JP2010000993A

JP2010000993A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2010000993A
Application number: JP2008163689A
Authority: JP
Inventors: Kenichiro Sugitani; 健一郎杉谷
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2008-06-23
Filing date: 2008-06-23
Publication date: 2010-01-07
Anticipated expiration: 2028-06-23
Also published as: JP5077094B2

Abstract

【課題】操縦安定性の低下を回避しつつ、乗り心地を向上することを可能にした空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】一対のビード部３，３間に複数層のカーカス層４を装架すると共に、タイヤ最大幅位置でのサイドウォール部２の総厚さＴを５ｍｍ〜８ｍｍとした空気入りタイヤにおいて、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側にタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の有機繊維コードからなる少なくとも１層のベルト層６を配置し、該ベルト層６のタイヤ径方向内側位置においてカーカス層４，４の層間に補強ゴム層１１を配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、トレッド部に有機繊維コードからなるベルト層を配置した空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、操縦安定性の低下を回避しつつ、乗り心地を向上することを可能にした空気入りタイヤに関する。

従来、空気入りタイヤにおいて、乗り心地の向上や軽量化を目的として、スチールコードからなるベルト層の替わりに、アラミド等の有機繊維コードからなるベルト層を使用することが提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。

しかしながら、有機繊維コードからなるベルト層はスチールコードからなるベルト層に比べて面外曲げ剛性が低いため、トレッド部に有機繊維コードからなるベルト層を配置した場合、高負荷条件でのコーナリング時にトレッド面の一部に浮き上がりを生じ、接地面積の減少により操縦安定性が低下するという問題がある。
特開平５−２７８４１３号公報特開平５−３４５５０２号公報特開平６−３２０９０４号公報

本発明の目的は、操縦安定性の低下を回避しつつ、乗り心地を向上することを可能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ための本発明の空気入りタイヤは、一対のビード部間に複数層のカーカス層を装架すると共に、サイドウォール部のタイヤ最大幅位置での総厚さを５ｍｍ〜８ｍｍとした空気入りタイヤにおいて、トレッド部における前記カーカス層の外周側にタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の有機繊維コードからなる少なくとも１層のベルト層を配置し、該ベルト層のタイヤ径方向内側位置において前記カーカス層の層間に補強ゴム層を配置したことを特徴とするものである。

本発明では、トレッド部におけるカーカス層の外周側に有機繊維コードからなるベルト層を配置することにより、乗り心地を向上することができる。しかも、ベルト層のタイヤ径方向内側位置においてカーカス層の層間に補強ゴム層を配置することにより、トレッド部の曲げ剛性を増大し、高負荷条件でのコーナリング時におけるトレッド面の浮き上がりを抑制するので、操縦安定性の低下を回避することができる。これにより、乗り心地と操縦安定性との両立が可能となる。

本発明において、カーカス層のコートゴムの１００％モジュラスに対する補強ゴム層の１００％モジュラスの比は１．１〜３．５であることが好ましい。これにより、トレッド面の浮き上がりを効果的に抑制する一方で、補強ゴム層のエッジ付近での剛性差を最小限に抑えることが可能になり、操縦安定性と乗り心地及び耐久性とをバランス良く改善することができる。本発明における１００％モジュラスとは、ＪＩＳＫ６２５１にて規定される１００％伸長時の引張応力である。

補強ゴム層の幅はトレッド部における最も狭いベルト層の幅の６０％〜１１０％であることが好ましい。これにより、トレッド面の浮き上がりを効果的に抑制する一方で、トレッド部のフレックスゾーンの適度に確保することが可能になり、操縦安定性と乗り心地及び耐久性とをバランス良く改善することができる。

補強ゴム層の平均厚さは０．５ｍｍ〜２．０ｍｍであることが好ましい。これにより、トレッド面の浮き上がりを効果的に抑制する一方で、補強ゴム層のエッジ付近での剛性差を最小限に抑えることが可能になり、操縦安定性と乗り心地及び耐久性とをバランス良く改善することができる。

本発明は、サイドウォール部のタイヤ最大幅位置での総厚さを５ｍｍ〜８ｍｍに設定した空気入りタイヤを対象とするものである。つまり、本発明の空気入りタイヤは、ランフラットタイヤのようにサイドウォール部を厚くしたタイヤとは異なり、乗り心地と操縦安定性を重視したハイパフォーマンスタイヤである。

以下、本発明の構成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からなる空気入りタイヤを示すものである。図１において、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。サイドウォール部２のタイヤ最大幅位置での総厚さＴは５ｍｍ〜８ｍｍに設定されている。サイドウォール部２の総厚さＴが５ｍｍ未満であると優れた操縦安定性を発揮することが困難になり、逆に８ｍｍを超えると乗り心地が悪化することになる。

