JP7199212B2 - 空気入りタイヤ及びタイヤ加硫用金型 - Google Patents

Description

本開示は、空気入りタイヤ及びタイヤ加硫用金型に関する。

空気入りタイヤは、トレッドと、ビードと、トレッド及びビードの間に配置されるサイドウォールと、を有する。リムフランジと接触する部位よりもタイヤ径方向外側のサイドウォールの部分に一周に亘ってリムプロテクタが形成されている空気入りタイヤがある。リムプロテクタの断面形状は、サイドウォールの一周にわたって同一形状の台形又は三角形であることが多い。

特許文献１は、リムプロテクタに凹部を設けることにより、リムプロテクタの肉厚を低減して発熱を抑制し、併せて凹部により表面積を増大させて放熱性を向上させるとの記載がある。

特開２００２－２４５９０２号公報

しかしながら、リムプロテクタに凹部を設けると、リムプロテクタがタイヤ径方向の撓みやすくなり、剛性が低下してしまう。

本開示の目的は、熱による故障の低減と、剛性低下の抑制と、を両立した空気入りタイヤ及びタイヤ加硫用金型を提供することである。

本開示の空気入りタイヤは、
トレッド部と、ビード部と、前記トレッド部と前記ビード部の間に配置されるサイドウォール部と、前記サイドウォール部に形成されタイヤ周方向に延びる環状突起であるリムプロテクタと、を有し、
前記リムプロテクタは、タイヤ周方向に延び且つタイヤ径方向外側の第１突端と、タイヤ周方向に延び且つタイヤ径方向内側の第２突端と、タイヤ周方向に配置される複数の凹部と、タイヤ周方向に隣接する２つの前記凹部の間に形成され且つ前記第１突端と前記第２突端とを接続する尾根と、を有し、
前記尾根は、タイヤ周方向の第１方向に向けて前記第１突端から前記第２突端に至る第１尾根と、前記タイヤ周方向の第１方向に向けて前記第２突端から前記第１突端に至る第２尾根と、を有し、
前記第１尾根と前記第２尾根とがタイヤ周方向に沿って交互に配置されている。

この構成によれば、タイヤ周方向に延びる第１突端及び第２突端を、第１尾根と第２尾根とが交互に接続するので、第１突端、第２突端、第１尾根及び第２尾根がトラス構造を形成し、タイヤ周方向の撓みを抑え、凹部がタイヤ周方向全体に形成されている形状に比べて剛性を確保可能となる。それでいて、凹部によりゴムが減っているので発熱が抑えられ、更に凹部の表面積増大により放熱性を向上させることが可能となる。

本開示に係る空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線半断面図 リムプロテクタを示すタイヤ側面図 図２におけるＡ－Ａ部位断面図および対応する金型断面図 図２におけるＢ－Ｂ部位断面図および対応する金型断面図 変形例を示すＡ－Ａ部位断面図 変形例におけるリムプロテクタを示すタイヤ側面図 変形例におけるＢ－Ｂ部位断面図 変形例におけるリムプロテクタを示すタイヤ側面図 図８におけるＣ－Ｃ部位断面図 変形例におけるリムプロテクタを示すタイヤ側面図 図１０におけるＤ－Ｄ部位断面図 タイヤ加硫用金型の成形面を示す図

以下、本開示の一実施形態の空気入りタイヤについて、図面を参照して説明する。

図１に示すように、空気入りタイヤＴは、一対のビード部１と、各々のビード部１からタイヤ径方向外側ＲＤ１に延びるサイドウォール部２と、サイドウォール部２のタイヤ径方向外側ＲＤ１端同士を連ねるトレッド部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、硬質ゴムからなるビードフィラー１ｂとが配置されている。ビード部１は、リム８のビードシート８ｂに装着され、空気圧が正常（例えばＪＡＴＭＡで決められた空気圧）であれば、タイヤ内圧によりリムフランジ８ａに適切にフィッティングし、タイヤがリム８に嵌合される。

