JP5667410B2 - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、耐ピンチカット性能を悪化させることなく、ショルダー部の耐偏摩耗性能を向上させた空気入りラジアルタイヤに関する。

空気入りラジアルタイヤでは、トレッド部が強靱なベルト層で補強されているため、トレッド部の剛性が大であり変形しにくい。そのため、例えば旋回時等において、旋回半径外側のショルダー部に大きな荷重が作用するなど、接地面形状や接地圧が、ショルダー部において変化しやすくなり、該ショルダー部に偏摩耗が発生するという問題が生じる。

そのため、例えば図７（Ａ）に示すように、バットレス部分ａに、タイヤ周方向に連続してのびる周方向溝ｂを形成し、バットレス部分ａの剛性を減じることにより、荷重変化やキャンバ変化を前記バットレス部分ａの撓みによって吸収し、前記接地面形状や接地圧の変化を抑えることが提案されている（例えば特許文献１、２参照）。

しかしながら、本発明者研究の結果、上記のようにバットレス部分ａに周方向溝ｂを形成した場合には、ピンチカットが発生しやすくなるなど耐ピンチカット性能を悪化させることが判明した。このピンチカットは、下記の如く発生すると推測される。例えば図７（Ｂ）に示すように、タイヤｔが縁石等に乗り上げた際には、サイドウォール部ｂに大きな撓みが発生し、このサイドウォール部ｃが縁石等とリムフランジＲｆとの間に挟まれて、カーカスコードｅに剪断方向の圧縮力が衝撃的に作用する。なおサイドウォール部ｃが縁石等とリムフランジＲｆとの間に挟まれる状態をピンチ状態という場合がある。このとき、挟まれる位置に周方向溝ｂが形成されている場合、ゴム厚さが小であるため、衝撃力が緩和されずにカーカスコードｅに圧縮変形が発生し、これが原因して破断に進行すると考えられる。

特開昭６４−５２５０３号公報 特開平６−３２０９１９号公報

そこで本発明は、前記周方向溝に代えて複数のディンプルをタイヤ周方向に隔設することを基本として、ショルダー部の耐偏摩耗性能を向上させながら、ピンチ状態における衝撃力を緩和させることができ、カーカスコードに作用する剪断方向の圧縮力を減じてピンチカットを抑制しうる空気入りラジアルタイヤを提供することを目的としている。

上記課題を解決するために、本願請求項１の発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、該カーカスの半径方向外側かつトレッド部の内部に配されるベルト層とを具える空気入りラジアルタイヤであって、
タイヤを正規リムにリム組しかつ正規内圧を充填した正規内圧状態における、タイヤ軸芯を含む子午線断面において、
前記ベルト層のタイヤ軸方向最外端を通る第１の軸方向線と、ビードベースラインから前記タイヤ軸方向最外端までのタイヤ半径方向高さＨＢの０．３倍の距離Ｋ１を前記第１の軸方向線からタイヤ半径方向内側に隔てた第２の軸方向線との間の領域であるバットレス撓み領域Ｑａに、タイヤ外表面で開口する複数のディンプルをタイヤ周方向に隔設するとともに、
前記正規リムのリム巾位置を通るタイヤ半径方向線からタイヤ軸方向外側に８ｍｍ隔たる位置と１３ｍｍ隔たる位置との間のピンチカット領域Ｑｂよりもタイヤ軸方向外側に、前記ディンプルの前記タイヤ外表面で開口する開口面の中心が位置し、
前記ピンチカット領域Ｑｂには、前記ディンプルの前記開口面が設けられていないことを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記タイヤ周方向に隣り合うディンプルは、開口面の中心間のタイヤ周方向距離Ｌｃが、ディンプルの開口面のタイヤ周方向長さＬＤの１．５〜３．０倍であることを特徴としている。

又請求項３の発明では、前記ディンプルは、前記タイヤ外表面からの深さが最大となる最深部を有し、かつこの最深部における深さＨＤは、０．５〜３．０ｍｍであることを特徴としている。

又請求項４の発明では、前記ディンプルは、前記開口面の形状が、円形状又は楕円形状であることを特徴としている。

又請求項５の発明では、前記ディンプルは、開口面のタイヤ周方向長さＬＤが６〜１８ｍｍであることを特徴としている。

又請求項６の発明では、前記ディンプルは、前記タイヤ外表面からの深さが最大となる最深部を有し、かつ前記ディンプルを正面視したとき、前記最深部は、前記開口面の中心よりもタイヤ半径方向内側に位置することを特徴としている。

