JP6514566B2 - 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。詳細には、本発明は、タイヤのサイド面の改良に関する。

サイドウォールの内側に荷重支持層を備えたランフラットタイヤでは、パンクによって内圧が低下すると、支持層によって荷重が支えられる。このランフラットタイヤでは、パンク状態でも、ある程度の距離の走行が可能である。このパンク状態での走行は、ランフラット走行と称される。ランフラット走行が継続されると、支持層の変形と復元とが繰り返される。この繰り返しにより支持層で熱が生じ、タイヤが高温に達する。長時間ランフラット走行が継続したとき、この温度の上昇はタイヤの損傷の要因となりうる。この温度の上昇を抑えることで、ランフラット耐久性を向上させることができる。

ランフラット走行における温度上昇を抑制したタイヤが、特開２０１０−２７４８８６公報、特開２０１３−２８３００公報及び特開２０１４−３７２１５公報に開示されている。これらのタイヤは、サイドウォールに多数のディンプルを備えている。これらのタイヤではディンプルによって乱流が発生する。ディンプルは、タイヤから大気への放熱を促進する。これらのタイヤでは昇温しにくい。

特開２０１０−２７４８８６公報 特開２０１３−２８３００公報 特開２０１４−３７２１５公報

ランフラット耐久性をさらに改善したランフラットタイヤが求められている。また、サイドウォールにディンプルを有するタイヤでは、通常走行時に風切り音が大きくなる。特にディンプルが周期的に配置されたこれまでのタイヤでは、特定の周波数の音が大きくなり、走行時の静寂性が損なわれることがあった。また、ランフラットタイヤ以外の一般のタイヤでも、放熱性の向上は耐久性の向上につながる。一般のタイヤでも、良好な放熱性及び静寂性の実現が求められている。

本発明の目的は、良好な耐久性と静寂性とが実現されたタイヤを提供することにある。

本発明に係る空気入りタイヤでは、そのサイド面が、周方向に延びるディンプル配置領域を備えている。上記ディンプル配置領域は、多数のディンプルと、このディンプル以外の部分であるランドとを備えている。上記ランドは、上記ディンプル配置領域内に配置された多数の母点に基づいて上記ディンプル配置領域をボロノイ分割したときのボロノイ領域の輪郭を含みこの輪郭に沿うように形成されている。上記ディンプルは、上記配置領域内のランド以外の部分に形成されている。上記母点の配置は、不規則である部分を含んでいる。

好ましくは、上記ボロノイ分割の母点間の最小距離は、１０ｍｍ以上である。

好ましくは、上記ボロノイ分割の母点間の最小距離は、３０ｍｍ以下である。

好ましくは、上記ディンプルの断面形状は、略円弧状である。

好ましくは、上記母点の全ては不規則に配置されている。

本発明に係る設計方法は、そのサイド面に周方向に延びるディンプル配置領域を備えたタイヤの設計方法である。この設計方法は、
（Ａ１）上記ディンプル配置領域に多数の母点を配置するステップ、
（Ａ２）上記母点に基づいて、上記配置領域をボロノイ分割するステップ
及び
（Ａ３）上記ボロノイ分割したときのボロノイ領域の輪郭を含みこの輪郭に沿うようにランドを割り当て、上記配置領域内のランド以外の部分にディンプルを割り当てるステップ
を含む。上記（Ａ１）のステップにおける母点の配置は、不規則である部分を含んでいる。

本発明に係る製造方法は、そのサイド面に周方向に延びるディンプル配置領域を備えたタイヤの製造方法である。この製造方法は、
（Ｂ１）ローカバーを形成する工程
及び
（Ｂ２）上記ローカバーをモールド内で加熱及び加圧することでタイヤを得る工程
を備える。
上記モールドのキャビティ面は、請求項６の設計方法で設計されたディンプルとランドとを形成するための凹凸を備える。

本発明に係るタイヤでは、ランドは、ディンプル配置領域内に配置された多数の母点に基づいてディンプル配置領域をボロノイ分割したときのボロノイ領域の輪郭を含み、この輪郭に沿うように形成されている。ディンプルは、上記配置領域内のランド以外の部分に形成されている。この母点の配置は、不規則な部分を有している。母点の配置が不規則な部分を有するため、この部分では、ボロノイ領域の形状及び配置も不規則となる。このタイヤでは、ディンプルの形状及びその配置は不規則となる部分がある。このディンプルは、効果的に乱流を発生させる。このディンプルで発生した乱流は、タイヤからの放熱を効果的に促進する。このタイヤはランフラット耐久性に優れる。また、不規則な形状のディンプルは、特定の周波数の風切り音が大きくなることを抑制する。このタイヤは静寂性に優れる。

図１は、本発明の一実施形態に係るタイヤの一部が示された断面図である。 図２は、図１のタイヤのサイド面の一部が示された正面図である。 図３は、図１のタイヤのサイド面に配置された母点とボロノイ領域が示された拡大図である。 図４は、図３のボロノイ領域の輪郭に基づいて割り当てられたランドとディンプルの例である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１には、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ２が示されている。図１において、上下方向がタイヤ２の半径方向であり、左右方向がタイヤ２の軸方向であり、紙面との垂直方向がタイヤ２の周方向である。図１において、一点鎖線ＣＬはタイヤ２の赤道面を表わす。このタイヤ２の形状は、トレッドパターンを除き、赤道面に対して対称である。

このタイヤ２は、トレッド４、一対のサイドウォール６、一対のクリンチ８、一対のビード１０、カーカス１２、一対の荷重支持層１４、ベルト１６、バンド１８、一対のチェーファー２０及びインナーライナー２２を備えている。このタイヤ２は、チューブレスタイプである。このタイヤ２は、乗用車に装着される。

