JP2009292251A

JP2009292251A - 空気入りタイヤ

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Publication number: JP2009292251A
Application number: JP2008146786A
Authority: JP
Inventors: Tetsuo Ikegami; 哲生池上
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2008-06-04
Filing date: 2008-06-04
Publication date: 2009-12-17
Anticipated expiration: 2028-06-04
Also published as: EP2130689A3; EP2130689B1; US7677288B2; CN101596840A; CN101596840B; US20090301628A1; EP2130689A2; JP4211893B1

Abstract

【課題】良好な操縦安定性を確保しながら、荷重耐久性を向上させるようにした空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】カーカス層４、５を層間で互いにコード方向を交差させた２枚により構成し、これらのコード方向をそれぞれタイヤ周方向に対して７５〜８８°にしたうえで、カーカス層４、５の巻き上げ部にタイヤ幅方向外側にコード補強層８を配置した第１フィラーゴム６を内包すると共に、カーカス層４、５の巻き上げ部のタイヤ幅方向外側に第２フィラーゴム７を配置し、かつ２枚のカーカス層４、５のうちタイヤ外側のカーカス層５の巻き上げ端部５ａをカーカス層４、５の本体部分外側に重合する位置まで巻き上げたうえで、タイヤ外側のカーカス層５の巻き上げ端部５ａの高さ、第２フィラーゴム７の上端７ａの高さ、第１フィラーゴム６の上端６ａの高さ、コード補強層８の上端の高さ８ａ、の関係を特定した。
【選択図】図１

Description

本発明は、良好な操縦安定性を確保しながら、荷重耐久性を向上させるようにした空気入りタイヤに関するものである。

一般に、タイヤの操縦安定性を確保するために、従来からトレッド部のゴム物性やベルト層のコード物性を特定することが広く行われてきた。しかし、車両の高速化や高性能化が進むにつれて、トレッド部のゴム物性やベルト層のコード物性を改良するだけでは、操縦安定性の改善要求に応えることが困難になってきたため、近年では、上記の対策に加えて、タイヤのケース剛性を高めるための対策が種々なされてきた。

この一環として、カーカスコードをタイヤ径方向に対して傾斜させた互いに交差する２層のカーカス層で構成すると共に、これらカーカス層の巻上げ高さや、ビードフィラーの硬さや高さ、などを特定することによって、ケース剛性を高めるようにした所謂ハーフラジアル構造の空気入りラジアルタイヤが開発されるに至った（例えば、特許文献１参照）。

そして、さらに操縦安定性の向上要請に応えるために、タイヤサイド部に新たなコード補強層を配置することが行われてきた。しかし、このように新たなコード補強層を配置すると、荷重耐久性が低下してしまうという新たな問題が生じてきた。
特許第３４２６２７８号公報

本発明の目的は、上述する従来の問題点を解消するもので、良好な操縦安定性を確保しながら、荷重耐久性を向上させるようにした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の空気入りタイヤは、左右一対のビード部に埋設されたビードコアの廻りにそれぞれ層間で互いにコード方向を交差させた２枚のカーカス層の端部をタイヤ内側から外側に向けて巻き上げた空気入りタイヤにおいて、前記２枚のカーカス層のコード方向をそれぞれタイヤ周方向に対して７５〜８８°にし、前記カーカス層の巻き上げ部に第１フィラーゴムと該第１フィラーゴムのタイヤ幅方向外側に配置したコード補強層とを内包すると共に、前記カーカス層の巻き上げ部のタイヤ幅方向外側に第２フィラーゴムを配置し、かつ前記２枚のカーカス層のうちタイヤ外側のカーカス層の巻き上げ端部を該カーカス層の本体部分外側に重合する位置まで巻き上げた構成にし、該タイヤ外側のカーカス層の巻き上げ端部のタイヤ径方向高さ２ＴＵＨと、前記第２フィラーゴムの上端のタイヤ径方向高さ２ＦＬＨと、前記第１フィラーゴムの上端のタイヤ径方向高さ１ＦＬＨと、前記コード補強層の上端のタイヤ径方向高さＲＦＨと、の関係を２ＴＵＨ＞２ＦＬＨ＞１ＦＬＨ＞ＲＦＨにしたことを特徴とする。

