JP2004168113A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】耐カット性能と耐ピンチング性能とを向上する。
【解決手段】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に至るカーカス６と、このカーカス６の半径方向外側かつ前記トレッド部２の内部に配されたベルト層７とを具えた空気入りタイヤ１である。前記カーカス６の外側に、バットレス部Ｂに配されしかも繊維コードを並列したプライからなるバットレス側の補強層９と、タイヤ半径方向の外端１０ｏが前記バットレス側の補強層９のタイヤ半径方向の内端９ｉよりもタイヤ半径方向内側に位置ししかも繊維コードを並列したプライからなるビード部側の補強層１０とを具える。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐カット性能などを向上しうる空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
荒れた舗装路や石などが散乱した悪路を走行すると、タイヤのサイドウォール部表面に石などが衝突してカット傷が生じやすい。このようなカット傷は、負荷走行に伴って亀裂範囲が拡大し、カーカスに達するとタイヤが走行不能に陥る。従来、空気入りタイヤの耐カット性を高めるものとして、例えばサイドウォール部のゴム厚さを大きくしたり、或いはカーカスの外側にコード補強層を配することが行われている。
【０００３】
しかしながら、前者の方法ではタイヤ重量が大きくなるため、燃費性能を損ねやすいという問題がある。また後者の方法では、例えば図３（ｂ）のように、バットレス部のみにコード補強層ａを配するものがあるが、これだけではビード部側の補強を十分に行うことができない。このため、図３（ｃ）に示すように、コード補強層ａをサイドウォール部の全域、即ち、バットレス部からビード部まで連続してのびる構造としたものも提案されてはいるが、この構造では、サイドウォール部の曲げ剛性が過度に高められる結果、乗り心地を著しく損ねやすい他、タイヤ重量の増加をも招くという欠点がある。
【０００４】
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、カーカスの外側に、バットレス側の補強層と、このバットレス側の補強層のタイヤ半径方向の内端よりもタイヤ半径方向内側に位置するビード部側の補強層とを設けることを基本として、乗り心地のなどの著しい悪化を防止しつつ耐カット性能を向上しうる空気入りタイヤを提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち請求項１記載の発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、このカーカスの半径方向外側かつ前記トレッド部の内部に配されたベルト層とを具えた空気入りタイヤであって、前記カーカスの外側に、バットレス部に配されしかも繊維コードを並列したプライからなるバットレス側の補強層と、タイヤ半径方向の外端が前記バットレス側の補強層のタイヤ半径方向の内端よりもタイヤ半径方向内側に位置ししかも繊維コードを並列したプライからなるビード部側の補強層とを具えることを特徴としている。
【０００６】
また請求項２記載の発明は、前記バットレス側の補強層及び前記ビード部の補強層は、前記繊維コードがタイヤ周方向に対して１５〜４５゜の角度で傾くことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤである。
【０００７】
また請求項３記載の発明は、前記バットレス側の補強層は、ビードベースラインからタイヤ断面高さＨの０．６倍以上かつ０．９倍以下のバットレス領域に配されてなる請求項１又は２に記載の空気入りタイヤである。
【０００８】
また請求項４記載の発明は、前記ビード部側の補強層は、ビードベースラインからタイヤ断面高さＨの０．１５倍以上かつ０．４倍以下のビード領域に配されてなる請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤである。
【０００９】
また請求項５記載の発明は、前記バットレス部側の補強層の前記繊維コードのタイヤ周方向に対する角度θ１は、前記ビード部側の補強層の前記繊維コードのタイヤ周方向に対する角度θ２よりも小であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図１には本実施形態の空気入りタイヤ１を正規リムＪにリム組みしかつ正規内圧を充填した無負荷である正規状態におけるタイヤ軸を含むタイヤ子午線断面図を示している。前記「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 ”Ｄｅｓｉｇｎ Ｒｉｍ” 、或いはＥＴＲＴＯであれば ”Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｒｉｍ”とする。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” とするが、タイヤが乗用車用である場合には１８０ＫＰａとする。