トレッド４は、半径方向外向きに凸な形状を呈している。トレッド４は、路面と接地するトレッド面２４を形成する。トレッド面２４には、溝２６が刻まれている。この溝２６により、トレッドパターンが形成されている。トレッド４は、ベース層２８とキャップ層３０とを有している。キャップ層３０は、ベース層２８の半径方向外側に位置している。キャップ層３０は、ベース層２８に積層されている。ベース層２８は、接着性に優れた架橋ゴムからなる。ベース層２８の典型的な基材ゴムは、天然ゴムである。キャップ層３０は、耐摩耗性、耐熱性及びグリップ性に優れた架橋ゴムからなる。

それぞれのサイドウォール６は、トレッド４の端から半径方向略内向きに延びている。このサイドウォール６の半径方向外側端は、トレッド４と接合されている。このサイドウォール６の半径方向内側端は、クリンチ８と接合されている。このサイドウォール６は、耐カット性及び耐候性に優れた架橋ゴムからなる。サイドウォール６は、軸方向においてカーカス１２よりも外側に位置している。サイドウォール６は、カーカス１２の損傷を防止する。

損傷防止の観点から、サイドウォール６の硬さは５０以上が好ましく、５５以上がより好ましい。通常状態の乗り心地性の観点から、硬さは７０以下が好ましく、６５以下がより好ましい。本願において、硬さは「ＪＩＳ Ｋ６２５３」の規定に準じ、タイプＡのデュロメータによって測定される。図１に示された断面にこのデュロメータが押し付けられて、硬さが測定される。測定は、２３℃の温度下でなされる。後述するクリンチ８、第一エイペックス、第二エイペックス及び荷重支持層１４の硬さも同様にして測定される。

それぞれのクリンチ８は、サイドウォール６の半径方向略内側に位置している。クリンチ８は、軸方向において、ビード１０及びカーカス１２よりも外側に位置している。クリンチ８は、耐摩耗性に優れた架橋ゴムからなる。図示されないが、クリンチ８は、リムのフランジと当接する。

耐摩耗性の観点から、クリンチ８の硬さは６０以上が好ましく、６５以上がより好ましい。通常状態の乗り心地の観点から、硬さは９０以下が好ましく、８０以下がより好ましい。

それぞれのビード１０は、サイドウォール６よりも軸方向略内側に位置している。ビード１０は、コア３２と、第一エイペックス３４と、第二エイペックス３６とを備えている。コア３２は、リング状である。コア３２は、非伸縮性ワイヤーが巻かれてなる。典型的には、コア３２にスチール製ワイヤーが用いられる。

第一エイペックス３４は、コア３２から半径方向外向きに延びている。第一エイペックス３４は、半径方向外向きに先細りである。第一エイペックス３４は、高硬度な架橋ゴムからなる。第二エイペックス３６は、第一エイペックス３４とカーカス１２との軸方向外側に位置している。第二エイペックス３６は、カーカス１２とクリンチ８との間に位置している。第二エイペックス３６は、半径方向において、内向きに先細りであり外向きにも先細りである。第二エイペックス３６は、高硬度な架橋ゴムからなる。

ビード１０の部分が適切な剛性を有するとの観点から、第一エイペックス３４及び第二エイペックス３６の硬さは６０以上が好ましく、６５以上がより好ましい。通常走行時の乗り心地性の観点から、この硬さは９０以下が好ましく、８０以下がより好ましい。

カーカス１２は、カーカスプライ３８からなる。カーカスプライ３８は、両側のビード１０の間に架け渡されている。カーカスプライ３８は、トレッド４及びサイドウォール６に沿っている。カーカスプライ３８は、コア３２の周りを、軸方向内側から外側に向かって折り返されている。この折り返しにより、カーカスプライ３８には、主部４０と折返し部４２とが形成されている。折返し部４２の端は、ベルト１６の直下にまで至っている。換言すれば、折返し部４２はベルト１６とオーバーラップしている。このカーカス１２は、いわゆる「超ハイターンアップ構造」を有する。超ハイターンアップ構造を有するカーカス１２は、パンク状態におけるタイヤ２の耐久性に寄与する。カーカス１２が２以上のカーカスプライ３８を備えていてもよい。

主部４０は、第一エイペックス３４の軸方向内側を通っている。折返し部４２は、第一エイペックス３４の軸方向外側、かつ第二エイペックス３６の軸方向内側を通って半径方向外側に延びている。折返し部４２は、第一エイペックス３４と第二エイペックス３６との間を通っている。

図示されないが、カーカスプライ３８は、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。この実施形態では、それぞれのコードが赤道面に対してなす角度の絶対値αは、６５°以上７５°以下である。コードは、有機繊維からなる。好ましい有機繊維として、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。

それぞれの荷重支持層１４は、サイドウォール６の軸方向内側に位置している。この支持層は、カーカス１２よりも軸方向内側に位置している。この支持層１４は、インナーライナー２２の軸方向外側に位置している。支持層１４は、カーカス１２とインナーライナー２２とに挟まれている。支持層１４は、半径方向において、内向きに先細りであり外向きにも先細りである。この支持層１４は、三日月に類似の形状を有する。半径方向において、支持層１４の内側端は、第二エイペックス３６の外側端よりも、内側に位置している。換言すれば、支持層１４は第二エイペックス３６とオーバーラップしている。支持層１４の半径方向外側端は、ベルト１６の端よりも軸方向において内側に位置している。換言すれば、支持層１４はベルト１６とオーバーラップしている。

