JP6035194B2 - タイヤ - Google Patents

Description

この発明は、サイドウォール部の少なくとも一部に、老化防止剤を含まない汚染防止ゴム層を設けるとともに、該汚染防止ゴム層に隣接し該サイドウォール部の外表面上に露出する装飾部を設けてなるタイヤに関するものである。

タイヤのサイド部に装飾部を形成したタイヤが広く用いられている。このようなタイヤにおいて、特許文献１に記載のように、周囲のゴムに含まれる老化防止剤がにじみ出すことによって、装飾部が汚染されて変色することを防止するため、汚染性老化防止剤を含まない、非汚染性の汚染防止ゴム層を配設して、装飾部を、老化防止剤を含むサイドウォールゴムから隔離する技術が知られている。

特開平４−１２１２０５号公報

ところで装飾部の視認性を向上させるためには、図４に示されるタイヤ最大幅位置Ｐｗよりもタイヤ径方向外側に、装飾部及び汚染防止ゴム層を配置することが好ましい。
一方、タイヤの負荷転動に当ってのタイヤのサイドウォール部の歪み（変形）の様子を図４に仮想線で誇張して示すように、負荷転動時のタイヤの歪み量は、タイヤ最大幅位置Ｐｗ近傍でピークとなり、タイヤ最大幅位置Ｐｗよりもタイヤ径方向内側にむかって減少する。そのため、汚染防止ゴム層を歪みの大きいタイヤ最大幅位置近傍にまで配置しようとすると、該汚染防止ゴム層と他のゴム層との接着境界面付近に大きな応力が加わって、該接着境界面でクラックが発生しやすくなるという懸念があった。発生したクラックは装飾部にも延びる可能性があり、その場合装飾性が損なわれる可能性がある。

さらに近年、コーナリング性能向上のためにタイヤの偏平化が行われており、また大径のタイヤに装飾部を設けることの要望も高まっている。これらのタイヤでは、サイドウォール部に発生する歪みがより大きくなり、上述した懸念点が一層顕著になる。

この発明は、上述した問題点を解決することを課題とするものであり、サイドウォール部に装飾部を設けたタイヤにおける、耐クラック性を向上させる技術を提供することを目的とするものである。

この発明のタイヤは、一対のビード部のそれぞれに埋設配置したビードコアと、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部までトロイド状に延びる本体部分および、該本体部分に連続して、ビードコアの周りに折り返してなる折り返し部分を有する一枚以上のカーカスプライと、該カーカスプライのクラウン部外周側に位置し、コードをゴム被覆してなる少なくとも一層のベルト層とを具え、該サイドウォール部の少なくとも一部に、老化防止剤を含まない汚染防止ゴム層を設けるとともに、該汚染防止ゴム層に隣接し該サイドウォール部の外表面上に露出する装飾部を設けてなるタイヤであって、少なくとも該汚染防止ゴム層よりもタイヤ幅方向内側に補強ゴム層を配設し、該補強ゴム層のタイヤ径方向最外端を、該汚染防止ゴム層のタイヤ径方向最外端よりもタイヤ径方向外側、または該ベルト層のタイヤ幅方向最外端よりもタイヤ幅方向内側、に位置させるとともに、該補強ゴム層のタイヤ径方向最内端を、該汚染防止ゴム層のタイヤ径方向最内端よりもタイヤ径方向内側に位置させたことを特徴とする。
このタイヤによれば、汚染防止ゴム層よりもタイヤ幅方向内側に補強ゴム層を配設することで、負荷転動時のサイドウォール部の歪みを低減することができ、汚染防止ゴム層の耐クラック性を有効に向上させることができる。

なお、この明細書及び特許請求の範囲において、補強ゴム層のタイヤ径方向最外端位置等は特に断りのない限り、タイヤを適用リムに装着して所定内圧を充填した無負荷状態で計測するものとする。
ここで、「適用リム」とは、タイヤが生産されまたは、使用される地域に有効な産業規格がタイヤ毎に定めているリムであり、ＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）であれば標準リム、ＴＲＡ（ＴＨＥ ＴＩＲＥ ａｎｄ ＲＩＭ ＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮ ＩＮＣ．）であれば“Ｄｅｓｉｇｎ Ｒｉｍ”、ＥＴＲＴＯ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｙｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｏｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎ）であれば“Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ ＲＩＭ”となる。
また、「所定内圧」とは、ＪＡＴＭＡ等の上記の規格で、タイヤサイズに応じて規定される、タイヤの最大負荷能力に対応する充填空気圧（最高空気圧）をいい、「最大負荷能力」とは、上記の規格でタイヤに負荷することが許される最大の質量をいう。
ところで、ここでいう空気は、窒素ガスその他の不活性ガスに置換することもできる。