又請求項７の発明では、前記ディンプルは、前記ディンプルを正面視したとき、前記開口面のタイヤ周方向長さの最大位置が、前記開口面の中心よりもタイヤ半径方向内側に位置することを特徴としている。また、請求項８の発明では、タイヤ軸を含むタイヤ子午線断面において、前記最深部は、タイヤ半径方向にのびる平面であり、
前記平面のタイヤ半径方向の中心は、前記開口面の中心よりもタイヤ半径方向内側に位置することを特徴としている。

本明細書において、前記「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"を意味する。又前記「正規内圧」とは、前記規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE"を意味するが、乗用車用タイヤの場合には１８０ｋＰａとする。

又本明細書では、特に断りがない限り、タイヤの各部の寸法等は、前記正規内圧状態で特定される値とする。

本発明は、前記バットレス撓み領域Ｑａに、複数のディンプルをタイヤ周方向に隔設することで、前記バットレス撓み領域Ｑａの曲げ剛性を減じている。従って、トレッド剛性を維持したまま、トレッド部での荷重変化やキャンバ変化を、前記バットレス撓み領域Ｑａの曲げ変形によって吸収緩和させることができる。その結果、従来の周方向溝の場合と同様、接地面形状や接地圧の変化を抑えて、ショルダー部の耐偏摩耗性能を向上させることができる。

他方、前記ディンプルは、タイヤ周方向に隔設されるため、ディンプル間には、ゴム厚さが減少していない厚肉部分が残存する。そしてこの厚肉部分が、ピンチ状態の時の衝撃力を緩和し、カーカスコードに作用
する剪断方向の圧縮力を減じて、カーカスコードの破断、即ちピンチカットを抑制することができる。

本発明の空気入りタイヤの一実施例を示す断面図である。 バットレス撓み領域をディンプルとともに示す断面図である。 ディンプルの配列状態を示す略図である。 ディンプルを拡大して示す断面図である。 （Ａ）〜（Ｄ）は、ディンプルの他の例を示す断面図である。 ディンプルの開口面の他の例を示す正面図。 （Ａ）は従来技術を示すタイヤの断面図、（Ｂ）はタイヤのピンチ状態を示す断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。図１は、本発明の空気入りラジアルタイヤ１が正規リムＲにリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷の正規内圧状態におけるタイヤ軸を含むタイヤ子午断面を示す。

図１において、空気入りラジアルタイヤ１は、本例では、偏平率が０．５以下の偏平な乗用車用ラジアルタイヤであって、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、該カーカス６の半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されるベルト層７とを具える。

前記カーカス６は、前記ビードコア５、５間に跨るトロイド状の本体部６ａと、その両端に一連に連なりかつ前記ビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返される折返し部６ｂとを有する。又前記本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、前記ビードコア５からタイヤ半径方向外側に先細状にのびるビードエーペックスゴム８が配され、前記折返し部６ｂと協働してビード部４からサイドウォール部３にかけて補強する。又カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して例えば７５〜９０゜の角度で配列した１枚以上、本例では２枚のカーカスプライ６Ａ、６Ｂから形成される。カーカスコードとしては、本例ではポリエステルコードが採用されるが、これ以外にもナイロン、レーヨン、アラミドなどの有機繊維コードが好適に採用される。

又前記ベルト層７は、ベルトコードをタイヤ周方向に対して例えば１０〜３５゜程度で配列した２枚以上、本例では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから形成される。本例では、タイヤ半径方向内側のベルトプライ７Ａは、外側のベルトプライ７Ｂに比して幅広をなし、プライ端の位置を相違させることにより、ベルト層７のタイヤ軸方向外端部で応力が集中して損傷が発生するのを防止している。又ベルト層７は、各ベルトコードがプライ間相互で交差することにより、ベルト剛性を高め、トレッド部２の略全巾をタガ効果を有して強固に補強している。ベルトコードとしては、本例ではスチールコードを採用しているが、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、芳香族ポリアミド等の高モジュラスの有機繊維コードも必要に応じて用いうる。

前記ベルト層７の半径方向外側には、高速耐久性を高める目的で、例えばナイロン等のバンドコードを螺旋状に巻回させたバンド層９が配される。このバンド層９として、前記ベルト層７の外端部のみを被覆する左右一対のエッジバンドプライ、及びベルト層７の略全巾を覆うフルバンドプライが適宜使用できる。本例では、１枚のフルバンドプライからなるものを例示している。

