JP2010006160A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】耐カット性および耐久性の向上を図る上で有利な空気入りラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】ショルダー部１４に位置する内外２層のカーカス層２２、２４の間に補強層２８が設けられている。補強層２８は、有機繊維からなりタイヤ径方向に沿った幅を有してタイヤ周方向に延在している。補強層２８の幅方向の一方の端部はベルト層２６に重ねられて配置されている。補強層２８の幅方向の他方の端部は、ショルダー部１４におけるサイドウォール部１６寄りの箇所あるいはサイドウォール部１６におけるショルダー部１４寄りの箇所、あるいは、タイヤ最大幅部ＷＯの近傍に位置している。補強層２８の幅方向の一方の端部がベルト層２６に重ねられる部分のタイヤ幅方向に沿った寸法Ｌ、すなわちオーバーラップ量Ｌは、１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下の範囲内の値である。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りラジアルタイヤに関する。

近年、リクレーショナルビーグルと呼ばれる自動車（ＲＶ車）が急速に増えている。
ＲＶ車には、悪路やオフロードを走行することを想定したタイヤが装着されている場合が多い。
このようなタイヤを用いた悪路やオフロードの走行時、タイヤのサイドウォール部からショルダー部にかけての部位に岩や瓦礫などが接触することによりタイヤにカット傷が入ると、カーカス層が破断し空気漏れが生じることが懸念される。
そこで、オフロード用空気入りタイヤの耐カット性を向上させるために、ショルダー部からサイドウォール部にかけてカーカス層の外周側に補強層を設けた構造が提案されている（特許文献１参照）。
特開２００６−２７３５３

しかしながら、上記従来技術では、タイヤの変形が大きい部位でカーカス層の外周側に補強層を設けるため、補強層の剥離が生じやすく耐久性の向上を図る上で不利があった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、耐カット性および耐久性の向上を図る上で有利な空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するために本発明は、トレッド部から左右のショルダー部を通り左右のビード部間にわたり複数のカーカス層が互いに重ねられて設けられ、トレッド部において前記カーカス層の外周側にベルト層が設けられた空気入りラジアルタイヤであって、ショルダー部において複数のカーカス層の間に、有機繊維からなりタイヤ径方向に沿った幅を有してタイヤ周方向に延在する補強層が設けられ、前記補強層の幅方向の一方の端部は前記ベルト層に重ねられていることを特徴とする。

本発明によれば、ショルダー部に位置する複数のカーカス層の間にタイヤ径方向に沿った幅を有する補強層を設け、補強層の幅方向の一方の端部はベルト層に重ねられているので、タイヤの耐カット性、耐久性の向上を図る上で有利となる。

次に、本発明の実施の形態の空気入りラジアルタイヤ１０（以下単にタイヤ１０という）について図面を参照して説明する。
図１は実施の形態におけるタイヤ１０の子午線方向断面図、図２は実施の形態におけるタイヤ１０の一部を破断した説明図である。

図１に示すように、タイヤ１０は、トレッド部１２と、このトレッド部１２の両側に連続する左右のショルダー部１４と、サイドウォール部１６と、ビード部１８とを含んで構成されている。
カーカス層２０は、トレッド部１２から左右のショルダー部１４を通り左右のビード部１８間にわたり掛け渡されている。
カーカス層２０は、互いに重ねられて複数層設けられ、本実施の形態では、内外２層設けられている。
内側のカーカス層２２は、トレッド部１２からショルダー部１４を通りビード部１８に至る本体部２２Ａと、本体部２２Ａの端部からビードコア１８Ａの周りに沿って延在しタイヤ径方向外側に巻き上げられた巻上げ部２２Ｂとを備えている。
外側のカーカス層２４は、トレッド部１２からショルダー部１４を通りビード部１８に至る本体部２４Ａのみを備え、巻上げ部は備えていない。
カーカス層２０は、タイヤ幅方向に延在するカーカスコードがタイヤ周方向に並べられて帯状のコートゴムに埋設されて構成されている。
本実施の形態では、カーカスコードは有機繊維コードであり、この有機繊維コードとしてナイロンあるいはポリエステルなど従来公知のさまざまな有機繊維材料が採用可能である。
また、トレッド部１２においてカーカス層２０の外周側にベルト層２６が設けられている。

