JP6759903B2 - 重荷重用タイヤ - Google Patents

Description

本発明は、放熱性を高めて耐熱性を向上しうる重荷重用タイヤに関する。

例えば下記の特許文献１には、トラック・バスなどに装着される重荷重用タイヤにおいて、タイヤサイド部の表面に、タイヤ半径方向にのびるフィン状の乱流発生用突起を設ける構造が提案されている。

このようなタイヤでは、タイヤの転動に伴ってタイヤサイド部の表面に沿って流れる空気が、乱流発生用突起を乗り越えるときに乱されて乱流を発生させる。そして、この乱流がタイヤサイド部の表面に当たることによって冷却効率を高め、タイヤの温度上昇を抑制しうる。

しかし、不整地での走行の機会が多い重荷重用タイヤに、フィン状の乱流発生用突起を設けた場合、走行時や駐車時などにおいて、乱流発生用突起が路面の岩や縁石などに当たりやすい。その結果、ゴム欠け（フィン折れ）などのタイヤ損傷が生じやすいという問題がある。

特開２００９−９６４４７号公報

そこで本発明は、ゴム欠けなどのタイヤ損傷を抑えながら、放熱性を高めて耐熱性を向上させた重荷重用タイヤを提供することを課題としている。

本発明は、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至るカーカスプライからなるカーカスと、前記カーカスのタイヤ半径方向外側かつ前記トレッド部の内部に配される少なくとも３枚のベルトプライからなるベルト層とを具える重荷重用タイヤであって、
タイヤサイド部の表面に、タイヤ半径方向にのびるリッジがタイヤ周方向に並列され、かつタイヤ周方向に帯状にのびるセレーション部を具えることを特徴としている。

本発明に係る重荷重用タイヤでは、前記セレーション部のタイヤ半径方向外端のビードベースラインからのタイヤ半径方向高さＨａは、タイヤ断面高さＨ０の５０〜８０％の範囲であることが好ましい。

本発明に係る重荷重用タイヤでは、前記セレーション部のタイヤ半径方向内端のビードベースラインからのタイヤ半径方向高さＨｂは、タイヤ断面高さＨ０の１０〜３０％の範囲であることが好ましい。

本発明に係る重荷重用タイヤでは、タイヤ子午断面において、前記タイヤサイド部の表面の輪郭線は、タイヤ最大巾位置からタイヤ半径方向外側に凸円弧状に湾曲してのびる上サイド領域と、この上サイド領域のタイヤ半径方向外端からトレッド端部までの間を凹円弧状に湾曲してのびるバットレス領域とを含むことができる。この場合、前記セレーション部のタイヤ半径方向外端は、前記上サイド領域のタイヤ半径方向外端よりもタイヤ半径方向内側に位置することが好ましい。

本発明に係る重荷重用タイヤでは、前記セレーション部は、タイヤ周方向に対して３０〜６０°の角度で帯状にのびる非セレーション部により、タイヤ周方向の複数のセレーション部分に分割されるとともに、前記非セレーション部の表面は、前記セレーション部の最深部と同高さであることが好ましい。

本明細書では、特に断りがない限り、タイヤの寸法等は、下記に定める５％内圧状態で特定される値とする。前記５％内圧状態とは、タイヤを正規リムにリム組みしかつ正規内圧の５％の内圧を充填した状態を意味する。又前記「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"を意味する。前記「正規内圧」とは、前記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"を意味する。

本発明は叙上の如く、タイヤサイド部の表面に、タイヤ半径方向にのびるリッジがタイヤ周方向に並列されるセレーション部を具える。このセレーション部は、リッジによる細かな凹凸により、表面積を増加させるとともに、タイヤサイド部の表面に沿って流れる空気に乱流を発生させる。これにより、放熱効果を高めて耐熱性を向上させうる。又、リッジによる細かな凹凸であるため、岩や縁石などに当たった場合におけるゴム欠けなどのタイヤ損傷の発生を抑えることができる。

