螺旋状補強部材は、線径φｗが０．５ｍｍ≦φｗ≦１０．０ｍｍの範囲内であることが好ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、補強部材によるサイドウォール部の適切な補強と、補強部材の欠落の抑制とを両立することができる、という効果を奏する。

図１は、実施形態に係る空気入りタイヤの要部を示す子午断面図である。 図２は、図１のＡ−Ａ方向に見た空気入りタイヤの側面図である。 図３は、図１のＢ部詳細図である。 図４は、図３に示すプロテクターをＣ−Ｃ方向に見た場合のプロテクターと螺旋状補強部材の説明図である。 図５は、図４に示す螺旋状補強部材単体の側面図である。 図６は、実施形態に係る空気入りタイヤの変形例であり、プロテクターが２本の場合の説明図である。 図７は、実施形態に係る空気入りタイヤの変形例であり、一部のプロテクターが不連続の場合の説明図である。 図８は、実施形態に係る空気入りタイヤの変形例であり、全てのプロテクターが不連続の場合の説明図である。 図９Ａは、空気入りタイヤの性能試験の結果を示す図表である。 図９Ｂは、空気入りタイヤの性能試験の結果を示す図表である。

以下に、本発明に係る空気入りタイヤの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能、且つ、容易に想到できるもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。

〔実施形態〕
以下の説明において、タイヤ幅方向とは、空気入りタイヤの回転軸と平行な方向をいい、タイヤ幅方向内側とはタイヤ幅方向においてタイヤ赤道面に向かう方向、タイヤ幅方向外側とは、タイヤ幅方向においてタイヤ赤道面に向かう方向の反対方向をいう。また、タイヤ径方向とは、タイヤ回転軸と直交する方向をいい、タイヤ径方向内側とはタイヤ径方向においてタイヤ回転軸に向かう方向、タイヤ径方向外側とは、タイヤ径方向においてタイヤ回転軸から離れる方向をいう。また、タイヤ周方向とは、タイヤ回転軸を中心として回転する方向をいう。また、以下の説明では、子午断面とは、タイヤ回転軸を含む平面でタイヤを切断したときの断面をいう。

図１は、実施形態に係る空気入りタイヤ１の要部を示す子午断面図である。本実施形態に係る空気入りタイヤ１は、車両に対する装着方向、つまり車両装着時の方向が規定されており、このため、車両に装着する際には、指定された装着方向で車両のリムに装着される。また、本実施形態に係る空気入りタイヤ１は、ＯＲタイヤ（Off the Road Tire)と呼ばれる、建設車両用ラジアルタイヤになっている。本実施形態として図１に示す空気入りタイヤ１は、子午断面で見た場合、タイヤ径方向の最も外側となる部分にトレッド部２が配設されており、トレッド部２の表面、即ち、当該空気入りタイヤ１を装着する車両（図示省略）の走行時に路面と接触する部分は、トレッド面３として形成されている。

トレッド面３には、ラグ溝１５がタイヤ周方向に所定間隔で複数形成されている。ラグ溝１５とは、例えば、建設車両用タイヤであれば、１０ｍｍ以上の溝幅を有する横溝をいう。また、ラグ溝１５は、タイヤ幅方向に延在してタイヤ接地端Ｔに開口し、さらに、タイヤ幅方向両側のトレッド端に開口している。このとき、ラグ溝１５が、タイヤ幅方向に対して平行に延在しても良いし、タイヤ幅方向に対して傾斜して延在しても良い。本実施形態では、トレッド面３にはラグ溝１５が形成されるのみであるが、トレッド面３には、タイヤ周方向に延びる周方向溝が形成されていてもよい。

なお、トレッド端とは、タイヤのトレッド模様部分の両端部をいう。また、タイヤ接地端Ｔとは、空気入りタイヤ１を規定リムに装着して規定内圧を付与すると共に静止状態にて平板に対して垂直に置いて規定荷重に対応する負荷を加えたときのタイヤと平板との接触面におけるタイヤ軸方向の最大幅位置をいう。

ここで、規定リムとは、ＪＡＴＭＡに規定される「適用リム」、ＴＲＡに規定される「Design Rim」、或いはＥＴＲＴＯに規定される「Measuring Rim」をいう。また、規定内圧とは、ＪＡＴＭＡに規定される「最高空気圧」、ＴＲＡに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、或いはＥＴＲＴＯに規定される「INFLATION PRESSURES」をいう。また、規定荷重とは、ＪＡＴＭＡに規定される「最大負荷能力」、ＴＲＡに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、或いはＥＴＲＴＯに規定される「LOAD CAPACITY」をいう。

タイヤ幅方向におけるトレッド部２の両端は、ショルダー部４として形成されており、ショルダー部４から、タイヤ径方向内側の所定の位置までは、サイドウォール部５が配設されている。つまり、サイドウォール部５は、タイヤ幅方向における空気入りタイヤ１の両側２箇所に配設されている。