ショルダー部１４に位置する内外２層のカーカス層２２、２４の間に補強層２８が設けられている。
なお、補強層２８が設けられるカーカス層２０の箇所は、本体部を構成するカーカス層２０の箇所である。具体的には、補強層２８が設けられるカーカス層２０の箇所は、内側のカーカス層２２の本体部２２Ａの箇所と外側のカーカス層２４の本体部２４Ａの箇所である。
補強層２８は、有機繊維からなりタイヤ径方向に沿った幅を有してタイヤ周方向に延在している。
補強層２８の幅方向の一方の端部はベルト層２６に重ねられて配置されている。
また、補強層２８の幅方向の他方の端部は、ショルダー部１４におけるサイドウォール部１６寄りの箇所あるいはサイドウォール部１６におけるショルダー部１４寄りの箇所に位置している。
あるいは、補強層２８の幅方向の他方の端部は、タイヤ最大幅部ＷＯの近傍に位置している。すなわち、補強層２８の幅方向の他方の端部は、タイヤ最大幅部ＷＯの近傍まで延在させてもよい。
補強層２８の幅方向の他方の端部を、ショルダー部１４におけるサイドウォール部１６寄りの箇所あるいはサイドウォール部１６におけるショルダー部１４寄りの箇所に位置させると、補強層２８の容積を最小限とし重量を軽量化する上で有利となり、補強層２８の幅方向の他方の端部を、タイヤ最大幅部ＷＯの近傍まで延在させると、ショルダー部１４およびサイドウォール部１６に段付を生じさせないため、騒音などを防止する上で有利となる。
補強層２８の幅方向の一方の端部がベルト層２６に重ねられる部分のタイヤ径方向あるいはタイヤ幅方向に沿った寸法Ｌ、すなわちオーバーラップ量Ｌは、１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下の範囲内の値である。
なお、オーバーラップ量Ｌは、ベルト層２６の最大幅の端部からカーカス層２０に対して描いた垂線を基準として測定する。
オーバーラップ量Ｌを１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下の範囲内の値とすることにより、ベルト層２６と補強層２８とを確実に重ね合わせることができることから耐カット性の向上を図れ、かつ、タイヤ１０の重量の増加を最小限とすることができる。
オーバーラップ量Ｌが１０ｍｍ未満であると、タイヤ製造時におけるカーカス層２０に対する補強層２８の位置のばらつきを考慮した場合、実際に製造されたタイヤ１０のオーバーラップ量Ｌが０ｍｍとなることが懸念される。オーバーラップ量Ｌが０ｍｍとなると、補強層２８とベルト層２６との境目における耐カット性が低下する不利が生じる。
一方、オーバーラップ量Ｌが２０ｍｍを超えると、耐カット性を確保できるものの、補強層２８によるタイヤ１０の重量の増加を招く不利が生じる。

なお、オフロードでは、路面状態が均一ではないため、タイヤ１０の左右両側のサイドウォール部１６からショルダー部１４にかけての部位に岩や瓦礫などが接触することになる。
したがって、補強層２８は、ベルト層２６の幅方向の左右両側に設けられていることが耐カット性を確保する上で有利である。

また、本実施の形態では、補強層２８は、複数の有機繊維コードを平行配列したすだれ織物で構成され、前記有機繊維コードがタイヤ径方向に対して２０度以上７０度以下の範囲の角度を持って延在している。
言い換えると、補強層２８の前記有機繊維は、タイヤ径方向に対して２０度以上７０度以下の範囲の角度を持って延在している。
なお、前記角度は、補強層２８をタイヤ子午線方向に沿って破断した際の断面幅方向の中間位置で測定される有機繊維の角度とする。
補強層２８の前記有機繊維がタイヤ径方向に対してなす角度を２０度以上７０度以下とすることにより、補強層２８と内外２層のカーカス層２２、２４との間に生じる３層のバイアス効果を得ることができ、したがって、耐カット性の向上を図る上で有利となる。
より好ましくは、補強層２８の前記有機繊維がタイヤ径方向に対してなす角度を３０度以上６０度以下とすることにより、補強層２８と内外２層のカーカス層２２、２４との間に生じるバイアス効果による耐カット性の向上を図る上でより一層有利となる。
補強層２８の前記有機繊維がタイヤ径方向に対してなす角度が２０度未満、あるいは、７０度を超えると、有効なバイアス効果を得ることができず、耐カット性の向上を図る上で不利がある。

また、補強層２８を構成する有機繊維コードとしてナイロンあるいはポリエステルなど従来公知のさまざまな有機繊維材料が採用可能である。
補強層２８を構成する有機繊維コードを、カーカス層２０を構成する有機繊維コードと同一の有機繊維材料で構成すると、言い換えると、補強層２８とカーカス層２０とを同質の材料で構成すると、補強層２８およびカーカス層２０が変形した際の伸び量の差を少なくでき、したがって、カーカス層２０を構成する有機繊維コード補強層２８がカーカス層２０から剥離することを防止する上で有利となる。

