JP6422760B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤでは、摩耗寿命を向上させるため、トレッド部の接地幅を広くして接地面を増加させるワイドトレッド化が進んでいるが、ワイドトレッド化により、トレッド部端部（タイヤ幅方向端部）の接地圧が局部的に高くなりトレッド端部の片落ち等の偏摩耗が生じやすいという問題がある。

これに対して、下記引用文献１及び２には、トレッド部のタイヤ径方向内側に位置するバットレス部にタイヤ周方向に延びる環状凹陥部を設け、バットレス部への応力集中を防ぎ、耐偏摩耗性を向上させることが提案されている。

しかしながら、通常、走行時にベルト端部において発熱が大きくなるが、下記引用文献１及び２では、ベルト端部近傍のゴム厚みが大きいため、ベルト端部で発生した熱が放熱されにくく、高速耐久性能が悪化しやすいという問題がある。

特開平１１−１５１９０９号公報 特開平１１−１５１９１０号公報

本発明は、このような問題を考慮してなされたものであり、ワイドトレッド化が進んでも、耐偏摩耗性及び高速耐久性を向上させることができる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明に係る空気入りタイヤは、接地面を構成するトレッド部にベルトを備え、前記トレッド部のタイヤ径方向内側に配置されたバットレス部におけるタイヤ径方向で前記ベルトの最大幅ベルトの端部と重なる位置に形成されたタイヤ周方向に延びるえぐり部と、前記えぐり部の底面に開口する複数の凹部とを備え、前記最大幅ベルトの端部に最も近接する前記凹部は、他の前記凹部より前記えぐり部の底面からの陥没量が小さいものである。

本発明に係る空気入りタイヤの好ましい態様として、前記凹部は、タイヤ周方向に沿って延び、タイヤ径方向に複数並んで配置されることが好ましく、また、前記凹部の底面が断面湾曲形状をなしていることが好ましい。

本発明によれば、バットレス部への応力集中を防ぎ、耐偏摩耗性を向上させることができるとともに、ベルト端部で発生した熱の放熱性を改善し、高速耐久性能を向上することができる。

本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤの半断面図である。 図１の要部拡大図である。 本発明の変更例に係る空気入りタイヤの要部拡大断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は比較例１〜３に係る空気入りタイヤの要部拡大断面図である。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、実施形態に係る空気入りタイヤ１０の構造を、タイヤ軸を含む子午線断面で切断した右側半断面図である。ここでは、左右対称のタイヤであるため、左側半分は図示を省略している。

図１の空気入りタイヤ１０は、左右一対のビード部１２と、ビード部１２から半径方向外方に延びる左右一対のサイドウォール部１４と、接地面を構成するトレッド部１６と、トレッド部１６のタイヤ径方向内側に配置された左右一対のバットレス部１８とを備えてなる。ここで、バットレス部１８は、トレッド部１６とサイドウォール部１４との境界領域であり、トレッド部１６とサイドウォール部１４との間を繋ぐように設けられている。

空気入りタイヤ１０は、一対のビード部１２間にトロイダル状に架け渡して設けられたカーカスプライ２０を備える。一対のビード部１２には、それぞれリング状のビードコア２２が埋設されている。

カーカスプライ２０は、トレッド部１６からバットレス部１８及びサイドウォール部１４を経て、ビード部１２にてビードコア２２により係止されており、上記各部１２，１４，１６，１８を補強する。カーカスプライ２０は、この例では、両端部がビードコア２２の周りをタイヤ幅方向内側から外側に折り返すことにより係止されている。カーカスプライ２０の内側には、空気圧を保持するためのインナーライナー２４が配設されている。

カーカスプライ２０は、有機繊維コードをタイヤ周方向に対して所定の角度（例えば、７０°〜９０°）で配列し、トッピングゴムで被覆してなる少なくとも１枚のプライからなり、この例では１プライで構成されている。カーカスプライ２０を構成するコードとしては、例えば、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、アラミド繊維、ナイロン繊維等の有機繊維コードが好ましく用いられる。

