JP2007161116A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】軽量化を図りつつ、耐久性を大きく改善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間に少なくとも１層のカーカス層５が延設され、トレッド部１のカーカス層５外周側に複数のベルト層８，９が配置されている。複数のベルト層８，９の内、最大ベルト幅ＢＷを有するベルト層８のエッジ８ｅに対応する領域Ｋに位置するカーカス層５の部分５ａのカーカスラインが、タイヤ子午線断面でタイヤ外側に窪む形状になっている。
【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、耐久性を改善するようにした空気入りタイヤに関する。

近年、乗用車に使用される空気入りタイヤにおいて偏平化が進み、偏平率が４０％以下のタイヤが市場に出回るようになってきた。このように偏平率が低い従来の空気入りタイヤは、空気圧も比較的高く、また高い荷重条件下で使用されることが多いため、サイドウォール部のビードフィラー外周端付近などでカーカス層（カーカス層とビードフィラーの間やカーカス層間）にセパレーションが発生し易く、それが耐久性を低下させる要因になっていた。

他方、近年の車両の軽量化に伴い、空気入りタイヤに対しても軽量化が強く求められている。

そこで、上記対策として、タイヤ最大幅位置のカーカスラインを工夫することにより、カーカス層にセパレーションが発生するのを抑制し、耐久性を改善する一方、重量も軽減するようにした空気入りタイヤが提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、構造上、高い改善効果を期待することが難しい。
特開２００３−２８５６０８号公報

本発明の目的は、軽量化を図りつつ、耐久性を大きく改善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は、左右のビード部間に少なくとも１層のカーカス層を延設し、トレッド部のカーカス層外周側に複数のベルト層を配置した空気入りタイヤにおいて、前記複数のベルト層の内、最大ベルト幅ＢＷを有するベルト層のエッジに対応する領域に位置するカーカス層の部分のカーカスラインをタイヤ子午線断面でタイヤ外側に窪む形状にしたことを特徴とする。

上述した本発明によれば、上記領域に位置するカーカス層の部分のカーカスラインをタイヤ外側に窪む形状にすることで、サイドウォール部のトレッド部側を撓み易くし、それによりサイドウォール部におけるタイヤ径方向の撓み領域を増加させることができる。そのため、サイドウォール部変形時に加わるタイヤ径方向の単位長さ当たりの剪断力を減少させることができるので、サイドウォール部においてカーカス層にセパレーションが発生するのを効果的に抑制し、耐久性を大幅に向上することができる。

また、カーカスラインを窪ませることで、その領域におけるタイヤの肉厚を薄くすることができるので、タイヤの軽量化が可能になる。

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間には、タイヤ径方向に延在するナイロンコードやポリエステルコードなどの有機繊維コードからなる補強コードをタイヤ周方向に所定の間隔で配列してゴム層に埋設した２層のカーカス層４，５が延設されている。

左右のビード部３にはビードコア６がそれぞれ埋設され、各ビードコア６の外周側にはサイドウォール部２にまで延在する断面三角形状のビードフィラー７が配設されている。カーカス層４，５の両端部４Ｘ，５Ｘが、ビードコア６の周りにビードフィラー７を挟み込むようにしてタイヤ内側から外側に折り返されている。内側に位置するカーカス層４の両端部４Ｘは、ビードフィラー７の外周端７ａを超えてタイヤ径方向外側まで延設され、外側に位置するカーカス層５の本体部５Ｙに積層するように配設されている。

トレッド部１のカーカス層４，５の外周側には、スチールコードなどからなる補強コードをタイヤ周方向に対し傾斜配列してゴム層に埋設した２層のベルト層８，９が設けられている。カーカス層５に隣接する内側のベルト層８は、外側のベルト層９よりもベルト幅が広く、最大ベルト幅ＢＷ（ベルト層８の両エッジ８ｅ間をタイヤ軸に平行に測定した長さ）を有している。

ベルト層８，９の外周側には、ナイロンコードなどの有機繊維コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回した複数のベルトカバー層１０が配設されている。このベルトカバー層１０は、ベルト層８，９全体を覆うベルトフルカバー層１０Ａと、ベルト層８，９の両端部を覆うベルトエッジカバー層１０Ｂとから構成されている。

カーカス層４，５の内側には、空気透過防止層として作用するインナーライナー層１１が設けられている。図中１２は、トレッド面１Ａにタイヤ周方向に延設した周方向溝である。

上記カーカス層４，５は、ベルト層８のエッジ８ｅに対応する領域（近傍領域）Ｋに位置する部分４ａ，５ａのカーカスラインが、図１に示すように、タイヤ子午線断面でタイヤ外側に窪む形状になっている。このようにカーカス層４，５の部分４ａ，５ａのカーカスラインをタイヤ外側に窪ませることにより、その箇所のタイヤの肉厚を薄くし、従来より撓み易くする一方、肉厚を薄くした分だけ軽量化を図るようにしている。