支持層１４は、高硬度な架橋ゴムからなる。タイヤ２がパンクしたとき、この支持層１４が荷重を支える。この支持層１４により、パンク状態であっても、タイヤ２はある程度の距離を走行しうる。このタイヤ２は、ランフラットタイヤ２とも称されている。このタイヤ２は、サイド補強タイプである。このタイヤ２が、図１に示された支持層１４の形状とは異なる形状を有する支持層１４を備えてもよい。

ランフラット走行時に荷重を支えうるとの観点から、荷重支持層１４の硬さは６０以上が好ましく、６５以上がより好ましい。通常状態の乗り心地性の観点から、硬さは９０以下が好ましく、８０以下がより好ましい。

ベルト１６は、トレッド４の半径方向内側に位置している。ベルト１６は、カーカス１２と積層されている。ベルト１６は、カーカス１２を補強する。ベルト１６は、内側層１６ａ及び外側層１６ｂからなる。図１から明らかなように、内側層１６ａの幅は、外側層１６ｂの幅よりも若干大きい。図示されていないが、内側層１６ａ及び外側層１６ｂのそれぞれは、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。各コードは、赤道面に対して傾斜している。傾斜角度の絶対値は、通常は１０°以上３５°以下である。内側層１６ａのコードの赤道面に対する傾斜方向は、外側層１６ｂのコードの赤道面に対する傾斜方向とは逆である。コードの好ましい材質は、スチールである。コードに、有機繊維が用いられてもよい。ベルト１６が、３以上の層を備えてもよい。

バンド１８は、ベルト１６の半径方向外側に位置している。軸方向において、バンド１８の幅はベルト１６の幅と略同等である。図示されていないが、バンド１８は、コードとトッピングゴムとからなる。コードは、螺旋状に巻かれている。このバンド１８は、いわゆるジョイントレス構造を有する。コードは、実質的に周方向に延びている。周方向に対するコードの角度は、５°以下、さらには２°以下である。このコードによりベルト１６が拘束されるので、ベルト１６のリフティングが抑制される。コードは、有機繊維からなる。好ましい有機繊維としては、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。

ベルト１６及びバンド１８は、補強層を構成している。ベルト１６又はバンド１８のみから、補強層が構成されてもよい。

それぞれのチェーファー２０は、ビード１０の近傍に位置している。タイヤ２がリムに組み込まれると、このチェーファー２０がリムと当接する。この当接により、ビード１０の近傍が保護される。この実施形態では、チェーファー２０は、布とこの布に含浸したゴムとからなっている。チェーファー２０がクリンチ８と一体となっていてもよい。この場合、チェーファー２０の材質はクリンチ８の材質と同じである。

インナーライナー２２は、カーカス１２及び荷重支持層１４の内面に接合されている。インナーライナー２２は、架橋ゴムからなる。インナーライナー２２には、空気遮蔽性に優れたゴムが用いられている。インナーライナー２２は、タイヤ２の内圧を保持する。

図１において、符号Ｒはディンプル配置領域を表す。このタイヤ２は、そのサイド面にディンプル配置領域Ｒを備えている。本発明においてサイド面とは、タイヤ２の外面のうち軸方向から目視されうる領域を意味する。ディンプル配置領域Ｒは、周方向に延びている。典型的には、ディンプル配置領域Ｒは、サイドウォール６の表面に形成される。図１において、両矢印ＷＲは、ディンプル配置領域Ｒの半径方向高さを表す。

図２には、サイド面の一部が拡大されて示されている。これは、ディンプル配置領域Ｒの一部である。図２において、上下方向がタイヤ２の半径方向であり、左右方向がタイヤ２の周方向であり、紙面との垂直方向がタイヤ２の軸方向である。図１及び２に示されるように、ディンプル配置領域Ｒには、多数のディンプル４４が配置されている。ディンプル配置領域Ｒにおいて、ディンプル４４以外の領域がランド４６である。換言すれば、ディンプル配置領域Ｒは、多数のディンプル４４とランド４６とを備えている。

図２に示されるように、ディンプル４４の平面形状は一定ではない。ディンプル４４は、互いに異なった形状を呈している。すなわち、ディンプル４４は不規則な形状を呈している。このディンプル４４は、不規則に配置されている。すなわち、このディンプル４４の配置は、周期性を有しない。ここで、「周期性を有した配置」とは、一つのディンプル４４、又は複数のディンプル４４群が、一定の方向に等間隔で２以上繰り返されて配置されることをいう。この実施形態では、ディンプル配置領域Ｒ全体において、ディンプル４４の配置は周期性を有していない。

このタイヤ２では、必ずしも全てのディンプル４４が、異なった形状でなくてもよい。同じ形状のディンプル４４が存在していてもよい。また、ディンプル配置領域Ｒの中の一部に、規則性を有したディンプル４４の配置が存在していてもよい。不規則なディンプル４４の配置が存在していればよい。

以下に述べる設計方法から明らかなとおり、このランド４６は、ディンプル配置領域Ｒ内に配置された多数の母点に基づいてこのディンプル配置領域Ｒをボロノイ分割したときのボロノイ領域の輪郭を含みこの輪郭に沿うように形成されている。ディンプル４４は、上記配置領域内のランド４６以外の部分に形成されている。

このディンプル４４及びランド４６の設計には、ボロノイ分割（Voronoi tessellation）が用いられる。この設計方法は、
（Ａ１）ディンプル配置領域Ｒに多数の母点を配置するステップ、
（Ａ２）上記多数の母点に基づいたボロノイ分割によって、ディンプル配置領域Ｒ内に多数のボロノイ領域を想定するステップ、及び
（Ａ３）ボロノイ領域の輪郭に基づいて、ディンプル配置領域Ｒ内にディンプル４４とランド４６とを割り当てるステップ
を含む。本願明細書では、ボロノイ分割により配置領域内に想定された領域が、「ボロノイ領域」と称される。この設計方法は、効率の観点から、コンピュータとソフトウエアとが用いられて実施されることが好ましい。もちろん、手計算でも本発明は実施されうる。本発明の本質がコンピュータソフトウエアにあるわけではない。以下、この設計方法が詳説される。

