JP2010132218A

JP2010132218A - 空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP2010132218A
Application number: JP2008312088A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kojima; 弘行小島
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2008-12-08
Filing date: 2008-12-08
Publication date: 2010-06-17

Abstract

【課題】タイヤ断面幅の呼びが２５５以上で、かつタイヤ外径が７２０ｍｍ以上の空気入りラジアルタイヤにおいて、操縦安定性と軽量化とを両立する。
【解決手段】荷重２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時伸張率が１〜５％の有機繊維コードで構成したカーカス層６を左右一対のビードコア４間に装架し、その両端部をビードコア４の周りにタイヤ内側から外側に折り返し、ビードフィラー５のタイヤ径方向長さＬ_ｂをタイヤ断面高さＳＨの５〜２０％にし、カーカス層６とサイドウォール部２との間にサイドウォール部２のゴムよりもゴム硬度が大きく、かつ厚さが０．５〜２ｍｍのシート状のゴム補強層７を介在させ、そのタイヤ径方向の長さＬ_ｒをタイヤ断面高さＳＨの４０〜６０％の範囲にすると共に、タイヤ径方向外端７ａとベルト層の端部８ａとのタイヤ径方向の距離ｈ_１をタイヤ断面高さＳＨの５〜２５％にしたことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りラジアルタイヤに関し、更に詳細には、特にＳＵＶ車（Sports and Utility Vehicle）などの用途に使用される、タイヤ断面幅及び外径が特別に大きく設定されたタイヤの操縦安定性と軽量化とを両立させるようにした空気入りラジアルタイヤに関する。

スポーツ走行とユーティリティーとを兼ね備える目的で設計されたＳＵＶ車用の空気入りラジアルタイヤには、タイヤ呼び幅（タイヤ断面幅の呼び）が２５５以上で、タイヤ外径が７２０ｍｍ以上と大型であって、かつ扁平に構成されたタイヤが使用されている。このような大型タイヤは、タイヤ断面高さが大きいため周剛性を確保することが難しく、操縦安定性が十分に得られないという問題があった。このため、一般に、硬質ゴムからなるビードフィラーを大きくした上に、サイドウォール部のゴム構造を工夫する等して周剛性を高くし、操縦安定性を確保する手段が採られていた（例えば、特許文献１参照）。しかし、硬質ゴムで形成したビードフィラーは、これを大きくするとタイヤ重量が増加するため、燃費を悪化させる原因になっていた。

一方、タイヤを軽量化するためにビードフィラーを小型化した場合には、周剛性の低下が避けられないので、操縦安定性が低下してしまうことになり、軽量化との両立が難しくなるという問題があった。

この対策として、特許文献２は、ビードフィラーを１０〜２５ｍｍと小型化することに加え、カーカス層の外側に硬質のゴム補強層をカーカス層の折り返し部からタイヤ最大幅点に至るように配置することを提案している。しかし、この空気入りタイヤは、タイヤを軽量化することはできるものの、ＳＵＶ車用の大型で扁平に構成されたタイヤの操縦安定性を向上するには未だ不十分であり、改善の余地があった。
特開昭６４−８３４１０号公報特開２００５−２１２５６３号公報

本発明の目的は、タイヤ呼び幅（断面幅の呼び）が２５５以上で、かつタイヤ外径が７２０ｍｍ以上の大型構造の空気入りラジアルタイヤにおいて、操縦安定性と軽量化とを両立させるようにした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本発明の空気入りラジアルタイヤは、タイヤ断面幅の呼びが２５５以上で、かつタイヤ外径が７２０ｍｍ以上の空気入りラジアルタイヤであって、左右一対のビードコア間に少なくとも１層のカーカス層を装架し、該カーカス層の両端部を前記ビードコアの周りにビードフィラーを挟むようにタイヤ内側から外側に折り返し、かつ該カーカス層の外周にベルト層を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ビードフィラーのタイヤ径方向長さＬ_ｂをタイヤ断面高さＳＨの５〜２０％にし、前記カーカス層を荷重２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸張率が１〜５％である少なくとも１種の有機繊維からなる有機繊維コードで構成すると共に、前記カーカス層とサイドウォール部との間に該サイドウォール部のゴムよりもゴム硬度が大きく、かつ厚さが０．５〜２ｍｍのシート状のゴム補強層を介在させ、かつ該ゴム補強層のタイヤ径方向の長さＬ_ｒをタイヤ断面高さＳＨの４０〜６０％の範囲にすると共に、前記ゴム補強層のタイヤ径方向外端と前記ベルト層の端部とのタイヤ径方向の距離ｈ_１をタイヤ断面高さＳＨの５〜２５％にしたことを特徴とする。

