JP2010202122A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】良好な操縦安定性を維持しつつ耐久性を向上することを可能にした空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】車両装着時におけるタイヤ表裏の装着向きが指定された空気入りタイヤにおいて、車両外側のサイドウォール部２ｏにタイヤ径方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含む少なくとも１層のサイド補強層９をカーカス層４に沿って埋設し、該車両外側のサイドウォール部２ｏの表面には最も近いサイド補強層９のコード傾斜方向とは反対方向に傾斜しながら延長する複数本の帯状の突起部１１を設ける一方で、車両内側のサイドウォール部２ｉにはサイド補強層９及び突起部１１に対応する補強体を持たない非対称構造とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、サイドウォール部の剛性を適正化した空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、良好な操縦安定性を維持しつつ耐久性を向上することを可能にした空気入りタイヤに関する。

従来、空気入りタイヤにおいて、制動時やコーナリング時の高負荷を受け止めるため、ビード部からサイドウォール部にかけてスチールコードや有機繊維コードからなる補強層を挿入することが行われている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、サイドウォール部に補強層を挿入した場合、補強層が蓄熱したり、補強層の端末を起点としてゴムとコードとの間にセパレーションを生じることにより、タイヤの耐久性が低下するという問題がある。特に、大きなネガティブキャンバーアングルを設定している車両においては、車両内側となるサイドウォール部に対して過度の負荷が掛かるため、その車両内側のサイドウォール部にて故障を生じ易い。

特開２０００−６２４１６号公報

本発明の目的は、良好な操縦安定性を維持しつつ耐久性を向上することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、車両装着時におけるタイヤ表裏の装着向きが指定された空気入りタイヤにおいて、車両外側のサイドウォール部にタイヤ径方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含む少なくとも１層のサイド補強層をカーカス層に沿って埋設し、該車両外側のサイドウォール部の表面には最も近いサイド補強層のコード傾斜方向とは反対方向に傾斜しながら延長する複数本の帯状の突起部を設ける一方で、車両内側のサイドウォール部には前記サイド補強層及び前記突起部に対応する補強体を持たない非対称構造としたことを特徴とするものである。

本発明では、車両外側のサイドウォール部にスチールコードや有機繊維コードを含むサイド補強層を埋設すると共に、その車両外側のサイドウォール部の表面（内面又は外面もしくは両面）には最も近いサイド補強層のコード傾斜方向とは反対方向に傾斜しながら延長する複数本の帯状の突起部を設けているので、コーナリング時に重要となる車両外側のサイドウォール部の剛性を高めて操縦安定性を向上することができる。

また、車両内側のサイドウォール部には前述のサイド補強層及び突起部に対応する補強体を持たない非対称構造とすることにより、上述した操縦安定性の改善効果を維持しながら、耐久性を向上することができる。その結果、特に大きなネガティブキャンバーアングルが設定された車両において、車両内側のサイドウォール部の故障を防止することが可能になる。

本発明において、サイドウォール部の剛性を確保するために、突起部のタイヤ周方向に対する角度はタイヤ最大幅位置で３０°〜７０°にすることが好ましい。また、突起部の幅は２ｍｍ以上１０ｍｍ以下とし、突起部の間隔は３ｍｍ以上１５ｍｍ以下とし、突起部の高さは２ｍｍ以上８ｍｍ以下とすることが好ましい。突起部の幅は、要求される剛性に応じて部分的に変化させても良い。突起部は格子状に配置しても良い。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを一部切り欠いて示す斜視断面図である。 本発明の他の実施形態からなる空気入りタイヤを一部切り欠いて示す斜視断面図である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示すものである。この空気入りタイヤは、車両装着時におけるタイヤ表裏の装着向きが指定されたものであり、車両装着時における車両外側をＯＵＴにて示し、車両装着時における車両内側をＩＮにて示す。

図１において、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。左右一対のビード部３，３間にはカーカス層４が装架され、カーカス層４の端部がビードコア５の廻り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におけるカーカス層４の外周側には、ベルト層６がタイヤ全周にわたって配置されている。これらベルト層６は、タイヤ周方向に対して傾斜する補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。更に、ベルト層６の外周側にはベルトカバー層７が配置されている。また、ビードコア５の外周側には高硬度ゴムからなるビードフィラー８が配置されている。

車両外側のサイドウォール部２ｏにおけるカーカス層４のタイヤ幅方向外側にはサイド補強層９が埋設されている。このサイド補強層９は、タイヤ径方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含んでいる。サイド補強層９のタイヤ周方向に対するコード角度は１５°〜７５°の範囲、より好ましくは１５°〜６５°の範囲に設定されている。サイド補強層９の補強コードとしては、スチールコードや有機繊維コードを使用することができる。上記コード角度は、スチールコードでは１５°〜５０°が好ましく、有機繊維コードでは４０°〜７５°が好ましい。更に、スチールコードの場合、サイド補強層９はビードコア５の近傍からタイヤ断面高さの１／２の位置までの範囲に配置し、その上端位置をタイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向内側に設定すると良い。有機繊維コードの場合、サイド補強層９はビードコア５の近傍からベルト層６の端部付近までの範囲に配置し、その上端位置をタイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向内側に設定すると良い。また、有機繊維コードからなるサイド補強層９はビードコア５の廻りに折り返されていることが好ましい。