図１に示すように、一対のビード部３，３間には、引き揃えられた複数本のカーカスコードからなる複数層のカーカス層４が装架されている。カーカスコードとしては、レーヨン、ポリエステル、ナイロン、アラミド等の有機繊維コードを使用することが好ましいが、スチールコードを使用することも可能である。カーカス層４のタイヤ周方向に対するコード角度は、特に限定されるものではないが、６５°〜８６°の範囲に設定し、しかもカーカスコードを層間で互いに交差させることが好ましい。このような構成は操縦安定性の向上に寄与する。これらカーカス層４はビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げられている。

一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層のベルト層６が配置されている。これらベルト層６はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、かつ補強コードが層間で互いに交差するように配置されている。ベルト層６のタイヤ周方向に対するコード角度は、１０°〜４０°の範囲、好ましくは２０°〜３０°の範囲に設定されている。そして、ベルト層６の外周側にはタイヤ周方向に対して実質的に０°の角度で配向する補強コードを含むベルトカバー層７が配置されている。

上記ベルト層６のうち少なくとも１層の補強コードとしては、高弾性率を有する有機繊維コードが使用されている。このようにトレッド部１におけるカーカス層４の外周側に有機繊維コードからなるベルト層６を配置することにより、空気入りタイヤの乗り心地を向上し、更には軽量化を図ることができる。高弾性率を有する有機繊維コードとしては、アラミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリベンゾオキサゾール（ＰＢＯ）、ポリオレフィンケトン（ＰＯＫ）等の有機繊維コードが有効である。乗り心地の向上と軽量化の観点から、全てのベルト層６を有機繊維コードから構成することが望ましいが、必要に応じてスチールコードからなるベルト層を組み合わせても良い。

上記空気入りタイヤにおいて、ベルト層６のタイヤ径方向内側位置においてカーカス層４の層間には補強ゴム層１１が配置されている。このようにベルト層６のタイヤ径方向内側位置においてカーカス層４の層間に補強ゴム層１１を配置することにより、トレッド部１の曲げ剛性を増大し、高負荷条件でのコーナリング時におけるトレッド面の浮き上がりを抑制することができる。そのため、上述のように有機繊維コードからなるベルト層６を採用した場合であっても、操縦安定性の低下を回避することができる。

上記補強ゴム層１１はカーカス層４の層間に介在させる必要がある。つまり、補強ゴム層１１をベルト層６とカーカス層４との間に挿入した場合、ベルト層６とカーカス層４との間の層間剪断力に対する抗力が低下して操縦安定性が損なわれることになる。また、補強ゴム層１１をカーカス層４よりもタイヤ径方向内側に配置した場合（例えば、カーカス層４とインナーライナー層との間に挿入した場合）、曲げ剛性の増大効果が不十分になる。なお、カーカス層４が例えば３層構造である場合、内側２層の層間位置と外側２層の層間位置との両方に補強ゴム層１１を挿入することが可能であるが、２つの層間位置のいずれか一方だけに補強ゴム層１１を挿入するようにしても良い。

補強ゴム層１１は一対のカーカス層４を離間させることで曲げ剛性を増大させるものであるため、その構成材料はカーカス層４のコートゴムと同一であっても良い。しかしながら、補強ゴム層１１の構成材料をカーカス層４のコートゴムとは異ならせ、カーカス層４のコートゴムの１００％モジュラスに対する補強ゴム層１１の１００％モジュラスの比を１．１〜３．５の範囲にすると良い。これにより、トレッド面の浮き上がりを効果的に抑制する一方で、補強ゴム層１１のエッジ付近での剛性差を最小限に抑えることができる。上記モジュラス比が１．１未満であるとトレッド面の浮き上がりを抑制する効果が低下するため操縦安定性が低下し、逆に３．５を超えると補強ゴム層１１のエッジ付近での剛性変化が大きくなるため乗り心地と耐久性が低下する。上記モジュラス比を得るには、ゴム成分や配合剤を適宜選択することで補強ゴム層１１の１００％モジュラスを大きくすれば良い。また、補強ゴム層１１に短繊維を配合することも有効である。

補強ゴム層１１の幅Ｗ１はトレッド部１における最も狭いベルト層６の幅Ｗ０の６０％〜１１０％の範囲にすると良い。これにより、トレッド面の浮き上がりを効果的に抑制する一方で、トレッド部１のフレックスゾーンの適度に確保することができる。補強ゴム層１１の幅Ｗ１が最も狭いベルト層６の幅Ｗ０の６０％未満であるとトレッド面の浮き上がりを抑制する効果が低下するため操縦安定性が低下し、逆に１１０％を超えるとトレッド部１のフレックスゾーンが減少するため乗り心地と耐久性が低下する。なお、補強ゴム層１１は幅方向の中心位置がタイヤ赤道と一致するように左右対称に配置されることが好ましいが、製造誤差等による位置ずれは許容するものである。

