(57)【要約】【課題】プライの端部にて生じる内部発熱をより効率的に放熱してプライ端部の温度上昇を抑えるとともに、リム組み・リム解き時などのビード部の耐久性をより高めた空気入りタイヤを提供する。【解決手段】本発明の空気入りタイヤは、１対のビード部１に埋設されたビードコア２に係止されてトロイド状に延びるプライ本体部３と、プライ本体部３から延びビードコア２のそれぞれの周りにタイヤ幅方向の内側から外側に向かって折り返されたプライ折返し部４と、からなる少なくとも１プライからなるカーカス５と、カーカス５のタイヤ幅方向外側に位置するビード部１のタイヤ外面６を構成する外皮ゴム７と、を有する空気入りタイヤであって、プライ折返し部４の外端４ａがビード部１に存在し、プライ折返し部４の外端位置に対応するタイヤ外面部分８に、複数個の多面体を並置した凹凸構造９を有する。【選択図】図１
2011225113.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対のビード部に埋設されたビードコアに係止されてトロイド状に延びるプライ本体部と、該プライ本体部から延び前記ビードコアのそれぞれの周りにタイヤ幅方向の内側から外側に向かって折り返されたプライ折返し部と、からなる少なくとも１プライからなるカーカスと、
該カーカスのタイヤ幅方向外側に位置するビード部のタイヤ外面を構成する外皮ゴムと、
を有する空気入りタイヤであって、
前記プライ折返し部の外端が前記ビード部に存在し、
該プライ折返し部の外端位置に対応する前記タイヤ外面部分に、複数個の多面体を並置した凹凸構造を有することを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記各多面体が、タイヤ外方に向かって突出した頂点を有する請求項１に記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
前記凹凸構造が、前記空気入りタイヤをリムに取り付けたときにリムフランジと接触しない領域に存在する請求項２に記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記凹凸構造が、
前記プライ折返し部の外端から前記タイヤ外面までの最短距離をＬとしたときに、タイヤ幅方向断面で見て該外端から１．３×Ｌ以内の距離にあるタイヤ径方向のタイヤ外面部分に存在する請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記カーカスが複数のプライからなり、該複数のプライのうち、最もタイヤ径方向外側に位置するプライ折返し部の外端に対応して前記凹凸構造を設ける請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【請求項６】
前記多面体が、四角錘である請求項１乃至５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【請求項７】
前記四角錘の斜辺ｈが１０ｍｍ以下である請求項６に記載の空気入りタイヤ。
【請求項８】
前記四角錘の底辺ｗが２０ｍｍ以下である請求項６又は７に記載の空気入りタイヤ。
【請求項９】
前記四角錘の高さｄが３ｍｍ以下である請求項６乃至８のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気入りタイヤに関し、より詳細にはビード部の耐久性を改良した空気入りタイヤに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、空気入りタイヤのビード部は、金属のプライコードからなるカーカスプライをビードコア周りにタイヤ幅方向の内側から外側に向かって折り返す構造である。ここで、折り返したプライの端部では、プライコードとその周囲のゴムとの間に大きな剛性段差が生じている。そのため、タイヤの負荷転動によるくり返し変形によって当該端部に応力が集中し、端部が歪むことによって内部発熱する傾向がある。特にトラックやバスといった重荷重用のタイヤにおいては、タイヤに大きな負荷がかかるため発熱量も大きい。
【０００３】
この内部発熱はビード部の耐久性に悪影響を与えることから、内部発熱を効率的に放熱する技術として特許文献１がある。特許文献１には、プライコード端部の近傍領域のビード部外側表面にタイヤ周方向の凹溝又はリブを設ける構造のタイヤが開示されている。この構成により、ビード部外面が平滑な場合に比べて表面積が増加し、タイヤ転動時の空冷効果（ラジエター効果）によって内部温度上昇を抑制し、耐久性を高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５９−１６４２０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１のような一方向に凹溝又はリブを設けた構造では、表面積の増加に限界があるし、周方向に沿って空気の流れが生じるため、他の方向の空気の流れによる放熱効果については十分ではない。一方で、ビード部の耐久性を高めるためには、上記内部発熱による温度上昇をさらに抑えることが望まれている。
