JP2009083769A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】単一円弧をもって凹部を形成してなお、ビード部に皺、割れ等を発生させることなしにビード部の発熱の抑制と、軽量化とを実現できる空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】トレッド部１と、一対のサイドウォール部２と、一対のビード部３と、本体部５ａ及び折り返し部５ｂを持つカーカス５と、サイドゴム８とを具え、サイドゴム８に、凹部１０を形成し、前記凹部１０の表面に、タイヤ幅方向断面内の少なくとも一つの円弧を含む線分で区画され、円周方向に連続して延びる突起１１が一つ以上配置されていることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ビード部の耐久性に優れる空気入りタイヤ、なかでもトラック・バス等の重荷重車両用の空気入りタイヤに関するものであり、ビード部の凹部形成箇所に皺、割れ等を発生させることなしに、ビード部の発熱の抑制と、タイヤの軽量化とを実現できる技術を提案するものである。

空気入りタイヤの、ビード部の発熱耐久性の向上および、タイヤの軽量化のため、例えば、特許文献１には、タイヤ最大幅位置と、ビード部外側面がリムフランジから離反する位置との間で、外側ゴム層に凹部を形成し、凹部におけるタイヤ側部の総厚みを、タイヤ最大幅位置におけるタイヤ側部の総厚み以上とするとともに、凹部の最大深さを１．５ｍｍ以上とすることによって、ゴム重量を削減してタイヤの軽量化を図り、蓄熱を抑えることを企図した空気入りタイヤが記載されている。

しかるに、この特許文献１に記載され空気入りタイヤは、凹部が単一円弧で形成されているため、負荷転動中の、凹部の形成箇所に半径方向内方に向く圧縮歪および半径方向外方に向く引張り歪が繰り返し加わるため、その極値となる場所に、改良を加える必要があった。
特開２０００−１５８９１９号公報

そこで、本発明の目的は、単一円弧をもって凹部を形成してなお、ビード部に皺、割れ等を発生させることなしにビード部の発熱の抑制と、タイヤの軽量化とを実現できる空気入りタイヤを提供することにある。

この発明にかかる空気入りタイヤは、トレッド部と、トレッド部のそれぞれの側部に連続して一対のサイドウォール部と、それぞれのサイドウォール部の内周側に連続する一対のビード部と、ビード部に各々埋設されたビードコア間にトロイド状に延在する本体部及び各ビードコアの周りで折り返された折り返し部を持つ少なくとも一枚のカーカスプライからなる、例えばラジアル構造のカーカスと、カーカスの、タイヤ幅方向外側に配置されるサイドゴムとを具え、タイヤ幅方向断面内で、サイドウォール部およびビード部の少なくとも一方の外側面で、サイドゴムに、カーカスよりタイヤ幅方向外側に中心を有する一つ以上の円弧からなる凹部を形成してなるものであって、前記凹部の表面に、タイヤ幅方向断面内での、少なくとも一つの円弧を含む線分で区画され、円周方向に連続して延びる突起が一つ以上配置されていることを特徴とするものである。

ここで、「一つ以上の円弧からなる凹部」とは、複数の円弧の組み合わせによる凹部をも含む意である。

このようなタイヤにおいてより好ましくは、突起を、凹部内に二〜四個配置する。
ここで、凹部内に含まれる複数の突起のそれぞれの、タイヤ幅方向断面内の形状は、相互に同一のものとする他、相互に相違させることも可能である。

また好ましくは一の突起を、タイヤ幅方向断面内の二つの突起区画用円弧で区画する。

より好ましくは、突起区画用円弧の曲率半径を３〜６０ｍｍの範囲とする。

そしてまた好ましくは、適用リムへの組付け前の、凹部区画用円弧の曲率半径を１０〜２００ｍｍの範囲とする。
ここで、「適用リム」とは、ＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会） ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ、ＥＴＲＴＯ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｙｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｏｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎ） ＳＴＡＮＤＡＲＤ ＭＡＮＵＡＬ、ＴＲＡ（ＴＨＥ ＴＩＲＥ ａｎｄ ＲＩＭ ＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮ ＩＮＣ．）ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ等に規定されたリムをいうものとする。

ところで、適用リムへの組付け前の、凹部の半径方向外方端を、タイヤ幅方向断面内で、タイヤ幅方向外側に凸となる曲線状をなすサイドウォール部の外側面との接点に位置することが好ましい。

また好ましくは、凹部の半径方向内方端を、適用リムのリムフランジの円弧中心からカーカスの本体部に下ろした垂線と、タイヤ外表面との交点から、タイヤ外表面に沿って半径方向外方に測って５〜２５ｍｍの範囲に位置させる。

