JP7306048B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、軽量化を図りながら耐外傷性を改善することを可能にした空気入りタイヤに関する。

一般に、空気入りタイヤにおいて、サイドウォール部の所定の位置には、タイヤがリムに装着された際にタイヤがリムに対して適正な状態で組み付けられていることを確認するためのライン、所謂、リムラインが設けられている。このリムラインは、通常、タイヤ周方向に沿って円環状に延びた小さな突起として形成される。

また、耐外傷性の向上を目的として、サイドウォール部にタイヤ周方向の全周にわたって延在する凸状のリムプロテクトバーを配設することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このようなリムプロテクトバーを設けることで、装着されるリムのリムフランジを保護することができる。しかしながら、リムプロテクトバーはリムラインに比べてゴムボリュームが大きいため、タイヤの軽量化に対しては不利である。

特開平１１－０７８４４１号公報

本発明の目的は、軽量化を図りながら耐外傷性を改善することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備えた空気入りタイヤにおいて、前記サイドウォール部のリムラインの位置にタイヤ周方向の全周にわたって延在する凸状リブが設けられ、タイヤを正規リムに組み付けて正規内圧を充填した状態で、前記凸状リブの先端部付近におけるタイヤ径方向の中心線のタイヤ幅方向に対する傾斜角度は±５°の範囲であり、かつ前記凸状リブの先端部とリムフランジの先端部とのタイヤ幅方向の距離は０ｍｍ～１０ｍｍであり、前記凸状リブが前記先端部と根元部との間に屈曲部を有し、該屈曲部から前記根元部までを形成する基部が前記先端部よりもゴム厚さが厚く、前記凸状リブの全体長さＤに対する前記基部の長さＣが３０％～３５％であることを特徴とするものである。

本発明では、サイドウォール部のリムラインの位置にタイヤ周方向の全周にわたって延在する凸状リブが設けられているので、凸状リブが一般的なリムラインに替わってその機能を果たすことができる。また、タイヤを正規リムに組み付けて正規内圧を充填した状態で、凸状リブはタイヤ幅方向に対して±５°の範囲で突出すると共に、凸状リブの先端部とリムフランジの先端部とタイヤ幅方向の距離は０ｍｍ～１０ｍｍとなっているので、例えば、縁石を乗り越す際にサイドウォール部が撓んだ場合、その撓んだ部位とリムフランジとの間に凸状リブが配置されることになり、凸状リブによって衝撃を緩和することができる。これにより、リムフランジを保護し、耐外傷性を改善することができる。更に、従来のリムプロテクトバーに比べてゴムボリュームを抑制することができるので、タイヤの軽量化を図ることができる。

本発明の空気入りタイヤにおいて、凸状リブの先端部におけるゴム厚さは１．０ｍｍ以上であることが好ましい。これにより、凸状リブの先端部の強度を十分に確保することができる。

凸状リブは先端部から根元部に向かってゴム厚さが漸増していることが好ましい。これにより、製造時における凸状リブの離型性を高めることができる。

凸状リブにおける先端部のゴム厚さＡと根元部のゴム厚さＢとの比Ａ／Ｂは０．２～０．５であることが好ましい。これにより、凸状リブの剛性を十分に確保することができると共に、過度な質量の増加を抑制することができる。

凸状リブは先端部と根元部との間に屈曲部を有し、屈曲部から根元部までを形成する基部は先端部よりもゴム厚さが厚く、凸状リブの全体長さＤに対する基部の長さＣは３０％～３５％であることが好ましい。これにより、リム組み時における先端部の可動範囲を抑制し、凸状リブの巻き込みを防止することができる。

空気入りタイヤは車両に対する装着方向が指定された空気入りタイヤであり、凸状リブは車両外側のみに配置されていることが好ましい。これにより、タイヤの軽量化を図ることができる。

本発明における各寸法は、タイヤを正規リムにリム組みして正規内圧を充填した状態で測定される。「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。「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”である。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを標準リムに組み付けた状態を示す子午線半断面図である。 図１の空気入りタイヤに設けられた凸状リブを拡大して示す断面図である。 図１の空気入りタイヤに設けられた凸状リブを拡大して示す断面図である。 本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのサイドウォール部が撓んだ状態を示す説明図である。 本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの変形例を示す子午線断面図である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１～図３は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの一例を示すものである。

