JP2010023653A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 カーカス層やベルト層に作用する張力がトレッドの中央部とショルダー部とにおいて均一にならないことに起因する偏摩耗をさらに効果的に抑制できる空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】 本発明は、外側ベルト層５０Ａと内側ベルト層５０Ｂとが重なっているトレッド幅方向に沿った幅W1と、トレッド幅方向に沿ったカーカス層２０の最大幅W２との比が、空気入りタイヤ１の偏平率をＡとした場合、W1／W２＝（−０．００５Ａ＋１．０２５８）によって求められる数値を基準として、±０．０２の範囲内であり、標準リムに組み付けられた空気入りタイヤ１をJATMAによって規定される空気圧負荷能力対応表における中心空気圧に設定し、中心空気圧における最大荷重の８８％の荷重を掛けたときにおけるトレッドの接地形状に基づいて規定される矩形率が、７５〜８５％であることを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ベルト層とカーカス層とを備える空気入りタイヤに関し、特に、トレッドの中央部とショルダー部とにおける偏摩耗を抑制できる空気入りタイヤに関する。

従来、空気入りタイヤでは、トレッドの中央部及びショルダー部が均一に摩耗せずに、中央部またはショルダー部の一方がより多く摩耗する偏摩耗を抑制する様々な方法が用いられている。

例えば、標準リムに組み付けられた空気入りタイヤをJATMAによって規定される空気圧負荷能力対応表における中心空気圧に設定し、中心空気圧における最大荷重の８０％の荷重を掛けたときのトレッドの接地形状に基づいて規定される「矩形率」を７５％以上とすることによって、偏摩耗を抑制する方法が知られている（例えば、特許文献１）。なお、矩形率とは、タイヤ赤道線上におけるトレッド接地長Ｌ１と、タイヤ赤道線を中心としたトレッド接地幅の８０％幅位置における車両装着時内側及び車両装着時外側の平均トレッド接地長Ｌ２との比（Ｌ２／Ｌ１）である。

このような空気入りタイヤによれば、トレッドの接地形状が矩形状ではなく楕円状となるため、トレッドの中央部が路面に接地するときに生じるせん断力と、トレッドのショルダー部が路面に接地するときに生じるせん断力との差が低減し、偏摩耗が抑制される。
特許第３３７１０３８号公報（第２−３頁、第２図）

しかしながら、上述した従来の空気入りタイヤには、次のような問題があった。すなわち、矩形率を７５％以上とした空気入りタイヤを製造しても、空気入りタイヤの使用状態（例えば、空気圧や車両の走行状況）が規定範囲内でない場合、空気入りタイヤがタイヤ径方向に沿って均一に広がらず、空気入りタイヤに偏摩耗が発生する。このような偏摩耗は、カーカス層やベルト層に作用する張力がトレッドの中央部とショルダー部とにおいて均一にならないことが原因である。

そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、カーカス層やベルト層に作用する張力がトレッドの中央部とショルダー部とにおいて均一にならないことに起因する偏摩耗をさらに効果的に抑制できる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、所定方向に沿って配設される第１コード（第１コード５１）を有する第１ベルト層（外側ベルト層５０Ａ）と、第２コード（第２コード５２）を有し、第１ベルト層よりもタイヤ径方向内側に配設される第２ベルト層（内側ベルト層５０Ｂ）と、第２ベルト層のタイヤ径方向内側に配設され、第１ベルト層及び第２ベルト層によって補強されるカーカス層（カーカス層２０）とを備える空気入りタイヤ（空気入りタイヤ１）であって、第１ベルト層と第２ベルト層とが重なっているトレッド幅方向に沿った幅W1と、トレッド幅方向に沿ったカーカス層の最大幅W２との比は、前記空気入りタイヤの偏平率をＡとした場合、W1／W２＝（−０．００５Ａ＋１．０２５８）によって求められる数値を基準として、±０．０２の範囲内であり、タイヤ赤道線（タイヤ赤道線ＣＬ）上におけるトレッド接地長Ｌ１と、タイヤ赤道線を中心としたトレッド接地幅（トレッド接地幅ＴＷ）の８０％幅位置（８０％幅位置４１）における車両装着時内側（ＩＮ）及び車両装着時外側（ＯＵＴ）の平均トレッド接地長Ｌ２との比Ｌ２／Ｌ１を矩形率とした場合、標準リムに組み付けられた空気入りタイヤをJATMAによって規定される空気圧負荷能力対応表における中心空気圧に設定し、中心空気圧における最大荷重の８８％の荷重を掛けたときにおけるトレッドの接地形状に基づいて規定される矩形率が、７５〜８５％であることを要旨とする。