また、上述する構成において、以下（１）〜（５）に記載するように構成することが好ましい。

（１）前記タイヤ径方向高さ２ＴＵＨ、２ＦＬＨ、１ＦＬＨ及びＲＦＨが、それぞれタイヤ断面高さＳＨに対して以下の関係となるように設定する。
ＴＵＨ＝（０．７０〜０．８０）ＳＨ
２ＦＬＨ＝（０．５０〜０．６５）ＳＨ
１ＦＬＨ＝（０．４０〜０．５５）ＳＨ
ＲＦＨ＝（０．３０〜０．４５）ＳＨ

（２）前記２枚のカーカス層のうちタイヤ内側のカーカス層の巻き上げ端部のタイヤ径方向高さ１ＴＵＨを前記第１フィラーゴムの上端のタイヤ径方向高さ１ＦＬＨよりも低くなるように設定する。

（３）前記２枚のカーカス層のコード材料をそれぞれレーヨンやナイロンなどから選ばれた有機繊維にすると共に、前記コード補強層のコード材料をスチールにする。

（４）前記コード補強層のコード方向をタイヤ周方向に対して１５〜６０°にする。

（５）前記第１フィラーゴムと前記第２フィラーゴムとのＪＩＳ−硬度（Ａタイプ）をそれぞれ７２〜９６にする。

本発明によれば、カーカス層を層間で互いにコード方向を交差させた２枚で構成し、これらのコード方向をそれぞれタイヤ周方向に対して７５〜８８°にすると共に、これら２枚のカーカス層のうちタイヤ外側のカーカス層の巻き上げ端部をカーカス層の本体部に重合させるように巻き上げると共に、そのタイヤ径方向高さ２ＴＵＨを第１フィラーゴムのタイヤ径方向高さ１ＦＬＨを超えるようにしたことにより、この１ＦＬＨを超えて２ＴＵＨに至る範囲における２層のカーカス層本体と１層のタイヤ外側カーカス層の巻き上げ部分との重なり部分を実質的にコード方向が層間で互いに交差した３層のカーカス層により構成したので、ハーフラジアル構造としてのメリットを最大限に活かした形態によりハイレベルでのケーシング剛性を確保することができる。

しかも、第１フィラーゴムのタイヤ幅方向外側に隣接配置したコード補強層のタイヤ径方向高さＲＦＨを第１フィラーゴムのタイヤ径方向高さ１ＦＬＨよりも低く抑えるようにしたので、コード補強層と本体側のカーカス層とが直接接触することを防ぐことにより、コード補強層と本体側のカーカス層とのコード間での干渉に伴う耐久性の低下を防ぐことができる。そして、コード補強層の高さＲＦＨを抑えたことによるケーシング剛性の不足を、第２フィラーゴムの配置により補完したので、ハイレベルでの操縦安定性と荷重耐久性との両立が可能になる。

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は本発明の実施形態による空気入りタイヤの一例を示す半断面図である。図１において、空気入りタイヤ１は、左右一対のビード部２に層間で互いにコード方向を交差させた２枚のカーカス層４、５が装荷され、これら２枚のカーカス層４、５の端部４ａ、５ａがそれぞれビード部２に埋設されたビードコア３の廻りにタイヤ内側から外側に向けて巻き上げて構成されている。

そして、本発明では、２枚のカーカス層４、５のコード方向がそれぞれタイヤ周方向に対して７５〜８８°に設定され、カーカス層４、５の巻き上げ部に第１フィラーゴム６とそのタイヤ幅方向外側に配置されたコード補強層８とが内包され、さらに、カーカス層４、５の巻き上げ部のタイヤ幅方向外側に隣接させて第２フィラーゴム７が配置されている。

