JP2010018124A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】分割カーカス構造を有する構成においてタイヤの操安性能を確保しつつタイヤを軽量化できる空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】この空気入りタイヤ１は、トレッド部センター領域にてタイヤ幅方向に分割されて分離された第一カーカスプライ４１、４２と、左右一対のビードコア２、２間に架け渡された単一構造を有する第二カーカスプライ４３とが積層されて、カーカス層が構成されている。また、第一カーカスプライ４１、４２の分割幅Ｄとベルト幅Ｗｂとが０．６０≦Ｄ／Ｗｂ≦０．９０の関係を有している。また、第二カーカスプライ４３の両端部４３１、４３２がビード部に位置している。
【選択図】図１

Description

この発明は、空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、分割カーカス構造を有する構成においてタイヤの操安性能を確保しつつタイヤを軽量化できる空気入りタイヤに関する。

近年の空気入りタイヤでは、タイヤを軽量化するために、カーカス層がトレッド部センター領域にてタイヤ幅方向に分割されて分離された構成が採用されている（分割カーカス構造）。かかる構成を採用する従来の空気入りタイヤとして、特許文献１に記載される技術が知られている。

特開平１１−１１１０９号公報

しかしながら、分割カーカス構造を有する空気入りタイヤでは、サイドウォール部の剛性が低下してタイヤの操安性能が悪化するおそれがある。

そこで、この発明は、上記に鑑みてされたものであって、分割カーカス構造を有する構成においてタイヤの操安性能を確保しつつタイヤを軽量化できる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、この発明にかかる空気入りタイヤは、左右一対のビードコアと、前記ビードコアのタイヤ径方向外側にそれぞれ配置されるビードフィラーと、左右一対の前記ビードコア間に配置されるカーカス層と、積層されてクロスプライ構造を構成する少なくとも一対のベルトプライを有すると共に前記カーカス層のタイヤ径方向外側に配置されるベルト層とを備え、且つ、トレッド部センター領域にてタイヤ幅方向に分割されて分離された第一カーカスプライと左右一対の前記ビードコア間に架け渡された単一構造を有する第二カーカスプライとが積層されて前記カーカス層が構成されている空気入りタイヤであって、複数の前記ベルトプライの幅うち最も狭いものをベルト幅Ｗｂと呼ぶときに、前記第一カーカスプライの分割幅Ｄとベルト幅Ｗｂとが０．６０≦Ｄ／Ｗｂ≦０．９０の関係を有し、且つ、前記第二カーカスプライの両端部がビード部に位置することを特徴とする。

この空気入りタイヤでは、（１）第一カーカスプライが分割構造を有するので、第一カーカスプライが単一構造を有する構成と比較して、タイヤの軽量化が図られる。また、（２）単一構造を有する第二カーカスプライが配置されることにより、分割構造を有する第一カーカスプライのみが配置される構成と比較して、サイドウォール部の剛性が確保される。また、（３）第一カーカスプライの分割幅Ｄとベルト幅Ｗｂとの比Ｄ／Ｗｂが適正化されることにより、タイヤの軽量化とサイドウォール部の剛性確保とのバランスが良好となる。また、（４）第二カーカスプライの両端部がビード部に位置するので、第二カーカスプライがビード部にて巻き返されている構成と比較して、ビード部が軽量化される。これらにより、分割カーカス構造を有する構成において、タイヤの操安性能を確保しつつタイヤを軽量化できる利点がある。

また、この発明にかかる空気入りタイヤは、前記第一カーカスプライが前記ビードコアおよび前記ビードフィラーを包み込みつつ巻き返される。

この空気入りタイヤでは、第一カーカスプライの巻き上げ部分によりサイドウォール部が補強されるので、タイヤの操安性能が向上する利点がある。

また、この発明にかかる空気入りタイヤは、前記ビードフィラーよりもタイヤ径方向外側における前記第一カーカスプライの巻き上げ部分の長さｔがｔ≧１０［ｍｍ］の範囲にある。

