JP6812291B2

JP6812291B2 - タイヤ

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Publication number: JP6812291B2
Application number: JP2017068370A
Authority: JP
Inventors: 慎一郎山崎; 康央柴田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2017-03-30
Filing date: 2017-03-30
Publication date: 2021-01-13
Anticipated expiration: 2037-03-30
Also published as: EP3603994A4; WO2018180230A1; EP3603994A1; US20200189329A1; JP2018167771A; CN110382262A

Description

本発明は、サイドウォール表面からタイヤ幅方向外側に凸となる凸状部が設けられたタイヤに関する。

従来、トラック・バス用タイヤでは、タイヤサイド部、具体的には、サイドウォール表面が歩道の縁石などと接触することによる損傷を防止するため、サイドウォール表面に凸状部を設ける構造が知られている。

例えば、特許文献１には、トレッド寄りのサイドウォール表面に、タイヤ幅方向外側に凸となる翼状の凸状部を設けたトラック・バス用タイヤが示されている。

このトラック・バス用タイヤは、加硫済みのトレッド用ゴムシートを用いてリトレッド（コールド・リトレッド）されることを前提としている。翼状の凸状部を設けることによって、リトレッドにより使用期間が延長される台タイヤのタイヤサイド部損傷を防止し、耐久性の向上を図ることが目的とされている。

特開2005-112010号公報

ところで、昨今、停留所での停止を繰り返す路線バスでは、いわゆる正着性の向上が求められている。正着性とは、バスが停留所に停止する際に、歩道と乗降口との距離、及び歩道と乗降口との段差の程度を示す。正着性を向上させることによって、乗降性が改善する。

しかしながら、正着性を向上させようとすると、歩道の縁石にタイヤのサイドウォール表面が擦り付けられ、タイヤサイド部の摩耗が激しくなり、故障の原因となり得る。

そこで、上述したような凸状部をタイヤサイド部に設けることが考えられるが、単純に凸状部を設けると、ゴムボリュームが増大し、転がり抵抗及び重量が増加する問題がある。特に、近年では、環境性能に対する要求の高まりから、転がり抵抗や重量の増加は、極力回避したい。

そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、転がり抵抗及び重量の増加を抑制しつつ、タイヤサイド部の摩耗に起因する故障を防止し得るタイヤの提供を目的とする。

本発明の一態様は、サイドウォール（サイドウォール100a）表面からタイヤ幅方向外側に凸となる凸状部（例えば、凸状部110）が設けられたタイヤ（空気入りタイヤ10）であって、前記凸状部は、前記タイヤの最大幅位置（最大幅位置Wmax）に設けられる中央側凸片部分（例えば、中央側凸片部分111, 112）と、タイヤ径方向において、前記中央側凸片部分に隣接し、前記中央側凸片部分よりも内側または外側に設けられる端部側凸片部分（例えば、端部側凸片部分113, 114）とによって構成され、前記凸状部は、タイヤ径方向において、路面と接するトレッド部（トレッド部20）のタイヤ幅方向端部と、カーカスプライ（カーカスプライ40）の折り返し端（折り返し端40a）との間に設けられ、前記端部側凸片部分の前記サイドウォール表面からの高さ（高さH2）は、前記中央側凸片部分の前記サイドウォール表面からの高さ（高さH1）よりも高い。

上述したタイヤによれば、転がり抵抗及び重量の増加を抑制しつつ、タイヤサイド部の摩耗に起因する故障を防止し得る。

図１は、空気入りタイヤ10のタイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った一部断面図である。図２は、タイヤサイド部100の一部拡大断面図である。図３は、空気入りタイヤ10の一部側面図である。図４は、車両に装着された空気入りタイヤ10が縁石300に接触する状態を模式的に示す図である。図５は、凸状部110Aが設けられた空気入りタイヤ10のタイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った一部断面図である。図６は、凸状部110Aが設けられたタイヤサイド部100の一部拡大断面図である。図７は、凸状部110Bが設けられた空気入りタイヤ10の一部側面図である。図８は、凸状部110Cが設けられた空気入りタイヤ10の一部側面図である。図９は、凸状部110Dが設けられた空気入りタイヤ10の一部側面図である。図１０は、凸状部110Eが設けられたタイヤサイド部100の一部拡大断面図である。図１１は、凸状部110Fが設けられたタイヤサイド部100の一部拡大断面図である。