【００１１】
図において本実施形態の空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、このカーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されたベルト層７とを具えた乗用車用のラジアルタイヤを例示している。
【００１２】
前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば７５゜〜９０゜の角度で配列したラジアル構造の１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａから構成されている。前記カーカスコードは、本例ではポリエステルコードが採用されるが、これ以外にもナイロン、レーヨン、アラミドなどの有機繊維コードや必要によりスチールコードをも採用しうる。また、前記カーカスプライ６Ａは、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至る本体部６ａと、この本体部６ａからのびて前記ビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部６ｂとを有する。なお前記カーカスプライ６Ａの前記本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、前記ビードコア５からタイヤ半径方向外側にのびるビードエーペックス８が配され、ビード部４の曲げ剛性を適宜補強している。
【００１３】
前記ベルト層７は、ベルトコードをタイヤ赤道に対して例えば１０〜４５°の小角度で傾けて配列した少なくとも２枚、本例ではタイヤ半径方向内、外２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂを前記コードが互いに交差する向きに重ね合わせて構成している。なお、タイヤ半径方向内のベルトプライ７Ａは、外のベルトプライ７Ｂに比べ巾広に形成される。前記ベルトコードは、本例ではスチールコードを採用しているが、アラミド、レーヨン等の高弾性の有機繊維コードも必要に応じて用いうる。
【００１４】
本発明の空気入りタイヤ１では、前記カーカス６の外側に、バットレス部Ｂに配されたバットレス側の補強層９と、このバットレス側の補強層９とは離間しかつタイヤ半径方向内側に配されたビード部側の補強層１０とが設けられている。各補強層９、１０は、図２に示すように、いずれも繊維コード１２ａ、１２ｂを並列したプライから形成されている。該繊維コード１２ａ、１２ｂとしては、例えばナイロン、ポリエステル、レーヨン又は芳香族ポリアミドなどの有機繊維コードが特に好適である。
【００１５】
このような空気入りタイヤ１は、悪路走行時においてタイヤサイド部の表面に石等の異物等が衝突して亀裂等のカット傷が生じても、該カット傷が直接カーカス６へと進行するのを各補強層９、１０により防止できる。また各補強層９、１０は、バットレス側とビード部側とに隔てて配されることにより、バットレス側の補強層９の内端９ｉと、ビード部側の補強層１０の外端１０ｏとが離間し、従ってタイヤ半径方向に連続して被覆されるものではない。このため、各補強層９、１０の離間部分においてサイドウォール部３の屈曲性を確保することができ、乗り心地の著しい悪化なども防止できる。
【００１６】
また各補強層９、１０は、いずれも図２に略示するように、前記繊維コード１２ａ、１２ｂがタイヤ周方向に対して１５〜４５゜の角度θ１、θ２で傾けて配されるのが望ましい。前記各補強層９、１０の繊維コード１２ａ、１２ｂの角度θ１又はθ２が、１５゜未満であると、繊維コード１２がタイヤ周方向に過度に近づき、剛性が過度に高められ乗心地が悪化し易くなり、逆に４５゜を超える場合、各補強層９、１０の繊維コード１２がタイヤ半径方向に近づくため、補強効果が低下する。
【００１７】
特に好ましくは、バットレス側の補強層９の前記繊維コード１２ａのタイヤ周方向に対する角度θ１を、ビード部側の補強層１０の前記繊維コード１２ｂのタイヤ周方向に対する角度θ２よりも小とすることが望ましい。具体的には、前記角度の差（θ２−θ１）が１０〜２５゜、より好ましくは５〜１５゜であることが好適となる。このように、前記各補強層９、１０の繊維コード１２ａ、１２ｂの角度を違えたときには、石等との接触機会がより多いバットレス部Ｂの補強効果を相対的に高めるとともに、ビード部側にて剛性を下げ乗り心地の悪化を防ぐことができ、耐カット性を高めつつ乗り心地性能と操縦安定性とをより高い次元まで向上するのに役立つ。
【００１８】