上記（Ａ１）のステップでは、ディンプル配置領域Ｒ内に、多数の点が配置される。これら点は、ボロノイ分割の母点である。図３において、符号Ｓで示される点が、母点である。この実施形態では、全ての母点Ｓは、不規則に配置される。母点Ｓを不規則に配置することにより、ディンプル４４の配置を不規則にすることができる。全ての母点Ｓの配置が不規則でなくてもよい。母点Ｓの配置が、不規則である部分を含んでいればよい。

ここでは、ディンプル配置領域Ｒ内の点Ｐｉの座標（αｉ，ｙｉ）は、サイド面上の一点ＰＢを基準点として表される。すなわち、αｉは、基準点ＰＢとタイヤ２の中心軸とを結ぶ直線ＬＢと、点Ｐｉとタイヤ２の中心軸とを結ぶ直線Ｌｉとがなす角度Αｉ（０≦Ａｉ≦３６０）を３６０で割った値（Ａｉ／３６０）である。ｙｉは、ディンプル配置領域Ｒの半径方向内側端から点Ｐｉまでの半径方向距離Ｙｉを、ディンプル配置領域Ｒの半径方向高さＷＲで割った値（Ｙｉ／ＷＲ）である。このαｉ及びｙｉは、いずれも０以上１以下の数字となる。

母点Ｓを不規則に配置する方法は、種々考えられる。この実施形態では、母点Ｓの配置には、乱数が用いられる。この実施形態では、母点Ｓの配置は、以下のステップで実施される。
（Ａ１−１）母点Ｓの候補となる点Ｐｉの座標（αｉ，ｙｉ）の決定
（Ａ１−２）点Ｐｉと既に配置済みの母点Ｓとの最小距離ｄｉの算出
（Ａ１−３）最小距離ｄｉが制約を満たすか否かの判定とそれに基づく母点Ｓの配置
これらの処理は、ディンプル配置領域Ｒ内に、上記（Ａ１−３）の制約を満たす点Ｐｉの座標が存在しなくなるまで繰り返される。これにより、ディンプル配置領域Ｒ内に多数の母点Ｓが配置される。

上記（Ａ１−１）のステップでは、０以上１以下の乱数を二つ発生させる。これらをそれぞれαｉとｙｉとする。これにより、母点Ｓの候補となる点Ｐｉの座標（αｉ，ｙｉ）が決定される。

上記（Ａ１−２）のステップでは、点Ｐｉと既に配置済みの母点Ｓとの最小距離ｄｉが算出される。詳細には、最小距離ｄｉは、点Ｐｉと、最も点Ｐｉと近い位置に配置されている母点Ｓとの距離である。なお、既に配置された母点Ｓが存在しないとき（すなわち、点Ｐｉが最初の母点Ｓの候補であるとき）は、このステップは省略される。

上記（Ａ１−３）のステップでは、最小距離ｄｉが制約を満たすか否かが判定される。無制限に母点Ｓの配置を行うと、母点Ｓが集中するゾーンが生じうる。換言すれば、ディンプル４４が集中するゾーンが生じうる。このゾーンの発生を避ける目的で、母点Ｓの配置に制約が加えられる。すなわち、最小距離ｄｉが所定の制約を満たす場合に、点Ｐｉが新たに母点Ｓとして配置される。この最小距離ｄｉが所定の制約を満たさない場合には、点Ｐｉは、母点Ｓとして配置されない。なお、既に配置された母点Ｓが存在しないときは、点Ｐｉは、無条件に母点Ｓとして配置される。

上記最小距離ｄｉの制約の例としては、下限値の制約が挙げられる。すなわち、最小距離ｄｉが所定の下限値以上であれば、点Ｐｉが新たに母点Ｓとして配置される。最小距離ｄｉが所定の下限値より小さければ、点Ｐｉは母点Ｓとして配置されない。この制約では、全ての母点Ｓにおいて、この母点Ｓと、この母点Ｓに最も近い母点Ｓとの距離は、所定の下限値以上となる。母点Ｓ間の最小距離Ｄは所定の下限値以上となる。例えば所定の下限値が２０ｍｍのとき、母点Ｓ間の最小距離Ｄは２０ｍｍ以上である。

上記距離の制約の他の例としては、下限値及び上限値の制約が挙げられる。すなわち、最小距離ｄｉが所定の下限値以上かつ所定の上限値以下であれば、点Ｐｉが新たに母点Ｓとして配置される。最小距離ｄｉが所定の下限値より小さければ又は所定の上限値より大きければ、点Ｐｉは母点Ｓとして配置されない。この制約では、全ての母点Ｓにおいて、この母点Ｓと、この母点Ｓに最も近い母点Ｓとの距離は、所定の下限値以上かつ所定の上限値以下となる。母点Ｓ間の最小距離Ｄは、所定の下限値以上かつ所定の上限値以下となる。例えば下限値が２０ｍｍで上限値が３０ｍｍのとき、母点Ｓ間の最小距離Ｄは、２０ｍｍ以上３０ｍｍ以下である。

