JP2010036598A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】重量の増加や耐久性の低下を招くことなく、サイドウォール部の外傷を受け難くすることが可能な空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】左右のビード部３間にカーカス層４を延設し、トレッド部１のカーカス層４の外周側にベルト層７を配置した空気入りタイヤである。標準リムに装着し、最大負荷能力に対応する空気圧となるように空気を充填した内圧充填状態で、サイドウォール部２のタイヤ最大幅位置Ｐｍが、タイヤ断面高ＳＨの５０％の位置Ｐ１からタイヤ径方向外側の領域２ａに位置している。標準リムに装着する前の状態で、サイドウォール部２に延在するカーカス層４の断面形状が、タイヤ最大幅位置Ｐｍよりビード部２側のサイドウォール部分２ｂで直線状または外側に凹となる曲線状になっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、サイドウォール部の外傷を受け難くした空気入りタイヤに関する。

砂漠などの不整地を走行する場合、一般のアスファルト路面を走行する時よりタイヤの空気圧を低くし、それによりトレッド部のエンベロープ特性を高め、トレッド面を不整地に追従変形し易くしている。しかし、このように空気圧を低くすると、図３に示すように、接地時にタイヤ２０のサイドウォール部２１が一層タイヤ幅方向外側に大きく変形するようになるため、路面の障害物によりサイドウォール部２１が外傷を受け易くなる。

従来、空気入りタイヤのサイドウォール部における外傷の問題を解決する手法として、例えば、サイドウォール部の肉厚を厚くしたり、補強層をサイドウォール部に埋設し、耐外傷性を高めるようにした技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、これらの手法は、重量の増加や補強層に対する局部的な応力集中による耐久性の低下を招くという問題がある。
特開２００６−１６０１０６号公報

本発明の目的は、重量の増加や耐久性の低下を招くことなく、サイドウォール部の外傷を受け難くすることが可能な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本発明の空気入りタイヤは、左右のビード部間にカーカス層を延設し、トレッド部のカーカス層外周側にベルト層を配置した空気入りタイヤにおいて、規格で規定される標準リムに装着し、規格で規定される最大負荷能力に対応する空気圧となるように空気を充填した内圧充填状態で、サイドウォール部のタイヤ最大幅位置をタイヤ断面高ＳＨの５０％の位置からタイヤ径方向外側の領域に位置させる一方、前記標準リムに装着する前の状態で、サイドウォール部外表面の断面形状をタイヤ最大幅位置よりビード部側の部分で直線状または外側に凹となる曲線状にしたことを特徴とする。

上述した本発明によれば、サイドウォール部外表面の断面形状をタイヤ最大幅位置よりビード部側の部分で直線状または外側に凹となる曲線状にする一方、タイヤ最大幅位置をタイヤ断面高ＳＨの５０％の位置からタイヤ径方向外側の領域に位置させることで、サイドウォール部外表面の断面形状がタイヤ最大幅位置よりビード部側の部分で直線状または外側に凹となる曲線状になる領域を十分に確保することができる。その結果、低い空気圧で使用した時にサイドウォール部のビード部側が接地時に従来のようにタイヤ幅方向外側に大きく広がらなくなるので、サイドウォール部がタイヤ幅方向外側に大きく変形するのを防ぐことができる。よって、サイドウォール部が外傷を受け難くなる。他方、新たな補強層の追加や、サイドウォール部の肉厚を増加させる必要がないので、耐久性が低下したり重量が増加したりする問題が生じることがない。

以下、本発明の実施の形態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は、本発明の空気入りタイヤの一実施形態を示し、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。左右のビード部３間にカーカス層４が延設され、両端部がビード部３に埋設したビードコア５の周りにビードフィラー６を挟み込むようにしてタイヤ軸方向内側から外側に折り返されている。トレッド部１のカーカス層４の外周側には複数のベルト層７が設けられている。ビードコア５の外周側に配置される断面三角形状のビードフィラー６は、サイドウォール部２に向けて延在している。