ここで、この発明のタイヤでは、前記補強ゴム層を、前記カーカスプライよりもタイヤ幅方向内側に配置することが好ましい。
この場合には、補強ゴム層を、タイヤの負荷転動時の曲がりの中立軸より圧縮（すなわちタイヤ幅方向内側）に位置させて、耐張部材として機能させることで、サイドウォール部の歪みを有効に抑制し、汚染防止ゴム層の耐クラック性を一層向上させることができる。

また、この発明のタイヤでは、タイヤ幅方向断面で、前記補強ゴム層の最大厚みを、前記カーカスプライの外表面からサイドウォール部の外表面までの最大厚みの２倍以上２５倍以下とすることが好ましい。
この場合には、乗り心地性を確保し、転がり抵抗の増加を抑制し、諸性能を確保しながら、サイドウォール部の剛性をも十分確保することができ、汚染防止ゴム層の耐クラック性をより向上させることができる。

そして、この発明のタイヤでは、前記装飾部のタイヤ径方向最外端を、タイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向外側に配置することが好ましい。
この場合には、装飾部を外観上目立つ位置に配置することで、装飾部の視認性を有効に向上させることができる。

ここにおいて、この発明のタイヤでは、前記カーカスプライの折り返し端が、前記装飾部のタイヤ径方向最内端よりもタイヤ径方向内側、または、前記装飾部のタイヤ径方向最外端よりもタイヤ径方向外側に位置することが好ましい。
この場合には、汚染防止ゴムの耐クラック性を一層向上することができる。

この発明のタイヤによれば、サイドウォール部に装飾部を設けたタイヤの視認性を損なうことなく耐クラック性を向上させることができる。

この発明の一の実施形態のタイヤを、適用リムに組み付けて所定内圧を充填した無負荷姿勢で示す、タイヤ半部のタイヤ幅方向断面図である。 この発明の一の実施形態のタイヤの第１の変形例を示す、タイヤ半部のタイヤ幅方向断面図である。 この発明の一の実施形態のタイヤの第２の変形例を示す、タイヤ半部のタイヤ幅方向断面図である。 タイヤの負荷転動時におけるサイドウォール部の外表面の変形態様を誇張して示す、タイヤ半部のタイヤ幅方向断面図である。

以下に、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態を説明する。
なお、下記の説明はあくまで例示であり、各部材の構成や作用効果等は、これに限定されるものではない。
図１に例示するタイヤ１０は、一対のビード部３のそれぞれに埋設配置したビードコア４と、トレッド部１からサイドウォール部２を経てビード部３までトロイド状に延びる本体部分６ａおよび、該本体部分６ａに連続して、ビードコア４の周りに折り返してなる折り返し部分６ｂを有する一枚以上のカーカスプライ６と、該カーカスプライ６のクラウン部外周側に位置し、コードをゴム被覆してなる少なくとも一層（ここでは三層）のベルト層７とを具えてなる。

カーカスプライ６のタイヤ外面側には、老化防止剤を含まない汚染防止ゴム層１１ａ、１１ｂが配設される。ビード部３の外表面からトレッド部１のベルト層７のタイヤ径方向内側まで延びる汚染防止ゴム層１１ａは生タイヤの一部として成型され、トレッド部１のタイヤ幅方向外側に位置する汚染防止ゴム層１１ｂはトレッドゴムの一部として成型されて該生タイヤに貼り付けられる。このように、サイドウォール部の外側に位置するサイドゴム全体を汚染防止ゴム層１１ａとする構成をとることで、汚染防止ゴム層１１ｂをタイヤの外表面に露出させることが容易となり、トレッド部付近までを汚染防止ゴム層としたタイヤを容易に製造することができる。
装飾部１２は、汚染防止ゴム層１１ａに隣接し、サイドウォール部２の外表面に露出する。汚染防止ゴム層１１ａのタイヤ径方向内外に隣接するゴム層２１ａ、２１ｂには、老化防止剤が含まれている。装飾部１２は、汚染防止ゴム層１１ａ、１１ｂによって、ゴム層２１ａ、２１ｂから離隔されている。
なお図示は省略するが、汚染防止ゴム層１１ｂが存在せず、トレッドゴム全体が老化防止剤を含むようにすることもできる。