本発明の空気入りタイヤでは、凹部の表面に、タイヤ幅方向断面内での、少なくとも一つの円弧を含む線分で区画され、円周方向に連続して延びる突起が一つ以上配置することにより、タイヤの撓みによる曲げ変形を受ける時の圧縮歪が、突起を設けない凹部に比べ、凹部内の突起により、曲げ変形を受け難くなり、その歪はそれぞれの凹部の突起隣接域に分散する。その結果、ビード部の凹部の一箇所に集中しがちな皺や亀裂の発生を抑制することができる

凹部の表面に、突起を一つ以上配置することにより、突起に加わる歪が突起隣接域に分散する。特に、凹部に加わる歪のうち、最も大きい歪が、突起隣接域に分散される。その結果、ビード部の凹部の一箇所に集中しがちな皺や亀裂の発生を抑制することができる。

突起を、少なくとも一つの円弧を含む線分で区画することにより、凹部に明確な凸凹形状を作成することができ、ビード部の凹部の一箇所に集中しがちな皺や亀裂の発生を抑制することができる。

以下に、図面を参照しながら本発明の空気入りタイヤを詳細に説明する。
図１は、本発明の空気入りタイヤの一の実施形態を、適用リムに組付けて規定の空気圧を充填した状態の、タイヤの半部についての幅方向断面図である。
図２は、図１のビード部とサイドウォール部の一部をより詳細に示す要部拡大断面図である。

図中１はトレッド部を、２はトレッド部１のそれぞれの側部に連続して半径方向内方へ延びる一対のサイドウォール部を、そして３はサイドウォール部２の半径方向内方に連続するビード部をそれぞれ示す。

図示の空気入りタイヤは、一対のビード部３と、各ビード部３に埋設された六角形断面のビードコア４間にトロイド状に延在する本体部５ａ及び、ビードコア４の周りで折り返された折り返し部５ｂを有する、一枚のカーカスプライからなるカーカス５を具える。
ここで、カーカスプライは、例えば、タイヤ周方向と直交する方向に延びるスチールコード、有機繊維コード等にて形成することができる。

カーカス５の半径方向外方にはベルト６およびトレッドゴム７が配置され、このトレッドゴム７の表面には、例えば、タイヤ周方向に延びる複数本の周溝等を形成することができる。

サイドウォール部２およびビード部３では、カーカス５のタイヤ幅方向外側が、それらの外側面に沿って、配置されたサイドゴム８によって覆われている。

また、ビード部３には、ビードコア４の半径方向外方でカーカス５の本体部５ａと折り返し部５ｂとの間に半径方向外方に向けて厚みを漸減する略三角形の断面形状のスティフナーゴム９を配設する。

サイドウォール部２およびビード部３の外側面には、サイドゴム８に、カーカス５よりタイヤ幅方向外側に中心を有し、曲率半径Ｒを10〜２００ｍｍの範囲とする、単一円弧からなる凹部１０が形成されている。
凹部１０の半径方向外方端１０ａは、タイヤ幅方向外側に凸となる曲線状をなすサイドウォール部２の外側面との接点に位置する。一方、凹部１０の半径方向内方端１０ｂは、適用リム１２のリムフランジ１２ｆの円弧中心からカーカス５の本体部５ａに下ろした垂線Ｐから、タイヤ外側面に沿って測った長さｌが５〜２５ｍｍの範囲内に位置する。
円弧によって形成される凹部１０は、半径方向外方端１０ａから半径方向内方端１０ｂに向けて、略半径方向内方に形成する。

サイドゴム８に、凹部１０を設けることにより、サイドゴム８のゴム使用量が減少し、全体的に薄くすることができる。その結果、タイヤ重量の軽量化を図ることができる。

さらに、凹部１０の表面で、ビード部３の外側面のタイヤ幅方向外側に曲率中心を有し、曲率半径ｒを３〜６０ｍｍの範囲とする、二つの単一円弧で区画され、円周方向に延びる突起１１が、二個配置されている。

このようなタイヤでは、負荷転動中の、タイヤのビード部３が倒れるような変形時の歪は、突起１１がない場合は最大変形する部分に凹部１０の表面の歪が集中していたが、突起１１を一つ以上設けることで、それぞれの突起１１が歪を突起隣接域に分散する。その結果、ビード部３の凹部１０の皺や亀裂の発生を抑制することができる。

また、突起１１を、凹部１０内に二〜四個配置することにより、その分散の効果を増大することができる。

その一の突起１１を、二つの突起区画用円弧で区画することにより、突起１１を直線で区画した時に発生する角部がなくなり、更に分散効果を高くすることができる。

しかも、突起区画用円弧の曲率半径ｒを３〜６０ｍｍの範囲とすることにより、実用性と効果のバランスが設計上良好にすることができる。

すなわち、それが３ｍｍ未満では、凹部１０内の凹凸が小さくなるため分散の効果が弱くなる傾向がある。一方、６０ｍｍを越えると、突起１１の高さが低くなるとともに、隣接する突起間の距離が離れすぎる傾向がある。