以下、実施形態を図面に基づいて説明する。なお、同一の機能や構成には、同一または類似の符号を付して、その説明を適宜省略する。

（１）タイヤの全体概略構成
図１は、空気入りタイヤ10のタイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った一部断面図である。図１は、タイヤ赤道線CLを基準とした一方側のみを示す。なお、図１では、断面ハッチングの図示は省略されている（以下同）。

空気入りタイヤ10は、トラック・バス用の空気入りラジアルタイヤ（重荷重用空気入りタイヤ）であり、特に、停留所での停止を繰り返す路線バスへの装着を意図したタイヤである。空気入りタイヤ10のサイズは、特に限定されないが、路線バスで用いられる一般的なサイズとしては、275/70R22.5、245/70R19.5、及び205/80R17.5が挙げられる。

空気入りタイヤ10は、路面と接するトレッド部20と、ホイールリム（不図示）に組み付けられるビード部30とを備える。また、空気入りタイヤ10は、トレッド部20とビード部30との間に設けられるタイヤサイド部100を備える。

なお、トレッド部20には、空気入りタイヤ10が装着される車両（バス）の特性（例えば、低速走行主体または高速走行主体）及び要求される性能（例えば、低転がり抵抗、耐摩耗性）によって適切パターン（トレッドパターン）が形成される。

トレッド部20のタイヤ径方向内側には、カーカスプライ40及びベルト層50が設けられる。カーカスプライ40は、空気入りタイヤ10の骨格を形成し、一対のビード部30でタイヤ幅方向外側に折り返される。

ベルト層50は、一対の交錯ベルト層、具体的には、タイヤコードの配向方向が異なる２枚のベルトを含む。ベルト層50は、さらに空気入りタイヤ10の補強などを目的としたベルトを有していてもよい。

タイヤサイド部100には、凸状部110が設けられる。凸状部110は、タイヤサイド部100の外側の壁面を構成するサイドウォール100aの表面に設けられる。凸状部110は、サイドウォール100a表面からタイヤ幅方向外側に凸となる。

凸状部110は、車両が停留所に停止する際に、最初に縁石に接触し得る部分である。凸状部110は、タイヤ幅方向における最大幅位置Wmaxを含む領域を占める。

また、凸状部110は、タイヤ径方向において、路面200（図１において不図示、図４参照）と接するトレッド部20のタイヤ幅方向端部と、カーカスプライ40のプライの折り返し端40aとの間に設けられる。

（２）凸状部の形状
図２は、タイヤサイド部100の一部拡大断面図である。図３は、空気入りタイヤ10の一部側面図である。

図２及び図３に示すように、凸状部110は、複数の凸片部分によって構成される。具体的には、凸状部110は、中央側凸片部分111, 112と、端部側凸片部分113, 114によって構成される。つまり、本実施形態では、凸状部110は、４つの凸片部分によって構成される。但し、凸片部分の数は、特に限定されない。

中央側凸片部分111及び中央側凸片部分112は、最大幅位置Wmaxと対応する位置に設けられる。具体的には、中央側凸片部分111と中央側凸片部分112との間に形成される溝部122を含めた２つの中央側凸片部分が最大幅位置Wmaxに設けられる。

