JP2008195099A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】低偏平にした場合におけるプライセパレーション耐久性と乗心地性及び低転がり抵抗性を向上させることのできる空気入りタイヤを提供すること。
【解決手段】キャップトレッド３１の硬度よりも硬度が低いウイングチップ４０に緩衝部４２を設け、キャップトレッド３１とアンダートレッド３５との間に入り込ませる。これにより、サイドフレックスゾーン６５の高さＦＨを高くすることができ、応力集中を低減することができる。また、ウイングチップ４０に緩衝部４２を設けることにより、ショルダー部１６付近全体の硬度を低くすることができ、乗心地性を向上させることができる。また、キャップトレッドゴム比ヒステリシスが低いウイングチップ４０にてキャップトレッド３１が一部置換されるため、転がり抵抗が減少する。これらの結果、低偏平にした場合におけるプライセパレーション耐久性と乗心地性及び低転がり抵抗性を向上させることができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、空気入りタイヤに関するものである。特に、この発明は、低偏平の空気入りタイヤに関するものである。

従来の空気入りタイヤでは、路面に接地するトレッド面を有するトレッド部に、性質の異なる複数のゴム材料が用いられている。例えば、トレッド部は、トレッド面を形成するキャップトレッドと、キャップトレッドのタイヤ径方向内方に位置するアンダートレッドとから形成されているものがある。この場合、キャップトレッドには、耐候性、グリップ性、耐摩耗性、低転動抵抗性などに優れたゴム材料が用いられ、アンダートレッドには、低転動抵抗性を向上させる目的で、低ヒステリシスロスのゴム材料が用いられる。

また近年では、車両の高出力化や高速道路網の発達に伴い、空気入りタイヤに高い操縦安定性が求められる場合が多くなっている。このため、このような空気入りタイヤでは、操縦安定性を向上させるために、タイヤ断面幅に対するタイヤ断面高さの比で表される偏平率を小さく設定し、タイヤの横剛性の向上を図ったものが多くなっている。また、このような空気入りタイヤでは、タイヤ幅方向の両側に設けられる２箇所のビード部間に渡って設けられると共にサイドウォール部及びトレッド部に沿って形成されるカーカスが、ビード部で折り返され、この折り返された部分をタイヤ径方向における外方に延ばし、トレッド部のタイヤ幅方向における両端に位置するバットレス部の近傍にまで延在させたものがある。これにより、サイドウォール部の剛性を向上させることができるので、操縦安定性を向上させることができる。

しかし、バットレス部付近は、車両の走行中に空気入りタイヤに作用する荷重によって圧縮変形が生じ易い部分であるため、この部分の近傍に位置するカーカスの折り返し部分の外端には歪みが生じ易くなっている。これにより、この部分のカーカスは周囲のゴムから剥離し易くなり、耐久性が低下し易くなっている。特に、偏平率が６０％を下回る場合には、サイドウォール部の屈曲領域が大幅に減じられるため、その分、バットレス部に生じる変形量も大きくなり、より耐久性が低下する虞がある。このため、従来の空気入りタイヤでは、操縦性安定性を高めつつ耐久性を向上させているものがある。例えば、特許文献１に記載の空気入りタイヤでは、トレッド部の主要部分をなすゴム主部のタイヤ幅方向における両側に、軟質のゴム材からなるウイングゴムを配設し、このウイングゴムを、カーカスの折り返し部分である折返し部の外端付近と、カーカスの本体部とで挟んでいる。これにより、カーカスの折返し部の外端付近の歪みをウイングゴムで緩和、吸収することができるので、折返し部が周囲のゴムから剥離することを抑制することができ、耐久性の向上を図ることができる。この結果、操縦性安定性を高めつつ耐久性を向上させることができる。

特開２００２−１２０５１４号公報

ここで、近年の車両は、制動性能の向上を図るため、ブレーキディスクやブレーキキャリパーが大型化しており、これらをホイール内に収めるために、ホイールのリム径が大型のもの、即ちハイインチ化されたものが多くなっている。このため、近年の空気入りタイヤでは、ホイールのリム径のハイインチ化に伴い、従来の空気入りタイヤよりも偏平率がさらに小さく、タイヤ断面高さが１００ｍｍ以下の低偏平のものが増加している。このように、低偏平化された空気入りタイヤでは、タイヤ断面高さが低くなるので、トレッド部の一部を形成するキャップトレッドのタイヤ幅方向における外端部から、ビードフィラーのタイヤ径方向における外端部までのタイヤ径方向における高さが低くなっている。

