JP5556841B2

JP5556841B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP5556841B2
Application number: JP2012085595A
Authority: JP
Inventors: 正和丹羽
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2012-04-04
Filing date: 2012-04-04
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2032-04-04
Also published as: CN103358826B; JP2013216114A; DE102013205457A1; US20130263993A1; CN103358826A

Description

本発明は、サイドウォール部にプロテクターを備えた空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、プロテクター自体の損傷を抑制し、プロテクターに基づく保護効果を有効に機能させることを可能にした空気入りタイヤに関する。

未舗装路を走行するための空気入りタイヤは、サイドウォール部に損傷を受け易い。そのため、このような用途で使用される空気入りタイヤにおいて、サイドウォール部にタイヤ表面から突出してタイヤ周方向に連続する複数本のプロテクターを同軸的に形成することが提案されている（特許文献１〜２参照）。

上述の空気入りタイヤでは、プロテクターに大きな強度を付与するために、各プロテクターのタイヤ子午線断面形状を台形状や半円柱形状としている。しかしながら、プロテクターが岩や鋭利な石等と接触した場合、プロテクター自体が損傷し、その損傷が成長してカーカス層まで到達することがある。そして、プロテクターの損傷がカーカス層まで到達するとパンク等の故障が発生し易くなるという問題がある。

特開２０００−３１３２０９号公報特開２００３−１１６２０号公報

本発明の目的は、プロテクター自体の損傷を抑制し、プロテクターに基づく保護効果を有効に機能させ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、これら一対のビード部間に２層もしくはそれ以上のカーカス層を装架し、これらカーカス層のうち少なくとも２層の補強コードをタイヤ径方向に対する傾斜角度を２°〜２０°の範囲にして層間で互いに交差するように配置し、前記トレッド部におけるカーカス層の外周側に複数層のベルト層を配置した空気入りタイヤにおいて、前記サイドウォール部にタイヤ表面から突出してタイヤ周方向に連続する複数本のプロテクターを同軸的に配置し、各プロテクターをタイヤ子午線断面において三角形状に形成し、前記プロテクターの頂点からタイヤ径方向外側に向かって延在する傾斜面のタイヤ径方向に対する傾斜角度αを３０°〜４０°とし、前記プロテクターの頂点からタイヤ径方向内側に向かって延在する傾斜面のタイヤ軸方向に対する傾斜角度βを５°〜１５°とすると共に、最もビード部側に位置するプロテクターの頂点からタイヤ最大外径位置までのタイヤ径方向の距離Ｈ１をタイヤ断面高さＳＨの５０％〜５５％の範囲に設定し、最もトレッド部側に位置するプロテクターの頂点からタイヤ最大外径位置までのタイヤ径方向の距離Ｈ２をタイヤ断面高さＳＨの１５％〜２０％の範囲に設定し、前記プロテクターの頂点の相互間隔Ｗを１０ｍｍ〜２０ｍｍとし、前記プロテクターの高さＤを３ｍｍ〜８ｍｍとしたことを特徴とするものである。

本発明では、サイドウォール部にタイヤ表面から突出してタイヤ周方向に連続する複数本のプロテクターを同軸的に配置し、各プロテクターをトレッド部側が鋭角となるような三角形状に形成することにより、プロテクターが岩や鋭利な石等と接触した際の衝撃エネルギーを逃がし、プロテクター自体の損傷を最小限に抑制することができる。そのため、プロテクターの損傷がカーカス層まで到達することに起因するパンク等の故障を防止し、プロテクターに基づく保護効果を有効に機能させることが可能になる。

本発明において、プロテクターの頂点の相互間隔Ｗは１０ｍｍ〜２０ｍｍとし、プロテクターの高さＤが３ｍｍ〜８ｍｍとすることが必要である。これにより、プロテクター自体の損傷を最小限に抑制しながら、プロテクターに基づく保護効果を十分に発揮することができる。

また、最もビード部側に位置するプロテクターの頂点からタイヤ最大外径位置までのタイヤ径方向の距離Ｈ１はタイヤ断面高さＳＨの５０％〜５５％の範囲に設定し、最もトレッド部側に位置するプロテクターの頂点からタイヤ最大外径位置までのタイヤ径方向の距離Ｈ２はタイヤ断面高さＳＨの１５％〜２０％の範囲に設定することが必要である。これにより、プロテクターに基づく保護効果をより効果的に発揮することができる。

更に、カーカス層を２層もしくはそれ以上とし、これらカーカス層のうち少なくとも２層の補強コードを層間で互いに交差するように配置することが必要である。このようなカーカス構造は剛性が高く未舗装路走行時や競技において有効である。

