JP7081999B2

JP7081999B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP7081999B2
Application number: JP2018124949A
Authority: JP
Inventors: 和貴大田
Original assignee: Toyo Tire Corp
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 2018-06-29
Filing date: 2018-06-29
Publication date: 2022-06-07
Anticipated expiration: 2038-06-29
Also published as: US20200001652A1; CN110654169A; JP2020001617A

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤは、通常、走行時にトレッド部の接地端近傍において接地圧が高くなるため、接地端近傍の摩耗量が他の部分より大きくなる、偏摩耗が問題となることがある。このような偏摩耗を抑制する方法として、トレッド部とサイドウォール部との間に設けられたバットレス部に、タイヤ幅方向内側へ陥没する凹部を設けることで、トレッド部の接地端近傍における剛性を低下させて接地圧を低減し、偏摩耗の発生を抑制したタイヤが提案されている（例えば、下記特許文献１及び２）。

特開２００９－１７３２６５号特開２００９－５６９５５号

しかしながら、下記特許文献１及び２では、バットレス部に設けた凹部の底面の断面形状が単一の円弧形状からなるため、トレッド部の接地端近傍で受けた荷重により生じる歪みが凹部の底面頂部に集中しやすく、当該底面頂部を起点とする破損が発生しやすい。

本発明は、以上の点に鑑み、バットレス部に凹部を設けてトレッド部の接地端近傍における剛性を低下させて偏摩耗の発生を抑えつつ、凹部の底面頂部に局所的に歪みが集中するのを抑えて耐久性を向上させることができる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明の空気入りタイヤは、トレッド部と、サイドウォール部と、前記トレッド部と前記サイドウォール部の間に設けられたバットレス部と、前記バットレス部の外表面からタイヤ幅方向内側へ陥没するえぐり部とを備え、前記えぐり部のタイヤ径方向外側端から前記えぐり部のタイヤ径方向内側端までの断面形状は、曲率半径の異なる複数の円弧を、タイヤ径方向外側から内側に行くほど曲率半径が小さくなるように配置し、隣接する円弧が共通の接線を持つ接点において接続された曲線形状をなしている。

上記のようにバットレス部の外表面からタイヤ幅方向内側へ陥没するえぐり部の底面の断面形状が、曲率半径の異なる複数の円弧を、タイヤ径方向外側から内側に行くほど曲率半径の小さくなるように配置し、隣接する円弧が共通の接線を持つ接点において接続された曲線形状に設けられているため、トレッド部の接地端近傍で受けた荷重により生じる歪みがえぐり部の広い範囲に分散され、空気入りタイヤの耐久性を向上させることができる。

本発明の第１実施形態に係る空気入りタイヤの半断面図。図１の要部拡大図。本発明の第２実施形態に係る空気入りタイヤの半断面図図３の要部拡大図。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る空気入りタイヤ１０の一例としてトラック・バス用の重荷重用タイヤのタイヤ子午線断面図であり、右半分のみを示している。

図１の空気入りタイヤ１０は、左右一対のビード部１２と、ビード部１２から半径方向外方に延びる左右一対のサイドウォール部１４と、トレッド面を構成するトレッド部１６と、トレッド部１６のタイヤ径方向内側Ｒｉに配置された左右一対のバットレス部１８とを備えてなる。ここで、バットレス部１８は、トレッド部１６とサイドウォール部１４との境界領域であり、トレッド部１６とサイドウォール部１４との間を繋ぐように設けられている。

空気入りタイヤ１０は、一対のビード部１２間にトロイダル状に架け渡して設けられたカーカスプライ２０を備える。一対のビード部１２には、それぞれリング状のビードコア２２が埋設されている。

カーカスプライ２０は、トレッド部１６からバットレス部１８及びサイドウォール部１４を経て、ビード部１２にてビードコア２２により係止されており、上記各部１２，１４，１６，１８を補強する。カーカスプライ２０は、この例では、両端部がビードコア２２の周りをタイヤ幅方向内側Ｗｉから外側Ｗｏに折り返すことにより係止されている。カーカスプライ２０の内側には、空気圧を保持するためのインナーライナー２４が配設されている。

カーカスプライ２０は、スチールコード等の金属コードやポリエステル繊維、レーヨン繊維、アラミド繊維、ナイロン繊維等の有機繊維コードをタイヤ周方向に対して所定の角度（例えば、７０°～９０°）で配列し、トッピングゴムで被覆してなる少なくとも１枚のプライからなり、この例では１プライで構成されている。カーカスプライ２０を構成するコードとしては、例えば、スチールコード等の金属コードが好ましく用いられる。