補強ゴム層１１の平均厚さは０．５ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲にすると良い。これにより、トレッド面の浮き上がりを効果的に抑制する一方で、補強ゴム層１１のエッジ付近での剛性差を最小限に抑えることができる。補強ゴム層１１の平均厚さは０．５ｍｍ未満であるとトレッド面の浮き上がりを抑制する効果が低下するため操縦安定性が低下し、逆に２．０ｍｍを超えると補強ゴム層１１のエッジ付近での剛性変化が大きくなるため乗り心地と耐久性が低下する。

本発明は、各種の空気入りタイヤに適用可能であるが、特にトレッドゴムの厚さが３．０ｍｍ〜５．０ｍｍであるレース用タイヤに適用した場合に顕著な作用効果を得ることができる。即ち、トレッドゴムが薄いレース用タイヤでは、有機繊維コードからなるベルト層がトレッド部の剛性に与える影響が顕著であり、しかもコーナリング時の接地性が操縦安定性に大きな影響を与えるからである。

タイヤサイズ２２５／４０Ｒ１８で、一対のビード部間に２層のカーカス層を装架し、トレッド部におけるカーカス層の外周側に２層のベルト層を配置すると共に、タイヤ最大幅位置でのサイドウォール部の総厚さを１２ｍｍとした空気入りタイヤにおいて、ベルト層の材質、補強ゴム層の位置、カーカス層のコートゴムの２０℃での１００％モジュラスに対する補強ゴム層の２０℃での１００％モジュラスの比、補強ゴム層の平均厚さを表１及び表２のように設定した従来例、比較例１〜２及び実施例１〜１２のタイヤをそれぞれ製作した。なお、トレッド部における最も狭いベルト層の幅は２００ｍｍである。

これら試験タイヤについて、下記試験方法により、操縦安定性、乗り心地、耐久性を評価し、その結果を表１及び表２に併せて示した。

操縦安定性：
試験タイヤをリムサイズ１８×８ＪＪのホイールに組み付けて試験車両に装着し、空気圧２２０ｋＰａの条件で、操縦安定性についてテストドライバーによる官能評価を実施した。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど操縦安定性が優れていることを意味する。

乗り心地：
試験タイヤをリムサイズ１８×８ＪＪのホイールに組み付けて試験車両に装着し、空気圧２２０ｋＰａの条件で、乗り心地についてテストドライバーによる官能評価を実施した。評価結果は、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど乗り心地が優れていることを意味する。

耐久性：
試験タイヤをリムサイズ１８×８ＪＪのホイールに組み付けてドラム径１７０７ｍｍのドラム試験機に装着し、空気圧２４０ｋＰａ、速度８１ｋｍ／ｈの条件で、最大負荷能力の８８％から２時間毎に１３％ずつ荷重を増加させて３２時間走行した後、試験タイヤを切断し、補強ゴム層のエッジ付近に生じたカーカス層のセパレーション部分の大きさを測定した。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど耐久性が優れていることを意味する。

表１及び表２に示すように、実施例１〜１２のタイヤは、スチールコードからなるベルト層を備えた従来例との対比において、操縦安定性、乗り心地、耐久性がバランス良く改善されていた。特に、カーカス層のコートゴムの１００％モジュラスに対する補強ゴム層の１００％モジュラスの比が１．１〜３．５の範囲にある場合、補強ゴム層の幅がトレッド部における最も狭いベルト層の幅の６０％〜１１０％の範囲にある場合、及び、補強ゴム層の平均厚さは０．５ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲にある場合に良好な結果が得られていた。

一方、比較例１のタイヤは、補強ゴム層を備えていないため操縦安定性が低下していた。比較例２のタイヤは、補強ゴム層の位置がベルト層とカーカス層との間であるため操縦安定性が低下していた。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線断面図である。

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
５ビードコア
６ベルト層
７ベルトカバー層
１１補強ゴム層

Claims

一対のビード部間に複数層のカーカス層を装架すると共に、サイドウォール部のタイヤ最大幅位置での総厚さを５ｍｍ〜８ｍｍとした空気入りタイヤにおいて、トレッド部における前記カーカス層の外周側にタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の有機繊維コードからなる少なくとも１層のベルト層を配置し、該ベルト層のタイヤ径方向内側位置において前記カーカス層の層間に補強ゴム層を配置したことを特徴とする空気入りタイヤ。
前記カーカス層のコートゴムの１００％モジュラスに対する前記補強ゴム層の１００％モジュラスの比が１．１〜３．５であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記補強ゴム層の幅が前記トレッド部における最も狭いベルト層の幅の６０％〜１１０％であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気入りタイヤ。
前記補強ゴム層の平均厚さが０．５ｍｍ〜２．０ｍｍであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。