JP6034654B2

JP6034654B2 - タイヤ

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Publication number: JP6034654B2
Application number: JP2012235073A
Authority: JP
Inventors: 龍児柿本
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2012-10-24
Filing date: 2012-10-24
Publication date: 2016-11-30
Anticipated expiration: 2032-10-24
Also published as: JP2014084006A

Description

この発明は、サイドウォール部に改良を加えたタイヤに関するものである。

従来、タイヤのビード部側からトレッド部側へ跨って配置されるサイドゴムのタイヤ幅方向外側に、カバーゴムを重ね合わせた構造が知られている。例えば、特許文献１では、上記のサイドウォール構造において、サイドゴムとカバーゴムとの界面に沿って発生するクラックを回避しうる構成が提案されている。

特開２００６−２４０３２８

特許文献１に開示されたサイドウォール構造は、サイドゴムとカバーゴム（特許文献１では、外側サイドゴムにあたる）とのオーバーラップ量が大きいため、サイドウォール部のゴム厚が大きくなることは避けられない。すなわち、特許文献１には、サイドゴムとカバーゴムとの界面のタイヤ幅方向最外側端縁を、ビードベースから、タイヤ断面高さの５０％以下の領域に配置することが提案されているが、かかる構成では、サイドゴムとカバーゴムとのオーバーラップ量が大きく、軽量化ひいては転がり抵抗を小さくすることとは逆の思想であり、サイドウォール部のゴム厚を薄くすることは難しい。

本発明の目的は、上記のサイドウォール構造、すなわち、カバーゴムをサイドゴムのタイヤ幅方向外側に重ね合わせたサイドウォール構造において、サイドゴムとカバーゴムとの界面に長期の使用により生じるクラックの発生を抑制しつつ、該サイドウォール部のゴム厚を薄くして転がり抵抗性能を向上させたタイヤを提供することにある。

本発明は、上記の知見に由来するものであり、その要旨構成は以下のとおりである。
本発明のタイヤは、１対のビード部および該ビード部のタイヤ径方向外側に延びる１対のサイドウォール部と、両サイドウォール部間に跨るトレッド部とを有し、該サイドウォール部は、前記トレッド部を形成するトレッドゴムの両側端に連なるカバーゴムを、前記ビード部側から前記トレッド部側へ跨って配置されたサイドゴムのタイヤ幅方向外側に重ね合わせてなり、前記サイドゴムは、前記サイドウォール部の外表面に、タイヤ幅方向外側に突出するリムガードを具え、ビード部の上端付近からカーカスに沿って、カーカスのクラウン部の方向にゴム厚が漸減して延びる形状であり、前記サイドゴムとカバーゴムとの界面の、タイヤ幅方向最外側端縁をＰ_ＯＵＴ、同最内側端縁をＰ_ＩＮとしたとき、タイヤ幅方向断面視で、前記Ｐ_ＯＵＴから前記ビード部のビードベースラインに下ろした垂線の長さｈの、タイヤ断面高さＳＨに対する比ｈ／ＳＨが０．４５以上０．５３以下であり、同じくタイヤ幅方向断面視で、前記タイヤの外表面の、前記Ｐ_ＯＵＴにおける接線と、該Ｐ_ＯＵＴおよび前記Ｐ_ＩＮを結ぶ線分との挟角αが３５°〜４０°であり、前記Ｐ _ＩＮと前記カバーゴムと前記トレッドゴムとの界面のタイヤ幅方向外側端縁とは一致すること、を特徴とする。

かかる構成の本発明のタイヤによれば、タイヤのサイドウォール部を形成する２つのゴムの界面に沿って生じるクラックの発生を抑制しつつ、該サイドウォール部のゴム厚を薄くして転がり抵抗性能を向上させたタイヤを提供することができる。

本発明のタイヤにおいては、前記トレッド部にベルトを有し、該ベルトと前記サイドゴムのタイヤ幅方向内側端部とがタイヤ径方向に重複すること、が好ましい。
この構成によれば、サイドゴムとトレッドゴムとの界面の面積が増加するため、これらのゴム相互間におけるクラック耐性が向上する。また、ベルト端のセパレーションを抑制することができる。

本発明のタイヤにおいては、前記カバーゴムの貯蔵弾性率が前記トレッドゴムの貯蔵弾性率よりも高いこと、が好ましい。
この構成によれば、歪みが大きくなるカバーゴムの耐カット性能が向上して、タイヤの耐久性が高まる。

本発明のタイヤにおいては、前記カバーゴムと前記トレッドゴムとの界面のタイヤ幅方向最外側端縁が、該界面のタイヤ幅方向最内側端縁よりもタイヤ径方向内側に位置すること、が好ましい。
この構成によれば、カバーゴムとトレッドゴムとの界面における、クラックの発生を抑制することができる。

