JP3984041B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は空気入りタイヤに係り、特に、タイヤサイドウォールからのクラックの発生を抑えることの出来る空気入りタイヤに関する。
【0002】
【従来の技術】
空気入りタイヤにおいて、タイヤサイドウォールの表面には、例えば、文字、数字、記号又は図形などよりなるトレードマーク、メーカー名、製品名、タイヤサイズ等の表示部が形成されている。
【0003】
このようなタイヤサイドウォールの表面に設けられた表示部は、基部の曲面の大きさ(曲率半径)、高さ、側壁の傾斜角度、基部付近の表面粗さ等が、それらが配置される位置によらず同一の設定となっている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、扁平系タイヤ(扁平率55%以下のタイヤ)は、タイヤ断面高さが低く、サイドウォールの変形領域が狭いため、荷重による撓みのみでのタイヤ外表面の歪みがピークを持ちやすくなり、そのピーク値は、一般の扁平率(70%)のタイヤに比べて20〜30%高くなっている。
【0005】
そのため、扁平系タイヤは、タイヤ外表面の歪みにより、サイドウォール外表面の表示部の端部に発生する歪みが一般の扁平率のタイヤよりも高くなり、クラックが発生し易い問題がある。
【0006】
例えば、扁平率70%のタイヤに比べて、扁平率45%のタイヤは、走行距離で20〜30%早くクラックが発生し始める。
【0007】
また、表示部の形成されていない部分においては、特定の箇所、即ち歪みがピークを持つ部分からクラックを発生し易い。
【0008】
本発明は上記問題点を解消するために成されたものであり、扁平率が小さくても、サイドウォールからのクラックの発生を遅らせることの出来る空気入りタイヤを提供することが目的である。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明は、サイドウォールの表面にタイヤ外側へ向けて凸状の表示部が形成された空気入りタイヤであって、タイヤ断面高さの30〜80%の領域内に前記表示部が設けられ、前記表示部の基部は、曲率中心をタイヤ外方に有する円弧曲面を有すると共に、タイヤ径方向外側部分の円弧曲面の曲率半径の方が、タイヤ径方向内側部分の円弧曲面の曲率半径よりも大きく、タイヤ径方向外側部分の前記円弧曲面の曲率半径を、0.35mm〜0.8mmの範囲とすることにより、タイヤ径方向内側部分よりもタイヤ径方向外側部分の方が、応力が分散されるように形成されており、前記表示部は、タイヤ径方向外側部分の基部付近の方がタイヤ径方向内側部分の基部付近よりも表面粗さが細かく形成されている、ことを特徴としている。
【0010】
次に、請求項1に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
【0011】
空気入りタイヤでは、タイヤ断面高さの30〜80%の領域内において、負荷時のサイドウォール外表面は、タイヤ回転軸に沿った断面で見た場合、タイヤ断面高さの約60〜80%の付近でピークを持つ。
【0012】
タイヤ断面高さの30〜80%の領域において凸状の表示部を有する場合、先ず最初に、サイドウォール外表面の歪みのピーク付近の表示部の基部(表示部とサイドウォールとの境界部分)からクラックが発生する。
【0013】
即ち、歪みのピーク位置がタイヤ断面高さの60〜80%の位置にあるため、表示部は、歪みのピーク位置に近いタイヤ半径方向外側部分の方がタイヤ半径方向内側部分よりも早期にクラックを発生し易い。
【0014】
表示部の基部の形状を曲率中心をタイヤ外方に有する円弧曲面とすると、応力が分散するが、請求項1に記載の空気入りタイヤでは、その曲率半径をタイヤ半径方向外側部分の方で大きくすることにより、タイヤ半径方向外側部分の方で応力をより分散させることができる。
請求項1に記載の空気入りタイヤの表示部の基部は、タイヤ径方向内側部分よりもタイヤ径方向外側部分の方で応力が分散されるように形成されているので、表示部のタイヤ径方向外側部分からのクラックの発生を遅らせることが出来る。
なお、タイヤ径方向外側部分の円弧曲面の曲率半径が0.35mm未満になると、クラックが発生する時期を一般タイヤ(扁平率70%)並にすることが出来なくなる場合がある。一方、円弧曲面の曲率半径が0.8mmよりも大きくなると、表示部の視認性が悪化する。
また、表示部は、タイヤ径方向外側部分の基部付近の方がタイヤ径方向内側部分の基部付近よりも表面粗さが細かく形成されている。表面粗さは小さい方が応力を分散させ易いので、表示部の基部付近の表面粗さをタイヤ半径方向外側部分の方で小さくすることにより、タイヤ半径方向外側部分の方で応力をより分散させることができる。
【0021】
