JP2011098637A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】操縦安定性を高めつつ、耐久性を向上しうる。
【解決手段】トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、このカーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２内方に配されたベルト層７とを具えた空気入りタイヤ１である。ベルト層７は、タイヤ赤道Ｃを跨ってトレッド幅方向にのびる主部１１ａと、該主部１１ａの両端でタイヤ赤道Ｃ側へ折り返された折返し部１１ｂとを一体に具えるフォールドプライ１１を含む。フォールドプライ１１には、主部１１ａと折返し部１１ｂとの間に、タイヤ周方向に連続しかつ硬質ゴムからなる補強ゴム１３が配される。この補強ゴム１３の複素弾性率Ｅ＊１は、５〜１５ＭＰａである。
【選択図】図１

Description

本発明は、操縦安定性を高めつつ、耐久性を向上しうる空気入りタイヤに関する。

従来より、ベルト層が、１枚のカットプライと、そのタイヤ半径方向内側に配されたフォールドプライとで構成された空気入りタイヤが知られている（例えば、下記特許文献１参照）。このフォールドプライは、そのタイヤ軸方向の両側の端縁部が、カットプライを包む込むようにタイヤ赤道側に折り返された折返し部を具える。このようなフォールドプライは、その折返し部によって、トレッド部の両端部の剛性を高め、コーナリング時のトレッド部の接地性を向上させて、操縦安定性を高めうる。

特開２００１−７１７１０号公報

しかしながら、このような空気入りタイヤでは、ベルト層が繰り返し歪を受けることにより、カットプライ及びフォールドプライの両端で、ベルトコードが剥離する損傷等が生じ易く、耐久性が低下するという問題があった。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、フォールドプライの主部と折返し部との間に、タイヤ周方向に連続し、かつ一定範囲の複素弾性率を有する硬質ゴムからなる補強ゴムを配することを基本として、操縦安定性を高めつつ、耐久性を向上しうる空気入りタイヤを提供することを主たる目的としている。

本発明のうち請求項１記載の発明は、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至るカーカスと、このカーカスのタイヤ半径方向外側かつトレッド部内方に配されたベルト層とを具えた空気入りタイヤであって、前記ベルト層は、タイヤ赤道を跨ってトレッド幅方向にのびる主部と、該主部の両端でタイヤ赤道側へ折り返された折返し部とを一体に具えるフォールドプライを含み、前記フォールドプライには、前記主部と前記折返し部との間に、タイヤ周方向に連続しかつ硬質ゴムからなる補強ゴムが配され、前記補強ゴムの複素弾性率Ｅ＊１は、５〜１５ＭＰａであることを特徴とする。

また、請求項２記載の発明は、前記ベルト層は、両端部が前記フォールドプライの前記折返し部よりもタイヤ軸方向の内側で終端する補助ベルトプライが含まれる請求項１に記載の空気入りタイヤである。

また、請求項３記載の発明は、前記フォールドプライは、複数配列されたベルトコードと、該ベルトコードを被覆するトッピングゴムとからなり、前記トッピングゴムの複素弾性率Ｅ＊２は、前記補強ゴムの前記複素弾性率Ｅ＊１よりも小さい請求項１又は２に記載の空気入りタイヤである。

また、請求項４記載の発明は、前記補強ゴムは、厚さが０．５〜３．０mmである請求項１乃至３の何れかに記載の空気入りタイヤである。

また、請求項５記載の発明は、前記補強ゴムは、前記厚さがタイヤ軸方向外側に向かって漸増する請求項４に記載の空気入りタイヤである。

また、請求項６記載の発明は、前記トレッド部には、前記ベルト層のタイヤ半径方向の外側又は内側にタイヤ周方向に対して０〜５度の角度で配列されたバンドコードを有するバンド層が設けられ、前記バンド層の最大幅は、前記折返し部の内端間の幅よりも小である請求項１乃至５の何れかに記載の空気入りタイヤである。

また、請求項７記載の発明は、前記フォールドプライの前記折返し部は、前記主部のタイヤ半径方向内側に位置し、前記バンド層は、前記ベルト層のタイヤ半径方向の外側に配される請求項６に記載の空気入りタイヤである。

また、請求項８記載の発明は、前記補助ベルトプライは、前記フォールドプライのタイヤ半径方向の内側に配される請求項２乃至７の何れかに記載の空気入りタイヤである。

なお、本明細書では、上記各寸法等を含むタイヤの各部の寸法は、正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷の正規状態において特定される値とする。