かかる特徴によれば、第１ベルト層と第２ベルト層とが重なっているトレッド幅方向に沿った幅W1と、トレッド幅方向に沿ったカーカス層の最大幅W２との比は、空気入りタイヤの偏平率をＡとした場合、W1／W２＝（−０．００５Ａ＋１．０２５８）によって求められる数値を基準として、±０．０２の範囲内である。これによれば、カーカス層やベルト層に作用する張力をトレッドの中央部とショルダー部とにおいて均一に近づけることができるため、空気入りタイヤがタイヤ径方向に沿って均一に広がる。

特に、矩形率が７５〜８５％であることによって、内部に空気が充填された空気入りタイヤを装着した車両が路面上を走行したときにおいて、トレッドの中央部とショルダー部とがタイヤ径方向に沿って均一に広がる。

従って、カーカス層やベルト層に作用する張力がトレッドの中央部Ｃとショルダー部とにおいて均一にならないことに起因する偏摩耗をさらに効果的に抑制できる。

その他の特徴は、第２コードが、空気入りタイヤのトレッド面視において、第１コードと交差するように配設されることを要旨とする。

本発明によれば、カーカス層やベルト層に作用する張力がトレッドの中央部とショルダー部とにおいて均一にならないことに起因する偏摩耗をさらに効果的に抑制できる空気入りタイヤを提供することができる。

次に、本発明に係る空気入りタイヤの一例について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。

ただし、図面は模式的なのものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることを留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれている。

（空気入りタイヤの構成）
まず、本実施形態に係る空気入りタイヤ１の構成について、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る空気入りタイヤ１を示すトレッド幅方向断面図である。なお、図１では、空気入りタイヤ１は、タイヤ赤道線ＣＬを基準に対称である。

図１に示すように、空気入りタイヤ１は、ビードコア１０ａ及びビードフィラー１０ｂを少なくとも含む一対のビード部１０と、空気入りタイヤ１の骨格を形成するとともに、ビードコア１０ａで折り返すカーカス層２０とを備えている。なお、カーカス層２０は、後述するベルト層５０（外側ベルト層５０Ａ及び内側ベルト層５０Ｂ）によって補強される。

カーカス層２０の内側には、チューブに相当する気密性の高いゴム層であるインナーライナー３０が設けられている。また、カーカス層２０のタイヤ径方向外側には、路面と接するトレッド４０が設けられている。

カーカス層２０とトレッド４０との間には、トレッド４０を補強するベルト層５０が設けられている。なお、ベルト層５０の構成については、後述する。

（ベルト層の構成）
次に、本実施形態に係るベルト層５０の構成について、図面を参照しながら説明する。図２は、本実施形態に係る空気入りタイヤ１を構成するカーカス層２０及びベルト層５０を示す上面図（トレッド面視）である。

図２に示すように、ベルト層５０は、トレッド４０のタイヤ径方向内側に位置する第１ベルト層（以下、外側ベルト層５０Ａ）と、外側ベルト層５０Ａのタイヤ径方向内側に位置する第２ベルト層（以下、内側ベルト層５０Ｂ）とによって構成されている。

外側ベルト層５０Ａは、所定方向に沿って配設される第１コード５１を有している。内側ベルト層５０Ｂは、第１コード５１と交差するように配設される第２コード５２を有している。

ここで、空気入りタイヤの偏平率と、カーカス層２０及び外側ベルト層５０Ａとの関係について、図３を参照しながら説明する。図３は、本実施形態に係る空気入りタイヤの偏平率とカーカス層２０及び外側ベルト層５０Ａとの関係を説明するための図である。

図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、外側ベルト層５０Ａと内側ベルト層５０Ｂとが重なっているトレッド幅方向に沿った幅Ｗ１と、トレッド幅方向に沿ったカーカス層２０の最大幅Ｗ２との比は、空気入りタイヤの偏平率をＡとした場合、W1／W２＝（−０．００５Ａ＋１．０２５８）によって求められる数値を基準として、±０．０２の範囲内である。

すなわち、W1／W２は、空気入りタイヤの扁平率Ａに従って、図３（ａ）に示す線に近づける。例えば、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、W1／W２は、空気入りタイヤの扁平率Ａが３０である場合、（−０．００５×３０＋１．０２５８）となり、「０．８７５８」±０．０２の範囲内となる。

ここで、本実施形態では、外側ベルト層５０Ａと内側ベルト層５０Ｂとが重なっているトレッド幅方向に沿った幅Ｗ１は、トレッド幅方向に沿った外側ベルト層５０Ａの幅に対応する。つまり、外側ベルト層５０Ａと内側ベルト層５０Ｂとが重なっているトレッド幅方向に沿った幅Ｗ１は、トレッド幅方向に沿った外側ベルト層５０Ａの幅、又は、トレッド幅方向に沿った内側ベルト層５０Ｂの幅のいずれか狭い方の幅となる。

