JP6724450B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、ビード部の耐久性能、オフロード性能、及び、耐カット性能をバランス良く向上させた空気入りタイヤに関する。

例えば、四輪駆動車等に装着される空気入りタイヤにあっては、泥濘地での走行性能であるマッド性能や岩場等での走行性能であるロック性能（これら両性能を合わせて、以下、「オフロード性能」という場合がある。）を有することが望まれている。オフロード性能を高めるために、バットレス部にタイヤ軸方向に突出する複数のサイドプロテクタを設けた空気入りタイヤが提案されている。この空気入りタイヤは、サイドプロテクタと、岩との引掛け・摩擦によるトラクションや、サイドプロテクタ間に形成される溝状部に入り込んだ泥をせん断することによってトラクションを発揮する。また、このような空気入りタイヤは、サイドプロテクタが岩や灌木等と衝突することで、ゴム厚さが小さいサイドウォール部の他の部分のカット傷を防止し、優れた耐カット性能を提供する。

オフロード性能や耐カット性能を、さらに高めるために、サイドプロテクタの突出高さを大きくする試みがなされている。しかしながら、このような方法は、タイヤのバットレス部の質量が過度に増加し、ひいては、ビード部が大きく撓むため、ビード部の耐久性能が悪化するという問題があった。

特開２０１２−６４４９号公報

本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、ビード部の耐久性能、オフロード性能、及び、耐カット性能をバランス良く向上し得る空気入りタイヤを提供することを主たる目的としている。

本発明は、サイドウォール部のタイヤ半径方向外側の領域であるバットレス部を有する空気入りタイヤであって、前記バットレス部の外面には、タイヤ軸方向外側に突出しかつタイヤ周方向に並ぶ複数個のサイドプロテクタと、前記サイドプロテクタ間に形成される溝状部とが設けられ、前記溝状部のタイヤ周方向長さは、前記サイドプロテクタのタイヤ周方向長さの５０％〜７０％であることを特徴とする。

本発明にかかる空気入りタイヤは、タイヤ子午線断面において、前記溝状部が、タイヤ軸方向外側に突出する頂点を有する略三角形状の突部が設けられているのが望ましい。

本発明にかかる空気入りタイヤは、前記頂点とトレッド端とのタイヤ半径方向の距離が、２０〜５０mmであるのが望ましい。

本発明にかかる空気入りタイヤは、前記頂点が、その両側の前記サイドプロテクタを連続してタイヤ周方向にのびているのが望ましい。

本発明にかかる空気入りタイヤは、タイヤ子午線断面において、前記突部が、その突出高さが、前記サイドプロテクタの突出高さよりも小さいのが望ましい。

本発明にかかる空気入りタイヤは、前記突部が、２〜８mmの突出高さを有するのが望ましい。

本発明にかかる空気入りタイヤは、前記サイドプロテクタが、５〜１０mmの突出高さを有するのが望ましい。

本発明の空気入りタイヤは、バットレス部の外面に、タイヤ軸方向外側に突出しかつタイヤ周方向に並ぶ複数個のサイドプロテクタと、サイドプロテクタ間に形成される溝状部とが設けられている。このような空気入りタイヤは、サイドプロテクタと岩との接触によるトラクションや、溝状部で泥をせん断することによるトラクションを発揮する。また、サイドプロテクタが、タイヤの他の部分が岩等と衝突するのを防いでカット傷の発生を抑制する。従って、オフロード性能と耐カット性能とが向上する。

溝状部のタイヤ周方向長さは、サイドプロテクタのタイヤ周方向長さの５０％〜７０％とされる。これにより、サイドプロテクタのタイヤ周方向長さが最適化される、耐カット性能を損なわずにバットレス部の質量の増加が抑制される。従って、本発明の空気入りタイヤは、ビード部の耐久性能が維持されるとともに、オフロード性能と耐カット性能とが向上する。