次に、本実施形態のタイヤ１では、前記ベルト層７のタイヤ軸方向最外端７Ｅを通る第１の軸方向線Ｘ１と、ビードベースラインＢＬから前記タイヤ軸方向最外端７Ｅまでのタイヤ半径方向高さＨＢの０．３倍の距離Ｋ１を前記第１の軸方向線Ｘ１からタイヤ半径方向内側に隔てた第２の軸方向線Ｘ２との間の領域であるバットレス撓み領域Ｑａに、タイヤ外表面Ｓで開口する複数のディンプル１０をタイヤ周方向に隔設している。図３に示すように、前記ディンプル１０の開口面１０Ｓの形状は、円形状又は楕円形状（長円形状、小判形状を含む）が好ましく、これにより、タイヤ変形に起因する開口面１０Ｓでの応力集中を抑えてクラックの発生を防止する。又各前記ディンプル１０は、タイヤ軸芯を中心とした１つの円周線J上で、等間隔Ｌｃを有して一列で配列する。

又前記バットレス撓み領域Ｑａは、トレッド部２に荷重が付加された時に撓みを受ける領域であって、該バットレス撓み領域Ｑａにディンプル１０を設けることによって、その曲げ剛性を局部的に減じ、撓みを促進させることができる。従って、トレッド剛性を維持したまま、トレッド部２での荷重変化やキャンバ変化を、このバットレス撓み領域Ｑａの撓みによって吸収緩和させることができ、接地面形状や接地圧の変化を抑えて、ショルダー部Ｓｈの耐偏摩耗性能を向上させることができる。

しかも前記バットレス撓み領域Ｑａはトレッド部２に隣接するため、前記荷重変化やキャンバ変化の吸収緩和を、より正確にかつ応答性良く行うことができ、前記トレッド剛性の維持と相俟って、操縦安定性への影響を最低限に抑えうる。

又前記ディンプル１０がタイヤ周方向に隔設されるため、隣り合うディンプル１０、１０間には、ゴム厚さが減少していない厚肉部分１１（図３に示す。）が残存する。従って、前記厚肉部分１１が、ピンチ状態の時の衝撃力を緩和し、カーカスコードに作用する剪断方向の圧縮力を減じて、カーカスコードの破断損傷を抑制しうる。即ち、耐ピンチカット性能を向上しうる。

しかも本実施形態では、図２に示すように、耐ピンチカット性能をより高めるために、ピンチカット領域Ｑｂよりもタイヤ軸方向外側に、前記ディンプル１０の開口面１０Ｓの中心ｊ（図心に相当する）を位置させている。以下に、開口面１０Ｓの中心ｊを、開口中心ｊという場合がある。前記ピンチカット領域Ｑｂは、正規リムＲのリム巾位置Ｐｒを通るタイヤ半径方向線Ｙ１からタイヤ軸方向外側に８ｍｍ隔たる位置と１３ｍｍ隔たる位置との間の領域を意味する。この領域Ｑｂは、ピンチ状態となったときに、路面とリムフランジＲｆとの間に挟み込まれてカーカスコードが最も破断損傷しやすくなる領域である。従って、ディンプル１０を形成する際、前記開口中心ｊを前記ピンチカット領域Ｑｂのタイヤ軸方向外側に位置させることにより、カーカスコードに作用する剪断方向の圧縮力が減じられ、耐ピンチカット性能を向上しうる。

ここで、前記図３に示すように、タイヤ周方向に隣り合うディンプル１０、１０は、前記開口中心ｊ、ｊ間のタイヤ周方向距離Ｌｃが、ディンプル１０の開口面１０Ｓのタイヤ周方向長さＬＤの１．５〜３．０倍であるのが好ましい。前記距離Ｌｃが長さＬＤの１．５倍未満では、前記厚肉部分１１の巾が過小となって、耐ピンチカット性能の向上効果を充分に高めることが難しくなる。逆に距離Ｌｃが長さＬＤの３．０倍をこえると、トレッド部２での荷重変化やキャンバ変化を吸収緩和させることが難しくなって、ショルダー部Ｓｈの耐偏摩耗性能を低下させる傾向となる。なおディンプル１０の開口面１０Ｓのタイヤ周方向長さＬＤは、６〜１８ｍｍの範囲が好適である。