上記タイヤ構成において、ＪＩＳＫ６２５３に規定のタイプＡに準拠するゴム硬度で、ビードフィラーのゴム硬度は６０〜７５にし、ゴム補強層のゴム硬度は８０〜９５にするとよい。前記ゴム補強層のタイヤ径方向外端とキャップトレッドの端部とのカーカスラインに沿う距離は、５〜２０ｍｍにするとよい。有機繊維コードとしては、レーヨン繊維を好ましく使用することができる。前記ビードフィラーのタイヤ径方向長さＬ_ｂは５〜２５ｍｍにするとよい。

また、ビードコアの周りに前記ビードフィラーを包み込んでタイヤ内側から外側に折り返すように繊維補強層を配置することが好ましく、かつその繊維補強層のタイヤ径方向外端のビードシートからのタイヤ径方向高さｈ_ｆは、タイヤ断面高さＳＨの３０〜６０％にするとよい。

前記カーカス層は１層又は２層で構成することが好ましく、１層で構成するときは、その折り返し部の端部を、前記ベルト層の内側に挿入することが好ましい。また、前記カーカス層を２層で構成するときは、一方のカーカス層の折り返し部の端部を前記ベルト層の内側に挿入し、他方のカーカス層の折り返し部の端部はビード部又はサイドウォール部の領域に留めるようにするとよい。カーカス層を２層で構成した場合は、その折り返し部のうち外側に位置する折り返し部のタイヤ周方向に対するコード角度は８４〜８８°にすると共に、内側に位置する折り返し部とのコード角度差が２°以上なるようにするとよい。

本発明の空気入りラジアルタイヤの扁平率としては５５％以下のタイヤに適用することが好ましい。

本発明の空気入りラジアルタイヤは、タイヤ断面幅の呼びが２５５以上で、かつタイヤ外径が７２０ｍｍ以上の大型の空気入りラジアルタイヤにおいて、ビードフィラーのタイヤ径方向長さＬ_ｂをタイヤ断面高さＳＨの５〜２０％に短尺化すると共に、前記カーカス層を荷重２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸張率が１〜５％である少なくとも１種の有機繊維からなる有機繊維コードで構成し、さらにカーカス層とサイドウォール部との間にサイドウォール部のゴムよりもゴム硬度が大きく、かつ厚さが０．５〜２ｍｍであるシート状のゴム補強層を設け、そのゴム補強層のタイヤ径方向の長さＬ_ｒをタイヤ断面高さＳＨの４０〜６０％の範囲にすると共に、ゴム補強層のタイヤ径方向外端とベルト層の端部とのタイヤ径方向の距離ｈ_１をタイヤ断面高さＳＨの５〜２５％にしたので、軽量化を図りながら高い操縦安定性を維持することができる。

図１は、本発明の空気入りラジアルタイヤの実施形態の一例の子午線方向の半断面図を示す。

図１において、空気入りラジアルタイヤはタイヤ断面幅の呼びが２５５以上であって、かつタイヤ外径が７２０ｍｍ以上の大型構造になっており、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。タイヤ断面幅の呼びは、ＪＡＴＭＡ、ＥＴＲＴＯ、ＴＲＡのいずれかの規格に規定されたものであればよい。

左右一対のビード部３には、それぞれ環状のビードコア４が埋設され、そのビードコア４の外周に沿って、タイヤ径方向長さＬ_ｂを短尺化した環状のビードフィラー５が設けられている。カーカス層６は２層で構成され、トレッド部１から左右のサイドウォール部２を経てビード部３に至るように装架され、その両端部がそれぞれビードコア４の周りにビードフィラー５を挟むようにタイヤ内側から外側に折り返されている。トレッド部１には、カーカス層６の外周側に、上下一対のベルト層８がタイヤ１周にわたって配置され、そのベルト層８の外側にベルト層８の全幅及びエッジ部を覆うように複数のベルトカバー層９が配置されている。

２層のカーカス層６の折り返し部のうち、内層側のカーカス層の折り返し部はビードフィラー５の側面で終端しているが、外層側のカーカス層の折り返し部はベルト層８の端部の内側に挿入されている。このように配置されたカーカス層６とサイドウォール部２との間には、ゴム硬度がサイドウォール部２よりも大きいシート状のゴム補強層７が配置され、また、ビードコア４の周りに、上記カーカス層６よりも内側でビードフィラー５を包み込んでタイヤ内側から外側に折り返すように、ポリアミド繊維からなる繊維補強層１０が配置されている。