サイドウォール部１４においてカーカスプライ２０の外側（即ち、タイヤ外面側）にはサイドウォールゴム３２が設けられている。また、ビード部１２において、ビードコア２２の外周側には、タイヤ半径方向外側に向かって先細状に延びる硬質ゴム材よりなるビードフィラー３４が配されている。

トレッド部１６におけるカーカスプライ２０の外周側にはベルト２６が配設されている。すなわち、ベルト２６は、トレッド部１６においてカーカスプライ２０とトレッドゴム２８との間に設けられている。ベルト２６は、ベルトコードをタイヤ周方向に対して所定の角度（例えば、１０°～３５°）で配列した、複数枚の交差ベルトプライからなる。ベルトコードとしては、スチールコードや高張力を有する有機繊維コードが用いられる。

ベルト２６は、この例では、最もタイヤ径方向内側Ｒｉに位置する第１ベルト２６Ａと、その外周側に順番に積層された第２ベルト２６Ｂ、第３ベルト２６Ｃ及び最もタイヤ径方向外側Ｒｏに位置する第４ベルト２６Ｄの４層構造であり、第２ベルト２６Ｂが最も幅の広い最大幅ベルトである。

トレッド部１６の表面には、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の主溝３６が設けられている。具体的には、主溝３６は、タイヤ赤道面ＣＬを挟んで両側に配された一対のセンター主溝３６Ａと、一対のセンター主溝３６Ａのタイヤ幅方向外側Ｗｏに設けられた一対のショルダー主溝３６Ｂとから構成されている。タイヤ幅方向外側Ｗｏとは、タイヤ幅方向Ｗにおいてタイヤ赤道面ＣＬから離れる側をいう。

上記の４本の主溝３６により、トレッド部１６には、２本のセンター主溝３６Ａの間に中央陸部３８が形成され、センター主溝３６Ａとショルダー主溝３６Ｂとの間に中間陸部４０が形成され、２本のショルダー主溝３６Ｂのタイヤ幅方向外側Ｗｏにショルダー陸部４２が形成されている。

この例では、中央陸部３８、中間陸部４０、及びショルダー陸部４２は、タイヤ周方向に連続したリブからなる。なお、中央陸部３８、中間陸部４０及びショルダー陸部４２は、横溝によりタイヤ周方向に分断されたブロック列であってもよい。

ショルダー陸部４２のトレッド面のタイヤ幅方向外側端は、接地端Ｅをなしている。この接地端Ｅには、タイヤ径方向内側Ｒｉへ延びタイヤ側面上部を構成するバットレス部１８が接続されている。

そして、図１及び図２に示すように、バットレス部１８の外表面には、接地端Ｅからタイヤ径方向内側Ｒｉへ延びる傾斜部４８と、傾斜部４８よりタイヤ径方向内側に設けられたえぐり部５０とが形成されている。

傾斜部４８は、接地端Ｅからタイヤ径方向内側Ｒｉへ行くほどタイヤ幅方向外側Ｗｏへ広がるように（つまり、タイヤ径方向外側Ｗｏに行くほど縮径するように）傾斜している。この傾斜部４８は、ショルダー陸部４２の接地端Ｅ側の剛性を弱めて轍などの路面の段差を乗り越える際のワンダリング性能を向上させる。

なお、本実施形態では、図２に示すように、傾斜部４８の先端側（タイヤ幅方向外側）はタイヤ径方向内側Ｒｉに向かって折れ曲がった屈曲部４９が設けられ、屈曲部４９の先端にえぐり部５０のタイヤ径方向外側端５０ａが接続されている。

えぐり部５０は、バットレス部１８の外表面よりタイヤ幅方向内側Ｗｉへ向けて陥没するタイヤ周方向に延びる凹溝である。好ましくは、えぐり部５０の底面の少なくとも一部が、えぐり部５０のタイヤ径方向外側端５０ａからタイヤ径方向内側Ｒｉへ延びる直線ｓよりタイヤ幅方向内側Ｗｉに位置するように、えぐり部５０は、バットレス部１８の外表面よりタイヤ幅方向内側Ｗｉへ向けて陥没する。
えぐり部５０の底面の断面形状は、曲率半径の異なる複数の円弧を、タイヤ径方向外側Ｒｏから内側Ｒｉに行くほど曲率半径の小さくなるように配置し、隣接する円弧が共通の接線を持つ接点において接続された曲線形状をなしている。

