JP6336733B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、特には、縁石等の障害物に乗り上げた際のサイドカットの発生を抑制し得る空気入りタイヤに関するものである。

車両走行時、空気入りタイヤは、そのサイドウォール部が縁石等の障害物と衝突することによりカットされ、所謂サイドカットが生ずることがある。このサイドカットがタイヤのカーカスまで達すると、タイヤのパンク等の故障を引き起こす可能性がある。

そこで、このようなサイドカットの発生を抑制する技術として、空気入りタイヤのサイドウォール部表面に肉厚部を設ける技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に示された空気入りタイヤでは、該肉厚部のタイヤ外表面に、特定形状の少なくとも１本の凹溝がタイヤ周方向に沿って設けられており、該肉厚部と該特定形状の凹溝とによって、タイヤのサイドウォール部が、障害物との接触による損傷から保護される。

特開２００７−２２３６７号公報

ここで、上記従来技術では、空気入りタイヤのサイドウォール部と障害物とのタイヤ幅方向の衝突によるサイドカットの発生に着目し、サイドウォール部に肉厚部を設けることによりサイドカットの発生を抑制している。
しかし、サイドカットは、空気入りタイヤが縁石等の障害物に乗り上げた後、当該障害物からずり落ちる際にも生じ得る。具体的には、サイドカットは、図５に示すように、空気入りタイヤ１”が縁石等の障害物Ｃに乗り上げた後、当該障害物Ｃからずり落ちる際に、屈曲したサイドウォール部３”と障害物Ｃの角部とが接触することによっても生じ得る。しかしながら、上記従来技術では、このような障害物からのずり落ちに起因するサイドカットの発生については着目しておらず、従来技術に係る空気入りタイヤでは、障害物からのずり落ちに起因するサイドカットについて、未だ十分な耐サイドカット性が得られなかった。

そこで、本発明は、乗り上げた障害物からのずり落ちに起因するサイドカットに対して良好な耐サイドカット性を示す空気入りタイヤを提供することを目的とする。

この発明は、上記課題を有利に解決することを目的とするものであり、本発明の空気入りタイヤは、トレッド部から一対のサイドウォール部を介して一対のビード部にわたってトロイド状に延在する少なくとも一枚のカーカスプライからなるカーカスを備える空気入りタイヤであって、前記サイドウォール部には、凹部がタイヤ周方向に連続して設けられており、前記凹部が、タイヤを適用リムに装着し、所定内圧を適用した無負荷状態のタイヤ幅方向断面において、前記カーカスのタイヤ径方向最外端を通ってタイヤ幅方向に延びる第一仮想線からタイヤ径方向内方にカーカス断面高さの０．３倍以下の範囲内に位置し、
前記凹部の開口幅が、５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、前記凹部の底幅が、前記開口幅の１／２以下であることを特徴とする。サイドウォール部の所定範囲内に凹部を形成すれば、乗り上げた障害物からタイヤがずり落ちる際に、サイドウォール部と障害物の角部との接触が低減されるため、良好な耐サイドカット性を示すタイヤが得られる。
なお、本発明において、「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ＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会） ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ、欧州ではＥＴＲＴＯ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｙｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｏｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎ） ＳＴＡＮＤＡＲＤ ＭＡＮＵＡＬ、米国ではＴＲＡ（ＴＨＥ ＴＩＲＥ ａｎｄ ＲＩＭ ＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮ ＩＮＣ．） ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ等に規定されたリムを指す。また、「所定内圧」とは、適用サイズのタイヤにおけるＪＡＴＭＡ等の規格のタイヤ最大負荷能力に対応する内圧（最高空気圧）を指す。更に、「カーカス断面高さ」とは、カーカスのタイヤ径方向最内端からカーカスのタイヤ径方向最外端までのタイヤ径方向に沿う距離を指す。

