JP2010260409A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】滑り摩耗の発生に起因する偏摩耗を低減させた空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】トレッド部１と、サイドウォール部２と、ビード部３と、カーカス５と、このカーカスのクラウン域の外周側に配置されて、タイヤ赤道面に対して傾斜する向きに延在するコードからなる少なくとも一層の傾斜ベルト層により形成したベルト６と、トレッドゴム９とを具え、適用リムに組み付けた内圧無負荷状態の、タイヤの子午線断面内で、少なくとも一層の傾斜ベルト層が、このベルト層の幅の５〜１５％の範囲内で、半径方向内方に屈曲する屈曲部１０ａ，１０ｂを設けて傾斜してなることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気入りタイヤに関するものであり、特には、空気入りタイヤの偏摩耗の低減を実現するものである。

従来の空気入りタイヤでは通常、内圧を充填したときに、自然平衡形状となって、タイヤの横断面形状が比較的丸い断面形状となるように設計されることが多い。これにより、トレッド部内のベルトが、その丸い断面形状に沿って、そのタイヤ赤道面からショルダー領域にかけて滑らかに湾曲した形状で配置されることになる。

また、ベルトの多くは、有機繊維コードやスチールコードを、タイヤ赤道面に斜めに交差する傾斜配置としてなる傾斜ベルト層からなり、その構成によりタイヤ周方向やタイヤ幅方向の力等に対して異方性の補強を実現している。

しかるに、このような従来のタイヤのトレッド部の接地域では、その半径方向内方に位置する傾斜ベルト層の張力分布が、センター部で大きくショルダー部で小さくなり、これがため、タイヤの周方向剛性は、ショルダー部がセンター部より低くなる。
その結果として、従来タイヤでは、負荷転動時に、トレッド部のセンター部とショルダー部での、トレッドゴムに対するベルトの拘束力が異なり、剛性の低いショルダー部でトレッドゴムの剪断変形が大きくなり、その変形に起因して、タイヤ転動時の蹴出部の滑りが相対的に大きくなり、その部分に、滑り摩耗を発生するおそれがあった。

そこで、本発明の目的は、このような滑り摩耗の発生に起因する偏摩耗を低減させた空気入りタイヤを提供することにある。

この発明にかかる空気入りタイヤは、トレッド部と、一対のサイドウォール部と、一対のビード部と、各ビード部内のビードコア間にトロイド状に延在する少なくとも一枚のカーカスプライからなるカーカスと、このカーカスのクラウン域の外周側に配置されて、タイヤ赤道面に対して傾斜する向きに延在するコードからなる少なくとも一層の傾斜ベルト層により形成したベルトと、このベルトの半径方向外方に配設したトレッドゴムとを具えるものであって、適用リムに組み付けた内圧無負荷状態の、タイヤの子午線断面内で、少なくとも一層の傾斜ベルト層が、このベルト層の幅の５〜１５％の範囲内で、半径方向内方に屈曲する屈曲部を設けて傾斜してなることを特徴とするものである。

ここで、「適用リム」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会） ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ、欧州ではＥＴＲＴＯ（Ｅｕｒｏｐｅａｎ Ｔｙｒｅ ａｎｄ Ｒｉｍ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｏｒｇａｎｉｓａｔｉｏｎ） ＳＴＡＮＤＡＲＤＳ ＭＡＮＵＡＬ、米国ではＴＲＡ（ＴＨＥ ＴＩＲＥ ａｎｄ ＲＩＭ ＡＳＳＯＣＩＡＴＩＯＮ ＩＮＣ．）ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ等に規定されたものとする。
「適用リムに組み付けた状態」とは、適用リムに組み付けて、バルブコアを取り除いた状態や、３０ｋＰａ程度の極低内圧を付加した状態をいうものとする。
「屈曲部」とは、ベルトが半径方向内方に折れ曲がって配置される状態をいい、複数の屈曲をして階段状に曲がることも含むものとし、またベルトが半径方向内方に曲率半径８ｍｍ以下で湾曲しているとする。

