JP2010143369A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】氷路面上の走行性能と乾燥した通常の路面上の走行性能との両立を図ることができる空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】本発明に係る空気入りタイヤ１において、ベルト層４は、カーカス３の頂部のタイヤ径方向外側に配置された第１ベルト１０と、該第１ベルト１０のタイヤ径方向外側に配置され、タイヤ幅方向に沿った幅寸法が第１ベルト１０よりも小さく形成された第２ベルト１１とからなり、この第２ベルト１１のタイヤ幅方向両側における幅方向端縁１１ａは、第１ベルト１０の幅方向端縁１０ａからタイヤ幅方向内側に向けて１０〜１５ｍｍの範囲に位置している。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、氷路面上の走行性能および乾燥した通常の路面上の走行性能との両立を図ることができる空気入りタイヤに関する。

一般に、ＪＡＴＭＡ（社団法人 日本自動車タイヤ協会）の最大荷重における接地幅を１００％とした場合、乗用車の前輪に装着した空気入りタイヤの接地幅は７５〜８５％程度で使用されている。

一方、四輪駆動車やＳＵＶ（スポーツ・ユーティリティ・ビークル）では、前輪に装着した空気入りタイヤは５５〜６５％という低い接地幅である。

ここで、接地幅が小さいと、氷路面上の走行性能が低下するため、特に、四輪駆動車やＳＵＶ等の車両では接地面積を高めることによって、氷路面上の走行性能を向上させることが求められている。

通常、カーカスの頂部には、２層のベルト層が設けられており、トレッド部の剛性を保持しており（例えば、特許文献１参照）、このベルト層の剛性を適宜変更することによって接地面積を変えることができる。
特開平５−２０１２０２号公報

しかしながら、前述した従来の空気入りタイヤでは、２層のベルト層によってトレッド部の剛性は向上するが、トレッド部のみならず、ショルダー部の剛性も向上するため、タイヤの接地幅が小さくなり、氷路面上の走行性能が低下するおそれがあった。

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、氷路面上の走行性能および乾燥した通常の路面上の走行性能との両立を図ることができる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

前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の特徴において、タイヤ幅方向に離間して配置された一対のビード部（ビード部９，９）と、一対のビード部同士をクラウン状に結ぶカーカス（カーカス３）と、該カーカスの頂部のタイヤ径方向外側に配設されたベルト層（ベルト層４）と、カーカスを覆うように配設されたトレッド部（トレッド部５）およびサイドウォール部（サイドウォール部６）とを備えた空気入りタイヤ（空気入りタイヤ１）であって、ベルト層は、カーカスの頂部のタイヤ径方向外側に配置された第１ベルト（第１ベルト１０）と、該第１ベルトのタイヤ径方向外側に配置され、タイヤ幅方向に沿った幅寸法が第１ベルトよりも小さく形成された第２ベルト（第２ベルト１１）とからなり、この第２ベルトのタイヤ幅方向両側における幅方向端縁（幅方向端縁１１ａ）は、第１ベルトの幅方向端縁（幅方向端縁１０ａ）からタイヤ幅方向内側に向けて１０〜１５ｍｍの範囲に位置している。

このように、第２ベルトの幅寸法を第１ベルトの幅寸法よりも小さくして有効ベルト幅を小さく設定することにより、ショルダー部におけるタイヤの剛性を低下させて接地面積を拡大させ、氷路面上の走行性能および通常の路面上の走行性能を向上させることができる。

その他の特徴において、ベルト層（ベルト層４）を構成する第１ベルト（第１ベルト１０）および第２ベルト（第２ベルト１１）には、それぞれ複数のスチールコードが設けられており、第２ベルトに設けられたスチールコード（スチールコード２２）の引張強度は、第１ベルトに設けられたスチールコード（スチールコード２１）の引張強度よりも大きい値に設定されている。

その他の特徴において、第２ベルト（第２ベルト１１）におけるスチールコードのタイヤ周方向に対する交差角θ２を、第１ベルト（第１ベルト１０）におけるスチールコードのタイヤ周方向に対する交差角θ１よりも大きく設定している。