凹部区画用円弧の曲率半径Ｒを１０〜２００ｍｍの範囲とすることにより、有効に軽量化することができる。

すなわち、それが１０ｍｍ未満では、凹部１０の歪が大きくなることにより、耐久性が悪化する傾向がある。一方、２００ｍｍを越えると、凹部１０のゴム抉り量が少なくなり、軽量化の割合が小さくなる傾向がある。

凹部１０の半径方向外方端１０ａを、タイヤ幅方向外側に凸となる曲線状をなす中心を有するサイドウォール部２の外側面との接点に位置することにより、半径方向外方端１０ａの歪の集中を防ぐとともに、外観を損なわない傾向がある。

凹部１０の半径方向内方端１０ｂを、適用リム１２のリムフランジ１２ｆの円弧中心からカーカス５の本体部５ａに下ろした垂線Ｐと、タイヤ外表面との交点から、タイヤ外表面に沿って半径方向外方に測って５〜２５ｍｍの範囲に位置することにより、ビード部３でゴムの総厚みの最も厚い部分を軽量化することができる。

すなわち、それが５ｍｍ未満では、負荷加重時に適用リム１２のリムフランジ１２ｆに接する部分の面積が小さくなり、耐久性が低下する傾向がある。一方、２５ｍｍを越えると、凹部１０のゴム抉り量が少なくなり、軽量化の割合が小さくなる傾向がある。

次に、図１に示すような構造を有する、タイヤのサイズが２７５／８０Ｒ２２．５のタイヤを試作し、表１に示すように、それぞれの諸元を変化させた実施例タイヤ１〜実施例タイヤ６および、比較例タイヤ１のそれぞれにつき、ビード部の耐久性を、評価した。
なお、本発明ではビード部以外のタイヤ構造については改変を要しないため、従来の空気入りタイヤの構造とほぼ同様とした。

実施例タイヤ１〜実施例タイヤ６、比較例タイヤ１のそれぞれを、リムサイズ８．２５×２２．５のリムに装着し、内圧を９００ｋＰａとし、ドラム試験機上に取り付け、質量４２２５ｋｇ、試験速度６０ｋｍ／ｈ、直径１．７ｍのドラム上を繰り返し走行させ、皺や亀裂発生のような外観の故障がビード部に発生するまでの走行距離として、表２に示す。

表２の結果から、実施例タイヤ１〜実施例タイヤ６は、比較例タイヤ１に対して、ビード部の故障発生までの走行距離が向上した。

本発明の空気入りタイヤの一の実施形態を、適用リムに組付けて規定の空気圧を充填した状態のタイヤ幅方向断面半図である。 図１のビード部とサイドウォール部の一部をより詳細に示す要部拡大断面図である。

符号の説明

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ ビードコア
５ カーカス
５ａ 本体部
５ｂ 折り返し部
６ ベルト
７ トレッドゴム
８ サイドゴム
９ スティフナーゴム
１０ 凹部
１０ａ 半径方向外方端
１０ｂ 半径方向内方端
１１ 突起
１２ 適用リム
１２ｆ リムフランジ

Claims (7)

1. トレッド部と、一対のサイドウォール部と、一対のビード部と、各ビード部に埋設されたビードコア間にトロイド状に延在する本体部及び各ビードコアの周りで折り返された折り返し部を持つ少なくとも一枚のカーカスプライからなるカーカスと、カーカスの、タイヤ幅方向外側に配置されるサイドゴムとを具え、タイヤ幅方向断面内で、サイドウォール部およびビード部の少なくとも一方の外側面で、サイドゴムに、カーカスよりタイヤ幅方向外側に中心を有する一つ以上の円弧からなる凹部を形成してなる空気入りタイヤにおいて、
   前記凹部の表面に、タイヤ幅方向断面内での、少なくとも一つの円弧を含む線分で区画され、円周方向に連続して延びる突起が一つ以上配置されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 突起が、凹部内に二〜四個配置されている請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 一の突起が、タイヤ幅方向断面内での、二つの突起区画用円弧で区画されている請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
4. 突起区画用円弧の曲率半径が３〜６０ｍｍの範囲である請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 適用リムへの組付け前の、凹部区画用円弧の曲率半径が１０〜２００ｍｍの範囲である請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 適用リムへの組付け前の、凹部の半径方向外方端が、タイヤ幅方向断面内で、タイヤ幅方向外側に凸となる曲線状をなすサイドウォール部の外側面との接点に位置する請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
7. 凹部の半径方向内方端が、適用リムのリムフランジの円弧中心からカーカスの本体部に下ろした垂線と、タイヤ外表面との交点から、タイヤ外表面に沿って半径方向外方に測って５〜２５ｍｍの範囲に位置する請求項１〜６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

Images