本発明の重荷重用タイヤの一実施例を示す断面図である。 セレーション部を示すタイヤの側面図である。 リッジの長さ方向と直角な断面図である。 タイヤサイド部の輪郭線を説明する断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
図１に示すように、本実施形態の重荷重用タイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、このカーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されるベルト層７とを具える。

前記カーカス６は、スチール製のカーカスコードをタイヤ周方向に対して７０〜９０°の角度で配列した１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａから形成される。このカーカスプライ６Ａは、ビードコア５、５間を跨るプライ本体部６ａの両端に、ビードコア５の回りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるプライ折返し部６ｂを具える。

前記ベルト層７は、カーカス６側から半径方向外側に向かって順に配される第１、第２、第３のベルトプライ７Ａ、７Ｂ、７Ｃを少なくとも含む。本例では、第３のベルトプライ７Ｃの半径方向外側に、第４のベルトプライ７Ｄが配される場合が示される。

第１のベルトプライ７Ａでは、スチール製のベルトコードが、例えばタイヤ周方向に対して例えば４５〜７０°の角度で配列する。第２〜第４のベルトプライ７Ｂ〜７Ｄでは、ベルトコードが、例えばタイヤ周方向に対して例えば１０〜３５°の角度で配列する。また、第２のベルトプライ７Ｂと第３のベルトプライ７Ｃとは、タイヤ周方向に対するベルトコードの傾斜方向が互いに逆向きとなる。これにより、ベルトプライ７Ａ〜７Ｃ間では、ベルトコードが互いに交差するトラス構造を形成し、トレッド部２を強固に補強する。

ベルト層７のタイヤ軸方向外端部とカーカス６との間には、断面三角形状のベルトクッションゴム１５が配される。ベルトクッションゴム１５は、低弾性のゴム（例えば、複素弾性率Ｅ*が２．０〜６．０MPa）からなり、ベルト層７の外端部での応力集中を緩和し、剥離損傷を抑制する。

複素弾性率Ｅ*は、ＪＩＳ−Ｋ６３９４の規定に準拠し、粘弾性スペクトロメータを用いて、初期歪み（１０％）、振幅（±１％）、周波数（１０Ｈｚ）、変形モード（引張）、測定温度（７０℃）の条件にて測定した値である。

前記ビード部４には、ビードエーペックスゴム８、ビード補強層９、及びクリンチゴム１０が配される。

ビードエーペックスゴム８は、断面三角形状をなし、前記プライ折返し部６ｂとプライ本体部６ａとの間を通ってビードコア５からタイヤ半径方向外側にのびる。本例では、ビードエーペックスゴム８が、高弾性のゴム（例えば、複素弾性率Ｅ*が２０〜７０MPa）からなる半径方向内側の内エーペックス部８Ａと、内エーペックス部８Ａよりも低弾性のゴム（例えば、複素弾性率Ｅ*が２．０〜６．０MPa）からなる半径方向外側の外エーペックス部８Ｂとから構成される場合が示される。内エーペックス部８Ａが高弾性のゴムからなることで、ビード剛性が高められるとともに、外エーペックス部８Ｂが低弾性のゴムで形成されることで、プライ折返し部６ｂ先端での応力集中が緩和され、プライ端剥離が抑制される。

なおビードコア５は、ビードワイヤを多列多段に巻回した断面六角形状をなし、その半径方向内面は、１５°テーパーリムのリムシートと略同勾配、即ちタイヤ軸方向線に対して略１５°の角度で傾斜している。

ビード補強層９は、断面Ｕ字状をなし、プライ本体部６ａのタイヤ軸方向内側面に沿う内片部９ｉと、プライ折返し部６ｂのタイヤ軸方向外側面に沿う外片部９ｏと、ビードコア５の半径方向内側を通る底片部９Ａとを含む。ビード補強層９は、スチール製の補強コードをタイヤ周方向に対して例えば４０〜７０°の角度で傾斜配列させた１枚の補強プライからなり、カーカスコードと交差することにより曲げ剛性を高め、ビード部４を強固に補強する。