装飾部１２は、例えば加硫成型後のタイヤの、汚染防止ゴム層１１ａの表面上に、インクジェットプリンタのヘッドから、インキを含む塗料を噴射して、該表面上に印刷することで形成することができる。複数種類の塗料を重ねて装飾部１２を形成することもできる。また、装飾部１２を色ゴムで構成することもできる。なお、装飾部１２は任意の色とすることができる。
図示は省略するが、装飾部１２によって、例えばタイヤ周方向に、文字、図形、バーコードを含む記号等からなる標章やその他の模様等を形成することができる。

次に、汚染防止ゴム層を形成するゴム組成物には、一般的なタイヤ用ゴム組成物に配合される成分が適宜配合され得るが、老化防止剤は含まれない。即ち、汚染防止ゴム層とは、老化防止剤を含まず、少なくとも、含有する老化防止剤によって、これに隣接する装飾部を汚染することのないゴム層を意味する。
汚染防止ゴム層を、このようなゴム組成物から形成することで、装飾部１２とゴム層２１ａ、２１ｂとの間を、老化防止材を含まない汚染防止ゴム層で隔離して、装飾部１２を汚染から有効に防止することができる。
汚染防止ゴム層のゴム成分としては、天然ゴム（ＮＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）、ハロゲン化ブチルゴム、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エチレンプロピレンジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）等を単独または２種以上の組合せで配合することができる。なお、汚染防止ゴム層にエチレンプロピレンジエン三元共重合体を配合した場合は、汚染防止ゴム層中に、エチレンプロピレンジエン三元共重合体が占める割合を、ゴム成分１００重量部中８０重量部以上とすることが好適である。

また、汚染防止ゴム層の少なくとも一部に、ブチル系ゴムを含ませることで、汚染防止ゴム層での老化防止剤の透過を低減させて、ゴム層２１ａ、２１ｂに含まれる老化防止剤による装飾部１２の汚染をより有効に防止することができる。

次に、図２に示す変形例では、サイドゴムのうち、装飾部１２と隣接する領域及びその周りの領域である１１ａを、ブチル系ゴムを含む汚染防止ゴム層とし、サイドゴムのその他の領域１１ｃを、老化防止材が含まれる通常のゴムとしている。ブチル系ゴムを含む汚染防止ゴム層は、老化防止剤の透過をより有効に低減することができるため、サイドゴムの全体ではなく上記領域１１ａのみを汚染防止ゴム層としても、装飾部１２の汚染を十分に抑制することができる。
前記領域で前記汚染防止ゴム層がさらに無機粘土鉱物を含む場合には、汚染防止ゴム層での老化防止剤の透過を一層低減させて、ゴム層１１ｃ、２１ｂによる装飾部１２の汚染防止効果をより一層高めることができる。

図１及び図２に示すように、本発明のタイヤ１０では、タイヤ幅方向内側で汚染防止ゴム層１１ａ、１１ｂを覆う、タイヤ幅方向断面で三日月状の補強ゴム層１３を配設する。そして、補強ゴム層１３のタイヤ径方向最外端１３ａを、ベルト層７のタイヤ幅方向最外端７ａよりも、タイヤ幅方向内側に位置させるとともに、補強ゴム層１３のタイヤ径方向最内端１３ｂを、該汚染防止ゴム層１１ａのタイヤ径方向最内端１１ｅよりもタイヤ径方向内側に位置させる。
このように、サイドウォール部に十分なタイヤ径方向長さを持つ補強ゴム層を配設することで、負荷転動時のサイドウォール部の歪みを低減することができ、図１に示す実施形態では、汚染防止ゴム層１１ａとゴム層２１ａ、２１ｂとの接着境界面付近、及び汚染防止ゴム層１１ｂとゴム層２１ｂとの接着境界面付近で大きな応力が加わることを抑制することができる。そして、図２に示す実施形態では、汚染防止ゴム層１１ａとゴム層１１ｃとの接着境界面付近、及び汚染防止ゴム層１１ｂとゴム層１１ｃ及び２１ｂとの接着境界面付近で大きな応力が加わることを抑制することができる。従って、図１及び図２に示す実施形態では、これらの接着境界面でのクラックを防止して、汚染防止ゴム層１１ａ、１１ｂの耐クラック性を有効に向上させることができる。