（矩形率）
次に、本実施形態に係る空気入りタイヤ１の矩形率について、図面を参照しながら説明する。図４は、本実施形態に係る空気入りタイヤ１の接地形状を示す図である。

図４に示すように、矩形率とは、タイヤ赤道線ＣＬ上におけるトレッド接地長Ｌ１と、タイヤ赤道線ＣＬを中心としたトレッド接地幅ＴＷの８０％幅位置４１における車両装着時内側ＩＮ及び車両装着時外側ＯＵＴの平均トレッド接地長Ｌ２との比Ｌ２／Ｌ１である。

そして、標準リムに組み付けられた空気入りタイヤ１をJATMAによって規定される空気圧負荷能力対応表における中心空気圧に設定する。中心空気圧における最大荷重の８８％の荷重を掛けたときにおけるトレッド４０の接地形状に基づいて規定される矩形率Ｌ２／Ｌ１は、７５〜８５％である。

（作用・効果）
まず、一般的な従来の空気入りタイヤがトレッド４０のタイヤ径方向に沿って広がる率（以下、径成長率）について説明する。内部に空気が充填された空気入りタイヤ１を装着した車両が路面上を走行するときにおける径成長率は、トレッド４０の中央部Ｃよりもショルダー部Ｓが高くなってしまう。つまり、カーカス層２０やベルト層５０に作用する張力がトレッド４０の中央部Ｃとショルダー部Ｓとにおいて不均一であるため、トレッド４０の中央部Ｃとショルダー部Ｓとにおいて径成長率が異なってしまう。

発明者らは、外側ベルト層５０Ａと内側ベルト層５０Ｂとが重なっているトレッド幅方向に沿った幅W1と、トレッド幅方向に沿ったカーカス層２０の最大幅W２との関係を規定することによって、カーカス層２０やベルト層５０に作用する張力がトレッド４０の中央部Ｃとショルダー部Ｓとにおいて均一に近づくことを発見した。

すなわち、本実施形態に係る空気入りタイヤでは、外側ベルト層５０Ａと内側ベルト層５０Ｂとが重なっているトレッド幅方向に沿った幅Ｗ１と、トレッド幅方向に沿ったカーカス層２０の最大幅Ｗ２との比は、空気入りタイヤの偏平率をＡとした場合、W1／W２＝（−０．００５Ａ＋１．０２５８）によって求められる数値を基準として、±０．０２の範囲内である。

これによれば、カーカス層２０やベルト層５０に作用する張力をトレッド４０の中央部Ｃとショルダー部Ｓとにおいて均一に近づけることができるため、空気入りタイヤ１がタイヤ径方向に沿って均一に広がる。

特に、矩形率が７５〜８５％であることによって、内部に空気が充填された空気入りタイヤを装着した車両が路面上を走行したときにおいて、トレッドの中央部とショルダー部とがタイヤ径方向に沿って均一に広がる。つまり、内部に空気が充填された空気入りタイヤ１を装着した車両が路面上を走行するときにおける径成長率が、トレッド４０の中央部Ｃとショルダー部Ｓとにおいて均一に近づく。

従って、カーカス層２０やベルト層５０に作用する張力がトレッド４０の中央部Ｃとショルダー部Ｓとにおいて均一にならないことに起因する偏摩耗をさらに効果的に抑制できる。なお、トレッド幅方向に沿った外側ベルト層５０Ａの幅Ｗ１に５ｍｍ程度のズレが発生しても、W1／W２が上記範囲内であることによって、上述した効果を得ることができる。

（その他の実施の形態）
上述したように、本発明の実施の形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。

具体的には、空気入りタイヤ１は、タイヤ赤道線ＣＬを基準に対称であるものとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、タイヤ赤道線ＣＬを基準に、トレッドパターンのみが非対称であってもよいことは勿論である。

この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

（比較評価）
次に、本発明の効果をさらに明確にするために、以下の比較例及び実施例に係る空気入りタイヤを用いて行った試験結果について説明する。なお、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。

まず、比較例１及び実施例１に係る空気入りタイヤの径成長率及び摩耗量について、図５及び図６を参照しながら説明する。なお、比較例１及び実施例１に係る空気入りタイヤに関するデータは、表１に示す。

なお、径成長率や摩耗量の測定は、各空気入りタイヤを装着した車両が一般道路、高速道路及び山坂などを１０，０００ｋｍ走行してから行われた。

ここで、図５に示す「内圧成長」とは、空気入りタイヤ１の内部に空気が充填されたときにおける径成長率を示す。また、「走行成長」とは、ドラムに装着された空気入りタイヤ１が回転したときにおける径成長率を示す。さらに、「内圧＋走行」とは、内部に空気が充填された空気入りタイヤ１を装着した車両が路面上を走行するときにおける径成長率を示す。