ここで、前記凹部は、タイヤ幅方向断面において、前記凹部の幅中心線と前記カーカスとの交点Ｐを通って前記カーカスに直交する仮想垂線と、前記交点Ｐを通ってタイヤ幅方向に延びる第二仮想線との間に位置することが好ましい。仮想垂線と第二仮想線との間に凹部が位置すれば、乗り上げた障害物からタイヤがずり落ちる際に、サイドウォール部と障害物の角部との接触を更に低減することができる。

また、前記凹部の開口幅は、前記凹部の底幅よりも広いことが好ましい。凹部の開口幅が凹部の底幅よりも広ければ、乗り上げた障害物からタイヤがずり落ちる際に、サイドウォール部と障害物の角部との接触を更に低減することができる。
なお、本発明において、「凹部の開口幅」とは、凹部の開口端縁間の最短距離を指し、「凹部の底幅」とは、凹部の側壁の開口側とは反対側の端縁間の最短距離を指す。

本発明の空気入りタイヤは、前記凹部の開口幅が、５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、前記凹部の底幅が、前記開口幅の１／２以下である。このようにすれば、タイヤの耐久性の確保および凹部での石噛みの防止を達成しつつ、乗り上げた障害物からタイヤがずり落ちる際に、サイドウォール部と障害物の角部との接触を更に低減することができる。

また、前記凹部と前記カーカスとの間の最短距離は、２．５ｍｍ以上であることが好ましい。凹部とカーカスとの間の最短距離を２．５ｍｍ以上とすれば、凹部の底部にクラックが発生した場合であっても、クラックがカーカスまで伸展するのを抑制することができると共に、空気中の酸素等の透過によりカーカスのプライコードが酸化劣化するのを抑制することができる。

本発明の空気入りタイヤによれば、乗り上げた障害物からのずり落ちに起因するサイドカットの発生を十分に抑制することができる。

本発明に従う空気入りタイヤの一例について、適用リムに組み付け、所定内圧を適用した無負荷状態を示すタイヤ半部のタイヤ幅方向断面図である。 本発明に従う空気入りタイヤの別の例について、適用リムに組み付け、所定内圧を適用した無負荷状態を示すタイヤ半部のタイヤ幅方向断面図である。 空気入りタイヤを装着した車両の、障害物乗り上げ前の状態を示す説明図である。 本発明に従う空気入りタイヤの一例を装着した車両が障害物からずり落ちる際の、空気入りタイヤのタイヤ幅方向断面図である。 従来の空気入りタイヤを装着した車両が障害物からずり落ちる際の、空気入りタイヤのタイヤ幅方向断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１は、本発明に従う空気入りタイヤの一例について、適用リム（図示せず）に装着して所定の内圧無負荷条件とした状態のタイヤ幅方向断面をタイヤ半部について示す図である。

図１に示す空気入りタイヤ１は、トレッド部２と、トレッド部２の側部からタイヤ径方向内方に延びる一対のサイドウォール部３（片側のみ図示）と、各サイドウォール部３のタイヤ径方向内方に連なるビード部４（片側のみ図示）とを備えている。

また、空気入りタイヤ１は、一対のビード部４間に延在する２枚のカーカスプライ５０ａ，５０ｂからなるラジアルカーカス５を備えている。そして、ラジアルカーカス５は、トレッド部２から一対のサイドウォール部３を介して一対のビード部４にわたってトロイド状に延び、ビード部４内に埋設された断面略六角形のビードコア６に係止されている。
更に、空気入りタイヤ１のトレッド部２のラジアルカーカス５のタイヤ径方向外側（クラウン部外周側）には、タイヤ周方向に対して所定の角度で配列されたコードをゴム被覆してなる３層のベルト層７０ａ，７０ｂ，７０ｃよりなるベルト７が埋設されている。そして、ベルト７のタイヤ径方向外側には、トレッドゴム１０が配設されており、該トレッドゴムの表面（即ち、トレッド部踏面）には、複数本の溝が形成されている。
なお、図１に示す空気入りタイヤの内部構造は一例であり、本発明の空気入りタイヤの内部構造は上述した構造に限定されるものではない。