具体的に、えぐり部５０の底面は、タイヤ径方向外側Ｒｏに設けられた上側円弧部５１ａと、上側円弧部５１ａのタイヤ径方向内側Ｒｉに設けられた下側円弧部５１ｂとからなる。上側円弧部５１ａは、断面が曲率半径ｒａの円弧からなる曲面であり、下側円弧部５１ｂは、断面が曲率半径ｒａより小さい曲率半径ｒｂの円弧からなる曲面である。一例として、上側円弧部５１ａの断面の曲率半径ｒａを３０ｍｍ、下側円弧部５１ｂの断面の曲率半径ｒｂを６ｍｍに設定することができる。

えぐり部５０の底面を構成する上側円弧部５１ａ及び下側円弧部５１ｂは、接続部Ｃにおいて共通の接線を持つように接続されており、接続部Ｃにおいてえぐり部５０の底面からタイヤ幅方向外側Ｗｏへ突出する突条が生じることなく滑らかに接続されている。

なお、えぐり部５０や上側円弧部５１ａと下側円弧部５１ｂの接続部Ｃを、バットレス部１８の任意の位置に設けることができるが、円弧部５１ａ、５１ｂのうち最もタイヤ径方向内側Ｒｉに設けられた下側円弧部５１ｂがタイヤ径方向Ｒにおいてベルト２６の端部の少なくとも一部と重なるように、言い換えれば、下側円弧部５１ｂのタイヤ幅方向内側Ｗｉにベルト２６の端部の少なくとも一部が位置するように、えぐり部５０を配置することが好ましい。より好ましくは、図２に示すように、上側円弧部５１ａと下側円弧部５１ｂの接続部Ｃが、最もタイヤ径方向外側Ｒｏに位置する第４ベルト２６Ｄの端部とタイヤ径方向Ｒにおいて重なるようにえぐり部５０を配置する。

また、タイヤ幅方向中央部（つまり、タイヤ赤道面ＣＬ）から最も幅広の第２ベルト２６Ｂのタイヤ幅方向端までの長さＬに対する、タイヤ赤道面ＣＬから上側円弧部５１ａと下側円弧部５１ｂとの接続部Ｃまでの長さＭの比率ｐ（＝Ｍ／Ｌ）が１．０３以上１．１１以下であることが好ましい。比率ｐを１．０３以上とすることで、ベルト２６の端部からえぐり部５０の底面までゴム厚みを十分に確保することができ、ベルト２６の端部からトレッドゴムが剥離しにくくなる。また、比率ｐを１．１１以下とすることで、えぐり部５０の陥没量を十分に確保することができ、接地端Ｅ近傍における接地圧を低減することができる。

また、えぐり部５０のタイヤ径方向外側端５０ａに接する接線ｎは、タイヤ径方向Ｒに対してタイヤ幅方向内側Ｗｉに傾斜しており、タイヤ径方向Ｒに対する角度θが１０度より大きく３５度未満であることが好ましい。角度θを１０度より大きく設定することで、えぐり部５０の陥没量を十分に確保することができ、接地端Ｅ近傍における接地圧を低減することができる。また、角度θを３５度より小さく設定することで、トレッド部１６の接地端Ｅ近傍で受けた荷重により生じる歪みがえぐり部５０の底面に形成された接続部Ｃに集中しにくくなりクラック発生を抑えることができる。

なお、本明細書における上記各寸法は、特に言及した場合を除いて、空気入り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のものである。また、本明細書において、接地端Ｅとは、空気タイヤを正規リムにリム組みし、正規内圧を充填した状態で平坦な路面に垂直に置き、正規荷重を加えた正規荷重状態において、路面に接地するトレッド面のタイヤ幅方向端部のことである。

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"、ＥＴＲＴＯであれば"MeasuringRim"となる。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。例えば、タイヤサイズが２９５／７５Ｒ２２．５（ＬＲ＝Ｇ）である場合には７６０ｋＰａとすることができる。また、正規荷重とは、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荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば最大負荷能力、ＴＲＡであれば上記の表に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば"LOAD CAPACITY"であるが、タイヤが乗用車用である場合には前記荷重の８８％に相当する荷重とする。

以上のような本実施形態の空気入りタイヤ１０では、バットレス部１８にタイヤ幅方向内側Ｗｉへ向けて陥没するえぐり部５０が設けられているため、トレッド部１６の接地端Ｅ近傍の剛性を低下させて、接地端Ｅ近傍における接地性の向上（接地面全体の接地圧力分布の均一化）を図ることができ、偏摩耗の発生を抑えることができる。