上記距離の制約のさらに他の例としては、指定値との一致制約が挙げられる。すなわち、最小距離ｄｉが指定値と一致すれば、点Ｐｉが新たに母点Ｓとして配置される。最小距離ｄｉが指定値より小さければ、母点Ｓとして配置されない。最小距離ｄｉが指定値より大きければ、最小距離ｄｉが指定値と一致する位置まで、点Ｐｉを点Ｐｉと最も近い母点Ｓの方向に移動させる。この移動後の位置において、点Ｐｉが新たに母点Ｓとして配置される。この制約では、全ての母点Ｓにおいて、この母点Ｓと、この母点Ｓに最も近い母点Ｓとの距離は、指定値と一致する。母点Ｓ間の最小距離Ｄは、指定値となる。この方法では、最小距離ｄｉが所定の制約を満たすか否かの判定だけでなく、点Ｐｉの位置の変更処理も併せて行われる。

上記実施形態では、母点Ｓを配置する際の制約に、点Ｐｉと最も近い母点Ｓとの最小距離ｄｉが使用された。これとは別に、またはこれと併せて、点Ｐｉに隣接する母点Ｓのうち、最も遠い母点Ｓとの距離を使用して制約を課す方法も考えられる。点Ｐｉに隣接する全ての母点Ｓとの距離の平均値を使用して制約を課す方法も考えられる。

上記（Ａ２）のステップでは、これらの母点Ｓに基づいて、多数のボロノイ領域が想定される。図３には、ボロノイ領域５２が示されている。図３において、母点Ｓａは６個の母点Ｓｂと隣接している。符号４８で示されているのは、母点Ｓａと母点Ｓｂとを結ぶ線分である。図３には、６本の線分４８が示されている。符号５０で示されているのは、それぞれの線分４８の垂直二等分線である。母点Ｓａは、６本の垂直二等分線で囲まれている。図３において白抜き円で示されているのは、垂直二等分線と他の垂直二等分線との交点である。この交点は、多角形の頂点となっている。この多角形が、ボロノイ領域５２である。垂直二等分線は、ボロノイ領域の輪郭となっている。ディンプル配置領域Ｒは、多数のボロノイ領域５２に分割される。この分割の方法は、ボロノイ分割と称される。母点Ｓが与えられたときに、ボロノイ領域５２の輪郭を画定する処理は、計算幾何学の分野で既に広く知られている。ここではこれ以上の説明はされない。

上記（Ａ３）のステップでは、ボロノイ領域５２の輪郭に基づいて、ランド４６が割り当てられる。図４にこの様子が示されている。この図では、ボロノイ領域５２の輪郭５４は、点線で表されている。図で示される通り、ランド４６は、ボロノイ領域５２の輪郭５４を含みこの輪郭５４に沿うように割り当てられる。割り当ての方法は、種々考えられる。この実施形態では、ランド４６は、ボロノイ領域５２の輪郭５４を中心線として、所定の幅ＷＬを有するように割り当てられている。ディンプル４４は、このランド４６以外の領域に割り当てられる。

図３及び４から明らかなように、それぞれのボロノイ領域５２の輪郭５４は、多角形である。ディンプル４４の平面形状は多角形となる。この輪郭５４に、スムージング処理が施されてもよい。図２は、輪郭にスムージング処理がされたディンプル４４の例である。

このタイヤ２の製造方法は、
（Ｂ１）ローカバーを形成する工程
及び
（Ｂ２）上記ローカバーをモールド内で加熱及び加圧することでタイヤ２を得る工程
を含んでいる。

上記（Ｂ１）の工程では、フォーマーのドラムにおいて、荷重支持層１４、カーカスプライ３８、ベルト１６、バンド１８、サイドウォール６及びトレッド４が積層される。この積層により、ローカバーが形成される。

上記（Ｂ２）の工程では、モールドが準備される。このモールドのキャビティ面のディンプル配置領域Ｒに相当する部分には、凹凸が形成されている。この凹凸は、上記の設計方法で設計されたディンプル４４及びランド４６の形状に対応している。この凹凸は、上記の設計方法で設計されたディンプル４４及びランド４６を形成するためのものである。ローカバーはこのモールドに投入される。ローカバーはこのモールド内で加圧及び加熱される。加圧と加熱とにより、ローカバーのゴム組成物が流動する。加熱により、ローカバーのゴムが架橋反応を起こす。これにより、上記の設計方法で設計されたディンプル４４及びランド４６を備えたタイヤ２が得られる。これにより、図１に示されたタイヤ２が得られる。

以下では、本発明の作用効果が説明される。

本発明に係るタイヤ２では、ランド４６は、ディンプル配置領域Ｒ内に配置された多数の母点Ｓに基づいてディンプル配置領域Ｒをボロノイ分割したときのボロノイ領域５２の輪郭５４を含み、この輪郭５４に沿うように形成されている。ディンプル４４は、上記配置領域内のランド４６以外の部分に形成されている。この母点Ｓの配置は、不規則な部分を有している。母点Ｓの配置が不規則な部分を有するため、この部分では、ボロノイ領域５２の形状及び配置も不規則となる。このタイヤ２では、ディンプル４４の形状及びその配置は不規則となる部分がある。このタイヤ２では、ディンプル４４の形状及びその配置は不規則となる部分を有する。このディンプル４４は、効果的に乱流を発生させる。このディンプル４４で発生した乱流は、タイヤ２からの放熱を効果的に促進する。ランフラット走行において、荷重支持層１４で生じた熱は、効果的に大気へ放出される。このタイヤ２では、熱によるゴム部材の破損が抑制される。このタイヤ２はランフラット耐久性に優れる。

サイド面に設けられたディンプル４４は、走行時に風切り音を発生させる。これまでのタイヤでは、同じ形状のディンプルが周期的に配置されていたため、特定の周波数の風切り音が大きくなることがあった。これは、静寂性を損ねる要因となる。本発明に係るタイヤ２では、ディンプル４４の形状及びその配置は不規則となる部分を有する。このディンプル４４は、特定の周波数の風切り音が大きくなることを抑制する。このタイヤ２では、特定の周波数の風切り音が大きくなることが抑えられている。このタイヤ２は静寂性に優れる。