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の空気入りタイヤにおいて、前記表示部は、タイヤ径方向外側部分の方がタイヤ径方向内側部分よりも高さが低い、ことを特徴としている。
【0022】
次に、請求項2に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
【0023】
表示部は、高さが低い方が応力を分散させ易いので、高さをタイヤ半径方向外側部分の方で低くすることにより、タイヤ半径方向外側部分の方で応力をより分散させることができる。
【0024】
請求項3に記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の空気入りタイヤにおいて、前記表示部の側壁の傾斜角度は、タイヤ径方向外側部分の方がタイヤ径方向内側部分よりも小さい、ことを特徴としている。
【0025】
次に、請求項3に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
【0026】
表示部の側壁の傾斜角度は、小さい方が基部での応力を分散させ易いので、側壁の傾斜角度をタイヤ半径方向外側部分の方で小さくすることにより、タイヤ半径方向外側部分の方で応力をより分散させることができる。
【0034】
【発明の実施の形態】
[第1の実施形態]
本発明の空気入りタイヤの第1の実施形態を図1にしたがって説明する。
【0035】
図1に示すように、空気入りタイヤ10のサイドウォール12の表面には、タイヤ断面高さHの30〜80%(0.3H〜0.8H)の領域内に、タイヤ外側へ向けて凸状の刻印文字14が、タイヤ周方向に沿って形成されている。
【0036】
なお、本実施形態の空気入りタイヤ10は、扁平率が55%以下の空気入りタイヤであり、内部構造は通常の空気入りタイヤと同様であるので、内部構造に関しての説明は省略する。
【0037】
なお、図1中、符号16はビードコア、符号18はカーカス、符号20はベルト、符号22はトレッド、符号24はビード部を示す。
【0038】
刻印文字14の基部には、曲率中心をタイヤ外方に有する円弧曲面26が形成されている。
【0039】
刻印文字14は、タイヤ径方向外側部分の基部の応力をタイヤ径方向内側部分よりも分散させるために、図1(B)に示すタイヤ径方向外側部分の円弧曲面26の曲率半径R1の方が、図1(C)に示すタイヤ径方向内側部分の円弧曲面26の曲率半径R2よりも大きく設定されている。
【0040】
タイヤ径方向外側部分の円弧曲面26の曲率半径R1は、0.35mm以上0.8mm以下が好ましく、0.4mm以上0.6m以下が更に好ましい。
【0041】
なお、円弧曲面26の曲率半径R1が0.8mmよりも大きくなると、刻印文字14の視認性が悪化する。
【0042】
刻印文字14は、タイヤ径方向外側部分の基部の応力をタイヤ径方向内側部分よりも分散させるために、タイヤ径方向外側部分の方の高さH1が、タイヤ径方向内側部分の高さH2よりも低く設定されている。
【0043】
刻印文字14のタイヤ径方向外側部分の基部の応力をタイヤ径方向内側部分よりも分散させるために、刻印文字14のタイヤ径方向外側部分の側壁14Aの傾斜角度(サイドウォール12の表面の接線Lに対する角度)θ1は、タイヤ径方向内側部分の側壁14Aの傾斜角度θ2よりも小さく設定されている。
【0044】
刻印文字14は、タイヤ径方向外側部分の基部の応力をタイヤ径方向内側部分よりも分散させるために、タイヤ径方向外側部分の基部付近の方がタイヤ径方向内側部分の基部付近よりも表面粗さが細く設定されている。
(作用)
次に、本実施形態の空気入りタイヤ10の作用を説明する。
【0045】
扁平率が55%以下の空気入りタイヤ10のサイドウォール12の外表面においては、タイヤ断面高さの約60〜80%の付近で負荷による歪みのピークを持つ。
【0046】
また、サイドウォール12と刻印文字14の側壁14Aとの境界部分では、応力が集中し易いが、本実施形態では、刻印文字14が、上記のようにタイヤ径方向内側部分よりも歪みのピーク位置に近いタイヤ径方向外側部分の方で応力がより分散されるように形成されているので、タイヤ径方向外側部分からのクラックの発生を遅らせることが出来、タイヤ全体としてもクラックの発生時期を一般タイヤ(扁平率70%)並にすることが出来る。
【0047】
タイヤ径方向外側部分の円弧曲面の曲率半径が0.35mm未満になると、クラックが発生する時期を一般タイヤ(扁平率70%)並にすることが出来なくなる場合がある。
【0048】
なお、扁平率が55%以下の空気入りタイヤ10においては、刻印文字14のタイヤ径方向外側部分の方の高さH1が1.0mm以下が好ましく、0.6mm以下が更に好ましい。
【0049】
刻印文字14のタイヤ径方向外側部分の側壁14Aの傾斜角度θ1は、60°以下が好ましく、45°以下が更に好ましい。