更に、詳述すると、図１に示すタイヤ子午線断面において、外側のカーカス層（最外層に位置する最外カーカス層）５とタイヤセンターラインＣＬとの交点をＡ、外側のカーカス層５においてタイヤセンターラインＣＬからタイヤ軸と平行にタイヤ幅方向外側に向けて最大ベルト幅ＢＷの３５％の距離となる位置をＢ、ベルト層８のエッジ８ｅから外側のカーカス層５に対して引いた法線ｍとカーカス層５との交点をＣとすると、交点Ａと位置Ｂを通り、かつ曲率中心がタイヤセンターラインＣＬ上に位置する仮想円弧ＣＲより交点Ｃがタイヤ外側に位置している。なお、ここで位置Ｂを最大ベルト幅ＢＷの３５％としたのは、後述する図２に示すタイヤにおいて、交点Ｃが仮想円弧ＣＲ上に実質的に位置するからである。

タイヤ子午線断面におけるカーカス層４，５のカーカスラインは、タイヤセンターラインＣＬからトレッド部１の両ショルダー部１Ｓ側までの部分４ｔ，５Ｔが、曲率中心がタイヤセンターラインＣＬ上でタイヤ内面ＴＩより内側に位置する円弧を有する曲線で形成されている。部分４ａ，５ａでは、曲率中心がタイヤ内面ＴＩより内側に位置する円弧を有する曲線で形成され、部分４ａ，５ａと部分４ｔ，５ｔを接続する部分４ｂ，５ｂでは、曲率中心がタイヤ内面ＴＩより外側に位置する円弧を有する曲線で形成してある。

本発明者は、図２に示す偏平率が低い従来の空気入りタイヤにおいて、上述した問題点について鋭意検討した結果、以下のことを知見した。なお、図２に示すタイヤは、図１のタイヤと同じ構成部材からなるため、同じ構成部材には同じ番号を付し、説明は省略する。

図２に示す偏平のタイヤは、同じサイズ（断面幅の呼び）のタイヤにおいて、タイヤ断面高さが低くなるので、その分サイドウォール部２の径方向長さが短くなり、サイドウォール部２の撓み代が小さくなるため、サイドウォール部２においてタイヤ径方向の単位長さ当たりの剪断力が増加する。更に、空気圧を高めにして、高い荷重条件下で使用されることが多いため、走行時に偏平率が高いタイヤより高い剪断力が作用する傾向にある。その結果、周囲のゴムより硬度の高いゴムを使用するビードフィラー７の外周端付近において、その高い剪断力によりカーカス層５の本体部５Ｙと折り返して積層したカーカス層４の端部４Ｘとの層間やカーカス層５とビードフィラー７との間に層間セパレーションが発生し易くなっていた。

そこで、リムに固定されずに自由に動けるサイドウォール部２のトレッド部１側に着目した。この部分を撓み易くすることができれば、サイドウォール部２の撓み代（領域）が増加し、それによりサイドウォール部変形時に加わるタイヤ径方向の単位長さ当たりの剪断力が減少する。その結果、サイドウォール部変形時にビードフィラー７の外周端付近のサイドウォール部２のタイヤ幅方向の変形量が減るので、ビードフィラー７の外周端付近でのカーカス層の層間に発生する剪断力が小さくなり、層間のセパレーションを効果的に抑えて耐久性が大きく向上するのである。

このような知見により、本発明では、上記ように最大ベルト幅ＢＷを有するベルト層８のエッジ８ｅに対応する領域Ｋに位置するカーカス層４，５の部分４ａ，５ａのカーカスラインをタイヤ子午線断面でタイヤ外側に窪む形状にしたのである。

これによりサイドウォール部２のトレッド部１側が撓み易くなり、サイドウォール部２の撓み代が増加するので、ビードフィラー７の外周端付近でのカーカス層４，５の層間やカーカス層５とビードフィラー７との間に生じる剪断力を軽減し、層間セパレーションを効果的に抑制することができるので、大幅な耐久性の向上が可能になる。

また、カーカスラインを上記のように窪ませることで、その領域Ｋにおけるタイヤの肉厚を薄くすることができるので、タイヤ重量の軽減を図ることができる。

本発明において、交点Ｃからタイヤ外面ＴＯまで法線ｍに沿って測定した距離をｄ（ｍｍ）、仮想円弧ＣＲから交点Ｃを通りタイヤ外面ＴＯまで法線ｍに沿って測定した距離をＤ（ｍｍ）とすると、比ｄ／Ｄを０．６〜０．８の範囲にするのがよい。

比ｄ／Ｄが０．６より小さいと、窪み過ぎるためベルト層８のエッジ８ｅにセパレーションが発生し易くなり、ベルトエッジ部の耐久性が低下する。逆に比ｄ／Ｄが０．８より大きいと、窪み量が不十分となるため、上述したカーカス層の層間セパレーションを効果的に抑制することが難しくなる。因みに、比ｄ／Ｄ＝１が図２に示すタイヤである。