しかしながらこの部分は、タイヤ径方向において変形し易くなった、いわゆるサイドフレックスゾーンとなっており、空気入りタイヤに対してタイヤ径方向に荷重が作用した際に変形することにより、衝撃を吸収したり、応力集中を低減したりする作用をする。従って、空気入りタイヤを低偏平化し、サイドフレックスゾーンのタイヤ径方向における高さが低くなった場合には、応力分散の領域が減少するため、これに起因してカーカスの折返し部における外端以外の部分でも故障が発生し易くなる虞がある。特に、サイドフレックスゾーンのタイヤ径方向内方側に位置するビードフィラーの近傍には応力集中が発生し易く、このビードフィラーと、当該ビードフィラーに接触して設けられるカーカスとの剥離破壊であるプライセパレーションが生じ易くなる虞があった。また、サイドフレックスゾーンのタイヤ径方向における高さが低くなった場合には、タイヤ径方向における衝撃を吸収する作用が低減するため、乗心地性が低減する虞があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、低偏平にした場合におけるプライセパレーション耐久性と乗心地性及び低転がり抵抗性を向上させることのできる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明に係る空気入りタイヤは、タイヤ径方向における最外部分にトレッド部が設けられており、前記トレッド部は、前記トレッド部の表面であるトレッド面を形成するキャップトレッドと、前記キャップトレッドのタイヤ径方向内方に設けられるアンダートレッドと、前記キャップトレッド及び前記アンダートレッドのタイヤ幅方向両側に設けられるウイングチップと、からなる空気入りタイヤにおいて、前記ウイングチップは、ＪＩＳ−Ａ硬度が前記キャップトレッドのＪＩＳ−Ａ硬度よりも低いゴム材料により形成されており、前記ウイングチップには、前記キャップトレッドと前記アンダートレッドとのタイヤ幅方向における端部から前記キャップトレッドと前記アンダートレッドとの間に入り込んでいる緩衝部が設けられており、正規リムにリム組みし、且つ、正規内圧の５％を内圧充填した状態で最もタイヤ径方向外方に位置する部分から最もタイヤ径方向内方に位置する部分までのタイヤ径方向における距離であるタイヤ断面高さが、１００ｍｍ以下となっていることを特徴とする。

この発明では、ウイングチップに緩衝部を設け、キャップトレッドとアンダートレッドとの間に入り込ませているので、キャップトレッドのタイヤ幅方向における外端部のタイヤ径方向における位置を、緩衝部を設けない場合よりもタイヤ径方向外方に位置させることができる。これにより、ビードフィラーからキャップトレッドの外端部までのタイヤ径方向における距離を大きくすることができる。また、ウイングチップは、ＪＩＳ−Ａ硬度がキャップトレッドのＪＩＳ−Ａ硬度よりも低いゴム材料によって形成されているので、ウイングチップを緩衝部材として用いることができる。このため、ウイングチップをサイドフレックスゾーンの一部として用いることができ、また、ビードフィラーからキャップトレッドの外端部までのタイヤ径方向における距離が大きくなっているので、サイドフレックスゾーンのタイヤ径方向における高さを高くすることができる。従って、タイヤ径方向の荷重を吸収することができ、応力集中を低減することができ、特に、荷重たわみ変形におけるビードフィラー付近の応力集中を回避することができる。これにより、プライセパレーションの発生を低減することができる。

また、ＪＩＳ−Ａ硬度がキャップトレッドのＪＩＳ−Ａ硬度よりも低いゴム材料からなるウイングチップの緩衝部をキャップトレッドとアンダートレッドとの間に入り込ませることにより、トレッド部におけるウイングチップが設けられている部分付近、即ちショルダー部付近全体の硬度を低くすることができる。これにより、ショルダー部付近が全体的に軟らかくなるので、ショルダー部付近の潰れ変形能が増大し、バネ定数が低減する。このため、トレッド部に作用する荷重による衝撃をショルダー部付近で吸収することができるので、乗心地性を向上させることができる。また、キャップトレッドゴム比ヒステリシスが低いウイングチップにてキャップトレッドが一部置換されるため、転がり抵抗が減少する。これらの結果、低偏平にした場合におけるプライセパレーション耐久性と乗心地性及び低転がり抵抗性を向上させることができる。

また、この発明に係る空気入りタイヤは、前記緩衝部は、タイヤ幅方向におけるタイヤ赤道線側の端部からタイヤ幅方向外方に向かうに従ってタイヤ径方向における幅が広くなっていることを特徴とする。

この発明では、緩衝部の幅を、タイヤ赤道線側の端部からタイヤ幅方向外方に向かうに従って広くしているので、キャップトレッドのタイヤ幅方向における外端部のタイヤ径方向における位置を、より確実にタイヤ径方向外方に位置させることができる。これにより、サイドフレックスゾーンのタイヤ径方向における高さを、より確実に高くすることができ、より確実に応力集中を低減することができる。また、このように緩衝部を形成することにより、ショルダー部付近におけるウイングチップの割合が増加するので、より確実にショルダー部付近の潰れ変形能が増大させることができ、バネ定数を低減させることができる。これらの結果、低偏平にした場合におけるプライセパレーション耐久性と乗心地性及び低転がり抵抗性を、より確実に向上させることができる。

また、この発明に係る空気入りタイヤは、前記トレッド面には、タイヤ周方向に延びる周方向溝が複数形成されていると共に前記周方向溝によって区画された陸部が複数形成されており、前記緩衝部は、前記複数の周方向溝のうちタイヤ幅方向における最外に位置する前記周方向溝と前記複数の陸部のうちタイヤ幅方向における最外に位置する前記陸部との前記トレッド面における境界を通る前記トレッド面のプロファイルラインの法線に対して、タイヤ幅方向におけるタイヤ赤道線側の端部がタイヤ幅方向外方に少なくとも５ｍｍ以上離れて形成されていることを特徴とする。