なおバットレス側の補強層９の繊維コード１２ａと、ビード部側の補強層１０の繊維コード１２ｂとは、同じ材料、同じ繊度のものを用いても良いが、上記と同様の観点より、バットレス側の補強層９の繊維コード１２ａは、ビード部側の補強層１０の繊維コード１２ｂよりも低弾性の材料又はトータルデニール数の小さい小径のものからなるのがより好適である。
【００１９】
また各補強層９、１０は、外部からの異物の衝突に対してカーカス８を保護するために、繊維コード１２ａ、１２ｂのプライの巾５ｃｍ当たりの打ち込み本数であるエンズを３０〜７０本、より好ましくは４０〜６０本とすることが望ましい。即ち、前記エンズが３０本未満になると各繊維コード１２ａ、１２ａ間又は１２ｂ、１２ｂ間に比較的大きな隙間が生じやすくなり該隙間を貫くカット傷が生じやすくなる傾向があり、逆に前記エンズが７０本を超えると、タイヤの成形性を損ねやすくなる他、タイヤのサイド部の剛性が過度に上昇し乗り心地を損ね易くなる。なおバットレス側の補強層９のエンズＥ１を、ビード部側の補強層１０のエンズＥ２に比して小とすることにより、前記同様に乗り心地と操縦安定性とを好適に高めることもできる。
【００２０】
また前記バットレス側の補強層９は、ビードベースラインＢＬからタイヤ断面高さＨの０．６倍以上かつ０．９倍以下のバットレス領域ＢＵに配されることが望ましい。即ち、該バットレス側の補強層９のタイヤ半径方向の内端９ｉは、ビードベースラインＢＬからタイヤ断面高さＨの０．６倍以上の位置に設けるとともに、バットレス側の補強層９のタイヤ半径方向の外端９ｏをビードベースラインＢＬからタイヤ断面高さＨの０．９倍以下の高さに設定するのが良い。
【００２１】
前記バットレス側の補強層９の外端９ｏの高さがビードベースラインＢＬからタイヤ断面高さＨの０．９倍を超えると、該外端９ｏがベルト７の外端７ｅに近接する傾向がある。特に好ましくは、前記バットレス側の補強層９の外端９ｏとベルト層７の外端７ｅとの間の最短距離Ｆを５ｍｍ以上、より好ましくは５〜１０ｍｍ程度確保して離間させることが望ましい。またバットレス側の補強層９の内端９ｉの高さがビードベースラインＢＬからタイヤ断面高さＨの０．６倍未満であると、該内端９ｉが走行中に最も屈曲が大きくなる概ねタイヤ断面高さＨの０．５倍の位置に近接するため、内端９ｉを起点としたゴム剥離などが生じやすくなる。
【００２２】
また前記ビード部側の補強層１０は、ビードベースラインＢＬからタイヤ断面高さＨの０．１５倍以上かつ０．４倍以下のビード領域ＢＥに配されることが望ましい。即ち、該ビード部側の補強層１０のタイヤ半径方向の内端１０ｉは、ビードベースラインＢＬからタイヤ断面高さＨの０．１５倍以上の位置に設けるとともに、その外端１０ｏをビードベースラインＢＬからタイヤ断面高さＨの０．４倍以下の高さに設定するのが望ましい。
【００２３】
ビード部側の補強層１０の内端１０ｉの高さがビードベースラインＢＬからタイヤ断面高さＨの０．１５倍未満であると、リムＪのフランジによる保護される部分まで該補強層１０が覆うこととなり無駄を生じるとともに、前記外端１０ｏの高さがビードベースラインＢＬからタイヤ断面高さＨの０．４倍を超えると、この外端１０ｏが前記走行中に最も屈曲が大きくなる部分に近接するため、該外端１０ｏを起点としたゴム剥離が生じやすくなる。
【００２４】
なお前記カーカスプライ６Ａの折返し部６ｂの高さは、前記ビード部側の補強層１０の外端１０ｏよりも外側かつタイヤ断面高さＨの０．５倍よりも低い位置とするのが望ましい。これにより、より効果的にタイヤサイド部の剛性を高めつつ乗り心地の低下をも防止できる。また特に好ましくは、前記バットレス側の補強層９の内端９ｉと、ビード部側の補強層１０の外端１０ｏとの間である離間部Ｒのタイヤ半径方向の長さｈをタイヤ断面高さＨの０．１〜０．４倍、より好ましくは０．２〜０．３倍とすることが望ましい。これにより、該離間部Ｒを利用して走行中のタイヤの十分な撓みを確保することができ、乗り心地の維持に特に好適となる。
【００２５】
【実施例】
タイヤサイズが１９５／６５Ｒ１５の乗用車用ラジアルタイヤを表１の仕様により試作するとともに、耐カット性、耐ピンチング性、乗り心地、操縦安定性についてテストを行い性能を比較した。また比較例として、図３（ａ）のようにタイヤのサイド部にカーカスとは別の補強層を有しないもの（比較例１）、図３（ｂ）のように補強層は有するがバットレス部のみに配したもの（比較例２）、同じく図３（ｃ）のように、補強層がバットレス部からビード部まで連続したもの（比較例３）についても試作して性能を比較した。
【００２６】
共通仕様として、カーカスは、タイヤ赤道に対し９０゜の角度で傾けたポリエステルコードからなる１枚のカーカスプライからなり、ベルト層にはスチールコードの２プライ構造とした。またカーカスプライの折返し部の高さはビードベースラインＢＬからタイヤ断面高さＨの０．５倍とした。
テスト方法は次の通りである。
【００２７】
＜耐カット性＞