また、前記「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば "標準リム" 、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、ＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim" とする。

さらに「正規内圧」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば "最高空気圧" 、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" とする。

また、本明細書において、前記複素弾性率はＪＩＳ−Ｋ６３９４の規定に準じ、次に示される条件で（株）岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータを用いて測定した値である。
初期歪：１０％
振幅：±１％
周波数：１０Ｈｚ
変形モード：引張
測定温度：７０°Ｃ

本発明の空気入りタイヤでは、タイヤ赤道を跨ってトレッド幅方向にのびる主部と、該主部の両端でタイヤ赤道側へ折り返された折返し部とを一体に具えるフォールドプライを含むベルト層を含む。このようなフォールドプライは、その折返し部によって、トレッド部の両端部の剛性を高めることができ、コーナリング時に、その接地性を発揮させて操縦安定性を向上しうる。

また、フォールドプライには、主部と折返し部との間に、タイヤ周方向に連続しかつ一定範囲の複素弾性率を有する硬質ゴムからなる補強ゴムが配される。このような補強ゴムは、トレッド部の両端部の剛性をより高めることができ、操縦安定性をさらに向上しうる。また、補強ゴムは、フォールドプライの主部と折返し部との間のせん断歪を吸収することができ、ベルトコードの剥離損傷の発生を抑制して耐久性を向上しうる。

本実施形態の空気入りタイヤを示す断面図である。 図１のトレッド部を拡大して示す断面図である。 図１の断面斜視図である。 本発明の他の実施形態におけるベルト層の外端部を拡大して示す断面図である。 他の実施形態の空気入りタイヤを示す断面図である。 比較例の空気入りタイヤを示す断面図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１に示されるように、本実施形態の空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、このカーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内方に配されたベルト層７とを具えた乗用車用のラジアルタイヤが示される。

前記カーカス６は、１枚以上、本実施形態では１枚のカーカスプライ６Ａにより構成される。カーカスプライ６Ａは、図３に示されるように、タイヤ赤道Ｃに対して例えば８０〜９０度の角度θ１で配列されたカーカスコード６ｃの配列体をトッピングゴム６ｇにて被覆して形成される。カーカスコード６ｃとしては、例えばポリエステル、ナイロン、レーヨン、アラミドなどの有機繊維コードや必要によりスチールコードが採用される。

また、カーカスプライ６Ａは、図１に示されるように、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至る本体部６ａと、この本体部６ａからのびてビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部６ｂとを含む。また、カーカスプライ６Ａの本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、ビードコア５からタイヤ半径方向外側にのびかつ硬質ゴムからなるビードエーペックス８が配され、ビード部４が適宜補強される。

本実施形態のベルト層７は、タイヤ半径方向に重ねられた２枚のベルトプライからなり、タイヤ半径方向の外側に配されるフォールドプライ１１と、該フォールドプライ１１のタイヤ半径方向の内側に配される補助ベルトプライ１２とを含んで構成される。なお、タイヤ半径方向の内側、及び外側は、タイヤ赤道Ｃの位置で区別される。

前記フォールドプライ１１は、タイヤ赤道Ｃを跨ってトレッド幅方向にのび、かつベルト層７の最大幅ＢＷに等しい幅を有する主部１１ａと、該主部１１ａの両端でタイヤ赤道Ｃ側へ折り返された折返し部１１ｂとを一体に具える。このようなフォールドプライ１１は、その折返し部１１ｂによって、トレッド部２の両端部の剛性を高めることができ、コーナリング時に、トレッド部２の接地性を発揮させて、操縦安定性を向上しうる。また、本実施形態の折返し部１１ｂは、主部１１ａのタイヤ半径方向内側に折り返されている。これにより、折返し部１１ｂは、主部１１ａに実質的に覆われる。なお、ベルト層７の最大幅ＢＷは、トレッド接地幅ＴＷの９０〜１０５％程度が好適である。

また、フォールドプライ１１は、図３に示されるように、タイヤ赤道Ｃに対して例えば１７〜２８度の角度θ２で配列されたベルトコード１１ｃと、該ベルトコード１１ｃの配列体を被覆するトッピングゴム１１ｇとを含んで構成される。本実施形態のベルトコード１１ｃとしては、スチールコードが採用されるが、アラミドや、レーヨン等の高弾性の有機繊維コードも必要に応じて用いることができる。