【０００６】
また、リム組み・リム解きでは、凹凸構造にタイヤ径方向の外力が作用するため、周方向に細溝を配置する構成では、凹凸に欠けが生じる可能性が高く、リム組み・リム解き以外でも何らかの外力が作用した際に、凹凸に欠けが生じるおそれがある。
【０００７】
そこで本発明は、上記課題に鑑み、プライの端部にて生じる内部発熱をより効率的に放熱してプライ端部の温度上昇を抑えるとともに、リム組み・リム解き時などのビード部の耐久性をより高めた空気入りタイヤを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題に鑑み、本発明の要旨構成は以下の通りである。
（１）１対のビード部に埋設されたビードコアに係止されてトロイド状に延びるプライ本体部と、該プライ本体部から延び前記ビードコアのそれぞれの周りにタイヤ幅方向の内側から外側に向かって折り返されたプライ折返し部と、からなる少なくとも１プライからなるカーカスと、
該カーカスのタイヤ幅方向外側に位置するビード部のタイヤ外面を構成する外皮ゴムと、
を有する空気入りタイヤであって、
前記プライ折返し部の外端が前記ビード部に存在し、
該プライ折返し部の外端位置に対応する前記タイヤ外面部分に、複数個の多面体を並置した凹凸構造を有することを特徴とする空気入りタイヤ。
（２）前記各多面体が、タイヤ外方に向かって突出した頂点を有する上記（１）に記載の空気入りタイヤ。
（３）前記凹凸構造が、前記空気入りタイヤをリムに取り付けたときにリムフランジと接触しない領域に存在する上記（２）に記載の空気入りタイヤ。
（４）前記凹凸構造が、
前記プライ折返し部の外端から前記タイヤ外面までの最短距離をＬとしたときに、タイヤ幅方向断面で見て該外端から１．３×Ｌ以内の距離にあるタイヤ径方向のタイヤ外面部分に存在する上記（１）〜（３）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
（５）前記カーカスが複数のプライからなり、該複数のプライのうち、最もタイヤ径方向外側に位置するプライ折返し部の外端に対応して前記凹凸構造を設ける上記（１）〜（４）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
（６）前記多面体が、四角錘である上記（１）〜（５）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
（７）前記四角錘の斜辺ｈが１０ｍｍ以下である上記（６）に記載の空気入りタイヤ。
（８）前記四角錘の底辺ｗが２０ｍｍ以下である上記（６）又は（７）に記載の空気入りタイヤ。
（９）前記四角錘の高さｄが３ｍｍ以下である上記（６）〜（８）のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、プライ折返し部の外端位置に対応するタイヤ外面部分に、複数個の多面体を並置した凹凸構造を配置したため、周方向にのみ溝やリブを設けた場合と比較してタイヤ外面のあらゆる方向に効率的に放熱することができる。また、リム組み・リム解き時に凹凸構造に欠けが生じることも低減できる。その結果、ビード部の耐久性に優れた空気入りタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に従う代表的な空気入りタイヤのタイヤ幅方向断面図である。
【図２】図１に示すタイヤのビード部の一部を切り出した斜視図である。
【図３】図１に示すタイヤに設けた凹凸構造の一部を抜き出して拡大して示したものであって、（ａ）がタイヤ外面における斜視図、（ｂ）が（ａ）の凹凸構造を構成する多面体の頂点から高さｄの方向に切断したときの断面図である。
【図４】凹凸構造を設ける範囲を説明するための空気入りタイヤのビード部の一部の断面図である。
【図５】本発明に従う他の空気入りタイヤをリムに取り付けた状態を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しつつ本発明をより詳細に説明する。なお、同一の構成要素には原則として同一の参照番号を付して、説明を省略する。
【００１２】
図１は、本発明に従う代表的な空気入りタイヤのタイヤ幅方向断面図である。図２は、図１に示すタイヤのビード部の一部を切り出した斜視図である。符号１は１対のビード部（片側のみ図示）であり、ビードコア２が埋設されている。カーカス５は、ビードコア２に係止されてトロイド状に延びるプライ本体部３と、プライ本体部３から延びビードコア２の周りにタイヤ幅方向ＴＷの内側から外側に向かって折り返されたプライ折返し部４と、からなる。すなわち、カーカス５のうち、ビードコア２を基準にタイヤ幅方向内側の部分がプライ本体部３であり、外側の部分がプライ折返し部４である。カーカス５は少なくとも１プライからなり、図１では１プライで構成される場合を示す。なお、ＴＤはタイヤ径方向、ＴＲはタイヤ周方向を示している。