なお、例えば大径のタイヤや偏平タイヤ等では負荷転動時の歪みが大きくなるために、ゴム層１１ｃをベルト層７付近まで配置することが難しい。
ここで、図３に示すように、補強ゴム層１３のタイヤ径方向最外端１３ａを、汚染防止ゴム層１１ａのタイヤ径方向最外端１１ｄよりもタイヤ径方向外側に位置させ、ベルト層７のタイヤ幅方向最外端７ａよりもタイヤ幅方向内側に位置させるとともに、補強ゴム層１３のタイヤ径方向最内端１３ｂを、汚染防止ゴム層１１ａのタイヤ径方向最内端１１ｅよりもタイヤ径方向内側に位置させることで、負荷転動時のサイドウォール部の歪みをより十分低減することができ、汚染防止ゴム層１１ａの耐クラック性をより有効に向上させることができる。
なお、この実施形態では、サイドゴムの汚染防止ゴム層１１ａ以外の領域１１ｃを、通常の老化防止材が含まれるゴム層としている。

なお、図１〜３に示す実施形態では、補強ゴム層１３を、カーカスプライ６よりもタイヤ幅方向内側に配置している。
このように、補強ゴム層１３を、タイヤの負荷転動時の曲がりの中立軸より圧縮側（すなわちタイヤ幅方向内側）に位置させて、耐張部材として機能させることで、サイドウォール部２の歪みを有効に抑制し、汚染防止ゴム層の耐クラック性を一層向上させることができる。

ここで、タイヤ幅方向断面で、補強ゴム層１３の最大厚みＴを、カーカスプライ６の外表面からサイドウォール部２の外表面までの最大厚みｔの２倍以上とすることが好ましい。これにより、歪みが最大となる領域でサイドウォール部の剛性を十分に確保し、汚染防止ゴム層の耐クラック性をさらに有効に向上することができる。また、サイドウォール部２の外表面の最大歪みを、例えば１３％以下とするように、補強ゴム層１３の最大厚みＴ等を適宜設計することが好ましい。耐クラック性の観点から、サイドウォール部の外表面の歪みが大きい箇所には、汚染防止ゴム層を設けることが難しいためである。
なお、ここでいう補強ゴム層１３の厚みは、タイヤ幅方向断面で、補強ゴム層１３のタイヤ内表面に立てた法線の方向で測定するものとする。またカーカスプライ６の外表面からサイドウォール部２の外表面までの厚みは、タイヤ幅方向断面で、カーカスプライ６の外表面に立てた法線の方向で測定するものとする。

また、装飾部を外観上目立つ位置に配置し、装飾部の視認性を有効に向上させる観点から、装飾部１２のタイヤ径方向最外端１２ａを、タイヤ最大幅位置Ｐｗよりもタイヤ径方向外側に配置することが好ましい。従来の補強ゴムが配置されていない構造だと、タイヤ最大幅位置よりタイヤ径方向外側は歪みが大きくなるので、その領域に装飾部を配置することは装飾部の耐久面に問題があったが、補強ゴム１３の配置により歪みが低減されるため、タイヤ最大幅位置Ｐｗよりもタイヤ径方向外側まで装飾部１２を配置しても耐久性を確保することができる。

また、トレッドゴム２１ｂの端部と、汚染防止ゴム層１１ａの端部と、（図１及び図２のようにサイドゴム１１ｂを設けたときには）サイドゴム１１ｂの端部との間の、互いの最短直線距離を少なくとも１０ｍｍ以上とすることが好ましい。これらの端部が集中（近接）するとゴム層の界面に歪が集中し、亀裂が発生しやすくなるため、端部同士の間隔をそれぞれ１０ｍｍ以上空けることで耐久性を高いレベルで維持できる。

また、カーカスプライの折り返し端が、タイヤ径方向で、装飾部のタイヤ径方向最外端とタイヤ径方向最内端との間に位置すると、プライ端には歪が集中しやすいため、装飾部のはがれや割れ等につながりやすい。またゴムの接着界面の耐クラック性も低下してしまう。そのため、プライ端６ｅを、装飾部１２のタイヤ径方向最内端１２ｂよりもタイヤ径方向内側、または、装飾部のタイヤ径方向最外端１２ａよりもタイヤ径方向外側に位置させることで装飾部の耐久性を向上することができる。

なお、上述した実施形態では、タイヤ片側半部、特には車両装着外側となる半部について本発明の構成を適用しているが、タイヤ両側に本発明の構成を適用することもできる。

タイヤサイズが２５５／３５ＺＲ１９の実施例タイヤ及び比較例タイヤを試作し、それらの性能を評価したので、以下に説明する。

実施例タイヤ及び比較例タイヤはともに、図１に示すように、サイドウォール部２に、老化防止剤を含まない汚染防止ゴム層１１ａ、１１ｂと、汚染防止ゴム層１１ａ、１１ｂに隣接しサイドウォール部２の外表面上に露出する装飾部１２と、老化防止剤が含まれ、汚染防止ゴム層１１ａ、１１ｂのタイヤ径方向内外に隣接するゴム層２１ａ、２１ｂとが配設されている。