また、図２に示されるように、フォールドプライ１１の外端１１ｔと折返し部１１ｂの内端１１ｂｔとのタイヤ軸方向の幅Ｗ１については、適宜設定できるが、小さすぎると、トレッド部２の両端部の剛性を十分に高めることができず、逆に、大きすぎても、タイヤ質量が増加する。このような観点より、フォールドプライ１１の外端１１ｔと折返し部１１ｂの内端１１ｂｔとのタイヤ軸方向の幅Ｗ１は、フォールドプライ１１の最大幅Ｗ２の、例えば１０〜２０％に設定されるのが望ましい。

前記補助ベルトプライ１２は、図１、図２に示されるように、両端部１２ｔ、１２ｔがそれぞれ、フォールドプライ１１の折返し部１１ｂの内端１１ｂｔよりもタイヤ軸方向の内側で終端して設けられる。これにより、補助ベルトプライ１２とフォールドプライ１１との各端部が、走行中に互いに接触して損傷するのを抑制しうる。このような損傷を効果的に抑制するため、図２に示されるように、補助ベルトプライ１２の端部１２ｔと、折返し部１１ｂの内端１１ｂｔとのタイヤ軸方向の距離Ｌ１は、好ましくは１mm以上、より好ましくは２mm以上が望ましい。他方、前記距離Ｌ１が大きくなると、トレッド部２の剛性が低下するおそれがあるので、好ましくは５mm以下、より好ましくは４mm以下が望ましい。

また、補助ベルトプライ１２は、図３に示されるように、フォールドプライ１１のベルトコード１１ｃと交差する向きに配列されたベルトコード１２ｃと、該ベルトコード１２ｃの配列体を被覆するトッピングゴム１２ｇとを含んで構成される。このような補助ベルトプライ１２は、フォールドプライ１１とともに、カーカス６を強くタガ締めしてトレッド部２の剛性を増加させるのに役立つ。また、ベルトコード１２ｃは、タイヤ周方向に対する角度θ３が、フォールドプライ１１のベルトコード１１ｃの角度θ２と同一であるのが好ましい。また、ベルトコード１２ｃには、ベルトコード１１ｃと同一のものが好ましい。

本実施形態の空気入りタイヤ１では、図１、図２に示されるように、フォールドプライ１１の主部１１ａと折返し部１１ｂとの間に、タイヤ周方向に連続する補強ゴム１３が配される。

この補強ゴム１３は、タイヤ軸方向の側面１３ｏ、タイヤ半径方向の外面１３ｕ及び内面１３ｄが夫々フォールドプライ１１のトッピングゴム１１ｇと接着される。また、補強ゴム１３は、複素弾性率Ｅ＊１が５〜１５ＭＰａの硬質ゴムからなる。このような補強ゴム１３は、トレッド部２の両端部の剛性をより高めることができ、さらに操縦安定性を向上させる。また、補強ゴム１３は、走行中にフォールドプライ１１の主部１１ａと折返し部１１ｂとの間で生じるせん断歪を吸収でき、ベルトコードの剥離等の損傷を抑制して耐久性を向上しうる。

しかも、本実施形態では、フォールドプライ１１の主部１１ａが、その折返し部１１ｂを、タイヤ半径方向の外側で覆っているため、折返し部１１ｂの動きを抑制して、内端１１ｂｔを起点とするセパレーション（ベルト端剥離）等の損傷を抑制しうる。

また、本実施形態のフォールドプライ１１は、主部１１ａと折返し部１１ｂとに加え、高弾性の補強ゴム１３を含むため、トレッド部２のタイヤ軸方向の両端部で、カーカス６をより強くタガ締めでき、転がり抵抗を低減することができる。

上記作用をより効果的に発揮させるために、補強ゴム１３の複素弾性率Ｅ＊１は、より好ましくは６ＭＰａ以上、さらに好ましくは７ＭＰａ以上が望ましく、また、より好ましくは１２ＭＰａ以下、さらに好ましくは１０ＭＰａ以下が望ましい。