この発明では、ウイングチップの緩衝部のタイヤ幅方向におけるタイヤ赤道線側の端部が、前記プロファイルラインの法線よりもタイヤ幅方向外方に５ｍｍ以上離れているので、周方向溝の溝底付近でのキャップトレッドの厚さを確保できる。つまり、キャップトレッドは、ウイングチップの緩衝部がキャップトレッドとアンダートレッドとの間に入り込むことにより、その部分のタイヤ径方向の厚さが薄くなるが、緩衝部のタイヤ赤道線側の端部を、タイヤ幅方向外方側に法線から離すことにより、周方向溝よりもタイヤ径方向内方側に位置するキャップトレッドの厚さを確保できる。これにより、ウイングチップに緩衝部を設けることに起因して、周方向溝よりもタイヤ径方向内方側のキャップトレッドの厚さが薄くなることを抑制できる。この結果、グルーブクラックの発生を抑制できる。

また、この発明に係る空気入りタイヤは、前記ウイングチップは、ＪＩＳ−Ａ硬度が３５〜６５の範囲内となっていることを特徴とする。

この発明では、ウイングチップのＪＩＳ−Ａ硬度を３５〜６５の範囲内としているので、より効果的にサイドフレックスゾーンで応力集中を回避すると共に、ショルダー部付近のバネ定数を低減することができる。この結果、低偏平にした場合におけるプライセパレーション耐久性と乗心地性及び低転がり抵抗性を、より確実に向上させることができる。

本発明に係る空気入りタイヤは、低偏平にした場合におけるプライセパレーション耐久性と乗心地性及び低転がり抵抗性を向上させることができる、という効果を奏する。

以下に、本発明に係る空気入りタイヤの実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施の形態における構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。

（実施の形態）
以下の説明において、タイヤ幅方向とは、空気入りタイヤの回転軸と平行な方向をいい、タイヤ幅方向内方とはタイヤ幅方向においてタイヤ赤道線に向かう方向、タイヤ幅方向外方とは、タイヤ幅方向においてタイヤ赤道線に向かう方向の反対方向をいう。また、タイヤ径方向とは、前記回転軸と直交する方向をいい、タイヤ周方向とは、前記回転軸を回転の中心となる軸として回転する方向をいう。図１は、この発明に係る空気入りタイヤの要部を示す子午面断面図である。同図に示す空気入りタイヤ１は、子午面断面で見た場合、タイヤ径方向における最外部分にトレッド部１０が設けられている。このトレッド部１０のタイヤ幅方向の両端部はショルダー部１６となっており、ショルダー部１６付近からタイヤ径方向内方側の所定の位置までは、サイドウォール部１５が設けられている。つまり、空気入りタイヤ１におけるタイヤ幅方向の両端には、サイドウォール部１５が位置しており、トレッド部１０は、サイドウォール部１５のタイヤ径方向外方に設けられている。また、サイドウォール部１５のタイヤ径方向内方側には、ビード部２４が設けられている。このビード部２４は、当該空気入りタイヤ１の２箇所に設けられており、タイヤ赤道線５を中心として対称になるように、タイヤ赤道線５の両側に設けられている。このビード部２４にはビードコア２５が設けられており、ビードコア２５のタイヤ径方向外方にはビードフィラー２６が設けられている。

また、トレッド部１０のタイヤ径方向内方には、複数のベルト層２１が設けられている。このベルト層２１のタイヤ径方向内方、及びサイドウォール部１５のタイヤ赤道線５側には、カーカス２２が連続して設けられている。このカーカス２２は、ラジアルプライのカーカス２２になっており、２箇所のビード部２４間に渡って設けられると共に、サイドウォール部１５及びトレッド部１０に沿って形成されている。さらに、カーカス２２は、ビード部２４でビードコア２５に沿ってタイヤ幅方向外方に巻き返されている。このように形成されるカーカス２２の内側、或いは、当該カーカス２２の、空気入りタイヤ１における内部側には、インナーライナ２３がカーカス２２に沿って形成されている。

このように形成される空気入りタイヤ１は、偏平率が低く、いわゆる低偏平の空気入りタイヤ１となっている。具体的には、この空気入りタイヤ１は、正規リムにリム組みし、且つ、正規内圧の５％を内圧充填した状態で、子午面断面視において最もタイヤ径方向外方に位置する部分から最もタイヤ径方向内方に位置する部分までのタイヤ径方向における距離であるタイヤ断面高さＳＨが、１００ｍｍ以下となっている。なお、ここでいう正規リムとは、ＪＡＴＭＡで規定する「標準リム」、ＴＲＡで規定する「Design Rim」、あるいはＥＴＲＴＯで規定する「Measuring Rim」である。また、正規内圧とは、ＪＡＴＭＡで規定する「最高空気圧」、ＴＲＡで規定する「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に記載の最大値、あるいはＥＴＲＴＯで規定する「INFLATION PRESSURES」である。ただし、乗用車用の空気入りタイヤ１の場合には、１８０ｋＰａである。

また、トレッド部１０の表面であるトレッド面１１には、タイヤ周方向に延びる周方向溝５０が複数形成されている。この周方向溝５０は、タイヤ周方向に沿って形成されており、複数がほぼ平行にタイヤ幅方向に並んで形成されている。また、トレッド面１１には、この周方向溝５０によって区画された陸部であるリブ５５が複数設けられている。この実施の形態に係る空気入りタイヤ１は、これらの複数の周方向溝５０及び複数のリブ５５によってトレッドパターンが形成された、いわゆるリブパターンの空気入りタイヤ１となっている。なお、この周方向溝５０は、正確にタイヤ周方向に沿って形成されていなくてもよい。周方向溝５０は概ねタイヤ周方向に沿って形成されていればよく、タイヤ幅方向に斜めに形成されている場合や、曲線、またはジグザグ状などの形状で形成されていてもよい。