しかも、えぐり部５０の底面は上側円弧部５１ａと下側円弧部５１ｂから構成され、えぐり部５０の底面の断面形状が、曲率半径の異なる複数の円弧を、タイヤ径方向外側Ｒｏから内側Ｒｉに行くほど曲率半径が小さくなるように配置し、隣接する円弧が共通の接線を持つ接点において接続された曲線形状をなしている。そのため、空気入りタイヤ１０では、トレッド部１６の接地端Ｅ近傍で受けた荷重により生じる歪みをえぐり部５０の広い範囲に分散することができ、タイヤ耐久性を向上させることができる。

また、本実施形態の空気入りタイヤ１０では、円弧部５１、５２のうち最もタイヤ径方向内側Ｒｉに設けられた下側円弧部５１ｂが、タイヤ径方向Ｒにおいてベルト２６の端部と重なっている。これにより、曲率半径が小さく撓み変形しやすい下側円弧部５１ｂのタイヤ幅方向内側Ｗｉにベルト２６の端部が位置し、下側円弧部５１ｂにおける撓み変形を適度に規制して、えぐり部５０全体で撓みやすさを均一化することができる。そのため、トレッド部１６の接地端Ｅ近傍で受けた荷重により生じる歪みがえぐり部５０全体に分散されやすくなり、より一層タイヤ耐久性を向上させることができる。
しかも、上側円弧部５１ａと下側円弧部５１ｂの接続部Ｃが第４ベルト２６Ｄの端部とタイヤ径方向Ｒにおいて重なるようにえぐり部５０がバットレス部１８に設けられているため、特に撓み変形が生じやすい下側円弧部５１ｂの接続部Ｃ近傍において変形を規制することができ、より一層えぐり部５０全体に均一に歪みが分散されやすくなり、タイヤ耐久性を向上させることができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図３及び図４を参照して説明する。なお、第１実施形態と同一の部分には説明は省略し、異なる部分について説明する。

本実施形態では、バットレス部１８に設けられたえぐり部５０のタイヤ径方向内側Ｒｉからタイヤ最大幅位置Ｐまでの間に複数の突条６１、６２、６３、６４と、これらの突条６１、６２、６３、６４によって区画形成された凹部７１、７２、７３、７４が設けられている。

なお、タイヤ最大幅位置Ｐとは、タイヤ幅方向Ｗにおいてサイドウォール部１４の表面の最も外側にある位置であり、タイヤ最大幅をとるサイドウォール部表面上の位置である。タイヤ最大幅は、断面幅とも称され、サイドウォール部表面の模様や文字等の突起を除いた幅である。

複数の突条６１、６２、６３、６４は、バットレス部１８の外表面からタイヤ幅方向外側Ｗｏへ突出しタイヤ周方向に沿って延びる互いに略平行に設けられた突起である。

最もタイヤ径方向外側Ｒｏに設けられた第１突条６１は、えぐり部５０のタイヤ径方向内側端５０ｂとの間に、タイヤ周方向に沿って延びる第１凹部７１を形成する。第１凹部７１は、断面形状が曲率半径ｒ１の円弧形状の底面を有している。

第２突条６２は、タイヤ径方向外側Ｒｏに隣接する第１突条６１との間に、タイヤ周方向に沿って延びる第２凹部７２を形成する。第２凹部７２は、断面形状が曲率半径ｒ２の円弧形状の底面を有している。

第３突条６３は、タイヤ径方向外側Ｒｏに隣接する第２突条６２との間に、タイヤ周方向に沿って延びる第３凹部７３を形成する。第３凹部７３は、断面形状が曲率半径ｒ３の円弧形状の底面を有している。

第４突条６４は、タイヤ径方向外側Ｒｏに隣接する第３突条６３との間に、タイヤ周方向に沿って延びる第４凹部７４を形成する。第４凹部７４は、断面形状が曲率半径ｒ４の円弧形状の底面を有している。

第１凹部７１、第２凹部７２、第３凹部７３及び第４凹部７４は、タイヤ周方向に沿って互いに略平行に、かつ、第１凹部７１からタイヤ径方向内側Ｒｉへ向けてこの順番でタイヤ径方向Ｒに並べて設けられている。

また、第１凹部７１、第２凹部７２及び第３凹部７３の底面を構成する円弧の曲率半径ｒ１，ｒ２，ｒ３は、タイヤ径方向内側ｒｉに位置する凹部ほど漸次大きくなっており（つまり、ｒ１＜ｒ２＜ｒ３）、第４凹部７４の底面を構成する曲率半径ｒ４が第３凹部７３の底面を構成する円弧の曲率半径ｒ３と同じ大きさに設定されている。

