JP6181432B2 - タイヤ - Google Patents

Description

本発明は、トレッド部及び１対のサイド部を有しており、リムフランジに組み付けるように構成されるタイヤに関する。

従来、タイヤの軽量化を図るために、タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った断面においてタイヤ幅方向の内側に凹む凹部を有するサイド部を備えるタイヤが提案されている。このようなタイヤでは、凹部を形成することによって、サイド部の歪みが生じやすいため、サイド部を補強することを目的として、凹部の表面の近傍に有機繊維が配置される。

特開２０１０−１３２０７５号公報

ところで、上述したタイヤでは、凹部を構成するゴムの厚みが薄いため、オゾンクラックが生じる可能性もある。しかしながら、上述したタイヤでは、サイド部の歪みの発生を抑制する点のみが考慮されている。

そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、サイド部の歪みの発生を抑制することに加えて、オゾンクラックの発生及び進展を抑制することを可能とするタイヤを提供することを目的とする。

第１の特徴に係るタイヤは、トレッド部及び１対のサイド部を有しており、リムフランジに組み付けるように構成される。タイヤは、１対のビードコアと、前記１対のビードコア間に跨るトロイダル形状を有しており、前記トレッド部及び前記１対のサイド部の骨格を形成するカーカス層とを備える。前記１対のサイド部のそれぞれは、タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った断面において前記タイヤ幅方向の内側に凹む凹部を有する。前記凹部は、タイヤ表面を形成する外側サイドゴム層と、前記タイヤ幅方向において前記外側サイドゴム層よりも内側に位置する内側サイドゴム層とを有する。前記内側サイドゴム層の弾性率は、前記外側サイドゴム層の弾性率よりも高い。

第１の特徴において、前記凹部の下端は、前記リムフランジの上端を基準として、前記タイヤ径方向の外側が正領域であり、前記タイヤ径方向の内側が負領域である場合に、前記基準に対して−５ｍｍ以上かつ＋１０ｍｍ以下の範囲に位置する。

第１の特徴において、前記外側サイドゴムの弾性率は、１００％モジュラスで２．０ＭＰａ以上であり、かつ２．４ＭＰａ以下である。前記内側サイドゴムの弾性率は、１００％モジュラスで２．６ＭＰａ以上でありかつ３．０ＭＰａ以下である。

第１の特徴において、前記内側サイドゴムは、前記タイヤ径方向において前記タイヤ表面に沿った表面長として３０ｍｍ以上の長さを有する。

第１の特徴において、前記タイヤ幅方向における前記内側サイドゴム層の厚みは、前記凹部の下端から前記タイヤ径方向の外側に向けて１０ｍｍ以上かつ３０ｍｍ以下の範囲において、前記タイヤ幅方向における前記内側サイドゴム層の厚み及び前記外側サイドゴム層の厚みの和の３０％以上かつ５０％以上である。

第１の特徴において、前記凹部は、前記凹部の上端と前記凹部の下端とを結ぶ線に対して前記タイヤ表面が最も内側に凹む最凹み部位を含む。前記内側サイドゴムの厚みは、前記最凹み部位において最も厚く、前記タイヤ径方向において前記最凹み部位から離れるに従って薄い。

本発明によれば、サイド部の歪みの発生を抑制することに加えて、オゾンクラックの発生及び進展を抑制することを可能とするタイヤを提供することができる。

図１は、第１実施形態に係るタイヤ１を示す断面図である。 図２は、変更例１に係るタイヤ１を示す断面図である。 図３は、評価結果を示す図である。

以下において、本発明の実施形態に係るタイヤについて、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。

ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

［実施形態の概要］
実施形態のタイヤは、トレッド部及び１対のサイド部を有しており、リムフランジに組み付けるように構成される。タイヤは、１対のビードコアと、前記１対のビードコア間に跨るトロイダル形状を有しており、前記トレッド部及び前記１対のサイド部の骨格を形成するカーカス層とを備える。前記１対のサイド部のそれぞれは、タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った断面において前記タイヤ幅方向の内側に凹む凹部を有する。前記凹部は、タイヤ表面を形成する外側サイドゴム層と、前記タイヤ幅方向において前記外側サイドゴム層よりも内側に位置する内側サイドゴム層とを有する。前記内側サイドゴム層の弾性率は、前記外側サイドゴム層の弾性率よりも高い。