そして、空気入りタイヤ１では、サイドウォール部３を構成するサイドウォールゴム９の所定範囲内に、タイヤ外表面に開口する凹部８が形成されている。
具体的には、空気入りタイヤ１では、ラジアルカーカス５のタイヤ径方向最外端Ａを通ってタイヤ幅方向に延びる第一仮想線ＶＬ１からタイヤ径方向内方にカーカス断面高さＣＨの０．３倍以下の範囲内に、凹部８を有している。なお、凹部８は、その全体が前記範囲内に位置していれば、タイヤ表面のゴムを切り欠いて形成してもよいし、金型を用いて形成してもよい。

ここで、図１に空気入りタイヤ１の破線で囲んだ領域を拡大して示すように、タイヤ幅方向断面視において、凹部８は、側壁８１，８２が鋭角で交差するＶ字状をしている。そして、凹部８は、この一例の空気入りタイヤ１では、タイヤ周方向に連続して設けられている。

ところで、上記所定範囲内に凹部を有さない従来の空気入りタイヤでは、図５に示すように、空気入りタイヤ１”が縁石等の障害物Ｃに乗り上げた後、当該障害物Ｃからタイヤ幅方向にずり落ちる際に、トレッド部２”とサイドウォール部３”との剛性差に起因して、サイドウォール部３”が障害物Ｃの角部に接触しやすい。具体的には、従来の空気入りタイヤでは、空気入りタイヤ１”が障害物Ｃからずり落ちる際に、剛性の高いトレッド部２”は、殆ど変形することなくタイヤ幅方向内側に移動する一方で、トレッド部２”よりも剛性が低くて変形しやすいサイドウォール部３”は、タイヤ幅方向内側に移動したトレッド部２”のタイヤ径方向内側の端部に引っ張られる。その結果、空気入りタイヤ１”が縁石等の障害物Ｃからタイヤ幅方向にずり落ちる際に、トレッド部２”に引っ張られてタイヤ幅方向内側に移動したサイドウォール部３”が障害物Ｃの角部に接触しやすくなり、サイドウォール部３”にカットを生じやすかった。

そこで、本発明に従う空気入りタイヤ１では、サイドウォール部３のうち、第一仮想線ＶＬ１からのタイヤ径方向に沿う距離がカーカス断面高さＣＨの０．３倍以下の範囲内に凹部８を形成することにより、サイドウォール部３と障害物Ｃの角部との接触を抑制している。
具体的には、空気入りタイヤ１では、上記範囲内に凹部８を形成し、凹部８の近傍の剛性を局所的に低下させ、凹部８の近傍における屈曲変形を容易にすることにより、トレッド部２が殆ど屈曲しないまま障害物Ｃの角部からずり落ちてサイドウォール部３が障害物Ｃの角部に接触するのを抑制している。即ち、本発明に従う空気入りタイヤ１によれば、図４に示すように、空気入りタイヤ１が縁石等の障害物Ｃに乗り上げた後、当該障害物Ｃからタイヤ幅方向にずり落ちる際に、凹部８の近傍においてトレッド部２をサイドウォール部３側に向かって大きく変形させ、サイドウォール部３と障害物Ｃの角部との間にトレッド部２を入り込ませることができる。そのため、凹部８を形成していない場合と比較して、トレッド部２をサイドウォール部３側（凹部８が形成されている側）に向かって大きく屈曲させて、サイドウォール部３が障害物Ｃの角部に接触するのを抑制し、サイドカットの発生を低減できる。よって、本発明に従う空気入りタイヤ１によれば、障害物Ｃからのずり落ちに起因するサイドカットに対して良好な耐サイドカット性を得ることができる。なお、上記範囲外（即ち、第一仮想線ＶＬ１よりもタイヤ径方向外側や、第一仮想線ＶＬ１からのタイヤ径方向に沿う距離がカーカス断面高さＣＨの０．３倍超の範囲）に凹部を設けた場合には、トレッド部２を十分に屈曲させることができず、逆にサイドウォール部３の屈曲が大きくなるので、サイドウォール部３が障害物Ｃの角部に接触するのを抑制することができない（即ち、良好な耐サイドカット性が得られない）。

