JP5248294B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、サイドウォール部に色彩の異なる文字やラインが形成された空気入りタイヤに関する。

従来、ファッション性を高めるなどの目的で、サイドウォール部に色彩の異なる文字やラインを形成した空気入りタイヤが知られている。下記特許文献１には、サイドウォール部のカーカスプライの外側に、サイドゴム層とは異なる色彩の異色ゴム層を配設し、その異色ゴム層をサイドゴム層と同色のカバーゴムで被覆すると共に、該カバーゴムをラインの形状に削り落として異色ゴム層を表出させる方法が記載されている。

かかる異色ゴム層としては、ホワイトゴム層が以前から慣用されており、種々の白色模様を形成するのに利用されている。ホワイトゴム層は、走行時に圧縮歪みが繰り返して作用しがちな、タイヤ最大幅位置よりもビード部に近い領域に配設されるのが一般的であり、そのようなホワイトゴム層が配設されたタイヤは、主にＲＶ（レクリエーショナルビークル）やＬＴ（ライトトラック）などの高荷重用車両に使用されることが多い。

ホワイトゴム層は、その白色を保持するため、補強性の高いカーボンブラックを使用することができず、それ故にサイドウォール部を構成する通常のサイドゴム層よりも軟らかく低剛性である。このため、走行時に繰り返し作用する圧縮歪みに起因して、ホワイトゴム層とそれに隣接するサイドゴム層との界面にてセパレーションが発生し易く、タイヤの耐久性や剛性を低下させるという問題があった。

下記特許文献２には、トレッドゴム層に対し、周回ベルト層に隣接するゴム層又は周回ベルト層の被覆ゴムの接する境界が、凹凸形状を呈する界面よりなる空気入りタイヤが記載されている。しかし、これは、あくまでトレッドゴムの剥離（チャンクアウト）を防止するための構造であり、サイドウォール部に配設したホワイトゴム層などの異色ゴム層におけるセパレーション対策を想定したものではない。
特開平９−１６９４号公報 特開平９−７１１０５号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、サイドウォール部に配設した異色ゴム層の界面でのセパレーションの発生を抑えて、耐久性と剛性を向上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。

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち、本発明の空気入りタイヤは、ビード部に設けられたビードフィラーと、前記ビードフィラーを挟み込むように巻き上げられたカーカスプライと、サイドウォール部の前記カーカスプライの外側に配設された第１色彩のサイドゴム層とを備え、前記サイドウォール部の少なくとも片方に、前記サイドゴム層とは異なる第２色彩の文字又はラインが形成された空気入りタイヤにおいて、第２色彩の異色ゴム層が前記サイドゴム層の外側に隣接して配設され、その異色ゴム層の内周端が前記ビードフィラーの外周端よりもタイヤ径方向内側に位置し、前記サイドゴム層と前記異色ゴム層との界面がタイヤ子午線断面にて波形状をなすものである。

本発明に係る空気入りタイヤでは、サイドゴム層と異色ゴム層との界面がタイヤ子午線断面にて波形状をなすことにより、該界面が平坦に形成されている場合に比べて、両ゴム層の接触面積を増やすことができる。そのため、両ゴム層の間の接着強度を高めてセパレーションの発生を抑制し、タイヤの耐久力を向上することができる。しかも、該界面が波形状をなすことで、サイドゴム層のボリュームを増やすことができるため、タイヤ剛性の向上を図ることができる。

本発明に係る空気入りタイヤの一つの態様では、前記異色ゴム層の内周側部分における前記界面の波長を、その外周側部分における前記界面の波長よりも小さくしている。これにより、圧縮歪みが大きくなりがちな異色ゴム層の内周側部分において界面の接着強度がより高められるため、セパレーションの発生を的確に抑えて、タイヤの耐久性を効果的に向上できる。また、異色ゴム層の外周側部分にて界面の波長が比較的大きいことにより、タイヤ成形時に空気が界面にて滞留する不具合（以下、「エア入り」と呼ぶ。）の発生低減に寄与できる。

本発明に係る空気入りタイヤの別の態様では、前記サイドゴム層に向かって突き出した前記界面の頂部の曲率半径を、前記異色ゴム層に向かって突き出した前記界面の頂部の曲率半径よりも小さくしている。これにより、サイドゴム層のボリュームを極力増やして、タイヤの耐久性及び剛性の向上に寄与することができる。