さらに、それぞれのサイドウォール部５のタイヤ径方向内側には、ビード部２０が位置しており、ビード部２０は、サイドウォール部５と同様に、タイヤ赤道面ＣＬの両側２箇所に配設されている。即ち、ビード部２０は、タイヤ幅方向におけるタイヤ赤道面ＣＬの両側に一対が配設されている。なお、この場合におけるタイヤ赤道面ＣＬは、タイヤ幅方向における空気入りタイヤ１の中心点を通り、タイヤ回転軸に直交する平面をいう。一対のビード部２０のそれぞれにはビードコア２１が設けられており、ビードコア２１は、各ビード部２０に２つずつが設けられている。各ビード部２０に設けられる２つのビードコア２１は、タイヤ幅方向に並んで配設されており、即ち、各ビード部２０は、相対的にタイヤ幅方向内側に位置する内側ビードコア２１ａと、内側ビードコア２１ａのタイヤ幅方向外側に位置する外側ビードコア２１ｂとが配設されている。このようにビード部２０に２つずつが配設されるビードコア２１は、スチールワイヤであるビードワイヤをリング状に巻くことにより形成されている。

ビードコア２１のタイヤ径方向外側には、ビードフィラー２２が設けられている。ビードフィラー２２は、ビードコア２１に対応して設けられており、各ビードフィラー２２は、対応するビードコア２１のタイヤ径方向外側に配設されている。つまり、ビードフィラー２２は、内側ビードコア２１ａに対応して内側ビードコア２１ａのタイヤ径方向外側に配設される内側ビードフィラー２２ａと、外側ビードコア２１ｂに対応して外側ビードコア２１ｂのタイヤ径方向外側に配設される外側ビードフィラー２２ｂとが設けられている。ビードフィラー２２は、後述するカーカス６のタイヤ幅方向端部がビードコア２１の位置でタイヤ幅方向外側に折り返されることにより形成された空間に配置されるゴム材である。

ビード部２０は、５°テーパーの規定リムを有するリムホイールに装着することができるように構成されている。即ち、本実施形態に係る空気入りタイヤ１は、ビード部２０と嵌合する部分がリムホイールの回転軸に対して５°±１°の傾斜角でタイヤ幅方向における内側から外側に向かうに従ってタイヤ径方向外側に向かう方向に傾斜する規定リムに装着することが可能になっている。

トレッド部２のタイヤ径方向内側には、ブレーカ７が配設されている。ブレーカ７は、例えば、第１ブレーカ７１と第２ブレーカ７２とを積層した多層構造をなし、スチール、或いはナイロン等の有機繊維材から成る複数のブレーカコードをコートゴムで被覆して圧延加工して構成される。また、ブレーカ７は、タイヤ周方向に対するブレーカコードの角度が、第１ブレーカ７１及び第２ブレーカ７２とで互いに異なっている。即ち、第１ブレーカ７１と第２ブレーカ７２とを有するブレーカ７は、ブレーカコードの方向を相互に交差させて積層される、いわゆるクロスプライ構造として構成される。これらの第１ブレーカ７１及び第２ブレーカ７２は、第１ブレーカ７１がタイヤ径方向内側に配設され、第２ブレーカ７２は、第１ブレーカ７１のタイヤ径方向外側に、第１ブレーカ７１に対して積層して配設される。

このブレーカ７のタイヤ径方向内側、及びサイドウォール部５のタイヤ赤道面ＣＬ側には、バイアスプライのカーカスコードを内包するカーカス６が、タイヤ幅方向両側のビード部２０間にかけて配設されることによって連続して設けられている。このカーカス６は、第１カーカス６１と第２カーカス６２との２枚を積層して成る多層構造を有し、タイヤ幅方向の両側に配設されるビードコア２１間にトロイダル状に架け渡されてタイヤの骨格を構成する。

詳しくは、カーカス６は、タイヤ幅方向における両側に位置する一対のビード部２０のうち、一方のビード部２０から他方のビード部２０にかけて配設されており、第１カーカス６１と第２カーカス６２とが、ビードコア２１及びビードフィラー２２を包み込むようにビード部２０でビードコア２１に沿ってタイヤ幅方向外側に巻き返されている。即ち、積層される第１カーカス６１と第２カーカス６２とのうち、相対的に内側に位置する第１カーカス６１は、内側ビードコア２１ａのタイヤ幅方向内側から内側ビードコア２１ａのタイヤ径方向内側を通り、内側ビードコア２１ａのタイヤ幅方向外側にかけて配設されるように、ビード部２０で内側ビードコア２１ａ周りに折り返されている。また、第１カーカス６１と第２カーカス６２とのうち、相対的に外側に位置する第２カーカス６２は、外側ビードコア２１ｂのタイヤ幅方向内側から外側ビードコア２１ｂのタイヤ径方向内側を通り、外側ビードコア２１ｂのタイヤ幅方向外側にかけて配設されるように、ビード部２０で外側ビードコア２１ｂ周りに折り返されている。これにより第１カーカス６１と第２カーカス６２とは、それぞれビードコア２１のタイヤ幅方向における内側と外側との間にかけて配設されている。

このように配設される第１カーカス６１と第２カーカス６２とは、スチール、或いはアラミド、ナイロン、ポリエステル、レーヨン等の有機繊維材から成る複数のカーカスコードをコートゴムで被覆して圧延加工して構成されている。これらのカーカスコードは、タイヤ周方向に対して絶対値で２０°以上５０°以下の角度θで傾斜して配設されている。さらに、カーカス６は、第１カーカス６１のカーカスコードと第２カーカス６２のカーカスコードとが互いに交差して配置されている。