本発明の空気入りタイヤは、その用途が限定されるものではないが、未舗装路走行用、競技用、四輪車用として好適である。

本発明において、各種寸法はタイヤを正規リムにリム組して正規内圧を充填した状態にて測定されるものである。「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“ＤｅｓｉｇｎＲｉｍ”、或いはＥＴＲＴＯであれば“ＭｅａｓｕｒｉｎｇＲｉｍ”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“ＴＩＲＥＲＯＡＤＬＩＭＩＴＳＡＴＶＡＲＩＯＵＳＣＯＬＤＩＮＦＬＡＴＩＯＮＰＲＥＳＳＵＲＥＳ”に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば“ＩＮＦＬＡＴＩＯＮＰＲＥＳＳＵＲＥ”であるが、タイヤが乗用車である場合には１８０ｋＰａとする。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線半断面図である。図１の空気入りタイヤの輪郭を示す図である。図１の空気入りタイヤのプロテクターの輪郭を示す図である。図１の空気入りタイヤのプロテクターの輪郭を示す他の図である。従来の空気入りタイヤの輪郭を示す図である。従来の他の空気入りタイヤの輪郭を示す図である。

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４は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示すものである。なお、本実施形態の空気入りタイヤは、図１においてタイヤ中心線ＣＬを境界とする片側部分が描写されているが、そのタイヤ中心線ＣＬの両側で対称構造を有している。また、Ｒは上記空気入りタイヤが組み付けられるホイールのリムである。

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、該トレッド部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。

一対のビード部３，３間には２層のカーカス層４が装架されている。これらカーカス層４はタイヤ径方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、その補強コードが層間で互いに交差するように配置されている。カーカス層４において、補強コードのタイヤ径方向に対する傾斜角度は例えば２°〜２０°の範囲に設定されている。カーカス層４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いる。カーカス層４の補強コードとしては、有機繊維コードが好ましく使用される。ビードコア５の外周上には断面三角形状のゴム組成物からなるビードフィラー６が配置されている。

一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層のベルト層７が埋設されている。これらベルト層７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７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７の補強コードとしては、スチールコードが好ましく使用される。ベルト層７の外周側には、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層のベルトカバー層８を配置されている。ベルトカバー層８は少なくとも１本の補強コードを引き揃えてゴム被覆してなるストリップ材をタイヤ周方向に連続的に巻回したジョイントレス構造とすることが望ましい。また、ベルトカバー層８はベルト層７の幅方向の全域を覆うように配置しても良く、或いは、ベルト層７の幅方向外側のエッジ部のみを覆うように配置しても良い。ベルトカバー層８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。

なお、上述したタイヤ内部構造は空気入りタイヤにおける代表的な例を示すものであるが、これに限定されるものではない。また、トレッド部１にはトラクションや排水を担持するための複数本の溝が適宜形成される。

上記空気入りタイヤにおいて、図１〜図４に示すように、サイドウォール部２にはタイヤ表面Ｓから突出する複数本のプロテクター１１が形成されている。プロテクター１１はタイヤ周方向に連続するように環状をなし、不図示のタイヤ回転軸を中心として同軸的に配置されている。各プロテクター１１はタイヤ子午線断面において三角形状をなし、その頂点Ｐからタイヤ径方向外側に向かって延在する傾斜面Ｓ１と該頂点Ｐからタイヤ径方向内側に向かって延在する傾斜面Ｓ２とを有している。図４に示すように、傾斜面Ｓ１のタイヤ径方向に対する傾斜角度αは３０°〜４０°の範囲に設定され、傾斜面Ｓ２のタイヤ軸方向に対する傾斜角度βは５°〜１５°の範囲に設定されている。つまり、各プロテクター１１はトレッド部側が鋭角となるような三角形状（くさび型）に形成されている。

上記空気入りタイヤでは、サイドウォール部２にタイヤ表面Ｓから突出してタイヤ周方向に連続する複数本のプロテクター１１を同軸的に配置しているので、荒れ地等の未舗装路走行時にプロテクター１１がサイドウォール部２を保護するように機能する。また、各プロテクター１１をトレッド部側が鋭角となるような三角形状に形成しているので、プロテクター１１が岩や鋭利な石等と接触した際の衝撃エネルギーを逃がし、プロテクター１１自体の損傷を最小限に抑制することができる。そのため、プロテクター１１の損傷がカーカス層４まで到達することに起因するパンク等の故障を防止し、プロテクター１１に基づく保護効果を有効に機能させることが可能になる。

これに対して、従来のようにプロテクター２１の断面形状を台形状（図５参照）や半円柱形状（図６参照）とした場合、プロテクター２１が岩や鋭利な石等と接触した際の衝撃エネルギーをそのまま受け止めることになるため、プロテクター２１自体が損傷し易くなる。そして、プロテクター２１の損傷がカーカス層まで到達すると、それに起因してパンク等の故障を招く恐れがある。