その他の特徴において、第２ベルト（第２ベルト１１）のタイヤ幅方向両側における幅方向端縁（幅方向端縁１１ａ）は、第１ベルト（第１ベルト１０）の幅方向端縁（幅方向端縁１０ａ）からタイヤ幅方向内側に向けて５〜１５ｍｍの範囲に位置している。

本発明によれば、氷路面上の走行性能および乾燥した通常の路面上の走行性能との両立を図ることが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実施形態について、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、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は概略的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。

したがって、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ことは勿論である。

[第１実施形態]
まず、本発明の第１実施形態について説明する。

図１は、本発明の第１実施形態による空気入りタイヤのタイヤ幅方向の断面図である。

この空気入りタイヤ１は、タイヤ幅方向に離間して配置された一対の円環状のビードコア２，２と、これらのビードコア同士２，２をクラウン状に結ぶカーカス３と、該カーカス３の頂部上に配置されたベルト層４と、カーカス３の頂部に設けられたトレッド部５と、該トレッド部５のタイヤ幅方向両側に形成されたショルダー部１２およびサイドウォール部６とを備えている。トレッド部５には、タイヤ周方向に延びる周方向溝７が形成されている。また、ビードコア２のタイヤ径方向外側には、ビードフィラ８が配設されており、これらのビードコア２とビードフィラ８とによってビード部９が構成されている。なお、図１中、ＣＬはタイヤ赤道線である。

図１，２に示すように、ベルト層４は、カーカス３の上（即ち、タイヤ径方向外側）に載置された第１ベルト１０と、該第１ベルト１０の上（即ち、タイヤ径方向外側）に載置された第２ベルト１１とから構成されており、第２ベルト１１の幅寸法は、第１ベルト１０の幅寸法よりも狭く形成されている。具体的には、タイヤ幅方向両側において、第２ベルト１１の幅方向端縁１１ａは、第１ベルト１０の幅方向端縁１０ａよりもタイヤ幅方向内側に配置されている。また、第１ベルト１０の幅方向端縁１０ａと第２ベルト１１の幅方向端縁１１ａとのタイヤ幅方向に沿った距離の差Ｄは、１０〜１５ｍｍに設定されているここで、前記Ｄの距離が１０ｍｍ未満の場合は、氷路面上の走行性能が低下するという問題があり、前記Ｄの距離が１５ｍｍよりも大きい場合は、乾燥した通常の路面上又は濡れた路面上の走行性能が低下するという問題がある。

図３は、本発明の第１実施形態による有効ベルト幅寸法に対する接地幅比を示すグラフであり、車両の前輪に装着した空気入りタイヤについて示したものである。

このグラフでは、内部が黒塗りされた菱形は、ベルト層４の上に図外のキャップを配設した空気入りタイヤについて示しており、内部が白抜きの菱形は、ベルト層４の上にキャップを配設し、該キャップの端部上を覆う図外の補助層が設けられた空気入りタイヤについて示している。また、縦軸については、内圧が２００ｋＰａで荷重が９．３２ｋＮの条件における車両前輪の接地幅を、ＪＡＴＭＡ最大荷重時の接地幅で割った比率を示している。横軸は、車両の前輪に空気入りタイヤを組み付けたときの有効ベルト幅である。ここで、有効ベルト幅とは、実車の接地幅に対する第２ベルトの幅寸法の比率を示す。測定に用いたタイヤのタイヤサイズは、２６５／７０Ｒ１６であり、タイヤの内圧は２００ｋＰａであり、荷重は５．３２ｋＮである。

このグラフによれば、第２ベルトの幅寸法が小さくなると、接地幅が向上することが判る。

<作用・効果>
ベルト層４は、カーカス３の頂部のタイヤ径方向外側に配置された第１ベルト１０と、該第１ベルト１０のタイヤ径方向外側に配置され、タイヤ幅方向に沿った幅寸法が第１ベルト１０よりも小さく形成された第２ベルト１１とからなり、この第２ベルト１１のタイヤ幅方向両側における幅方向端縁１１ａは、第１ベルト１０の幅方向端縁１０ａからタイヤ幅方向内側に向けて１０〜１５ｍｍの範囲に位置している。

