JP6824677B2

JP6824677B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP6824677B2
Application number: JP2016188103A
Authority: JP
Inventors: 広一滝田
Original assignee: Toyo Tire Corp
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2016-09-27
Filing date: 2016-09-27
Publication date: 2021-02-03
Anticipated expiration: 2036-09-27
Also published as: DE102017118459A1; US20180086154A1; CN107867127B; CN107867127A; JP2018052198A

Description

本発明は、泥濘地や岩場などの悪路での走行を目的とした空気入りタイヤに関する。

悪路での走行を目的とした空気入りタイヤに関して、サイドウォール部のバットレス領域の外表面に、複数の突起がタイヤ周方向に並んだ環状突起群を形成する技術が知られている。例えば、本出願人による特許文献１〜３が参照される。かかる構成によれば、泥濘地や砂場などを走行する場面において、突起の剪断抵抗によりトラクションを発生し、悪路走破性を向上することができる。

特許文献１には、環状突起群に含まれる複数の突起を一律に設けて、各突起のサイズを一定にした例が開示されている。一方、近年では、岩場での引っ掛かり作用を向上したり、バットレス領域に立体感を与えてデザイン性を高めたりするために、大きさや形状が異なる突起を並べた構造も提案されている。

しかし、体積が異なる複数種の突起により環状突起群を形成すると、タイヤ周方向に沿ったバットレス領域の厚みの変動が大きくなる。そのため、加硫時にゴムが十分に行き渡らない部分が生じ、成形後のタイヤの突起にベアと呼ばれるゴム欠損が発生する場合がある。また、バットレス領域の厚みの変動が大きくなることにより、タイヤのダイナミックアンバランスが悪化する傾向にある。

特開２００４−２９１９３６号公報特開２０１０−２６４９６２号公報特開２０１３−１１９２７７号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、体積が異なる複数種の突起を並べた環状突起群を形成しながらも、ベアの発生を抑制し、ダイナミックアンバランスを低減できる空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。即ち、本発明に係る空気入りタイヤは、一対のビード部と、そのビード部の各々からタイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部と、そのサイドウォール部の各々のタイヤ径方向外側端に連なるトレッド部とを備え、前記サイドウォール部のバットレス領域の外表面に、体積の異なる複数種の突起をタイヤ周方向に並べた環状突起群が形成されており、前記環状突起群に含まれる突起の幅方向中央における最大高さ位置と、その突起に隣接する別の突起の幅方向中央における最大高さ位置とを結ぶ仮想直線を規定したときに、タイヤ径方向視において前記仮想直線と前記サイドウォール部のバットレス領域の外表面とがなす傾斜角度θが３度を超え且つ１３度以下である。

このタイヤでは、体積が異なる複数種の突起を並べた環状突起群を形成しつつ、上記の傾斜角度θが３度を超えることにより、岩場での引っ掛かり作用を向上したり、バットレス領域に立体感を与えてデザイン性を高めたりする効果が適切に得られる。即ち、この傾斜角度θが３度以下であると、隣り合う突起の最大高さの差が小さく、上記の効果が得られにくい。そして、このタイヤでは、上記の傾斜角度θが１３度以下であるため、隣り合う突起の最大高さの差が大きくなり過ぎず、バットレス領域の厚みの変動が抑えられる。その結果、ベアの発生を抑制するとともに、ダイナミックアンバランスを低減することができる。

前記傾斜角度θが１１度以下である場合には、より効果的に、ベアの発生を抑制するとともに、ダイナミックアンバランスを低減できる。

前記サイドウォール部のバットレス領域の外表面に、タイヤ周方向に延びて前記突起同士を連結する周方向リブが形成されていることが好ましい。周方向リブで連結することにより各突起の剛性が高められ、該突起の剪断抵抗によるトラクションを向上できる。

本発明に係る空気入りタイヤの一例を概略的に示すタイヤ子午線半断面図タイヤ幅方向から見た該タイヤのバットレス領域の一部を示す側面図図１の要部の拡大図突起の最大高さ位置と仮想直線について説明するための図最大高さ位置と最小高さ位置との関係を説明するための図最大高さ位置と最小高さ位置との関係を説明するための図最大高さ位置と最小高さ位置との関係を説明するための図