本発明に係る空気入りタイヤの更なる別の態様では、前記界面が、タイヤ径方向に対して傾斜し且つタイヤ軸方向視で放射状に延びる凹凸条よりなる。かかる構成によれば、仮にサイドゴム層と異色ゴム層との界面に微小なセパレーションが発生したとしても、該セパレーションが周上に伝播することを防いで、耐久性の低下を最小限の範囲に留めることができる。また、タイヤ成形時には界面の空気が抜け易くなるため、エア入りの発生が抑えられる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、空気入りタイヤの一例を概略的に示すタイヤ子午線断面図である。図２は、その要部を拡大して示す要部断面図である。本発明は、サイドゴム層と異色ゴム層との界面において、図４のように外周側部分よりも内周側部分で波長が小さい、図５のようにサイドゴム層に向かって突き出る頂部の曲率半径が異色ゴム層に向かって突き出る頂部の曲率半径よりも小さい、または、図７のようにタイヤ径方向に対して傾斜し且つタイヤ軸方向視で放射状に延びる凹凸条が構成するものであるが、そうでない場合におけるタイヤ構造を予め説明する。この空気入りタイヤは、一対のビード部１と、ビード部１の各々からタイヤ径方向外側へ延びるサイドウォール部２と、サイドウォール部２の各々の外周端に連なるトレッド部３と、一対のビード部１の間に架け渡されるように配設されたカーカスプライ４とを備えたラジアルタイヤである。

ビード部１には、鋼線等の収束体をゴム被覆してなる環状のビードコア１ａと、ビードコア１ａのタイヤ径方向外側に位置し、断面三角形状の硬質ゴムからなる環状のビードフィラー１ｂとが設けられている。カーカスプライ４は、ビードコア１ａ及びビードフィラー１ｂを挟み込むように巻き上げられて端部を係止しており、その内側には空気圧を保持するためのインナーライナーゴム層５が配設されている。本実施形態では、１枚のカーカスプライ４が配設された例を示すが、本発明では複数枚のカーカスプライを積層して配設しても構わない。

トレッド部３のカーカスプライ４の外側には、ベルト層６とベルト補強層７が配設され、更にその外側にトレッドゴム層８が配設されている。ビード部１のカーカスプライ４の外側には、車両装着時にリムフランジに当接するリムプロテクター９が配設されている。サイドウォール部２のカーカスプライ４の外側には、サイドゴム層１０が配設されている。これらのゴム層は、通常、補強性の高いカーボンブラックが充填材として使用され、黒色（第１色彩）を呈する。

サイドウォール部２には、白色（第２色彩）を呈するホワイトゴム層１１（前記異色ゴム層に相当）が、サイドゴム層１０の外側に隣接して配設されている。ホワイトゴム層１１の外側面は、黒色で薄肉のカバーゴム１２で被覆されており、これを研削してホワイトゴム層１１を部分的に表出させることで、白色の文字やラインが形成される。ホワイトゴム層１１は、必ずしも両側のサイドウォール部２に配設される必要はなく、本実施形態では車両装着時に車両外側となる側（図１では右側）にのみ配設されている。

ホワイトゴム層１１は、その内周端１１ａがビードフィラー１ｂの外周端よりタイヤ径方向内側に位置し、サイドウォール部２の中でもビード部１に近い領域に配されている。この領域では走行時に圧縮歪みが繰り返して作用し易く、ＲＶやＬＴなどの高荷重用車両に使用されるタイヤでは、近年のスピードシンボルアップ化（高速化）にも伴って、より大きな圧縮歪みが作用する傾向にある。

ホワイトゴム層１１を成形するためのゴム組成は公知であり、本発明では従来公知のゴム組成を特に制限なく使用できる。ホワイトゴム層１１には、補強材としてカーボンブラックが使用されておらず、例えばアルミナやマグネシア、シリカなどの金属酸化物が代用される。ホワイトゴム層１１は、サイドゴム層１０よりも軟らかく低剛性で、そのゴム硬度（ＪＩＳＫ６２５３のデュロメータ硬さ試験（タイプＡ）に準じて測定したゴム硬度）は、例えば４５〜７２°である。

走行時に圧縮歪みが繰り返し作用すると、両ゴム層１０，１１の硬度差・剛性差に起因して、サイドゴム層１０とホワイトゴム層１１との界面２０でセパレーションが発生し易い傾向にあるが、この空気入りタイヤでは、界面２０が波形状をなすことにより、両ゴム層１０，１１の接触面積を増やして接着強度を高め、セパレーションの発生を抑えて耐久力を向上できる。しかも、界面２０では、サイドゴム層１０が外側へ周期的に膨出するため、サイドゴム層１０のボリュームを膨出分だけ増加でき、タイヤ剛性の向上を図ることができる。