本発明のタイヤにおいては、前記１対のビード部の間にトロイダル状に跨るカーカスを有し、前記カーカスは、前記ビード部においてタイヤ幅方向内側から外側に向かって折り返される折り返し部を有し、該折り返し部の少なくとも端部が前記ベルトとタイヤ径方向に重複すること、が好ましい。
この構成によれば、カーカスの折り返し部の端部がベルト端部とカーカス本体とに挟み込まれて、カーカスの折り返し部に発生する歪みを低減できるため、かかるカーカス端部がサイドウォール部に配置される場合に比し、タイヤの耐久性をさらに向上させることができる。

なお、タイヤ断面高さＳＨや挟角α等は、タイヤを適用リムに組み付け、所定空気圧を充填し、無負荷の状態で測定するものとする。
ここでいう、「適用リム」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではＪＡＴＭＡＹＥＡＲＢＯＯＫ、欧州ではＥＴＲＴＯＳＴＡＮＤＡＲＤＭＡＮＵＡＬ、米国ではＴＲＡＹＥＡＲＢＯＯＫ等に記載されている、適用サイズにおける標準リムをいう。
また、「所定空気圧」とは、上記のＪＡＴＭＡ等に記載されている適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力に対応する空気圧をいうものとし、「所定荷重」とは、最大負荷能力に相当する荷重をいうものとする。

また、本発明における「ゴム厚」とは、タイヤの両ビード部間をトロイダル状に跨るカーカスから、タイヤサイド部外表面までの距離のことであり、距離の引き方はカーカスラインの法線方向に測定されるものであり、「サイドウォール部のゴム厚を薄くする」とは、タイヤ最大幅位置におけるゴム厚を４．０ｍｍ以下とすることをいう。

また、上記のゴムの貯蔵弾性率（Ｅ′）は、粘弾性測定装置を用いて、室温２５℃、周波数５２Ｈｚ、初期歪み率２％、動歪み率２％、で測定するものである。

本発明によれば、カバーゴムをサイドゴムのタイヤ幅方向外側に重ね合わせたサイドウォール構造において、サイドゴムとカバーゴムとの界面に沿って生じるクラックの発生を抑制しつつ、該サイドウォール部のゴム厚を薄くして転がり抵抗性能を向上させたタイヤを提供することができる。

本発明の第１実施形態に係るタイヤの半部の、タイヤ幅方向断面図である。図１に示す断面図の、サイドウォール部の一部を拡大した図である。本発明の第２実施形態に係るタイヤの半部の、タイヤ幅方向断面図である。比較例タイヤの半部の、タイヤ幅方向断面図である。

以下、図面を参照しながら本発明のタイヤを、その実施形態を例示して説明する。
図１は、本発明の第１実施形態に係るタイヤ１０の半部の、タイヤ幅方向断面である。タイヤ１０は、１対のビードコア１を有するビード部１１および該ビード部１１のタイヤ径方向外側に延びる１対のサイドウォール部１２と、両サイドウォール部１２間に跨るトレッド部１３と、からなり、一方のビード部１１からトレッド部１３を通り他方のビード部１１にわたって延びる少なくとも１層（図示では１層）のカーカスプライからなるカーカス２と、該カーカス２のクラウン部の径方向外側に少なくとも１層（図示では２層）のベルト層からなる傾斜ベルト３を具え、トレッド部１３を形成するトレッドゴム６の両端部に連なるカバーゴム７が、サイドウォール部１２を形成するサイドゴム５のタイヤ幅方向外側に重ね合わされてなるタイヤである。

このタイヤ１０は、上記の傾斜ベルト３のタイヤ径方向外側に、少なくとも１層（図示では３層）の周方向ベルト層からなる周方向ベルト４を具え、傾斜ベルト３と周方向ベルト４とでベルトを構成しているが、本発明に係るタイヤは、上記のベルト構成に限定されるものではない。
また、タイヤ１０は、サイドウォール部１２の外表面に、タイヤ幅方向外側に突出するリムガード１５を具えているが、これを具えないタイヤであってもよい。さらに、タイヤ１０のカーカス２は、ビードコア１にて折り返された部分がトレッド部１３まで延びるエンベロープ構造であるが、ハイターンアップ構造やアップダウン構造等としてもよい。

