JP5024994B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は空気入りタイヤに関し、より詳細には、重量の増加を伴うことなくタイヤの横剛性がより大きく高められ操縦安定性が向上された空気入りタイヤに関する。

タイヤのサイドウォールの剛性が低くなると、タイヤの操縦安定性が低下することがある。操縦安定性を確保する観点から、タイヤのサイドウォールの剛性を高めることは重要である。サイドウォールの剛性を高める方法として、サイドウォールのゴムの厚さを厚くする方法がある。また、特許文献１に記載されたタイヤでは、リムを保護する目的で、サイドウォールに凹凸を設けている。

特開２００２−５９７１２号公報（図１、２）

サイドウォールのゴムの厚さを厚くすると、サイドウォールの剛性を高めることができる。その反面、タイヤの重量が増加しタイヤの発熱量が増大するため、タイヤの耐久性が低下してしまう。また、特許文献１に記載されたタイヤは、サイドウォールの剛性を高めることを目的としたものではない。

ゴムの厚さを厚くしてサイドウォールの剛性を高くすると、タイヤの縦剛性と横剛性が同時に高くなる。タイヤの横剛性が高くなると操縦安定性が向上するが、タイヤの縦剛性が高くなっても操縦安定性の向上に寄与しない。そのため、縦剛性に比べてタイヤの横剛性をより大きく高めて操縦安定性を向上することが望まれていた。

したがって、本発明の目的は、重量の増加を伴うことなく縦剛性に比べてタイヤの横剛性をより大きく高めて、操縦安定性を向上させることにある。

上記課題を解決するため、本願発明の空気入りタイヤは、表面が波形であり、波形の凹部及び凸部がタイヤ半径方向に延びる凹凸環状部をタイヤのサイドウォールに備え、
前記凹部は、前記凹凸環状部に対してタイヤ半径方向外側及び内側にあるサイドウォール表面よりも陥没し、
前記凹凸環状部の上端及び下端は、それぞれタイヤ断面高さの５０％〜７５％及び１５％〜５０％の範囲に位置し、少なくともタイヤ断面高さの２０％以上の断面高さを有し、
前記凹部の、最外側カーカスからの厚さが２ｍｍ〜１２ｍｍであり、前記凹部と前記凸部との高低差が４ｍｍ〜１４ｍｍであることを特徴とする。

また、本願発明は、更に前記凹凸環状部の、隣接する前記凹部同士及び前記凸部同士の間隔が１０ｍｍ〜８０ｍｍとした空気入りタイヤでもある。

凹凸環状部の表面は波形を有し、凹部及び凸部がタイヤ半径方向に延びているので、サイドウォールの剛性が高められている。凹凸環状部の位置及び断面高さを所定の範囲にすることにより、縦剛性に比べてタイヤの横剛性をより大きく高めて、操縦安定性を向上させることができる。また、凹部と凸部とが交互に配置されていることから、ゴムの量の増加を最小限に抑えることができ、走行中のサイドウォールの発熱を抑えられ、タイヤの耐久性が向上される。

以下、図面を用いて、本発明に係る空気入りタイヤの実施の形態を説明する。図１は、本発明に係る空気入りタイヤの一部を示す斜視図で、タイヤ右半断面とサイド部の一部を示している。図において、ビードコア１を巻回するカーカス２がトロイダル形状に形成されている。トレッド４がカーカス２のタイヤ半径方向外側に配置され、サイドウォール５は、ビード部３とトレッド４とを連結している。これらは公知の空気入りタイヤの構造であり、図ではベルト層やベルト補強層を省略している。

サイドウォール５は、タイヤ周方向に環状に延びる凹凸環状部１０が形成されている。凹凸環状部１０の表面は波形を有しており、波形の凹部１１及び凸部１２はタイヤ半径方向に延びている。凹部１１及び凸部１２が交互にタイヤ周方向に配置されているので、サイドウォール５の剛性が高められている。また、凹部１１と凸部１２とが交互に配置されていることから、ゴムの量の増加を最小限に抑えることができ、その結果、走行中のサイドウォール５の発熱を抑えられ、タイヤの耐久性が向上される。