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る空気入りタイヤの一例を概略的に示すタイヤ子午線半断面図であり、図２のＡ−Ａ断面図に相当する。図２は、タイヤ幅方向から見たバットレス領域の一部を示す側面図であり、図１のＢ矢視図に相当する。図３は、図１の要部の拡大図である。

空気入りタイヤＴは、泥濘地や岩場を含む悪路での走行を目的としたオフロード用空気入りラジアルタイヤである。このタイヤＴは、一対のビード部１と、そのビード部１の各々からタイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部２と、そのサイドウォール部２の各々のタイヤ径方向外側端に連なるトレッド部３とを備える。ビード部１には、鋼線等の収束体をゴム被覆してなる環状のビードコア１ａと、ビードコア１ａのタイヤ径方向外側に配置されたビードフィラー１ｂとが設けられている。

この空気入りタイヤＴは、更に、一対のビード部１の間に設けられたカーカス４と、トレッド部３におけるカーカス４の外周側に設けられたベルト５とを備える。カーカス４は、全体としてトロイド状をなし、その端部がビードコア１ａとビードフィラー１ｂを挟み込むようにして巻き上げられている。ベルト５は、内外に積層された２枚のベルトプライを含んでおり、その外周側にトレッドゴム６が設けられている。トレッドゴム６の表面には、トレッドパターンが形成されている。

カーカス４の内周側には、空気圧保持のためにインナーライナー７が設けられている。インナーライナー７は、空気が充填されるタイヤＴの内部空間に面している。サイドウォール部２において、インナーライナー７はカーカス４の内周側に直接的に貼り付けられており、それらの間に他の部材は介在していない。

図２，３に拡大して示すように、サイドウォール部２のバットレス領域の外表面２ａには、体積の異なる複数種（本実施形態では２種）の突起２１，２２をタイヤ周方向に並べた環状突起群２０が形成されている。バットレス領域は、サイドウォール部２のタイヤ径方向外側の領域、より詳しくはタイヤ最大幅位置９よりもタイヤ径方向外側の領域であって、平坦な舗装路での通常走行時には接地しない部分である。泥濘地や砂場のような軟弱路では、車両の重みによりタイヤが沈むため、バットレス領域が擬似的に接地する。

本実施形態では、体積の異なる２種の突起２１，２２が交互に並べられた例を示す。隣り合う突起２１，２２の間にある隙間の幅は、その両側にある突起２１，２２の各々の幅よりも小さく設定されている。図示されていない部分でも、これと同様に突起２１と突起２２が交互に並んでおり、それらの配列体が環状突起群２０を構成している。環状突起群を構成する突起は２種に限られず、体積の異なる３種以上（例えば、３〜１０種）の突起を並べて環状突起群が形成されていても構わない。

環状突起群２０を構成する突起２１，２２は、それぞれタイヤＴのプロファイルラインに沿ったサイドウォール部２の外表面２ａから隆起しており、各突起２１，２２の体積は、その外表面２ａから隆起した部分に基づいて求められる。本実施形態では、後述するようにバットレス領域に周方向リブ８が形成された例を示すが、かかる場合においては、各突起２１，２２の側面から突出した周方向リブ８の部分は、その突起２１，２２の体積として勘案しない。

突起の体積は、例えば、３次元測定器を用いてサイドウォール部の凹凸を測定し、必要であれば実測した寸法値も合わせて、３Ｄモデリングを作成することにより求めることができる。或いは、石膏を用いてサイドウォール部を型取りし、その石膏型を利用して求めることが可能である。

図２に示すように、突起２１，２２は、それぞれ側面視において矩形状をなすが、これに限られず、矩形以外の多角形状やその他の形状でも構わない。本実施形態では、突起２１，２２の各々がタイヤ径方向に延在しており、それらのタイヤ径方向外側端（以下、外側端）がトレッド部３の陸部３１の側面に接続されている。また、それらのタイヤ径方向内側端（以下、内側端）はタイヤ最大幅位置９よりもタイヤ径方向外側に配置されている。