ここにおいて、本発明に係るタイヤ１０は、サイドゴム５とカバーゴム７との界面Ｐの、タイヤ幅方向最外側端縁をＰ_ＯＵＴ、同最内側端縁をＰ_ＩＮとしたとき、タイヤ幅方向断面視で、該Ｐ_ＯＵＴからビード部１１のビードベースラインＢＬに下ろした垂線の長さｈの、タイヤ断面高さＳＨに対する比ｈ／ＳＨが０．４５以上０．５３以下であり、同じくタイヤ幅方向断面視で、タイヤ１０の外表面のＰ_ＯＵＴにおける接線と、該Ｐ_ＯＵＴおよびＰ_ＩＮを結ぶ線分Ｌとの挟角αが３５°〜４０°であること、が肝要である。

まず、比ｈ／ＳＨを０．４５以上０．５３以下とするのは、次の理由による。
上記Ｐ_ＯＵＴを比ｈ／ＳＨが０．５３以下の領域に配置すれば、サイドウォール部外表面の引張り歪みが２５％未満の領域にＰ_ＯＵＴを配置することになり、サイドゴム５とカバーゴム７との界面に沿うクラックが発生し難くなる。ここで、クラックの発生について引張歪み２５％を境界値とするのは、引張歪みが２５％以上となるサイドウォール領域に上記の端縁Ｐ_ＯＵＴが配置されると、そこからクラックが発生する可能性が高まるからである。具体的には、過去の試験からの経験で引張歪み２５％付近でクラックが発生しやすい経緯があったことから、引張歪み２５％をクラック発生の目安としている。

一方で、上記Ｐ_ＯＵＴを比ｈ／ＳＨが小さくなる領域に配置するにつれて、サイドゴム５とカバーゴム７とのオーバーラップ量が大きくなり、サイドウォール部１２のゴム厚が大きくなるところ、該Ｐ_ＯＵＴを比ｈ／ＳＨが０．４５以上の領域に配置すれば、上述したサイドウォール部１２のゴム厚（カーカス層からタイヤサイドウォール部外表面までの距離のことであり、距離の引き方はカーカスラインの法線方向に測定されるもの）を４．０ｍｍ以下にして、タイヤの転がり抵抗性能を向上させることができる。
従って、比ｈ／ＳＨを０．４５以上０．５３以下とすることが求められる。

また、比ｈ／ＳＨが０．４５以上であれば、界面Ｐの面積を適切な範囲とすることができるため、タイヤの製造工程において、サイドゴム５となる未加硫ゴム部材とカバーゴム７となる未加硫ゴム部材とをステッチャー装置で圧着する工程において、両ゴム部材の界面Ｐにしわが生じる製品不良も抑制できる。

なお、比ｈ／ＳＨは０．４６以上０．５０以下であることがさらに好ましく、特には、比ｈ／ＳＨが０．４８であることが最も好ましい。サイドウォール部１２におけるクラックを十分抑制しつつ、該サイドウォール部１２のゴム厚を最も薄くすることができる。

また、タイヤ１０の成形方法としては、トレッドゴム６となる未加硫ゴム部材を押出成形する際に、デュアルチューバを用いて、トレッドゴム６となる未加硫ゴム部材の両端面にカバーゴム７となる未加硫ゴム部材を一体化させた複合ゴム部材を形成し、未加硫タイヤを成型するに当り、この複合ゴム部材をそのカバーゴム７となる未加硫ゴム部材を介して、サイドゴム５となる未加硫ゴム部材に貼り合わせる方法が好適である。
この場合、上記の複合ゴム部材が、サイドゴム５となる未加硫ゴム部材を、タイヤ径方向外側から覆うように配置および加硫成型されることになり、かかるタイヤの成形方法によれば、タイヤの生産性が向上するからである。

次に、図２は、図１に示すタイヤ１０の断面における界面Ｐ周辺を拡大したものである。タイヤ１０の外表面の端縁Ｐ_ＯＵＴにおける接線Ｍと、該端縁Ｐ_ＯＵＴおよび端縁Ｐ_ＩＮを結ぶ線分Ｌとの挟角αが３５°〜４０°であれば、サイドウォール部１２のゴム厚を薄くして、転がり抵抗を十分に小さくすることができる。

また、端縁Ｐ_ＩＮを、該端縁Ｐ_ＩＮと端縁Ｐ_ＯＵＴとを結ぶ線分Ｌの長さが、１５ｍｍ以上となる位置に配置することが好ましい。この線分Ｌが１５ｍｍ以上の長さであれば、サイドゴム５とカバーゴム７との界面Ｐの面積が十分に確保されて、ゴム相互間の接着力が向上するので、界面Ｐに沿うクラックの発生が効果的に抑制される。