ここで、プロテクター１１の傾斜面Ｓ１のタイヤ径方向に対する傾斜角度αが下限値を下回るとプロテクター１１による保護効果が低下し、逆に上限値を上回るとプロテクター１１が損傷し易くなる。また、プロテクター１１の傾斜面Ｓ２のタイヤ軸方向に対する傾斜角度βが下限値を下回るとプロテクター１１が損傷し易くなり、逆に上限値を上回るとプロテクター１１による保護効果が低下する。

また、上述した空気入りタイヤにおいて、図３に示すように、プロテクター１１の頂点Ｐの相互間隔Ｗは１０ｍｍ〜２０ｍｍの範囲、より好ましくは、１２ｍｍ〜１８ｍｍの範囲に設定され、プロテクター１１の高さＤは３ｍｍ〜８ｍｍの範囲、より好ましくは、４ｍｍ〜６ｍｍの範囲に設定されている。プロテクター１１の高さＤはタイヤ表面Ｓからの突出量であるが、このタイヤ表面Ｓの位置はサイドウォール部２の外表面のタイヤ子午線断面での曲率半径Ｒで描写される仮想曲線に基づいて特定されるものである。

このようにプロテクター１１の頂点Ｐの相互間隔Ｗ及びプロテクター１１の高さＤを規定することにより、プロテクター１１の損傷を最小限に抑制しながら、プロテクター１１に基づく保護効果を十分に発揮することができる。ここで、プロテクター１１の頂点Ｐの相互間隔Ｗが下限値を下回ると傾斜角度αを小さくすることが困難になるためプロテクター１１が損傷し易くなり、逆に上限値を上回るとプロテクター１１による保護効果が低下する。また、プロテクター１１の高さＤが下限値を下回るとプロテクター１１による保護効果が低下し、逆に上限値を上回るとプロテクター１１が損傷し易くなる。

更に、上記空気入りタイヤにおいて、最もビード部側に位置するプロテクター１１の頂点Ｐからタイヤ最大外径位置までのタイヤ径方向の距離Ｈ１はタイヤ断面高さＳＨの５０％〜５５％の範囲に設定され、最もトレッド部側に位置するプロテクター１１の頂点Ｐからタイヤ最大外径位置までのタイヤ径方向の距離Ｈ２はタイヤ断面高さＳＨの１５％〜２０％の範囲に設定されている。

このようにプロテクター１１の配置領域を適正化することにより、プロテクター１１に基づく保護効果をより効果的に発揮することができる。ここで、最もビード部側に位置するプロテクター１１を上記範囲よりもビード部側に配置したり、最もトレッド部側に位置するプロテクター１１を上記範囲よりもトレッド部側に配置しても、それ以上の保護効果は期待できず無駄である。また、最もビード部側に位置するプロテクター１１を上記範囲よりもトレッド部側に配置したり、最もトレッド部側に位置するプロテクター１１を上記範囲よりもビード部側に配置した場合、プロテクター１１による保護効果が低下する。

上述した実施形態の空気入りタイヤでは、カーカス層を２層構造とし、これらカーカス層を補強コードが層間で互いに交差するように配置したものであるが、このようなカーカス構造は剛性が高く未舗装路走行時やレース等の競技において有効である。このような空気入りタイヤは、未舗装路走行用、競技用、四輪車用として好適である。

タイヤサイズ２０５／６５Ｒ１５で、一対のビード部間に２層のカーカス層を装架し、トレッド部におけるカーカス層の外周側に２層のベルト層を配置し、該ベルト層の外周側に２層のベルトカバー層（エッジカバー）を配置した空気入りタイヤにおいて、図１のようにサイドウォール部にタイヤ表面から突出してタイヤ周方向に連続する複数本のプロテクターを同軸的に配置し、各プロテクターをタイヤ子午線断面において三角形状に形成し、プロテクターの頂点からタイヤ径方向外側に向かって延在する傾斜面のタイヤ径方向に対する傾斜角度α、プロテクターの頂点からタイヤ径方向内側に向かって延在する傾斜面のタイヤ軸方向に対する傾斜角度β、プロテクターの頂点の相互間隔Ｗ、プロテクターの高さＤ、プロテクターのボリューム、最もビード部側に位置するプロテクターの頂点からタイヤ最大外径位置までのタイヤ径方向の距離Ｈ１とタイヤ断面高さＳＨとの比率（Ｈ１／ＳＨ×１００％）、最もトレッド部側に位置するプロテクターの頂点からタイヤ最大外径位置までのタイヤ径方向の距離Ｈ２とタイヤ断面高さＳＨとの比率（Ｈ２／ＳＨ×１００％）を表１及び表２のように設定した実施例１、参考例１〜３及び比較例１〜６のタイヤを製作した。