この空気入りタイヤでは、第一カーカスプライの分割端部側の部分と巻き上げ端部側の部分とのラップ量（長さｔ）が適正化される。これにより、サイドウォール部の剛性が増加して、タイヤの操安性能が適正に確保される利点がある。

また、この発明にかかる空気入りタイヤは、前記第一カーカスプライが配列された複数のカーカスコードから成るときに、前記カーカスコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度が７０［ｄｅｇ］以上８８［ｄｅｇ］以下の範囲内にある。

この空気入りタイヤでは、第一カーカスプライのカーカスコードが適正な傾斜角度を有することにより、第一カーカスプライの分割端部４１１（４２１）側の部分４１３（４２３）と巻き上げ端部４１２（４２２）側の部分４１４（４２４）との重ね合わせ部分にクロスプライ構造が形成される。これにより、サイドウォール部の剛性が増加して、タイヤの操安性能が適正に確保される利点がある。

また、この発明にかかる空気入りタイヤは、前記第一カーカスプライの強度係数が前記第二カーカスプライの強度係数よりも大きい。

この空気入りタイヤでは、第一カーカスプライのコード打ち込み本数（エンド数）を増加させる一方で第二カーカスプライのコード打ち込み本数を減少させることにより、さらにタイヤを軽量化できる利点がある。また、剛性チューニングの範囲が拡大される利点がある。

この発明にかかる空気入りタイヤでは、（１）第一カーカスプライが分割構造を有するので、第一カーカスプライが単一構造を有する構成と比較して、タイヤの軽量化が図られる。また、（２）単一構造を有する第二カーカスプライが配置されることにより、分割構造を有する第一カーカスプライのみが配置される構成と比較して、サイドウォール部の剛性が確保される。また、（３）第一カーカスプライの分割幅Ｄとベルト幅Ｗｂとの比Ｄ／Ｗｂが適正化されることにより、タイヤの軽量化とサイドウォール部の剛性確保とのバランスが良好となる。また、（４）第二カーカスプライの両端部がビード部に位置するので、第二カーカスプライがビード部にて巻き返されている構成と比較して、ビード部が軽量化される。これらにより、分割カーカス構造を有する構成において、タイヤの操安性能を確保しつつタイヤを軽量化できる利点がある。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、この実施例の構成要素には、発明の同一性を維持しつつ置換可能かつ置換自明なものが含まれる。また、この実施例に記載された複数の変形例は、当業者自明の範囲内にて任意に組み合わせが可能である。

図１は、この発明の実施例にかかる空気入りタイヤを示すダイヤ子午線方向の断面図である。図２は、図１に記載した空気入りタイヤの変形例を示す説明図である。図３は、この発明の実施例にかかる空気入りタイヤの性能試験の結果を示す図表である。

［空気入りタイヤ］
この空気入りタイヤ１は、ビードコア２と、ビードフィラー３と、カーカス層４と、ベルト層５とを含んで構成される（図１参照）。ビードコア２は、環状構造を有し、左右一対を一組として構成される。ビードフィラー３は、ビードコア２のタイヤ径方向外周に配置されて空気入りタイヤ１のビード部を補強する。カーカス層４は、有機繊維製あるいはスチール繊維製のカーカスコードがすだれ状に配列されて成る複数のカーカスプライ４１〜４３により構成される。また、カーカス層４は、左右のビードコア２、２間にトロイド状に架け渡されてタイヤの骨格を構成する。ベルト層５は、積層された複数のベルトプライ５１、５２から成り、カーカス層４のタイヤ径方向外周に配置される。例えば、この実施例では、ベルト層５が積層された一対のベルトプライ５１、５２から成る。また、各ベルトプライ５１、５２がベルトコードの傾斜方向を相互に交差させることにより、クロスプライ構造が構成されている。また、タイヤ径方向外側にあるベルトプライ５２のベルト幅（ペリフェリ長さ）がタイヤ径方向内側にあるベルトプライ５１のベルト幅よりも狭い。この実施例では、この狭い方のベルトプライ５２のベルト幅をＷｂとする（図１参照）。