図３は、図２に示した界面２０の断面形状を示す模式図である。界面２０の波長Ｗは、両ゴム層１０，１１の接触面積を十分に増やして接着強度を良好に高める観点から、２０ｍｍ以下であることが好ましく、タイヤ成形時におけるエア入りの発生を抑制する観点から、２ｍｍ以上であることが好ましい。また、界面２０の振幅Ａは、接着強度を良好に高める観点から、１ｍｍ以上であることが好ましく、形成した白色の文字やラインにおいて黒色が浮き出て見えないように、１０ｍｍ以下であることが好ましい。

界面２０に作用する圧縮歪みは、その外周側部分に比べて、リムフランジにより近い内周側部分において大きくなる傾向にある。そのため、本発明に係る空気入りタイヤの一つの態様では、図４に示す如く、ホワイトゴム層１１の内周側部分における界面２０の波長Ｗｉを、その外周側部分における界面２０の波長Ｗｏよりも小さくする。例えば、波長Ｗｉは２〜５ｍｍ、波長Ｗｏは５〜２０ｍｍに設定される。波長を小さく設定する領域は、ホワイトゴム層１１の高さ方向の中心よりもタイヤ径方向内側であり、内周端１１ａからホワイトゴム層１１の高さの２５〜５０％に至る領域である。

また、サイドゴム層１０のボリュームを極力増やして、タイヤの耐久性及び剛性の向上に寄与する観点から、本発明に係る空気入りタイヤの別の態様では、図５に示すように、サイドゴム層１０に向かって突き出した界面２０の頂部の曲率半径Ｒ１を、ホワイトゴム層１１に向かって突き出した界面２０の頂部の曲率半径Ｒ２よりも小さくしている。例えば、曲率半径Ｒ１は０．５〜３．０ｍｍに、曲率半径Ｒ２は３〜３０ｍｍに設定される。

界面２０は、図６に示すように、タイヤ軸方向視にてタイヤ周方向に沿って環状に延びる凹凸条よりなり、該凹凸条が同心状に複数配置されることで、前述したような断面波形状をなす。但し、本発明に係る空気入りタイヤの更なる別の態様として、図７に示す如く、タイヤ径方向に対して傾斜し且つタイヤ軸方向視で放射状に延びる凹凸条で構成することも可能である。この場合、セパレーションの伝播を防いで耐久性の低下を抑制し、またエア入りの発生を抑えることもできる。かかる凹凸条は、例えばタイヤ周方向に対して０〜４５°で傾斜する。なお、図６，７は模式図であり、凹凸条のピッチは実際にはもっと細かくなる。

このような断面波形状の界面を有するサイドゴム層１０及びホワイトゴム層１１は、従来公知の手法によって成形可能であり、所定の断面形状で押し出した成形品を環状に連ねる方法、或いは小幅且つ薄肉のゴムリボンを幾重にも巻き付けて所望の断面形状を形成する方法の何れを用いても構わない。

本発明の空気入りタイヤは、サイドウォール部の構造以外は通常のタイヤと同じであり、従来公知の材料、形状、構造、製法などが何れも本発明に採用することができる。

本発明は、サイドウォール部にホワイトゴム層が配設されることが多い、ＲＶやＬＴなどの高荷重用車両に用いられる空気入りタイヤ（高荷重用空気入りタイヤ）として有用である。

［別実施形態］
前述の実施形態では、サイドゴム層とホワイトゴム層との界面の断面形状が、湾曲しながら延びる波形状をなす例を示したが、本発明はこれに限られず、図８のような断面形状であってもよい。（ａ）に示す界面３０は、断面が矩形の波形状をなすものであり、接着面積の増加及びサイドゴム層のボリューム増加の点で好ましいものとなる。（ｂ）に示す界面４０は、断面が三角形の波形状をなす例である。但し、何れにしても界面の角部に歪みが集中する場合があるため、セパレーション対策の点では前述した実施形態が有利である。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、実施例等における評価項目は下記のようにして測定を行った。

（１）一般耐久性
米国自動車安全基準ＦＭＶＳＳ１３９に定める条件に準拠し、ドラム式試験機にて耐久性試験を行い、サイドゴム層とホワイトゴム層との界面でのセパレーションに起因した故障が認められるまでの走行時間を測定した。比較例１の結果を１００とし、数値が大きいほど耐久性に優れていることを示す。

（２）剛性
タイヤをリムに装着し、規定荷重と同時にタイヤ幅方向に沿った横力を負荷したときに、該タイヤを単位長さだけ撓ませるのに必要となる力を測定した。比較例１の結果を１００とし、数値が大きいほど剛性が高いことを示す。