サイドウォール部１４においてカーカスプライ２０の外側（即ち、タイヤ外面側）にはサイドウォールゴム３２が設けられている。また、ビード部１２において、ビードコア２２の外周側には、タイヤ半径方向外側に向かって先細状に延びる硬質ゴム材よりなるビードフィラー３４が配されている。

トレッド部１６におけるカーカスプライ２０の外周側にはベルト２６が配設されている。すなわち、ベルト２６は、トレッド部１６においてカーカスプライ２０とトレッドゴム２８との間に設けられている。ベルト２６は、ベルトコードをタイヤ周方向に対して所定の角度（例えば、１０°〜３５°）で配列した、複数枚の交差ベルトプライからなる。ベルトコードとしては、スチールコードや高張力を有する有機繊維コードが用いられる。ベルト２６は、この例では、タイヤ径方向内側に配された第１ベルト２６Ａと、その外周側に順番に積層された第２ベルト２６Ｂ、第２ベルト２６Ｃ及び第２ベルト２６Ｄの４層構造であり、第２ベルト２６Ｂが、最も幅の広い最大幅ベルトである。

トレッド部１６の表面には、タイヤ周方向に沿って延びる４本の主溝３６が設けられている。具体的には、主溝３６は、タイヤ赤道面ＣＬを挟んで両側に配された一対のセンター主溝３６Ａと、一対のセンター主溝３６Ａのタイヤ幅方向外側Ｗｏに設けられた一対のショルダー主溝３６Ｂとから構成されている。タイヤ幅方向外側Ｗｏとは、タイヤ幅方向Ｗにおいてタイヤ赤道面ＣＬから離れる側をいう。

上記の４本の主溝３６により、トレッド部１６には、２本のセンター主溝３６Ａの間に中央陸部３８が形成され、センター主溝３６Ａとショルダー主溝３６Ｂとの間に中間陸部４０が形成され、２本のショルダー主溝３６Ｂのタイヤ幅方向外側Ｗｏにショルダー陸部４２が形成されている。ショルダー陸部４２の接地面のタイヤ幅方向外側端は、トレッド接地端Ｅをなしており、タイヤ径方向内方へ延びタイヤ側面上部を構成するバットレス部１８が接続されている。

そして、図１及び図２に示すように、バットレス部１８の外表面には、少なくとも最大幅ベルトである第２ベルト２６Ｂとタイヤ径方向Ｒで重なる位置に、タイヤ幅方向内側Ｗｉに向かって陥没するえぐり部５０がタイヤ周方向に沿って形成されている。えぐり部５０は、断面形状が滑らかな湾曲形状をなしており、その底面に複数の凹部５２が開口している。なお、えぐり部５０は、タイヤ周方向に完全に連続した環状をなすものであっても、周方向の所々で断続しているものであってもよい。

凹部５２は、えぐり部５０の底面に設けられたタイヤ幅方向内側Ｗｉに向かって陥没形成されたもので、その底面が滑らかな湾曲形状をなしている。この例では、凹部５２は、タイヤ周方向に沿って延びる断面が略円弧状をなした凹溝であり、えぐり部５０の底面に複数本（例えば、５本）の凹部５２がタイヤ径方向Ｒに間隔あけて設けられている。

えぐり部５０の底面に設けられた複数の凹部５２のうち、最大幅ベルトである第２ベルト２６Ｂの端部２６Ｂ１に最も近接する位置にある凹部５２Ａは、他の凹部５２Ｂに比べてえぐり部５０の底面からの陥没量が小さく設定されている。

なお、バットレス部１８に設けるえぐり部５０は、少なくとも最大幅ベルトである第２ベルト２６Ｂとタイヤ径方向Ｒで重なっていればよいが、図１に示すように、トレッド部１６に設けられた全てのベルト２６とタイヤ径方向Ｒで重なるように設けてもよい。また、えぐり部５０は、トレッド部１６に設けられた主溝３６の溝底３７よりタイヤ径方向Ｒ内方に設けてもよい。