本発明の一実施形態の空気入りタイヤのタイヤ子午線断面図である。 図１の空気入りタイヤのトレッド部の展開図である。 図１の空気入りタイヤの斜視図である。 図１の空気入りタイヤのバットレス部の側面図である。 図１の空気入りタイヤのバットレス部の拡大図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１は、本発明の一実施形態を示す空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」ということがある）１の正規状態のタイヤ回転軸（図示省略）を含むタイヤ子午線断面図である。「正規状態」とは、タイヤ１が正規リム（図示省略）にリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷の状態である。本明細書では、特に断りがない場合、タイヤ１の各部の寸法等は、この正規状態において測定される値である。

「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、各規格がタイヤ毎に定めているリムであり、例えばJATMAであれば"標準リム"、TRAであれば "Design Rim" 、ETRTOであれば "Measuring Rim"である。また、「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。タイヤが乗用車用である場合は、正規内圧は、１８０kPaである。

本実施形態のタイヤ１は、例えば、四輪駆動車用のオールシーズン用タイヤとして好適に利用される。

本実施形態のタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るトロイド状のカーカス６と、トレッド部２の内部かつカーカス６のタイヤ半径方向外側に配されるベルト層７とを含むコード補強層が配される。

カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して例えば７０〜９０°の角度で配列した少なくとも１枚、本例では２枚のカーカスプライ６Ａ、６Ｂから形成される。本実施形態の各カーカスプライ６Ａ、６Ｂは、それぞれ、ビードコア５、５間を跨るトロイド状の本体部６ａと、ビードコア５の回りで折り返される折返し部６ｂとを有する。ビード部４には、例えば本体部６ａと折返し部６ｂとの間を通ってビードコア５からタイヤ半径方向外側にのびるビード補強用のビードエーペックスゴム８が配される。

ベルト層７は、ベルトコードをタイヤ周方向に対して例えば１０〜４５°の角度で配列した少なくとも１枚、本実施形態では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから形成される。ベルトコードは、プライ間で互いに交差する向きに配列されている。カーカス６、ベルト層７等は、このような態様に限定されるものではない。

図２は、図１のタイヤ１のトレッド部２の展開図である。図３は、タイヤ１の斜視図である。図２及び３に示されるように、本実施形態のトレッド部２には、タイヤ赤道Ｃの両側をタイヤ周方向に並ぶクラウンブロック１０、及び、クラウンブロック１０よりもトレッド端Ｔｅ側をタイヤ周方向に並ぶショルダーブロック１１が設けられている。タイヤ周方向に並ぶショルダーブロック１１、１１間には、トレッド端Ｔｅに連通する横溝１２が設けられる。

前記「トレッド端」Ｔｅは、正規状態のタイヤ１に、正規荷重を負荷してキャンバー角０度で平面に接地させたときの最もタイヤ軸方向外側の接地位置として定められる。正規状態において、両トレッド端Ｔｅ、Ｔｅ間のタイヤ軸方向の距離がトレッド幅ＴＷとして定められる。

「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であれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ETRTOであれば "LOAD CAPACITY" である。タイヤが乗用車用の場合、正規荷重は、前記荷重の８８％に相当する荷重である。

クラウンブロック１０は、本実施形態では、その踏面が、タイヤ赤道Ｃからタイヤ周方向の一方側へ傾斜する第１傾斜部１０ａと、第１傾斜部１０ａとは逆向きかつ第１傾斜部１０ａよりも大きい第２傾斜部１０ｂとを含む略Ｖ字状である。なお、クラウンブロック１０の形状は、このような態様に限定されるものではない。

ショルダーブロック１１は、本実施形態では、その踏面が、トレッド端Ｔｅ側からタイヤ赤道Ｃ側にタイヤ軸方向にのびる軸方向部１１ａと、軸方向部１１ａのタイヤ軸方向内側に連なりかつタイヤ周方向の一方側へ傾斜する傾斜部１１ｂとを含んでいる。なお、ショルダーブロック１１の形状は、このような態様に限定されるものではない。