【0050】
刻印文字14タイヤ径方向外側部分の基部付近の表面粗さは、算術平均粗さ(Ra)では1.6a、最大高さ(Ry)では6.3s、十点平均粗さ(Rz)では6.3zよりも細かいことが好ましい。
[第2の実施形態]
本発明の空気入りタイヤの第2の実施形態を図2にしたがって説明する。
【0051】
なお、第1の実施形態と同一構成には同一符号を付し、その説明は省略する。
【0052】
図2に示すように、空気入りタイヤ10のサイドウォール12の表面には、タイヤ断面高さHの30〜80%(0.3H〜0.8H)の領域内に、応力分散用凸部28が、タイヤ周方向に沿って形成されている。
【0053】
この応力分散用凸部28は、サイドウォール12の中でも、外表面の歪みのピーク位置に形成されている。
【0054】
なお、サイドウォール12の外表面の歪みのピーク位置は、以下のようにして求める。
【0055】
応力分散用凸部28の設けられていない空気入りタイヤを標準リムに装着して、標準空気圧を充填する。
【0056】
そして、リムに装着した空気入りタイヤのサイドウォールに2mm間隔のメッシュを描く。
【0057】
次に、リムに装着した空気入りタイヤに正規荷重を負荷させ、メッシュの間隔が最も伸びた部分を歪みのピーク位置とする。
【0058】
なお、標準リムとはJATMA(日本自動車タイヤ協会)のYear Book2001年度版規定のリムであり、標準空気圧とはJATMA(日本自動車タイヤ協会)のYear Book2001年度版の最大負荷能力に対応する空気圧であり、正規荷重とはJATMA(日本自動車タイヤ協会)のYear Book2001年度版の単輪を適用した場合の最大負荷能力に相当する荷重である。
【0059】
なお、使用地又は製造地において、TRA規格、ETRTO規格が適用される場合は各々の規格に従う。
【0060】
応力分散用凸部28の形状は、サイドウォール12からなだらかに盛り上がる山形形状が好ましい。
【0061】
本実施形態の応力分散用凸部28の形状は、頂部が外側に凸となる円弧形状であり、裾野がタイヤ外側に曲率中心を有する凹状の円弧形状である。
(作用)
次に、本実施形態の空気入りタイヤ10の作用を説明する。
【0062】
本実施形態の空気入りタイヤ10では、サイドウォール12の外表面において歪みのピークを持つ位置に、応力分散用凸部28を設けたので、該位置でのカーカス外側のゴムゲージが厚くなり、応力を分散することができ、クラックの発生を遅らせることが出来る。
【0063】
なお、応力分散用凸部28のサイドウォール12からの高さ寸法H3は、0.8mm以上が好ましく、1.5mm以上が更に好ましい。
【0064】
また、応力分散用凸部28の幅Wは、3mm以上が好ましく、5mm以上が更に好ましい。
(試験例1)
本発明の効果を確かめるために、従来例の空気入りタイヤ及び本発明の適用された実施例の空気入りタイヤを用意し、ドラム走行試験を実施した。
【0065】
ドラム走行試験:サイズ215/45R17の試験タイヤをリム(7J)に装着し、内圧180kPa、荷重430kg、速度50km/hでドラム上を走行させ、サイドウォールにクラックを発生した時点の走行距離を調べた。
【0066】
試験タイヤは、タイヤ断面高さの32〜78%の領域に表示部(社名、及びブランド名)が設けられており、負荷時のサイドウォール外表面の歪みのピーク位置は、タイヤ断面高さの62%の位置である。
【0067】
従来例及び実施例の空気入りタイヤの各部の仕様、及びクラック発生までの走行距離は以下の表1に記載した通りである。
【0068】
なお、表内の「基部付近の表面粗さ」は、算術平均粗さ(Ra)では0.4a〜1.6a、最大高さ(Ry)では1.6s〜6.3s、十点平均粗さ(Rz)では1.6z〜6.3zの範囲内でのことであり、極細は普通よりも相対的に滑らかであることを示している。
【0069】
また、表示部の高さは、サイド部表面から表示部の距離を算出し、図1のようにサイド部仮想輪郭線(2点鎖線)を想定できる場合は、仮想輪郭線からの距離を算出して良い。
【0070】
【表1】
(試験例2)
本発明の効果を確かめるために、サイズ215/55R16の試験タイヤについて試験例1と同様にドラム走行試験を実施した。
【0071】
ドラム走行試験:試験タイヤをリム(7J)に装着し、内圧180kPa、荷重490kg、速度50km/hでドラム上を走行させ、サイドウォールにクラックを発生した時点の走行距離を調べた。
【0072】
試験タイヤは、タイヤ断面高さの32〜70%の領域に表示部(社名、及びブランド名)が設けられており、負荷時のサイドウォール外表面の歪みのピーク位置は、タイヤ断面高さの64%の位置である。
【0073】
従来例2及び実施例2の空気入りタイヤの各部の仕様、及びクラック発生までの走行距離は以下の表2に記載した通りである。