なお、この空気入りタイヤ１では、例えば、サイドウォール部３に肉厚層や補強層を設ける必要が無いので、タイヤの重量を増加させることなく、良好な耐サイドカット性を得ることができる。また、補強層の配設に起因した補強層端でのクラックの発生なども防止することができる。

ここで、サイドウォール部３が障害物Ｃの角部に接触するのを更に抑制して耐サイドカット性を向上させる観点からは、凹部８は、第一仮想線ＶＬ１からのタイヤ径方向に沿う距離がカーカス断面高さＣＨの０．１倍以上０．２倍以下の範囲内に位置することが好ましい。即ち、第一仮想線ＶＬ１から凹部８のタイヤ径方向内端までのタイヤ径方向に沿う距離は、カーカス断面高さＣＨの０．１倍以上０．２倍以下であることが好ましい。

また、凹部８は、凹部８の幅中心線ＣＬとラジアルカーカス５の外表面との交点Ｐを通ってタイヤ幅方向に延びる第二仮想線ＶＬ２と、交点Ｐを通ってラジアルカーカス５に直交する仮想垂線ＶＬ３との間に位置することが好ましい。第二仮想線ＶＬ２と仮想垂線ＶＬ３とで挟まれる領域内に凹部８を形成すれば、凹部８の配設角度を適切な角度とし、障害物Ｃから空気入りタイヤ１がずり落ちる際にサイドウォール部３と障害物Ｃの角部との間にトレッド部２を適切に入り込ませて、サイドウォール部３と障害物Ｃの角部との接触を更に低減することができる。

更に、凹部８の開口幅Ｗ１（開口端縁間の最短距離Ｗ１）は、凹部８の底幅Ｗ２よりも広いことが好ましく、凹部８の幅は、開口側から底側に向かって漸減することが更に好ましい。開口幅Ｗ１を底幅Ｗ２よりも大きくすれば、トレッド部２を更に大きく変形させることができる。従って、障害物Ｃから空気入りタイヤ１がずり落ちる際にサイドウォール部３が障害物Ｃの角部に接触するのを更に抑制して、耐サイドカット性を効率的に向上させることができる。そして、凹部８の幅を開口側から底側に向かって漸減させれば、トレッド部２およびサイドウォール部３を滑らかに変形させ、サイドウォール部３が障害物Ｃの角部に接触するのを十分に抑制して、耐サイドカット性を効率的に向上させることができる。
なお、図１に示す空気入りタイヤ１では、側壁８１と側壁８２とが互いに交差しているので、底幅Ｗ２はゼロである。

ここで、空気入りタイヤ１の耐久性の確保および凹部８での石噛みの発生防止を達成しつつ耐サイドカット性を効率的に向上させる観点からは、凹部８の開口幅Ｗ１は、５ｍｍ以上１０ｍｍ以下とすることが好ましく、凹部８の底幅Ｗ２は、開口幅Ｗ１の１／２以下とすることが好ましい。開口幅Ｗ１を１０ｍｍ以下とすれば、耐久性の低下および石噛みの発生を抑制することができる。また、開口幅Ｗ１を５ｍｍ以上とし、底幅Ｗ２を開口幅Ｗ１の１／２以下とすれば、乗り上げた障害物Ｃから空気入りタイヤ１がずり落ちる際にサイドウォール部３と障害物Ｃの角部との間にトレッド部２を適切に入り込ませて、サイドウォール部３と障害物Ｃの角部との接触を更に低減することができる。