なお、補強層２８はタイヤ成形時に伸縮する必要があるため、補強層２８をすだれ織物で構成することが好ましいが、補強層２８を複数の有機繊維コードからなる経糸と緯糸を有する平織物で構成しても同様にタイヤ成形時に伸縮できる効果がある。
補強層２８を平織物で構成した場合には、経糸を構成する有機繊維コードおよび緯糸を構成する有機繊維コードがそれぞれタイヤ径方向に対して２０度以上７０度以下、好ましくは３０度以上６０度以下の範囲の角度を持って延在していればよい。
また、補強層２８の構造としては、すだれ織物、平織物のほか、従来公知のさまざまな構造が採用可能である。
例えば、補強層２８を、互いに交差する３つの軸方向に沿って配列する有機繊維コードを互いに織り合わせた３軸織物で構成してもよい。
この際、すだれ織物は１方向に力が作用し、平織物は２方向にそれぞれ力が作用するのに対して、３軸織物は３つの軸方向にそれぞれ力が作用することになる。したがって、補強層２８とカーカス層２０との間での層間剥離を防止する上では、すだれ織物、平織物が３軸織物に比較してより有利である。

なお、補強層２８をベルト層２６の幅方向の両側に設ける場合、各補強層２８の前記有機繊維がタイヤ径方向に対してなす角度がタイヤ１０のタイヤ赤道に対して線対称の関係でないと、タイヤ１０において発生する横力が左右非対称となる場合がある。
したがって、各補強層２８の前記有機繊維がタイヤ径方向に対してなす角度をタイヤ１０のタイヤ赤道に対して線対称の関係とすることが、タイヤ１０において発生する横力を左右対称とする上で有利となる。
この場合、補強層２８を平織物で構成すると、該平織物の経糸および緯糸によって発生する力が互いに等しくなることから、タイヤ１０において発生する横力を左右対称とする上でより一層有利となる。

また、補強層２８をベルト層２６の幅方向の両側に設ける場合、補強層２８の前記有機繊維がタイヤ径方向に対してなす角度が上述の範囲であれば、補強層２８の前記有機繊維がタイヤ径方向に対してなす角度をタイヤ１０のプロファイルや非対称パターンと組み合わせてタイヤ１０の左右でそれぞれ異ならせてもよい。
また、補強層２８をベルト層２６の幅方向の両側に設ける場合、補強層２８の前記有機繊維がタイヤ径方向に対してなす角度が上述の範囲であれば、補強層２８の前記有機繊維がタイヤ径方向に対してなす角度をタイヤ１０のプロファイルや非対称パターンと組み合わせてタイヤ１０の左右でそれぞれ異ならせてもよい。

また、本実施の形態では、内外２層のカーカス層２２、２４の間に１つの補強層２８を設けたが、３層以上のカーカス層を設け、隣接するカーカス層の間にそれぞれ補強層を設けることにより２つ以上の補強層を設けるようにしてもよい。
しかしながら、本実施の形態のように補強層２８が１層であると、耐カット性の向上を図りつつタイヤ１０の質量の増加を最小限に留めることができることは無論のこと、カーカス層２０への段付きを最小限とすることで耐久性の向上を図る上で有利となり、また、補強層２８が１層であればカーカス層２０への貼り付け工程の増加を抑制できるため生産性の向上を図る上で有利となる。

以上説明したように本実施の形態によれば、ショルダー部１４に位置する内外のカーカス層２２、２４の間に補強層２８を設け、補強層２８の幅方向の一方の端部はベルト層２６に重ねられ、補強層２８の幅方向の他方の端部はタイヤ最大幅部近傍に位置しているので、タイヤ１０のサイドウォール部１６からショルダー部１４にかけての部位の耐カット性を向上する上で有利となることは無論のこと、補強層２８が内外のカーカス層２２、２４の間に設けられているため、補強層２８の剥離を防止でき耐久性の向上を図る上で有利となる。