また、トレッド部１０は、キャップトレッド３１を有している。このキャップトレッド３１は、トレッド部１０におけるタイヤ径方向外方寄りに位置し、空気入りタイヤ１の外部に対して露出することによりトレッド面１１を形成している。また、トレッド部１０は、アンダートレッド３５とウイングチップ４０とを有している。このうち、アンダートレッド３５は、キャップトレッド３１のタイヤ径方向内方に設けられており、ウイングチップ４０は、キャップトレッド３１及びアンダートレッド３５のタイヤ幅方向両側に設けられている。

このようにトレッド部１０に設けられるウイングチップ４０は、本体部４１と緩衝部４２とにより形成されている。このうち、本体部４１は、タイヤ幅方向におけるキャップトレッド３１及びアンダートレッド３５のタイヤ幅方向両側に位置しており、緩衝部４２は、キャップトレッド３１とアンダートレッド３５とのタイヤ幅方向における端部からキャップトレッド３１とアンダートレッド３５との間に入り込んでいる。

つまり、ウイングチップ４０の緩衝部４２は、キャップトレッド３１のタイヤ幅方向における端部であるキャップトレッド端部３２と、アンダートレッド３５のタイヤ幅方向における端部であるアンダートレッド端部３６との間から、キャップトレッド３１とアンダートレッド３５との間に入り込んでいる。このように形成される緩衝部４２は、本体部４１のタイヤ赤道線５側の面からタイヤ赤道線５方向に、本体部４１から突出して形成されることにより本体部４１と一体に形成されている。また、緩衝部４２は、タイヤ幅方向におけるタイヤ赤道線５側の端部である緩衝部内側端部４３から、緩衝部４２における本体部４１側の端部である緩衝部外側端部４４に向かうに従ってタイヤ径方向における幅が広くなっている。即ち、緩衝部４２は、緩衝部内側端部４３から、タイヤ幅方向外方に向かうに従ってタイヤ径方向における幅が広くなっている。

このように、トレッド部１０はキャップトレッド３１とアンダートレッド３５とウイングチップ４０とから形成されているが、これらは、それぞれ異なる物性のゴム材料から形成されている。具体的には、ウイングチップ４０は、ＪＩＳ−Ａ硬度（ＪＩＳ Ｋ６２５３）が、キャップトレッド３１やアンダートレッド３５のＪＩＳ−Ａ硬度よりも低いゴム材料により形成されている。

詳しくは、ウイングチップ４０とキャップトレッド３１のＪＩＳ−Ａ硬度は、ウイングチップ４０のＪＩＳ−Ａ硬度が３５〜６５の範囲内となり、キャップトレッド３１のＪＩＳ−Ａ硬度が４０〜８５の範囲内となっている。ウイングチップ４０のＪＩＳ−Ａ硬度とキャップトレッド３１のＪＩＳ−Ａ硬度は、この範囲内となりつつ、ウイングチップ４０のＪＩＳ−Ａ硬度がキャップトレッド３１のＪＩＳ−Ａ硬度よりも低くなっている。なお、このＪＩＳ−Ａ硬度は、ウイングチップ４０のＪＩＳ−Ａ硬度が、キャップトレッド３１のＪＩＳ−Ａ硬度よりも１０ポイント以上低くなっているのが好ましい。

このように、ウイングチップ４０は、キャップトレッド３１よりも硬度が低くなっており、これに伴い弾力性が高くなっている。このため、ウイングチップ４０の緩衝部４２は、低い硬度で形成され、空気入りタイヤ１に荷重が作用した際に変形することにより、空気入りタイヤ１に発生する応力集中を抑制可能なサイドフレックスゾーン６５の一部となっている。このように、ウイングチップ４０の緩衝部４２はサイドフレックスゾーン６５に含まれるため、サイドフレックスゾーン６５は、ビードフィラー２６のタイヤ径方向外方側の端部であるビードフィラー登頂部２７からキャップトレッド端部３２までの範囲となっている。

つまり、ビードフィラー２６は、ウイングチップ４０を形成するゴム材料よりも硬度が高いゴム材料によって形成されており、弾性変形がし難くなっているため、サイドフレックスゾーン６５は、ビードフィラー登頂部２７からキャップトレッド端部３２までの範囲となっている。また、ウイングチップ４０の緩衝部４２がキャップトレッド３１とアンダートレッド３５との間に入り込んでいることにより、タイヤ径方向におけるサイドフレックスゾーン６５の高さは高くなっており、タイヤ径方向におけるサイドフレックスゾーン６５の高さＦＨは、タイヤ断面高さＳＨの３０％以上となっている。

また、ウイングチップ４０を形成するゴム材料は、路面（図示省略）との摩擦性能であるグリップ性能が、キャップトレッド３１を形成するゴム材料のグリップ性能よりも低くなっている。さらに、ウイングチップ４０を形成するゴム材料は、耐候性を有しており、具体的には、オゾン耐久性を有している。このように耐候性を有するウイングチップ４０を形成するゴム材料は、特にワックスを配合し、耐候性を付与したタイヤサイドトレッド用の一般的なものとなっている。具体的には、ウイングチップ４０を形成するゴム材料は、ＮＲ（天然ゴム）、ＢＲ（ブタジエンゴム）、ＳＢＲ（スチレンブタジエンゴム）、カーボン、オイル等により構成されるゴム材料となっている。

