JP2008168702A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】耐久性及び操縦安定性が損なわれることなくフラットスポットの発生が抑えられたタイヤ２の提供。
【解決手段】タイヤ２は、その外面がトレッド面２２をなすトレッド４と、このトレッド４の内側に位置するベルト１２と、このトレッド４とこのベルト１２との間に位置するバンド１４とを備えている。このベルト１２は、内側プライ４０と、この内側プライ４０の半径方向外側に位置する外側プライ４２とを備えている。この外側プライ４２の端５８は、軸方向においてこの内側プライ４０の端６０よりも内側にある。このバンド１４の端５４は、軸方向においてこの外側プライ４２の端５８の外側にある。この外側プライ４２の端５８とこのバンド１４の端５４との間の軸方向距離は、４ｍｍ未満である。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。

四輪自動車の一つの形態として、スポーツ多目的車（Sports Utility Vehicle、ＳＵＶ）がある。このＳＵＶは、スポーツカーに近い操縦性、セダンに近い快適性及びミニバンに近い居住性等を兼ね備えている。このＳＵＶには、その偏平率が５０％から８０％であるラジアルタイヤが装着される。

ラジアルタイヤは、トレッドとベルトとの間にバンドを備える。このバンドは、周方向に螺旋状に巻かれたバンドコードを備える。このバンドコードは、ベルトを拘束する。高速走行時の遠心力に起因するベルトのリフティングが、このバンドコードによって抑制される。このバンドは、タイヤの耐久性に寄与しうる。このようなタイヤは、特開２００１−１８６１３公報に開示されている。このタイヤでは、バンドの構成が最適化されて、このバンドの端を起点とする損傷が防止されている。
特開２００１−１８６１３公報

駐車中にある車両において、タイヤの、路面と接地しているトレッド面は凹んだ状態にある。この凹みは、周方向に螺旋状に巻かれているバンドコードの張力を下げる。このバンドコードには、弛みが生じる。

走行を終えたタイヤは、発熱状態にある。この発熱は、弛んだ状態で保持されているバンドコードの収縮を促す。このため、車両が長時間駐車されると、トレッド面は平らに変形する。このようなタイヤの変形は、フラットスポットと称される。バンドコードが収縮しているので、このトレッド面の復元は容易ではない。フラットスポットが発生したタイヤには、振動が発生する。このタイヤは、乗り心地に劣る。

前述のＳＵＶには、大きな外径及び大きな高さを有するラジアルタイヤが装着される。このタイヤには、大きな発熱が生じる。大きな発熱は、フラットスポットの形成を促す。このため、ＳＵＶに装着されるタイヤには、フラットスポットが生じやすい。

その損失係数（ｔａｎδ）が低い架橋ゴムからなるクリンチを備えたタイヤは、サイドウォールの変形を抑える。このタイヤでは、フラットスポットの発生が抑えられる。しかし、このタイヤは操縦安定性に劣るという問題がある。

小さいエイペックスを備えたタイヤは、サイドウォールの変形を抑える。このタイヤでは、フラットスポットの発生が抑えられる。しかし、このタイヤは操縦安定性に劣るという問題がある。

その構成部材からバンドが除かれたタイヤは、トレッドの変形を抑える。このタイヤでは、フラットスポットの発生が抑えられる。しかし、このタイヤは耐久性に劣るという問題がある。

上記公報のタイヤは、主としてライトトラックに装着される。このタイヤでは、前述のＳＵＶに装着されるタイヤに比べて、適用される空気内圧が高いので、フラットスポットは生じにくい。従って、このタイヤでは、フラットスポットの発生防止は考慮されていない。

本発明の目的は、耐久性及び操縦安定性が損なわれることなくフラットスポットの発生が抑えられたタイヤの提供にある。

本発明に係る空気入りタイヤは、その外面がトレッド面をなすトレッドと、このトレッドの内側に位置するベルトと、このトレッドとこのベルトとの間に位置するバンドとを備えている。このベルトは、内側プライと、この内側プライの半径方向外側に位置する外側プライとを備えている。この外側プライの端は、軸方向においてこの内側プライの端よりも内側にある。このバンドの端は、軸方向においてこの外側プライの端の外側にある。この外側プライの端とこのバンドの端との間の軸方向距離は、４ｍｍ未満である。