このように、第２ベルト１１の幅寸法を第１ベルト１０の幅寸法よりも小さくして有効ベルト幅を小さく設定することにより、ショルダー部１２におけるタイヤの剛性を低下させて接地面積を拡大させ、氷路面上の走行性能を向上させることができる。

[第２実施形態]
次いで、本発明の第２実施形態について説明する。

図４は、本発明の第２実施形態によるベルト層のスチールコードを示す概略図である。

第１実施形態で説明したベルト層４を構成する第１ベルト１０および第２ベルト１１には、図４に示すように、それぞれ複数のスチールコードが設けられている。第１ベルト１０内に配設された複数のスチールコード２１と第２ベルト１１内に配設された複数のスチールコード２２とは互いに交差して配置されている。また、第２ベルト１１に設けられたスチールコード２２の引張強度は、第１ベルト１０に設けられたスチールコード２１の引張強度よりも大きい値に設定されている。

<作用・効果>
本実施形態では、第２ベルト１１に設けられたスチールコード２２の引張強度は、第１ベルト１０に設けられたスチールコード２１の引張強度よりも大きい値に設定されている。従って、第１実施形態において第２ベルト１１の幅寸法を第１ベルト１０の幅よりも小さくしたことで低下したタイヤ剛性を向上させることができる。これにより、乾燥した通常の路面上の走行性能を向上させることができる。

[第３実施形態]
次いで、本発明の第３実施形態について説明する。

図５は、本発明の第３実施形態によるベルト層のスチールコードを示す概略図である。

第１ベルト１０におけるスチールコード２１の延設方向は、タイヤ周方向Ｌに対してθ１の交差角をもって交差している。また、第２ベルト１１におけるスチールコード２２のタイヤ周方向Ｌに対する交差角はθ２である。この交差角θ２を交差角θ１よりも大きく設定している。

<作用・効果>
本実施形態では、交差角θ２を交差角θ１よりも大きく設定しているため、車両走行時において車両に横方向の荷重がかかった場合に、横力に対する抗力が増大してタイヤ変形を抑制することができる。即ち、第２ベルト１１の引張強度を第１ベルト１０の引張強度よりも大きくすることによって、ショルダー部１２の剛性が低下して車両の直進走行性が低下するが、交差角θ２を交差角θ１よりも大きく設定することによって、その直進走行性が低下を抑制することができる。

<その他の実施形態>
前述したように、本発明の実施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。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。例えば、ベルト層４の上にキャップや補強層を設けても良い。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、前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。

次に、本発明の効果を明確にするため、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。

<実施例１>
まず、実施例１では、第２ベルトを第１ベルトよりも幅狭に設定した実験例を示す。

供試タイヤは、タイヤサイズが２６５／７０Ｒ１６であり、内圧が２００ｋＰａで、荷重が５．３２ｋＮであった。この供試タイヤを車両の前輪に装着した状態で、有効ベルト幅と接地面積との関係を検証した。

その結果を図６のグラフに示す。図６において、縦軸の接地面積は１００を基準値とした各タイヤの相対的な指標である。キャップを配設した５つのデータ（黒塗りの菱形の点）には、直線に沿った相関関係が見受けられる。このように、第２ベルトの幅寸法を狭くして有効ベルト幅を小さく設定することによって接地面積が上昇することが判明した。

<実施例２>
次いで、実施例２では、第２ベルトに設けられたスチールコードの強度を第１ベルトのものよりも大きくした実験結果を示す。

図７は、２種類のベルトに引張荷重を加えた場合における荷重と歪との関係を示すグラフである。図７において、実線はベルトｂを示し、破線はベルトａを示す。

ここで、ベルトａに配設されたスチールコードは、１本のシースフィラメントの直径が０．２２５ｍｍであり、このシースフィラメントを円周状に５本配置して撚った単撚りの１×５構造のスチールコードである。該スチールコードを５０ｍｍの幅の中に３６本打ち込んでベルトａが得られる。