続いて、図３は、本発明の第２実施形態に係るタイヤ２０のタイヤ幅方向断面である。図３において図１と同様の構成要素は、図１と同じ参照符号を付してその説明を省略する。図３に示す第２実施形態のタイヤ２０では、サイドゴム５のタイヤ幅方向内側端部５ｅが、傾斜ベルト３と周方向ベルト４とからなるベルトと、タイヤ径方向に重複する部分ｗを有している点において、図１のタイヤ１０とは異なる。
このように、サイドゴム５は、ビード部１１の上端付近からカーカス２に沿うようにして、ゴム厚を徐々に薄くしながら、該カーカス２のクラウン部に向かって延び、サイドゴム５のタイヤ幅方向内側端部５ｅが上記ベルトとタイヤ径方向に重複すること、が好ましい。

この場合、サイドゴム５とトレッドゴム６との界面が大きくなるため、両ゴム間の接着力が増して、かかるゴム間のクラック耐性を向上させることができる。また、サイドウォールゴム５が傾斜ベルト３と周方向ベルト４とからなるベルトのタイヤ径方向内側に配置されると、かかるゴム部分がクッションゴムの代わりとなり、上記ベルトの端部とカーカス２との間に生じるせん断力に起因する、上記ベルトのセパレーションを抑制することができるので、タイヤの耐久性を向上させることができる。

また、上記サイドゴム５のタイヤ幅方向内側端部５ｅを、サイドゴム５とは異なるクッションゴムとしてもよい。この場合においても、上記のタイヤ２０と同様にタイヤの耐久性を向上させることができる。

さらに、本発明のタイヤでは、カバーゴム７の貯蔵弾性率（Ｅ′）がトレッドゴム６の貯蔵弾性率（Ｅ′）よりも高いこと、が好ましい。
これは、タイヤに荷重を負荷した際のカバーゴム７には、サイドゴム５と同様に、トレッドゴム６に比し大きな引張歪みが生じるため、かかる部分に耐カット性のより優れたゴムを配置することによって、タイヤの耐久性が向上するからである。

また、本発明のタイヤでは、カバーゴム７とトレッドゴム６との界面Ｑのタイヤ幅方向最外側端縁Ｑ_ＯＵＴ、（図１および図３では、端縁Ｐ_ＩＮと一致する）が、該界面Ｑのタイヤ幅方向最内側端縁Ｑ_ＩＮよりもタイヤ径方向内側に位置すること、が好ましい。
当該構成によれば、荷重負荷時に、カバーゴム７に歪みが集中するのを抑制して、該カバーゴム７とトレッドゴム６との界面Ｑにおいてクラックが発生するのを抑制することができる。

さらに、本発明のタイヤでは、前記１対のビード部１１の間にトロイダル状に跨るカーカス２を有し、前記カーカス２は、前記ビード部１１においてタイヤ幅方向内側から外側に向かって折り返される折り返し部を有し、該折り返し部の少なくとも端部が前記ベルトとタイヤ径方向に重複すること、が好ましい。
この構成によれば、カーカス２の折り返し部の端部がベルト端部とカーカス２の本体とに挟み込まれて、カーカス２の折り返し部に発生する歪みを低減できるため、かかるカーカス２の端部がサイドウォール部１２に配置される場合に比し、タイヤの耐久性をさらに向上させることができる。

以下、本発明の実施例について説明する。
タイヤサイズが２５５／４０Ｒ１８、タイヤの偏平率が４０％、の発明例タイヤ１〜７および比較例タイヤ１〜４を表１に示す仕様のもと試作し、サイドウォール部１２の耐クラック性を評価するとともに該サイドウォール部のゴム厚を測定し、転がり抵抗性能を評価した。
なお、カバーゴム７の貯蔵弾性率（Ｅ′）とトレッドゴム６の貯蔵弾性率（Ｅ′）との大小関係については、貯蔵弾性率（Ｅ′）がカバーゴム７の方が高い場合を＋、トレッドゴムの方が高い場合を−として示している。
また、界面Ｑの傾きについては、界面Ｑのタイヤ幅方向最外側端縁Ｑ_ＯＵＴが、同最内側端縁Ｑ_ＩＮよりもタイヤ径方向内側に位置する場合を＋、その逆の場合を−として示している。

（耐クラック性）
各供試タイヤをリム８Ｊ×１８に組み付け、正規内圧を充填した後、車両に装着し、直径１．７ｍの鉄板表面を持つドラム試験機（速度：６０ｋｍ／ｈ）を用いて、サイドウォール外表面にクラックが発生するまでの走行時間を測定し、表１に示した。なお、表１に示すのは、比較例１を１００とする指数評価であり、値が大きいほど耐クラック性に優れていることを示している。