【0074】
【表2】
(試験例3)
本発明の効果を確かめるために、サイズ215/45R17の試験タイヤについて試験例1と同様にドラム走行試験を実施した。
【0075】
ドラム走行試験:試験タイヤをリム(7J)に装着し、内圧180kPa、荷重430kg、速度50km/hでドラム上を走行させ、サイドウォールにクラックを発生した時点の走行距離を調べた。
【0076】
試験タイヤは、タイヤ断面高さの32〜78%の領域に表示部(社名、及びブランド名)が設けられている。
【0077】
従来例3及び実施例3の空気入りタイヤの各部の仕様、及びクラック発生までの走行距離は以下の表3に記載した通りである。
【0078】
【表3】
(試験例4)
本発明の効果を確かめるために、サイズ215/55R16の試験タイヤについて試験例1と同様にドラム走行試験を実施した。
【0079】
ドラム走行試験:試験タイヤをリム(7J)に装着し、内圧180kPa、荷重490kg、速度50km/hでドラム上を走行させ、サイドウォールにクラックを発生した時点の走行距離を調べた。
【0080】
試験タイヤは、タイヤ断面高さの32〜70%の領域に表示部(社名、及びブランド名)が設けられている。
【0081】
従来例4及び実施例4の空気入りタイヤの各部の仕様、及びクラック発生までの走行距離は以下の表4に記載した通りである。
【0082】
【表4】
(試験例5)
本発明の効果を確かめるために、サイズ215/45R17の試験タイヤについて試験例1と同様にドラム走行試験を実施した。
【0083】
ドラム走行試験:試験タイヤをリム(7J)に装着し、内圧180kPa、荷重430kg、速度50km/hでドラム上を走行させ、サイドウォールにクラックを発生した時点の走行距離を調べた。
【0084】
従来例5及び実施例5の空気入りタイヤの各部の仕様、及びクラック発生までの走行距離は以下の表5に記載した通りである。
【0085】
なお、歪みのピーク位置は、断面高さを100%としたときの位置である。
【0086】
また、歪みのピーク値は、メッシュの間隔が伸びた割合である。
【0087】
【表5】
(試験例6)
本発明の効果を確かめるために、サイズ215/55R16の試験タイヤについて試験例1と同様にドラム走行試験を実施した。
【0088】
ドラム走行試験:試験タイヤをリム(7J)に装着し、内圧180kPa、荷重490kg、速度50km/hでドラム上を走行させ、サイドウォールにクラックを発生した時点の走行距離を調べた。
【0089】
従来例6及び実施例6の空気入りタイヤの各部の仕様、及びクラック発生までの走行距離は以下の表6に記載した通りである。
【0090】
【表6】
【0091】
【発明の効果】
以上説明した如く本発明に係る空気入りタイヤは、扁平率が小さくても、サイドウォールからのクラックの発生を遅らせることができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A)は本発明の第1の実施の形態に係る空気入りタイヤの回転軸に沿った断面図であり、(B)は図1(A)の刻印文字のタイヤ半径方向外側部分付近の拡大断面であり、(C)は図1(A)の刻印文字のタイヤ半径方向内側部分付近の拡大断面である。
【図2】本発明の第2の実施の形態に係る空気入りタイヤの回転軸に沿った断面図である。
【符号の説明】
10 空気入りタイヤタイヤ
12 サイドウォール
14 刻印文字(表示部)
28 応力分散用凸部
Claims (3)
- サイドウォールの表面にタイヤ外側へ向けて凸状の表示部が形成された空気入りタイヤであって、
タイヤ断面高さの30〜80%の領域内に前記表示部が設けられ、
前記表示部の基部は、曲率中心をタイヤ外方に有する円弧曲面を有すると共に、タイヤ径方向外側部分の円弧曲面の曲率半径の方が、タイヤ径方向内側部分の円弧曲面の曲率半径よりも大きく、タイヤ径方向外側部分の前記円弧曲面の曲率半径を、0.35mm〜0.8mmの範囲とすることにより、タイヤ径方向内側部分よりもタイヤ径方向外側部分の方が、応力が分散されるように形成されており、
前記表示部は、タイヤ径方向外側部分の基部付近の方がタイヤ径方向内側部分の基部付近よりも表面粗さが細かく形成されている、ことを特徴とする空気入りタイヤ。 - 前記表示部は、タイヤ径方向外側部分の方がタイヤ径方向内側部分よりも高さが低い、ことを特徴とする請求項1に記載の空気入りタイヤ。
- 前記表示部の側壁の傾斜角度は、タイヤ径方向外側部分の方がタイヤ径方向内側部分よりも小さい、ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の空気入りタイヤ。
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