比較のため、サイドウォール部のプロテクターを図５のような断面形状にしたこと以外は実施例１と同じ構造を有する従来例１と、サイドウォール部のプロテクターを図６のような断面形状にしたこと以外は実施例１と同じ構造を有する従来例２と、サイドウォール部のプロテクターを設けていないこと以外は実施例１と同じ構造を有する従来例３とを用意した。

プロテクターのボリュームとは、各プロテクターのタイヤ表面から突き出した部分のボリュームであり、最もトレッド部側のプロテクターのボリュームをＰ１とし、ビード部側に向かって順次Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５としている。このボリュームは従来例１の最もトレッド部側のプロテクターのボリュームを１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほどプロテクターのボリュームが大きいことを意味ずる。

また、各試験タイヤにおいて、カーカス層としては６６ナイロン繊維コード（１４００ｄｔｅｘ／２）を５５本／ｍｍの打ち込み密度で配列したものを使用し、ベルト層としてはスチールコード（２＋２×０．２５ｍｍ）を４０本／ｍｍの打ち込み密度で配列したものを使用し、ベルトカバー層としては６６ナイロン繊維コード（９４０ｄｔｅｘ／２）を５０本／ｍｍの打ち込み密度で配列したものを使用した。２層のベルトカバー層の幅はそれぞれ２５ｍｍ及び３５ｍｍとした。

これら試験タイヤについて、下記の評価方法により、損傷度合いを評価し、その結果を表１及び表２に併せて示した。

損傷度合い：
各試験タイヤをリムサイズ１５×７．５ＪＪのホイールに組み付けて過給器付きエンジンを搭載した排気量２０００ｃｃの四輪駆動車の装着し、空気圧１８０ｋＰａの条件にて、オフロード（未舗装路）のテストコース及びテスト用に占有した山岳コース（岩や鋭利な石が散在する山岳路）において、テストドライバーが１６０ｋｍの距離を走行し、その際の故障発生状況を目視にて調べた。評価結果は、以下の基準に基づいて１０段階で判定した。
１：表面の損傷のみ（深さ１ｍｍ未満）
２：表面の損傷のみ（深さ１ｍｍ以上３ｍｍ未満）
３：表面の損傷のみ（深さ３ｍｍ以上５ｍｍ未満）
４：プロテクターの欠損あり（軽度の欠け）
５：プロテクターの欠損あり（重度の欠け）又は深さ５ｍｍ以上の損傷
６：プロテクターの欠損あり（全体の欠け）
７：カーカス層まで達する損傷あり（最外カーカス層が露出する程度）
８：カーカス層まで達する損傷あり（カーカス層に軽度の損傷あり）
９：カーカス層まで達する損傷あり（カーカス層に重度の損傷あり）
10：バースト（１６０ｋｍ走行不可）

表１から判るように、実施例１及び参考例１〜３のタイヤは、従来例１〜３との対比において、損傷度合いが極めて低いものであり、特に、プロテクターの損傷は殆ど見られなかった。一方、比較例１〜６のタイヤは、プロテクター形状を規定する寸法要件が所定の範囲から外れているため、プロテクターに基づく保護効果が不十分であり、損傷度合いの改善効果が不十分であった。

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
５ビードコア
６ビードフィラー
７ベルト層
８ベルトカバー層
１１プロテクター

Claims

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、これら一対のビード部間に２層もしくはそれ以上のカーカス層を装架し、これらカーカス層のうち少なくとも２層の補強コードをタイヤ径方向に対する傾斜角度を２°〜２０°の範囲にして層間で互いに交差するように配置し、前記トレッド部におけるカーカス層の外周側に複数層のベルト層を配置した空気入りタイヤにおいて、前記サイドウォール部にタイヤ表面から突出してタイヤ周方向に連続する複数本のプロテクターを同軸的に配置し、各プロテクターをタイヤ子午線断面において三角形状に形成し、前記プロテクターの頂点からタイヤ径方向外側に向かって延在する傾斜面のタイヤ径方向に対する傾斜角度αを３０°〜４０°とし、前記プロテクターの頂点からタイヤ径方向内側に向かって延在する傾斜面のタイヤ軸方向に対する傾斜角度βを５°〜１５°とすると共に、最もビード部側に位置するプロテクターの頂点からタイヤ最大外径位置までのタイヤ径方向の距離Ｈ１をタイヤ断面高さＳＨの５０％〜５５％の範囲に設定し、最もトレッド部側に位置するプロテクターの頂点からタイヤ最大外径位置までのタイヤ径方向の距離Ｈ２をタイヤ断面高さＳＨの１５％〜２０％の範囲に設定し、前記プロテクターの頂点の相互間隔Ｗを１０ｍｍ〜２０ｍｍとし、前記プロテクターの高さＤを３ｍｍ〜８ｍｍとしたことを特徴とする空気入りタイヤ。
未舗装路走行用タイヤ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。
競技用タイヤであ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。
四輪車用タイヤ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。