（転がり抵抗性能）
各供試タイヤをリム８Ｊ×１８に組み付け正規内圧を充填した後、車両に装着し、直径１．７ｍの鉄板表面を持つドラム試験機（速度：６０ｋｍ／ｈ）を用いて、車軸の転がり抵抗力を求めた。この転がり抵抗の測定はＩＳＯ１８１６４に準拠し、スムースドラム、フォース式にて実施したものである。表１に示す結果は、従来例タイヤを１００とする指数評価であり、値が小さいほど転がり抵抗性能に優れていることを示している。

発明例タイヤにおいては、サイドウォール部１２におけるクラックを抑制しつつ、比較例タイヤに比し、平均１．０ｍｍの薄ゲージ化を実現して、転がり抵抗性能を向上させていることがわかる。

１：ビードコア２：カーカス３：傾斜ベルト３ａ、３ｂ：傾斜ベルト層
４：周方向ベルト４ａ、４ｂ、４ｃ：周方向ベルト層５：サイドゴム５ｅ：サイドゴムのタイヤ幅方向内側端部６：トレッドゴム７：カバーゴム１０、２０、４０：タイヤ１１：ビード部１２：サイドウォール部１３：トレッド部１５：リムガードＣＬ：タイヤ赤道Ｌ：Ｐ_ＯＵＴとＰ_ＩＮとを結ぶ線分Ｍ：タイヤ外表面のＰ_ＯＵＴにおける接線Ｐ：サイドゴムとカバーゴムとの界面Ｐ_ＩＮ：界面Ｐのタイヤ幅方向最内側端縁Ｐ_ＯＵＴ：界面Ｐのタイヤ幅方向最外側端縁Ｑ：トレッドゴムとカバーゴムとの界面Ｑ_ＩＮ：界面Ｑのタイヤ幅方向最内側端縁Ｑ_ＯＵＴ：界面Ｑのタイヤ幅方向最外側端縁ＳＨ：タイヤ断面高さｈ：Ｐ_ＯＵＴからビードベースに下ろした垂線ｗ：サイドゴムとベルトとの重複部分のタイヤ幅方向長さ α：接線Ｍと線分Ｌとの挟角

Claims

１対のビード部および該ビード部のタイヤ径方向外側に延びる１対のサイドウォール部と、両サイドウォール部間に跨るトレッド部とを有し、該サイドウォール部は、前記トレッド部を形成するトレッドゴムの両側端に連なるカバーゴムを、前記ビード部側から前記トレッド部側へ跨って配置されたサイドゴムのタイヤ幅方向外側に重ね合わせてなり、前記サイドゴムは、前記サイドウォール部の外表面に、タイヤ幅方向外側に突出するリムガードを具え、ビード部の上端付近からカーカスに沿って、カーカスのクラウン部の方向にゴム厚が漸減して延びる形状であり、
前記サイドゴムとカバーゴムとの界面の、タイヤ幅方向最外側端縁をＰ_ＯＵＴ、同最内側端縁をＰ_ＩＮとしたとき、
タイヤ幅方向断面視で、前記Ｐ_ＯＵＴから前記ビード部のビードベースラインに下ろした垂線の長さｈの、タイヤ断面高さＳＨに対する比ｈ／ＳＨが０．４５以上０．５３以下であり、
同じくタイヤ幅方向断面視で、前記タイヤの外表面の、前記Ｐ_ＯＵＴにおける接線と、該Ｐ_ＯＵＴおよび前記Ｐ_ＩＮを結ぶ線分との挟角αが３５°〜４０°であり、前記Ｐ _ＩＮと前記カバーゴムと前記トレッドゴムとの界面のタイヤ幅方向外側端縁とは一致すること、を特徴とするタイヤ。
前記トレッド部にベルトを有し、該ベルトと前記サイドゴムのタイヤ幅方向内側端部とがタイヤ径方向に重複する、請求項１に記載のタイヤ。
前記カバーゴムの貯蔵弾性率が前記トレッドゴムの貯蔵弾性率よりも高い、請求項１または２に記載のタイヤ。
前記カバーゴムと前記トレッドゴムとの界面のタイヤ幅方向最外側端縁が、該界面のタイヤ幅方向最内側端縁よりもタイヤ径方向内側に位置する、請求項１から３に記載のタイヤ。
前記１対のビード部の間にトロイダル状に跨るカーカスを有し、前記カーカスは、前記ビード部においてタイヤ幅方向内側から外側に向かって折り返される折り返し部を有し、該折り返し部の少なくとも端部が前記ベルトとタイヤ径方向に重複する、請求項１から４に記載のタイヤ。