また、カーカス６の内方側、或いは、当該カーカス６の、空気入りタイヤ１における内部側には、インナーライナ８がカーカス６に沿って形成されている。

図２は、図１のＡ−Ａ方向に見た空気入りタイヤ１の側面図である。タイヤ幅方向における両側に位置するサイドウォール部５のうち、一方のサイドウォール部５には、サイドウォール部５の表面から突出してタイヤ周方向に延びるプロテクター３０が複数設けられている。具体的には、プロテクター３０は、空気入りタイヤ１を車両に装着する際の車両装着方向内側に位置するサイドウォール部５と車両装着方向外側に位置するサイドウォール部５とのうち、車両装着方向外側に位置するサイドウォール部５に設けられている。

複数のプロテクター３０は、ビード部２０のタイヤ径方向の内端部２５からタイヤ周方向外側に、タイヤ断面高さＳＨの３０％以上７０％以下の範囲内に全て設けられており、本実施形態では、プロテクター３０は３本が設けられている。３本のプロテクター３０は、タイヤ径方向において互いに異なる位置に配設されており、それぞれ空気入りタイヤ１の回転軸であるタイヤ中心ＡＸを中心とする１周に亘って形成されている。即ち、３本のプロテクター３０は、タイヤ中心ＡＸを中心とする同心円状に配設されている。

なお、この場合におけるタイヤ断面高さＳＨ、及びタイヤ径方向におけるプロテクター３０の配設位置は、タイヤ幅方向における両側に位置するビード部２０同士のタイヤ幅方向における距離を、空気入りタイヤ１を規定リムにリム組みした状態のビード部２０同士のタイヤ幅方向における距離と同じ大きさにした場合における高さ及び配設位置になっている。

また、プロテクター３０は、サイドウォール部５におけるタイヤ最大幅位置の近傍の領域を含んで配設されるのが好ましい。この場合におけるタイヤ最大幅位置は、空気入りタイヤ１を規定リムにリム組みして規定内圧を付与し、空気入りタイヤ１に荷重を加えない無負荷状態のときの、サイドウォール部５の表面から突出する構造物を除いたタイヤ幅方向における寸法が最大となる位置のタイヤ径方向における位置である。

また、本実施形態では、３本のプロテクター３０は、ビード部２０の内端部２５からタイヤ周方向外側にタイヤ断面高さＳＨの３０％以上７０％以下の範囲内に全て設けられているが、全てのプロテクター３０がこの範囲に配設されていなくてもよい。複数のプロテクター３０のうち、少なくとも一部のプロテクター３０が、ビード部２０の内端部２５からタイヤ周方向外側にタイヤ断面高さＳＨの３０％以上７０％以下の範囲内に配設されていればよい。

図３は、図１のＢ部詳細図である。図４は、図３に示すプロテクター３０をＣ−Ｃ方向に見た場合のプロテクター３０と螺旋状補強部材４０の説明図である。プロテクター３０は、空気入りタイヤ１の子午断面における形状が半円状となる形状で、サイドウォール部５の表面からタイヤ幅方向外側に突出しており、タイヤ中心ＡＸを中心とする環状に形成されている。環状に形成される各プロテクター３０の内部には、金属材料からなる補強部材である螺旋状補強部材４０が配設されている。螺旋状補強部材４０は、線状の部材が螺旋状に形成されており、螺旋の中心軸ＣＳがタイヤ周方向に延びる向きでプロテクター３０の内部に配設されている。

螺旋状補強部材４０は、線状の部材が螺旋状に形成されおり、例えば、圧縮バネと同様の形状で形成されている。つまり、螺旋状補強部材４０は、螺旋の長さ方向に隣り合う線状の部材同士が離間しつつ螺旋状に形成されている。また、螺旋状補強部材４０は、螺旋の中心軸ＣＳが、プロテクター３０の延在方向と一致する向きでプロテクター３０の内部に、プロテクター３０の１周に亘って配設されている。螺旋状補強部材４０は、複数のプロテクター３０のそれぞれの内部に配設されており、即ち、螺旋状補強部材４０は、複数のプロテクター３０と同様に複数が設けられている。複数の螺旋状補強部材４０は、複数のプロテクター３０と同様に、タイヤ中心ＡＸを中心とする同心円状に配設されている。

なお、プロテクター３０の１周に亘って配設される螺旋状補強部材４０は、１つの螺旋状補強部材４０がプロテクター３０の１周に亘って配設されていてもよく、複数の螺旋状補強部材４０がタイヤ周方向に連なって配設されることにより、プロテクター３０の１周に亘って配設されていてもよい。

プロテクター３０の内部に配設される螺旋状補強部材４０は、サイドウォール部５を構成するゴム組成物であるサイドゴム５ａに覆われて配設されている。つまり、サイドゴム５ａは、螺旋状補強部材４０の周囲を覆うのみでなく、螺旋状補強部材４０の長さ方向に隣り合う、螺旋状補強部材４０を構成する線状の部材同士の間や、螺旋状補強部材４０の内部に入り込んでいる。

