JP2019094025A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】バットレス部におけるクラックの発生を抑えつつ、トレッド部の接地端近傍に発生する偏摩耗を抑制することができる空気入りタイヤを提供する。【解決手段】トレッド部１６とサイドウォール部１４との間に設けられたバットレス部１８と、バットレス部１８に設けられた凹凸部５０とを備え、凹凸部５０は、タイヤ周方向に沿って設けられた３本以上の凹溝５２と、凹溝５２の間に設けられた２本以上の凸条５４とを備え、子午線断面において凹溝５２と凸条５４がタイヤ径方向Ｒに交互に連続して形成された波形状をなしており、凸条５４の頂部５４ａがバットレス部１８の外形ラインＬ上に位置する。【選択図】 図３

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りトレッド部の接地端近傍の摩耗量が大きくなる、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周方向に沿って延びる凹溝を設けることで、トレッド部の接地端近傍における接地圧を低減し、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１〜３）。

特開２０１０−２８５０３２号 特開２０００−６６１５号 特開平２−４８２０２号

しかしながら、上記特許文献１〜３に開示された凹溝では、接地圧を低減する効果が発揮されにくく、充分な効果を得るために凹溝の深さや溝幅を大きくする必要があるが、凹溝の深さや溝幅を大きくすると凹溝を起点にクラックが発生しやすくなる問題がある。

そこで、バットレス部に凹溝を備えた空気入りタイヤにおいて、クラックの発生を抑えつつ、トレッド部の接地端近傍に発生する偏摩耗を抑制す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の間に設けられたバットレス部と、前記バットレス部に設けられた凹凸部とを備え、前記凹凸部は、タイヤ周方向に沿って設けられた３本以上の凹溝と、前記凹溝の間に設けられた２本以上の凸条とを備え、前記凹凸部の子午線断面において前記凹溝と前記凸条がタイヤ径方向に交互に連続して形成された波形状をなしており、前記凸条の頂部が前記バットレス部の外形ライン上に位置する空気入りタイヤである。

本発明の好ましい態様において、前記凹凸部は、前記凹溝と前記凸条とが曲面で連続して形成された波形状をなしていてもよい。

本発明の他の好ましい態様において、前記凹溝の深さが１．５ｍｍ以上３．５ｍｍ以下とすることができる。

本発明の他の好ましい態様において、前記凹溝の開口幅が１．５ｍｍ以上５．５ｍｍ以下とすることができる。

本実施形態によれば、トレッド部の接地端近傍に発生する偏摩耗を抑制することができる。

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の空気入りタイヤの要部を示す側面図。 図１の要部拡大図。 比較例１にかかる空気入りタイヤの要部を拡大して示す断面図。 比較例２にかかる空気入りタイヤの要部を拡大して示す断面図。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

図１は、実施形態に係る空気入りタイヤ１０を、タイヤ軸を含む子午線断面で切断した右側半断面図である。なお、空気入りタイヤ１０は、左右対称のタイヤであるため、左側半分の図示を省略している。

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から外側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、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、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４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。中央陸部３８及び中間陸部４０は、横溝によりタイヤ周方向に分断されたブロック列からなる。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。

ショルダー陸部４２のトレッド面４２ａのタイヤ幅方向外側端は、トレッド接地端Ｅをなしており、タイヤ径方向内方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〜図３に示すように、バットレス部１８の外表面には、凹溝５２及び凸条５４を備えた凹凸部５０がタイヤ周方向に沿って設けられている。

凹溝５２は、タイヤ周方向全周にわたって一続きに設けられた環状の凹部であり、タイヤ径方向Ｒに間隔をあけて３本以上（本実施形態では３本）設けられている。

凸条５４は、凹溝５２の間に区画されたタイヤ周方向全体にわたって一続きに設けられた環状の凸部であり、タイヤ径方向Ｒに２本以上（本実施形態では２本）設けられている。凸条５４の頂部５４ａは、バットレス部１８の外形ラインＬに位置する。ここで、バットレス部１８の外形ラインＬは、図３に示すようなタイヤ１０の子午線断面において、
凹凸部５０を除くバットレス部１８の輪郭線を滑らかに結ぶ曲線であり、凹凸部５０を設けていない場合のバットレス部の輪郭線に相当する。

凹凸部５０は、図１及び図３に示すような子午線断面において、凹溝５２と凸条５４がタイヤ径方向Ｒに交互に連続して形成された波形状をなしている。凹凸部５０は、例えば、正弦波形状、のこぎり波形状、矩形波形状、三角波形状。台形波形状であってもよい。

なお、凹凸部５０は、凹溝５２及び凸条５４の子午線断面形状が互いに略同一形状であってもよい。また、凹凸部５０は、凹溝５２と凸条５４とがタイヤ径方向に滑らかな曲面で連続する波形状であってもよい。

また、凹凸部５０は、最大幅ベルトである第２ベルト２６Ｂとタイヤ径方向Ｒで重なる位置に形成することができる。

ここで、図３を参照してバットレス部１８に形成する凹凸部５０の寸法の一例を挙げると、凹溝５２の深さ（バットレス部１８の外形ラインＬから凹溝５２の底部までの距離）ｄを１．５ｍｍ以上３．５ｍｍ以下とすることができ、凹溝５２の開口幅Ｔを１．５ｍｍ以上５．５ｍｍ以下とすることができる。凹溝５２の深さｄを１．５ｍｍ以上とすることで良好な接地圧低減効果を得ることができ、凹溝５２の深さｄを３．５ｍｍ以下とすることでバットレス部１８におけるクラック発生を抑えることができる。また、凹溝５２の開口幅Ｔを１．５ｍｍ以上とすることで良好な接地圧低減効果を得ることができ、凹溝５２の開口幅Ｔを５．５ｍｍ以下とすることでバットレス部１８における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"であるが、タイヤが乗用車用である場合には１８０ｋＰａとする。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、タイヤ周方向に沿って設けられた３本以上の凹溝５２を備えた凹凸部５０がバットレス部１８に設けられており、接地端Ｅ近傍における剛性が低下している。そのため、空気入りタイヤ１０では、トレッド接地端Ｅ近傍における接地圧の上昇を抑え、トレッド接地端Ｅ近傍に発生する偏摩耗を抑えることができる。