本実施形態では、えぐり部５０のタイヤ径方向内側Ｒｉからタイヤ最大幅位置Ｐまでの間に、複数の突条６１、６２、６３、６４によって区画形成されたタイヤ周方向に沿って延びる凹部７１、７２、７３、７４が設けられているため、トレッド部１６の接地端Ｅ近傍で受けた荷重により発生する歪みを、えぐり部５０だけでなく凹部７１、７２、７３、７４にも分散させることができ、トレッド部の接地端近傍における偏摩耗の発生を抑えつつタイヤ耐久性を向上することができる。

しかも、本実施形態では、タイヤ径方向内側Ｒｉに位置する凹部ほど底面の断面形状が曲率半径の大きい円弧形状をなしており、バットレス部１８の形状がタイヤ径方向Ｒに滑らかに変化するため、視覚的な違和感を抑えつつバットレス部１８にえぐり部５０及び複数の凹部７１、７２、７３、７４を設けることができる。

（変更例）
上記の実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。この新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。

例えば、上記した実施形態では、えぐり部５０の底面が、曲率半径の異なる２個の円弧からなる場合について説明したが、３個以上の円弧をタイヤ径方向外側から内側に行くほど曲率半径の小さくなるように配置し、隣接する円弧を共通の接線を持つ接点において接続した曲線形状であってもよい。

また、えぐり部５０は、タイヤ周方向に完全に連続した環状をなすものであっても、周方向の所々で断続しているものであってもよい。

また、本発明は、トラック・バス用などのような高荷重用の空気入りタイヤに好適に用いることができるが、これに限らず、乗用車用やライトトラック用などの各種の空気入りタイヤに用いることができる。

１０…タイヤ、１４…サイドウォール部、１６…トレッド部、１８…バットレス部、４２…ショルダー陸部、４８…傾斜部、４９…屈曲部、５０…えぐり部、５０ａ…タイヤ径方向外側端、５０ｂ…タイヤ径方向内側端、５１ａ…上側円弧部、５１ｂ…下側円弧部、６１…第１突条、６２…第２突条、６３…第３突条、６４…第４突条、７１…第１凹部、７２…第２凹部、７３…第３凹部、７４…第４凹部

Claims

トレッド部と、サイドウォール部と、前記トレッド部と前記サイドウォール部の間に設けられたバットレス部と、前記バットレス部の外表面からタイヤ幅方向内側へ陥没するえぐり部とを備え、
前記えぐり部のタイヤ径方向外側端から前記えぐり部のタイヤ径方向内側端までの断面形状は、曲率半径の異なる複数の円弧を、タイヤ径方向外側から内側に行くほど曲率半径が小さくなるように配置し、隣接する円弧が共通の接線を持つ接点において接続された曲線形状をなしている空気入りタイヤ。
トレッド部にベルトを備え、
前記えぐり部のタイヤ径方向外側端から前記えぐり部のタイヤ径方向内側端までにおいて最も曲率半径が小さい円弧からなる部分が、前記タイヤ径方向で前記ベルトの端部の少なくとも一部と重なる位置に形成されている請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記えぐり部のタイヤ径方向内側からタイヤ最大幅位置までの間にタイヤ周方向に沿って設けられた複数の突条と、前記突条によって形成されたタイヤ周方向に沿って延びる凹部を備える請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
タイヤ径方向に並べて設けられた複数の前記凹部を備える請求項３に記載の空気入りタイヤ。
タイヤ径方向内側に位置する前記凹部ほど底面の断面形状が曲率半径の大きい円弧形状をなしている請求項４に記載の空気入りタイヤ。
前記トレッド部にベルトを備え、
前記えぐり部のタイヤ径方向外側端から前記えぐり部のタイヤ径方向内側端までの断面形状は、曲率半径の異なる２つの円弧が接続部において接続された曲線形状をなしており、
タイヤ幅方向中央から前記ベルトにおいて最もタイヤ幅方向外側に位置するベルト端までの長さＬに対する、タイヤ幅方向中央から前記接続部までの長さＭの比率Ｍ／Ｌが、１．０３以上１．１１以下である請求項１～５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
前記えぐり部のタイヤ径方向外側端に接する接線とタイヤ径方向とがなす角度が３５度未満である請求項１～６のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
トラック・バス用のタイヤである請求項１～７のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。