本実施形態のショルダーブロック１１は、第１ショルダーブロック１１Ａと、第２ショルダーブロック１１Ｂとで構成されている。第１ショルダーブロック１１Ａと第２ショルダーブロック１１Ｂとは、タイヤ周方向に交互に並べられている。

第１ショルダーブロック１１Ａは、本実施形態では、第１エッジ１３ａと側面１３ｂと一対の壁面１３ｃ、１３ｃとを有している。第１エッジ１３ａは、第１ショルダーブロック１１Ａの踏面のタイヤ軸方向の外側の接地端を画定する。本実施形態の第１エッジ１３ａは、タイヤ周方向に沿って直線状にのびかつトレッド端Ｔｅよりもタイヤ軸方向内側に配されている。側面１３ｂは、第１エッジ１３ａからタイヤ軸方向外側にのびタイヤ半径方向内側に傾斜している。壁面１３ｃは、第１エッジ１３ａのタイヤ軸方向内外にのびている。

第２ショルダーブロック１１Ｂは、本実施形態では、第２エッジ１４ａと側面１４ｂと一対の壁面１４ｃ、１４ｃとを有している。第２エッジ１４ａは、第２ショルダーブロック１１Ｂの踏面のタイヤ軸方向の外側の接地端を画定する。本実施形態の第２エッジ１４ａは、タイヤ周方向に沿って直線状にのびかつトレッド端Ｔｅを形成している。側面１４ｂは、第２エッジ１４ａからタイヤ軸方向外側にのびタイヤ半径方向内側に傾斜している。壁面１４ｃは、第２エッジ１４ａのタイヤ軸方向内外にのびている。本実施形態では、タイヤ周方向で隣り合う第１ショルダーブロック１１Ａの壁面１３ｃと第２ショルダーブロック１１Ｂの壁面１４ｃとが横溝１２を形成している。

タイヤ１は、サイドウォール部３のタイヤ半径方向外側の領域であるバットレス部Ｂを有している。図１に示されるように、バットレス部Ｂの外面Ｂａは、タイヤ子午線断面において、ショルダーブロック１１、１１間の横溝１２の溝底１２Ｓからタイヤ半径方向内側に滑らかにのびる輪郭線Ｓとして形成される。輪郭線Ｓは、部分的に形成される凹凸（例えば、装飾用のセレーション、標章表示用のリブ、保護用のプロテクトタなど）を排除して特定される滑らかな曲線を意味する。

バットレス部Ｂの外面Ｂａには、タイヤ軸方向外側に突出しかつタイヤ周方向に並ぶ複数個のサイドプロテクタ２０と、サイドプロテクタ２０、２０間に形成される溝状部２１とが設けられている。このようなタイヤ１は、サイドプロテクタ２０と岩との接触によるトラクションや、溝状部２１で泥をせん断することによるトラクションを発揮する。また、サイドプロテクタ２０が、ゴム厚さが小となる溝状部２１において、岩等との衝突によるカット傷の発生を抑制してゴム厚さを確保する。従って、オフロード性能及び耐カット性能が向上する。

図４に示されるように、溝状部２１のタイヤ周方向長さＷ１は、サイドプロテクタ２０のタイヤ周方向長さＷ２の５０％〜７０％である。溝状部２１の前記長さＷ１がサイドプロテクタ２０の前記長さＷ２の５０％未満の場合、サイドプロテクタ２０の容積が大きくなり、タイヤ１のバットレス部Ｂの質量が過度に増加し、ひいては、ビード部４が大きく撓むため、ビード部４の耐久性能が悪化する。溝状部２１の前記長さＷ２がサイドプロテクタ２０の前記長さＷ１の７０％を超える場合、サイドプロテクタ２０の容積が小さくなり、サイドプロテクタ２０と岩との接触によるトラクションや、溝状部２１で泥をせん断することによるトラクションが小さくなる。また、サイドプロテクタ２０が、ゴム厚さが小となる溝状部２１において、岩等との衝突によるカット傷の発生を抑制できない。なお、溝状部２１の前記長さＷ１及びサイドプロテクタ２０の前記長さＷ２は、タイヤ半径方向の同じ高さ位置で測定された長さである。