本発明は、上記実施形態では、２層のカーカス層４，５を設けた空気入りタイヤについて説明したが、それに限定されず、少なくとも１層のカーカス層を有する空気入りタイヤであればよい。また、ベルト層についても、上述した２層のベルト層８，９に限定されず、２層以上複数設けた空気入りタイヤであってもよい。更に、カーカス層の層間セパレーションの要因となるビードフィラー７を設けた空気入りタイヤに本発明は好ましく用いることができるが、サイドウォール部においてカーカス層の層間セパレーションが発生する空気入りタイヤであれば、いずれのタイヤにも好ましく用いることができる。

本発明は、特に偏平率が４０％以下の乗用車用空気入りタイヤに好ましく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２３５／３５Ｒ１９ ８７Ｗで共通にし、最大ベルト幅ＢＷを有するベルト層のエッジに対応する領域に位置するカーカス層の部分のカーカスラインをタイヤ外側に窪む形状にした図１に示す構成の本発明タイヤと、窪ませていない図２に示す構成の従来タイヤをそれぞれ作製した。

これら各試験タイヤを、以下に示す試験方法により、タイヤ重量と耐久性の評価試験を行ったところ、表１に示す結果を得た。

タイヤ重量
各試験タイヤの重量を測定し、その結果を従来タイヤを１００とする指数値で示した。この値が小さい程、タイヤ重量が小さい。

耐久性
各試験タイヤをリムサイズ８．５Ｊのリムに装着し、空気圧を３３０kPa にしてドラム耐久試験機に装着し、８．１ｋＮの荷重を付加した状態で時速８１ｋｍ／ｈでドラム上を走行させ、サイドウォール部のカーカス層間セパレーションが発生するまでの走行距離を測定し、その結果を従来タイヤを１００とする指数値で示した。この値が大きい程、耐久性が優れている。

表１から、本発明タイヤは、軽量化を図りつつ、耐久性を改善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半断面図である。 カーカスラインをタイヤ外側に窪む形状にしていない従来の空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線要部断面図である。

符号の説明

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
４Ｘ 端部
４ａ，４ｂ，４ｔ 部分
５ カーカス層（最外カーカス層）
５Ｘ 端部
５Ｙ 本体部
５ａ，５ｂ，５ｔ 部分
６ ビードコア
７ ビードフィラー
７ａ 外周端
８，９ ベルト層
８ｅ エッジ
ＣＬ タイヤセンターライン
Ｋ 領域
ＴＩ タイヤ内面
ＴＯ タイヤ外面
ｍ 法線

Claims (6)

1. 左右のビード部間に少なくとも１層のカーカス層を延設し、トレッド部のカーカス層外周側に複数のベルト層を配置した空気入りタイヤにおいて、
   前記複数のベルト層の内、最大ベルト幅ＢＷを有するベルト層のエッジに対応する領域に位置するカーカス層の部分のカーカスラインをタイヤ子午線断面でタイヤ外側に窪む形状にした空気入りタイヤ。
2. タイヤ子午線断面において、最外層に位置する最外カーカス層とタイヤセンターラインとの交点をＡ、最外カーカス層においてタイヤセンターラインからタイヤ軸と平行にタイヤ幅方向外側に向けて最大ベルト幅ＢＷの３５％の距離となる位置をＢ、最大ベルト幅ＢＷを有するベルト層のエッジから最外カーカス層に対して引いた法線と該最外カーカス層との交点をＣとすると、交点Ａと位置Ｂを通り、かつ曲率中心がタイヤセンターライン上に位置する仮想円弧ＣＲより交点Ｃがタイヤ外側に位置する請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 交点Ｃからタイヤ外面まで前記法線に沿って測定した距離をｄ、仮想円弧ＣＲから交点Ｃを通りタイヤ外面まで前記法線に沿って測定した距離をＤとすると、比ｄ／Ｄが０．６〜０．８である請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. タイヤ子午線断面におけるカーカス層のカーカスラインにおいて、タイヤセンターラインから前記トレッド部のショルダー部側までの部分及び前記最大ベルト幅ＢＷを有するベルト層のエッジに対応する領域に位置するカーカス層の部分を、曲率中心がタイヤ内面より内側に位置する円弧を有する曲線で形成し、前記両部分を接続する部分を曲率中心がタイヤ内面より外側に位置する円弧を有する曲線で形成した請求項１，２または３に記載の空気入りタイヤ。
5. 左右の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まで延在するビードフィラーを配設し、前記カーカス層の両端部をビードコアの周りにビードフィラーを挟み込むようにしてタイヤ内側から外側に折り返すと共に、ビードフィラーの外周端を超えてタイヤ径方向外側まで延設して前記カーカス層の本体部に積層させた請求項１乃至４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
6. 偏平率が４０％以下の乗用車用空気入りタイヤである請求項１乃至５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

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