また、ベルトｂに配設されたスチールコードは、中央側に１本のコアフィラメントが配置され、該コアフィラメントの周囲に円周状に６本のシースフィラメントが配置された単撚りの１＋６構造のスチールコードであり、コアフィラメントおよびシースフィラメントの直径は０．２４ｍｍである。該スチールコードを５０ｍｍの幅の中に２２本打ち込んでベルトｂが得られる。

これらのベルトａ，ｂを軸方向に引っ張ったときの引張荷重と歪との関係が図７のグラフに示されている。同一荷重を加えた場合に、実線のベルトｂの歪は、破線のベルトａよりも歪量が小さい。これは、ベルトｂの方がベルトａよりも引張強度が大きいことを意味している。

本発明では、第１ベルトとして例えばベルトａを適用し、第２ベルトとして例えばベルトｂを適用することができる。

また、図８は実施例２における接地面積と氷路面上の走行性能との関係を示すグラフである。このグラフにおいて、系列１は−８℃の路面を走行した場合を示し、系列２は０℃の路面を走行した場合を示し、系列３は０℃以下の路面を走行した場合を示す。

このように、第２ベルトのスチールコードの引張強度を第２ベルトのスチールコードの引張強度よりも大きくすることによって、車両の氷路面上の走行性能を高めることができることが判明した。

本発明の第１実施形態による空気入りタイヤのタイヤ幅方向の断面図である。 本発明の第１実施形態による第１ベルトと第２ベルトを概略的に示す断面図である。 本発明の第１実施形態による有効ベルト幅寸法に対する接地幅比を示すグラフである。 本発明の第２実施形態によるベルト層のスチールコードを示す概略図である。 本発明の第３実施形態によるベルト層のスチールコードを示す概略図である。 実施例１における有効ベルト幅寸法に対するタイヤの接地面積を示すグラフである。 実施例２におけるベルトａ，ｂに印加した荷重と歪みとの関係を示すグラフである。 実施例２における接地面積と氷路面上の走行性能との関係を示すグラフである。

符号の説明

１ 空気入りタイヤ
３ カーカス
４ ベルト層
５ トレッド部
６ サイドウォール部
９ ビード部
１０ 第１ベルト
１０ａ，１１ａ 幅方向端縁
１１ 第２ベルト
２１，２２ スチールコード

Claims (4)

1. タイヤ幅方向に離間して配置された一対のビード部と、前記一対のビード部同士をクラウン状に結ぶカーカスと、前記カーカスの頂部のタイヤ径方向外側に配設されたベルト層と、前記カーカスを覆うように配設されたトレッド部およびサイドウォール部とを備えた空気入りタイヤであって、
   前記ベルト層は、前記カーカスの頂部のタイヤ径方向外側に配置された第１ベルトと、前記第１ベルトのタイヤ径方向外側に配置され、タイヤ幅方向に沿った幅寸法が前記第１ベルトよりも小さく形成された第２ベルトとからなり、
   前記第２ベルトのタイヤ幅方向両側における幅方向端縁は、前記第１ベルトの幅方向端縁からタイヤ幅方向内側に向けて１０〜１５ｍｍの範囲に位置していることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記第１ベルトおよび前記第２ベルトには、それぞれ複数のスチールコードが設けられており、
   前記第２ベルトに設けられたスチールコードの引張強度は、前記第１ベルトに設けられたスチールコードの引張強度よりも大きい値に設定されたことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記第２ベルトにおけるスチールコードのタイヤ周方向に対する交差角θ２を、前記第１ベルトにおけるスチールコードのタイヤ周方向に対する交差角θ１よりも大きく設定したことを特徴とする請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記第２ベルトのタイヤ幅方向両側における前記幅方向端縁は、前記第１ベルトの前記幅方向端縁からタイヤ幅方向内側に向けて５〜１５ｍｍの範囲に位置していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

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