サイドプロテクタ２０は、外面Ｂａからタイヤ軸方向外側にのびる一対の側壁面２０ａ、２０ａと、一対の側壁面２０ａ、２０ａのタイヤ軸方向外縁を継ぐ外側面２０ｂとを含んでいる。側壁面２０ａ、２０ａ間では、溝状部２１が形成されている。また、各側壁面２０ａは、本実施形態では、第１ショルダーブロック１１Ａの壁面１３ｃ又は第２ショルダーブロック１１Ｂの壁面１４ｃと滑らかに連続している。外側面２０ｂのタイヤ半径方向の最も外側には、タイヤ周方向にのびるエッジである外縁２０ｔを有している。

図１に示されるように、タイヤ子午線断面において、サイドプロテクタ２０は、本実施形態では、突出高さＨ１が実質的に一定な矩形ブロック状で形成されている。しかしながら、サイドプロテクタ２０は、このような態様に限定されるものではなく、種々の形状が採用される。「実質的に一定」とは、本明細書では、突出高さＨ１の最大値と最小値との差が、突出高さＨ１の最大値の２０％以下の態様を含む意味である。

サイドプロテクタ２０は、その突出高さＨ１が、５〜１０mmであるのが望ましい。サイドプロテクタ２０の突出高さＨ１が５mm未満の場合、溝状部２１に入り込む泥の量が小さくなりせん断力や、岩との引掛け力が低下するので、オフロード性能や耐カット性能を高められないおそれがある。サイドプロテクタ２０の突出高さＨ１が１０mmを超える場合、バットレス部Ｂの質量が大きくなり、ビード部４の耐久性能が悪化するおそれがある。本明細書では、突出高さは、輪郭線Ｓに対する法線方向の最大高さである。

サイドプロテクタ２０は、本実施形態では、タイヤ最大幅位置Ｐｍ（図１に示す）よりもタイヤ半径方向外側に設けられている。これにより、耐カット性能やオフロード性能が発揮される。タイヤ最大幅位置Ｐｍは、輪郭線Ｓにおいてタイヤ軸方向外側に最も張り出す位置を意味する。

サイドプロテクタ２０の外側面２０ｂのタイヤ半径方向長さＬａ（図５に示す）は、オフロード性能とビード部４の耐久性能とをバランス良く高めるために、例えば、横溝１２の溝深さＤの１．５〜３倍程度が望ましい。同様の観点より、サイドプロテクタ２０の外縁２０ｔは、ビードベースラインからタイヤ断面高さの８０％〜９０％であるのが望ましい。

図４に示されるように、サイドプロテクタ２０は、第１プロテクタ部２２と第２プロテクタ部２３とを含んでいる。

第１プロテクタ部２２の外縁２０ｔは、第１ショルダーブロック１１Ａの側面１３ｂに接続されている。第２プロテクタ部２３の外縁２０ｔは、第２ショルダーブロック１１Ｂの側面１４ｂに接続されている。このようなサイドプロテクタ２０は、高い剛性を持つので、オフロード性能を向上する。

第１プロテクタ部２２は、タイヤ周方向の幅Ｗ１がタイヤ半径方向内側に向かって漸減している。このような第１プロテクタ部２２は、岩と接触しやすいタイヤ半径方向の外側部分で大きな容積を持つため、岩との接触時に大きなトラクションを発揮することができる。一方、岩との接触機会が少ない第１プロテクタ部２２のタイヤ半径方向の内側部分は、相対的に小さいタイヤ周方向の幅Ｗ１を有するため、その質量が低減される。従って、本実施形態のタイヤ１は、第１プロテクタ部２２による質量の増加を抑制しながら、優れたロック性能を発揮することができる。