発明者は、バンドを備えたタイヤにおいて、このバンドの端がベルトの端と一致している場合又はこのバンドがベルトの端を覆っている場合に、フラットスポットが生じやすいことを見出した。本発明のタイヤでは、バンドの端とベルトの端とが一致しないように、このバンドの位置が適切に調節されている。このタイヤでは、フラットスポットの発生が効果的に抑えられている。このタイヤでは、バンドの端に歪みが集中することはないので、バンドの端を起点とする損傷が抑えられている。このタイヤは、耐久性に優れる。このタイヤでは、このバンド以外の構成は従来のタイヤと同一であるので、操縦安定性が維持されうる。本発明のタイヤは、耐久性及び操縦安定性が損なわれることなくフラットスポットの発生が抑えられている。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１は、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ２の一部が示された断面図である。この図１において、上下方向が半径方向であり、左右方向が軸方向であり、紙面との垂直方向が周方向である。このタイヤ２は、図１中の一点鎖線ＣＬを中心としたほぼ左右対称の形状を呈する。この一点鎖線ＣＬは、タイヤ２の赤道面を表す。このタイヤ２は、トレッド４、サイドウォール６、ビード８、カーカス１０、ベルト１２、バンド１４、ストリップ１６、インナーライナー１８及びチェーファー２０を備えている。このタイヤ２は、チューブレスタイプである。このタイヤ２は、スポーツ多目的車（Sports Utility Vehicle、ＳＵＶ）に装着される。

トレッド４は、耐摩耗性に優れた架橋ゴムからなる。トレッド４は、半径方向外向きに凸な形状を呈している。トレッド４は、トレッド面２２を備えている。このトレッド面２２は、路面と接地する。トレッド面２２には、溝２４が刻まれている。この溝２４により、トレッドパターンが形成されている。

サイドウォール６は、トレッド４の端から半径方向略内向きに延びている。このサイドウォール６は、架橋ゴムからなる。サイドウォール６は、撓みによって路面からの衝撃を吸収する。さらにサイドウォール６は、カーカス１０の外傷を防止する。

ビード８は、サイドウォール６よりも半径方向略内側に位置している。ビード８は、コア２６と、このコア２６から半径方向外向きに延びるエイペックス２８とを備えている。コア２６は、リング状である。コア２６は、複数本の非伸縮性ワイヤー（典型的にはスチール製ワイヤー）を含む。エイペックス２８は、半径方向外向きに先細りである。エイペックス２８は、高硬度な架橋ゴムからなる。

カーカス１０は、第一カーカスプライ３０及び第二カーカスプライ３２からなる。第一カーカスプライ３０及び第二カーカスプライ３２は、両側のビード８の間に架け渡されており、トレッド４及びサイドウォール６の内側に沿っている。第一カーカスプライ３０及び第二カーカスプライ３２は、コア２６の周りを、軸方向内側から外側に向かって折り返されている。図示されているように、折り返された第一カーカスプライ３０の端３４は、半径方向においてエイペックス２８の先端３６よりも外側に位置している。折り返された第二カーカスプライ３２の端３８は、半径方向においてこの先端３６よりも内側に位置している。

図示されていないが、第一カーカスプライ３０及び第二カーカスプライ３２は、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。各コードが赤道面に対してなす角度の絶対値は、通常は７０°から９０°である。換言すれば、このカーカス１０はラジアル構造を有する。コードは、通常は有機繊維からなる。好ましい有機繊維としては、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。バイアス構造のカーカス１０が採用されてもよい。

ベルト１２は、トレッド４の内側に位置している。このベルト１２は、カーカス１０の半径方向外側に位置している。ベルト１２は、カーカス１０と積層されている。ベルト１２は、カーカス１０を補強する。ベルト１２は、内側プライ４０及び外側プライ４２からなる。この外側プライ４２は、内側プライ４０の半径方向外側に位置する。このタイヤ２では、内側プライ４０の軸方向幅は、外側プライ４２の軸方向幅よりも大きい。図示されていないが、内側プライ４０及び外側プライ４２のそれぞれは、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。各コードは、赤道面に対して傾斜している。傾斜角度の絶対値は、１０°以上３５°以下である。内側プライ４０のコードの傾斜方向は、外側プライ４２のコードの傾斜方向とは逆である。内側プライ４０と外側プライ４２とは、いわゆるクロスプライ構造を構成する。コードの好ましい材質は、スチールである。コードに、有機繊維が用いられてもよい。

バンド１４は、トレッド４とベルト１２との間に位置している。このバンド１４は、一対のバンドプライ４４からなる。これらのバンドプライ４４は、軸方向に離間して配置される。バンドプライ４４は、半径方向においてベルト１２の外側に位置している。このようなバンド１４は、エッジバンドとも称される。なお、このバンド１４が、トレッド４のセンターから軸方向外側に向かって延在する１枚のバンドプライ４４から構成されてもよい。このようなバンドプライ４４を備えたバンド１４は、フルバンドと称される。