また、ショルダー部１４に位置する内外のカーカス層２２、２４の間に補強層２８を設ける構成であるため、騒音を増大させることがなく、また、タイヤ質量の増大を招くこともない。
より詳細に説明すると、従来、タイヤの耐カット性の向上を図るために、車両を前方から見た際に、タイヤと地面との接地面の角度（車両外側の角度）を従来よりも大きくして、タイヤが岩や瓦礫などと接触することを回避する技術が提案されているが、タイヤの最大幅（サイドウォールの最大幅）が規格で制限されているため、タイヤと地面との接触角を大きくするのに伴い、トレッド幅を大きくすることが必要となり、走行時の騒音の増大、タイヤの質量の増大が生じる不利があった。
また、サイドウォール部のゴムを厚くしてカーカス層の破断を防止したりする技術も提案されているが、この場合も、サイドウォール部のゴムが厚くなるためタイヤの質量が増大するという不利が生じる。
これに対して、本実施の形態では、ショルダー部１４に位置する内外のカーカス層２２、２４の間に補強層２８を設けるのみで済むため、騒音やタイヤ質量の増大を招くことがなく、騒音やタイヤ質量の点で有利となる。

２８５／６５Ｒ１７のタイヤを、１７×８ＪＪのリムに組み込み、排気量４０００ｃｃの４輪駆動方式の車両に装着し、耐カット性、耐久性、質量を従来品と実施例１乃至５と比較例と比較し、比較結果を図３に示す。
なお、従来例、実施例１乃至５、比較例のいずれにおいても補強層はすだれ織物で構成されている。
（従来例）
カーカス層の本体部の外周側に補強層を設けた従来のタイヤである。

（実施例１）
ショルダー部１４に位置する内外のカーカス層２２、２４の間に補強層２８を設けたタイヤである。
補強層２８の幅方向の一方の端部はベルト層２６に重ねられ、補強層２８の幅方向の他方の端部はタイヤ最大幅部近傍に位置している。
補強層２８のベルト層２６に対するオーバーラップ量Ｌは２０ｍｍである。
補強層２８の有機繊維がタイヤ径方向に対してなす角度は４０度である。

（実施例２）
ショルダー部１４に位置する内外のカーカス層２２、２４の間に補強層２８を設けたタイヤである。
補強層２８の幅方向の一方の端部はベルト層２６に重ねられ、補強層２８の幅方向の他方の端部はタイヤ最大幅部近傍に位置している。
補強層２８のベルト層２６に対するオーバーラップ量Ｌは１０ｍｍである。
補強層２８の有機繊維がタイヤ径方向に対してなす角度は４０度である。

（実施例３）
ショルダー部１４に位置する内外のカーカス層２２、２４の間に補強層２８を設けたタイヤである。
補強層２８の幅方向の一方の端部はベルト層２６に重ねられ、補強層２８の幅方向の他方の端部はタイヤ最大幅部近傍に位置している。
補強層２８のベルト層２６に対するオーバーラップ量Ｌは２０ｍｍである。
補強層２８の有機繊維がタイヤ径方向に対してなす角度は１５度である。

（実施例４）
ショルダー部１４に位置する内外のカーカス層２２、２４の間に補強層２８を設けたタイヤである。
補強層２８の幅方向の一方の端部はベルト層２６に重ねられ、補強層２８の幅方向の他方の端部はタイヤ最大幅部近傍に位置している。
補強層２８のベルト層２６に対するオーバーラップ量Ｌは２０ｍｍである。
補強層２８の有機繊維がタイヤ径方向に対してなす角度は８０度である。

（実施例５）
カーカス層は２層であり、トレッド部１２からショルダー部１４を通りビード部１８に至る本体部と、本体部の端部からビードコアの周りに沿って延在しタイヤ径方向外側に巻き上げられた巻上げ部とを備え、巻上げ部の端部はベルト部の幅方向の端部においてベルト部２６よりもタイヤ径方向の内側に重ねられている。
ショルダー部１４に位置するカーカス層の本体部と、ショルダー部１４に位置するカーカス層の巻上げ部との間に補強層２８を設けたタイヤである。
補強層２８の幅方向の一方の端部はベルト層２６に重ねられ、補強層２８の幅方向の他方の端部はビードフィラーのタイヤ径方向外側の箇所の近傍に位置している。
補強層２８のベルト層２６に対するオーバーラップ量Ｌは２０ｍｍである。
補強層２８の有機繊維がタイヤ径方向に対してなす角度は４０度である。

（比較例）
ショルダー部１４に位置する内外のカーカス層２２、２４の間に補強層２８を設けたタイヤである。
補強層２８の幅方向の一方の端部はベルト層２６に重ねられ、補強層２８の幅方向の他方の端部はタイヤ最大幅部近傍に位置している。
補強層２８のベルト層２６に対するオーバーラップ量Ｌは０ｍｍである。
補強層２８の有機繊維がタイヤ径方向に対してなす角度は４０度である。