実施形態では、凹部は、内側サイドゴム層及び外側サイドゴム層を有しており、内側サイドゴム層の弾性率は、外側サイドゴム層の弾性率よりも高い。従って、外側サイドゴム層の弾性率よりも高い弾性率を有する内側サイドゴム層によって凹部が補強されるため、タイヤサイド部（凹部）の歪みの発生が抑制される。また、有機繊維の配置ではなくて、外側サイドゴム層の弾性率よりも高い弾性率を有する内側サイドゴム層によって凹部を補強するため、オゾンクラックに対する耐性も向上する。

このように、凹部の形成によって軽量化を図りながらも、サイド部の歪みの発生を抑制することに加えて、オゾンクラックの発生及び進展を抑制することができる。

［第１実施形態］
（タイヤの構成）
以下において、第１実施形態に係るタイヤについて、図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係るタイヤ１を示す断面図である。詳細には、図１は、タイヤ幅方向ＴＷ及びタイヤ径方向ＴＲに沿った断面を示している。

ここで、タイヤ１は、リムフランジに組み付けられる１対のビード部と、タイヤ径方向ＴＲの外側において１対のビード部に連続するサイド部と、タイヤ踏み面を有するトレッド部とを有する。しかしながら、図１では、サイド部及びトレッド部を省略して、１対のビード部のうち、片側のビード部について説明する。

図１に示すように、タイヤ１は、一対のビード部１０（図１では、左側のみを図示）と、カーカス層２０と、補強層３０とを有する。タイヤ１は、リムのリムフランジＲＦに組み付けられるように構成される。

各ビード部１０は、ビードコア１２と、ビードフィラー１４とを有する。ビードコア１２は、タイヤ１をリムフランジＲＦに固定するために設けられる。ビードコア１２は、ビードワイヤー（不図示）によって構成される。ビードフィラー１４は、ビード部１０の剛性を高めるために設けられる。

第１実施形態では、ビードフィラー１４は、第１ビードフィラー１４Ａ及び第２ビードフィラー１４Ｂを含む。第１ビードフィラー１４Ａは、ビードコア１２を覆っており、ビードコア１２に隣接して配置されている。第２ビードフィラー１４Ｂは、第１ビードフィラー１４Ａに隣接して配置される。

カーカス層２０は、一対のビード部１０（ビードコア１２）の間に跨るトロイダル形状を有する。カーカス層２０は、トレッド部及びサイド部の骨格を形成しており、ビードコア１２でタイヤ幅方向ＴＷの外側に折り返されている。詳細には、カーカス層２０は、ビードコア１２及びビードフィラー１４を包み込みながら折り返されている。ビード部１０で折り返されたカーカス層２０は、タイヤ径方向ＴＲに沿って延びる。

補強層３０は、カーカス層２０の外側に設けられており、ビードコア１２でタイヤ幅方向ＴＷの外側に折り返されている。補強層３０は、カーカス層２０を補強する。

サイド部は、トレッド部のタイヤ幅方向ＴＷの両端に形成されている。各サイド部は、タイヤ幅方向ＴＷ及びタイヤ径方向ＴＲに沿った断面においてタイヤ幅方向ＴＷの内側に凹む凹部５１を有する。図１において、凹部５１の上端は、上端５１Ｕｅで表されており、凹部５１の下端５１Ｌｅで表されている。上端５１Ｕｅは、タイヤ径方向ＴＲにおいて凹部５１よりも上側の部位のタイヤ表面と凹部５１のタイヤ表面との境界であり、タイヤ表面の曲率が反転する位置である。同様に、下端５１Ｌｅは、タイヤ径方向ＴＲにおいて凹部５１よりも下側の部位のタイヤ表面と凹部５１のタイヤ表面との境界であり、タイヤ表面の曲率が反転する位置である。

第１実施形態において、下端５１Ｌｅは、リムフランジの上端を基準Ｘとして、タイヤ径方向ＴＲの外側が正領域であり、タイヤ径方向ＴＲの内側が負領域である場合に、基準Ｘに対して−５ｍｍ以上かつ＋１０ｍｍ以下の範囲に位置する。基準Ｘに対して−５ｍｍ以上の位置に下端５１Ｌｅが設けられるため、凹部５１の形成によって生じるリムフランジＲＦとビード部１０との間の隙間が大きくなりすぎない。従って、リムフランジＲＦとビード部１０との間の隙間が荷重の印加によって減少し、ビード部１０の倒れ込みが抑制される。一方で、基準Ｘに対して＋１０ｍｍ以下の位置に下端５１Ｌｅが設けられるため、タイヤ径方向ＴＲにおける凹部５１の長さを十分に確保することができ、タイヤ１の軽量化を図ることができる。

第１実施形態において、凹部５１は、タイヤ表面を形成する外側サイドゴム層５４と、タイヤ幅方向ＴＷにおいて外側サイドゴム層５４よりも内側に位置する内側サイドゴム層５５とを有する。