第２ベルト２６Ｂの端部２６Ｂ１に最も近接する位置にある凹部５２Ａは、図１に示すように、第２ベルト２６Ｂの端部２６Ｂ１とタイヤ径方向Ｒに重なる位置に設けてもよく、また、第２ベルト２６Ｂの端部２６Ｂ１とタイヤ径方向Ｒに重ならないように凹部５２Ａをタイヤ径方向Ｒにずらして設けてもよい。

ここで、図１及び図２を参照してバットレス部１８に形成するえぐり部５０及び凹部５２の寸法の一例を挙げると、えぐり部５０がタイヤ側面に開口する開口部のタイヤ径方向Ｒの長さｈをタイヤ断面高さＨの１０〜３０％に、えぐり部５０の陥没量（本来のタイヤ側面からえぐり部５０の底面までの長さ）を４ｍｍ未満に、最大幅ベルトである第２ベルト２６Ｂの端部２６Ｂ１からこれに最も近接する凹部５２Ａの底面までの距離Ａを１２ｍｍ以上に、凹部５２がえぐり部５０の底面に開口する開口部のタイヤ径方向Ｒの長さＢを２．０〜４．０ｍｍに、第２ベルト２６Ｂの端部２６Ｂ１に最も近接する凹部５２Ａの陥没量Ｘを２．０ｍｍ以下に対して、他の凹部５２Ｂの陥没量Ｙは陥没量Ｘの１．１倍以上２．０倍以下（１．１Ｘ≦Ｙ≦２．０Ｘ）に設定することができる。

より具体的には、タイヤ断面高さＨが２２０ｍｍの場合に、えぐり部５０がタイヤ側面に開口する開口部のタイヤ径方向Ｒの長さｈを２２ｍｍ、第２ベルト２６Ｂの端部２６Ｂ１とこれに最も近接する凹部５２Ａとの距離Ａを１２ｍｍ、凹部５２がえぐり部５０の底面に開口する開口部のタイヤ径方向Ｒの長さＢを３．５ｍｍ、第２ベルト２６Ｂの端部２６Ｂ１に最も近接する凹部５２Ａの陥没量Ｘを１．２ｍｍ、他の凹部５２Ｂの陥没量Ｙを２．０ｍｍとすることができる。

なお、本実施形態における上記各寸法値は、タイヤを正規リムに装着して正規内圧を充填した無負荷の正規状態でのものである。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" とする。また、正規内圧とは、該規格体系において、各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" とする。また、タイヤ断面高さＨは、ビードヒールBHからトレッド踏面までの垂直高さであり、タイヤ外径とリム径との差の１／２である。

以上のような本実施形態の空気入りタイヤ１０では、バットレス部１８にタイヤ幅方向内側Ｗｉに向かって陥没するえぐり部５０がタイヤ周方向に沿って設けられるとともに、えぐり部５０に底面に開口する複数の凹部５２が形成されているため、トレッド部１６の接地幅を広く設定するワイドトレッド化が進んでもバットレス部１８に集中する応力をえぐり部５０及び凹部５２により緩和することができ、トレッド接地端Ｅ近傍における接地圧の上昇を抑え、トレッド接地端Ｅ近傍の片落ち偏摩耗を抑えることができる。

また、本実施形態では、えぐり部５０が最大幅ベルトである第２ベルト２６Ｂの端部２６Ｂ１とタイヤ径方向Ｒで重なる位置に設けられているため、ワイドトレッド化によってベルト端部２６Ｂ１近傍のゴム厚さを必要以上に厚くなることがなく、走行時に生じる熱を効率的にベルト端部２６Ｂ１より放熱することができ、高速耐久性を向上させることができる。

特に、本実施形態では、タイヤ幅方向内側Ｗｉに向かって陥没するえぐり部５０の底面に複数の凹部５２が設けられているため、えぐり部５０又は凹部５２のいずれか一方のみを形成する場合に比べて、第２ベルト２６Ｂの端部２６Ｂ１近傍においてタイヤ表面積を大きくすることができ、より一層、高速耐久性を向上させることができる。