［耐カット性］
４輪の空気圧を全て２３０ｋＰａとし、２名が乗車し、車速１００ｋｍ／ｈで一定距離の悪路走行を実施した際に、カットの発生程度（カットの長さや深さの合計）を測定し、比較して指数により表示した。この指数値が大きいほど耐カット性に優れていることを意味する。
図３から本発明のタイヤ（実施例）は、従来例、比較例に比べて耐カット性に優れていることがわかる。
［耐久性］
４輪の空気圧を全て１４０ｋＰａとし、車速１２０ｋｍ／ｈで３時間走行した際の故障の有無を比較した。
図３から、本発明のタイヤ（実施例）は、従来例、比較例に比べて耐久性に優れていることがわかる。
［質量］
タイヤの質量については、指数値が小さいほど質量が重いことを意味する。
図３から、本発明のタイヤは、従来例、比較例に比べて質量の増加が抑制されていることがわかる。

実施の形態におけるタイヤ１０の子午線方向断面図である。 実施の形態におけるタイヤ１０の一部を破断した説明図である。 評価試験の測定結果を示す図である。

符号の説明

１０……空気入りラジアルタイヤ、１２……トレッド部、１４……ショルダー部、１８……ビード部、２０……カーカス層、２６……ベルト層、２８……補強層。

Claims (11)

1. トレッド部から左右のショルダー部を通り左右のビード部間にわたり複数のカーカス層が互いに重ねられて設けられ、
   トレッド部において前記カーカス層の外周側にベルト層が設けられた空気入りラジアルタイヤであって、
   ショルダー部において複数のカーカス層の間に、有機繊維からなりタイヤ径方向に沿った幅を有してタイヤ周方向に延在する補強層が設けられ、
   前記補強層の幅方向の一方の端部は前記ベルト層に重ねられている、
   ことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記複数のカーカス層は、トレッド部からショルダー部を通りビード部に至る本体部と、前記本体部の端部からビードコアの周りに沿って延在しタイヤ径方向外側に巻き上げられた巻上げ部とを備え、
   前記補強層が設けられる前記カーカス層の箇所は、前記本体部を構成する前記カーカス層の箇所である、
   ことを特徴とする請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記補強層の幅方向の一方の端部が前記ベルト層に重ねられる部分のタイヤ径方向あるいはタイヤ幅方向に沿った寸法は、１０ｍｍ以上２０ｍｍ以下の範囲内の値である、
   ことを特徴とする請求項１または２記載の空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記有機繊維は、タイヤ径方向に対して２０度以上７０度以下の範囲の角度を持って延在している、
   ことを特徴とする請求項１乃至３に何れか１項記載の空気入りラジアルタイヤ。
5. 前記有機繊維は、タイヤ径方向に対して３０度以上６０度以下の範囲の角度を持って延在している、
   ことを特徴とする請求項１乃至３に何れか１項記載の空気入りラジアルタイヤ。
6. 前記補強層は、前記ベルト層の幅方向の左右両側にそれぞれ設けられている、
   ことを特徴とする請求項１乃至５に何れか１項記載の空気入りラジアルタイヤ。
7. 前記補強層は、前記ベルト層の幅方向の左右両側にそれぞれ１層ずつ設けられている、
   ことを特徴とする請求項１乃至６に何れか１項記載の空気入りラジアルタイヤ。
8. 前記補強層は、前記ベルト層の幅方向の左右両側にそれぞれ設けられ、
   前記左右の補強層の前記有機繊維がタイヤ径方向に対してなすそれぞれの角度が、タイヤ赤道に対して線対称の関係となっている、
   ことを特徴とする請求項１乃至７に何れか１項記載の空気入りラジアルタイヤ。
9. 前記複数のカーカス層のカーカスコードは有機繊維で構成されており、
   前記補強層の有機繊維と前記カーカス層の有機繊維とは同一の材料で形成されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至８に何れか１項記載の空気入りラジアルタイヤ。
10. 前記補強層の幅方向の他方の端部は、タイヤ最大幅部近傍に位置している、
    ことを特徴とする請求項１乃至９に何れか１項記載の空気入りラジアルタイヤ。
11. 前記補強層の幅方向の他方の端部は、ショルダー部におけるサイドウォール部寄りの箇所あるいはサイドウォール部におけるショルダー部寄りの箇所に位置している、
    ことを特徴とする請求項１乃至１０に何れか１項記載の空気入りラジアルタイヤ。

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