また、中央側凸片部分111と端部側凸片部分113との間には、溝部121が形成され、中央側凸片部分112と端部側凸片部分114との間には、溝部123が形成される。

このように、凸状部110は、複数の溝部によって、タイヤ径方向において複数の部分に分断（分割）されている。

一方、本実施形態では、図３に示すように、凸状部110は、タイヤ側面視において、タイヤ周方向において連続して設けられる。

端部側凸片部分113は、タイヤ径方向において、中央側凸片部分111に隣接し、中央側凸片部分111よりも外側に設けられる。端部側凸片部分114は、タイヤ径方向において、中央側凸片部分112に隣接し、中央側凸片部分112よりも内側に設けられる。

端部側凸片部分113及び端部側凸片部分114のタイヤサイド部100表面からの高さH2は、中央側凸片部分111及び中央側凸片部分112のタイヤサイド部100表面からの高さH1よりも高い。なお、高さH1及び高さH2は、各凸片部分の平均高さを意味する。例えば、各凸片部分のタイヤ径方向における中央部及び両端部の高さの平均である。

サイドウォール100a表面は、最大幅位置Wmaxが最もタイヤ幅方向外側に位置し、タイヤ径方向外側及び内側に行くに連れて徐々にタイヤ幅方向内側に湾曲する形状である。一方、凸状部110のタイヤ幅方向外側の表面は、タイヤ径方向に沿った直線に近い（つまり、サイドウォール100a表面よりも曲率半径が大きい）ため、上述のような高さの関係となる。

このため、端部側凸片部分113及び端部側凸片部分114は、タイヤ径方向において、最大幅位置Wmaxから離れるに連れて、サイドウォール100a表面からの高さが高くなる。

上述したように、凸状部110には、サイドウォール100a表面に向かって凹んだ複数の溝部、具体的には、溝部121〜123が形成される。溝部121〜123は、凸片部分の高さと同様に、タイヤ径方向において、最大幅位置Wmaxから離れるに連れて深くなる。

また、溝部121〜123は、サイドウォール100a表面から凸状部110のタイヤ幅方向外側端に向かうに連れてタイヤ径方向における溝幅が広くなる。

（３）作用・効果
次に、凸状部110が設けられた空気入りタイヤ10の効果について説明する。図４は、車両（不図示）に装着された空気入りタイヤ10が縁石300に接触する状態を模式的に示す。

図４に示すように、路面200を走行する車両が縁石300に接近すると、空気入りタイヤ10の凸状部110が、最初に縁石300の側面300aと接触する。これにより、タイヤサイド部100（サイドウォール100a表面）が直接縁石300に擦り付けられることによるタイヤサイド部100の摩耗、及び当該摩耗などに起因する故障を防止する。

このように、凸状部110は、他の部分よりも先に摩耗する犠牲摩耗部として機能する。

また、上述したように、凸状部110は、最大幅位置Wmaxに設けられるとともに、複数の凸片部分に分断されている。このため、空気入りタイヤ10に荷重が負荷されてタイヤサイド部100が変形する際、複数の凸片部分に分断されているため、歪エネルギーの発生が小さくなる。すなわち、複数の凸片部分に分断することによって、凸状部110における歪の伝達が発生せず、つまり、歪エネルギーが分散され、歪エネルギーロスの増加を最小限に留めることができる。

これにより、凸状部110を設けることによってゴムボリュームが増大しても、転がり抵抗の低下を効果的に抑制できる。

また、凸状部110は、溝部121〜123が形成されているため、タイヤサイド部100の摩耗を防止しつつ、重量増加を抑制することができる。

さらに、端部側凸片部分113及び端部側凸片部分114のタイヤサイド部100表面からの高さH2は、中央側凸片部分111及び中央側凸片部分112のタイヤサイド部100表面からの高さH1よりも高い。このため、凸状部110全体を、縁石300の側面300aに、より確実に接触させ、凸状部110に掛かる圧力を均一にできる。これにより、凸状部110の偏摩耗などを抑制し得る。

なお、従来、タイヤサイド部100の摩耗対策としては、単純に縁石300や障害物と接触するタイヤサイド部100のゴムボリュームを増やす手法や、耐摩耗性が高いゴムを設ける手法が広く用いられていたが、この場合、転がり抵抗や重量が増加してしまう問題がある。

