JP4339331B2

JP4339331B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4339331B2
Application number: JP2006117678A
Authority: JP
Inventors: 瑞哉竹内
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2006-04-21
Filing date: 2006-04-21
Publication date: 2009-10-07
Anticipated expiration: 2026-04-21
Also published as: US20090272472A1; WO2007123184A1; EP2014487A1; JP2007290428A; EP2014487A4; EP2014487B1

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、経時劣化の度合いを外観で視認することができるようにした空気入りタイヤに関する。

一般に、空気入りタイヤの寿命は、トレッド面の摩耗状態を基準に判断されるようになっている。そのため、トレッド部の溝底に溝深さよりも浅い突起状のウェアーインジケーターを設け、トレッドがウェアーインジケーターまで摩耗したときをタイヤの寿命と判定するようになっている。また、サイドウォール部の摩耗状態を視認できるようサイドプロテクターの表面に特殊な突起を設けるようにすることも提案されている（例えば、特許文献１を参照）。

しかし、空気入りタイヤは、トレッドの摩耗だけで寿命を決められるものではなく、使用過程によっては、トレッドが摩耗限界に達する前に、サイド部が破壊してしまうことがある。例えば、トレッドがほとんど摩耗していないにも拘らず、サイド部などの他の構成部材の劣化が進んでいる場合には、その劣化により摩耗限界前にタイヤが破壊に至ることがある。しかし、従来のタイヤは殆どがトレッドの摩耗によって寿命を判定するとの認識が定着することにより、上述のようなタイヤ材料の経時劣化に基づく寿命については、ほとんど考慮されていなかった。
特開２００３−２００７１６号公報

本発明の目的は、タイヤ材料の経時劣化をタイヤ寿命として外観で視認することができるようにした空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、円錐を軸方向に平行な平面で分割して凹部の曲率半径が頂点から底部まで順次大きくなるように連続的に配列した半割り円錐状の凹部を劣化インジケータとし、この劣化インジケータをトレッド面以外のタイヤ露出面に軸方向をタイヤ周方向に向けるように配置し、この劣化インジケータが、環境因子及び／又は使用因子に基づくクラックの発生を経時的に前記曲率半径の小さい凹部ほど早く現わすようにしたことを特徴とする。

本発明の空気入りタイヤによれば、円錐を軸方向に平行な平面で分割して凹部の曲率半径が頂点から底部まで順次大きくなるように連続的に配列した半割り円錐状の凹部を劣化インジケータとし、この劣化インジケータをトレッド面以外のタイヤ露出面に軸方向をタイヤ周方向に向けるように配置し、この劣化インジケータが、環境因子及び／又は使用因子に基づくクラックの発生を経時的に前記曲率半径の小さい凹部ほど早く現わすようにしたので、そのタイヤの使用過程において、劣化インジケータの領域に順次発生するクラックを視認することによりタイヤの余命を簡単に知ることができる。したがって、その余命に応じて、トレッドの摩耗量の如何に拘らず新しいタイヤに交換することにより未然に事故を防止することができる。

図１は、本発明の空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線方向の半断面図である。

図１において、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。ビード部３に埋設された左右一対のビードコア４間にカーカス層５が装架され、このカーカス層５の外周側に、上下一対のベルト層６がタイヤ１周にわたって配置されている。サイドウォール部２の表面には、以下に詳細を説明するような劣化インジケータ７が配置されている。

劣化インジケータ７は、環境因子及び／又は使用因子に基づくタイヤ材料のクラック発生が経時的に互いに異なる２以上の領域が並置して構成された表示部である。これらの領域のクラックの発生は、タイヤ本体よりもやや早く起るように調整されることが好ましい。本発明において、これらの領域は、クラックの発生順に配列される。また、タイヤ材料の経時劣化に関与する環境因子及び／又は使用因子とは、例えば、熱、光、酸素、オゾン、歪などであり、これらから選ばれる少なくとも１種を因子とすることができる。

上記劣化インジケータは、トレッド面以外のタイヤ露出部であって、目視により容易に確認できる箇所に設けられる。この劣化インジケータの具体的な構成としては、大別して（１）２種類以上のゴム成分の配合を所定の割合で変化させた複数種類のゴム組成物の組合せで構成する場合と、（２）ゴム組成は同一であってよいが、複数の大きさの異なる曲率半径により形成した凹部で構成する場合とがある。本発明は上記（２）を採用する。上記（２）の曲率半径の異なる凹部の領域は、タイヤ露出部に連続的に配列するものであってもよく、間欠的に配列するものであってもよい。タイヤ露出部は、トレッド面以外のタイヤ露出部であれば特に限定されないが、好ましくはサイドウォール部やビード部の表面がよく、さらに好ましくはサイドウォール部の表面がよい。サイドウォール部については、特に環境因子及び／又は使用因子の影響が大きいタイヤ最大幅の領域にするとよい。