タイヤ最大幅位置９は、タイヤＴのプロファイルラインがタイヤ幅方向においてタイヤ赤道ＴＣから最も離れる位置である。該プロファイルラインは、突起等を除いたサイドウォール部２の外表面となる輪郭線であり、通常、複数の円弧を滑らかに接続することで規定される子午線断面形状を持つ。

本実施形態では、図３のように、外表面２ａを基準とした突起２１の高さが、外側端のエッジから内側端のエッジまで一定であるのに対し、外表面２ａを基準とした突起２２の高さはタイヤ径方向に沿って変化している。各突起２１，２２の最大高さＨｍ１，Ｈｍ２が大きいほど、剪断抵抗によるトラクションを高めて悪路走破性を向上できるとともに、岩肌の角張った部分などの外傷因子を外表面２ａから遠ざけて耐外傷性を向上できる。かかる観点から、高さＨｍ１及び高さＨｍ２は、それぞれ５ｍｍ以上が好ましく、８ｍｍ以上がより好ましい。

図４は、環状突起群２０に含まれる突起２１と、その突起２１とタイヤ周方向に隣り合う別の突起、即ち突起２２との位置関係を示す。（Ａ）は、側面視における突起２１，２２を示し、それらの幅方向中央を通るようにセンターラインＣＬ１，ＣＬ２が規定されている。（Ｂ）は、センターラインＣＬ１，ＣＬ２上において外表面２ａからの高さが最大になる位置での突起２１，２２の断面を示す。これらは、例えばＣ−Ｃ断面とＤ−Ｄ断面のように、タイヤ径方向に離れた位置であってもよい。（Ｃ）は、（Ｂ）の最大高さ位置Ｐ１，Ｐ２と外表面２ａを抽出して描いている。

（Ｂ）では、タイヤ径方向視したときの、より詳しくはタイヤ径方向からプロファイルラインに沿って見た（換言すると、タイヤ子午線方向から見た）突起２１，２２の断面が示され、最大高さ位置Ｐ１，Ｐ２は、それぞれ外表面２ａから最大高さＨｍ１，Ｈｍ２だけ離れている。（Ｃ）の傾斜角度θは、突起２１の幅方向中央における最大高さ位置Ｐ１と、その突起２１に隣接する別の突起２２の幅方向中央における最大高さ位置Ｐ２とを結ぶ仮想直線Ｌを規定したときに、タイヤ径方向視において仮想直線Ｌと外表面２ａとがなす角度である。傾斜角度θは３度を超え且つ１３度以下であり、環状突起群２０を構成する各突起がこの関係を満たす。

このタイヤＴでは、上記の如き環状突起群２０を形成しつつ、傾斜角度θが３度を超えることにより、岩場での引っ掛かり作用を向上したり、バットレス領域に立体感を与えてデザイン性を高めたりする効果が適切に得られる。一方、この傾斜角度θが３度以下であると、隣り合う突起２１，２２の最大高さの差が小さく、上記の効果が得られにくい。そして、このタイヤＴでは、傾斜角度θが１３度以下であるため、隣り合う突起２１，２２の最大高さの差が大きくなり過ぎず、バットレス領域の厚みの変動が抑えられる。その結果、ベアの発生を抑制するとともに、ダイナミックアンバランスを低減できる。

傾斜角度θが１１度以下である場合には、より効果的に、ベアの発生を抑制するとともに、ダイナミックアンバランスを低減できる。

隣接する突起２１，２２の最大高さＨｍ１，Ｈｍ２の差が大きいほど、特にそれらの間隔（タイヤ周方向の距離）が小さい場合には、タイヤ周方向に沿ったバットレス領域の厚みの変動が急激になるため、ベアの発生やダイナミックアンバランスの悪化を引き起こしやすい。それ故、上記のように、隣接する突起２１，２２の関係については、それらの最大高さＨｍ１，Ｈｍ２と間隔に基づいて求まる傾斜角度θにより規定している。