また、凹部８の深さＤは、５．０ｍｍ以上１３．０ｍｍ以下であることが好ましい。深さＤが５．０ｍｍ以上であれば、乗り上げた障害物Ｃから空気入りタイヤ１がずり落ちる際にサイドウォール部３と障害物Ｃの角部との間にトレッド部２を適切に入り込ませて、サイドウォール部３と障害物Ｃの角部との接触を更に低減することができる。また、深さＤが１３．０ｍｍ以下であれば、凹部８を形成した位置で発生したクラックがラジアルカーカス５まで伸展するのを抑制することができると共に、空気中の酸素等の透過によりラジアルカーカス５のプライコードが酸化劣化するのを抑制することができる。その結果、空気入りタイヤ１の耐久性の低下を抑制することができる。

更に、凹部８とラジアルカーカス５との間の最短距離ｄは、２．５ｍｍ以上とすることが好ましい。最短距離ｄを２．５ｍｍ以上とすれば、凹部８を形成した位置で発生したクラックがラジアルカーカス５まで伸展するのを抑制することができると共に、空気中の酸素等の透過によりラジアルカーカス５のプライコードが酸化劣化するのを抑制することができる。その結果、空気入りタイヤ１の耐久性を向上することができる。

また、凹部８の側壁８１，８２は、交差角が５°以上３０°以下であることが好ましい。交差角が５°以上であれば、乗り上げた障害物Ｃから空気入りタイヤ１がずり落ちる際にサイドウォール部３と障害物Ｃの角部との間にトレッド部２を適切に入り込ませて、サイドウォール部３と障害物Ｃの角部との接触を更に低減することができる。また、交差角が３０°以下であれば、凹部８の形成により剛性が低下し過ぎるのを抑制して、空気入りタイヤ１の耐久性が低下するのを抑制することができる。
なお、本発明において、凹部の側壁同士が直接交差しない場合には、「交差角」とは、タイヤ幅方向断面視において、側壁の延長線同士が交差する角度（鋭角側）を指すものとする。

そして、空気入りタイヤ１では、凹部８とラジアルカーカス５との間、特に凹部８の底部とラジアルカーカス５との間に、耐カット性や耐オゾン性を有するゴムを配置することが好ましい。空気入りタイヤ１では、凹部８の底部とラジアルカーカス５との間の距離が短くなるところ、耐カット性や耐オゾン性のゴムを配置すれば、クラックの発生などを抑制することができるからである。
なお、耐カット性や耐オゾン性を有するゴムとしては、例えば、ＪＩＳ Ｋ６２５２に準拠して測定した引張強さＥＢが２１．０ＭＰａ以上であり、ＪＩＳ Ｋ６２５２に準拠して測定した破断伸びＴＢが６５５％以上であるゴムが挙げられる。

以上、図面を参照して本発明の空気入りタイヤについて説明したが、本発明の空気入りタイヤは、上記一例に限定されることはなく、本発明の空気入りタイヤには、適宜変更を加えることができる。
具体的には、凹部は、タイヤ周方向に断続的に設けてもよい。
また、装着方向が指定されている空気入りタイヤの場合には、凹部は、空気入りタイヤを車両に取り付けた際に車両の外側となる側のみに設けられていてもよい。縁石等の障害物への乗り上げは、通常、車両の外側で生じるからである。
更に、凹部の形状は、図１に示す形状には限定されず、凹部は、例えば図２に示すような形状や、その他の任意の形状であってもよい。ここで、図２に示す空気入りタイヤ１’は、凹部８’が、側壁８１’，８２’および幅Ｗ２の底面８３’により区画形成される台形状である以外は、図１に示す空気入りタイヤ１と同様の構成を有している。そして、空気入りタイヤ１’では、先の空気入りタイヤ１と同様にして耐サイドカット性を向上することができる。

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。

（実施例１〜１０、比較例１）
表１に示す諸元で、図２に示すような構成を有する、サイドウォール部に凹部を形成した空気入りタイヤを試作した。なお、タイヤサイズは、２７５／８０Ｒ２２．５とした。
そして、試作したタイヤについて耐サイドカット性および耐クラック性を以下の方法で評価した。
（従来例１）
表１に示す諸元で、サイドウォール部に凹部を形成していない空気入りタイヤを試作した。なお、タイヤサイズは、２７５／８０Ｒ２２．５とした。
そして、試作したタイヤについて耐サイドカット性および耐クラック性を以下の方法で評価した。