また、螺旋状補強部材４０は、螺旋の外径φｓが、空気入りタイヤ１の子午断面におけるプロテクター３０の形状である半円を円形に見なした場合における直径φｐに対して、０．１≦（φｓ／φｐ）≦０．９の範囲内となって形成されている。換言すると、螺旋状補強部材４０は、螺旋の外径φｓが、空気入りタイヤ１の子午断面におけるプロテクター３０の表面の形状である半円の曲率半径ｒｐに対して、０．１≦｛φｓ／（ｒｐ×２）｝≦０．９の範囲内となって形成されている。

図５は、図４に示す螺旋状補強部材４０単体の側面図である。線状の部材が螺旋状に形成される螺旋状補強部材４０は、線状の部材の外径である線径φｗが、０．５ｍｍ≦φｗ≦１０．０ｍｍの範囲内になっている。また、螺旋状補強部材４０は、螺旋のピッチＰｓが、外径φｓに対して、０．１≦（Ｐｓ／φｓ）≦３．０の範囲内になっている。なお、螺旋状補強部材４０の線径φｗは、１．０ｍｍ≦φｗ≦３．５ｍｍの範囲内であるのが好ましい。

また、金属材料からなる螺旋状補強部材４０は、例えば、ＪＩＳ Ｚ２２４１に準拠して測定される引張強さが３００Ｎ／ｍｍ^２以上の部材により構成され、９００Ｎ／ｍｍ^２以上の部材により構成されるのが好ましい。さらに、螺旋状補強部材４０は、ＪＩＳ Ｇ３５０２ピアノ線材、ＪＩＳ Ｇ３５０５軟鋼線材、ＪＩＳ Ｇ３５０６硬鋼線材、ＪＩＳ Ｇ４８０１ばね鋼鋼材、ＪＩＳ Ｇ４３０８ステンレス鋼線材に規定される線材を使用できる。さらに、螺旋状補強部材４０は、ＪＩＳ Ｇ３５２１硬鋼線、ＪＩＳ Ｇ３５２２ピアノ線、ＪＩＳ Ｇ３５３２鉄線、ＪＩＳ Ｇ３５６０ばね用オイルテンパー線、ＪＩＳ Ｇ４３１４ばね用ステンレス鋼線に規定される金属線を使用して製造される。

本実施形態に係る空気入りタイヤ１の製造時における加硫成形は、プロテクター３０を成形する溝が形成された金型を用いて行う。加硫成形を行う際には、螺旋状補強部材４０の周囲にシート状のサイドゴム５ａを巻き付けた状態で、金型に形成されたプロテクター３０の成形用の溝に嵌め込み、加硫成形前のいわゆるグリーンタイヤと共に加硫成形を行う。加硫成形は、高温・高圧で行われるため、螺旋状補強部材４０の周囲のサイドゴム５ａやグリーンタイヤのサイドゴム５ａが流動し、螺旋状補強部材４０の線状の部材同士の間から螺旋状補強部材４０の内側にサイドゴム５ａが入り込む。これにより、螺旋状補強部材４０は、螺旋の外側と内側がサイドゴム５ａによって覆われる。

なお、加硫成形を行う際には、螺旋状補強部材４０の周囲にシート状のサイドゴム５ａを巻き付けるのみでなく、螺旋状補強部材４０の内側に棒状のサイドゴム５ａを挿入した状態で金型の溝に嵌め込んでもよい。これにより、螺旋状補強部材４０の螺旋の内側に、より確実にサイドゴム５ａが入り込んだ状態にすることができる。

本実施形態に係る空気入りタイヤ１を車両に装着する際には、まず、規定リムを有するリムホイールにビード部２０を嵌合させることにより、空気入りタイヤ１を規定リムに装着し、空気入りタイヤ１をリムホイールに対してリム組みをする。空気入りタイヤ１をリム組みしたらインフレートし、車両には、リム組みしてインフレートした状態の空気入りタイヤ１を装着する。本実施形態に係る空気入りタイヤ１は、例えば、地下鉱山で用いられるホイールローダー等の建設車両に装着する建設車両用の空気入りタイヤ１として用いられる。

空気入りタイヤ１を車両に装着する際には、タイヤ幅方向における両側に位置するサイドウォール部５のうち、プロテクター３０が形成される側のサイドウォール部５が、車両の車幅方向における外側に位置する向きで装着する。つまり、空気入りタイヤ１をリムホイールにリム組みする際には、プロテクター３０が形成されるサイドウォール部５が、空気入りタイヤ１を車両に装着した際に車両の車幅方向における外側に位置する向きでリム組みをする。

空気入りタイヤ１を装着した車両が走行すると、トレッド面３のうち下方に位置する部分が路面に接触しながら当該空気入りタイヤ１は回転する。車両は、トレッド面３と路面との間の摩擦力により、駆動力や制動力を路面に伝達したり、旋回力を発生させたりすることにより走行する。例えば、駆動力を路面に伝達する際には、車両が有するエンジン等の原動機で発生した動力がリムホイールに伝達され、リムホイールから空気入りタイヤ１に伝達される。