また、本実施形態では、えぐり部５０の底面に設けられた複数の凹部５２のうち、第２ベルト２６Ｂの端部２６Ｂ１に最も近接する位置にある凹部５２Ａは、他の凹部５２Ｂに比べてえぐり部５０の底面からの陥没量が小さく設定されているため、ベルト２６Ｂの端部２６Ｂ１近傍のゴム厚さ（第２ベルト２６Ｂの端部２６Ｂ１から凹部５２Ａの底面までの距離Ａ）を確保してベルト２６Ｂの端部２６Ｂ１での故障を防ぎつつ、他の凹部５２Ｂをタイヤ幅方向内側Ｗｉに向かって深く陥没させて第２ベルト２６Ｂの端部２６Ｂ１近傍のタイヤ表面積を大きくして放熱性を向上させることができる。

また、本実施形態では、凹部５２の底面が滑らか湾曲形状をなしているため、凹部５２の底面を基点とするクラックの発生を抑えることができる。

また、本実施形態において、えぐり部５０をトレッド部１６に設けられた主溝３６の溝底３７よりタイヤ径方向Ｒ内方に設けることで、トレッド部１６の摩耗がえぐり部５０に到達する前にタイヤの寿命に達するため、トレッド部１６の摩耗の程度に影響されずタイヤ寿命の全期間においてえぐり部５０及び凹部５２による片落ち偏摩耗の抑制と高速耐久性の向上を図ることができる。

なお、えぐり部５０の底面に設ける凹部５２の形態としては、図１及び図２に示すような断面が略円弧状のもののほか、図３に例示するような断面が角を丸めた三角状等、種々の断面形状の凹溝に設定したり、あるいは、底面に円形等に開口するすり鉢形状で凹みに設定してもよい。

上記の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

実施例１〜２及び比較例１〜３の空気入りタイヤ（タイヤサイズ：２７５／８０Ｒ２２．５）を試作した。これらの各試作タイヤは、タイヤ内部構造と基本的なトレッドパターンを同一とし、バットレス部１８の外表面の形状を変更して作製したものである。

具体的には、実施例１は、図１及び図２に示す空気入りタイヤであって、バットレス部１８における第２ベルト２６Ｂとタイヤ径方向Ｒで重なる位置に設けられたタイヤ幅方向内側Ｗｉに向かって陥没する環状のえぐり部５０と、えぐり部５０の底面に開口する凹部５２を備え、凹部５２が、タイヤ周方向に沿って延びる断面略円弧状の環状の凹溝をなしており、タイヤ径方向Ｒに間隔をあけて５本設けられている例である。

実施例２は、図３に示す空気入りタイヤであって、バットレス部１８における第２ベルト２６Ｂとタイヤ径方向Ｒで重なる位置に設けられたタイヤ幅方向内側Ｗｉに向かって陥没するえぐり部５０と、えぐり部５０の底面に開口する凹部５２を備え、凹部５２が、タイヤ周方向に沿って延びる断面が角を丸めた三角状の環状の凹溝をなしており、タイヤ径方向Ｒに間隔をあけて６本設けられている例である。

比較例１は、図４（ａ）に示す空気入りタイヤであって、バットレス部１８にえぐり部５０及び凹部５２が設けられていない例である。

比較例２は、図４（ｂ）に示す空気入りタイヤであって、えぐり部が存在せず、バットレス部１８における第２ベルト２６Ｂとタイヤ径方向Ｒで重なる位置にタイヤ周方向に延びる環状の凹部６２がタイヤ径方向Ｒに間隔をあけて４本設けられている例である。

比較例３は、図４（ｃ）に示す空気入りタイヤであって、バットレス部１８における第２ベルト２６Ｂとタイヤ径方向Ｒで重なる位置にタイヤ幅方向内側Ｗｉに向かって陥没する環状のえぐり部６０が設けられた例である。