次に、前記開口中心ｊを通る子午断面を図４に示すように、前記ディンプル１０は、前記タイヤ外表面Ｓからの深さが最大となる最深部１０ａを有し、かつこの最深部１０ａにおける深さＨＤは、０．５〜３．０ｍｍの範囲であるのが好ましい。前記深さＨＤが０．５ｍｍ未満では、浅過ぎてディンプル１０が充分に機能せず、ショルダー部Ｓｈの耐偏摩耗性能を向上させることが難しくなる。逆に、深さＨＤが３．０ｍｍをこえると、深過ぎてバットレス撓み領域Ｑａの剛性が過小となって操縦安定性に悪影響を招くとともに、最深部１０ａに応力が集中して該最深部１０ａでクラック等を発生させる恐れを招く。このような観点から前記深さＨＤの下限は１．０ｍｍ以上が好ましく、又上限は２．０ｍｍ以下が好ましい。本例では、ディンプル１０は、その底部が小円弧で湾曲し、従って、前記最深部１０ａは最深点１０Ｐとして点状に表れる場合が例示される。この場合、前記底部での応力集中が緩和されるため、底部からのクラックの発生抑制に有利となる。特に本例の如く、ディンプル１０の深さが開口面１０Ｓの周縁から最深点１０Ｐまで滑らかに漸増する場合には、クラックの発生抑制により有利となる。なおクラックの発生には不利ではあるが、要求により、図５（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、前記最深部１０ａを平面で形成することもできる。

又ディンプル１０を正面視したとき、前記図４の如く、前記最深部１０ａを、前記開口中心ｊよりもタイヤ半径方向内側に位置させることも好ましい。これは、最深部１０ａを前記開口中心ｊよりもタイヤ半径方向内側に位置させることにより、最深部１０ａを、ピンチカットが最も発生しやすい前記ピンチカット領域Ｑｂから遠ざけることができるからであり、耐ピンチカット性能の向上に有利となる。なお最深部１０ａが平面の場合には、図５（Ｃ）の如く、その平面の中心ｉを前記開口中心ｊよりもタイヤ半径方向内側に位置させる。なお前記図５（Ａ）、（Ｂ）、（Ｄ）の如く、最深部１０ａは、前記開口中心ｊとタイヤ半径方向の同位置に形成することもできる。

又ディンプル１０を正面視したとき、図６に示すように、前記開口面１０Ｓのタイヤ周方向長さの最大位置Ｎが、前記開口中心ｊよりもタイヤ半径方向内側に位置することも好ましい。この場合も、前記最大位置Ｎを、前記ピンチカット領域Ｑｂから遠ざけることができるため、耐ピンチカット性能の向上に有利となる。

なお前記バットレス撓み領域Ｑａには、意匠性を高めるなどの目的で、タイヤ周方向に連続してのびる微細な飾り用の周方向溝を深さ０．４ｍｍ以下、巾３．０ｍｍ以下の範囲で設けることはかまわない。

又本例では、前記リムフランジＲｆを損傷から保護するため、図２に示すように、前記サイドウォール部３にリムプロテクタ１５が形成される。このリムプロテクタ１５は、タイヤ軸方向外側に最も突出する突出面部１５ｃと、この突出面部１５ｃのタイヤ半径方向内側縁からビード部４の外面に滑らかに連なる内の斜面部１５ａと、突出面部１５ｃのタイヤ半径方向外側縁からサイドウォール部３の外面に滑らかに連なる外の斜面部１５ｂとで囲まれる断面略台形状の隆起体から形成される。なお突出面部１５ｃは、リムフランジＲｆよりもタイヤ軸方向外側に突出する。又突出面部１５ｃは、前記カーカス６の本体部６ａがタイヤ軸方向外側に最も張り出すカーカス最大巾点Ｃｍよりも半径方向内側に形成される。このようにリムプロテクタ１５を具えるタイヤでは、前記リムプロテクタ１５によってサイドウォール部３の縦剛性が大となって撓み変形し難くいため、ショルダー部Ｓｈでの耐偏摩耗がより顕著に発生しやすい。そのため本発明は、このようなタイヤにおいてより高い効果を発揮できる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

図１に示すタイヤ構造をなす乗用車用ラジアルタイヤ（タイヤサイズ２３５／４０Ｒ１９）のタイヤを、表１の仕様にて試作するとともに、各試供タイヤの縦バネ、横バネ、耐ピッチカット性能、ショルダー部の耐偏摩耗性についてテストし、その結果を表１に記載した。表１に記載以外は、実質的に同仕様である。

なお従来例は、バットレス撓み領域Ｑａに、ディンプル及び周方向溝の何れも形成していない例であり、比較例１は、ディンプルに代えて図７（Ａ）に示すように周方向溝を形成した例である。なお周方向溝は、溝巾１３．０mm、溝深さ８．２mmである。

（１）縦バネ：
リム（８．５）、内圧（２３０ｋＰａ）、縦荷重（５ｋＮ）の条件における縦荷重／縦たわみ量の比を、縦バネ定数として測定し、従来例１を１００とする指数で表している。数値が大な方がバネ定数が高い。