［分割カーカス構造］
また、この空気入りタイヤ１では、分割構造を有するカーカスプライ４１、４２と単一構造を有するカーカスプライ４３とが積層されてカーカス層４が構成される（図１参照）。例えば、この実施例では、トレッド部センター領域にてタイヤ幅方向に二分割されて分離された第一カーカスプライ４１、４２と、単一構造を有すると共に左右一対のビードコア２、２間に架け渡されて配置される第二カーカスプライ４３とが積層されて、カーカス層４が構成されている。したがって、カーカス層４は、サイドウォール部にて二層構造を有しており、また、トレッド部センター領域にて単層構造を有している。

ここで、ベルト層５を構成する複数のベルトプライ５１、５２の幅うち最も狭いものをベルト幅Ｗｂと呼ぶ（図１参照）。このとき、第一カーカスプライ４１、４２の分割幅Ｄとベルト幅Ｗｂとが０．６０≦Ｄ／Ｗｂ≦０．９０の関係を有している。また、第一カーカスプライ４１、４２がビードコア２およびビードフィラー３を包み込みつつタイヤ幅方向に巻き返されて配置されている。一方、第二カーカスプライ４３の両端部４３１、４３２がビード部に位置している。したがって、第一カーカスプライがビード部にて巻き上げられてサイドウォール部に至っている構成と比較して、第一ビード部が軽量化されている。これにより、サイドウォール部の剛性が維持されつつタイヤの軽量化が図られている。

なお、第一カーカスプライ４１、４２の分割幅Ｄおよびベルト層５のベルト幅Ｗｂは、タイヤが規定リムに装着されて規定内圧を付与されると共に無負荷状態とされた状態で測定される。ここで、規定リムとは、ＪＡＴＭＡに規定される「適用リム」、ＴＲＡに規定される「Design Rim」、あるいはＥＴＲＴＯに規定される「Measuring Rim」をいう。また、規定内圧とは、ＪＡＴＭＡに規定される「最高空気圧」、ＴＲＡに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、あるいはＥＴＲＴＯに規定される「INFLATION PRESSURES」をいう。また、規定荷重とは、ＪＡＴＭＡに規定される「最大負荷能力」、ＴＲＡに規定される「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」の最大値、あるいはＥＴＲＴＯに規定される「LOAD CAPACITY」をいう。ただし、乗用車用タイヤの場合には、規定内圧が空気圧１８０［ｋＰａ］であり、規定荷重が最大負荷能力の８８［％］である。

また、第二カーカスプライ４３の両端部４３１、４３２は、ビード部に位置していれば足よく、ダイヤ子午線方向の断面視にて、直線形状を有していても良いし（図１参照）、サイドウォール部に至らない程度に短く巻き上げられていても良い（図示省略）。

［効果］
以上説明したように、この空気入りタイヤ１では、（１）第一カーカスプライ４１、４２が分割構造を有するので、第一カーカスプライが単一構造を有する構成と比較して、タイヤの軽量化が図られる。また、（２）単一構造を有する第二カーカスプライ４３が配置されることにより、分割構造を有する第一カーカスプライのみが配置される構成と比較して、サイドウォール部の剛性が確保される。また、（３）第一カーカスプライ４１、４２の分割幅Ｄとベルト幅Ｗｂとの比Ｄ／Ｗｂが適正化されることにより、タイヤの軽量化とサイドウォール部の剛性確保とのバランスが良好となる。例えば、Ｄ／Ｗｂ＜０．６０では、タイヤの軽量化に関する効果が小さいという問題がある。また、０．９０＜Ｄ／Ｗｂでは、カーカス層に対するベルト層の拘束力が弱いためサイドウォール部の剛性が十分に確保されないという問題がある。また、（４）第二カーカスプライ４３の両端部がビード部に位置するので、第二カーカスプライがビード部にて巻き返されている構成と比較して、ビード部が軽量化される。これらにより、分割カーカス構造を有する構成において、タイヤの操安性能を確保しつつタイヤを軽量化できる利点がある。