図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部１と、トレッド部１の両側に配置された一対のサイドウォール部２と、これらサイドウォール部２のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部３とを備えている。図１では、タイヤ中心線ＣＬを境とするタイヤ幅方向の一方側の半断面のみが描写されているが、この空気入りタイヤはタイヤ中心線ＣＬの両側で対称的な構造を有している。勿論、非対称的な構造を採用することも可能である。

一対のビード部３間には、複数本のカーカスコードをラジアル方向に配列してなる少なくとも１層のカーカス層４が装架されている。図示のように、カーカス層４が１層である場合、タイヤの軽量化の観点で好適である。カーカス層４の各端部は、各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に巻き上げられており、カーカス層４の端末４ｅはビードコア５よりもタイヤ径方向外側に配置されている。なお、カーカス層４において、トレッド部１から各サイドウォール部２を経て各ビード部３に至る部分を本体部４Ａ、各ビード部３においてビードコア５の廻りに巻き上げられて各サイドウォール部２側に向かって延在する部分を巻き上げ部４Ｂという。

ビードコア５は、子午線断面視でタイヤ径方向外側に向かって凸となる楔形状（外径側楔形状）を有している。また、ビードコア５は、タイヤ周方向に巻回された少なくとも１本のビードワイヤと、ビードワイヤを被覆するインシュレーションゴムから構成されている。また、ビードコア５は、ビードワイヤを束ねるように配置されたビードカバーやラッピング糸を含んでいてもよい。

上記空気入りタイヤにおいて、カーカス層４はビードコア５の廻りに巻き上げられるものであるが、本発明のビードコア５は外径側楔形状を有するため、カーカス層４はビードコア５の周縁に沿って屈曲する。図示の例では、断面形状が略五角形になっているため、その周縁に沿って延在するカーカス層４も略五角形に屈曲している。更に、カーカス層４の巻き上げ部４Ｂにおけるビードコア５よりもタイヤ径方向外側の部分は、カーカス層４の本体部４Ａに接触しながら本体部４Ａに沿って各サイドウォール部２側に向かって延在している。その結果、カーカス層４の本体部４Ａと巻き上げ部４Ｂとによって、ビードコア５を囲む閉鎖領域が形成されている。

このビードコア５を囲む閉鎖領域には、実質的にビードコア５のみが存在しており、従来の空気入りタイヤで用いられるようなビードフィラー又はそれに類するタイヤ構成部材（ビードコア５のタイヤ径方向外側に配置されてカーカス層４の本体部４Ａと巻き上げ部４Ｂによって包み込まれてビード部３からサイドウォール部２にかけての剛性を高める部材）は配置されない。即ち、ビードコア５を囲む閉鎖領域には、従来の空気入りタイヤに使用されるビードフィラーは用いられない。このようなビードフィラーレス構造によって、タイヤの軽量化を図ることができる。

一方、トレッド部１におけるカーカス層４のタイヤ外周側には、複数層のベルト層６が埋設されている。ベルト層６は、タイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。ベルト層６において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば１０°～４０°の範囲に設定されている。ベルト層６の補強コードとしては、例えばスチールコードが好ましく使用される。

ベルト層６のタイヤ外周側には、高速耐久性の向上を目的として、補強コードをタイヤ周方向に対して５°以下の角度で配列してなる少なくとも１層のベルト補強層７が配置されている。図１において、タイヤ径方向内側に位置するベルト補強層７はベルト層６の全幅を覆うフルカバー層を構成し、タイヤ径方向外側に位置するベルト補強層７はベルト層６の両端部のみを覆うエッジカバー層を構成している。ベルト補強層７の補強コードとしては、ナイロンやアラミド等の有機繊維コードが好ましく使用される。

上記空気入りタイヤにおいて、サイドウォール部２のリムラインの位置には凸状リブ１０が設けられている。この凸状リブ１０は、一般的なリムラインの代替的なものである。凸状リブ１０は、タイヤ周方向の全周にわたって延在する凸状の突起であり、空気入りタイヤＴの側面視において円環状を呈している。

ここで、リムラインの位置は、ビード部３のビードヒール３ｈの位置Ｌ２からタイヤ最大幅位置Ｌ１までのタイヤ径方向の高さＨに対して３９％～４６％の範囲内にある。即ち、凸状リブ１０は、その全体がサイドウォール部２のタイヤ外表面上における領域Ｓ内に収まるように配置される。この場合、空気入りタイヤＴを標準リムＲに組み付けて最高空気圧を充填した状態（例えばＪＡＴＭＡ規格）で、凸状リブ１０がリムフランジＲｆに接触しないようになっている。なお、ビード部３のビードヒールの位置Ｌ２は、ビードヒール３ｈの両端の各々に接続されるビード部３の輪郭線を延長し、その延長線の交点Ｐにおけるタイヤ径方向の位置である。