【００１３】
外皮ゴム７は、カーカス５のタイヤ幅方向外側に位置し、ビード部１に相当するタイヤ外面６を構成する。そして、プライ折返し部４の外端４ａはビード部１に存在する。
【００１４】
ここで、本発明の特徴的構成として、外端位置４ａに対応するタイヤ外面部分８には、複数個の多面体を並置した凹凸構造９が存在する。既述の通り、プライ折返し部４の外端４ａ周辺は、タイヤの負荷転動時におけるくり返し変形により局所的に内部発熱が生じる領域であるため、生じた熱をタイヤ外面から効率的に放熱させることが好ましい。本実施形態のように凹凸構造９を設ければ、タイヤ外面が凹凸のない平滑な場合よりタイヤ外面の表面積を有効に増加させることができ、その結果、放熱効率を高めることができる。また放熱効率は、タイヤ外面の表面積のみならず、凹凸構造の設置態様にも依存すると考えられる。すなわち本実施形態のように、凹凸構造９として複数個の多面体を配置すると、タイヤ外面が複数の方向を向くことになり、タイヤ周方向への放熱だけでなく、複数の方向に向かって放熱することが可能となる。その結果、より高い放熱効果を得ることができると考えられる。タイヤ転動時のラジエター効果についても、タイヤ周方向に溝が切られている特許文献１のような構成では周方向の気流しか生じないのに対し、本実施形態では、多面体の表面に沿って様々な気流が生じうる結果として、高い放熱効果を得ることができると考えられる。
【００１５】
本実施形態における凹凸構造が設けられるタイヤ外面部分８は、上記のように端部４ａ周辺からの発熱を放出するに効果的な領域に設けられ、好適なタイヤ外面部分８の範囲については後述する。
【００１６】
さらに、凹凸構造はビード部に設けられているため、リム組み・リム解きでは、凹凸構造にタイヤ径方向の外力が作用する。そのため、凹凸構造が周方向に細溝を配置する構成の場合、凹凸に欠けが生じる可能性が高いが、本実施形態によれば、外力をタイヤ径方向以外の方向にも受け流すことができるため、凹凸構造に欠けが生じるおそれが少ない。この観点からもビード部の耐久性を高めることができる。
【００１７】
次に、本実施形態の凹凸構造９を詳細に説明する。図３（ａ）は、本実施形態における凹凸構造のタイヤ外面における斜視図である。本実施形態では、同じ大きさの四角錘を連続して複数並置させている。すなわち、凹凸構造がないと仮定したときのタイヤ外面を底面とする四角錘を構成する形状である。この形状は、タイヤ外面に複数の方向の溝が形成されるため、当該溝に沿った複数の気流が生じ、タイヤ回転の気流によって高い放熱効果が得られるものと考えられる。
【００１８】
均一な放熱効果を得る観点からは、同じ大きさの多面体をタイヤ外面部分８に規則的に並置する部分を備えることが好ましい。また、タイヤ外面部分８の全面を多面体の凹凸構造とすることが好ましい。
【００１９】
本実施形態では、タイヤ外方に向かって突出した頂点１０を有する凹凸形状であるため、凹凸構造が外力によって、よりもげたり欠けたりしにくい点でも好ましい。例えば、特許文献１に記載されているような周方向に溝を配置する構成では、径方向の外力が溝に対して加わると、溝間が外力で拡げられる結果、欠けてしまう懸念があった。本実施形態では、頂点１０を中心としてタイヤ外面上の全方位に下り傾斜となっているため、径方向や周方向のみならず、どの方向から外力が働いてもこの下り傾斜が力を受け流すので凹凸形状がもげにくい。
【００２０】
四角錘の構造単位について好適な範囲を以下に示す。四角錘の斜辺ｈが１０ｍｍ以下であることが好ましい。ｈが１０ｍｍより大きいと、四角錘を構成する表面の三角形が大きくなり、必要な範囲に数多くの三角形を配置できず、表面積の観点から放熱効果が弱まってしまうからである。
【００２１】
四角錘の底辺ｗが２０ｍｍ以下であることが好ましい。ｗが２０ｍｍより大きいと上記と同様に多くの四角錘を配置できず、放熱効果が十分ではないためである。
【００２２】
図３（ｂ）は、本実施形態における凹凸構造を構成する四角錘の頂点から四角錘の高さｄの方向に切断したときの断面図である。本実施形態では、ｄが３ｍｍ以下であることが好ましい。ｄが３ｍｍより大きいと、タイヤ荷重時のくり返し撓みにより四角錘の頂点に歪みが集中しやすく、亀裂が発生しやすくなるためである。
【００２３】
なお、本発明の多面体を並置した凹凸構造は、本実施形態のような四角錘形状に限られることはない。いずれの多面体を並置したとしても、いずれの方向からの気流に対しても多面体のいずれかの面が気流と対向しているのでタイヤ外面上に生じる気流が不規則となり、好適な放熱効果を有するためである。また、もげや欠けを低減することができる、タイヤ外方に向かって突出した頂点を有する多面体も四角錘に限らず、多角錘一般なども適用可能であることは勿論である。
【００２４】