図１，２に示すような構造を有するタイヤ（タイヤサイズ：ＬＴ２８５／７０Ｒ１７）において、サイドゴム層とホワイトゴム層との界面を平坦にしたものを比較例１、該界面を断面波形状にしたものを参考例１及び実施例１〜４とした。なお、参考例１及び実施例１〜３では、界面が図６の如く環状の凹凸条よりなるものとし、実施例４では、界面が図７の如く放射状の凹凸条よりなるものとしている。各例の評価結果を表１に示す。

表１より、参考例１及び実施例１〜４では、比較例１に比べて一般耐久性と剛性を向上できている。また、実施例１では、界面の内周側部分で波長を小さくしたことにより、実施例２では、界面の振幅を大きくしたことにより、実施例３では、界面の頂部の曲率半径に内外で差異を設けたことにより、実施例４では、界面が放射状の凹凸条からなることにより、それぞれ耐久性ないしは剛性を向上できている。

空気入りタイヤの一例を概略的に示すタイヤ子午線断面図 図１の空気入りタイヤの要部を拡大して示す要部断面図 図２に示した界面の断面形状を示す模式図 本発明に係る空気入りタイヤの一つの態様に係る界面の断面形状を示す模式図 本発明に係る空気入りタイヤの別の態様に係る界面の断面形状を示す模式図 タイヤ軸方向から見た界面を示す模式図 タイヤ軸方向から見た界面を示す模式図 本発明に係る空気入りタイヤの更なる別の態様に係る界面の断面形状を示す模式図

符号の説明

１ ビード部
２ サイドウォール部
３ トレッド部
４ カーカスプライ
１０ サイドゴム層
１１ ホワイトゴム層（異色ゴム層）
１１ａ ホワイトゴム層の内周端
１２ カバーゴム
２０ 界面

Claims (3)

1. ビード部に設けられたビードフィラーと、前記ビードフィラーを挟み込むように巻き上げられたカーカスプライと、サイドウォール部の前記カーカスプライの外側に配設された第１色彩のサイドゴム層とを備え、前記サイドウォール部の少なくとも片方に、前記サイドゴム層とは異なる第２色彩の文字又はラインが形成された空気入りタイヤにおいて、
   第２色彩の異色ゴム層が前記サイドゴム層の外側に隣接して配設され、その異色ゴム層の内周端が前記ビードフィラーの外周端よりもタイヤ径方向内側に位置し、前記サイドゴム層と前記異色ゴム層との界面がタイヤ子午線断面にて波形状をなし、
   前記異色ゴム層の内周側部分における前記界面の波長を、その外周側部分における前記界面の波長よりも小さくしており、その波長を小さく設定する領域が、前記異色ゴム層の内周端から前記異色ゴム層の高さの２５〜５０％に至る領域であることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. ビード部に設けられたビードフィラーと、前記ビードフィラーを挟み込むように巻き上げられたカーカスプライと、サイドウォール部の前記カーカスプライの外側に配設された第１色彩のサイドゴム層とを備え、前記サイドウォール部の少なくとも片方に、前記サイドゴム層とは異なる第２色彩の文字又はラインが形成された空気入りタイヤにおいて、
   第２色彩の異色ゴム層が前記サイドゴム層の外側に隣接して配設され、その異色ゴム層の内周端が前記ビードフィラーの外周端よりもタイヤ径方向内側に位置し、前記サイドゴム層と前記異色ゴム層との界面がタイヤ子午線断面にて波形状をなし、
   前記サイドゴム層に向かって突き出した前記界面の頂部の曲率半径を、前記異色ゴム層に向かって突き出した前記界面の頂部の曲率半径よりも小さくしていることを特徴とする空気入りタイヤ。
3. ビード部に設けられたビードフィラーと、前記ビードフィラーを挟み込むように巻き上げられたカーカスプライと、サイドウォール部の前記カーカスプライの外側に配設された第１色彩のサイドゴム層とを備え、前記サイドウォール部の少なくとも片方に、前記サイドゴム層とは異なる第２色彩の文字又はラインが形成された空気入りタイヤにおいて、
   第２色彩の異色ゴム層が前記サイドゴム層の外側に隣接して配設され、その異色ゴム層の内周端が前記ビードフィラーの外周端よりもタイヤ径方向内側に位置し、前記サイドゴム層と前記異色ゴム層との界面がタイヤ子午線断面にて波形状をなし、
   前記界面が、タイヤ径方向に対して傾斜し且つタイヤ軸方向視で放射状に延びる凹凸条よりなることを特徴とする空気入りタイヤ。