ここで、本実施形態に係る空気入りタイヤ１が装着される車両は、建設車両であるため、車両が走行する路面には、石や岩石等が散在している。このため、車両の走行時には、路面上の石等が、空気入りタイヤ１のトレッド面３以外の部分に接触することがある。路面上の石等は、例えば、車両の車幅方向における外側に位置するサイドウォール部５、即ち、車両装着方向外側に位置するサイドウォール部５に接触することがある。つまり、車両装着方向外側に位置するサイドウォール部５は、車両の車体の表面と同様に、車両の外面側に位置しているため、路面上の石等は、車両装着方向外側に位置するサイドウォール部５に接触し易くなっている。

石等は、硬さがサイドゴム５ａの硬さよりも硬いため、石等がサイドウォール部５に対して大きな力で接触した場合、石等がサイドウォール部５に対して亀裂を生じさせてしまい、サイドウォール部５の亀裂である、いわゆるサイドカットを発生させてしまうことがある。サイドカットが深くなると、サイドウォール部５の内部に配設されるカーカス６に石等が接触し、カーカス６の損傷を招く虞がある。

これに対し、本実施形態に係る空気入りタイヤ１には、サイドウォール部５に複数のプロテクター３０が設けられているため、サイドウォール部５に接触した石等は、プロテクター３０に接触する。プロテクター３０は、サイドウォール部５の表面から突出して形成されているため、石等がサイドウォール部５に接触する際には、プロテクター３０に接触し易くなっており、また、石等がプロテクター３０に接触した際には、石等はサイドウォール部５におけるプロテクター３０以外の部分には接触し難くなる。

石等が、プロテクター３０に対して大きな力で接触した場合、プロテクター３０に対して亀裂を生じさせてしまう虞があるが、プロテクター３０の内部には、金属材料からなる螺旋状補強部材４０が配設されている。このため、石等は螺旋状補強部材４０に接触し、石等は、サイドウォール部５におけるそれ以上深い位置への侵入が抑制される。サイドウォール部５は、このようにプロテクター３０の内部に配設される螺旋状補強部材４０により、石等によるサイドウォール部５の損傷に対して補強される。

また、プロテクター３０は、ビード部２０のタイヤ径方向の内端部２５からタイヤ周方向外側にタイヤ断面高さＳＨの３０％以上７０％以下の範囲内に配設されるため、サイドウォール部５の損傷を効果的に抑制することができる。つまり、ビード部２０のタイヤ径方向の内端部２５からタイヤ周方向外側にタイヤ断面高さＳＨの３０％未満の範囲は、タイヤ径方向における位置がタイヤ中心ＡＸに近くなり、路面から離れた位置となるため、路面上の石等は接触し難くなる。また、ビード部２０のタイヤ径方向の内端部２５からタイヤ周方向外側にタイヤ断面高さＳＨの７０％を超える範囲は、トレッド部２に近い位置となるため、石等が接触しても、サイドウォール部５の損傷は発生し難くなる。

これに対し、ビード部２０のタイヤ径方向の内端部２５からタイヤ周方向外側にタイヤ断面高さＳＨの３０％以上７０％以下の範囲は、路面上の石等が接触し易く、且つ、石等が接触した際には、サイドウォール部５の損傷が発生する虞がある位置であるため、この範囲内に、内部に螺旋状補強部材４０が配設されるプロテクター３０を配設することにより、路面上の石等によるサイドウォール部５の損傷を効果的に抑制することができる。

ここで、螺旋状補強部材４０に対して、さらに大きな力で石等が接触したり、大きな岩石が接触したりした場合、これらの石等が螺旋状補強部材４０に対して作用する力は、サイドウォール部５から螺旋状補強部材４０を剥離させようとする力として作用する。サイドウォール部５に対する螺旋状補強部材４０の接着力が小さい場合、螺旋状補強部材４０は、石等からの力によってサイドウォール部５のサイドゴム５ａから剥離し、部分的に、或いは１周に亘って欠落してしまう虞がある。螺旋状補強部材４０が欠落した場合、欠落前の螺旋状補強部材４０は配設されていた位置に石等が接触した際に、この石等に対する補強を螺旋状補強部材４０によって行うことができなくなるため、サイドウォール部５が損傷し易くなる虞がある。

これに対し、本実施形態に係る空気入りタイヤ１では、プロテクター３０の内部に配設される螺旋状補強部材４０は、螺旋状の形状で形成されている。このため、サイドゴム５ａは、螺旋状補強部材４０を構成する線状の部材同士の間や、螺旋状補強部材４０の内部に入り込んでおり、螺旋状補強部材４０とサイドゴム５ａとは、全体として大きな力で接着されている。換言すると、サイドゴム５ａが、螺旋状補強部材４０を構成する線状の部材同士の間や、螺旋状補強部材４０の内部に入り込むことにより、螺旋状補強部材４０は、サイドゴム５ａに拘束され、サイドウォール部５に対する相対的な移動が、サイドゴム５ａによって規制されている。