また、このタイヤは、一対のビード部１の間に架け渡されるように配され、トレッド部３からサイドウォール部２を経てビード部１に至るトロイド状のカーカス層４を備える。カーカス層４は、少なくとも一枚のカーカスプライにより構成され、その端部がビードコア１ａを介して巻き上げられた状態で係止されている。カーカス層４の内周側には、空気圧を保持するためのインナーライナーゴム（図示せず）が配置されている。

トレッド部３におけるカーカス層４の外周には、たが効果によりカーカス層４を補強するベルト層５が配置されている。ベルト層５は、タイヤ周方向に対して所定角度で傾斜して延びるコードを有する２枚のベルトプライを有し、各プライはコードが互いに逆向き交差するように積層されている。ベルト層５の外周側には、ベルト補強層７が配され、更にその外周側表面には、トレッドパターンが形成されたトレッドゴムが配置されている。

上述したゴム層等の原料ゴムとしては、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、ブタジエンゴム（ＢＲ）、イソプレンゴム（ＩＲ）、ブチルゴム（ＩＩＲ）等が挙げられ、これらは１種単独で又は２種以上混合して使用される。また、これらのゴムはカーボンブラックやシリカ等の充填材で補強されると共に、加硫剤、加硫促進剤、可塑剤、老化防止剤等が適宜配合される。

本実施形態では、図１に示すように、サイドウォール部２にリムプロテクタ９が形成されている。リムプロテクタ９は、リムフランジ８ａとの接触部分とタイヤ最大幅部分Ｗｈとの間に配置されている。リムプロテクタ９は、図１及び図２に示すように、タイヤ周方向ＣＤに延びる環状突起である。図３は、図２におけるＡ－Ａ部位断面図である。図４は、図２におけるＢ－Ｂ部位断面図である。図２、図３及び図４に示すように、リムプロテクタ９は、タイヤ子午線断面において断面が台形状である。リムプロテクタ９は、タイヤ径方向外側ＲＤ１の第１突端９０と、タイヤ径方向内側ＲＤ２の第２突端９１と、を有する。第１突端９０及び第２突端９１は、タイヤ周方向全周に亘りタイヤ周方向ＣＤに延びている。リムプロテクタ９の先端面は、第１突端９０と第２突端９１とで区画されている。リムプロテクタ９には、タイヤ周方向ＣＤに複数の凹部９２が配置されている。なお、図２～４に示す例において第１突端９０及び第２突端９１の頂部は平面を有するが、これに限定されない。例えば、図５に示すように、第１突端９０及び第２突端９１の頂部に平面がなく線状突起が存在する形状であってもよい。凹部９２の深さは、タイヤプロファイルを超えない深さであることが好ましい。

図２に示すように、リムプロテクタ９は、タイヤ周方向ＣＤに隣接する２つの凹部９２の間に形成され且つ第１突端９０と第２突端９１とを接続する尾根９３、９４を有する。尾根９３、９４には、二種類あり、タイヤ周方向ＣＤの第１方向ＣＤ１に向けて第１突端９０から第２突端９１に至る第１尾根９３と、タイヤ周方向ＣＤの第１方向ＣＤ１に向けて第２突端９１から第１突端９０に至る第２尾根９４と、を有する。同図に示すように、第１尾根９３及び第２尾根９４は、タイヤ周方向ＣＤに沿って交互に配置されている。このように、第１突端９０、第２突端９１、第１尾根９３及び第２尾根９４がトラス構造を形成するので、タイヤ径方向の撓みを抑制して剛性を高めることが可能となる。

図２～４に示すように、凹部９２は、タイヤ幅方向内側ＷＤ２の底部９５と、底部９５と第１尾根９３又は底部９５と第２尾根９４を接続する斜面９６と、を有する。これら斜面９６によっても第１突端９０及び第２突端９１が支持されるので、剛性を高めることが可能となる。