第２プロテクタ部２３は、タイヤ周方向の幅Ｗ１がタイヤ半径方向内側に向かって漸増している。第２プロテクタ部２３と第１プロテクタ部２２とは、タイヤ周方向に交互に設けられている。これにより、本実施形態の溝状部２１は、その長手方向がタイヤ放射方向に対して傾斜している。このような溝状部２１は、タイヤ１の回転に伴って、両側の側壁面２０ａ、２０ａがタイヤ周方向の押圧力を発揮して、岩や泥を効果的に挟むことができる。従って、さらに優れたオフロード性能が発揮される。

第２プロテクタ部２３は、外側面２０ｂよりもタイヤ半径方向の内方で２つのブロックに分岐している。このような第２プロテクタ部２３は、エッジ成分が増加するため、岩との接触機会が大きくなり、トラクションが向上する。

図５に示されるように、タイヤ子午線断面において、溝状部２１には、タイヤ軸方向外側に突出する頂点２５ｔを有する略三角形状の突部２５が設けられている。このような突部２５は、溝状部２１でのゴム厚さを確保して、耐カット性能を効果的に高めるとともに、バットレス部Ｂの質量増加を抑制して、ビード部４の耐久性能の悪化を防止する。

突部２５は、本実施形態では、頂点２５ｔからタイヤ半径方向外側にのびる外の斜辺２５ａと、頂点２５ｔからタイヤ半径方向内側にのびる内の斜辺２５ｂとを含んでいる。外の斜辺２５ａ及び内の斜辺２５ｂは、輪郭線Ｓに滑らかに接続されている。

頂点２５ｔとトレッド端Ｔｅとのタイヤ半径方向の距離Ｌ１は、例えば、２０〜５０mmであるのが望ましい。一般に、トレッド端Ｔｅからタイヤ半径方向に２０mm未満の位置は、トレッド部２又はサイドウォール部３のゴム厚さが大きいところであるため、カット傷が発生した場合でも、走行性能への影響が小さい領域である。また、トレッド端Ｔｅからタイヤ半径方向に５０mmを超える位置では、岩や灌木等との接触するおそれが少ない位置である。このため、トレッド端Ｔｅからタイヤ半径方向に２０mm未満の位置又は５０mmを超える位置に頂点２５ｔを設けても、耐カット性能の向上効果はあまり期待できない。

突部２５の突出高さ（頂点２５ｔでの突出高さ）Ｈ２は、サイドプロテクタ２０の突出高さＨ１よりも小さいのが望ましい。突部２５の突出高さＨ２が、サイドプロテクタ２０の突出高さＨ１よりも大きい場合、溝状部２１内に入り込む泥の量が小さくなり、マッド性能が悪化するおそれがある。このような観点より、突部２５の突出高さＨ２は、２〜８mmが望ましい。

頂点２５ｔは、本実施形態では、その両側のサイドプロテクタ２０、２０を連続してタイヤ周方向にのびている。これにより、耐カット性能が大きく向上する。頂点２５ｔは、本実施形態では、頂点２５ｔの突出高さＨ２が一定で形成されている。しかしながら、このような態様に限定されるものではなく、例えば、サイドプロテクタ２０、２０間のタイヤ周方向の両側の頂点２５ｔからタイヤ周方向中央部の頂点２５ｔに向かって突出高さＨ２が漸増する態様でも良い（図示省略）。このようなタイヤ１は、さらにビード部４の耐久性能が向上する。

内の斜辺２５ｂのタイヤ半径方向長さＬｉは、外の斜辺２５ａのタイヤ半径方向長さＬｏよりも大きいのが望ましい。これにより、内の斜辺２５ｂのタイヤ軸方向に対する角度（図示省略）が、外の斜辺２５ａのタイヤ軸方向に対する角度（図示省略）よりも小さくなり、突部２５のタイヤ半径方向の剛性を高めることができる。このようなタイヤ１は、突部２５による質量増加を抑制しつつ耐カット性能を向上する。