なお、実施例１〜２及び比較例１〜３の空気入りタイヤにおける、タイヤ断面高さＨ、えぐり部５０がタイヤ側面に開口する開口部のタイヤ径方向Ｒの長さｈ、第２ベルト２６Ｂの端部２６Ｂ１とこれに最も近接する凹部５２Ａとの距離Ａ、凹部５２がえぐり部５０の底面に開口する開口部のタイヤ径方向Ｒの長さＢ、第２ベルト２６Ｂの端部２６Ｂ１に最も近接する凹部５２Ａの陥没量Ｘ、他の凹部５２Ｂの陥没量Ｙは、下記表に示すとおりである。

実施例１〜２及び比較例１〜３の各空気入りタイヤについて下記評価を行った。評価方法は以下のとおりである。

（１）耐偏摩耗性
実施例１〜２及び比較例１〜３の各空気入りタイヤを２２．５×７．５０のリムに組み付け、内圧９００ＫＰａまでエアを充填し、ＪＡＴＭＡ単輪最大荷重能力の１５０％の荷重条件にて速度４０Ｋｍ／ｈで１６８時間走行した後、残存するセンター主溝３６Ａ及びショルダー主溝３６Ｂの溝深さを測定した。評価は、残存するセンター主溝３６Ａの溝深さに対する残存するショルダー主溝３６Ｂの溝深さの割合を、比較例１を１００として指数化した。数値が大きいほど耐摩耗性能が良好であることを示す。

（２）高速耐久性
実施例１〜２及び比較例１〜３の各空気入りタイヤを２２．５×７．５０のリムに組み付け、内圧９００ＫＰａまでエアを充填し、ＪＡＴＭＡ単輪最大荷重能力の１００％の荷重条件にて速度８８Ｋｍ／ｈで走行を開始し、１２時間走行する毎に８Ｋｍ／ｈずつ速度を上げ、セパレーション等の故障が確認されるまでの走行距離を測定した。評価は、故障が確認されるまでの走行距離を、比較例３を１００として指数化した。数値が大きいほど高速耐久性が良好であることを示す。

（３）凹部の耐久性
実施例１〜２及び比較例１〜３の各空気入りタイヤのうち、バットレス部１８に凹部５２を設けた実施例１〜２及び比較例２について、凹部５２の耐久性を評価した。具体的には、実施例１〜２及び比較例２の各空気入りタイヤを２２．５×７．５０のリムに組み付け、内圧９００ＫＰａまでエアを充填し、ＪＡＴＭＡ単輪最大荷重能力の１５０％の荷重条件にて速度４０Ｋｍ／ｈで１６８時間走行した後、凹部５２の底面に発生した亀裂の有無を目視で確認した。

結果は、表１に示すとおりである。本実施形態に係る実施例１〜２では、比較例１〜３に対して、耐偏摩耗性及び高速耐久性が向上した。

１０…空気入りタイヤ
１２…ビード部
１４…サイドウォール部
１６…トレッド部
１８…バットレス部
２０…カーカスプライ
２２…ビードコア
２４…インナーライナー
２６、２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、２６Ｄ…ベルト
２８…トレッドゴム
３６…主溝
３６Ａ…センター主溝
３６Ｂ…ショルダー主溝
３８…中央陸部
４０…中間陸部
４２…ショルダー陸部
５０…えぐり部
５２…凹部

Claims (3)

1. 接地面を構成するトレッド部にベルトを備え、前記トレッド部のタイヤ径方向内側に配置されたバットレス部におけるタイヤ径方向で前記ベルトの最大幅ベルトの端部と重なる位置に形成されたタイヤ周方向に延びるえぐり部と、前記えぐり部の底面に開口する複数の凹部とを備え、
   前記最大幅ベルトの端部に最も近接する前記凹部は、他の前記凹部より前記えぐり部の底面からの陥没量が小さい空気入りタイヤ。
2. 前記凹部は、タイヤ周方向に沿って延び、タイヤ径方向に複数並んで配置されている請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記凹部の底面が断面湾曲形状をなしている請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。

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