図示されていないが、このバンドプライ４４は、コードとトッピングゴムとからなる。コードは実質的に周方向に延びており、螺旋状に巻かれている。バンド１４は、いわゆるジョイントレス構造を有する。このコードが周方向に対してなす角度の絶対値は、２．０°未満である。本発明では、周方向に対する角度の絶対値が２．０°未満である方向は、「実質的な周方向」とされる。

ストリップ１６は、架橋ゴムからなる。このストリップ１６には、コードは含まれていない。このストリップ１６は、軸方向においてサイドウォール６の内側に位置している。このストリップ１６は、エイペックス２８の上部からカーカス１０に沿って半径方向外向きに延在している。このストリップ１６は、折り返された第二カーカスプライ３２の軸方向内側に位置している。このストリップ１６は、この第二カーカスプライ３２と第一カーカスプライ３０との間に挟まれている。このストリップ１６の半径方向において外側に位置する一端４６は、折り返された第一カーカスプライ３０の端３４よりも半径方向内側に位置している。このストリップ１６の他端４８は、半径方向においてエイペックス２８の先端３６よりも内側に位置している。この他端４８は、エイペックス２８と第二カーカスプライ３２との間に挟まれている。このストリップ１６は、カーカス１０を補強する。

インナーライナー１８は、カーカス１０の内周面に接合されている。インナーライナー１８は、架橋ゴムからなる。インナーライナー１８には、空気遮蔽性に優れたゴムが用いられている。インナーライナー１８は、タイヤ２の内圧を保持する役割を果たす。

チェーファー２０は、ビード８の近傍に位置している。タイヤ２がリムに組み込まれると、このチェーファー２０がリムと当接する。この当接により、ビード８の近傍が保護される。チェーファー２０は、通常は布とこの布に含浸したゴムとからなる。ゴム単体からなるチェーファー２０が用いられてもよい。

図２は、図１のタイヤ２のベルト１２及びバンド１４の一部が示された拡大断面図である。図示されているように、このタイヤ２では、バンドプライ４４の内端５０は外側プライ４２の外面５２に積層されている。このバンドプライ４４の外端５４は、内側プライ４０の外面５６に積層されている。このバンドプライ４４の外端５４は、軸方向において外側プライ４２の端５８の外側に位置している。このタイヤ２では、このバンドプライ４４の外端５４は、軸方向において外側プライ４２の端５８と内側プライ４０の端６０との間に位置している。前述したように、バンドプライ４４のコードは実質的に周方向に螺旋状に巻かれている。このコードはベルト１２の端６０の近傍を拘束する。この拘束により、ベルト１２のリフティングが抑制される。このタイヤ２では、振動の発生が抑えられる。このタイヤ２は、乗り心地に優れる。

図２に示されているように、このタイヤ２では、バンドプライ４４の外端５４、外側プライ４２の端５８及び内側プライ４０の端６０は、軸方向に分散している。このタイヤ２では、局所的に歪みが集中することはない。この歪みの集中による損傷が発生しないので、このタイヤ２は耐久性に優れる。

このタイヤ２では、バンド１４の構成以外は、従来のタイヤと同一である。従って、このタイヤ２では、操縦安定性が維持されうる。

発明者は、バンドを備えたタイヤにおいて、このバンドの端がベルトの端と一致している場合又はこのバンドがベルトの端を覆っている場合に、フラットスポットが生じやすいことを見出した。後述するように、このタイヤ２では、バンドプライ４４の外端５４の位置が適切に調節される。このタイヤ２では、この調節により、耐久性が損なわれることなくフラットスポットの発生が効果的に抑えられている。

図２において、両矢印線ＷＡは外側プライ４２の端５８からバンドプライ４４の外端５４までの軸方向幅を表している。両矢印線ＷＢは、外側プライ４２の端５８から内側プライ４０の端６０までの軸方向幅を表している。両矢印線ＷＣは、バンドプライの軸方向幅を表している。

このタイヤ２では、外側プライ４２の端５８とバンドプライ４４の外端５４とは重ならない。従って、軸方向幅ＷＡは０ｍｍよりも大きい。バンドプライ４４が効果的にベルト１２を拘束するという観点から、この軸方向幅ＷＡは１ｍｍ以上がより好ましい。このようなタイヤ２は、乗り心地及び耐久性に優れる。その外端５４に歪みが集中しないようにバンドプライ４４が配置されるという観点から、この軸方向幅ＷＡは４ｍｍ未満である。このタイヤ２では、フラットスポットの発生が抑えられる。このフラットスポットを効果的に抑えるという観点から、この軸方向幅ＷＡは３ｍｍ以下であるのがより好ましい。