カーカス２（カーカスが複数枚あるときは最外側のカーカスとする）の下端２ｂから赤道線Ｃ上でのトレッド４の表面までのタイヤ断面高さをＨとして、凹凸環状部１０の上端１０ｔの高さＨ１は、タイヤ断面高さＨの５０％〜７５％が好ましく、凹凸環状部１０の下端１０ｂの高さＨ２は、タイヤ断面高さＨの１５％〜５０％が好ましい。また、凹凸環状部１０の断面高さＷ（＝Ｈ１−Ｈ２）を少なくともタイヤ断面高さＨの２０％以上とすることが好ましい。これらの範囲を外れて凹凸環状部１０の断面高さＷが低くなると、サイドウォール５の剛性を高めることができない。逆に、凹凸環状部１０の断面高さＷが高くなると、タイヤが撓んだときに凹凸環状部１０が地面に接触し、凹凸環状部１０が損傷を受けることがある。

図２は、凹凸環状部１０のタイヤ周方向断面（図１のＡ−Ａ線断面）を示す図である。カーカス２から凹凸環状部１０の凹部１１までの厚さＤ１は、２ｍｍ〜１２ｍｍが好ましい。厚さＤ１が２ｍｍ未満であると、凹部１１の厚さが薄くなりすぎてサイドウォール５の耐久性が低下する。逆に厚さＤ１が１２ｍｍを超えると、タイヤの重量が増えて発熱量が増大するので、タイヤの耐久性が低下する。また、凹部１１と凸部１２との高低差Ｄ２は、４ｍｍ〜１４ｍｍが好ましい。高低差Ｄ２が４ｍｍ未満であると、凹凸環状部１０がサイドウォール５の剛性を高める効果が低くなる。逆に高低差Ｄ２が１４ｍｍを超えると、凹部１１にクラックが発生しやすくなるので、タイヤの耐久性が低下する。

隣接する凹部１１同士及び凸部１２同士の間隔Ｐは、１０ｍｍ〜８０ｍｍが好ましい。間隔Ｐが１０ｍｍ未満であると、凹部１１にクラックが発生し易くなる。逆に間隔Ｐが８０ｍｍを超えると、凹部１１、凸部１２の数が減少するため、凹凸環状部１０がサイドウォール５の剛性を高める効果が低くなる。

なお、周方向断面の位置によって凹凸環状部１０の凹部１１の厚さＤ１、高低差Ｄ２、間隔Ｐは変化するが、いずれの周方向断面においても上述の範囲内にあればよい。

本願では、波形とは図１、２に示した正弦波形状のほか、図３、４に示す三角波形状であってもよい。図３は本発明の他の実施の形態に係る空気入りタイヤの一部を示す斜視図であり、図４は凹凸環状部１０のタイヤ周方向断面（図３のＢ−Ｂ線断面）を示す図である。凹凸環状部１０の寸法（上端及び下端の高さＨ１、Ｈ２、凹部１１の厚さＤ１、高低差Ｄ２、間隔Ｐ）を上述の範囲にすることで、サイドウォール５の剛性が高めることができ、縦剛性に比べてタイヤの横剛性がより大きく高められる。その結果、操縦安定性を向上させることができる。また、タイヤの重量の増大が極力抑えられサイドウォール５の発熱を抑えタイヤの耐久性が向上される。

実施例として本発明に係る空気入りタイヤ、比較例に係るタイヤを試作し評価を行なった。なお、比較例１は凹凸環状部を備えていないタイヤであり、いずれのタイヤサイズは１９５／６５Ｒ１５、リムサイズは１５×６−ＪＪで、内圧は２００ｋＰａであった。凹凸環状部の各寸法及び評価結果は表１に示す。