これにより、路面上の石等が螺旋状補強部材４０に接触し、接触した石等から、螺旋状補強部材４０をサイドウォール部５から剥離させようとする力として作用した場合でも、螺旋状補強部材４０はサイドゴム５ａから剥離することなく、プロテクター３０の内部に配設される状態が維持される。この結果、螺旋状補強部材４０によってサイドウォール部５を補強しつつ、螺旋状補強部材４０の欠落を抑制することができる。また、螺旋状補強部材４０の欠落を抑制することができるため、螺旋状補強部材４０によるサイドウォール部５の補強を長期間維持することができる。

また、螺旋状補強部材４０は複数が設けられ、複数の螺旋状補強部材４０は、タイヤ中心ＡＸを中心とする同心円状に配設されるため、サイドウォール部５の、タイヤ周方向におけるいずれの位置も、螺旋状補強部材４０によって同等に補強することができる。これにより、サイドウォール部５の、タイヤ周方向におけるいずれの位置に石等が接触した場合でも、サイドウォール部５の損傷を抑制することができる。この結果、螺旋状補強部材４０によってより確実にサイドウォール部５を補強することができる。

また、螺旋状補強部材４０は、外径φｓが、プロテクター３０の半円の直径φｐに対して０．１≦（φｓ／φｐ）≦０．９の範囲内であるため、より確実に螺旋状補強部材４０によってサイドウォール部５の損傷を抑制すると共に、螺旋状補強部材４０の剥離することを抑制することができる。つまり、螺旋状補強部材４０の外径φｓが、プロテクター３０の半円の直径φｐに対して、（φｓ／φｐ）＜０．１である場合は、螺旋状補強部材４０の外径φｓが小さ過ぎるため、螺旋状補強部材４０の強度が不足する虞がある。この場合、石等がプロテクター３０に接触した際に、接触した石等によるサイドウォール部５の損傷を抑制し難くなる虞がある。また、螺旋状補強部材４０の外径φｓが、プロテクター３０の半円の直径φｐに対して、（φｓ／φｐ）＞０．９である場合は、螺旋状補強部材４０の外径φｓが、プロテクター３０の半円の直径φｐに対して大き過ぎるため、石等がプロテクター３０に接触した際に、螺旋状補強部材４０が露出し易くなる虞がある。螺旋状補強部材４０が露出し易くなることによって螺旋状補強部材４０が広範囲に亘って露出した場合、サイドゴム５ａの拘束力が弱まるため、螺旋状補強部材４０がサイドウォール部５から剥離して欠落し易くなる虞がある。

これに対し、螺旋状補強部材４０の外径φｓが、プロテクター３０の半円の直径φｐに対して０．１≦（φｓ／φｐ）≦０．９の範囲内である場合は、螺旋状補強部材４０の強度を確保して、より確実にサイドウォール部５の損傷を抑制すると共に、螺旋状補強部材４０がサイドウォール部５から剥離することを抑制することができる。この結果、より確実に螺旋状補強部材４０によってサイドウォール部５を補強しつつ、螺旋状補強部材４０の欠落を抑制することができる。

また、螺旋状補強部材４０は、線径φｗが０．５ｍｍ≦φｗ≦１０．０ｍｍの範囲内であるため、螺旋状補強部材４０の重量が増加し過ぎたり剛性が高くなり過ぎたりすることを抑えつつ、より確実に螺旋状補強部材４０によってサイドウォール部５の損傷を抑制することができる。つまり、螺旋状補強部材４０の線径φｗが、φｗ＜０．５ｍｍである場合は、螺旋状補強部材４０の線径φｗが細過ぎるため、螺旋状補強部材４０の強度が不足する虞がある。この場合、石等がプロテクター３０に接触した際に、接触した石等によるサイドウォール部５の損傷を抑制し難くなる虞がある。また、螺旋状補強部材４０の線径φｗが、φｗ＞１０．０ｍｍである場合は、螺旋状補強部材４０の線径φｗが太過ぎるため、螺旋状補強部材４０の重量が増加し、空気入りタイヤ１の重量が増加し過ぎてしまう虞がある。また、螺旋状補強部材４０の線径φｗが太過ぎる場合は、螺旋状補強部材４０の剛性が高過ぎるため、空気入りタイヤ１の特性に対して大きな影響を与えたり、サイドゴム５ａとの間の弾力性の差が大きくなって剥離し易くなったりする虞がある。

これに対し、螺旋状補強部材４０は、線径φｗが、０．５ｍｍ≦φｗ≦１０．０ｍｍの範囲内である場合は、螺旋状補強部材４０の強度を確保して、より確実にサイドウォール部５の損傷を抑制すると共に、螺旋状補強部材４０の重量が増加し過ぎてしまうことと、螺旋状補強部材４０の剛性が高くなり過ぎてしまうことを抑制することができる。この結果、空気入りタイヤ１の重量や特性を大きく変化させることなく、より確実に螺旋状補強部材４０によってサイドウォール部５を補強しつつ、螺旋状補強部材４０の欠落を抑制することができる。