本実施形態では、このような従来の手法ではなく、凸状部110を設けたことによる歪エネルギーロスの増加を最小限に留めることによって、タイヤサイド部100の摩耗防止と、転がり抵抗及び重量増加の抑制とを両立している。

また、上述したように、端部側凸片部分113及び端部側凸片部分114は、タイヤ径方向において、最大幅位置Wmaxから離れるに連れて、サイドウォール100a表面からの高さが高くなる。これにより、凸状部110全体を、縁石300の側面300aに、さらに確実に接触させることができる。

本実施形態では、溝部121〜123は、タイヤ径方向において、最大幅位置Wmaxから離れるに連れて深くなる。これにより、歪エネルギーをさらに分散でき、転がり抵抗の低下に貢献し得る。

本実施形態では、溝部121〜123は、サイドウォール100a表面から凸状部110のタイヤ幅方向外側端に向かうに連れてタイヤ径方向における溝幅が広くなる。これにより、溝部121〜123の溝底部分に変形に伴う応力集中を緩和できる。

（４）変更例
次に、凸状部110の変更例について説明する。具体的には、図５〜図１１を参照して、凸状部110の形状、及び凸状部110のタイヤ周方向における配置に関する変更例について説明する。

（４．１）変更例１
図５は、凸状部110Aが設けられた空気入りタイヤ10のタイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った一部断面図である。図６は、凸状部110Aが設けられたタイヤサイド部100の一部拡大断面図である。以下、上述した凸状部110と異なる点について主に説明し、同様の部分については、適宜説明を省略する。

図５及び図６に示すように、凸状部110Aは、凸状部110と比較すると、溝部121〜123（図２参照）よりも幅が狭い複数のサイプによって分断されている。

凸状部110Aは、中央側凸片部分111A, 112Aと、端部側凸片部分113A, 114Aによって構成される。つまり、凸状部110Aも、凸状部110と同様に、４つの凸片部分によって構成される。

中央側凸片部分111A及び中央側凸片部分112Aは、最大幅位置Wmaxと対応する位置に設けられる。具体的には、中央側凸片部分111Aと中央側凸片部分112Aとの間に形成されるサイプ132を含めた２つの中央側凸片部分が最大幅位置Wmaxに設けられる。

また、中央側凸片部分111Aと端部側凸片部分113Aとの間には、サイプ131が形成され、中央側凸片部分112Aと端部側凸片部分114Aとの間には、サイプ133が形成される。

サイプ131〜133のサイズ（溝幅及び溝深さ）は、特に限定されないが、中央側凸片部分111A, 112Aと、端部側凸片部分113A, 114Aによってサイドウォール100a表面の荷重による変形が妨げられないようなサイズであればよい。なお、サイプ131〜133は、サイプよりも溝幅が広い細溝を含む溝部としてもよい。

また、溝深さは、図示するように、必ずしもサイドウォール100a表面まで到達していなくてもよい。なお、重量抑制の観点からは、サイプ131〜133のサイズを大きくし、溝部121〜123のサイズに近付けることが好ましいが、凸状部110A全体としての耐摩耗性及び耐久性とのバランスを考慮した上で、適切なサイズとすることが好ましい。

なお、凸状部110Aも、凸状部110と同様に、高さH2＞高さH1の関係を満たす。

（４．２）変更例２
図７は、凸状部110Bが設けられた空気入りタイヤ10の一部側面図である。図７に示すように、凸状部110Bは、凸状部110と比較すると、タイヤ周方向において連続して設けられておらず、タイヤ周方向における一部の領域にのみ設けられる。

具体的には、凸状部110Bは、タイヤ側面視において、タイヤ周方向において離間して複数設けられる。なお、凸状部110Bのタイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った断面形状は、凸状部110と概ね同様である。