このタイヤ２では、軸方向幅ＷＢは、６ｍｍ以上９ｍｍ以下であるのが好ましい。この軸方向幅ＷＢが６ｍｍ以上に設定されることにより、外側プライ４２の端５８と内側プライ４０の端６０とが適切に離間する。このタイヤ２では、局所的な歪みの集中が抑えられる。このタイヤ２は、耐久性に優れる。この観点から、この軸方向幅ＷＢは７ｍｍ以上がより好ましい。この軸方向幅ＷＢが９ｍｍ以下に設定されることにより、この外側プライ４２が効果的に内側プライ４０を拘束する。この観点から、この軸方向幅ＷＢは８ｍｍ以下がより好ましい。

このタイヤ２では、軸方向幅ＷＣは、１５ｍｍ以上２５ｍｍ以下であるのが好ましい。この軸方向幅ＷＣが１５ｍｍ以上に設定されることにより、バンドプライ４４が効果的にベルト１２を拘束する。このタイヤ２は、操縦安定性に優れる。この観点から、この軸方向幅ＷＣは、１７ｍｍ以上がより好ましく、２０ｍｍ以上が特に好ましい。この軸方向幅ＷＣが２５ｍｍ以下に設定されることにより、タイヤ２の剛性過大が防止されうる。このタイヤ２では、乗り心地が維持されうる。この観点から、この軸方向ＷＣは、２３ｍｍ以下がより好ましく、２２ｍｍ以下が特に好ましい。

このタイヤ２では、このバンドプライ４４のコードは、通常は有機繊維からなる。好ましい有機繊維としては、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。フラットスポットを効果的に抑えるという観点から、レーヨン繊維が好ましい。

このタイヤ２のバンドプライ４４において、その収縮が小さいコードはフラットスポットを効果的に抑える。従って、このコードの、７０℃の温度条件下で計測された収縮応力は、１．３Ｎ／ｄｔｅｘ以下がより好ましく、１．０Ｎ／ｄｔｅｘ以下がさらに好ましく、０．５Ｎ／ｄｔｅｘ以下が特に好ましい。なお、このバンドプライ４４のコードの収縮応力は、「ＪＩＳ Ｌ １０１７」の規定に準拠して計測される。

このタイヤ２のバンドプライ４４において、高モジュラスなコードはフラットスポットを効果的に抑える。従って、このコードのモジュラスは、５０Ｎ／ｍｍ^２以上がより好ましく、７５Ｎ／ｍｍ^２以上がさらに好ましく、１００Ｎ／ｍｍ^２以上が特に好ましい。なお、このバンドプライ４４のコードのモジュラスは、その伸び率が３％とされて、「ＪＩＳ Ｌ １０１７」の規定に準拠して計測される。

本発明では、タイヤ２の各部材の寸法及び角度は、タイヤ２が正規リムに組み込まれ、正規内圧となるようにタイヤ２に空気が充填された状態で測定される。測定時には、タイヤ２には荷重がかけられない。本明細書において正規リムとは、タイヤ２が依拠する規格において定められたリムを意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「標準リム」、ＴＲＡ規格における「Design Rim」、及びＥＴＲＴＯ規格における「Measuring Rim」は、正規リムである。本明細書において正規内圧とは、タイヤ２が依拠する規格において定められた内圧を意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「最高空気圧」、ＴＲＡ規格における「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に掲載された「最大値」、及びＥＴＲＴＯ規格における「INFLATION PRESSURE」は、正規内圧である。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

［実施例１］
図１及び図２に示された基本構成を備え、下記表１に示された仕様を備えた実施例１のＳＵＶ用空気入りタイヤを得た。このタイヤサイズは、「２６５／６５Ｒ１７ １１０ ＡＴ２０」である。このタイヤでは、バンドコードはレーヨン繊維からなる。このバンドコードの、７０℃の温度条件下で計測された収縮応力は、０．５Ｎ／ｄｔｅｘである。このバンドコードのモジュラスは、５０Ｎ／ｍｍ^２である。軸方向幅ＷＡは、３ｍｍである。軸方向幅ＷＢは、７ｍｍである。軸方向幅ＷＣは、２０ｍｍである。

［比較例１から７及び実施例３］
軸方向幅ＷＡを下記表１の通りとした他は実施例１と同様にして、タイヤを得た。なお、比較例１では、バンドプライの外端は軸方向において外側プライの外端の内側に位置している。比較例７は、バンドプライを有していない。