規格で規定される標準リムに装着し、規格で規定される最大負荷能力に対応する空気圧となるように空気を充填した内圧充填状態で、サイドウォール部２のタイヤ最大幅位置Ｐｍがタイヤ断面高ＳＨの５０％の位置Ｐ１からタイヤ径方向外側の領域２ａに位置し、トレッド面８側にタイヤ最大幅位置Ｐｍを配置している。なお、ここで言うタイヤ最大幅位置Ｐｍとは、サイドウォール部２の表面における文字や記号など表面から突出する飾りの部分を除いた状態でのタイヤ最大幅となる位置、換言すると、カーカス層４が最大の幅となる位置である。

また、標準リムに装着する前の状態、即ち図１に示す状態では、サイドウォール部２の外表面２ｍの断面形状が、タイヤ最大幅位置Ｐｍよりビード部３側のサイドウォール部２の部分２ｂで外側に凹（内側に凸）となる所定の円弧からなる曲線状になっている。

なお、本発明で言う規格とは、ＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）の規格に該当するタイヤの場合にはＪＡＴＭＡ規格、ＪＡＴＭＡの規格に該当せずに、ＴＲＡ（米国タイヤ・リム協会）の規格に該当する場合にはＴＡＲ規格、ＥＴＲＴＯ（ヨーロッパタイヤ・リム技術機関）の規格に該当する場合にはＥＴＲＴＯ規格である。

このように構成した空気入りタイヤは、タイヤ最大幅位置Ｐｍをタイヤ断面高ＳＨの５０％の位置Ｐ１からタイヤ径方向外側の領域２ａに位置させることで、サイドウォール部２の外表面２ｍの断面形状が外側に凹となる曲線状になる領域を十分に確保することができる。そのため、空気圧を低くして使用した際に、図２に示すように、接地時にサイドウォール部２のビード部３側が図３の従来タイヤのようにタイヤ幅方向外側に開かなくなるので、サイドウォール部２がタイヤ幅方向外側に大きく変形するのを抑制することができる。従って、サイドウォール部２に対する外傷を受け難くすることが可能になる。新たな補強層の追加や、サイドウォール部の肉厚を増加させる必要がないので、耐久性の低下や重量の増加を招くこともない。

本発明において、タイヤ最大幅位置Ｐｍが位置する領域２ａの範囲Ｒ１としては、タイヤ断面高ＳＨの５０％の位置Ｐ１からタイヤ径方向外側の範囲であれば、上記効果の点から上限値は特に限定されるものではないが、実際のタイヤ構造上の観点からは、タイヤ断面高ＳＨの７０％の位置Ｐ２までとすることができる。タイヤ断面高ＳＨの５０％の位置Ｐ１よりタイヤ径方向内側にタイヤ最大幅位置Ｐｍがあると、サイドウォール部２の外表面２ｍの断面形状が外側に凹となる曲線状になる領域が不十分になるため、サイドウォール部２がタイヤ幅方向外側に大きく変形するのを効果的に抑制することが難しくなる。好ましくは、タイヤ断面高ＳＨの５５％の位置から７０％の位置Ｐ２までの範囲がよい。

トレッド展開幅ＴＤＷとしては、上記内圧充填状態において、タイヤ総幅ＳＷの８０％以上となるようにするのがよく、これによりショルダー部からサイドウォール部にかけてのタイヤ外表面のラインが、路面に対して垂直に近くなるため、受傷の可能性が低減する。トレッド展開幅ＴＤＷの上限値は、タイヤ総幅ＳＷの１００％以下である。なお、ここで言うトレッド展開幅ＴＤＷとは、タイヤ子午線断面において、トレッド面８のラインと両サイドウォール部２の外表面２ａのラインとの交点間の展開幅であるが、その交点の部分が円弧状のラインで形成されている場合は、トレッド面８を形成する円弧のラインの延長線とサイドウォール部外表面２ａを形成するラインの延長線とが交わる仮想点間の展開幅である。

また、上記内圧充填状態において、タイヤ最大幅位置Ｐｍでのサイドウォール部２の厚さをａ、タイヤ最大幅位置Ｐｍからトレッド面８（タイヤ赤道面ＴＥ上の位置）とタイヤ最大幅位置Ｐｍとの間のタイヤ径方向の長さＬの２０％の位置Ｂでの厚さをｂ、タイヤ最大幅位置Ｐｍから長さＬの５０％の位置Ｃでの厚さをｃとすると、ａ＜ｂ＜１．３ａかつａ＜ｃ＜１．３ａの関係を満足するのがよい。厚さｂ，ｃが厚さａ以下になると、操縦安定性の低下を招く。厚さｂ，ｃが厚さａの１．３倍以上になると、緩衝領域が狭くなり、乗心地性能を確保することが難しくなる。