なお、本変更例では、凸状部110Bのそれぞれは、４つの凸片部分のブロックによって構成され、凸状部110Bは、タイヤ周方向において、所定間隔を隔てて複数設けられている。当該所定間隔は、等間隔でもよいし、等間隔でなくてもよいが、サイドウォール100a表面が直接縁石300と接触しないような間隔とすることが好ましい。

また、凸状部110Bは、タイヤ側面視において、タイヤ径方向に対して傾斜して設けられる。つまり、凸状部110Bは、タイヤ径方向と平行ではなく、タイヤ径方向と交差するように傾斜して設けられる。さらに、本実施形態では、凸状部110Bは、タイヤ側面視において、直線状ではなく、湾曲している。

このような凸状部110Bの形状は、空気入りタイヤ10が回転方向Rに回転し、路面200（図４参照）を転動する場合の空気入りタイヤ10の軌跡に沿っている。このため、凸状部110Bは、縁石300（図４参照）に接触する際の入射方向に沿った形状となる。これにより、凸状部110Bの耐摩耗性及び耐久性の向上に寄与する。

（４．３）変更例３
図８は、凸状部110Cが設けられた空気入りタイヤ10の一部側面図である。凸状部110Cも、凸状部110Bと同様に、タイヤ側面視において、タイヤ周方向において離間して複数設けられる。以下、凸状部110Bと異なる部分について主に説明する。

凸状部110Cは、タイヤ側面視において、タイヤ径方向に対して傾斜しておらず、タイヤ径方向と平行である。また、凸状部110Cのタイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った断面形状は、凸状部110と類似しているが、タイヤ側面視において円形状である。つまり、凸状部110Cを構成する凸片部分は、円柱状、或いはテーパーが付与された円錐状である。

凸状部110Cは、比較的容易に形成でき、製造時の歩留まり率も高めやすい。

（４．４）変更例４
図９は、凸状部110Dが設けられた空気入りタイヤ10の一部側面図である。凸状部110Dは、凸状部110Cと極めて類似しているが、凸片部分の形状が異なる。

具体的には、凸状部110Dのタイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った断面形状は、凸状部110と概ね同様である。

凸状部110Dも、凸状部110Cと同様に、比較的容易に形成でき、製造時の歩留まり率も高めやすい。

（４．５）変更例５
図１０は、凸状部110Eが設けられたタイヤサイド部100の一部拡大断面図である。図１０に示すように、凸状部110Eの形状は、凸状部110（図２参照）と類似しているが、溝部の形状が異なる。

具体的には、凸状部110Eは、中央側凸片部分111E, 112E、端部側凸片部分113E, 114Eを有し、凸状部110Eには、溝部141〜143が形成されている。

溝部141（142, 143）の底部141a（142a, 143a）は、凸状部110と比較すると、より曲率半径が多く、より緩やかに湾曲した形状となっている。

底部141aのような溝底の形状とすることによって、空気入りタイヤ10が変形した際に、底部141aの特定部分に応力が集中することを低減できる。

（４．６）変更例５
図１１は、凸状部110Fが設けられたタイヤサイド部100の一部拡大断面図である。図１１に示すように、凸状部110Fは、凸状部110Eと同様に、溝部の形状が異なる。

具体的には、凸状部110Fは、中央側凸片部分111F, 112F、端部側凸片部分113F, 114Fを有し、凸状部110Fには、溝部151〜153が形成されている。

溝部151（152, 153）の底部151a（152a, 153a）は、凸状部110及び凸状部110Eと比較すると、タイヤ幅方向及びタイヤ径方向に沿った断面形状が円形状である。

底部151aのような溝底の形状とすることによって、空気入りタイヤ10が変形した際に、底部151aの特定部分に応力が集中することをさらに低減できる。

（５）その他の実施形態
以上、実施例に沿って本発明の内容を説明したが、本発明はこれらの記載に限定されるものではなく、種々の変形及び改良が可能であることは、当業者には自明である。