また、ウイングチップ４０が有する緩衝部４２は、タイヤ幅方向における位置が、トレッド面１１に複数形成される周方向溝５０よりも、タイヤ幅方向外方に位置している。つまり、緩衝部４２は、全ての部分が、複数の周方向溝５０のうちタイヤ幅方向における最外に位置する周方向溝５０であるショルダー部側周方向溝５２よりもタイヤ幅方向外方に設けられている。換言すると、緩衝部４２は、複数のリブ５５のうちタイヤ幅方向における最外に位置するリブ５５であるショルダー部側リブ５６のタイヤ赤道線５側の端部よりも、全ての部分がタイヤ幅方向外方に設けられている。

詳しくは、ショルダー部側周方向溝５２とショルダー部側リブ５６とのトレッド面１１における境界を通るトレッド面１１のプロファイルライン６０の法線を境界法線６１とした場合に、緩衝部４２は、緩衝部内側端部４３が境界法線６１に対して、タイヤ幅方向外方に少なくとも５ｍｍ以上離れて形成されている。即ち、境界法線６１と緩衝部内側端部４３との距離Ｄは、５ｍｍ以上になっている。なお、この境界法線６１と緩衝部内側端部４３との距離Ｄは、１０ｍｍ以上となるのが好ましい。

図２は、図１の空気入りタイヤが有するトレッド部の素材形状を示す説明図である。トレッド部１０は、上述したように、キャップトレッド３１とアンダートレッド３５とウイングチップ４０とから形成されており、また、ウイングチップ４０は緩衝部４２を有し、この緩衝部４２は、キャップトレッド３１とアンダートレッド３５との間に入り込んでいる。トレッド部１０は、このように複数の部材を張り合わせることによって形成されるが、このトレッド部１０は、空気入りタイヤ１の製造時には、まずキャップトレッド３１とアンダートレッド３５とウイングチップ４０とを張り合わせたトレッド部素材７０が形成される。その後、トレッド部素材７０がさらに他の部材に張り合わされることにより、空気入りタイヤ１は製造される。

トレッド部１０は、このように、まずトレッド部素材７０が形成されるが、ウイングチップ４０の緩衝部４２はキャップトレッド３１とアンダートレッド３５との間に入り込んでおり、従来の空気入りタイヤのトレッド部の構成とは異なっている。このため、このトレッド部素材７０は、緩衝部４２を設けた形状にウイングチップ４０を形成することができると共に、緩衝部４２をキャップトレッド３１とアンダートレッド３５との間に入り込ませることのできる特殊形状ダイス（図示省略）により押し出して形成する。

この実施の形態に係る空気入りタイヤ１は、以上のごとき構成からなり、以下、その作用について説明する。この空気入りタイヤ１を車両（図示省略）に装着して走行すると、トレッド面１１のうち下方に位置するトレッド面１１が路面に接触しながら当該空気入りタイヤ１は回転する。車両走行時には、このようにトレッド面１１が路面に接触するため、トレッド面１１には車両の重量などによる荷重が作用する。空気入りタイヤ１は、ゴム材料などの弾性部材によって形成されている部分が多いため、トレッド面１１に荷重が作用した場合には、荷重の作用の仕方や各部の硬度などに応じて空気入りタイヤ１は弾性変形をする。このように、車両の走行時に作用する荷重によって空気入りタイヤ１が変形をする場合には、硬度の低い部分が大きく変形し易くなっている。

例えば、トレッド面１１に、タイヤ径方向における内側方向への荷重が作用した場合には、低い硬度で形成された部分であるサイドフレックスゾーン６５が変形し、サイドフレックスゾーン６５に位置するサイドウォール部１５が、タイヤ幅方向外方に突出して湾曲した形状に変形する。また、このサイドフレックスゾーン６５には、キャップトレッド３１とアンダートレッド３５との間に入り込んでいるウイングチップ４０の緩衝部４２も含まれており、トレッド面１１に荷重が作用した場合には、緩衝部４２もタイヤ径方向に潰れる方向に弾性変形をする。このようにサイドフレックスゾーン６５が変形することにより、荷重が作用した際に発生する応力は分散し、応力集中は抑制される。

また、ウイングチップ４０には緩衝部４２が設けられているため、キャップトレッド３１の硬度よりも硬度が低いゴム材料からなるウイングチップ４０の子午面断面視における断面積は、ウイングチップ４０に緩衝部４２が設けられない場合の断面積よりも大きくなっている。このため、ウイングチップ４０が配設されている部分であるショルダー部１６付近全体の硬度が低くなるため、ショルダー部１６付近に荷重が作用した場合には、断面積が大きいウイングチップ４０によって衝撃は吸収される。

特に、空気入りタイヤ１を、大きなキャンバー角で車両に装着した場合には、トレッド面１１におけるショルダー部１６付近が接地し易くなるので、路面から空気入りタイヤ１への荷重などの入力は、ショルダー部１６付近から入力され易くなるが、ショルダー部１６付近には、ウイングチップ４０が配設されている。このため、このウイングチップ４０によって、路面から入力された荷重や衝撃などは吸収される。