さらに、２枚のカーカス層４、５のうちタイヤ外側のカーカス層５の巻き上げ端部５ａはカーカス層５の本体部と重合する高さまで巻き上げられており、この巻き上げ端部５ａのタイヤ径方向高さ２ＴＵＨと、第２フィラーゴム７の上端７ａのタイヤ径方向高さ２ＦＬＨと、第１フィラーゴム６の上端６ａのタイヤ径方向高さ１ＦＬＨと、コード補強層８の上端８ａのタイヤ径方向高さＲＦＨと、の関係が２ＴＵＨ＞２ＦＬＨ＞１ＦＬＨ＞ＲＦＨとなるように設定されている。

このように互いに交差するカーカス層４、５のコード方向をそれぞれタイヤ周方向に対して７５〜８８°に設定したうえで、２枚のカーカス層４、５のうちタイヤ外側のカーカス層５の巻き上げ端部５ａのタイヤ径方向高さ２ＴＵＨを第１フィラーゴム６のタイヤ径方向高さ１ＦＬＨを超えてカーカス層５の本体部と重なるようにしたことにより、この１ＦＬＨを超えて２ＴＵＨに至る範囲における２層のカーカス層４、５本体と１層のタイヤ外側カーカス層５の巻き上げ部分との重なり部分を実質的にコード方向が層間で互いに交差した３層のカーカス層４、５、５により構成したので、ハーフラジアル構造としてのメリットを最大限に活かした形態によりハイレベルでのケーシング剛性を確保することができる。

このようなハイレベルでのケーシング剛性は、２枚のカーカス層４、５のうちタイヤ内側のカーカス層４の巻き上げ端部４ａがカーカス層本体部に重なるように巻き上げられた場合には、カーカス層４の巻き上げ部におけるコードの傾斜方向がカーカス層本体部のコードの傾斜方向と同一の方向になって、隣接するカーカス層の間で互いにコード方向が交差しないことになるために得ることができない。

しかも、第１フィラーゴム６のタイヤ幅方向外側に隣接配置したコード補強層８のタイヤ径方向高さＲＦＨを第１フィラーゴム６のタイヤ径方向高さ１ＦＬＨよりも低く抑えるようにしたので、コード補強層８と本体側のカーカス層５とが直接接触することを防ぐことにより、コード補強層８と本体側のカーカス層５とのコード間での干渉に伴う耐久性の低下を防ぐことができる。そして、コード補強層８の高さＲＦＨを抑えたことによるケーシング剛性の不足を、第２フィラーゴム７の配置により補完したので、ハイレベルでの操縦安定性と荷重耐久性との両立が可能になる。

ここで、カーカス層４、５のコード方向がタイヤ周方向に対して７５°未満になるとタイヤケーシング剛性が高くなり過ぎて荷重耐久性が低下することになり、８８°超になるとタイヤケーシング剛性が不足して操縦安定性が低下することになる。

本発明において、上述するタイヤ径方向高さ２ＴＵＨ、２ＦＬＨ、１ＦＬＨ及びＲＦＨを、それぞれタイヤ断面高さＳＨに対して以下の関係にするとよい。すなわち、カーカス層５の巻き上げ端部５ａのタイヤ径方向高さ２ＴＵＨをタイヤ断面高さＳＨの０．７０〜０．８０倍、好ましくは０．７２〜０．７８倍とし、第２フィラーゴム７の上端７ａのタイヤ径方向高さ２ＦＬＨをタイヤ断面高さＳＨの０．５０〜０．６５倍、好ましくは０．５５〜０．６０倍とし、第１フィラーゴム６の上端６ａのタイヤ径方向高さ１ＦＬＨをタイヤ断面高さＳＨの０．４０〜０．５５倍、好ましくは０．４７〜０．５２倍とし、コード補強層８の上端８ａのタイヤ径方向高さＲＦＨをタイヤ断面高さＳＨの０．３０〜０．４５倍、好ましくは０．３５〜０．４０倍とするとよい。これにより、操縦安定性と耐久性とを一層確実に両立させることができる。