また、螺旋状補強部材４０は、外径φｓに対する螺旋のピッチＰｓが０．１≦（Ｐｓ／φｓ）≦３．０の範囲内であるため、螺旋状補強部材４０の重量が増加し過ぎたり剛性が高くなり過ぎたりすることを抑えつつ、より確実に螺旋状補強部材４０によってサイドウォール部５の損傷を抑制することができる。つまり、螺旋状補強部材４０の外径φｓに対する螺旋のピッチＰｓが、（Ｐｓ／φｓ）＜０．１である場合は、螺旋のピッチＰｓが小さ過ぎるため、螺旋状補強部材４０の重量が増加し、空気入りタイヤ１の重量が増加し過ぎてしまう虞がある。また、螺旋のピッチＰｓが小さ過ぎる場合は、螺旋状補強部材４０の剛性が高過ぎるため、空気入りタイヤ１の特性に対して大きな影響を与えたり、サイドゴム５ａとの間の弾力性の差が大きくなって剥離し易くなったりする虞がある。また、螺旋状補強部材４０の外径φｓに対する螺旋のピッチＰｓが、（Ｐｓ／φｓ）＞３．０である場合は、螺旋のピッチＰｓが大き過ぎるため、螺旋状補強部材４０の強度が不足する虞があり、石等がプロテクター３０に接触した際に、接触した石等によるサイドウォール部５の損傷を抑制し難くなる虞がある。

これに対し、螺旋状補強部材４０の外径φｓに対する螺旋のピッチＰｓが、０．１≦（Ｐｓ／φｓ）≦３．０の範囲内である場合は、螺旋状補強部材４０の強度を確保して、より確実にサイドウォール部５の損傷を抑制すると共に、螺旋状補強部材４０の重量が増加し過ぎてしまうことと、螺旋状補強部材４０の剛性が高くなり過ぎてしまうことを抑制することができる。この結果、空気入りタイヤ１の重量や特性を大きく変化させることなく、より確実に螺旋状補強部材４０によってサイドウォール部５を補強しつつ、螺旋状補強部材４０の欠落を抑制することができる。

〔変形例〕
なお、上述した実施形態に係る空気入りタイヤ１では、プロテクター３０は３本が設けられているが、プロテクター３０は３本以外でもよい。図６は、実施形態に係る空気入りタイヤ１の変形例であり、プロテクター３０が２本の場合の説明図である。螺旋状補強部材４０が内部に配設されるプロテクター３０は、図６に示すように、タイヤ周方向の１周に亘って形成されるプロテクター３０が、タイヤ中心ＡＸを中心とする同心円状に２本配設されていてもよい。または、プロテクター３０は、タイヤ中心ＡＸを中心とする同心円状に、４本以上の本数が配設されていてもよい。

また、上述した実施形態に係る空気入りタイヤ１では、プロテクター３０は、１周に亘って連続して形成されているが、プロテクター３０は、必ずしも１周に亘って形成されていなくてもよい。図７は、実施形態に係る空気入りタイヤ１の変形例であり、一部のプロテクター３０が不連続の場合の説明図である。図８は、実施形態に係る空気入りタイヤ１の変形例であり、全てのプロテクター３０が不連続の場合の説明図である。螺旋状補強部材４０が内部に配設されるプロテクター３０は、図７に示すように、同心円状にタイヤ径方向に並んで配設される複数のプロテクター３０のうち、一部のプロテクター３０は、タイヤ周方向の１周に亘って形成されていなくてもよい。即ち、複数のプロテクター３０のうち、一部のプロテクター３０は、タイヤ周方向に分断されてタイヤ周方向に不連続に形成されていてもよい。この場合、タイヤ周方向に不連続に形成されるプロテクター３０の内部に配設される螺旋状補強部材４０も、プロテクター３０と同様にタイヤ周方向に分断され、タイヤ周方向に不連続に配設される。

または、螺旋状補強部材４０が内部に配設される複数のプロテクター３０は、図８に示すように、全てのプロテクター３０が、タイヤ周方向に不連続に形成されていてもよい。この場合、プロテクター３０が分断されている部分のタイヤ周方向における位置が、全てのプロテクター３０で同じ位置にならないように配設するのが好ましい。つまり、各プロテクター３０における分断されている部分の端部３１のタイヤ周方向における位置が、全てのプロテクター３０で同じ位置にならないように配設するのが好ましい。これにより、プロテクター３０がタイヤ周方向に不連続に形成されていても、タイヤ周上のいずれの位置においても、いずれかのプロテクター３０が配設されることになる。このように、プロテクター３０は、タイヤ周上のいずれの位置においても１本以上が配設されていればよい。

換言すると、プロテクター３０の内部に配設される螺旋状補強部材４０は、螺旋状補強部材４０が配設されるサイドウォール部５におけるタイヤ周上のいずれの位置においても１本以上配設されていればよい。内部に螺旋状補強部材４０が配設されるプロテクター３０が、タイヤ周上のいずれの位置においても１本以上が配設されることにより、タイヤ周上のいずれの位置においてもサイドウォール部５を補強し、サイドカットを低減することができる。

また、上述した実施形態に係る空気入りタイヤ１では、プロテクター３０は、タイヤ幅方向における両側に位置するサイドウォール部５のうち、車両装着方向外側に位置するサイドウォール部５に設けられているが、プロテクター３０は、これ以外のサイドウォール部５に設けられていてもよい。プロテクター３０は、例えば、タイヤ幅方向における両側のサイドウォール部５に設けられていてもよい。プロテクター３０は、タイヤ幅方向における両側に位置するサイドウォール部５のうち、少なくとも一方のサイドウォール部５に設けられていればよい。