以上の空気入りタイヤ１は、ウイングチップ４０に緩衝部４２を設け、キャップトレッド３１とアンダートレッド３５との間に入り込ませているので、キャップトレッド端部３２のタイヤ径方向における位置を、緩衝部４２を設けない場合よりもタイヤ径方向外方に位置させることができる。これにより、ビードフィラー登頂部２７からキャップトレッド端部３２までのタイヤ径方向における距離を大きくすることができる。また、ウイングチップ４０は、ＪＩＳ−Ａ硬度がキャップトレッド３１のＪＩＳ−Ａ硬度よりも低いゴム材料によって形成されているので、ウイングチップ４０を緩衝部材として用いることができる。このため、ウイングチップ４０をサイドフレックスゾーン６５の一部として用いることができ、また、ビードフィラー登頂部２７からキャップトレッド端部３２までのタイヤ径方向における距離が大きくなっているので、サイドフレックスゾーン６５のタイヤ径方向における高さＦＨを高くすることができる。従って、より確実にタイヤ径方向の荷重を吸収することができ、応力集中を低減することができ、特に、荷重たわみ変形におけるビードフィラー２６付近の応力集中を回避することができる。これにより、カーカス２２とビードフィラー２６との剥離破壊であるプライセパレーションの発生を低減することができる。

また、ＪＩＳ−Ａ硬度がキャップトレッド３１のＪＩＳ−Ａ硬度よりも低いゴム材料からなるウイングチップ４０の緩衝部４２をキャップトレッド３１とアンダートレッド３５との間に入り込ませることにより、トレッド部１０におけるウイングチップ４０が設けられている部分付近、即ちショルダー部１６付近全体の硬度を低くすることができる。これにより、ショルダー部１６付近が全体的に軟らかくなるので、ショルダー部１６付近の潰れ変形能が増大し、バネ定数が低減する。このため、トレッド部１０に作用する荷重による衝撃をショルダー部１６付近で吸収することができるので、乗心地性を向上させることができる。また、キャップトレッドゴム比ヒステリシスが低いウイングチップ４０にてキャップトレッド３１が一部置換されるため、転がり抵抗が減少する。これらの結果、低偏平にした場合におけるプライセパレーション耐久性と乗心地性及び低転がり抵抗性を向上させることができる。

また、タイヤ径方向における緩衝部４２の幅を、緩衝部内側端部４３からタイヤ幅方向外方に向かうに従って広くしているので、キャップトレッド端部３２のタイヤ径方向における位置を、より確実にタイヤ径方向外方に位置させることができる。これにより、サイドフレックスゾーン６５のタイヤ径方向における高さＦＨを、より確実に高くすることができるので、タイヤ径方向の荷重を吸収し易くなり、より確実に応力集中を低減することができる。また、このような形状で緩衝部４２を形成することにより、ショルダー部１６付近におけるウイングチップ４０の割合が増加するので、より確実にショルダー部１６付近の潰れ変形能が増大させることができ、バネ定数を低減させることができる。これらの結果、低偏平にした場合におけるプライセパレーション耐久性と乗心地性及び低転がり抵抗性を、より確実に向上させることができる。

また、ウイングチップ４０のＪＩＳ−Ａ硬度を３５〜６５の範囲内としているので、より確実にウイングチップ４０のＪＩＳ−Ａ硬度をキャップトレッド３１のＪＩＳ−Ａ硬度よりも低くすることができ、また、ウイングチップ４０の硬度を、適度な軟らかさにすることができる。このため、より効果的にサイドフレックスゾーン６５で応力集中を回避すると共に、ショルダー部１６付近のバネ定数を低減することができる。この結果、低偏平にした場合におけるプライセパレーション耐久性と乗心地性及び低転がり抵抗性を、より確実に向上させることができる。

また、ウイングチップ４０を形成するゴム材料は、グリップ性能が、キャップトレッド３１を形成するゴム材料のグリップ性能よりも低くなっている。このため、ウイングチップ４０が路面に接地した場合の路面との摩擦力は、キャップトレッド３１が路面に接地した場合の摩擦力よりも低くなるので、ウイングチップ４０が路面に接地した場合の転動抵抗、つまり転がり抵抗は低くなる。この結果、ウイングチップ４０を設けることにより、転がり抵抗を小さくすることができ、転がり抵抗に対する性能を向上させることができる。

また、ウイングチップ４０を形成するゴム材料は、耐候性を有しているため、トレッド部１０が摩耗してウイングチップ４０の緩衝部４２が露出した場合でも、緩衝部材として設けられる緩衝部４２が、オゾンなどにより劣化することを抑制できる。これにより、ウイングチップ４０による緩衝性能を長期に渡って維持することができる。この結果、低偏平にした場合におけるプライセパレーション耐久性と乗心地性及び低転がり抵抗性を、長期に渡って向上させることができる。

また、タイヤ径方向におけるサイドフレックスゾーン６５の高さＦＨを、タイヤ断面高さＳＨの３０％以上にしているので、トレッド面１１に荷重が作用した場合に、より確実にタイヤ径方向の荷重を吸収することができる。つまり、トレッド面１１に荷重が作用した場合には、サイドフレックスゾーン６５全体が撓むことにより荷重を吸収するため、サイドフレックスゾーン６５は、タイヤ径方向における高さＦＨを高くした方が、より荷重を吸収し易くなり、応力集中を抑制し易くなる。このため、タイヤ径方向におけるサイドフレックスゾーン６５の高さＦＨを、タイヤ断面高さＳＨの３０％以上にすることによりサイドフレックスゾーン６５の高さＦＨを確保できるので、タイヤ断面高さＳＨを１００ｍｍ以下にして空気入りタイヤ１を低偏平にした場合でも、サイドフレックスゾーン６５で荷重を吸収することができる。これにより、より確実に応力集中を抑制することができるので、ビードフィラー２６付近の応力集中を、より確実に回避することができる。この結果、低偏平にした場合におけるプライセパレーション耐久性を、より確実に向上させることができる。