本発明において、短尺化されたビードフィラー５は、タイヤ径方向長さＬ_ｂがタイヤ断面高さＳＨの５〜２０％になるように設定されている。さらに好ましくは、ビードフィラー５のタイヤ径方向長さＬ_ｂを、５〜２５ｍｍにするとよい。このようにビードフィラーを短尺化したことにより、大型化したタイヤの軽量化を可能にし、かつ大型化に伴う荷重負荷に対する荷重耐久性を向上することができる。

ビードフィラー５のゴム硬度は、ＪＩＳＫ６２５３に規定されたタイプＡに準拠するゴム硬度で６０〜７５にすることが好ましい。ビードフィラー５のゴム硬度をこのような範囲にすることにより、荷重耐久性を向上することができる。ここで、ゴム硬度とは、ＪＩＳＫ６２５３に規定されたタイプＡに準拠しデュロメータにより温度２５℃で測定した値を意味する。

カーカス層６は、荷重２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸張率が１〜５％である少なくとも１種の有機繊維からなる有機繊維コードで構成する。伸張率がこのような範囲内の有機繊維コードを使用することにより、タイヤ重量を増大することなく周剛性を高くすることができる。このような有機繊維コードを構成する有機繊維としては、例えば、レーヨン繊維、アラミド繊維、ポリパラフェニレンベンゾビスオキサゾール（ＰＢＯ）繊維、ポリケトン繊維などを挙げることができるが、これらのうちでもとりわけレーヨン繊維が好ましい。有機繊維コードは、上記の有機繊維のいずれか１種で構成してもよいが、複数種類を組み合わせて構成してもよい。また、上記に例示した有機繊維と、ナイロン繊維、ポリエステル繊維などその他の有機繊維とを組み合わせて構成してもよい。

カーカス層６とサイドウォール部２との間に配置したゴム補強層７は、そのゴム硬度をサイドウォール部２のゴムよりも大きく、かつ厚さが０．５〜２ｍｍのシート状にしたものが使用される。ゴム補強層７のゴム硬度を大きくしたため、周剛性を高くし、タイヤの操縦安定性及び耐久性を向上することができる。ゴム補強層７のゴム硬度としては、ＪＩＳＫ６２５３に規定されたタイプＡに準拠するゴム硬度で８０〜９５にし、ビードフィラーよりも硬いゴムにすることが好ましい。このようにビードフィラー５のゴム硬度を低くし、ゴム補強層７のゴム硬度の方を高くしたことにより、タイヤ耐久性をより向上するようにしながらサイド部の周剛性を上げて、操縦安定性を向上することができる。ゴム補強層７の厚さは、０．５ｍｍよりも薄くすると、操縦安定性の維持が難しくなり、また２ｍｍより厚くするとタイヤ耐久性に悪影響を及ぼす。

また、ゴム補強層７のタイヤ径方向の長さＬ_ｒは、タイヤ断面高さＳＨの４０〜６０％の範囲にする。タイヤ断面高さＳＨの４０％よりも短いとサイド部の周剛性が十分に得られなくなり、また６０％よりも長くすると軽量化が得られなくなる。

本発明において、タイヤ径方向の長さＬ_ｒを有するゴム補強層７のサイドウォール部における位置としては、ベルト層８との関係で設定し、ゴム補強層７のタイヤ径方向外端７ａとベルト層８の端部８ａとのタイヤ径方向の距離ｈ_１を、タイヤ断面高さＳＨの５〜２５％にする。ゴム補強層７の外端７ａとベルト層端部８ａとの距離ｈ_１をこのような範囲にすることにより、操縦安定性を向上することができる。また、タイヤ耐久性を向上することが可能になる。

また、ゴム補強層７のタイヤ径方向外端７ａは、トレット部１のキャップトレッド１１に対しては、そのキャップトレッド１１の端部とのカーカスラインに沿う距離ｈ_２を、５〜２０ｍｍの範囲にすることが好ましい。キャップトレッドの端部とゴム補強層７の外端７ａとの距離ｈ_２を５ｍｍ以上にすることにより耐久性を維持し、かつ２０ｍｍ以下にすることにより操縦安定性を向上することができる。

本発明において、カーカス層の層数は特に制限されるものではないが、好ましくは１層又は２層にするのがよい。カーカス層を１層で構成するときは、その折り返し部の端部を、ベルト層８の端部内側に挿入することが好ましい。このように、カーカス層の折り返し部の端部を、カーカス層の本体部とベルト層とで挟み込む構造にすることにより、操縦安定性及び耐久性を共に向上することができる。