ここで、２ＴＵＨがＳＨの０．７０倍未満ではタイヤケーシング剛性が不足して良好な操縦安定性が得られなくなり、０．８０倍超では荷重耐久性が低下することになる。また、２ＦＬＨがＳＨの０．５０倍未満では良好な操縦安定性を得ることが難しくなり、０．６５倍超では荷重耐久性が低下することになる。さらに、１ＦＬＨがＳＨの０．４０倍未満ではケーシング剛性が不足して操縦安定性が低下することになり、０．５５倍超ではケーシング剛性が高くなり過ぎて乗心地性が低下することになる。また、ＲＦＨがＳＨの０．３０倍未満ではケーシング剛性が不足して操縦安定性が低下することになる。

さらに好ましくは、上述する２枚のカーカス層４、５のうちタイヤ内側のカーカス層４の巻き上げ端部４ａのタイヤ径方向高さ１ＴＵＨを第１フィラーゴム６の上端６ａのタイヤ径方向高さ１ＦＬＨよりも低くなるように設定するとよい。これにより、カーカス層４の巻き上げ部が直接本体側のカーカス層５と接触することを防ぐことができるため、カーカス層４の巻き上げ部と本体側のカーカス層５とのコード間での干渉に伴う耐久性の低下を防ぐことができる。

本発明の空気入りタイヤ１におけるカーカス層４、５やコード補強層８を構成するコード材料は、特に限定されるものではないが、好ましくは、２枚のカーカス層４、５のコード材料をそれぞれレーヨンやナイロンなどから選ばれた有機繊維で構成すると共に、コード補強層８のコード材料をスチールで構成するとよい。

さらに、コード補強層８のコード方向についても特に限定されるものではないが、好ましくは、タイヤ周方向に対して１５〜６０°好ましくは１８〜２４°に設定するとよい。これらにより、高いケーシング剛性を確保しながら、荷重耐久性の低下を抑制することができる。

また、上述する第１フィラーゴム６と第２フィラーゴム７とのＪＩＳ−硬度（Ａタイプ）をそれぞれ７２〜９６、好ましくは８８〜９４に設定するとよい。これにより、ハイレベルで操縦安定性と荷重耐久性とを両立させることができる。すなわち、ＪＩＳ−硬度（Ａタイプ）が７２未満では操縦安定性が低下し、９６超では荷重耐久性が低下することになる。

上述するように、本発明の空気入りタイヤは、カーカス層を層間で互いにコード方向を交差させた２枚により構成し、これらのコード方向をそれぞれタイヤ周方向に対して７５〜８８°にしたうえで、カーカス層の巻き上げ部にタイヤ幅方向外側にコード補強層を配置した第１フィラーゴムを内包すると共に、カーカス層の巻き上げ部のタイヤ幅方向外側に第２フィラーゴムを配置し、かつ２枚のカーカス層のうちタイヤ外側のカーカス層の巻き上げ端部をカーカス層の本体部分外側に重合する位置まで巻き上げたうえで、タイヤ外側のカーカス層の巻き上げ端部の高さ、第２フィラーゴムの上端の高さ、第１フィラーゴムの上端の高さ、コード補強層の上端の高さ、の関係を特定することにより、良好な操縦安定性を確保しながら荷重耐久性を向上させたもので、ハーフラジアル構造を採用した空気入りタイヤにおける操縦安定性と荷重耐久性との両立を図るうえで幅広く採用することができる。

タイヤサイズを２４５／４０Ｒ１８、タイヤの基本構造を図１として、同一の金型を使用して、第２フィラーゴムを配置しない従来タイヤ（従来例）及び比較タイヤ（比較例１）と、第２フィラーゴムを配置したうえで表１のように仕様を異ならせた本発明タイヤ（実施例１〜５）及び比較タイヤ（比較例２）と、をそれぞれ製作した。

これら８種類のタイヤについて、以下の試験方法により操縦安定性及び荷重耐久性の評価を行った。

〔操縦安定性〕
各タイヤに空気圧２３０ｋＰａを充填したうえで、国産のスポーツカーの前後車輪に装着して、アスファルト路面からなるテストコースを平均速度１４０ｋｍ／ｈで走行させ、熟練したテストドライバーにより５点法による操縦安定性の官能評価を行い、その結果を表１に記載した。数値が大きいほど操縦安定性が優れていることを示す。