しかも、バットレス部１８に設けられた凹凸部５０は、３本の凹溝５２と凹溝５２の間に設けられた２本の凸条５４とを備え、子午線断面において凹溝５２と凸条５４がタイヤ径方向Ｒに連続した波形状をなしており、これにより、バットレス部１８に設ける凹溝５２の体積（外形ラインＬからの窪み量）の割に凹凸部５０がタイヤ径方向Ｒに撓み変形しやすくなる。そのため、大きな凹溝５２を設けることなくトレッド接地端Ｅ近傍における接地圧の上昇を充分に抑えることができ、クラックの発生を抑えつつトレッド接地端Ｅ近傍に発生する偏摩耗を抑えることができる。

加えて、凸条５４の頂部５４ａがバットレス部１８の外形ラインＬ上に位置するため、バットレス部１８を過度に窪ませることがなく、凹凸部５０におけるクラックの発生を抑えることができる。

また、凹凸部５０を構成する凹溝５２及び凸条５４の子午線断面形状が互いに略同一形状であると、凹凸部５０に作用する撓み応力が局所的に集中することなく凹凸部５０全体に分散されやすくなる。そのため、クラックの発生を抑えつつ凹凸部５０がタイヤ径方向Ｒに撓み変形しやすくなり、トレッド接地端Ｅ近傍に発生する偏摩耗を抑えることができる。

また、凹凸部５０を構成する凹溝５２及び凸条５４の子午線断面形状がタイヤ径方向Ｒに滑らかな曲面で連続する波形状をなしているため、凹凸部５０に作用する撓み応力が局所的に集中することなく凹凸部５０全体に分散されやすくなる。そのため、クラックの発生を抑えつつ凹凸部５０がタイヤ径方向Ｒに撓み変形しやすくなり、トレッド接地端Ｅ近傍に発生する偏摩耗を抑えることができる。

なお、本実施形態では、凹凸部５０に３本の凹溝５２と２本の凸条５４を設ける場合について説明したが、本発明はこれに限定されず、４本以上の凹溝５２と３本以上の凸条５４を凹凸部５０に設けてもよい。

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。

以下、本発明を実施例によって更に具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

実施例１及び比較例１及び２の空気入りタイヤ（タイヤサイズ：２９５／７５Ｒ２２．５）を試作した。これらの各テストタイヤは、タイヤ内部構造と基本的なトレッドパターンを同一とし、バットレス部１８に設ける凹凸部の形状を変更して作製した。

具体的には、実施例１は、図１〜図３に示す空気入りタイヤである。比較例１は、図４に示す空気入りタイヤであって、バットレス部１８に凹凸部５０が設けられていない例である。比較例２は図５に示す空気入りタイヤであって、バットレス部１８に３本の凹溝１５２と２本の凸条１５４と有する凹凸部１５０が設けられているが、子午線断面において凹溝１５２と凸条１５４がタイヤ径方向Ｒに連続した波形状となっていない例である。

なお、実施例１及び比較例２の空気入りタイヤに設けた凹溝５２及び１５２の深さｄは５．５ｍｍ、開口幅Ｔは８．５ｍｍである。

実施例１及び比較例１及び２の各空気入りタイヤについて下記評価を行った。
・耐偏摩耗性
長距離輸送トラックのトラクターヘッドの前輪にテストタイヤを装着し、乾燥路面を８万ｋｍ走行後に、段差摩耗した部分の幅をタイヤ幅方向にて測定し、その逆数を指数評価した。なお、評価は比較例１を１００としたときの指数評価で示し、数値が大きいほど良好な耐偏摩耗性能を示す。

結果は、表１に示すとおりである。実施例１では、深さｄ及び開口幅Ｔが同じ凹溝を同一本数設けた比較例２に比べて耐偏摩耗性が大幅に向上した。

１０…空気入りタイヤ、１２…ビード部、１４…サイドウォール部、１６…トレッド部、１８…バットレス部、２０…カーカスプライ、２２…ビードコア、２４…インナーライナー、２６…ベルト、２６Ａ…第１ベルト、２８…トレッドゴム、３６…主溝、３６Ａ…センター主溝、３６Ｂ…ショルダー主溝、３８…中央陸部、４０…中間陸部、４２…ショルダー陸部、５０…凹凸部、５２…凹溝、５４…凸条

Claims (4)

1. 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と、前記バットレス部に設けられた凹凸部とを備え、
   前記凹凸部は、タイヤ周方向に沿って設けられた３本以上の凹溝と、前記凹溝の間に設けられた２本以上の凸条とを備え、子午線断面において前記凹溝と前記凸条がタイヤ径方向に交互に連続して形成された波形状をなしており、
   前記凸条の頂部が前記バットレス部の外形ライン上に位置する空気入りタイヤ。
2. 前記凹凸部の子午線断面は、前記凹溝と前記凸条とが曲面で連続して形成された波形状をなしている請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記凹溝の深さが１．５ｍｍ以上３．５ｍｍ以下である請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記凹溝の開口幅が１．５ｍｍ以上５．５ｍｍ以下である請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

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