クリンチゴム１０は、ビード部４の外皮をなしリムずれを防止する。クリンチゴム１０は、ビードヒールＢｈから半径方向外側にのびる立上げ部１０Ａと、ビードヒールＢｈからビードトウＢｔまでタイヤ軸方向内方にのびるベース部１０Ｂとを有する。前記立上げ部１０Ａは、少なくともリムフランジと接触する領域範囲において露出し、ビード部４の外側面を形成する。又ベース部１０Ｂは、ビード部４の底面を形成する。クリンチゴム１０は、内エーペックス部８Ａよりも低弾性のゴム（例えば複素弾性率Ｅ*が８〜１５MPa）で形成される。前記立上げ部１０Ａの半径方向外側には、クリンチゴム１０及び外エーペックス部８Ｂよりも低弾性のゴムからなるサイドウォールゴム３Ｇが配される。

重荷重用タイヤ１は、前記サイドウォールゴム３Ｇの半径方向外端部が、トレッドゴム２Ｇのタイヤ軸方向外側面を覆う所謂ＳＯＴ（サイドウォール・オーバー・トレッド）構造を具える。

図１、２に示すように、重荷重用タイヤ１のタイヤサイド部Ｋの表面Ｋｓに、タイヤ周方向に帯状にのびるセレーション部２０を具える。なおタイヤサイド部Ｋとは、前記ビード部４とサイドウォール部３とからなる領域を意味する。

図２に示すように、本例では、セレーション部２０が、タイヤ周方向に対して３０〜６０°の角度θで帯状にのびる非セレーション部２１により、タイヤ周方向の複数（本例では３つの）セレーション部分２０Ａに分割される場合が示される。しかし、セレーション部２０としては、非セレーション部２１を設けることなく、タイヤ周方向に連続してのびる環状に形成することもできる。

セレーション部２０（又はセレーション部分２０Ａ）は、タイヤ半径方向に直線状にのびるリッジ２２が、タイヤ周方向に並列することにより形成される。図３に示すように、リッジ２２は、前記表面Ｋｓから小高さで隆起する小巾のリブ状をなす。

このようなセレーション部２０は、リッジ２２による細かな凹凸により、表面積を増加させるとともに、表面Ｋｓに沿って流れる空気に乱流を発生させる。これにより、タイヤの放熱効果を高めて耐熱性を向上させうる。なおリッジ２２が、タイヤ半径方向にのびることで、乱流を発生させることができる。又セレーション部２０が、細かな凹凸をなすため、ゴム欠けなどのタイヤ損傷の発生を抑えることができる。

本例のように、セレーション部２０を、複数のセレーション部分２０Ａに分割する場合には、その間の非セレーション部２１により、乱流に変化を与えることができ、放熱効果をさらに高めうる。非セレーション部２１の表面は、セレーション部２０の最深部２０Ｓと同高さ、即ち、前記表面Ｋｓと同高さであることが好ましい。

リッジ２２の前記表面Ｋｓからの高さｈｒが低すぎると、放熱効果が十分に発揮できず、逆に高すぎると、タイヤ変形に伴う表面歪みによって、クラックが発生しやすくなる。従って、前記高さｈｓは、０．２〜１．０mmの範囲が好ましい。リッジ２２としては、断面三角形状、或いは断面台形状のものが好適である。この場合、リッジ先端側の角度αが大きすぎると放熱効果が低下傾向となり、逆に狭すぎると、強度が減じタイヤ変形に伴う表面歪みによってクラックが発生しやすくなる。従って、前記角度αは３０〜６０度の範囲が好ましい。

隣り合うリッジ２２間の間隔Ｄは、同一円周線上におけるリッジ２２の巾Ｗの２．０〜６．０倍の範囲が好ましい。前記範囲を超えると、表面積或いは乱流の発生に悪影響を与え、放熱効果の低下を招く。

ここで、放熱効果の観点からは、セレーション部２０の形成範囲が広いほど好ましい。しかし重荷重用タイヤ１では、乗用車用タイヤなどに比して負荷荷重が大であるため、タイヤサイド部Ｋの表面Ｋｓのうち、トレッド部２側及びビード部４側において、表面歪みが非常に大きく発生する。