凸状リブ１０は、空気入りタイヤＴを標準リムＲに組み付けて最高空気圧を充填した状態において、サイドウォール部２のタイヤ外表面からタイヤ幅方向外側に向かって突き出している。具体的に、凸状リブ１０は、子午線断面においてタイヤ幅方向最外側の部位となる先端部１１と、タイヤ幅方向最内側の部位となる根元部１２とを有している。根元部１２は、サイドウォール部２からビード部３にかけてタイヤ外表面をなす輪郭線２０との境界部分でもある（図示の点線部分）。これら先端部１１と根元部１２との間には屈曲部１３が形成されており、この屈曲部１３から根元部１２までの部位として基部１４が形成されている。基部１４は、先端部１１よりもゴム厚さｔが厚くなっている。なお、ゴム厚さｔは、タイヤ径方向に沿って測定されるゴム厚さである。

図１～図３の例では、凸状リブ１０において、先端部１１から根元部１２に向かってタイヤ径方向のゴム厚さｔが漸増している。また、凸状リブ１０の先端部１１は、タイヤ幅方向外側に凸となる円弧状に形成されている。更に、凸状リブ１０は先端部１１と根元部１２との間には一対の屈曲部１３を有しており、各屈曲部１３から根元部１２に向かってゴム厚さｔが漸増するように基部１４が形成されている。

また、凸状リブ１０は、タイヤ幅方向に対して±５°の範囲で突き出している。好ましくは、凸状リブ１０がタイヤ幅方向に沿って突き出しているとよい。図１の例では、凸状リブ１０の突出方向はタイヤ幅方向と平行であるため、その突出方向の傾斜角度α（図２参照）は０°である。なお、凸状リブ１０の突出方向の傾斜角度αは、凸状リブ１０の先端部１１付近におけるタイヤ径方向の中心線Ｘのタイヤ幅方向に対する傾斜角度である。また、傾斜角度αは、タイヤ幅方向を基準としてタイヤ径方向外側への中心線Ｘの傾斜を正値とし、タイヤ径方向内側への中心線Ｘの傾斜を負値とする。

更に、凸状リブ１０の先端部１１は、空気入りタイヤＴを標準リムＲに組み付けて最高空気圧を充填した状態において、リムフランジＲｆの先端部とタイヤ幅方向で同じ位置にある、或いは、リムフランジＲｆの先端部からタイヤ幅方向外側に突き出している。より詳しくは、凸状リブ１０の先端部１１とリムフランジＲｆの先端部とのタイヤ幅方向の突出距離ｄが０ｍｍ～１０ｍｍの範囲となるように構成されている。好ましくは、突出距離ｄが３ｍｍ～７ｍｍの範囲であるとよい。このように突出距離ｄを適度に確保することで、例えば、空気入りタイヤＴが縁石を乗り越す際にサイドウォール部２が撓んだ状態となっても、凸状リブ１０がリムフランジＲｆを覆うことができる。

図４は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤのサイドウォール部が撓んだ状態を示すものである。空気入りタイヤＴが縁石を乗り越すとき、図４に示すように、空気入りタイヤＴはタイヤ径方向に押し潰され、サイドウォール部２が撓んだ状態となる。その際、サイドウォール部２の撓んだ部位において、サイドウォール部２が完全に折れ曲がり、タイヤ内面が密着した状態となり、その折れ曲がった部分がタイヤ幅方向外側に突出している。

上述したようにサイドウォール部２が撓んだ状態となっても、サイドウォール部２のリムラインの位置に凸状リブ１０が配置されていることで、撓んだ部位とリムフランジＲｆとの間に凸状リブ１０が配置されることになる。つまり、凸状リブ１０は、撓んだ部位とリムフランジＲｆとの間で緩衝材の役割を果たす。これにより、空気入りタイヤＴが縁石を乗り越す際、空気入りタイヤＴに対する衝撃を緩和することができる。