このようなタイヤにおいてより好ましくは、ベルトを複数層のベルト層により形成し、これらのベルト層の、少なくとも二層に屈曲部を設ける。
また好ましくは、ベルトの屈曲部をベルト端部に設ける。

そしてまた好ましくは、ベルト層の、タイヤ赤道線からベルト幅方向端縁位置までのトレッド幅方向のベルト半幅の８０％の位置とタイヤ赤道面でのベルト落ち高さＨ１より、タイヤ赤道線からベルト幅方向端縁位置までのトレッド幅方向のベルト半幅の８０％の位置とベルト幅方向端縁位置とのベルト落ち高さＨ２を大きくする。

好ましくは、ベルトの半径方向外方にタイヤ周方向に延在するコードからなるベルト補強層を配設し、このベルト補強層を半径方向内方に屈曲する屈曲部を設けて傾斜してなるものである。

本発明の空気入りタイヤは、特に、適用リムに組み付けた内圧無負荷状態の、タイヤの子午線断面内で、少なくとも一層の傾斜ベルト層が、このベルト層の幅の５〜１５％の範囲内で、半径方向内方に屈曲する屈曲部を設けて傾斜することで、ＪＡＴＭＡ等の規定の最大空気圧を充填すると、図１（ａ）にタイヤ半部を子午線断面で示すように、図２（ａ）に従来のタイヤの同様の子午線断面に比して、特にショルダー部のベルト層が半径方向内方に屈曲した形状となる。このタイヤは、図１（ｂ）に図１（ａ）のベルトのみの接地時の様子を模式的に示すように、図２（ｂ）の同様の模式図に比べて、接地時に、ショルダー部のベルト部分が特にタイヤ半径方向外方へ変形する形状となるため、その領域が特にタイヤ半径方向外方に変形することになる。
そして、図３にタイヤ幅方向位置でのベルト周方向張力の関係を例示するように、このタイヤは、ベルト端において、タイヤ周方向の張力が増加し、ショルダー部でのベルト張力を十分に発生することができる。その結果、ショルダー部の接地領域近傍で十分な広さで、タイヤ周方向の張力を緩和することができるため、従来タイヤに比べて、ベルト端部付近の剛性差に起因したタイヤ幅方向の偏摩耗を低減することができる。

（ａ）は本発明の空気入りタイヤを、適用リムに組み付けた内圧無負荷状態のタイヤ子午線断面を、タイヤ半部を子午線断面であり、（ｂ）は（ａ）のベルトのみの接地時の様子を模式的に示す図である。 （ａ）は従来の空気入りタイヤを、適用リムに組み付けた内圧無負荷状態のタイヤ子午線断面を、タイヤ半部を子午線断面であり、（ｂ）は（ａ）のベルトのみの接地時の様子を模式的に示す図である。 本発明の空気入りタイヤのタイヤ幅方向位置でのベルト周方向張力を示す図である。 本発明の空気入りタイヤの一の実施形態を、適用リムに組み付けた状態のタイヤ子午線断面を、タイヤの半部について示す図と、トレッド部の要部拡大断面図である。 本発明の空気入りタイヤの他の実施形態を、適用リムに組み付けた状態のタイヤ子午線断面を、タイヤの半部について示す図である。 本発明の空気入りタイヤの他の実施形態を、適用リムに組み付けた状態のタイヤ子午線断面を、タイヤの半部について示す図である。

以下に、図面を参照しながら本発明の空気入りタイヤを詳細に説明する。
図４は、本発明の空気入りタイヤの実施形態を、適用リムに組み付けて、内圧無負荷状態のタイヤ子午線断面を、タイヤの半部について示す図である。

図中１はトレッド部を、２はトレッド部１のそれぞれの側部に連続して半径方向内方へ延びる一対のサイドウォール部を、そして３はサイドウォール部２の半径方向内方に連続するビード部をそれぞれ示す。