そのため、特にトレッド部２側及びビード部４側に、セレーション部２０の一部が位置する場合、前記表面歪みによってリッジ２２にクラックが発生しやすい傾向となる。

そこで本例では、図４に示すように、セレーション部２０のタイヤ半径方向外端２０ａのビードベースラインＢＬからのタイヤ半径方向高さＨａを、タイヤ断面高さＨ０の５０〜８０％の範囲としている。又セレーション部２０のタイヤ半径方向内端２０ｂのビードベースラインＢＬからのタイヤ半径方向高さＨｂを、タイヤ断面高さＨ０の１０〜３０％の範囲としている。

前記高さＨａが、タイヤ断面高さＨ０の８０％を越える場合、セレーション部２０の外端２０ａ側に大きな歪みが作用し、クラックの発生傾向を招く。逆に、前記高さＨａがタイヤ断面高さＨ０の５０％を下回る場合、セレーション部２０の形成範囲が狭くなって、放熱効果を十分に発揮できなくなる。

前記高さＨｂがタイヤ断面高さＨ０の１０％を下回る場合、セレーション部２０の内端２０ｂ側に大きな歪みが作用し、クラックの発生傾向を招く。逆に、前記高さＨｂがタイヤ断面高さＨ０の３０％を越える場合、セレーション部２０の形成範囲が狭くなって、放熱効果を十分に発揮できなくなる。

又重荷重用タイヤ１では、バットレス領域Ｋ１_Ｂのゴムゲージ厚さを減じて軽量化を図るために、バットレス領域Ｋ１_Ｂの表面は、凹円弧状に湾曲している。

具体的には、図４に示すように、タイヤ子午断面において、タイヤサイド部Ｋの表面Ｋｓの輪郭線Ｋ１は、タイヤ最大巾位置Ｍからタイヤ半径方向外側に凸円弧状に湾曲してのびる上サイド領域Ｋ１_Ｕと、この上サイド領域Ｋ１_Ｕのタイヤ半径方向外端Ｐからトレッド端部２Ｅまでの間を凹円弧状に湾曲してのびるバットレス領域Ｋ１_Ｂとを具える。しかし、バットレス領域Ｋ１_Ｂでは、凹円弧状に湾曲しているため、荷重負荷時に特に大きな表面歪みが発生する。そのため、セレーション部２０の一部がバットレス領域Ｋ１_Ｂ内に位置する場合、前記高さＨａがタイヤ断面高さＨ０の８０％以下の場合にも、クラックが発生しやすくなる。従って、セレーション部２０の外端２０ａは、上サイド領域Ｋ１Ｕの外端Ｐよりもタイヤ半径方向内側に位置させることがさらに好ましい。

本例の輪郭線Ｋ１では、タイヤ最大巾位置ＭからビードヒールＢｈまでの間の下サイド領域Ｂ１_Ｌは、凸円弧状に湾曲している。

なお前記凸円弧とは、タイヤ内側に曲率中心を有し、タイヤ外側に向かって凸となる円弧を意味する。逆に、前記凹円弧とは、タイヤ外側に曲率中心を有し、タイヤ内側に向かって凸となる円弧を意味する。

前記重荷重用タイヤ１では、前記セレーション部２０内に、タイヤのメーカ名、商品名、サイズ等を表す文字、記号などである標章を形成することができる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

図１に示す内部構造を有する重荷重用タイヤ（３１５／８０Ｒ２２．５）を、表１の仕様に基づいて試作した。そして各試作タイヤのセレーション部２０におけるクラックの発生状況、放熱性、及び転がり抵抗性についてテストした。なお各タイヤとも、ゴム欠けの発生はなかった。

各タイヤとも、セレーション部以外は実質的に同仕様である。セレーション部の共通仕様は以下の通りである。
リッジの断面形状：三角形状
リッジの高さｈｓ：０．４mm
リッジの角度α：６０度
セレーション部は、３本の非セレーション部によって３つのセレーション部分に区分。
非セレーション部の角度θ：４０度