また、カーカス層を２層で構成するときは、図２に例示するように、２層の折り返し部ともビード部又はサイドウォール部の領域で終端させてもよいが、一方のカーカス層の折り返し部の端部をベルト層端部の内側へ挿入し、他方のカーカス層の折り返し部は、ビード部又はサイドウォール部の領域に留めることが好ましい。さらに好ましくは、ベルト層端部の内側へ挿入する折り返し部の方をタイヤ外側にし、ビード部又はサイドウォール部の領域に留める折り返し部の方をタイヤ内側にするように配置するとよい。これにより、操縦安定性と耐久性を共に向上することができる。

カーカス層を２層設けた場合の折り返し部は、外側に位置する折り返し部のタイヤ周方向に対するコード角度は８４〜８８°、より好ましくは８５〜８７°にし、その内側に位置する折り返し部とのコード角度差を２°以上にするとよい。内側に位置する折り返し部のタイヤ周方向に対するコード角度としては８８〜９０°が好ましく、より好ましくは９０°にするとよい。

本発明において、ビードコア４の周りにビードフィラー５を包み込むように配置した繊維補強層１０は、必ずしも必要ではない（図２参照）。しかし、繊維補強層１０を設けることにより、軽量化を維持しながら操縦安定性を一層向上することができる。繊維補強層の材料としては、ポリアミド繊維がよい。この繊維補強層１０は、図１のように、カーカス層６とビードコア４及びビードフィラー５との間に、介在させるのがよい。

繊維補強層１０のタイヤ径方向外端１０ａのビードシートからのタイヤ径方向高さｈ_ｆとしては、タイヤ断面高さＳＨの３０〜６０％にするとよい。このように、繊維補強層１０を配置することにより、周剛性をさらに向上し、操縦安定性を向上すると共に、耐久性も向上することができる。

本発明の空気入りラジアルタイヤは、前述したようにＪＡＴＭＡ、ＥＴＲＴＯ、ＴＲＡのいずれかに規定されたタイヤ断面幅の呼びが２５５以上で、タイヤ外径が７２０ｍｍ以上の大型構造であるが、特に扁平率を５５％以下にした扁平タイヤに適用する場合に、本発明の効果を一層顕著にすることができる。

以下、実施例によって本発明をさらに説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

実施例１〜９、比較例１〜４
タイヤ構造を図１を基本とし、タイヤサイズが２５５／５５Ｒ１８、タイヤ外径が７３０ｍｍで、サイドウォール部ゴムのゴム硬度（ＪＩＳＫ６２５３に準拠しデュロメータのタイプＡにより温度２５℃で測定した値）が５６であることを共通条件とし、カーカス層のコードの種類及びカーカス層の構成、ビードフィラーのタイヤ径方向長さＬ_ｂ及びゴム硬度、ゴム補強層の有無及びゴム補強層を有する場合の構成並びにポリアミド繊維からなる繊維補強層の有無及び繊維補強層を有する場合の径方向外端の高さｈ_ｆを表１，２に示すように異ならせた１３種類の空気入りラジアルタイヤ（実施例実施例１〜９、比較例１〜４）を製作した。

得られた１３種類の空気入りラジアルタイヤについて、下記の試験方法により操縦安定性及び軽量化を評価し、その結果を表１に示す。

表１，２において、ビードフィラーのタイヤ径方向長さＬ_ｂ、ゴム補強層のタイヤ径方向長さＬ_ｒ、ゴム補強層のタイヤ径方向外端とベルト層端部との径方向距離ｈ_１及び繊維補強層のタイヤ径方向外端のビードシートからの径方向高さｈ_ｆは、それぞれタイヤ断面高さＳＨに対する比率［％］で示した。また、カーカス層の折り返し部の端部の位置は、「イ」〜「ハ」の記号で表し、「イ」はカーカス層の折り返し部の端部がビード部で終端していること、「ロ」は折り返し部の端部がサイドウォール部で終端していること、「ハ」は折り返し部の端部がベルト層端部の内側に挿入していることを意味する。なお、カーカスコードの伸張率は、２５℃で荷重２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時における伸張率を測定し、ビードフィラー及びゴム補強層のゴム硬度は、ＪＩＳＫ６２５３タイプＡに準拠しデュロメータにより温度２５℃で測定した。

操縦安定性
空気入りラジアルタイヤを、サイズ１８×８Ｊのリムにリム組みし、空気圧２６０ｋＰａにした。このタイヤの操縦安定性を、４．８Ｌ排気量の４輪駆動車に装着し、全長２ｋｍのコースにおいて熟練したテストドライバーの官能評価により、走行した際のフィーリングを所定の基準タイヤとの比較において評価した。得られた結果を、比較例１のタイヤの評価結果を１００とする指数で示す。この指数値が、大きいほど操縦安定性が優れることを表す。