このタイヤ２では、ランド４６は、ボロノイ領域５２の輪郭５４を含み、この輪郭５４に沿って形成される。ランド４６以外の領域であるディンプル４４を、ディンプル配置領域Ｒ内に、隙間が少なく密に設けることができる。このディンプル４４は、効果的に乱流を発生させる。このディンプル４４で発生した乱流は、タイヤ２からの放熱を効果的に促進する。このタイヤ２はランフラット耐久性に優れる。

通常タイヤの製造においては、フォーマーのドラムおいて、カーカスプライが積層される。カーカスプライは、ドラムの周りに巻かれる。カーカスプライの巻き始めと巻き終わりが重なる部分は、ジョイント部と称される。このジョイント部により、得られたタイヤのサイドウォールに凹みが生じることがある。さらには、ゴム部材の境界面で、段差が生じることがある。この凹みや段差はタイヤの外観を損なう。本発明に係るタイヤ２では、ディンプル４４の形状及びその配置は不規則となる部分を有する。この不規則に配置されたディンプル４４は、サイドウォール６の凹みや段差を目立たなくする。このタイヤ２は、優れた外観を有する。

このタイヤ２の設計方法では、母点Ｓの配置は、不規則である部分を含むように実施される。このように母点Ｓを配置することで、不規則な形状及び配置を有するボロノイ領域５２が得られる。このボロノイ領域５２の輪郭５４に基づき、ディンプル４４及びランド４６が割り当てられる。母点Ｓの不規則な配置とボロノイ分割とにより、不規則な形状を有し、不規則に配置されたディンプル４４の設計ができる。この設計は容易である。この設計方法では、不規則な形状を有し、不規則に配置されたディンプル４４が、容易に設計できる。

母点Ｓを配置する際に、全ての母点Ｓが不規則に配置されるのが好ましい。全ての母点Ｓを不規則に配置することで、全てのディンプル４４の形状及び配置が不規則となる。このディンプル４４はより効果的に乱流を発生させることができる。このディンプル４４で発生した乱流は、タイヤ２からの放熱を効果的に促進する。このタイヤ２はランフラット耐久性に優れる。さらにこのディンプル４４は、特定の周波数の風切り音が大きくなることをより効果的に抑える。このタイヤ２は静寂性に優れる。加えて、このタイヤ２ではサイドウォール６の凹みや段差をより効果的に目立たなくすることができる。このタイヤ２は、優れた外観を有する。

母点Ｓ間の最小距離Ｄは、１０．０ｍｍ以上が好ましい。最小距離Ｄを１０．０ｍｍ以上とすることで、効果的に乱流を発生させるのに十分な大きさを有するディンプル４４が作成できる。このディンプル４４は、タイヤ２からの放熱をより効果的に促進する。このタイヤ２はランフラット耐久性に優れる。この観点から、最小距離Ｄは、２０．０ｍｍ以上がより好ましい。最小距離Ｄは３０．０ｍｍ以下が好ましい。最小距離Ｄを３０．０ｍｍ以下とすることで、このディンプル配置領域Ｒは、良好な耐カット性を維持するのに十分な大きさのランド４６を備える。このタイヤ２は、優れた耐カット性を備える。

ボロノイ領域５２の輪郭５４を含みこの輪郭５４に沿うように割り当てられるランド４６の幅ＷＬは、４．０ｍｍ以下が好ましい。ランド４６の幅ＷＬを４．０ｍｍ以下とすることで、効果的に乱流を発生させるのに十分な大きさを有するディンプル４４が作成できる。このタイヤ２はランフラット耐久性に優れる。この観点からランド４６の幅ＷＬは３．０ｍｍ以下がより好ましい。ランド４６の幅ＷＬは、０．８ｍｍ以上が好ましい。ランド４６の幅ＷＬを０．８ｍｍ以上とすることで、このディンプル配置領域Ｒは、良好な耐カット性を維持するのに、十分な大きさのランド４６を備える。このタイヤ２は、優れた耐カット性を備える。この観点からランド４６の幅ＷＬは、１．０ｍｍ以上が好ましい。

本発明において、「面積占有率」とは、全ディンプル４４の輪郭の面積の合計ＳＤの、ディンプル配置領域Ｒの面積ＳＡに対する比率（ＳＤ／ＳＡ）を意味する。面積占有率は、０．７０以上が好ましい。面積占有率を０．７０以上とすることで、このディンプル４４は効果的に乱流を発生させる。このタイヤ２はランフラット耐久性に優れる。この観点から、面積占有率は、０．７５以上がより好ましい。面積占有率は、０．９５以下が好ましい。面積占有率を０．９５以下とすることで、このディンプル配置領域Ｒは、良好な耐カット性を維持するのに、十分な大きさのランド４６を備える。このタイヤ２は、優れた耐カット性を備える。この観点から、面積占有率は、０．９２以下がより好ましい。

図１に示されるように、ディンプル４４の断面形状は、略円弧状が好ましい。ディンプル４４の断面形状を略円弧状とすることで、断面形状を長方形状とする（すなわち、ディンプルの形状を略角柱状にする）のに比べて、このサイドウォール６の剛性が大きくできる。これは、サイドウォール６にカットが生じるのを防止する。このタイヤ２は、良好な耐カット性を備える。また、ディンプル４４の断面形状を略円弧状とすることで、断面形状を三角形とする（すなわち、ディンプルの形状を略角錐状にする）のに比べて、このディンプル４４は効果的に乱流を発生されることができる。このタイヤ２は、ランフラット耐久性に優れる。