上述した空気入りタイヤでは、サイドウォール部２のリムラインの位置にタイヤ周方向の全周にわたって延在する凸状リブ１０が設けられているので、凸状リブ１０が一般的なリムラインに替わってその機能を果たすことができる。また、空気入りタイヤＴを標準リムＲに組み付けてインフレートした状態で、凸状リブ１０はタイヤ幅方向に対して±５°の範囲で延在すると共に、凸状リブ１０の先端部１１とリムフランジＲｆの先端部とタイヤ幅方向の距離は０ｍｍ～１０ｍｍとなっているので、例えば、縁石を乗り越す際にサイドウォール部２が撓んだ場合、その撓んだ部位とリムフランジＲｆとの間に凸状リブ１０が配置されることになり、凸状リブ１０によって衝撃を緩和することができる。これにより、リムフランジＲｆを保護し、耐外傷性を改善することができる。更に、従来のリムプロテクトバーに比べてゴムボリュームを抑制することができるので、タイヤの軽量化を図ることができる。

上記空気入りタイヤにおいて、凸状リブ１０の先端部１１におけるゴム厚さＡは、１．０ｍｍ以上であることが好ましい。このように先端部１１のゴム厚さＡを適度に設定することで、凸状リブ１０の先端部１１の強度を十分に確保することができる。なお、凸状リブ１０の先端部１１が例えば円弧状又は多角形状に形成されている場合、そのような形状に形成された部分はゴム厚さＡには含めないものとする（図３参照）。

凸状リブ１０は、先端部１１から根元部１２に向かってタイヤ径方向のゴム厚さｔが漸増していることが好ましい。特に、凸状リブ１０の勾配β（図２参照）は、凸状リブ１０の突出方向に対して２°～５°となるように構成することが好ましい。これは、タイヤ成形時における金型の抜き方向に対して２°～５°となっていることを意味する。このように凸状リブ１０を構成することで、製造時における凸状リブ１０の離型性を高めることができる。なお、凸状リブ１０の勾配βは、先端部１１から屈曲部１３までのタイヤ外表面をなす輪郭線１０ａにおける凸状リブ１０の突出方向に対する傾斜角度である。図２において、凸状リブ１０の突出方向はタイヤ幅方向と平行である。

凸状リブ１０における先端部１１のゴム厚さＡと根元部１２のゴム厚さＢとの比Ａ／Ｂは、０．２～０．５であることが好ましい。このようにゴム厚さＡとゴム厚さＢの比Ａ／Ｂを適度に設定することで、凸状リブ１０の剛性を十分に確保することができると共に、過度な質量の増加を抑制することができる。なお、先端部１１のゴム厚さＡ及び根元部１２のゴム厚さＢ（図３参照）は、各部におけるタイヤ径方向に沿って測定されるゴム厚さｔに相当する。

ここで、比Ａ／Ｂが０．２未満であると、凸状リブ１０の剛性を十分に確保することができず、逆に比Ａ／Ｂが０．５を超えると凸状リブ１０の質量が過度に大きくなってタイヤの軽量化に不利になるので好ましくない。

凸状リブ１０は先端部１１と根元部１２との間に屈曲部１３を有し、屈曲部１３から根元部１２までを形成する基部１４は先端部１１よりもゴム厚さｔが厚く、凸状リブ１０の全体長さＤに対する基部１４の長さＣは３０％～３５％であることが好ましい。このように凸状リブ１０の全体長さＤに対する基部１４の長さＣを適度に設定することで、リム組み時における先端部１１の可動範囲を抑制し、凸状リブ１０の巻き込みを防止することができる。

なお、凸状リブ１０における基部１４の長さＣ及び全体長さＤは、いずれも凸状リブ１０の突出方向に沿って測定される、即ち、凸状リブ１０の先端部１１付近におけるタイヤ径方向の中心線Ｘ上で測定される長さである（図３参照）。基部１４の長さＣは、一対の屈曲部１３を結んだ線分と中心線Ｘの交点から根元部１２までの長さである。図３において、凸状リブ１０の中心線Ｘはタイヤ幅方向と平行である。

図５は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの変形例を示すものである。図５において、空気入りタイヤＴは車両に対する装着方向が指定されており、ＩＮは車両内側、ＯＵＴは車両外側を示す。図５に示すように、凸状リブ１０は車両外側に位置するサイドウォール部２のみに配置されている。凸状リブ１０は、上述した関係式を満たす寸法や形状を有している。このように凸状リブ１０が車両外側のみに配置されていることで、両側に配置されている場合と比べて、タイヤの軽量化を図ることができる。