（１）クラックの発生状況：
試作タイヤを、下記の測定条件にてロードテストを行い、走行後のクラックを検査し、クラックの長さ（複数本のクラックが生じた場合、各クラックの長さの合計）を５段階で評価した。数値が大きいほどクラックが小さく良好である。
使用リム：９．００×２２．５
内圧：８３０ｋＰａ
車両：最大積載量１０トン積みのトラック（２−Ｄ車）
荷重；定積載状態
走行速度：８０ｋｍ／ｈ
走行距離：１００００ｋｍ

（２）放熱性：
ドラム試験機を用い、下記の測定条件にて２４時間連続走行させたときのサイドウォール部の内部温度（タイヤ最大巾位置）を測定するとともに、その結果に基づき、放熱性を、比較例１を１００とする指数で表示した。数値が大なほど放熱性に優れている。
使用リム：９．００×２２．５
内圧：８３０ｋＰａ
荷重：３６．７７ｋＮ
走行速度：１００ｋｍ／ｈ

（３）転がり抵抗性：
転がり抵抗試験機を用い、下記の測定条件にて転がり抵抗を測定するとともに、その結果に基づき、比較例１を１００とする指数で評価した。数字が小さいほど、転がり抵抗が低く良好である。
使用リム：９．００×２２．５
内圧：８３０ｋＰａ
荷重：３６．７７ｋＮ
走行速度：８０ｋｍ／ｈ

表に示すように、実施例のタイヤは、ゴム欠けなどのタイヤ損傷を抑えながら、放熱性を高めて耐熱性を向上させうるのが確認できる。

１ 重荷重用タイヤ
２ トレッド部
２Ｅ トレッド端部
３ サイドウォール部
４ ビード部
５ ビードコア
６ カーカス
６Ａ カーカスプライ
７ ベルト層
７Ａ〜７Ｄ ベルトプライ
２０ セレーション部
２０ａ 外端
２０ｂ 内端
２０Ａ セレーション部分
２０Ｓ 最深部
２１ 非セレーション部
２２ リッジ
Ｋ タイヤサイド部
Ｋｓ 表面
Ｋ１ 輪郭線
Ｋ１Ｂ バットレス領域
Ｋ１Ｕ 上サイド領域
Ｍ タイヤ最大巾位置
Ｐ 外端

Claims (6)

1. トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至るカーカスプライからなるカーカスと、前記カーカスのタイヤ半径方向外側かつ前記トレッド部の内部に配される少なくとも３枚のベルトプライからなるベルト層とを具える重荷重用タイヤであって、
   タイヤサイド部の表面に、タイヤ半径方向にのびるリッジがタイヤ周方向に並列され、かつタイヤ周方向に帯状にのびるセレーション部を具え、
   前記セレーション部は、タイヤ周方向に対して３０〜６０°の角度で帯状にのびる非セレーション部により、タイヤ周方向の複数のセレーション部分に分割されることを特徴とする重荷重用タイヤ。
2. 前記セレーション部のタイヤ半径方向外端のビードベースラインからのタイヤ半径方向高さＨａは、タイヤ断面高さＨ０の５０〜８０％の範囲であることを特徴とする請求項１記載の重荷重用タイヤ。
3. 前記セレーション部のタイヤ半径方向内端のビードベースラインからのタイヤ半径方向高さＨｂは、タイヤ断面高さＨ０の１０〜３０％の範囲であることを特徴とする請求項１又は２記載の重荷重用タイヤ。
4. タイヤ子午断面において、前記タイヤサイド部の表面の輪郭線は、タイヤ最大巾位置からタイヤ半径方向外側に凸円弧状に湾曲してのびる上サイド領域と、この上サイド領域のタイヤ半径方向外端からトレッド端部までの間を凹円弧状に湾曲してのびるバットレス領域とを含むことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の重荷重用タイヤ。
5. 前記セレーション部のタイヤ半径方向外端は、前記上サイド領域のタイヤ半径方向外端よりもタイヤ半径方向内側に位置することを特徴とする請求項４記載の重荷重用タイヤ。
6. 前記非セレーション部の表面は、前記セレーション部の最深部と同高さであることを特徴とする請求項１〜５記載の重荷重用タイヤ。

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