図５は、タイヤ周方向に並んだ４つの突起の最大高さ位置Ｐ１，Ｐ２と、既述した要領で規定される３本の仮想直線Ｌを示す。仮想直線Ｌの各々と外表面２ａとがなす傾斜角度は、いずれも３度を超え且つ１３度以下である。また、この図では、突起２１，２２の幅方向中央における最小高さ位置Ｐｓ１，Ｐｓ２、並びに、それらを結ぶ仮想直線Ｌｓを示している。説明の便宜上、最大高さ位置Ｐ１，Ｐ２の外表面２ａからの距離と、仮想直線Ｌの傾斜は、図４よりも大きく描いている。

本実施形態では、突起２１の高さが一定であるため、最小高さ位置Ｐｓ１が最大高さ位置Ｐ１と一致している。突起２２の最小高さ位置Ｐｓ２は、突起２１の最小高さ位置Ｐｓ１よりも低い位置にあり、外表面２ａからの距離は相対的に小さい。図５の例では、最小高さ位置Ｐｓ１と最小高さ位置Ｐｓ２とを結ぶ仮想直線Ｌｓが、仮想直線Ｌとは逆向きに傾斜しており、かかる場合には、突起の剪断抵抗によるトラクションが高められる傾向にある。

図６，７は、最小高さ位置Ｐｓ１，Ｐｓ２の態様を異ならせた変形例である。これらの例では、いずれも仮想直線Ｌｓが仮想直線Ｌと同じ向きに傾斜しており、かかる場合には、突起におけるベアの発生がより良好に抑制される傾向にある。中でも、図７の例では、仮想直線Ｌｓの傾きが仮想直線Ｌの傾きよりも大きく、それにより図６の例に比べてトラクションが高められる傾向にある。

本実施形態では、サイドウォール部２のバットレス領域の外表面２ａに、タイヤ周方向に延びて突起同士を連結する周方向リブ８が形成されている。周方向リブ８で連結することにより各突起２１，２２の剛性が高められ、該突起の剪断抵抗によるトラクションを向上できる。周方向リブ８は、タイヤ周方向に沿った環状ライン上で延在している。各突起２１，２２は、周方向リブ８からタイヤ径方向内側及び外側に延びているが、少なくとも周方向リブ８からタイヤ径方向内側に延びることが好ましい。最大高さＨｍ１，Ｈｍ２は、周方向リブ８よりもタイヤ径方向内側で測定されうることが好ましい。

周方向リブ８の断面形状は、上端面が平坦な山状をなし、より具体的には、斜面が緩やかに湾曲して括れた成層火山状をなす。突起の剛性を高める観点から、周方向リブ８の高さＨ８は、好ましくは５ｍｍ以上であり、より好ましくは５ｍｍを越え、更に好ましくは８ｍｍ以上である。突起の剛性を高める観点から、外表面２ａに対する周方向リブ８の接触長さＬ８は高さＨ８以上であることが好ましい。

周方向リブ８は、例えば、図１に示した距離Ｄａが２０〜４０ｍｍの範囲内となる位置に設定される。距離Ｄａは、タイヤＴの最外径位置から周方向リブ８の上端面のタイヤ径方向外側縁までのタイヤ径方向距離として求められる。また、周方向リブ８は、例えば、図１に示した距離Ｄｂがタイヤ断面半幅ＨＷの７５％以上となる位置に設定される。距離Ｄｂは、タイヤ赤道ＴＣから周方向リブ８の上端面のタイヤ径方向外側縁までのタイヤ幅方向距離として求められ、タイヤ断面半幅ＨＷは、タイヤ赤道ＴＣからタイヤ最大幅位置９までのタイヤ幅方向距離として求められる。

環状突起群２０は、少なくとも片側のサイドウォール部２に形成されていればよいが、悪路走破性や耐外傷性を向上するうえでは、両側のサイドウォール部２に形成されていることが好ましい。

上述した各寸法値は、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測定したものである。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、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、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。