また、車両外側のサイドウォール部２ｏの外面には、タイヤ径方向に対して傾斜しながら延長する複数本の帯状の突起部１１が形成されている。より具体的には、突起部１１は最も近いサイド補強層９のコード傾斜方向とは反対方向に傾斜している。これら突起部１１は、サイドウォール部２ｏをサイド補強層９との相互作用により効果的に補強するために、少なくともタイヤ最大幅位置付近からビード部３までの範囲に存在することが好ましく、必要に応じて、ベルト層６の端部付近からビード部３まで延在していても良い。

一方、車両内側のサイドウォール部２ｉには、サイド補強層９及び突起部１１に対応する補強体が設けられていない。つまり、車両内側のサイドウォール部２ｉと車両外側のサイドウォール部２ｏとは非対称構造になっている。

このような非対称構造を採用するにあたって、サイド補強層９を備えた車両外側のサイドウォール部２ｏにおける蓄熱を回避するために、車両外側のサイドウォール部２ｏに用いるゴム組成物の２０℃でのｔａｎδを車両内側のサイドウォール部２ｏに用いるゴム組成物の２０℃でのｔａｎδよりも小さくしたり、車両外側のサイドウォール部２ｏのゴム量を車両内側のサイドウォール部２ｏのゴム量よりも少なくすると良い。

上記空気入りタイヤでは、車両外側のサイドウォール部２ｏにサイド補強層９を埋設すると共に、その車両外側のサイドウォール部２ｏの外面には最も近いサイド補強層９のコード傾斜方向とは反対方向に傾斜しながら延長する複数本の帯状の突起部１１を設けているので、コーナリング時に重要となる車両外側のサイドウォール部２ｏの剛性を高めて操縦安定性を向上することができる。

また、車両内側のサイドウォール部２ｉにはサイド補強層９及び突起部１１に対応する補強体を持たない非対称構造とすることにより、サイドウォール部２ｉに埋設された補強体に起因して耐久性が悪化するのを回避することができる。特に、キャンバーアングルが−２°〜−４°の範囲に設定された車両において、車両内側のサイドウォール部２ｉの故障を効果的に防止することができる。また、車両内側のサイドウォール部２ｉにサイド補強層９及び突起部１１に対応する補強体を配置しないことは乗心地の向上にも寄与する。

ここで、突起部１１のタイヤ周方向に対する角度は、タイヤ最大幅位置で３０°〜７０°にすると良い。この角度が上記範囲から外れるとサイド補強層９の補強コードとの交差による補強効果が不十分になる。突起部１１のタイヤ周方向に対する角度を４０°〜６０°とした場合、より好ましい効果が得られる。また、帯状の突起部１１とサイド補強層９の補強コードと交差角（鋭角側の角度）は４０°〜９０°にすると良い。

突起部１１の幅は２ｍｍ以上１０ｍｍ以下にすると良い。突起部１１の幅が２ｍｍ未満であるとタイヤ周方向の剛性を高める効果が不十分になり、逆に１０ｍｍを超えるとタイヤ質量の増加要因となる。好ましい幅は、４ｍｍ〜７ｍｍである。また、突起部１１の幅は、要求される剛性に応じて部分的に変化させても良い。例えば、最も大きな力が掛かるタイヤ最大幅位置付近の部位において突起部１１の幅を部分的に広くすることで剛性のバランスを適正化しても良い。但し、最小幅に対する最大幅の比は２．０以下にすることが望ましい。

突起部１１の間隔は３ｍｍ以上１５ｍｍ以下にすると良い。突起部１１の間隔が３ｍｍ未満であるとサイドウォール部２の変形が大きい場合に隣り合う突起部１１が互いに干渉して急激な剛性変化（急激な挙動変化）を生じる恐れがあり、逆に１５ｍｍを超えるとタイヤ周方向の剛性を高める効果が不十分になる。好ましい間隔は、５ｍｍ〜８ｍｍである。また、突起部１１の間隔は、要求される剛性に応じて部分的に変化させても良い。例えば、最も大きな力が掛かるタイヤ最大幅位置付近の部位において、突起部１１の間隔を部分的に狭くすることで剛性のバランスを適正化しても良い。

突起部１１の高さは２ｍｍ以上８ｍｍ以下にすると良い。突起部１１の高さが２ｍｍ未満であるとタイヤ周方向の剛性を高める効果が不十分になり、逆に８ｍｍを超えてもそれ以上の効果が得られず単に重量増加を招くだけである。好ましい高さは、４ｍｍ〜６ｍｍである。

上述した実施形態では、サイドウォール部の外面に帯状の突起部を設けた場合について説明したが、本発明ではサイドウォール部の内面もしくは両面に帯状の突起部を設けるようにしても良い。突起部は一方向に傾斜させる配置形態のみならず格子状に配置しても良い（図２参照）。この場合、従来から周剛性の確保のために挿入されていたサイド補強層を削減し、また同様の目的で大型化されていたビードフィラーを小型化することが可能になる。