［実施例２及び４］
軸方向幅ＷＢを下記表１の通りとした他は実施例１と同様にして、タイヤを得た。

［耐フラットスポット性評価］
試作タイヤをリム（サイズ：７．５ＪＪ×１７）に装着して、このタイヤのラジアルフォースバリエーション（ＲＦＶ）をＪＡＳＯ Ｃ６０７に準拠して計測した。この計測値は、タイヤの初期のＲＦＶ（Ｆ０）である。次に、ドラム試験機を用いて、予備的に１時間、このタイヤを走行させた。この走行の条件は、次の通りである。タイヤの空気内圧は、２００ｋＰａである。荷重は、５．８８Ｎである。速度は、９６．６ｋｍ／ｈである。次に、このタイヤが、静止状態で１６時間放置された。この放置の条件は、次の通りである。タイヤの空気内圧は、３００ｋＰａである。荷重は、７．８４Ｎである。この放置により、このタイヤにフラットスポットが生成された。次に、このフラットスポットが生成されたタイヤについて、ＪＡＳＯ Ｃ６０７に準拠してＲＦＶを計測した。この計測値は、フラットスポット生成時のＲＦＶ（Ｆ１）である。このＦ１からＦ０を差し引くことにより、ＲＦＶの生成量が算出された。この結果が、比較例７のＲＦＶの生成量を１００とした指数値で示されている。この数値が小さいほど、フラットスポットが生成しにくいことを表している。次に、フラットスポットが生成されたタイヤを、前述の走行条件で、６分間走行させて、フラットスポットの回復が実施された。この回復走行後のタイヤについて、ＲＦＶが計測された。この計測値は、フラットスポットの回復後のＲＦＶ（Ｆ２）である。このＦ２をこのＦ１から差し引くことにより、ＲＦＶの回復量が算出された。この結果が、比較例７のＲＦＶの回復量を１００とした指数値で示されている。

［高速耐久性評価］
試作タイヤをリム（サイズ：８．０Ｊ×１７）に装着して、ドラム試験機を用いて、走行させた。初期速度が１７０ｋｍ／ｈとされて、２０分毎に１０ｋｍ／ｈステップで速度は上げられた。タイヤの空気内圧は、２６０ｋＰａである。タイヤに損傷が生じた速度よりも１ステップ低い速度によって、タイヤの高速耐久性が評価された。この結果が、比較例７を１００とした指数値で示されている。この数値が大きいほど、良好であることを表している。

［耐久性評価］
試作タイヤを、ドラム耐久試験機を用いて、１０．６１Ｎの荷重を負荷した状態で走行させた。速度は、８０ｋｍ／ｈである。タイヤの空気内圧は、１９０ｋＰａである。タイヤが破壊するまでの走行距離が、計測された。この結果が、比較例７を１００とした指数値で示されている。この数値が大きいほど、良好であることを表している。

表１に示されるように、実施例のタイヤでは耐久性が損なわれることなく、フラットスポットが抑えられている。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

本発明に係るタイヤは、種々の四輪自動車に装着されうる。

図１は、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤの一部が示された断面図である。 図２は、図１のタイヤのベルト及びバンドの一部が示された拡大断面図である。

符号の説明

２・・・タイヤ
４・・・トレッド
６・・・サイドウォール
８・・・ビード
１０・・・カーカス
１２・・・ベルト
１４・・・バンド
１６・・・ストリップ
１８・・・インナーライナー
２０・・・チェーファー
２２・・・トレッド面
２４・・・溝
２６・・・コア
２８・・・エイペックス
３０・・・第一カーカスプライ
３２・・・第二カーカスプライ
３４、３８、５８、６０・・・端
３６・・・先端
４０・・・内側プライ
４２・・・外側プライ
４４・・・バンドプライ
４６・・・一端
４８・・・他端
５０・・・内端
５２、５６・・・外面
５４・・・外端

Claims (1)

1. その外面がトレッド面をなすトレッドと、このトレッドの内側に位置するベルトと、このトレッドとこのベルトとの間に位置するバンドとを備えており、
   このベルトが、内側プライと、この内側プライの半径方向外側に位置する外側プライとを備えており、
   この外側プライの端が、軸方向においてこの内側プライの端よりも内側にあり、
   このバンドの端が、軸方向においてこの外側プライの端の外側にあり、
   この外側プライの端とこのバンドの端との間の軸方向距離が、４ｍｍ未満である空気入りタイヤ。

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