図２～４の例では、第１尾根９３及び第２尾根９４は、第１突端９０及び第２突端９１で交差している。また底部９５は頂点となる。よって、同図に示すように、凹部９２は、底部９５が頂点となる三角錐状に形成されている。

勿論、図６に示すように、第１尾根９３及び第２尾根９４が、第１突端９０及び第２突端９１で交差しなくてもよい。すなわち、第１尾根９３と第１突端９０の交点Ｐ１と、第２尾根９４と第１突端９０の交点Ｐ２とを離間させ、第１尾根９３と第２突端９１の交点Ｐ３と、第２尾根９４と第２突端９１の交点Ｐ４とを離間させてもよい。底部９５は頂点となる。よって、図６の例では、凹部９２は、底部９５が頂点となる四角錐状に形成されている。

図２～４、図６の例のように、凹部９２が斜面を有し、底部９５が頂点であれば、凹部９２は三角錐、四角錐などの多角形錘状となり、斜面により剛性を確保しやすくなる。

図２に示す例では、凹部９２のタイヤ周方向ＣＤに沿った長さＬ１は、一定である。凹部９２の大きさが一定であれば、第１尾根９３と第２尾根９４の配置間隔も一定になるので、尾根９３、９４による均一な剛性を確保可能となる。もちろん、タイヤ周方向ＣＤの剛性のばらつきが発生するおそれがあるが、凹部９２のタイヤ周方向ＣＤに沿った長さＬ１は、一定でない構成も採用可能である。

図２に示す例では、１つの凹部９２は、タイヤ軸Ｃ１に直交する平面に投影した場合にタイヤ軸Ｃ１を中心とする角度θ１に収まっている。１４度≦θ１≦２１度が好ましい。また、図２に示すように、第１尾根９３と第２尾根９４との開き角度θ２は、１４０≦θ２≦１６０であることが好ましい。角度θ１が大きくなれば角度θ２も大きくなり、逆に角度θ１が小さくなれば角度θ２も小さくなる。角度θ１、θ２が大きくなれば、第１突端９０及び第２突端９１に対する第１尾根９３及び第２尾根９４の傾斜角度が緩やかになり、剛性を確保しづらくなる。逆に、角度θ１、θ２が小さくなって角度θ２が鋭角となれば、クラックなどの懸念が発生し得る。

図４の例では、尾根９３、９４の先端に平面を有する。例として、平面の幅は０．５ｍｍであるが、これに限定されない。また、図７に示す変形例を採用することが可能である。図７に示すように、尾根９３、９４の先端には、平面がなく尖っている。図４に示すような尾根９３、９４の先端に平面を有する構成であれば、図７に示すように尾根９３、９４の先端に平面がなく尖っている構成に比べて尾根９３、９４の剛性を向上させることができる。金型においては先細りの凹みがなくなるので、ベアなどの成形不良が生じにくい。

尾根９３、９４は、タイヤ加硫用金型において凹みとなるので、ゴムが充填されにくく、ゴムがない状態のベアが発生しにくくなる。そこで、尾根９３、９４と第１突端９０との交点、及び、尾根９３、９４と第２突端９１との交点の少なくともいずれかには、空気を抜くためのベントホールを設けることが好ましい。タイヤであれば、ベントホールに入り込んだベントスピュー９７が形成される。

＜変形例＞
図１～７の例では、底部９５は頂点であるが、これに限定されない。例えば、図８、図９、図１０、図１１に示すように、底部９５は平面でもよい。図８及び図１０は、側面図である。図９は、図８のＣ－Ｃ部位断面図である。図１１は、図１０のＤ－Ｄ部位断面図である。底部９５が平面であれば、斜面と合わせて凹部９２が多角形柱状となり、底部９５が頂点である形状に比べて凹部９２の表面積を増大させることができ、放熱性を向上させることが可能となる。