規格で規定される標準リムに装着し、規格で規定される最大負荷能力に対応する空気圧の３０％の空気圧となるように空気を充填し、該最大負荷能力の３５％に相当する荷重を加えた状態で、タイヤ子午線断面において、トレッド展開幅位置Ｐｄでサイドウォール部２の表面に引いた接線Ｎのタイヤ径方向に対する角度θを１５°以下にするのが、接地時のサイドウォール部２のタイヤ幅方向外側への変形を一層抑制する上でよい。角度θの下限値としては、０°以上にするのが、耐摩耗性の点からよい。

周囲のタイヤ構成部材より硬度が高いゴムを使用するビードフィラー６は、上記内圧充填状態において、外周端６ｘがタイヤ断面高さＳＨの３５％の位置Ｐ３から５５％の位置Ｐ４の範囲Ｒ２でかつタイヤ最大幅位置Ｐｍよりタイヤ径方向内側に位置するように配設するのがよい。外周端６ｘがタイヤ断面高さＳＨの３５％の位置Ｐ３よりタイヤ径方向内側に位置すると、接地時にサイドウォール部２がタイヤ幅方向外側に大きく変形するのをビードフィラー６により効果的に抑制することが難しくなる。外周端６ｘがタイヤ断面高さＳＨの５５％の位置Ｐ４よりタイヤ径方向外側に位置すると、ビードフィラー６に拘束されない自由な変形領域が狭くなるため、サイドウォール部２で衝撃を緩和し難くなり、ビードフィラー６の界面で剥離が発生し、耐久性が悪化する。

上記標準リムに装着した時の左右のビード部３の幅（リム幅）より標準リムに装着する前（図１の状態）の左右のビード部３の幅ＢＷ（リム幅に対応する位置で測定した幅）を広くするのがよく、これによりリム組した際に、ビードフィラー６にタイヤ幅方向内側に向かう残留応力を発生させ、サイドウォール部２の外表面２ｍの断面形状を上述した形状にし易くすることができる。

標準リムに装着した時の左右のビード部３の幅と標準リムに装着する前の左右のビード部３の幅ＢＷの差としては、１２．５〜４０ｍｍの範囲にするのがよい。差が１２．５ｍｍより小さいと、上記した残留応力の発生が不十分になる。差が４０ｍｍより大きいと、加硫故障の問題が発生する恐れがある。

本発明では、上記実施形態において、サイドウォール部２の外表面２ｍの断面形状（プロファイル)をタイヤ最大幅位置Ｐｍよりビード部３側のサイドウォール部２の部分２ｂで外側に凹となる曲線状にしたが、それに代えて直線状であってもよい。

本発明は、特に扁平率が７０％以上の空気入りタイヤに好ましく用いることができ、更にカーカス層４を少なくとも３層設けた砂漠などの不整地を走行するレース用タイヤに好適に用いることができるが、それに限定されない。

タイヤサイズを３１５／８０Ｒ１７で共通にし、サイドウォール部のタイヤ最大幅位置と、タイヤ最大幅位置よりビード部側のサイドウォール部分におけるカーカス層の断面形状を表１のようにした図１に示す構成（カーカス層は３層）の本発明タイヤ１〜４（本実施例１〜４）と比較タイヤ(比較例)、及び従来タイヤ（従来例）をそれぞれ作製した。

本発明タイヤ及び比較タイヤにおいて、トレッド展開幅ＴＤＷはタイヤ総幅ＳＷの９０％、サイドウォール部の厚さａ，ｂ，ｃはそれぞれ８．０ｍｍ、９．０ｍｍ、１０．０ｍｍ、角度θは１５°、ビードフィラーの外周端の位置はタイヤ断面高さＳＨの４５％の位置、左右のビード部の幅の差は２７９ｍｍで共通である。従来タイヤにおいて、トレッド展開幅ＴＤＷはタイヤ総幅ＳＷの７５％、サイドウォール部の厚さａ，ｂ，ｃはそれぞれ８．０ｍｍ、１０．０ｍｍ、１３．０ｍｍ、角度θは３０°、ビードフィラーの外周端の位置はタイヤ断面高さＳＨの３０％の位置、左右のビード部の幅の差は２５４ｍｍである。