例えば、上述した実施形態では、図２に示したように、中央側凸片部分111と中央側凸片部分112との間に形成される溝部122を含めた２つの中央側凸片部分が最大幅位置Wmaxに設けられていたが、最大幅位置Wmaxには、溝部を形成せず、凸片部分のみが設けられるようにしてもよい。図６に示したサイプ132についても同様である。

また、凸状部110の形状は、縁石300の側面300aの角度、具体的には、路面200との角度に応じて、側面300aに沿うようにしてもよい。例えば、当該角度が90度以上であり、側面300aが歩道側に向けて傾斜している場合には、タイヤ径方向内側に向かうに連れて凸片部分の高さを高くするようにしてもよい。

凸状部110は、車両装着時外側のタイヤサイド部100のみに設けられてもよいし、両側のタイヤサイド部100に設けられてもよい。実際には、空気入りタイヤ10のローテーションの可能性（リムホイールの組み直しを含む）、及び凸状部110を設けることによる重量の増加などを考慮して、適切な構成を選択すればよい。

さらに、凸状部110は、摩耗または損傷したタイヤサイド部100を貼り替える（リサイドと言う）ことによって設けるようにしてもよい。なお、タイヤサイド部100の貼り替えは、加硫済みのゴムシートを用いるプレキュア製法、または未加硫のゴムシートを用いるリモールド製法によって行える。或いは、凸状部110が形成された貼り替え用の部材（ゴムに限定されず、合成樹脂でもよい）を接着してもよい。

上記のように、本発明の実施形態を記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

10 空気入りタイヤ
20 トレッド部
30 ビード部
40 カーカスプライ
40a 折り返し端
50 ベルト層
100 タイヤサイド部
100a サイドウォール
110, 110A〜110F 凸状部
111, 111A, 111E, 111F, 112, 112A, 112E, 112F 中央側凸片部分
113, 113A, 113E, 113F, 114, 114A, 114E, 114F 端部側凸片部分
121〜123, 141〜143, 151〜153 溝部
131〜133サイプ
141a〜143a, 151a〜153a 底部
200 路面
300 縁石
300a 側面

Claims

サイドウォール表面からタイヤ幅方向外側に凸となる凸状部が設けられたタイヤであって、
前記凸状部は、
前記タイヤの最大幅位置に設けられる中央側凸片部分と、
タイヤ径方向において、前記中央側凸片部分に隣接し、前記中央側凸片部分よりも内側または外側に設けられる端部側凸片部分と
によって構成され、
前記凸状部は、タイヤ径方向において、路面と接するトレッド部のタイヤ幅方向端部と、カーカスプライの折り返し端との間に設けられ、
前記端部側凸片部分の前記サイドウォール表面からの高さは、前記中央側凸片部分の前記サイドウォール表面からの高さよりも高く、
前記凸状部は、何れか一方のタイヤサイド部のみに設けられ、
前記凸状部は、シート状の部材が前記サイドウォール表面に接着されることによって形成されるタイヤ。
前記端部側凸片部分は、タイヤ径方向において、前記最大幅位置から離れるに連れて、
前記サイドウォール表面からの高さが高くなる請求項１に記載のタイヤ。
前記凸状部には、前記サイドウォール表面に向かって凹んだ複数の溝部が形成され、
前記複数の溝部は、前記最大幅位置から離れるに連れて深くなる請求項１または２に記載のタイヤ。
前記溝部は、前記サイドウォール表面から前記凸状部のタイヤ幅方向外側端に向かうに連れてタイヤ径方向における溝幅が広くなる請求項３に記載のタイヤ。
タイヤ側面視において、前記凸状部は、タイヤ周方向において離間して複数設けられる請求項１乃至４の何れか一項に記載のタイヤ。
タイヤ側面視において、前記凸状部は、タイヤ径方向に対して傾斜して設けられる請求項５に記載のタイヤ。
タイヤ側面視において、前記凸状部は、タイヤ周方向において連続して設けられる請求項１乃至４の何れか一項に記載のタイヤ。