突部２５のタイヤ半径方向の長さ（Ｌｉ＋Ｌｏ）は、サイドプロテクタ２０の外側面２０ｂのタイヤ半径方向の長さＬａよりも小さいのが望ましい。これにより、耐カット性能の悪化が抑制される。耐カット性能とオフロード性能とをバランス良く向上させるために、突部２５の前記長さ（Ｌｉ＋Ｌｏ）は、外側面２０ｂの前記長さＬａの３５％〜６５％が望ましい。

以上、本発明の実施形態について、詳述したが、本発明は例示の実施形態に限定されるものではなく、種々の態様に変形して実施しうるのは言うまでもない。

図１及び図２の基本構造及び基本パターンを有するサイズ２６５／７０Ｒ１７の空気入りタイヤが、表１の仕様に基づき試作され、それらについてオフロード性能（ロック性能・マッド性能）、耐カット性能及びビード部の耐久性能がテストされた。各試供タイヤは、サイドプロテクタ及び突部以外は、実質的に同じ仕様である。

＜ロック性能・マッド性能＞
各試供タイヤが、排気量２５００ccの四輪駆動車の全輪に装着された。そして、テストドライバーが、上記車両を岩や瓦礫等を含む岩場路面のテストコース及び泥濘路面のテストコースを走行させ、このときのトラクション性能に関する走行特性が、テストドライバーの官能により評価された。結果は、比較例１を１００とする評点で表示されている。数値が大きいほど良好である。

＜耐カット性能＞
上記車両を用いて、上述の岩場路面を約１５００km走行した後、溝状部に生じたカット傷の深さ及びカット傷の長さに基づいて総合的に評価した。結果は、比較例２を１００とする評点で表示されている。数値が大きいほど耐カット性能が良好である。

＜ビード部の耐久性能＞
各テストタイヤを台上試験装置上で、下記の条件で走行させた後、ビード部の表面温度が測定された。評価は、温度の逆数であり、比較例１の値を１００とする指数で表示されている。数値が大きいほどビード部の耐久性能が良好である。
走行速度：１００km／h
走行時間：２４時間
内圧：３５０kPa
荷重：正規荷重の１００％

テストの結果、実施例のタイヤは、比較例のタイヤに比べて、優れていることが確認できる。また、上記と異なるタイヤサイズについてもテストを行ったが、同じ傾向が示された。

１ 空気入りタイヤ
３ サイドウォール部
２０ サイドプロテクタ
２１ 溝状部
Ｂ バットレス部
Ｂａ バットレス部の外面

Claims (7)

1. サイドウォール部のタイヤ半径方向外側の領域であるバットレス部を有する空気入りタイヤであって、
   前記バットレス部の外面には、タイヤ軸方向外側に突出しかつタイヤ周方向に並ぶ複数個のサイドプロテクタと、前記サイドプロテクタ間に形成される溝状部とが設けられ、
   前記溝状部のタイヤ周方向長さは、前記サイドプロテクタのタイヤ周方向長さの５０％〜７０％であり、
   前記溝状部は、タイヤ軸方向外側に突出する頂点を有する略三角形状の突部が設けられており、
   前記突部は、前記頂点からタイヤ半径方向外側にのびる外の斜辺と、前記頂点からタイヤ半径方向内側にのびる内の斜辺とを含み、
   前記内の斜辺のタイヤ半径方向長さは、前記外の斜辺のタイヤ半径方向長さよりも大きいことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記突部は、前記溝状部に１つ設けられている請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記頂点とトレッド端とのタイヤ半径方向の距離は、２０〜５０mmである請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記頂点は、その両側の前記サイドプロテクタを連続してタイヤ周方向にのびている請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. タイヤ子午線断面において、
   前記突部は、その突出高さが、前記サイドプロテクタの突出高さよりも小さい請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記突部は、２〜８mmの突出高さを有する請求項１乃至５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
7. 前記サイドプロテクタは、５〜１０mmの突出高さを有する請求項１乃至６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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