＜金型＞
本開示はタイヤ加硫用金型Ｍを開示する。金型Ｍは、タイヤＴの形状を形成するため、タイヤＴの表面の凹凸と表裏一体に形成されている。図１２、図３及び図４に示すように金型Ｍは、タイヤのサイドウォール部２に、タイヤ周方向ＣＤに延びる環状突起であるリムプロテクタ９を形成する環状突起形成凹部１０９を有する。環状突起形成凹部１０９は、第１突端９０を形成する第１突端形成凹部１９０と、第２突端９１を形成する第２突端形成凹部１９１と、凹部９２を形成する凹部形成凸部１９２と、尾根９３、９４を形成する尾根形成凹部１９３、１９４と、を有する。尾根形成凹部１９３、１９４は、第１尾根９３を形成する第１尾根形成凹部１９３と、第２尾根９４を形成する第２尾根形成凹部１９４と、を有する。第１尾根形成凹部１９３が形成する第１尾根９３と、第２尾根形成凹部１９４が形成する第２尾根９４は、図２に示すようにタイヤ周方向ＣＤに沿って交互に配置されている。

尾根形成凹部１９３、１９４は、尾根９３、９４の先端を平面にする平面を有する。尾根９３、９４にゴムが入りやすくなり、ベアなどの成形不良を抑制することが可能となる。

図３に示すように、尾根形成凹部１９３、１９４と第１突端形成凹部１９０との交点、及び、尾根形成凹部１９３、１９４と第２突端形成凹部１９１との交点の少なくともいずれかには、空気を抜くためのベントホール１９７が形成されている。ベントホール１９７により、ベアなどの成形不良を抑制することが可能となる。

凹部形成凸部１９２は、タイヤ幅方向内側ＷＤ２の底部９５を形成する頂部１９５と、底部９５と第１尾根９３又は第２尾根９４を接続する斜面９６を形成する斜面形成面１９６と、を有する。凹部形成凸部１９２は、頂部１９５が頂点となる多角形錘状に形成されている。その他、金型Ｍは、タイヤＴの形状に対応する凹部及び凸部を有する。

以上のように、本実施形態の空気入りタイヤは、
トレッド部３と、ビード部１と、トレッド部３とビード部１の間に配置されるサイドウォール部２と、サイドウォール部２に形成されタイヤ周方向ＣＤに延びる環状突起であるリムプロテクタ９と、を有する。
リムプロテクタ９は、タイヤ周方向ＣＤに延び且つタイヤ径方向外側ＲＤ１の第１突端９０と、タイヤ周方向ＣＤに延び且つタイヤ径方向内側ＲＤ２の第２突端９１と、タイヤ周方向ＣＤに配置される複数の凹部９２と、タイヤ周方向ＣＤに隣接する２つの凹部９２の間に形成され且つ第１突端９０と第２突端９１とを接続する尾根９３、９４と、を有する。
尾根９３、９４は、タイヤ周方向ＣＤの第１方向ＣＤ１に向けて第１突端９０から第２突端９１に至る第１尾根９３と、タイヤ周方向ＣＤの第１方向ＣＤ１に向けて第２突端９１から第１突端９０に至る第２尾根９４と、を有する。
第１尾根９３と第２尾根９４とがタイヤ周方向ＣＤに沿って交互に配置されている。

この構成によれば、タイヤ周方向ＣＤに延びる第１突端９０及び第２突端９１を、第１尾根９３と第２尾根９４とが交互に接続するので、第１突端９０、第２突端９１、第１尾根９３及び第２尾根９４がトラス構造を形成し、タイヤ周方向ＣＤの撓みを抑え、凹部９２がタイヤ周方向全体に形成されている形状に比べて剛性を確保可能となる。それでいて、凹部９２によりゴムが減っているので発熱が抑えられ、更に凹部９２の表面積増大により放熱性を向上させることが可能となる。