図１において、両矢印Ｄｅはディンプル４４の深さである。詳細には、ディンプル４４がないものとして得られる仮想的なタイヤ２の外面と、ディンプル４４の底との距離である。深さＤｅは０．５ｍｍ以上４．０ｍｍ以下が好ましい。深さＤｅを０．５ｍｍ以上４．０ｍｍ以下とすることで、このディンプル４４は効果的に乱流を発生させる。このタイヤ２はランフラット耐久性に優れる。この観点から、深さＤｅは１．０ｍｍ以上３．０ｍｍ以下がより好ましい。

図１において、実線ＢＢＬはビードベースラインである。ビードベースラインＢＢＬは、リムＲのリム径（ＪＡＴＭＡ参照）を規定する線である。このビードベースラインＢＢＬは、軸方向に延びる。符号ＰＷは、ディンプル４４がないものとして得られる仮想的なタイヤ２の外面上にある、特定の位置を表している。このタイヤ２では、この位置ＰＷにおいて、この外面のプロファイルで表される軸方向幅が最大を示す。このタイヤ２では、この位置ＰＷにおける左右の側面間の軸方向長さが、タイヤ２の最大幅（断面幅とも称される）として表される。この位置ＰＷはタイヤ２の最大幅位置である。

図１において、両矢印ＨＷはビードベースラインＢＢＬから最大幅位置ＰＷまでの半径方向高さである。両矢印ＨＲは、ビードベースラインＢＢＬからディンプル配置領域Ｒの半径方向中心位置までの半径方向高さである。ディンプル配置領域Ｒの中心位置は、タイヤ２の最大幅位置とほぼ同じ位置であるのが好ましい。ここで、ディンプル配置領域Ｒの中心位置は、タイヤ２の最大幅位置とほぼ同じ位置であるとは、高さＨＷの高さＨＲに対する比（ＨＷ／ＨＲ）が０．９５以上１．０５以下であることを指す。ランフラット走行時には、タイヤ２の最大幅位置近辺は大きく撓む。タイヤ２の最大幅位置近辺において、タイヤ２は発熱し易い。タイヤ２の最大幅位置とディンプル配置領域Ｒの中心位置をほぼ同じとすることで、このディンプル４４は効果的に放熱を促進する。このタイヤ２は、昇温が抑えられている。このタイヤ２はランフラット耐久性に優れる。

図１において、両矢印Ｈはタイヤ２の断面高さである。ディンプル配置領域Ｒの半径方向高さＷＲの断面高さＨに対する比（ＷＲ／Ｈ）は、０．２０以上が好ましい。比（ＷＲ／Ｈ）を０．２０以上とすることで、このディンプル４４は効果的に放熱を促進する。このタイヤ２は、昇温が抑えられている。このタイヤ２はランフラット耐久性に優れる。比（ＷＲ／Ｈ）は、０．４０以下が好ましい。比（ＷＲ／Ｈ）を０．４０以下とすることで、このディンプル４４がタイヤ２の外観に与える影響が抑えられている。このタイヤ２は、外観に優れる。

このタイヤ２では、タイヤ２の各部材の寸法及び角度は、特に言及のない限り、タイヤ２が正規リムに組み込まれ、正規内圧となるようにタイヤ２に空気が充填された状態で測定される。測定時には、タイヤ２には荷重がかけられない。本明細書において正規リムとは、タイヤ２が依拠する規格において定められたリムを意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「標準リム」、ＴＲＡ規格における「Design Rim」、及びＥＴＲＴＯ規格における「Measuring Rim」は、正規リムである。本明細書において正規内圧とは、タイヤ２が依拠する規格において定められた内圧を意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「最高空気圧」、ＴＲＡ規格における「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に掲載された「最大値」、及びＥＴＲＴＯ規格における「INFLATION PRESSURE」は、正規内圧である。なお、タイヤ２が乗用車用である場合は、内圧が１８０ｋＰａの状態で、寸法及び角度が測定される。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

［実施例１］
図１に示された構成を備え、下記の表１に示された仕様のディンプルを備えた実施例１の空気入りタイヤ（ランフラットタイヤ）を得た。このタイヤのサイズは、２２５／５５Ｒ１７とされた。このタイヤでは、タイヤの最大幅位置とディンプル配置領域の中心位置とは同じである。比（ＷＲ／Ｈ）は、０．３０とされた。全ての母点は不規則に配置された。このことが表の周期性の欄に、「不規則」として表されている。母点の配置に際しては、最小距離ｄｉがちょうど２０ｍｍとなるように制約が課された。すなわち、母点間の最小距離Ｄは２０ｍｍである。このことが「最小距離Ｄの下限」及び「最小距離Ｄの上限」がいずれも２０ｍｍであることで示されている。このディンプルの深さＤｅは２．０ｍｍとされた。ランド４６の幅ＷＬは２．０ｍｍとされた。

［比較例１］
ディンプルを有さないことの他は実施例１と同様にして、比較例１のタイヤを得た。

［比較例２］
比較例１のタイヤでは、ディンプル配置領域に、縦９ｍｍ横１９ｍｍの長方形のディンプルが、横方向（周方向）に２０ｍｍピッチで、縦方向（半径方向）に１０ｍｍのピッチで周期的に並べられている。だだし、半径方向外側にいくほど、周長が長くなるため、横方向ピッチは徐々にひろがっている。その他は実施例１と同様である。これは、従来のディンプルを備えるタイヤである。

［比較例３］
比較例３のタイヤでは、ディンプル配置領域に、直径１９ｍｍの円形ディンプルが、２０ｍｍピッチで、隣接する３つの円形ディンプルの中心が正三角形を構成するように、周期的に並べられている。だだし、半径方向外側にいくほど、周長が長くなるため、ピッチは徐々にひろがっている。その他は実施例１と同様である。これは、従来のディンプルを備えるタイヤである。