振子式サイドウォール衝撃テストとした。これは、クサビ型の刃を錘に取付けたものを振子の下端に設け、自由落下方式でタイヤのサイドウォール部に衝撃を与えるとともに、錘と落下高さとによりタイヤサイドウォールの破壊エネルギーを求め評価するテストである。夫々比較例を１００とする指数で表示した。数値が大きいほどサイドウォール部の耐カット性が優れていることを示す。
【００２８】
＜耐ピンチング性＞
タイヤをリム組みし垂直に立てて保持するとともに、平板状の錘を自由落下させてトレッドに衝突させる。タイヤにクラックが発生するまでこれを繰り返し、破壊エネルギーを求めた。評価は比較例１を１００とする指数で示し、数値が大きい程良好である。
【００２９】
＜乗り心地、操縦安定性＞
排気量２０００ｃｍ^３ の国産ＦＦ車に、試験タイヤを４輪装着し、タイヤテストコースのドライアスファルト路面上にて、乗り心地と、ハンドル応答性、剛性感、グリップ等に関する操縦安定性とをドライバーの官能評価により評価し、比較例１を１００とする指数で表示している。指数の大きい方が良好である。
テストの結果を表１に示す。
【００３０】
【表１】

【００３１】
テストの結果、実施例のものは、乗り心地、操縦安定性を維持しつつ耐カット性を向上していることが確認できる。
【００３２】
【発明の効果】
上述したように、本発明の空気入りタイヤは、乗り心地を悪化させることなく耐カット性を向上しうる。特に請求項２記載の発明のように、各補強層の繊維コードのタイヤ周方向に対する角度を一定範囲に規制することにより、さらに乗り心地と耐カット性とをバランス良く向上しうる。
【００３３】
また請求項３記載の発明のように、バットレス側の補強層の配設位置を、また請求項４記載の発明のように、ビード部側の補強層の配設位置をそれぞれ規制したときには、さらに確実に耐カット性と乗り心地などをバランス良く高める。
【００３４】
また請求項５記載の発明のように、バットレス部側の補強層の前記繊維コードのタイヤ周方向に対する角度θ１を、前記ビード部側の補強層の前記繊維コードのタイヤ周方向に対する角度θ２よりも小としたときには、乗り心地との曲げ剛性の向上効果とをより高い次元で向上するのに役立つ。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す正規状態の右半分断面図である。
【図２】その部分斜視図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は比較例を示す略図である
【符号の説明】
２ トレッド部
３ サイドウォール部
４ ビード部
５ ビードコア
６ カーカス
６Ａ カーカスプライ
６ａ カーカスプライの本体部
６ｂ カーカスプライの折返し部
７ ベルト層
９ バットレス側の補強層
９ｉ バットレス側の補強層の内端
９ｏ バットレス側の補強層の外端
１０ ビード部側の補強層
１０ｉ ビード部側の補強層の内端
１０ ビード部側の補強層の外端
Ｂ バットレス部
ＢＵ バットレス領域
ＢＥ ビード領域

Claims (5)

1. トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、このカーカスの半径方向外側かつ前記トレッド部の内部に配されたベルト層とを具えた空気入りタイヤであって、
   前記カーカスの外側に、バットレス部に配されしかも繊維コードを並列したプライからなるバットレス側の補強層と、
   タイヤ半径方向の外端が前記バットレス側の補強層のタイヤ半径方向の内端よりもタイヤ半径方向内側に位置ししかも繊維コードを並列したプライからなるビード部側の補強層とを具えることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記バットレス側の補強層及び前記ビード部の補強層は、前記繊維コードがタイヤ周方向に対して１５〜４５゜の角度で傾くことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記バットレス側の補強層は、ビードベースラインからタイヤ断面高さＨの０．６倍以上かつ０．９倍以下のバットレス領域に配されてなる請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ビード部側の補強層は、ビードベースラインからタイヤ断面高さＨの０．１５倍以上かつ０．４倍以下のビード領域に配されてなる請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記バットレス部側の補強層の前記繊維コードのタイヤ周方向に対する角度θ１は、前記ビード部側の補強層の前記繊維コードのタイヤ周方向に対する角度θ２よりも小であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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