JP2010285034A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤ耐久性を低下させずに、タイヤ質量を大幅に増加させることなく操縦安定性を向上するようにした空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】少なくとも車両装着時の車両外側において、カーカス層４の本体部４ｂと折り返し部４ａとの層間にＪＩＳ硬度６５〜８５のゴム補強層７を配置すると共に、このゴム補強層７のタイヤ半径方向外側端部７ａをベルト層６の端部よりタイヤ幅方向内側に延長し、かつこのゴム補強層７のタイヤ半径方向内側端部７ｂをタイヤ最大幅位置Ａよりタイヤ半径方向外側に位置させた
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、タイヤ耐久性を低下させずに、タイヤ質量を大幅に増加させることなく操縦安定性を向上するようにした空気入りタイヤに関する。

近年、燃費性向上の観点からタイヤの軽量化の要求が高くなっている。その代表的な対策としては、タイヤを構成する部材の使用量を減らして軽量化を図ることがなされている。例えば、カーカス層の枚数を減らしたり、タイヤを構成するゴムの量を減らす等の手段が採られている。

一方、タイヤの操縦安定性を向上するためには、タイヤ剛性を高めることが有効であり、特にケーシング剛性を高めることが有効である。タイヤ剛性を高めるためには、カーカス層の枚数を増加したり、カーカスコードを太くする等の手段がある。しかしながら、これらの手段では、タイヤ質量の大幅な増加を伴うため、タイヤの軽量化には逆行し、燃費は増加する。そのため、このような対策では、タイヤの軽量化と操縦安定性の向上とを両立させることは困難であった。

特許文献１は、タイヤの質量を増加させずに操縦安定性を向上する対策として、カーカス層の折り返し部をベルト層のタイヤ半径方向内側まで延長し、この折り返し部とカーカス本体部との間のショルダー部における層間に、コード補強層を設けることを提案している。即ち、コード補強層によってタイヤ剛性を高めることが出来るので、カーカス層の使用数やゴム量を増やすことなくタイヤの軽量化と操縦安定性の向上とを両立させることが出来るというものである。

しかしながら、カーカス本体部と折り返し部との層間にコード補強層を設けると、コード補強層を構成するコードとカーカスコードとが互いに交差し、走行時に両コード間に相対的な動きが発生するため、コード補強層とカーカス層との間で層間剥離が起こり易く、耐久性に劣るという問題があった。

特開平７−１７９１０１号公報

本発明の目的は、上述する問題点を解決するもので、タイヤ耐久性を低下させずに、タイヤ質量を大幅に増加させることなく操縦安定性を向上するよう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、左右一対のビード部間にカーカス層を装架すると共に、該カーカス層の外周にベルト層を配置し、かつビード部で折り返した前記カーカス層の折り返し端を前記ベルト層のタイヤ半径方向内側まで延長するようにした空気入りタイヤにおいて、少なくとも車両装着時に車両外側となる側で、前記カーカス層の本体部と折り返し部との層間にＪＩＳ硬度６５〜８５のゴム補強層を配置すると共に、該ゴム補強層のタイヤ半径方向外側端部を前記ベルト層の端部よりタイヤ幅方向内側に延長し、かつ該ゴム補強層のタイヤ半径方向内側端部をタイヤ最大幅位置よりタイヤ半径方向外側に位置させたことを特徴とする。

また、上述する構成において、以下（１）〜（５）に記載するように構成することが好ましい。

（１）前記ゴム補強層のタイヤ半径方向外側端部と前記ベルト層の端部とのオーバーラップ量が５〜１０ｍｍであると共に、前記ゴム補強層のタイヤ半径方向内側端部と前記タイヤ最大幅位置とのタイヤ径方向の距離がタイヤ断面高さの０〜３５％であるようにする。
（２）前記ゴム補強層の最大厚さが１〜３ｍｍであるようにする。
（３）前記ゴム補強層を硬度の異なる複数枚のゴム層でスプライスして構成する。
（４）前記ゴム補強層をタイヤ赤道に対して線対称に設ける。
（５）前記カーカス層を１枚にする。

本発明によれば、少なくとも車両装着時の車両外側において、カーカス層の本体部と折り返し部との層間にＪＩＳ硬度６５〜８５のゴム補強層を配置すると共に、このゴム補強層のタイヤ半径方向外側端部をベルト層の端部よりタイヤ幅方向内側に位置させ、かつこのゴム補強層のタイヤ半径方向内側端部をタイヤ最大幅位置よりタイヤ半径方向外側に位置させたので、タイヤ質量を大幅に増加させることなくショルダー部の剛性を高めて操縦安定性を向上することが出来る。更に、上記ゴム補強層をカーカス層の本体部と折り返し部との間に挟むようにしたので、カーカス本体部と折り返し部との層間でコード同士が擦れ合うことによる層間剥離を抑制し、耐久性を維持することができる。