表１において、縦剛性は、圧縮試験機により、タイヤに基準負荷（４８０ｋｇｆ）の１１０％及び９０％の荷重を掛けたときの各縦撓み量を測定し、両者の平均値を縦撓み量として求め、基準負荷値を縦撓み量で割った値であり、比較例１を１００とした指数で表し、数字が小さいほどタイヤの縦剛性が高いことを示す。横剛性は、タイヤに基準負荷を掛けた状態で、基準負荷の３０％の横方向の力を更にタイヤに掛けて横撓み量を測定し、横方向の力の値を横撓み量で割った値であり、比較例１を１００とした指数で表し、数字が小さいほどタイヤの横剛性が高いことを示す。

耐久性は、ＪＩＳ Ｄ４２３０に準拠した試験方法により、タイヤが故障するまでの走行距離であり、比較例１を１００とした指数で表し、数字が大きいほど耐久性が高いことを示す。タイヤ重量は、比較例１を１００とした指数で表し、数字が大きいほどタイヤの重量が軽いことを示す。

操縦安定性は、排気量２０００ｃｃの乗用車に装着し、乾燥したアスファルト路面を走行したときのドライバーのフィーリング評価値で、比較例１を１００とした指数で表し、数字が大きいほど操縦安定性が良いことを示す。

表１によれば、本願発明のタイヤは、タイヤ重量の増加による耐久性の低下を伴うことなく、タイヤの横剛性が高められ、操縦安定性を向上させることができた。例えば、実施例２と比較例３とを比べると、同程度に横剛性を高められているが、実施例２ではタイヤ重量の低減を実現できている。比較例３では縦剛性がそれ以上に高められ、操縦安定性が低下している。

比較例２では凹凸環状部の断面高さＷが低すぎるためタイヤの剛性を高める効果がほとんどなかった。比較例３−５では、凹凸環状部の位置Ｈ１、Ｈ２や断面高さＷが不適切であったり、凹凸環状部の厚さＤ１や高低差Ｄ２が大きく凹凸間隔Ｐも狭いため、横剛性に比べてタイヤの縦剛性がより大きくなり、却って操縦安定性が低下し、耐久性も低下した。比較例４では凹凸環状部の厚さＤ１や高低差Ｄ２が小さく、間隔Ｐも広いため、タイヤの剛性が低下し操縦安定性が低下した。

本発明に係る空気入りタイヤの一部を示す斜視図である。 凹凸環状部１０のタイヤ周方向断面（図１のＡ−Ａ線断面）を示す図である。 本発明に係る空気入りタイヤの一部を示す斜視図である。 凹凸環状部１０のタイヤ周方向断面（図３のＢ−Ｂ線断面）を示す図である。

符号の説明

１ ビードコア
２ カーカス
３ ビード部
４ トレッド
５ サイドウォール
１０ 凹凸環状部
１１ 凹凸環状部の凹部
１２ 凹凸環状部の凸部

Claims (2)

1. 表面が波形であり、波形の凹部及び凸部がタイヤ半径方向に延びる凹凸環状部をタイヤのサイドウォールに備え、
   前記凹部は、前記凹凸環状部に対してタイヤ半径方向外側及び内側にあるサイドウォール表面よりも陥没し、
   前記凹凸環状部の上端及び下端は、それぞれタイヤ断面高さの５０％〜７５％及び１５％〜５０％の範囲に位置し、少なくともタイヤ断面高さの２０％以上の断面高さを有し、
   前記凹部の、最外側カーカスからの厚さが２ｍｍ〜１２ｍｍであり、前記凹部と前記凸部との高低差が４ｍｍ〜１４ｍｍであることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記凹凸環状部の、隣接する前記凹部同士及び前記凸部同士の間隔が１０ｍｍ〜８０ｍｍである請求項１に記載の空気入りタイヤ。

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