〔荷重耐久性〕
各タイヤに空気圧１８０ｋＰａを充填し、室内ドラム試験機により、走行速度を８１ｋｍ／ｈ（一定）にしたうえで、負荷荷重をＪＡＴＭＡ規定の最大荷重の１００％として２４時間走行させ、その後４時間毎に荷重を１５％ずつ増加させながらタイヤが破壊するまで走行を続け、破壊に至るまでの総走行距離を測定し、その結果を従来タイヤを１００とする指数により表１に記載した。数値が大きいほど耐久性が優れていることを示す。

表１より、本発明タイヤは、従来タイヤに比較して、操縦安定性と荷重耐久性とがバランスよく向上していることがわかる。なお、従来タイヤに比して１ＦＬＨ及びＲＨＦを大きくした比較例１は操縦安定性は向上したものの、荷重耐久性の低下が認められた。また、第２フィラーゴムを配置した比較例２は、カーカスコードの角度をタイヤ周方向に対して９０°のラジアル構造にしたため、従来タイヤに比較して操縦安定性が低下した。

本発明の実施形態による空気入りタイヤの一例を示す半断面図である。

符号の説明

１空気入りタイヤ
２ビード部
３ビードコア
４、５カーカス層
４ａ、５ａ端部
６第１フィラーゴム
７第２フィラーゴム
８コード補強層
６ａ、７ａ、８ａ上端

Claims

左右一対のビード部に埋設されたビードコアの廻りにそれぞれ層間で互いにコード方向を交差させた２枚のカーカス層の端部をタイヤ内側から外側に向けて巻き上げた空気入りタイヤにおいて、
前記２枚のカーカス層のコード方向をそれぞれタイヤ周方向に対して７５〜８８°にし、前記カーカス層の巻き上げ部に第１フィラーゴムと該第１フィラーゴムのタイヤ幅方向外側に配置したコード補強層とを内包すると共に、前記カーカス層の巻き上げ部のタイヤ幅方向外側に第２フィラーゴムを配置し、かつ前記２枚のカーカス層のうちタイヤ外側のカーカス層の巻き上げ端部を該カーカス層の本体部分外側に重合する位置まで巻き上げた構成にし、該タイヤ外側のカーカス層の巻き上げ端部のタイヤ径方向高さ２ＴＵＨと、前記第２フィラーゴムの上端のタイヤ径方向高さ２ＦＬＨと、前記第１フィラーゴムの上端のタイヤ径方向高さ１ＦＬＨと、前記コード補強層の上端のタイヤ径方向高さＲＦＨと、の関係を２ＴＵＨ＞２ＦＬＨ＞１ＦＬＨ＞ＲＦＨにした空気入りタイヤ。
前記タイヤ径方向高さ２ＴＵＨ、２ＦＬＨ、１ＦＬＨ及びＲＦＨが、それぞれタイヤ断面高さＳＨに対して以下の関係である請求項１に記載の空気入りタイヤ。
ＴＵＨ＝（０．７０〜０．８０）ＳＨ
２ＦＬＨ＝（０．５０〜０．６５）ＳＨ
１ＦＬＨ＝（０．４０〜０．５５）ＳＨ
ＲＦＨ＝（０．３０〜０．４５）ＳＨ
前記２枚のカーカス層のうちタイヤ内側のカーカス層の巻き上げ端部のタイヤ径方向高さ１ＴＵＨを前記第１フィラーゴムの上端のタイヤ径方向高さ１ＦＬＨよりも低くした請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
前記２枚のカーカス層のコード材料がそれぞれレーヨンやナイロンなどから選ばれた有機繊維からなり、前記コード補強層のコード材料がスチールからなる請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
前記コード補強層のコード方向がタイヤ周方向に対して１５〜６０°である請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
前記第１フィラーゴムと前記第２フィラーゴムとのＪＩＳ−硬度（Ａタイプ）がそれぞれ７２〜９６である請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。