本発明の実施形態による空気入りタイヤの周方向断面図である。 本発明の空気入りタイヤに使用される補強ゴムの他の実施形態を示す断面図である。

図１に示す空気入りタイヤにおいて、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。カーカス層４は両端部が左右一対のビード部３間に、それぞれビードコア５の周りにタイヤ内側から外側へ折り返されるように装架されている。トレッド部１において、カーカス層４の外周側には複数のベルト層６が層間でコードが互いに交差するように配置されている。

カーカス層４は、その折り返し部４ａの延長端が最大幅を持つ最内層のベルト層６の端部６ａのタイヤ半径方向内側かつタイヤ幅方向内側まで達し、折り返し部４ａとベルト層６とがそれぞれの端部同士を互いにオーバーラップしている。

カーカス層４の折り返し部４ａと本体部４ｂとの間には、ＪＩＳ硬度６５〜８５のゴムからなるゴム補強層７が配置されている。このゴム補強層７は、タイヤ半径方向外側端部７ａがベルト層６の端部６ａよりタイヤ幅方向内側に位置し、かつ、タイヤ半径方向内側端部７ｂがタイヤ最大幅位置Ａよりタイヤ半径方向外側に位置しており、主としてバットレス部に対応する領域に配置されている。

このようにゴム補強層７を設けることで、バットレス部の剛性を向上し操縦安定性を向上することが出来る。しかも、操縦安定性の向上手段としてゴム補強層７を設けるだけでよいので、大幅なタイヤ質量の増加はなく、低燃費を維持することが出来る。

バットレス部はタイヤ断面の中で変形が大きい箇所であるので、ゴム補強層７がカーカス層４の折り返し部４ａよりもタイヤ外側に配置されていたのでは、カーカス層４の本体部４ｂとカーカス折り返し部４ａとの層間に集中する応力に起因して層間剥離が発生し易くなる。しかし、上述した構成のように、カーカス折り返し部４ａとカーカス本体部４ｂとの層間にゴム補強層７が配置してあると、ゴム補強層７が応力を分散させ、層間剥離を抑制するため、耐久性を向上することが出来る。また、ゴム補強層に替えて、繊維補強層を配置した場合には、繊維補強層のコードがカーカス層４の本体部４ｂ及び折り返し部４ａのコードと互いに交差して破壊が発生しやすくなる。

本発明において、ゴム補強層７を構成するゴムの硬度がＪＩＳ硬度で６５未満であると、充分なタイヤ剛性が得られなくなるので、操縦安定性の向上効果が得られない。逆に、ゴムの硬度がＪＩＳ硬度で８５超であると、ゴム補強層７とその周辺部位との剛性差が大きくなり、界面に応力集中を招いて故障の原因となる。ここで、ＪＩＳ硬度とはＪＩＳ規定のＡタイプの硬度をいい、かつ温度２０℃において測定した硬度を言う。

本発明において、ゴム補強層７のタイヤ半径方向外側端部７ａがベルト層６の端部６ａとオーバーラップする長さは５〜１０ｍｍにするとよい。オーバーラップ量が５ｍｍ未満であると、ゴム補強層７からベルト層６へ移行する剛性変化が滑らかでないため剥離故障を起こす虞がある。逆に、オーバーラップ量が１０ｍｍ超であると、オーバーラップによる効果は飽和し、逆にタイヤ質量が増加する不利が生ずる。

ゴム補強層７のタイヤ半径方向内側端部７ｂは、タイヤ最大幅位置Ａからのタイヤ半径方向の距離Ｈｂがタイヤ断面高さＳＨの０〜３５％であることが好ましく、更に好ましくは１０〜２５％であるとよい。ゴム補強層７が、タイヤ最大幅位置Ａを越えてビード側まで延在した場合、乗心地性の悪化や質量の増加を招き好ましくない。逆に、距離ＨｂがＳＨの３５％を超える場合は、バットレス部の剛性向上が少なく、操縦安定性を向上することが出来ない。ここで、タイヤの最大幅位置Ａとは、タイヤを標準リムに組み、正規内圧を充填した無負荷状態において、タイヤの幅が最大になる位置である。

ゴム補強層７の厚さは、その最大厚さが１〜３ｍｍであるようにするのが好ましい。また、ゴム補強層７の形状は断面形状略長方形が好ましいが、略三角形や略台形も用途に応じて採用することが出来る。ゴム補強層７の最大厚さが１ｍｍ未満では有効なタイヤ剛性の向上効果が得られず、３ｍｍ超では質量の大幅な増加を招き更にカーカスの折れ曲がりを誘発するため耐久性を低下させる。ここで、ゴム補強層７の最大厚さとは、カーカス折り返し部４ｂとカーカス本体部４ｃとの間の最大厚さとする。