外側サイドゴム層５４は、タイヤ径方向ＴＲにおいて、凹部５１の下端５１Ｌｅの近傍からトレッド部に亘って設けられる。内側サイドゴム層５５は、タイヤ径方向ＴＲにおいて、凹部５１の下端５１Ｌｅと凹部５１の上端５１Ｕｅとの間に設けられる。内側サイドゴム層５５の弾性率は、外側サイドゴム層５４の弾性率よりも高い。

例えば、内側サイドゴム層５５の弾性率は、１００％モジュラスで２．６ＭＰａ以上でありかつ３．０ＭＰａ以下であり、外側サイドゴム層５４の弾性率は、１００％モジュラスで２．０ＭＰａ以上であり、かつ２．４ＭＰａ以下であることが好ましい。

ここで、内側サイドゴム層５５の弾性率が１００％モジュラスで２．６ＭＰａ以上であることによって、サイド部のたわみが抑制されて、耐久性を確保することができる。内側サイドゴム層５５の弾性率が１００％モジュラスで３．０ＭＰａ以下であることによって、発熱性の悪化が抑制される。外側サイドゴム層５４の弾性率が１００％モジュラスで２．０ＭＰａ以上であることによって、耐カット性を確保することができる。外側サイドゴム層５４の弾性率が１００％モジュラスで２．４ＭＰａ以下であることによって、オゾンクラックの発生及び進展が抑制される。

第１実施形態において、内側サイドゴム層５５は、タイヤ径方向ＴＲにおいてタイヤ表面に沿った表面長として３０ｍｍ以上の長さを有することが好ましい。３０ｍｍ以上の表面長を有する内側サイドゴム層５５を配置することによって、サイド部の歪みの発生が効果的に抑制される。

第１実施形態において、タイヤ幅方向ＴＷにおける内側サイドゴム層５５の厚みは、凹部５１の下端５１Ｌｅからタイヤ径方向ＴＲの外側に向けて１０ｍｍ以上かつ３０ｍｍ以下の範囲において、タイヤ幅方向ＴＷにおける内側サイドゴム層５５の厚み及び外側サイドゴム層５４の厚みの和（以下、総厚み）の３０％以上かつ５０％以上であることが好ましい。内側サイドゴム層５５の厚みが総厚みの３０％以上であることによって、サイド部を十分に補強することができ、サイド部の歪みの発生を抑制することができる。一方で、内側サイドゴム層５５の厚みが総厚みの５０％以下であることによって、外側サイドゴム層５４の厚みを十分に維持することができ、オゾンクラックの発生及び進展を適切に抑制することができる。

第１実施形態において、凹部５１は、凹部５１の上端５１Ｕｅと凹部５１の下端５１Ｌｅとを結ぶ線Ｌに対してタイヤ表面が最も内側に凹む最凹み部位５１Ｉｎを含む。内側サイドゴム層５５の厚みは、最凹み部位５１Ｉｎにおいて最も厚く、タイヤ径方向ＴＲにおいて最凹み部位５１Ｉｎから離れるに従って薄いことが好ましい。すなわち、サイド部を補強すべき部位において、内側サイドゴム層５５の厚みが最も厚く、他の部位において、外側サイドゴム層５４と内側サイドゴム層５５との剛性段差を低減することができる。

（作用及び効果）
第１実施形態では、凹部５１は、内側サイドゴム層５５及び外側サイドゴム層５４を有しており、内側サイドゴム層５５の弾性率は、外側サイドゴム層５４の弾性率よりも高い。従って、外側サイドゴム層５４の弾性率よりも高い弾性率を有する内側サイドゴム層５５によって凹部５１が補強されるため、サイド部（凹部５１）の歪みの発生が抑制される。また、有機繊維の配置ではなくて、外側サイドゴム層５４の弾性率よりも高い弾性率を有する内側サイドゴム層５５によって凹部５１を補強するため、オゾンクラックの発生及び進展が抑制される。

このように、凹部５１の形成によって軽量化を図りながらも、サイド部の歪みの発生を抑制することに加えて、オゾンクラックの発生及び進展を抑制することができる。

［変更例１］
以下において、第１実施形態の変更例１について説明する。以下においては、第１実施形態に対する相違点について説明する。

第１実施形態では、カーカス層２０は、ビードコア１２及びビードフィラー１４を包み込みながら折り返されており、ビード部１０で折り返されたカーカス層２０は、タイヤ径方向ＴＲに沿って延びる。