＜耐サイドカット性＞
試作したタイヤを適用リム（リム幅：８．２５）に装着し、内圧９００ｋＰａとして、試験車両（駆動方式：２−Ｄ４）の全軸に装着した。そして、高さ１７０ｍｍの障害物にタイヤを乗り上げさせた後にずり落とす操作を３回繰り返し、発生したサイドカットの深さを測定した。なお、タイヤは、タイヤ幅方向外側から幅４０ｍｍの範囲を障害物上に乗り上げさせた。
そして、サイドカットの深さの逆数を取り、従来例１を１００として指数評価した。指数は、値が大きいほど耐サイドカット性に優れていることを示す。結果を表１に示す。
＜耐クラック性＞
試作したタイヤのサイドウォール部を再現したサンプル（擬似サイドウォール部）を、試作タイヤと同じ部材を使用し、試作タイヤのサイドウォール部と同じ寸法で作製した。その後、作製したサンプルに引張（２％の引張歪み、５２Ｈｚ）を繰り返し与え、クラックが発生するまでの時間を測定した。
そして、比較例１を１００として指数評価した。指数は、値が大きいほど耐クラック性に優れていることを示す。結果を表１に示す。

表１より、所定範囲内に凹部を形成した実施例１〜１０の空気入りタイヤでは、耐サイドカット性を向上させ得ることが分かる。また、実施例１，２，４，６，７，９，１０の空気入りタイヤは、耐クラック性にも優れていることが分かる。更に、実施例２，４，６，７，９，１０の空気入りタイヤでは、耐クラック性の低下を抑制しつつ、耐サイドカット性を十分に向上させ得ることが分かる。

本発明の空気入りタイヤによれば、乗り上げた障害物からのずり落ちに起因するサイドカットの発生を十分に抑制することができる。

１ 空気入りタイヤ、２ トレッド部、３ サイドウォール部、４ ビード部、５ ラジアルカーカス、６ ビードコア、７ ベルト、８，８’ 凹部、９ サイドウォールゴム、１０ トレッドゴム、５０ａ，５０ｂ カーカスプライ、７０ａ，７０ｂ，７０ｃ ベルト層、８１，８２，８１’，８２’ 側壁、８３’ 底面、Ａ カーカスのタイヤ径方向最外端、Ｂ カーカスのタイヤ径方向最内端、Ｃ 障害物（縁石）、Ｐ 交点、ＣＬ 幅中心線、ＥＱ タイヤ赤道面、ＶＬ１ 第一仮想線、ＶＬ２ 第二仮想線、ＶＬ３ 仮想垂線

Claims (3)

1. トレッド部から一対のサイドウォール部を介して一対のビード部にわたってトロイド状に延在する少なくとも一枚のカーカスプライからなるカーカスを備える空気入りタイヤであって、
   前記サイドウォール部には、凹部がタイヤ周方向に連続して１本のみ設けられており、
   前記凹部が、タイヤを適用リムに装着し、所定内圧を適用した無負荷状態のタイヤ幅方向断面において、前記カーカスのタイヤ径方向最外端を通ってタイヤ幅方向に延びる第一仮想線からタイヤ径方向内方にカーカス断面高さの０．３倍以下の範囲内に位置し、
   前記凹部の開口幅が、５ｍｍ以上１０ｍｍ以下であり、
   前記凹部の底幅が、前記開口幅の１／２以下であり、
   前記凹部の深さが、５．０ｍｍ以上１３．０ｍｍ以下であることを特徴とする、空気入りタイヤ。
2. 前記凹部が、タイヤ幅方向断面において、前記凹部の幅中心線と前記カーカスとの交点Ｐを通って前記カーカスに直交する仮想垂線と、前記交点Ｐを通ってタイヤ幅方向に延びる第二仮想線との間に位置することを特徴とする、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記凹部と前記カーカスとの間の最短距離が２．５ｍｍ以上であることを特徴とする、請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。

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