軽量化
比較例１のタイヤ重量を、各実施例のタイヤ重量で割った値を百分率で示した。この値が、大きいほどタイヤ重量が軽いことを表す。

表１，２の結果から明らかなように、ビードフィラーのタイヤ径方向長さＬ_ｂをタイヤ断面高さＳＨの５〜２０％に短尺化すると共に、カーカス層を荷重２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸張率が１〜５％の有機繊維コードで構成し、さらにカーカス層とサイドウォール部との間にシート状のゴム補強層を設け、ゴム補強層のタイヤ径方向の長さＬ_ｒをタイヤ断面高さＳＨの４０〜６０％の範囲にすると共に、ゴム補強層のタイヤ径方向外端とベルト層の端部とのタイヤ径方向の距離ｈ_１をタイヤ断面高さＳＨの５〜２５％にしたので、軽量化を図りながら高い操縦安定性を維持することが確認された（実施例１〜９）。なお、実施例１〜９の空気入りラジアルタイヤは、比較例１のタイヤと比べて、荷重耐久性が５％以上も向上することが確認された。

本発明の空気入りラジアルタイヤの実施形態の一例を示す子午線方向断面図である。本発明の空気入りラジアルタイヤの他の実施形態の一例を示す子午線方向断面図である。

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ビードコア
５ビードフィラー
６カーカス層
７ゴム補強層
７ａゴム補強層の径方向外端
８ベルト層
１０繊維補強層
１０ａ繊維補強層の径方向外端

Claims

タイヤ断面幅の呼びが２５５以上で、かつタイヤ外径が７２０ｍｍ以上の空気入りラジアルタイヤであって、左右一対のビードコア間に少なくとも１層のカーカス層を装架し、該カーカス層の両端部を前記ビードコアの周りにビードフィラーを挟むようにタイヤ内側から外側に折り返し、かつ該カーカス層の外周にベルト層を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記ビードフィラーのタイヤ径方向長さＬ_ｂをタイヤ断面高さＳＨの５〜２０％にし、前記カーカス層を荷重２．０ｃＮ／ｄｔｅｘ負荷時の伸張率が１〜５％である少なくとも１種の有機繊維からなる有機繊維コードで構成すると共に、前記カーカス層とサイドウォール部との間に該サイドウォール部のゴムよりもゴム硬度が大きく、かつ厚さが０．５〜２ｍｍのシート状のゴム補強層を介在させ、かつ該ゴム補強層のタイヤ径方向の長さＬ_ｒをタイヤ断面高さＳＨの４０〜６０％の範囲にすると共に、前記ゴム補強層のタイヤ径方向外端と前記ベルト層の端部とのタイヤ径方向の距離ｈ_１をタイヤ断面高さＳＨの５〜２５％にした空気入りラジアルタイヤ。
ＪＩＳＫ６２５３に規定のタイプＡに準拠するゴム硬度で、前記ビードフィラーのゴム硬度を６０〜７５にし、前記ゴム補強層のゴム硬度を８０〜９５にした請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記ゴム補強層のタイヤ径方向外端とキャップトレッドの端部とのカーカスラインに沿う距離ｈ_２を５〜２０ｍｍにした請求項１又は２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記有機繊維コードがレーヨン繊維からなる請求項１、２又は３に記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記ビードフィラーのタイヤ径方向長さＬ_ｂが５〜２５ｍｍである請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記ビードコアの周りにタイヤ内側から外側に前記ビードフィラーを包み込んで折り返す繊維補強層を配置し、該繊維補強層のタイヤ径方向外端のビードシートからのタイヤ径方向高さｈ_ｆをタイヤ断面高さＳＨの３０〜６０％にした請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記カーカス層を１層で構成し、その折り返し部の端部を、前記ベルト層の内側に挿入した請求項１〜６のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記カーカス層を２層で構成し、これら折り返し部の一方の端部を前記ベルト層の内側に挿入し、他方の端部をビード部又はサイドウォール部に留めるようにした請求項１〜６のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記カーカス層の折り返し部のうち、外側に位置する折り返し部のタイヤ周方向に対するコード角度を８４〜８８°にすると共に、内側に位置する折り返し部とのコード角度差を２°以上にした請求項８に記載の空気入りラジアルタイヤ。
タイヤの扁平率が５５％以下である請求項１〜９のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。