本実施形態のように、凹部９２は、タイヤ幅方向内側ＷＤ２の底部９５と、底部９５と第１尾根９３又は第２尾根９４を接続する斜面９６と、を有することが好ましい。

この構成によれば、斜面が支えとなるので、剛性を確保可能となる。なお、凹部を、深さ方向に鉛直な水平壁と、平面の底部とで構成してもよい。

図２～図７に示す実施形態のように、凹部９２は、底部９５が頂点となる多角形錐状に形成されていることが好ましい。

この構成によれば、凹部９２の大半が斜面９６で形成されるので、斜面により剛性を確保しやすくなる。

図８～１１に示す実施形態のように、凹部９２は、底部９５が平面となる多角形柱状に形成されていることが好ましい。

この構成によれば、底部９５が頂点である形状に比べて表面積を増大させることができ、放熱性を向上させることが可能となる。

図２に示す実施形態のように、凹部９２のタイヤ周方向ＣＤに沿った長さＬ１は、一定であることが好ましい。

凹部９２のタイヤ周方向ＣＤに沿った長さＬ１にばらつきがある場合には、タイヤ周方向ＣＤの剛性のバラツキが発生してしまう。しかし、タイヤ全周に亘り凹部９２を均等又は略均等な大きさにすることで、均一な剛性を確保可能となる。

図２に示す実施形態のように、凹部９２は、タイヤ軸Ｃ１に直交する平面に投影した場合にタイヤ軸Ｃ１を中心とした角度θ１が１４度以上且つ２１度以下に収まる大きさであることが好ましい。

角度θ１が小さくなると、第１尾根９３と第２尾根９４との開き角度θ２が鋭角となり、クラック等の懸念があり、逆に角度θ１が大きくなると、尾根９３、９４の第１突端９０及び第２突端９１に対する傾斜が緩やかになり、剛性を確保しにくくなる。

図２又は図８に示す実施形態のように、第１尾根９３及び第２尾根９４は、第１突端９０及び第２突端９１で交差していることが好ましい。

この構成によれば、第１尾根９３と第２尾根９４が交差せずに離間している形状に比べて剛性を向上させることが可能となる。

図１～６、８～１１に示す実施形態のように、尾根９３、９４の先端に平面を有することが好ましい。

この構成によれば、尾根９３、９４の剛性を向上させることが可能となる。また、金型の場合には、尾根９３、９４にゴムが入りやすくなり、ベアなどの成形不良を抑制することが可能となる。

図２又は図８に示す実施形態のように、尾根９３、９４と第１突端９０との交点、及び、尾根９３、９４と第２尾根９４との交点の少なくともいずれかには、ベントスピュー９７が形成されていることが好ましい。

この構成によれば、ベアなどの成形不良を抑制することが可能となる。

以上、本開示の実施形態について図面に基づいて説明したが、具体的な構成は、これらの実施形態に限定されるものでないと考えられるべきである。本開示の範囲は、上記した実施形態の説明だけではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

上記の各実施形態で採用している構造を他の任意の実施形態に採用することは可能である。各部の具体的な構成は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。

１ ビード部
２ サイドウォール部
３ トレッド部
９ リムプロテクタ
９０ 第１突端
９１ 第２突端
９２ 凹部
９３ 第１尾根（尾根）
９４ 第２尾根（尾根）
９５ 底部
９６ 斜面
９７ ベントスピュー
ＣＤ タイヤ周方向
ＲＤ１ タイヤ径方向外側
ＲＤ２ タイヤ径方向内側

Claims (12)