図２は、本発明の参考例として、上記（１）の複数種類のゴム組成物の組み合わせからなる劣化インジケータを例示する。劣化インジケータ７を構成する複数の領域Ａ〜Ｄは、クラックの発生時期が早い順にＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄと連続して接するように配列されている。

各領域Ａ〜Ｄのゴム組成物は、タイヤ本体のゴム材料より、環境因子及び／又は使用因子に対して同等以下に早くクラックを発生するものであれば特に限定されない。例えば、ＮＲ、ＩＲ、ＢＲ、ＳＢＲ等のジエン系ゴム、エチレン−プロピレン共重合ゴム、スチレン系エラストマー等を主成分にし、カーボンブラック、プロセスオイル、加硫剤等の配合剤を適宜添加したゴム組成物を用いることができる。

異なるゴム組成物からなる領域Ａ〜Ｄの配列としては、図２のように連続配置することに代えて、図３のように間欠的に配置するようにしてもよい。このような間欠形態にすると、各領域の経時劣化に基づくクラック発生の有無を視認しやすくすることができる。また、各領域の配列はランダムではなく、クラックの発生時期の順に並べるようにする。

図４は、本発明の実施形態であり、上記（２）の曲率半径の異なる複数の凹部で構成した劣化インジケータを示す。

図４の劣化インジケータ７は、円錐を軸方向に平行な面で分割した形状の凹部８からなり、円錐の直径は、頂点に近いほど小さく、底部に向かうほど順次大きくなるので、領域Ａの曲率半径Ｒが最も小さく、領域Ｄの曲率半径Ｒが最も大きくなっている。曲率半径Ｒが小さいほど応力が集中しやすいので、クラックは最初に領域Ａで発生し、次いで領域Ｂ、Ｃ、Ｄの順に発生する。また、凹部の形状としては、円錐を分割した形状に限られるものではなく、楕円球体、ラグビーボール形又は卵形などを半割りにしたものでもよい。

なお、凹部は曲率半径の違いによりクラック発生時期を調整するものであるので、凹部を形成する箇所は、タイヤ本体と同じゴム組成物であっても、タイヤ本体とは異なるゴム組成物であってもよい。

図４は、曲率半径の異なる凹部を連続的に配置した場合である。図５は、本発明の参考例であり、底部の曲率半径Ｒが異なる２以上の独立した凹部８を間欠的に並置するものである。この例では、領域Ａ〜Ｄを構成する球体及び楕円球体の一部は、それぞれタイヤ表面の直径をほぼ等しくしながら、曲率半径及び深さが異なり、領域Ａの底部の曲率半径Ｒが小さく、領域Ｄの底部の曲率半径Ｒが大きくなるように形成されている。また、凹部は、球体の直径又は楕円球体の長径又は短径を含む平面で２分割した形状でもよいし、或いはこれらの平面からオフセットした任意の平面で分割した形状であってもよい。

上述した図２〜５のいずれの場合も、領域Ａ〜Ｄは、タイヤ周方向に沿って配列することが好ましい。

以下に、実施例を挙げて本発明を説明するが、これにより本発明の範囲が制限を受けるものではない。

参考例
サイドウォール部のタイヤ最大幅の領域に、下記構成の領域Ａ〜Ｄからなる劣化インジケータを形成したタイヤサイズ２７５／８０Ｒ２２．５で、図１に示すタイヤ構造を有する空気入りタイヤを作製した。領域Ｄのゴム組成をサイドウォール部と同じ下記のゴム成分の配合比がＮＲ／ＢＲ＝４０／６０のゴム組成にし、領域Ｃ、Ｂ、Ａをゴム成分の配合比（ＮＲ／ＢＲ）だけを表１に記載のように異ならせたゴム組成にして、順にクラックの発生時期が早くなるように配列した。

上記の空気入りタイヤについて、平均走行距離がほぼ同等の二人のユーザーＭ及びＮにより実車試験を行い、劣化インジケータの領域Ａ〜Ｄのクラック発生状況とタイヤの残存強度を下記の測定方法により評価した。その結果を表１に示す。