図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、実施例１に係る空気入りタイヤ（前輪及び後輪）は、比較例１に係る空気入りタイヤ（前輪及び後輪）と比べて、トレッド４０の径成長率が中央部Ｃとショルダー部Ｓとにおいて均一に近いことが分かる。特に、実施例１に係る空気入りタイヤは、「内圧＋走行」時では、トレッド４０の径成長率が中央部Ｃとショルダー部Ｓとにおいて均一に近いことが分かる。

図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、実施例１に係る空気入りタイヤ（前輪及び後輪）は、比較例１に係る空気入りタイヤ（前輪及び後輪）と比べて、摩耗量が少ないことが分かる。特に、実施例１に係る空気入りタイヤは、カーカス層２０やベルト層５０に作用する張力がトレッド４０の中央部Ｃとショルダー部Ｓとにおいて均一にならないことに起因する偏摩耗が効果的に抑制できることが分かる。

次に、比較例２及び実施例２に係る空気入りタイヤの摩耗量について、図７を参照しながら説明する。比較例２及び実施例２に係る空気入りタイヤに関するデータは、表２に示す。

なお、摩耗量の測定は、各空気入りタイヤを装着した車両が一般道路、高速道路及び山坂などを１０，０００ｋｍ走行してから行われた。

図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すように、実施例２に係る空気入りタイヤ（前輪及び後輪）は、比較例２に係る空気入りタイヤ（前輪及び後輪）と比べて、摩耗量が少ないことが分かる。特に、実施例２に係る空気入りタイヤは、カーカス層２０やベルト層５０に作用する張力がトレッド４０の中央部Ｃとショルダー部Ｓとにおいて均一にならないことに起因する偏摩耗が効果的に抑制できることが分かる。

本実施形態に係る空気入りタイヤ１を示すトレッド幅方向断面図である。 本実施形態に係る空気入りタイヤ１を構成するカーカス層２０及びベルト層５０を示す上面図（トレッド面視）である。 本実施形態に係る空気入りタイヤの偏平率とカーカス層２０及び外側ベルト層５０Ａとの関係を説明するための図である。 本実施形態に係る空気入りタイヤ１の接地形状を示す図である。 比較例１及び実施例１に係る空気入りタイヤの径成長率を示すグラフである。 比較例１及び実施例１に係る空気入りタイヤの摩耗量を示すグラフである。 比較例２及び実施例２に係る空気入りタイヤの摩耗量を示すグラフである。

符号の説明

１…空気入りタイヤ、１０…ビード部、１０ａ…ビードコア、１０ｂ…ビードフィラー、２０…カーカス層、３０…インナーライナー、４０…トレッド、４１…８０％幅位置、５０…ベルト層、５０Ａ…外側ベルト層（第１ベルト層）、５０Ｂ…内側ベルト層（第２ベルト層）、５１…第１コード、５２…第２コード

Claims (2)

1. 所定方向に沿って配設される第１コードを有する第１ベルト層と、
   第２コードを有し、前記第１ベルト層よりもタイヤ径方向内側に配設される第２ベルト層と、
   第２ベルト層のタイヤ径方向内側に配設され、前記第１ベルト層及び前記第２ベルト層によって補強されるカーカス層と
   を備える空気入りタイヤであって、
   前記第１ベルト層と前記第２ベルト層とが重なっているトレッド幅方向に沿った幅W1と、前記トレッド幅方向に沿った前記カーカス層の最大幅W２との比は、前記空気入りタイヤの偏平率をＡとした場合、
   W1／W２＝（−０．００５Ａ＋１．０２５８）
   によって求められる数値を基準として、±０．０２の範囲内であり、
   タイヤ赤道線上におけるトレッド接地長Ｌ１と、前記タイヤ赤道線を中心としたトレッド接地幅の８０％幅位置における車両装着時内側及び車両装着時外側の平均トレッド接地長Ｌ２との比Ｌ２／Ｌ１を矩形率とした場合、
   標準リムに組み付けられた前記空気入りタイヤをJATMAによって規定される空気圧負荷能力対応表における中心空気圧に設定し、前記中心空気圧における最大荷重の８８％の荷重を掛けたときにおけるトレッドの接地形状に基づいて規定される前記矩形率は、７５〜８５％である空気入りタイヤ。
2. 前記第２コードは、前記空気入りタイヤのトレッド面視において、前記第１コードと交差するように配設される請求項１に記載の空気入りタイヤ。

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