次に、本実施形態における凹凸構造９が設けられるタイヤ外面部分８について詳述する。放熱効果の観点から好ましいタイヤ外面部分８は以下のように設定される。図４は、本実施形態における空気入りタイヤのビード部の一部の断面図である。１３は、外端４ａからタイヤ外面までの最短距離Ｌを与えるタイヤ外面位置である。本実施形態では、タイヤ幅方向断面で見て外端４ａを中心として１．３×Ｌ以内の距離にあるタイヤ外面に凹凸構造を設けることが好ましい。すなわち、凹凸構造を設ける領域の径方向上端位置１１とプライ折返し部の外端４ａとの距離、及び前記領域の径方向下端位置１２とプライ折返し部の外端４ａとの距離が１．３×Ｌとなる。この範囲に凹凸構造を設けないと、十分な放熱効果を得ることができないためである。なお、本実施形態においては、上記の範囲に凹凸構造が設けられていればよく、それ以外のタイヤ外面に凹凸構造が設けられていることを排除するものではない。例えば意匠性を考慮して上記範囲外に凹凸構造があったとしても、本発明の技術的効果には影響しない。
【００２５】
図５は、本発明に従う他の空気入りタイヤをリムに取り付けた状態で示す部分断面図である。図示のタイヤのカーカス５は３枚のプライからなっている。ここで、凹凸構造を構成する多面体が、タイヤ外方に向かって突出した頂点を有する形状であった場合、凹凸構造が、前記空気入りタイヤをリム１４に取り付けたときにリムフランジ１４ａと接触しない領域に存在することが好ましい。リムフランジ１４ａと接触する領域に凹凸構造を設けると、そこから空気漏れが生じるおそれがあるためである。
【００２６】
なお、カーカスが複数プライ、例えば図５に示すように３プライで構成される場合には、それぞれのプライ折返し部の外端をタイヤ径方向外側から４ａ，４ｂ，４ｃとするとき、最もタイヤ径方向外側に位置するプライ折返し部の外端４ａに対応して、本発明の凹凸構造９を設けるのが好ましい。
【００２７】
本発明においては、タイヤ外面部分８に同一種類、同一サイズの多面体を敷き詰める場合のみならず、異なる種類・サイズの多面体を並存して並置させてもよい。
【００２８】
また、本発明の空気入りタイヤは、ビード部の発熱量が大きいトラックやバスなどの重荷重用タイヤとして好適に用いられるが、これだけには限定されない。
【実施例】
【００２９】
次に、本発明の効果をさらに明確にするために、以下の実施例及び比較例にかかる空気入りタイヤを用いて行った比較評価について説明する。使用した空気入りタイヤについて表１を参照して説明する。なお、空気入りタイヤに関するデータは、以下に示す条件において測定された。
【００３０】
規格：２００９年度ＥＴＲＴＯ
タイヤサイズ：３１５／８０Ｒ２２．５
リム：ＥＴＲＴＯ記載の標準リム
内圧条件：ＥＴＲＴＯ記載の最大荷重に対応する空気圧
荷重条件：ＥＴＲＴＯ記載の最大荷重（最大負荷能力）
【表１】
2011225113.tif 000003
【００３１】
空気入りタイヤのビード部外面に設けられた凹凸構造以外の構成は同一である。比較例１は、凹凸構造が設けられていない。比較例２は、周方向の細溝が設けられている。溝間隔は１ｍｍ、溝深さは３ｍｍ、溝幅は３ｍｍである。実施例１〜７は、実施形態で説明した四角錘の凹凸構造を設けた。配設方向は、図２に示すように、底辺がタイヤ周方向ＴＲに４５°となる方向である。凹凸サイズは表１に記載の通りである。
【００３２】
（比較評価結果）
冷却性能評価では、上記条件のタイヤをトラックに装着して、９０ｋｍ／ｈの速度で１時間走行した直後に、プライコード端部に熱電対を挿入して、温度を測定した。表１中の冷却性能評価の数値は、比較例１を基準とし、比較例１のタイヤの内部温度からの温度差を示したものである。
【００３３】
その結果、実施例１〜７では、比較例１よりもタイヤの内部温度が低いことがわかった。特に、好ましい凹凸サイズである実施例１〜３ではより高い放熱効果を有していた。
【００３４】
凹凸部耐久性評価では、それぞれのタイヤをリムへの着脱を５０回くり返した後に凹凸構造に欠けが生じているかを目視した。その結果、比較例２の細溝には一部欠けが生じたのに対し、実施例１〜７には欠けは生じなかった。
【００３５】
以上より、本実施例にかかる空気入りタイヤは、プライの端部歪みによる内部発熱をより放熱してプライ端部の温度上昇を抑え、ビード部の耐久性をより高めることができた。また、リム組み・リム解き時の凹凸構造の耐久性を向上させることもできた。
【符号の説明】
【００３６】
１  ビード部
２  ビードコア
３  プライ本体部
４  プライ折返し部
５  カーカス
６  タイヤ外面
７  外皮ゴム
８  タイヤ外面部分
９  凹凸構造
【図１】
2011225113.tif 000004
【図２】
2011225113.tif 000005
【図３】
2011225113.tif 000006
【図４】
2011225113.tif 000007
【図５】
2011225113.tif 000008