本発明の空気入りタイヤは、悪路走破性を向上しうる環状突起群を有するため、泥濘地や岩場を含む悪路での走行を目的としたオフロードレース用や、災害現場への派遣車両用として、ピックアップトラックなどのライトトラックに好適に用いることができる。

本発明の空気入りタイヤは、サイドウォール部のバットレス領域に上記の如き環状突起群を形成したこと以外は、通常の空気入りタイヤと同等に構成できる。したがって、従来公知の材料、形状、構造、製法などは、いずれも本発明に採用できる。

本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例について説明する。タイヤの各性能評価は、下記（１）、（２）のようにして行った。

（１）ベアの発生状況
加硫成形後のタイヤにおいて、バットレス領域の環状突起群を構成する突起にベアが確認され、その外観品質が許容レベルにない場合を「有り」と評価した。また、ベアが確認されない場合、及び、若干のベアが確認されるも外観品質が許容レベルにある場合を「無し」と評価した。

（２）ダイナミックアンバランス（ＤＵＢ）
加硫成形後のタイヤにおいて、タイヤ製造工場のユニフォミティ測定ラインに設置されたダイナミックバランス検査装置を用いてダイナミックアンバランス（ＤＵＢ）を測定した。数値が小さいほど、ダイナミックアンバランスが低くて良好であることを示す。

特許文献２，３に記載の空気入りタイヤを比較例１，２とし、前述の実施形態で説明した構成を有する空気入りタイヤを実施例１〜３とした。また、環状突起群に含まれる突起を一律に設けた点を除き、比較例１と同じ構成を有する空気入りタイヤを比較例３とした。表１において、「複数種」は、体積が異なる複数種の突起により環状突起群が形成されていることを意味し、「一種」は、一種の突起により環状突起群が形成されていることを意味する。

実施例１〜３では、比較例１，２と比べて、ベアの発生が抑制され、ダイナミックアンバランスを低減できている。また、比較例３では、環状突起群に含まれる複数の突起が一律に設けられているため、岩場での引っ掛かり作用を向上したり、バットレス領域に立体感を与えてデザイン性を高めたりする効果が得られない。これに対し、実施例１〜３は、体積が異なる複数種の突起により環状突起群が形成されているので、かかる効果を得ることができる。

１ビード部
２サイドウォール部
２ａ外表面
３トレッド部
８周方向リブ
９タイヤ最大幅位置
２０環状突起群
２１突起
２２突起

Claims

一対のビード部と、そのビード部の各々からタイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部と、そのサイドウォール部の各々のタイヤ径方向外側端に連なるトレッド部とを備え、
前記サイドウォール部のバットレス領域の外表面に、体積の異なる複数種の突起をタイヤ周方向に並べた環状突起群が形成されており、
前記環状突起群に含まれる突起の幅方向中央における最大高さ位置と、その突起に隣接する別の突起の幅方向中央における最大高さ位置とを結ぶ第１仮想直線を規定したときに、タイヤ径方向視において前記第１仮想直線と前記サイドウォール部のバットレス領域の外表面とがなす傾斜角度θが３度を超え且つ１３度以下である空気入りタイヤ。
前記環状突起群に含まれる突起の幅方向中央における最小高さ位置と、その突起に隣接する別の突起の幅方向中央における最小高さ位置とを結ぶ第２仮想直線を規定したときに、タイヤ径方向視において、前記バットレス領域の外表面に対する前記第２仮想直線の傾斜の向きは、前記バットレス領域の外表面に対する前記第１仮想直線の傾斜の向きと、逆向きである、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記環状突起群に含まれる突起の幅方向中央における最小高さ位置と、その突起に隣接する別の突起の幅方向中央における最小高さ位置とを結ぶ第２仮想直線を規定したときに、タイヤ径方向視において、前記バットレス領域の外表面に対する前記第２仮想直線の傾斜の向きは、前記バットレス領域の外表面に対する前記第１仮想直線の傾斜の向きと、同じ向きであり、
前記バットレス領域の外表面に対する前記第２仮想直線の傾きは、前記バットレス領域の外表面に対する前記第１仮想直線の傾きよりも、大きい、請求項１に記載の空気入りタイヤ。