（２）横バネ：
リム（８．５）、内圧（２３０ｋＰａ）、縦荷重（４．６ｋＮ）の条件における横荷重／横たわみ量の比を、横バネ定数として測定し、従来例１を１００とする指数で表している。数値が大な方がバネ定数が高い。

（３）耐ピッチカット性能：
タイヤを、リム（８．５）、内圧（２３０ｋＰａ）の条件にて、排気量３５００ccの国産ＦＲ車の４輪に装着し、テストタイヤを縁石に対して４５゜の角度でかつ速度５km／ｈで進入させて乗り上げさせた。縁石は、高さ及び幅がいずれも１１０mmである。そして、縁石に乗り上げた後、ピンチカットの有無を検査した。そして、このようなテストを、ピンチカットが生じるまで、進入速度を５km／ｈづつ増加させながら行い、従来例でピンチカットが生じた速度を１００とする指数で表示した。数値が大きいほど耐ピンチカット性能に優れている。

（４）ショルダー部の耐偏摩耗性：
上記車両を用い、アスファルトのタイヤテストコースを、２万ｋｍ走行させた後、ショルダー陸部に発生した偏摩耗量を求め、従来例を１００とする指数で表示した。数値が大きいほど耐偏摩耗性に優れている。

表に示すように、実施例のタイヤは、ショルダー部の耐偏摩耗性能を向上させながらピンチ状態における衝撃力を緩和させ、耐ピンチカット性能を向上しうるのが確認できる。

２ トレッド部
３ サイドウォール部
４ ビード部
５ ビードコア
６ カーカス
７ ベルト層
７Ｅ タイヤ軸方向最外端
１０ ディンプル
１０ａ 最深部
１０Ｓ 開口面
ＢＬ ビードベースライン
Ｎ タイヤ周方向長さの最大位置
Ｐｒ リム巾位置
Ｒ 正規リム
Ｓ タイヤ外表面
Ｘ１ 第１の軸方向線
Ｘ２ 第２の軸方向線

Claims (8)

1. トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、該カーカスの半径方向外側かつトレッド部の内部に配されるベルト層とを具える空気入りラジアルタイヤであって、
   タイヤを正規リムにリム組しかつ正規内圧を充填した正規内圧状態における、タイヤ軸芯を含む子午線断面において、
   前記ベルト層のタイヤ軸方向最外端を通る第１の軸方向線と、ビードベースラインから前記タイヤ軸方向最外端までのタイヤ半径方向高さＨＢの０．３倍の距離Ｋ１を前記第１の軸方向線からタイヤ半径方向内側に隔てた第２の軸方向線との間の領域であるバットレス撓み領域Ｑａに、タイヤ外表面で開口する複数のディンプルをタイヤ周方向に隔設するとともに、
   前記正規リムのリム巾位置を通るタイヤ半径方向線からタイヤ軸方向外側に８ｍｍ隔たる位置と１３ｍｍ隔たる位置との間のピンチカット領域Ｑｂよりもタイヤ軸方向外側に、前記ディンプルの前記タイヤ外表面で開口する開口面の中心が位置し、
   前記ピンチカット領域Ｑｂには、前記ディンプルの前記開口面が設けられていないことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記タイヤ周方向に隣り合うディンプルは、開口面の中心間のタイヤ周方向距離Ｌｃが、ディンプルの開口面のタイヤ周方向長さＬＤの１．５〜３．０倍であることを特徴とする請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記ディンプルは、前記タイヤ外表面からの深さが最大となる最深部を有し、かつこの最深部における深さＨＤは、０．５〜３．０ｍｍであることを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記ディンプルは、前記開口面の形状が、円形状又は楕円形状であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
5. 前記ディンプルは、開口面のタイヤ周方向長さＬＤが６〜１８ｍｍであることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
6. 前記ディンプルは、前記タイヤ外表面からの深さが最大となる最深部を有し、かつ前記ディンプルを正面視したとき、前記最深部は、前記開口面の中心よりもタイヤ半径方向内側に位置することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
7. 前記ディンプルは、前記ディンプルを正面視したとき、前記開口面のタイヤ周方向長さの最大位置が、前記開口面の中心よりもタイヤ半径方向内側に位置することを特徴とする請求項１〜３、５又は６の何れかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
8. タイヤ軸を含むタイヤ子午線断面において、前記最深部は、タイヤ半径方向にのびる平面であり、
   前記平面のタイヤ半径方向の中心は、前記開口面の中心よりもタイヤ半径方向内側に位置することを特徴とする請求項６記載の空気入りラジアルタイヤ。
   

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