本発明に係る空気入りタイヤにおいて、凸状リブ１０は、図１～図３に示す形状に限定されるものではない。例えば、基部１４が設けられていない凸状リブ１０を採用することもできる。この場合、凸状リブ１０は、屈曲部１３を有しておらず、先端部１１から根元部１２に向かってゴム厚さｔが漸増し、先端部１１から根元部１２まで同じ勾配βを維持した形状を有することができる。

また、上述した空気入りタイヤでは、タイヤの軽量化を図るために、従来の空気入りタイヤに使用されるビードフィラーを有しないビードフィラーレス構造の例を示したが、これに限定されるものではない。本発明は、ビードコア５の外周上に断面三角形状のゴム組成物からなるビードフィラーを配置したビード構造を有する空気入りタイヤにも適用することができる。

タイヤサイズ２０５／５５Ｒ１６で、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備えた空気入りタイヤにおいて、凸状リブの有無、先端部とリムフランジとの距離、突出方向（タイヤ幅方向に対する傾斜角度α）、先端部のゴム厚さＡ、凸状リブの勾配β、先端部のゴム厚さＡと根元部のゴム厚さＢとの比（Ａ／Ｂ）、屈曲部の有無、全体長さＤに対する基部の長さＣの比率（Ｃ／Ｄ×１００％）及び車両への配置箇所を表１のように設定した従来例１，２及び実施例１～８のタイヤを製作した。本明細書において、実施例１～６は参考例である。

なお、従来例１ではサイドウォール部に従来のリムラインを設け、従来例２ではサイドウォール部に従来のリムプロテクトバーを設けた。また、表１において、全体長さＤに対する基部の長さＣの比率が「０％」の場合、凸状リブは屈曲部を有していない。即ち、凸状リブは、先端部から根元部に向かってゴム厚さが漸増し、先端部から根元部まで同じ勾配を維持した形状を有している。

これら試験タイヤについて、下記試験方法により、タイヤ質量及び耐外傷性を評価し、その結果を表１に併せて示した。

タイヤ質量：
各試験タイヤについて１本当たりの質量を測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例１の値を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほどタイヤ質量が軽く、軽量化の観点で優れていることを意味する。

耐外傷性：
各試験タイヤをそれぞれリムサイズ１６×６．５Ｊのホイールに組み付けて、排気量２０００ｃｃの試験車両に装着し、空気圧２３０ｋＰａの条件で、高さ１１０ｍｍの縁石に対して進入角度４５°で乗り上げるという走行試験を実施した。具体的には、初期速度１０ｋｍ／ｈから徐々に上げていき、タイヤがバーストする速度を測定した。評価結果は、従来例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど、耐外傷性が優れていることを意味する。

この表１から判るように、実施例１～８の空気入りタイヤは、従来例１に比して、タイヤ質量及び耐外傷性が維持されていた。

一方、従来例２は、サイドウォール部に従来のリムプロテクトバーを設けたので、耐外傷性は改善したが、タイヤ質量が悪化した。

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
１０ 凸状リブ
１１ 先端部
１２ 根元部
１３ 屈曲部
１４ 基部
ＣＬ タイヤ中心線
Ｒ リム
Ｒｆ リムフランジ
Ｔ 空気入りタイヤ

Claims (5)

1. タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部と、該トレッド部の両側に配置された一対のサイドウォール部と、これらサイドウォール部のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部とを備えた空気入りタイヤにおいて、
   前記サイドウォール部のリムラインの位置にタイヤ周方向の全周にわたって延在する凸状リブが設けられ、タイヤを正規リムに組み付けて正規内圧を充填した状態で、前記凸状リブの先端部付近におけるタイヤ径方向の中心線のタイヤ幅方向に対する傾斜角度は±５°の範囲であり、かつ前記凸状リブの先端部とリムフランジの先端部とのタイヤ幅方向の距離は０ｍｍ～１０ｍｍであり、
   前記凸状リブが前記先端部と根元部との間に屈曲部を有し、該屈曲部から前記根元部までを形成する基部が前記先端部よりもゴム厚さが厚く、前記凸状リブの全体長さＤに対する前記基部の長さＣが３０％～３５％であることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記凸状リブの先端部のゴム厚さが１．０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記凸状リブは先端部から根元部に向かってゴム厚さが漸増していることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記凸状リブにおける先端部のゴム厚さＡと根元部のゴム厚さＢとの比Ａ／Ｂが０．２～０．５であることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記空気入りタイヤは車両に対する装着方向が指定された空気入りタイヤであり、前記凸状リブが車両外側のみに配置されていることを特徴とする請求項１～４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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