また、上述した実施形態に係る空気入りタイヤ１は、積層されるカーカス６のカーカスコード同士が互いに交差する、いわゆるバイアス構造を有する空気入りタイヤ１になっているが、螺旋状補強部材４０が内部に配設されるプロテクター３０がサイドウォール部５に設けられる空気入りタイヤ１は、ラジアル構造を有する空気入りタイヤ１であってもよい。

〔実施例〕
図９Ａ、図９Ｂは、空気入りタイヤ１の性能試験の結果を示す図表である。以下、上記の空気入りタイヤ１について、従来例の空気入りタイヤと、本発明に係る空気入りタイヤ１とについて行なった性能の評価試験について説明する。性能評価試験は、サイドカットの個数、サイドカットの長さ、サイドカットの深さ、補強部材の欠落箇所について評価を行った。

これらの性能評価試験は、タイヤの呼びが１８．００−２５（３２ＰＲ）サイズの空気入りタイヤ１を、ＴＲＡ規格に準拠するリムホイールにリム組みして空気圧を７５０ｋＰａに調整し、評価試験用の車両として用いられる地下鉱山用ダンプカーの、操縦席と反対側の前輪に装着して３ヶ月間走行することにより行った。

評価項目のうち、サイドカットの個数は、プロテクター３０が設けられるサイドウォール部５に発生したサイドカットの個数の数を数えた。サイドカットの長さとサイドカットの深さは、プロテクター３０が設けられるサイドウォール部５に発生したサイドカットの長さと深さをそれぞれ計測し、平均の長さ及び深さを算出した。補強部材の欠落箇所は、プロテクター３０の内側に設けられる補強部材のうち、サイドウォール部５の表面の損傷によって補強部材が欠落している箇所の数を数えた。

評価試験は、従来の空気入りタイヤ１の一例である従来例１、２と、本発明に係る空気入りタイヤ１である実施例１〜１２の１４種類の空気入りタイヤについて行った。これらの空気入りタイヤ１のうち、従来例１の空気入りタイヤは、サイドウォール部５にプロテクター３０が設けられておらず、このためプロテクター３０の内側に配設される補強部材も設けられていない。また、従来例２の空気入りタイヤは、サイドウォール部５にはプロテクター３０が設けられ、プロテクター３０の内部には補強部材が配設されているものの、補強部材は、特許文献２に記載されているような弾性補強部材になっている。

これに対し、本発明に係る空気入りタイヤ１の一例である実施例１〜１２は、全てサイドウォール部５にプロテクター３０が設けられ、プロテクター３０の内部に配設される補強部材は、螺旋状補強部材４０になっている。また、実施例１〜１２に係る空気入りタイヤ１は、螺旋状補強部材４０の数や、プロテクター３０の半円の直径φｐに対する螺旋状補強部材４０の外径φｓの比率、螺旋状補強部材４０の線径φｗがそれぞれ異なっている。

これらの空気入りタイヤ１を用いて評価試験を行った結果、実施例１〜１２に係る空気入りタイヤ１は、図９Ａ、図９Ｂに示すように、サイドカットの長さや深さを従来例に対して概ね低減させつつ、螺旋状補強部材４０の欠落を抑制することができる。つまり、実施例１〜１２に係る空気入りタイヤ１は、螺旋状補強部材４０によってサイドウォール部５を補強しつつ、螺旋状補強部材４０の欠落を抑制することができる。

１ 空気入りタイヤ
２ トレッド部
３ トレッド面
４ ショルダー部
５ サイドウォール部
５ａ サイドゴム
６ カーカス
７ ブレーカ
８ インナーライナ
１５ ラグ溝
２０ ビード部
２１ ビードコア
２２ ビードフィラー
２５ 内端部
３０ プロテクター
４０ 螺旋状補強部材

Claims (5)

1. タイヤ幅方向における両側に位置するサイドウォール部と、
   前記サイドウォール部のタイヤ径方向内側に位置するビード部と、
   前記サイドウォール部のうち少なくとも一方の前記サイドウォール部における、前記ビード部のタイヤ径方向の内端部からタイヤ周方向外側にタイヤ断面高さの３０％以上７０％以下の範囲内に前記サイドウォール部の表面から突出して設けられ、タイヤ周方向に延びる複数のプロテクターと、
   螺旋状に形成されると共に、螺旋の中心軸がタイヤ周方向に延びる向きで前記プロテクターの内部に配設される複数の螺旋状補強部材と、
   を備えることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 複数の前記螺旋状補強部材は、タイヤ中心を中心とする同心円状に配設される請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記螺旋状補強部材は、前記螺旋状補強部材が配設される前記サイドウォール部におけるタイヤ周上のいずれの位置においても１本以上配設される請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記プロテクターは、前記空気入りタイヤの子午断面における形状が半円状になっており、
   前記螺旋状補強部材は、外径φｓが前記プロテクターの半円の直径φｐに対して０．１≦（φｓ／φｐ）≦０．９の範囲内である請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記螺旋状補強部材は、線径φｗが０．５ｍｍ≦φｗ≦１０．０ｍｍの範囲内である請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

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