ゴム補強層７は、連続した１枚のゴム層でもよいが、図２に示すように、タイヤ径方向の中間のゴム層７ｄの硬度を最大とし、その両側に、それより低い硬度のゴム層７ｃ、７ｅをスプライスするように硬度が異なる複数枚のゴム層７ｃ、７ｄ、７ｅから構成してもよい。このように硬度が異なる複数枚のゴム層からゴム補強層７を構成すると、剛性の緩やかな変化を設けることが出来る。このとき、スプライス部は斜めに接続させ、界面で剛性を徐々に変化させることが好ましい。但し、複数枚のゴム層で補強層を構成する場合であっても、補強層の最大厚さは１〜３ｍｍとするのが好ましい。

本発明において、上述したゴム補強層は少なくとも車両装着時に車両外側に位置するタイヤサイド側に設ければよいが、好ましくは、タイヤの左右両側のサイド部に、タイヤ赤道に対して線対称になるように設けるとよい。このように、タイヤの両側に対称に設けることで、タイヤの均一性を保つことが出来る。

タイヤサイズを２７５／７０Ｒ１６で共通にし、表1、２のように仕様を異ならせた従来例１〜２、実施例１〜５、及び比較例１〜４の１１種類の空気入りタイヤを製作した。
従来例１は、補強層を設けない例である。従来例２は、カーカス層間にナイロンコードのコード補強層を設けた例である。実施例１〜５は、全てカーカス層間にゴム補強層を設けた例で、カーカス折り返し端位置、補強層の両端部の位置、及び、ゴムのＪＩＳ硬度が共通で、カーカス折り返し部とベルト層とのオーバーラップ量及び補強層の最大厚さがそれぞれ異なっている。比較例１、２は、実施例１に対してゴムのＪＩＳ硬度を本発明の規定の範囲外にした例である。比較例３は、補強層の配置位置及びカーカス折り返し端位置が本発明の規定から外れた例である。比較例４は、実施例１に対して補強層の半径方向内側端部をタイヤ最大幅位置よりビード寄りに延長した例である。

これら１１種類のタイヤについて、１６×７ＪＪのリムに組み付け、それぞれ排気量３．０Ｌの４ＷＤ車に取り付け、２名乗車相当の軸重で下記の方法で操縦安定性（ドライハンドリング性）、タイヤ耐久性、及びタイヤ質量を測定した。

＜操縦安定性（ドライハンドリング性）＞
テストドライバー５人によるサーキット走行時の官能試験の平均値で評価した。評価値は従来例１を１００とする指数で示し、指数が大きいものほどドライハンドリング性が優れている。

＜タイヤ耐久性＞
試験タイヤに空気圧を１４０ｋＰａ充填し、速度１２０ｋｍ／ｈで回転するドラム上を３時間走行した際の故障の有無を比較した。○は故障無し、×は故障有りを意味する。

＜タイヤ質量＞
質量は、各試験タイヤの質量を測定し、従来例１に示すタイヤの質量を１００とする指数で示した。指数値が小さいものほど質量が軽量であり優れている。

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
４ａ 折り返し部
４ｂ 本体部
６ ベルト層
７ ゴム補強層
７ａ タイヤ半径方向外側端部
７ｂ タイヤ半径方向内側端部

Claims (6)

1. 左右一対のビード部間にカーカス層を装架すると共に、該カーカス層の外周にベルト層を配置し、かつビード部で折り返した前記カーカス層の折り返し端を前記ベルト層のタイヤ半径方向内側まで延長するようにした空気入りタイヤにおいて、
   少なくとも車両装着時に車両外側となる側で、前記カーカス層の本体部と折り返し部との層間にＪＩＳ硬度６５〜８５のゴム補強層を配置すると共に、該ゴム補強層のタイヤ半径方向外側端部を前記ベルト層の端部よりタイヤ幅方向内側に延長し、かつ該ゴム補強層のタイヤ半径方向内側端部をタイヤ最大幅位置よりタイヤ半径方向外側に位置させた空気入りタイヤ。
2. 前記ゴム補強層のタイヤ半径方向外側端部と前記ベルト層の端部とのオーバーラップ量が５〜１０ｍｍであると共に、前記ゴム補強層のタイヤ半径方向内側端部と前記タイヤ最大幅位置とのタイヤ径方向の距離がタイヤ断面高さの０〜３５％である請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ゴム補強層の最大厚さが１〜３ｍｍである請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ゴム補強層を硬度の異なる複数枚のゴム層でスプライスして構成した請求項１、２又は３に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記ゴム補強層をタイヤ赤道に対して線対称に設けた請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記カーカス層が１枚である請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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