図示の空気入りタイヤは、一対のビード部３と、各ビード部３に埋設配置された円形状断面のビードコア４間に、カーカス５の本体部分５ａをトロイド状に延在させるとともに、各側部部分をビードコア４の周りで、タイヤ幅方向内側から外側に向けて折り返された折返し部分５ｂを有する、一枚のカーカスプライからなるカーカス５を具える。
ここで、カーカスプライは、例えば、タイヤ周方向と直交する方向に延びるスチールコード、有機繊維コード等にて形成することができる。

また、カーカス５のクラウン域の外周側に、図ではタイヤ周方向に傾斜するコードからなり、タイヤ幅方向の延在長さの異なる最内層ベルト層６ａと、最狭幅ベルト層である最外層ベルト層６ｂとを配設し、これらベルト層は互いに交錯したベルト６を形成し、このベルト６の外周側にコードがタイヤ周方向に延在する一層のベルト補強層７と、それらの外周側にトレッドゴム８とを順次に配置し、このトレッドゴム８の表面には、図では省略するがタイヤ周方向に延びる複数本の周溝等を形成することができる。

サイド部では、カーカス５のタイヤ幅方向外側が、それの外表面に沿って配置されたサイドゴム９によって覆われている。

そしてこの空気入りタイヤでは、少なくとも一層の傾斜ベルト層、図では最内層ベルト層６ａと最外層ベルト層６ｂが、このベルト幅の５〜１５％の範囲内で、半径方向内方に屈曲する屈曲部を半径方向内方に屈曲する屈曲部１０ａ，１０ｂを設けて傾斜させる。

このような空気入りタイヤにおいて好ましくは、複数層のベルト層の、少なくとも二層に、図では屈曲部１０ａ，１０ｂを設けることで、ベルト層の間のゴム領域が減少することになり、積層構造としての剛性を発現し易くなる形状とすることができる。

また好ましくは、最外層ベルト層６ｂの、タイヤ赤道線ＣＬからベルト幅方向端縁位置までのトレッド幅方向のベルト半幅の８０％の位置とタイヤ赤道面ＣＬの間のベルト落ち高さＨ１より、タイヤ赤道線ＣＬからベルト幅方向端縁位置までのトレッド幅方向のベルト半幅の８０％の位置からベルト幅方向端縁位置とのベルト落ち高さＨ２を大きくする。

この構成は、タイヤ赤道線ＣＬからベルト幅方向端縁位置までのトレッド幅方向のベルト半幅の８０％の位置からベルト幅方向端縁の領域において、タイヤ周方向の張力を接地変形時に増加させる効果が大きいため、その領域で偏摩耗を低減することができる。

そしてまた好ましくは、最外層ベルト層６ｂの屈曲部１０ｂのベルト幅ＢＷ１をベルト幅ＢＷの５〜１５％の範囲内で、ベルト６が５〜１０％の範囲で半径方向内方に屈曲する。例えば、屈曲部の落ち高さは約１〜３ｍｍとすることができる。
この構成により、従来のタイヤに比して、ベルトの幅の狭い範囲で屈曲して、タイヤ周方向の張力を接地変形時に増加させることができる。

好ましくは、ベルト６の半径方向外方にタイヤ周方向に延在するコードからなるベルト補強層７を配設し、このベルト補強層７を半径方向内方に屈曲する屈曲部を設けて傾斜させることで、ベルト補強層７をベルト６の形状に沿わせて傾斜することになり、ショルダー部のタイヤ周方向の張力をさらに増加させることができる。

図５，６は本発明の空気入りタイヤの他の実施形態を、適用リムに組み付けて、内圧無負荷状態のタイヤ子午線断面を、タイヤについて示す図である。
なお、先の図４に示したタイヤと同様の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する。
図５に示すように、カーカス５の延在形状に沿わせて、ベルト６を配設させることで、カーカスの機能に影響を与えることなく、カーカス５とベルト６の間のゴムが不要となりコストを削減することができる。