ここで、それぞれの実施例タイヤ及び比較例タイヤにおける、補強ゴム層の最大厚みＴと、カーカスプライの外表面からサイドウォール部の外表面までの最大厚みｔとの比Ｔ／ｔ、及び、カーカスプライの折り返し端がタイヤ径方向で装飾部のタイヤ径方向最外端とタイヤ径方向最内端との間に位置するか否か（以下、「カーカスプライ折り返し端と装飾部との重なりの有無」という）を表１に示す。

また、実施例タイヤはいずれも、前記補強ゴム層１３を、カーカスプライ６よりもタイヤ幅方向内側に配置している。

＜耐クラック性評価試験＞
実施例タイヤおよび比較例タイヤに、ＪＡＴＭＡ規格の所定内圧を充填し、ＪＡＴＭＡ規格の最大負荷能力を負荷して、１００００ｋｍにわたってドラム試験を実施し、汚染防止ゴム層と他のゴム層との接着境界面で発生したクラックの合計長さにより、耐クラック性を評価した。その結果を表１に示す。なお、比較例タイヤ１のクラックの合計長さの逆数を１００とする。数値が高いほど耐クラック性に優れている。

表１から、実施例タイヤはいずれも、比較例タイヤよりも耐クラック性に優れていることが明らかになった。また、タイヤ幅方向断面で、前記補強ゴム層の最大厚みを、カーカスプライの外表面からサイドウォール部の外表面までの最大厚みの２倍以上とした実施例タイヤ１、２、４は、耐クラック性がより大きく向上していることが明らかになった。

１：トレッド部、 ２：サイドウォール部、 ３：ビード部、 ４：ビードコア、
６：カーカスプライ、 ６ａ：本体部分、 ６ｂ：折り返し部分、６ｅ：折り返し端、
７：ベルト層、 ７ａ：タイヤ幅方向最外端、 １０：タイヤ、
１１ａ：汚染防止ゴム層、 １１ｂ：汚染防止ゴム層、
１１ｃ：老化防止材が含まれるゴム層、 １１ｄ：タイヤ径方向最外端、
１１ｅ：タイヤ径方向最内端、 １２：装飾部、 １２ａ：タイヤ径方向最外端、
１２ｂ：タイヤ径方向最内端、 １３：補強ゴム層、 １３ａ： タイヤ径方向最外端、
１３ｂ：タイヤ径方向最内端、 ２１ａ、２１ｂ：ゴム層、 Ｐｗ：タイヤ最大幅位置

Claims (5)

1. 一対のビード部のそれぞれに埋設配置したビードコアと、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部までトロイド状に延びる本体部分および、該本体部分に連続して、ビードコアの周りに折り返してなる折り返し部分を有する一枚以上のカーカスプライと、該カーカスプライのクラウン部外周側に位置し、コードをゴム被覆してなる少なくとも一層のベルト層とを具え、
   該サイドウォール部の少なくとも一部に、老化防止剤を含まない汚染防止ゴム層を設けるとともに、該汚染防止ゴム層に隣接し該サイドウォール部の外表面上に露出する装飾部を設けてなるタイヤであって、
   少なくとも該汚染防止ゴム層よりもタイヤ幅方向内側に補強ゴム層を配設し、
   該補強ゴム層のタイヤ径方向最外端を、該汚染防止ゴム層のタイヤ径方向最外端よりもタイヤ径方向外側、または該ベルト層のタイヤ幅方向最外端よりもタイヤ幅方向内側、に位置させるとともに、
   該補強ゴム層のタイヤ径方向最内端を、該汚染防止ゴム層のタイヤ径方向最内端よりもタイヤ径方向内側に位置させたことを特徴とする、タイヤ。
2. 前記補強ゴム層を、前記カーカスプライよりもタイヤ幅方向内側に配置してなる、請求項１に記載のタイヤ。
3. タイヤ幅方向断面で、前記補強ゴム層の最大厚みを、前記カーカスプライの外表面からサイドウォール部の外表面までの最大厚みの２倍以上としてなる、請求項２に記載のタイヤ。
4. 前記装飾部のタイヤ径方向最外端を、タイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向外側に配置してなる、請求項１〜３のいずれか一項に記載のタイヤ。
5. 前記カーカスプライの折り返し端が、前記装飾部のタイヤ径方向最内端よりもタイヤ径方向内側、または、前記装飾部のタイヤ径方向最外端よりもタイヤ径方向外側に位置してなる、請求項１〜４のいずれか一項に記載のタイヤ。
   
   

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