また、ショルダー部１６付近にウイングチップ４０を配設し、さらに、ウイングチップ４０に緩衝部４２を設けている。これにより、空気入りタイヤ１を大きなキャンバー角で車両に装着した場合に接地し易い部分であるショルダー部１６付近の緩衝機能を確保することができる。この結果、低偏平に形成し、且つ、大きなキャンバー角で車両に装着した場合における乗心地性を向上させることができる。

また、ウイングチップ４０の緩衝部４２の緩衝部内側端部４３が、境界法線６１よりもタイヤ幅方向外方に５ｍｍ以上離れているので、ショルダー部側周方向溝５２の溝底５１付近でのキャップトレッド３１の厚さを確保することができる。つまり、キャップトレッド３１は、ウイングチップ４０の緩衝部４２がキャップトレッド３１とアンダートレッド３５との間に入り込むことにより、その部分のタイヤ径方向の厚さが薄くなるが、緩衝部内側端部４３を、タイヤ幅方向外方側に境界法線６１から離すことにより、ショルダー部側周方向溝５２よりもタイヤ径方向内方側に位置するキャップトレッド３１の厚さを確保できる。これにより、ウイングチップ４０に緩衝部４２を設けることに起因して、ショルダー部側周方向溝５２、即ち周方向溝５０よりもタイヤ径方向内方側に位置するキャップトレッド３１の厚さが薄くなることを抑制できる。この結果、グルーブクラックの発生を抑制できる。

なお、上記の説明では、空気入りタイヤ１の一例として、トレッド面１１には複数の周方向溝５０が形成されたリブターンを有する空気入りタイヤ１を説明しているが、本発明を適用する空気入りタイヤ１はリブパターン以外でもよく、リブラグパターン、ブロックパターンなど、いずれのパターンのトレッド部１０を有する空気入りタイヤ１でもよい。これらのリブパターンの空気入りタイヤ１以外の空気入りタイヤ１でも、リブパターンの空気入りタイヤ１と同様に、トレッド部１０が有するウイングチップ４０に緩衝部４２を設け、緩衝部４２が、キャップトレッド３１とアンダートレッド３５とのタイヤ幅方向における端部からキャップトレッド３１とアンダートレッド３５との間に入り込んでいればよい。このように、ウイングチップ４０、キャップトレッド３１、アンダートレッド３５が形成された空気入りタイヤ１であれば、トレッド面１１のパターン形状は、どのような形状であっても構わない。どのようなパターン形状の空気入りタイヤ１であっても、上述した形態でトレッド部１０を形成することにより、低偏平にした場合におけるプライセパレーション耐久性と乗心地性及び低転がり抵抗性を向上させることができる。

以下、上記の空気入りタイヤ１について、本発明の空気入りタイヤ１と、この本発明の空気入りタイヤ１と比較する従来例の空気入りタイヤ１とについて行なった性能の評価試験について説明する。性能評価試験は、プライセパレーション耐久性と、転がり抵抗についての性能と、乗心地性についての３項目について行なった。

試験方法は、２７５／３５Ｒ１９ ９６Ｗサイズの空気入りタイヤ１によって行なった。各試験項目の評価方法は、プライセパレーション耐久性についての性能試験では、試験を行なう空気入りタイヤ１を１９×１０．５Ｊのリムに装着して内圧を３３０ｋＰａに設定し、この空気入りタイヤ１をドラム試験機に装着して室内試験によって行なった。この試験では、試験速度を８１ｋｍ／ｈ、キャンバー角を３°に設定し、走行時間によって区切ったステップごとに行なった。この試験のステップごと条件を、表１に示す。

プライセパレーション耐久性についての性能試験では、表１に示すように、走行時間（ｈｒ）で区切った各ステップで、それぞれ所定の試験荷重（ｋＮ）を空気入りタイヤに負荷することにより行ない、プライセパレーションが発生するまでの累積走行距離を測定した。このプライセパレーション耐久性についての評価は、後述する従来例の空気入りタイヤ１の累積走行距離を１００とする指数で示しており、指数が大きいほどプライセパレーション耐久性が優れている。

また、転がり抵抗についての性能試験は、プライセパレーション耐久性についての性能試験と同様の試験条件でドラム試験機を用いた室内試験によって行ない、転がり抵抗を測定した。この転がり抵抗についての評価は、測定した転がり抵抗よりＲＲＣ（Rolling Resistance Coefficient：転がり抵抗係数）を算出し、ＲＲＣを比較することにより行なった。このＲＲＣは、数値が小さい方が空気入りタイヤ１の転動時における転がり抵抗が小さく、転がり抵抗についての性能が優れている。

また、乗心地性についての性能試験は、試験を行なう空気入りタイヤを車両に装着し、この車両で試験走行をした際の乗心地を、ドライバーの官能評価によって評価した。評価結果は、後述する従来例の空気入りタイヤの乗心地の評価を１００とする指数で示している。この指数が大きいほど乗心地が良くなっており、乗心地に対する性能が優れている。