これら各試験タイヤをリムサイズ３７×１２．５０Ｒ１７のホイールに組付け、空気圧を１２０ｋＰａとして四輪駆動車に装着し、以下に示す試験方法によりサイドウォール部の外傷試験を行ったところ、表１に示す結果を得た。
外傷試験
ガレバ（１周２．１ｋｍ、硬質の路面と岩が混在するテスト専用周回路）において、時速８０ｋｍ／ｈで１５周高速走行した後、サイドウォール部の外表面に受けた傷の数を測定した。その評価結果を従来タイヤを１００とする指数値で示す。この指数値が大きいほど外傷を受け難いことを意味する。

表１から、本発明タイヤは、いずれも外傷試験において１０２以上あり、サイドウォール部に対する外傷を受け難くできることがわかる。

本発明の空気入りタイヤの一実施形態を示すタイヤ子午線断面図である。 本発明の空気入りタイヤの接地時の変形状態を示す断面説明図である。 従来の空気入りタイヤの接地時の変形状態を示す断面説明図である。

符号の説明

１ トレッド部
２ サイドウォール部
２ａ 領域
２ｂ 部分
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
６ｘ 外周端
７ ベルト層
８ トレッド面
Ｒ１，Ｒ２ 範囲
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４ 位置
Ｐｍ タイヤ最大幅位置

Claims (9)

1. 左右のビード部間にカーカス層を延設し、トレッド部のカーカス層外周側にベルト層を配置した空気入りタイヤにおいて、規格で規定される標準リムに装着し、規格で規定される最大負荷能力に対応する空気圧となるように空気を充填した内圧充填状態で、サイドウォール部のタイヤ最大幅位置をタイヤ断面高ＳＨの５０％の位置からタイヤ径方向外側の領域に位置させる一方、前記標準リムに装着する前の状態で、サイドウォール部外表面の断面形状をタイヤ最大幅位置よりビード部側の部分で直線状または外側に凹となる曲線状にした空気入りタイヤ。
2. 前記タイヤ径方向外側の領域の範囲がタイヤ断面高ＳＨの５０％の位置から７０％の位置までである請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記内圧充填状態において、タイヤ最大幅位置Ｐｍでのサイドウォール部２の厚さをａ、タイヤ最大幅位置Ｐｍからトレッド面とタイヤ最大幅位置Ｐｍとの間のタイヤ径方向の長さＬの２０％の位置Ｂでの厚さをｂ、タイヤ最大幅位置Ｐｍから長さＬの５０％の位置Ｃでの厚さをｃとすると、ａ＜ｂ＜１．３ａかつａ＜ｃ＜１．３ａの関係を満足する請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記標準リムに装着し、前記最大負荷能力に対応する空気圧の３０％の空気圧となるように空気を充填し、前記最大負荷能力の３５％に相当する荷重を加えた状態で、タイヤ子午線断面において、トレッド展開幅位置でサイドウォール部の表面に引いた接線Ｎのタイヤ径方向に対する角度θを１５°以下にした請求項１乃至３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. ビード部にビードコアを埋設し、該ビードコアの外周側にサイドウォール部に向けて延在するビードフィラーを配置し、前記内圧充填状態において、前記該ビードフィラーの外周端をタイヤ断面高さＳＨの３５％の位置から５５％の位置の範囲でかつタイヤ最大幅位置よりタイヤ径方向内側に位置させた請求項１乃至４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記標準リムに装着した時の左右のビード部の幅より該標準リムに装着する前の左右のビード部の幅が広く、その差が１２．５〜４０ｍｍである請求項１乃至５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記内圧充填状態において、トレッド展開幅ＴＤＷがタイヤ総幅ＳＷの８０％〜１００％である請求項１乃至６のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
8. カーカス層が少なくとも３層ある請求項１乃至７のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
9. 扁平率が７０％以上である請求項１乃至８のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

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