これに対して、変更例１では、図２に示すように、カーカス層２０は、ビードコア１２を包み込みながら折り返されており、ビード部１０で折り返されたカーカス層２０は、ビードコア１２に巻き付けられる。

なお、図２は、変更例１に係るタイヤ１を示す断面図である。詳細には、図２は、図１と同様に、タイヤ幅方向ＴＷ及びタイヤ径方向ＴＲに沿った断面を示している。図２では、サイド部及びトレッド部を省略して、１対のビード部のうち、片側のビード部について説明する。

［評価結果］
以下において、評価結果について説明する。具体的には、以下に示すサンプルを準備して、各サンプルについて、歪み測定値（指数）、オゾンクラックレベル測定値（指数）、ＢＦドラム距離測定値（指数）、ＲＲ測定値（指数）について測定した。

各サンプルとしては、従来例に係るサンプル、比較例１に係るサンプル、実施例１−９に係るサンプルを準備した。従来例に係るサンプルは、上述した凹部を有していないタイヤである。比較例１に係るサンプルは、上述した凹部を有しているが、内側サイドゴムを有しておらず、有機繊維によって凹部を補強したタイヤである。実施例１−９に係るサンプルは、上述した凹部及び内側サイドゴムを有するタイヤである。実施例１−９に係る各パラメータは、図３に示す通りである。

なお、各サンプルのタイヤサイズは、２９５／７５Ｒ２２．５／１４ＰＲであり、各サンプルの適用リム幅は、８．２５インチである。

（歪み測定値）
各サンプルを試験ドラムに押し当てて、ドライ路面の条件下で試験ドラムを回転させて、サイド部の歪みを測定した。測定結果は、従来例に係るサンプルを１００とする指数によって表した。ここで、指数が大きいほど歪みが小さい。ここでは、各サンプルの内圧が６５０ＫＰａの内圧であり、荷重が印加されていないケース（内圧時）、及び、各サンプルの内圧が６５０ＫＰａの内圧であり、正規荷重が印加されたケース（荷重時）について、サイド部の歪みを測定した。

（オゾンクラックレベル測定値）
各サンプルを車輌（トレーラ）に装着して、１０ヶ月に亘って車輌を走行させて、オゾンクラックレベルを測定した。路面条件は、天候等に左右されるため、ドライ路面又はウェット路面である。測定結果は、従来例に係るサンプルを１００とする指数によって表した。ここで、指数が大きいほどオゾンクラックの発生が少ない。なお、オゾンクラックレベルは、サイド部の一定面積において、オゾンクラックが発生した面積である。

（ＢＦドラム距離測定値）
各サンプルを試験ドラムに押し当てて、ドライ路面の条件下で試験ドラムを回転させて、ビード部が壊れるまでの走行距離を測定した。なお、各サンプルに印加する荷重を段階的に増大した。測定結果は、従来例に係るサンプルを１００とする指数によって表した。ここで、指数が大きいほど走行距離が長い。

（ＲＲ測定値）
各サンプルを試験ドラムに押し当てて、ドライ路面の条件下で試験ドラムを回転させて、転がり抵抗を測定した。測定結果は、従来例に係るサンプルを１００とする指数によって表した。ここで、指数が大きいほど転がり抵抗が小さい。

（まとめ）
上述した試験結果については、図３に示す通りである。図３に示すように、比較例１では、従来例と比べて、有機繊維によって凹部を補強することによって、歪み測定値（荷重時）が向上した。しかしながら、比較例１では、従来例と比べて、歪み測定値（荷重時）及びオゾンクラックレベル測定値が悪化した。

これに対して、実施例１〜実施例９では、比較例１と比べて、歪み測定値（荷重時）及びオゾンクラックレベル測定値が同等レベル以上である。すなわち、凹部を形成することによって軽量化を図ったサンプル間の比較において、外側サイドゴム層の弾性率よりも高い弾性率を有する内側サイドゴム層を有する実施例に係るサンプルでは、サイド部の歪み（荷重時）の発生を抑制することに加えて、オゾンクラックの発生及び進展を抑制することができることが確認された。

ここで、実施例２では、内側サイドゴム層の弾性率が２．６ＭＰａ未満であるため、歪み測定値（荷重時）が８２であり、他の実施例１，４，５，７，９と比べると、歪み測定値（荷重時）の改善が不十分であることが確認された。すなわち、内側サイドゴム層の弾性率は、２．６ＭＰａ以上であることが好ましい。