これらの試験は、従来の空気入りタイヤ１の一例である従来例と、本発明とを、それぞれ上記の方法で試験する。試験を行なう従来例と本発明の空気入りタイヤ１は、共にタイヤ断面高さＳＨ、キャップトレッド３１のＪＩＳ−Ａ硬度、ウイングチップ４０のＪＩＳ−Ａ硬度が同じ値になっている。即ち、従来例と本発明の空気入りタイヤ１は、共にタイヤ断面高さＳＨ＝９１．３ｍｍ、キャップトレッド３１のＪＩＳ−Ａ硬度は６５、ウイングチップ４０のＪＩＳ−Ａ硬度は５５になっている。

また、本発明の空気入りタイヤ１に設けられるウイングチップ４０は緩衝部４２を有しており、従来例の空気入りタイヤ１に設けられているウイングチップ４０は緩衝部４２を有していない。このため、子午面断面視におけるウイングチップ４０の断面積は、従来例の空気入りタイヤ１よりも本発明の空気入りタイヤ１の方が大きくなっており、従来例の空気入りタイヤに設けられるウイングチップ４０の断面積を１００％とした場合における本発明の空気入りタイヤ１に設けられるウイングチップ４０の断面積は３００％になっている。これらの従来例及び本発明の空気入りタイヤ１を上記の方法で評価試験をし、得られた結果を表２に示す。

表２に示した上記の試験結果で明らかなように、ウイングチップ４０に緩衝部４２を設けることにより、サイドフレックスゾーン６５のタイヤ径方向における高さＦＨを高くすることができるので、応力集中を抑制でき、ビードフィラー２６付近の応力集中を回避することができる。また、ウイングチップ４０に緩衝部４２を設け、ウイングチップ４０の断面積を増加させることにより、ショルダー部１６付近のバネ定数を低減させることができ、トレッド部１０に作用する荷重による衝撃をショルダー部１６付近で吸収することができる。また、キャップトレッド３１の一部をウイングチップ４０に置換することにより、転がり抵抗を減少させることができる。これらの結果、低偏平にした場合におけるプライセパレーション耐久性と乗心地性及び低転がり抵抗性を向上させることができる。

また、グリップ性能が低いウイングチップ４０の断面積を大きくすることにより、ショルダー部１６付近のグリップ力を低減させることができる。この結果、転がり抵抗を小さくすることができ、転がり抵抗に対する性能を、より確実に向上させることができる。

以上のように、本発明に係る空気入りタイヤは、低偏平の空気入りタイヤに有用であり、特に、トレッド部が、物性の異なる複数のゴム部材により形成されている場合に適している。

この発明に係る空気入りタイヤの要部を示す子午面断面図である。 図１の空気入りタイヤが有するトレッド部の素材形状を示す説明図である。

符号の説明

１ 空気入りタイヤ
５ タイヤ赤道線
１０ トレッド部
１１ トレッド面
１５ サイドウォール部
１６ ショルダー部
２１ ベルト層
２２ カーカス
２４ ビード部
２５ ビードコア
２６ ビードフィラー
２７ ビードフィラー登頂部
３１ キャップトレッド
３２ キャップトレッド端部
４０ ウイングチップ
４１ 本体部
４２ 緩衝部
４３ 緩衝部内側端部
４４ 緩衝部外側端部
５０ 周方向溝
５１ 溝底
５２ ショルダー部側周方向溝
５５ リブ
５６ ショルダー部側リブ
６０ プロファイルライン
６１ 境界法線
６５ サイドフレックスゾーン
７０ トレッド部素材

Claims (4)

1. タイヤ径方向における最外部分にトレッド部が設けられており、前記トレッド部は、前記トレッド部の表面であるトレッド面を形成するキャップトレッドと、前記キャップトレッドのタイヤ径方向内方に設けられるアンダートレッドと、前記キャップトレッド及び前記アンダートレッドのタイヤ幅方向両側に設けられるウイングチップと、からなる空気入りタイヤにおいて、
   前記ウイングチップは、ＪＩＳ−Ａ硬度が前記キャップトレッドのＪＩＳ−Ａ硬度よりも低いゴム材料により形成されており、
   前記ウイングチップには、前記キャップトレッドと前記アンダートレッドとのタイヤ幅方向における端部から前記キャップトレッドと前記アンダートレッドとの間に入り込んでいる緩衝部が設けられており、
   正規リムにリム組みし、且つ、正規内圧の５％を内圧充填した状態で最もタイヤ径方向外方に位置する部分から最もタイヤ径方向内方に位置する部分までのタイヤ径方向における距離であるタイヤ断面高さが、１００ｍｍ以下となっていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記緩衝部は、タイヤ幅方向におけるタイヤ赤道線側の端部からタイヤ幅方向外方に向かうに従ってタイヤ径方向における幅が広くなってい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. 前記トレッド面には、タイヤ周方向に延びる周方向溝が複数形成されていると共に前記周方向溝によって区画された陸部が複数形成されており、
   前記緩衝部は、前記複数の周方向溝のうちタイヤ幅方向における最外に位置する前記周方向溝と前記複数の陸部のうちタイヤ幅方向における最外に位置する前記陸部との前記トレッド面における境界を通る前記トレッド面のプロファイルラインの法線に対して、タイヤ幅方向におけるタイヤ赤道線側の端部がタイヤ幅方向外方に少なくとも５ｍｍ以上離れて形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ウイングチップは、ＪＩＳ−Ａ硬度が３５〜６５の範囲内となっていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

Images