［実施例２−３］
ディンプルの断面形状を表１の通りとした他は実施例１と同様にして、実施例２−３のタイヤを得た。

［実施例４−７］
最小距離Ｄがちょうど表２の「最小距離Ｄの下限」及び「最小距離Ｄの上限」の欄に示される値となるように母点を配置したことの他は実施例１と同様にして、実施例４−７のタイヤを得た。

［実施例８］
最小距離Ｄが表２の「最小距離Ｄの下限」及び「最小距離Ｄの上限」の範囲内に入るように母点を配置したことの他は実施例１と同様にして、実施例８のタイヤを得た。

［ランフラット耐久性］
タイヤを正規リム（サイズ＝１７×７．０Ｊ）に組み込み、走行試験機に装着した。このタイヤの内圧を常圧としてパンク状態を再現した。装着後、４．６６ｋＮの縦荷重をタイヤに負荷した。このタイヤを８０ｋｍ／ｈの速度で走行試験機上を走行させ、タイヤが破壊するまでの走行距離を測定した。この結果が、比較例２の走行距離を１００とした指数値で下記の表１−２に示されている。数値が大きいほど、好ましい。数値が大きいほど、ランフラット耐久性に優れる。

［風切り音］
タイヤを正規リム（サイズ＝１７×７．０Ｊ）に組み込み、排気量３５００ｃｃの後輪駆動の乗用車に装着した。このタイヤの内圧は２３０ｋＰａとされた。装着後、ＪＡＴＭＡにて規定される最大負荷荷重に相当する縦荷重をタイヤに負荷した。この乗用車を、その路面がアスファルトであるテストコースで走行させて、風切り音についてドライバーによる官能評価を行った。この結果が、比較例２の結果を１００として下記表１−２に示されている。値が大きいほど好ましい。

［耐カット性］
前述の風切り音を評価した後、タイヤがリムから取り外された。このタイヤのサイド面を目視で観察し、亀裂の有無を確認した。亀裂が見つかった場合、この亀裂の長さ及び深さを計測した。長さ及び深さから亀裂面積を算出した。この亀裂面積の逆数に基づいて、耐カット性を評価した。この結果が、比較例２を１００とした指数値で下記の表１−２に示されている。数値が大きいほど、好ましい。数値が大きいほど、耐カット性に優れる。

［外観］
試作タイヤの外観を目視で観察し、サイドウォールの凹み及びゴム部材の境界面での段差の目立ちの程度が評価された。この結果が、比較例２を１００とした指数値で下記の表１−２に示されている。数値が大きいほど、凹み及び段差が目立たない。数値が大きいほど、好ましい。

表１−２で示されたとおり、実施例のタイヤは比較例のタイヤに比べて評価が高い。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

以上説明されたタイヤは、種々の車両に適用されうる。

２・・・タイヤ
４・・・トレッド
６・・・サイドウォール
８・・・クリンチ
１０・・・ビード
１２・・・カーカス
１４・・・荷重支持層
１６・・・ベルト
１６ａ・・・内側層
１６ｂ・・・外側層
１８・・・バンド
２０・・・チェーファー
２２・・・インナーライナー
２４・・・トレッド面
２６・・・溝
２８・・・ベース層
３０・・・キャップ層
３２・・・コア
３４・・・第一エイペックス
３６・・・第二エイペックス
３８・・・カーカスプライ
４０・・・主部
４２・・・折返し部
４４・・・ディンプル
４６・・・ランド
５２・・・ボロノイ領域
５４・・・ボロノイ領域の輪郭

Claims (5)

1. そのサイド面が周方向に延びるディンプル配置領域を備えており、
   上記ディンプル配置領域が、多数のディンプルと、このディンプル以外の部分であるランドとを備えており、
   上記ランドが、上記ディンプル配置領域内に配置された多数の母点に基づいて上記ディンプル配置領域をボロノイ分割したときのボロノイ領域の輪郭を含みこの輪郭に沿うように形成されており、
   上記ボロノイ分割の母点間の最小距離が１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下であり、
   上記ディンプルが、上記配置領域内のランド以外の部分に形成されており、
   上記母点の全てが不規則に配置された、空気入りタイヤ。
2. 上記ディンプルの断面形状が、略円弧状である請求項１に記載のタイヤ。
3. 上記ディンプルが不規則な形状を呈し、周方向に隣接するこれらのディンプルの半径方向長さが異なる、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. そのサイド面に周方向に延びるディンプル配置領域を備えたタイヤの設計方法であって、
   （Ａ１）上記ディンプル配置領域に多数の母点を、これらの母点間の最小距離が１０ｍｍ以上３０ｍｍ以下となるように配置するステップ、
   （Ａ２）上記母点に基づいて、上記配置領域をボロノイ分割するステップ
   及び
   （Ａ３）上記ボロノイ分割したときのボロノイ領域の輪郭を含みこの輪郭に沿うようにランドを割り当て、上記配置領域内のランド以外の部分にディンプルを割り当てるステップ
   を含み、
   上記（Ａ１）のステップにおける母点の配置が、不規則である部分を含んでいるタイヤの設計方法。
5. そのサイド面に周方向に延びるディンプル配置領域を備えたタイヤの製造方法であって、
   （Ｂ１）ローカバーを形成する工程
   及び
   （Ｂ２）上記ローカバーをモールド内で加熱及び加圧することでタイヤを得る工程
   を備え、
   上記モールドのキャビティ面が、請求項４の設計方法で設計されたディンプルとランドとを形成するための凹凸を備えるタイヤの製造方法。
   

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