［変形例］
なお、この空気入りタイヤ１では、第一カーカスプライ４１、４２がビードコア２およびビードフィラー３を包み込みつつ巻き返されることが好ましい（図１参照）。かかる構成では、第一カーカスプライ４１、４２の巻き上げ部分４１４、４２４によりサイドウォール部が補強されるので、タイヤの操安性能が向上する利点がある。

また、上記の構成では、ビードフィラー３よりもタイヤ径方向外側における第一カーカスプライ４１（４２）の巻き上げ部分の長さｔがｔ≧１０［ｍｍ］の範囲にあることが好ましい（図１参照）。かかる構成では、第一カーカスプライ４１（４２）の分割端部４１１（４２１）側の部分４１３（４２３）と巻き上げ端部４１２（４２２）側の部分４１４（４２４）とのラップ量（長さｔ）が適正化される。これにより、サイドウォール部の剛性が増加して、タイヤの操安性能が適正に確保される利点がある。

また、この空気入りタイヤ１では、第一カーカスプライ４１、４２におけるカーカスコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度θ、φが７０［ｄｅｇ］以上８８［ｄｅｇ］以下の範囲内にあることが好ましい（図２参照）。かかる構成では、第一カーカスプライ４１、４２のカーカスコードが適正な傾斜角度を有することにより、第一カーカスプライ４１（４２）の分割端部４１１（４２１）側の部分４１３（４２３）と巻き上げ端部４１２（４２２）側の部分４１４（４２４）との重ね合わせ部分にクロスプライ構造が形成される。これにより、サイドウォール部の剛性が増加して、タイヤの操安性能が適正に確保される利点がある。

また、この空気入りタイヤ１では、第一カーカスプライ４１、４２の強度係数が第二カーカスプライ４３の強度係数よりも大きいことが好ましい。通常、第二カーカスプライ４３のカーカス幅（ペリフェリ長さ）は、第一カーカスプライ４１、４２のカーカス幅よりも大きい。したがって、第一カーカスプライ４１、４２のコード打ち込み本数（エンド数）を増加させる一方で、第二カーカスプライ４３のコード打ち込み本数を減少させることにより、さらにタイヤを軽量化できる利点がある。また、剛性チューニングの範囲が拡大される利点がある。なお、カーカスプライ４１〜４３の強度係数は、次の数式（１）により定義される。
強度係数［Ｎ／ｍｍ・ｋＰａ］＝コード打ち込み本数［本／ｍｍ］×補強コード強力［Ｎ］／最大空気圧［ｋＰａ］ （１）

［性能試験］
この実施例では、条件が異なる複数の空気入りタイヤについて、（１）操安性能に関する性能試験および（２）タイヤ質量の測定が行われる（図３参照）。なお、図３に示すカーカス幅は、カーカス層のペリフェリ長さである。

（１）操安性能に関する性能試験では、タイヤサイズ２１５／４５Ｒ１７ ８７Ｗの空気入りタイヤがリムサイズ１７×７ＪＪ（ＪＡＴＭＡ規定の適用リム）に組み付けられ、この空気入りタイヤが排気量２．０［Ｌ］の国産セダンに装着される。また、この空気入りタイヤに２３０［ｋＰａ］の最高内圧およびＪＡＴＭＡ規定の最大荷重が負荷される。そして、試験車両が平坦な周回路を有するテストコースを６０［ｋｍ／ｈ］〜１００［ｋｍ／ｈ］で走行する。そして、テストドライバーがレーチェンジ時およびコーナリング時における操舵性ならびに直進時における安定性について官能評価を行う。この評価は従来例を基準（１００）とした指数評価により行われ、その数値が大きいほど好ましい。

（２）タイヤ質量の測定では、タイヤ質量の測定結果に基づいて、従来例を基準（１００）とした指数評価が行われる。この評価は、数値が小さいほどタイヤが軽量であり好ましい。