1. トレッド部と、ビード部と、前記トレッド部と前記ビード部の間に配置されるサイドウォール部と、前記サイドウォール部に形成されタイヤ周方向に延びる環状突起であるリムプロテクタと、を有し、
   前記リムプロテクタは、タイヤ最大幅部分よりもタイヤ径方向内側に配置され、
   前記リムプロテクタは、タイヤ周方向に延び且つタイヤ径方向外側の第１突端と、タイヤ周方向に延び且つタイヤ径方向内側の第２突端と、タイヤ周方向に配置される複数の凹部と、タイヤ周方向に隣接する２つの前記凹部の間に形成され且つ前記第１突端と前記第２突端とを接続する尾根と、を有し、
   前記尾根は、タイヤ周方向の第１方向に向けて前記第１突端から前記第２突端に至る第１尾根と、前記タイヤ周方向の第１方向に向けて前記第２突端から前記第１突端に至る第２尾根と、を有し、
   前記第１尾根と前記第２尾根とがタイヤ周方向に沿って交互に配置されている、空気入りタイヤ。
2. 前記尾根の先端が平面を有し、
   前記第１尾根は、前記タイヤ周方向の第１方向に向けて前記第１突端から前記第２突端へ一定幅で延びており、
   前記第２尾根は、前記タイヤ周方向の第１方向に向けて前記第２突端から前記第１突端へ一定幅で延びている、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記凹部は、タイヤ幅方向内側の底部と、前記底部と前記第１尾根又は前記第２尾根を接続する斜面と、を有する、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記凹部は、前記底部が頂点となる多角形錐状に形成されている、請求項３に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記凹部は、前記底部が平面となる多角形角錐台状に形成されている、請求項３に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記凹部のタイヤ周方向に沿った長さは、一定である、請求項１～５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
7. 前記凹部は、タイヤ軸に直交する平面に投影した場合に前記タイヤ軸を中心とした角度が１４度以上且つ２１度以下に収まる大きさである、請求項１～６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
8. 前記第１尾根及び前記第２尾根は、前記第１突端及び前記第２突端で交差している、請求項１～７のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
9. 前記尾根と前記第１突端との交点、及び、前記尾根と前記第２突端との交点の少なくともいずれかには、ベントスピューが形成されている、請求項１～８のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
10. タイヤのサイドウォール部に、タイヤ周方向に延びる環状突起であるリムプロテクタを形成する環状突起形成凹部を有し、
    前記リムプロテクタは、タイヤ最大幅部分よりもタイヤ径方向内側に配置され、
    前記環状突起形成凹部は、タイヤ周方向に延び且つタイヤ径方向外側の第１突端を形成する第１突端形成凹部と、タイヤ周方向に延び且つタイヤ径方向内側の第２突端を形成する第２突端形成凹部と、タイヤ周方向に配置される複数の凹部を形成する複数の凹部形成凸部と、タイヤ周方向に隣接する２ つの前記凹部の間に形成され且つ前記第１突端と前記第２突端とを接続する尾根を形成する尾根形成凹部と、を有し、
    前記尾根形成凹部は、タイヤ周方向の第１方向に向けて前記第１突端から前記第２突端に至る第１尾根を形成する第１尾根形成凹部と、前記タイヤ周方向の第１方向に向けて前記第２突端から前記第１突端に至る第２尾根を形成する第２尾根形成凹部と、を有し、
    前記第１尾根形成凹部が形成する前記第１尾根と、前記第２尾根形成凹部が形成する前記第２尾根とがタイヤ周方向に沿って交互に配置されている、タイヤ加硫用金型。
11. 前記尾根形成凹部は、前記尾根の先端を平面にする平面を有し、
    前記第１尾根は、前記タイヤ周方向の第１方向に向けて前記第１突端から前記第２突端へ一定幅で延びており、
    前記第２尾根は、前記タイヤ周方向の第１方向に向けて前記第２突端から前記第１突端へ一定幅で延びている、請求項１０に記載のタイヤ加硫用金型。
12. 前記尾根形成凹部と前記第１突端形成凹部との交点、及び、前記尾根形成凹部と前記第２突端形成凹部との交点の少なくともいずれかには、空気を抜くためのベントホールが形成されている、請求項１０又は１１に記載のタイヤ加硫用金型。

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