［ゴム組成］
・ＮＲ（天然ゴムＳＴＲ２０）；４０重量部
・ＢＲ（ブタジエンゴム、日本ゼオン社製ＮｉｐｏｌＢＲ１２２０）；６０重量部
・ＨＡＦ級カーボンブラック（東海カーボン社製シーストＮ）；４０重量部
・酸化亜鉛（正同化学工業社製酸化亜鉛３種）；３重量部
・ステアリン酸（日本油脂社製ビーズステアリン酸ＮＹ）；１．５重量部
・老化防止剤（フレキシス社製６ＰＰＤ）；４重量部
・軟化剤（昭和シェル石油社製アロマオイルデソレックス３号）；６重量部
・イオウ（鶴見化学工業社製金華印微粉硫黄）；１．５重量部
・加硫促進剤（大内新興化学工業社製ノクセラーＮＳ）；０．７５重量部
［劣化インジケータのクラック発生状況］
実車試験の期間を６月、１２月、２４月及び３６月とし、各期間毎に劣化インジケータの領域Ａ〜Ｄにクラック発生の有無を目視評価した。

［タイヤの残存強度］
各試験期間を経過したタイヤを、残溝５ｍｍ以上のタイヤについては残溝５ｍｍまでバフし、速度５０ｋｍ／ｈ、規格荷重に対して１５０％の荷重をかける条件でドラム試験を行った。その結果を、新品タイヤを残溝５ｍｍまでバフし、同じ条件でドラム試験した破壊距離を１００とする指数で表し、残存強度とした。この数値が低いほど、経時劣化が進んでいることを表す。

表１の結果からユーザーが異なり使用過程が異なる場合でも、劣化インジケータにおいて、クラックの発生状況がほぼ同じであれば、タイヤの残存強度がほぼ同じになることが認められた。

実施例
サイドウォール部のタイヤ最大幅の領域に、溝底の曲率半径が３ｍｍ、６ｍｍ、９ｍｍ及び１２ｍｍと順次大きくなる領域Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤを形成する半割り円錐体の凹部をもつ図４の劣化インジケータを、タイヤ周方向に形成したタイヤサイズ２７５／８０Ｒ２２．５で、図１に示すタイヤ構造を有する空気入りタイヤを作製した。なお、サイドウォール部のゴム組成は参考例のサイドウォール部のゴム組成と同じにした。

得られた空気入りタイヤを、平均走行距離がほぼ同等の二人のユーザーＰ及びＱにより実車試験を行い、劣化インジケータの領域Ａ〜Ｄのクラック発生状況とタイヤの残存強度を実施例１と同じ測定方法により評価した。その結果を表２に示す。

表２の結果からユーザーが異なり使用過程が異なる場合でも、劣化インジケータにおいて、クラックの発生状況がほぼ同じであれば、タイヤの残存強度がほぼ同じになることが認められた。

また、表１及び表２の結果から、劣化インジケータを確認することによりタイヤの経時劣化の進み具合を容易に視認できることが確認された。そしてタイヤ表面に劣化の兆候が認められない場合でも、劣化インジケータがある一定のレベルに達したことにより経時劣化の進み度合い及び残存強度を推定することができることが認められた。

本発明の空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線方向の半断面図である。本発明の参考例として、空気入りタイヤが有する劣化インジケータの一例を示す説明図である。本発明の参考例として、空気入りタイヤが有する劣化インジケータの他の例を示す説明図である。本発明の空気入りタイヤが有する劣化インジケータの実施態様の一例を示す説明図であり、（ａ）はサイドウォール部に配置したときの平面図、（ｂ）は（ａ）の４ｂ-４ｂ矢視断面図、（ｃ）は（ａ）の４ｃ-４ｃ矢視断面図である。本発明の参考例として、空気入りタイヤが有する劣化インジケータの他の例を示す説明図であり、（ａ）はサイドウォール部に配置したときの平面図、（ｂ１）乃至（ｂ４）は（ａ）のｂ１−ｂ１乃至ｂ４−ｂ４矢視断面図である。

符号の説明

１トレッド部
７劣化インジケータ
８凹部

Claims

円錐を軸方向に平行な平面で分割して凹部の曲率半径が頂点から底部まで順次大きくなるように連続的に配列した半割り円錐状の凹部を劣化インジケータとし、この劣化インジケータをトレッド面以外のタイヤ露出面に軸方向をタイヤ周方向に向けるように配置し、この劣化インジケータが、環境因子及び／又は使用因子に基づくクラックの発生を経時的に前記曲率半径の小さい凹部ほど早く現わすようにした空気入りタイヤ。
前記環境因子及び／又は使用因子が、熱、光、酸素、オゾン、歪から選ばれた少なくとも１種である請求項１に記載の空気入りタイヤ。