従来例の空気入りタイヤでは、単一構造を有する一対のカーカスプライが積層されてカーカス層が構成されている（図示省略）。また、一方のカーカスプライの巻き上げ端部がビードコアにおける巻き返し位置からタイヤ径方向に５０［ｍｍ］の位置にあり、また、他方のカーカスプライの巻き上げ端部がビードコアにおける巻き返し位置からタイヤ径方向に１６［ｍｍ］の位置にある。また、各カーカスプライのカーカス幅が４７０［ｍｍ］および３９０［ｍｍ］に設定されている。

発明例１および発明例２の空気入りタイヤ１では、分割構造を有する第一カーカスプライ４１、４２と、単一構造を有する第二カーカスプライ４３とが積層されてカーカス層４が構成されている（図１参照）。また、第一カーカスプライ４１、４２の分割幅Ｄとベルト幅Ｗｂとの比Ｄ／ＷｂがＤ／Ｗｂ＝０．９０に設定されている。また、第二カーカスプライ４３の両端部４３１、４３２がビード部に位置している。また、第一カーカスプライのカーカス幅がいずれも１２０［ｍｍ］に設定され、第二カーカスプライのカーカス幅が３４０［ｍｍ］に設定されている。

試験結果に示すように、発明例１および発明例２の空気入りタイヤでは、タイヤの操安性能が確保され（あるいは向上し）、また、タイヤが軽量化されることが分かる。また、発明例１と発明例２とを比較すると、第一カーカスプライ４１、４２の材質（強度）と第二カーカスプライ４３の材質とに差が設けられることにより、タイヤの操安性能が向上することが分かる。また、発明例２と発明例３とを比較すると、カーカス層４のカーカス角度（カーカスコードの傾斜角度θ、φ）が適正化されることにより、タイヤの操安性能が向上することが分かる。

以上のように、この発明にかかる空気入りタイヤは、分割カーカス構造を有する構成においてタイヤの操安性能を確保しつつタイヤを軽量化できる点で有用である。

この発明の実施例にかかる空気入りタイヤを示すダイヤ子午線方向の断面図である。 図１に記載した空気入りタイヤの変形例を示す説明図である。 この発明の実施例にかかる空気入りタイヤの性能試験の結果を示す図表である。

符号の説明

１ 空気入りタイヤ
２ ビードコア
３ ビードフィラー
４ カーカス層
５ ベルト層
４１、４２ 第一カーカスプライ
４３ 第二カーカスプライ
５１、５２ ベルトプライ
４１１、４２１分割端部
４１２、４２２巻き上げ端部

Claims (5)

1. 左右一対のビードコアと、前記ビードコアのタイヤ径方向外側にそれぞれ配置されるビードフィラーと、左右一対の前記ビードコア間に配置されるカーカス層と、積層されてクロスプライ構造を構成する少なくとも一対のベルトプライを有すると共に前記カーカス層のタイヤ径方向外側に配置されるベルト層とを備え、且つ、トレッド部センター領域にてタイヤ幅方向に分割されて分離された第一カーカスプライと左右一対の前記ビードコア間に架け渡された単一構造を有する第二カーカスプライとが積層されて前記カーカス層が構成されている空気入りタイヤであって、
   複数の前記ベルトプライの幅うち最も狭いものをベルト幅Ｗｂと呼ぶときに、前記第一カーカスプライの分割幅Ｄとベルト幅Ｗｂとが０．６０≦Ｄ／Ｗｂ≦０．９０の関係を有し、且つ、前記第二カーカスプライの両端部がビード部に位置することを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記第一カーカスプライが前記ビードコアおよび前記ビードフィラーを包み込みつつ巻き返される請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ビードフィラーよりもタイヤ径方向外側における前記第一カーカスプライの巻き上げ部分の長さｔがｔ≧１０［ｍｍ］の範囲にある請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記第一カーカスプライが配列された複数のカーカスコードから成るときに、前記カーカスコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度が７０［ｄｅｇ］以上８８［ｄｅｇ］以下の範囲内にある請求項１〜３のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記第一カーカスプライの強度係数が前記第二カーカスプライの強度係数よりも大きい請求項１〜４のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。

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