実施例８では、外側サイドゴム層の弾性率が２．０ＭＰａ未満であるため、歪み測定値（荷重時）が８１であり、他の実施例１，４，５，７，９と比べると、歪み測定値（荷重時）の改善が不十分であることが確認された。また、実施例８では、ＢＦドラム距離測定値が悪化することも確認された。すなわち、外側サイドゴム層の弾性率は、２．０ＭＰａ以上であることが好ましい。

実施例３では、凹部の下端からタイヤ径方向の外側に向けて１０ｍｍ以上かつ３０ｍｍ以下の範囲において、内側サイドゴム層の厚みが内側サイドゴム層の厚み及び外側サイドゴム層の厚みの和の３０％以下であるため、歪み測定値（荷重時）が７９であり、他の実施例１，４，５，７，９と比べると、歪み測定値（荷重時）の改善が不十分であることが確認された。すなわち、内側サイドゴム層の厚みは、内側サイドゴム層の厚み及び外側サイドゴム層の厚みの和の３０％以上であることが好ましい。

実施例６では、凹部の下端からタイヤ径方向の外側に向けて１０ｍｍ以上かつ３０ｍｍ以下の範囲において、内側サイドゴム層の厚みが内側サイドゴム層の厚み及び外側サイドゴム層の厚みの和の５０％以下であるため、オゾンクラックレベル測定値が８８であり、他の実施例１−５，７，８と比べると、オゾンクラックレベル測定値の改善が不十分であることが確認された。すなわち、内側サイドゴム層の厚みは、内側サイドゴム層の厚み及び外側サイドゴム層の厚みの和の５０％以下であることが好ましい。

実施例７では、内側サイドゴム層がタイヤ径方向においてタイヤ表面に沿った表面長として３０ｍｍ以上の長さを有するため、歪み測定値（内圧時）が向上するとともに、他の特性でも良好な結果が得られた。

［その他の実施形態］
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

実施形態では、内側サイドゴム層５５が１つのゴム層によって構成されるケースについて例示した。しかしながら、実施形態は、これに限定されるものではない。内側サイドゴム層５５は、弾性率が異なる２以上のゴム層によって構成されてもよい。

１…タイヤ、１０…ビード部、１２…ビードコア、１４…ビードフィラー、２０…カーカス層、３０…補強層、５１…凹部、５１Ｕｅ…上端、５１Ｌｅ…下端、５１Ｉｎ…最凹み部位

Claims (4)

1. トレッド部及び１対のサイド部を有しており、リムフランジに組み付けるように構成されたタイヤであって、
   １対のビードコアと、
   前記１対のビードコア間に跨るトロイダル形状を有しており、前記トレッド部及び前記１対のサイド部の骨格を形成するカーカス層とを備え、
   前記１対のサイド部のそれぞれは、タイヤ表面を形成する外側サイドゴム層の前記タイヤ表面側に、タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った断面において前記タイヤ幅方向の内側に凹む凹部が形成されており、
   前記外側サイドゴム層の前記凹部が形成された位置においては、前記タイヤ幅方向において前記外側サイドゴム層よりも内側に位置する内側サイドゴム層を有しており、
   前記内側サイドゴム層の弾性率は、前記外側サイドゴム層の弾性率よりも高く、
   前記タイヤ幅方向における前記内側サイドゴム層の厚みは、前記凹部の下端の前記タイヤ径方向における位置から前記凹部の上端の前記タイヤ径方向における位置までの前記タイヤ径方向における範囲内であって、前記凹部の下端の前記タイヤ径方向における位置から前記タイヤ径方向の外側に向けて１０ｍｍ以上かつ３０ｍｍ以下の範囲において、前記タイヤ幅方向における前記内側サイドゴム層の厚み及び前記外側サイドゴム層の厚みの和の３０％以上かつ５０％以下である
   ことを特徴とするタイヤ。
2. 前記凹部の下端は、前記リムフランジの上端を基準として、前記タイヤ径方向の外側が正領域であり、前記タイヤ径方向の内側が負領域である場合に、基準に対して−５ｍｍ以上かつ＋１０ｍｍ以下の範囲に位置することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記外側サイドゴム層の弾性率は、１００％モジュラスで２．０ＭＰａ以上でありかつ２．４ＭＰａ以下であり、
   前記内側サイドゴム層の弾性率は、１００％モジュラスで２．６ＭＰａ以上でありかつ３．０ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のタイヤ。
4. 前記凹部は、前記凹部の上端と前記凹部の下端とを結ぶ線に対して前記タイヤ表面が最も内側に凹む最凹み部位を含み、
   前記内側サイドゴム層の厚みは、前記最凹み部位に対応する位置において最も厚く、前記タイヤ径方向において前記最凹み部位に対応する位置から離れるに従って薄いことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載のタイヤ。

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