また図６に示すように、ベルト６の屈曲部３０は端部以外で設けることができるが、ベルト端部に屈曲部を設けることが好ましく、ショルダー部の接地変形時の、タイヤ周方向の張力をさらに増加して、より大きな効果が得られる。

次に、図２に示すような構造を有し、サイズが１９５／６５Ｒ１５のラジアルタイヤを試作し、カーカスプライが一枚、ベルト層はタイヤ赤道面に対して２４°の傾斜角度で配置したスチールコードを層間で相互に交差させた二層からなり、その上にナイロンコードをゴム被覆したリボン状ストリップを螺旋状巻回構造になる成形した周方向ベルト補強層を設け、表１に示すように、それぞれの諸元を変化させた、それぞれの諸元を変化させた実施例タイヤ１〜４、比較例タイヤ１，２とのそれぞれにつき、耐偏摩耗性を測定した。
なお、比較例タイヤは、表１に示す構造以外については改変を要しないため、実施例タイヤに準ずるものとした。

〔耐偏摩耗性〕
実施例タイヤ１〜４、比較例タイヤ１，２とのそれぞれにつき、ＪＡＴＭＡに準拠する、タイヤを６ＪＪ×１５のリムに組み付けて、内圧を２１０ｋＰａ、負荷荷重４ｋＮとし、時速８０ｋｍ／ｈ、直径３．０ｍのＳａｆｅｔｙ−Ｗａｌｋ（商標）表面を持つ室内ドラム試験機を用いて、フリーローリングを負荷を加えずに１０分走行、制動方向に０．１Ｇの負荷を加えて１０分走行を交互に繰り返して、走行距離１２００ｋｍでタイヤを転動させた後のセンター部とショルダー部の摩耗量の差を測定して評価した。その結果を表２に示す。
なお、表中の偏摩耗量は、センター対ショルダーで同等（比率＝１）であることが好ましく、その有意差として検出可能である５％以上の変化を効果ありとした。

上記結果から、実施例タイヤ１〜４は、比較例タイヤ１，２に対し、センター部対ショルダー部の摩耗量の比を低減させることができた。

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 カーカス
５ａ 本体部分
５ｂ 折返し部分
６ ベルト
６ａ 最内層ベルト層
６ｂ 最外層ベルト層
７ ベルト補強層
８ トレッドゴム
９ サイドゴム
１０，１０ａ，１０ｂ，３０ 屈曲部
ＣＬ タイヤ赤道線

Claims (5)

1. トレッド部と、一対のサイドウォール部と、一対のビード部と、各ビード部内のビードコア間にトロイド状に延在する少なくとも一枚のカーカスプライからなるカーカスと、このカーカスのクラウン域の外周側に配置されて、タイヤ赤道面に対して傾斜する向きに延在するコードからなる少なくとも一層の傾斜ベルト層により形成したベルトと、このベルトの半径方向外方に配設したトレッドゴムとを具える空気入りタイヤにおいて、
   適用リムに組み付けた内圧無負荷状態の、タイヤの子午線断面内で、少なくとも一層の傾斜ベルト層が、このベルト層の幅の５〜１５％の範囲内で、半径方向内方に屈曲する屈曲部を設けて傾斜してなることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. ベルトが複数層のベルト層により形成し、これらのベルト層の、少なくとも二層に屈曲部を設けてなる請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. ベルトの屈曲部をベルト端部に設けてなる請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
4. ベルト層の、タイヤ赤道線からベルト幅方向端縁位置までのトレッド幅方向のベルト半幅の８０％の位置とタイヤ赤道面でのベルト落ち高さＨ１より、タイヤ赤道線からベルト幅方向端縁位置までのトレッド幅方向のベルト半幅の８０％の位置とベルト幅方向端縁位置とのベルト落ち高さＨ２が大きくしてなる請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. ベルトの半径方向外方にタイヤ周方向に延在するコードからなるベルト補強層を配設し、このベルト補強層を半径方向内方に屈曲する屈曲部を設けて傾斜してなる請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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