また、上述した実施形態では、車両外側のサイドウォール部に１層のサイド補強層を備えた空気入りタイヤについて説明したが、本発明は車両外側のサイドウォール部に複数層のサイド補強層を備えた空気入りタイヤを構成することも可能である。複数層のサイド補強層を設ける場合、その補強コードを層間で互いに交差させるように配置することが望ましい。いずれの場合も、帯状の突起部の傾斜方向は最も近いサイド補強層のコード傾斜方向に対して交差させることが必要である。

上記空気入りタイヤにおいて、トレッドパターンは特に限定されるものではないが、車両装着時におけるタイヤ表裏の装着向きが指定されているので、非対称パターンを採用し、トレッド部のタイヤ赤道よりも車両外側の領域でのブロック剛性を相対的に高くすることにより、操縦安定性を向上させることが好ましい。

タイヤサイズ２５５／４０Ｒ１７ ９４Ｗで、車両装着時におけるタイヤ表裏の装着向きが指定された空気入りタイヤにおいて、サイドウォール部の補強構造を種々異ならせた従来例１、実施例１〜７及び比較例１のタイヤをそれぞれ作製した。

従来例１のタイヤは、両サイドウォール部に１層のサイド補強層を備えると共に、両サイドウォール部の外面に突起部を設けていないものである。実施例１〜７のタイヤは、車両外側のサイドウォール部だけに１層のサイド補強層を備えると共に、車両外側のサイドウォール部の外面だけにサイド補強層のコード傾斜方向とは反対方向に傾斜する複数本の帯状の突起部を設け、突起部のタイヤ周方向に対する角度、突起部の幅、突起部の間隔、突起部の高さを種々異ならせたものである。比較例１のタイヤは、両サイドウォール部に１層のサイド補強層を備えると共に、両サイドウォール部の外面にサイド補強層のコード傾斜方向とは反対方向に傾斜する複数本の帯状の突起部を設けたものである。サイド補強層は、タイヤ径方向に対して傾斜する複数本のスチールコードを含むものとし、そのタイヤ周方向に対するコード角度を２０°とした。

これら試験タイヤについて、下記試験方法により、耐久性、操縦安定性、走行タイムを評価し、その結果を表１に示した。

耐久性：
試験タイヤをリムサイズ１７×９．５ＪＪのホイールに組付け、空気圧を２００ｋＰａとし、キャンバーアングルを−３°とし、ドラム試験機を用いてＪＩＳ Ｄ４２４０に規定される耐久性試験を実施した後、引き続き４時間毎に荷重を１０％ずつ増加させながら試験を継続し、タイヤが故障するまでの走行距離を計測した。評価結果は、従来例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど耐久性が優れていることを意味する。

操縦安定性：
試験タイヤをリムサイズ１７×９．５ＪＪのホイールに組付け、排気量２０００ｃｃクラスの過給器付き原動機を搭載した四輪駆動車（キャンバーアングル：−３°）に装着し、ウォームアップ後の空気圧を２００ｋＰａとし、テストコースにおいてテストドライバーによる官能評価を実施した。評価結果は、従来例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど操縦安定性が優れていることを意味する。

走行タイム：
試験タイヤをリムサイズ１７×９．５ＪＪのホイールに組付け、排気量２０００ｃｃクラスの過給器付き原動機を搭載した四輪駆動車（キャンバーアングル：−３°）に装着し、ウォームアップ後の空気圧を２００ｋＰａとし、サーキットにおいてテストドライバーによる区間走行を実施し、その区間走行に要する時間を計測した。評価結果は、計測値の逆数を用い、従来例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど走行時間が短く、走行性能が優れていることを意味する。

この表１に示すように、実施例１〜７のタイヤは、従来例１と同等以上の操縦安定性及び走行タイムを維持しながら、耐久性を向上することができた。一方、比較例１のタイヤは、操縦安定性及び走行タイムの評価結果は良好であるものの、耐久性の改善効果が得られなかった。

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
５ ビードコア
６ ベルト層
７ ベルトカバー層
８ ビードフィラー
９ サイド補強層
１１ 突起部

Claims (5)

1. 車両装着時におけるタイヤ表裏の装着向きが指定された空気入りタイヤにおいて、車両外側のサイドウォール部にタイヤ径方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含む少なくとも１層のサイド補強層をカーカス層に沿って埋設し、該車両外側のサイドウォール部の表面には最も近いサイド補強層のコード傾斜方向とは反対方向に傾斜しながら延長する複数本の帯状の突起部を設ける一方で、車両内側のサイドウォール部には前記サイド補強層及び前記突起部に対応する補強体を持たない非対称構造とした空気入りタイヤ。
2. 前記突起部のタイヤ周方向に対する角度をタイヤ最大幅位置で３０°〜７０°にした請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記突起部の幅を２ｍｍ以上１０ｍｍ以下とし、前記突起部の間隔を３ｍｍ以上１５ｍｍ以下とし、前記突起部の高さを２ｍｍ以上８ｍｍ以下とした請求項１又は請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記突起部を格子状に配置した請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記突起部の幅を部分的に変化させた請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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