また、フォールドプライ１１のトッピングゴム１１ｇ（図３に示す）の複素弾性率Ｅ＊２は、補強ゴム１３の複素弾性率Ｅ＊１よりも小さくするのが好ましい。これにより、トッピングゴム１１ｇは、高弾性の補強ゴム１３とベルトコードとの間の歪をより効果的に緩和し、さらに耐久性を向上させることができる。このような作用を効果的に発揮させるために、トッピングゴム１１ｇの複素弾性率Ｅ＊２は、補強ゴム１３の複素弾性率Ｅ＊１の、好ましくは０．８０倍以上、さらに好ましくは０．８５倍以上が望ましく、また、好ましくは０．９５倍以下、さらに好ましくは０．９０倍以下が望ましい。

補強ゴム１３の厚さＴ１については、適宜設定できるが、小さすぎると、トレッド部２の両端部の剛性を十分に高めることができないおそれがある。逆に、大きすぎると、タイヤ重量の増大を招くおそれがある。このような観点より、補強ゴム１３の厚さＴ１は、好ましくは０．５mm以上、より好ましくは０．７mm以上、さらに好ましくは１．０mm以上が望ましく、また、好ましくは３．０mm以下、より好ましくは２．５mm以下、さらに好ましくは２．０mm以下が望ましい。本実施形態では、補強ゴム１３の厚さＴ１が、実質的に一定の厚さで形成されている。

また、図４に拡大して示されるように、補強ゴム１３の厚さＴ１は、タイヤ軸方向外側に向かって漸増させることもできる。これにより、フォールドプライ１１の外端１１ｔは、比較的大きな半径の円弧で折り曲げでき、その耐久性が増す。また、補強ゴム１３は、タイヤ軸方向外側ほど大きくなる傾向にあるフォールドプライ１１の歪を、好ましく吸収できる。

また、補強ゴム１３のタイヤ軸方向の最大長さＷ３については、フォールドプライ１１の外端１１ｔと折返し部１１ｂの内端１１ｂｔとのタイヤ軸方向の幅Ｗ１と、同一に設定されているが、これよりも小さくすることもできる。この場合、補強ゴム１３の最大長さＷ３は、フォールドプライ１１の外端１１ｔと折返し部１１ｂの内端１１ｂｔとの幅Ｗｌの、好ましくは０．８倍以上、さらに好ましくは０．９倍以上が望ましい。

図１及び図２に示されるように、ベルト層７のタイヤ半径方向の外側に、タイヤ周方向に対して０〜５度の角度（図示省略）で配列されたバンドコード９ｃを有するバンド層９が設けられるのが好ましい。このようなバンド層９は、高速走行時のベルト層７の動きを抑制し、転がり抵抗をさらに小さくする。また、バンドコード９ｃには、例えばナイロン、アラミド又はＰＥＮなどの有機繊維コードが好ましく採用される。

本実施形態では、フォールドプライ１１によってトレッド部２のタイヤ軸方向の両端部で、カーカス６を強くタガ締めできるので、バンド層の最大幅Ｗ４を、折返し部１１ｂの内端１１ｂｔ間の幅Ｗ５よりも小に設定できる。これにより、空気入りタイヤ１は、転がり抵抗を小さくしつつ、タイヤ質量の増大を抑制しうる。

上記作用を効果的に発揮させるために、バンド層９の最大幅Ｗ４は、フォールドプライ１１の最大幅Ｗ２の、好ましくは０．２倍以上、さらに好ましくは０．３倍以上が望ましく、また、好ましくは０．５倍以下、さらに好ましくは０．４倍以下が望ましい。

本実施形態では、フォールドプライ１１の折返し部１１ｂが、主部１１ａのタイヤ半径方向内側に位置し、バンド層９は、ベルト層７のタイヤ半径方向の外側に配されるものが例示されたが、これに限定されるものではない。

例えば、図５に示されるように、フォールドプライ１１は、折返し部１１ｂを、主部１１ａのタイヤ半径方向外側に位置させてもよい。この場合、フォールドプライ１１には、折返し部１１ｂのタイヤ半径方向の外側を覆うエッジバンドプライ１４が設けられてもよい。これにより、フォールドプライ１１の耐久性をより向上させるのに役立つ。

また、バンド層９は、ベルト層７のタイヤ半径方向の内側に配されてもよい。このようなバンド層９は、タイヤ内腔側からトレッド部２の動きを抑制して、転がり抵抗を低減しうる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

図１の基本構造を有し、かつベルト層及び補強ゴムの構造を表１の仕様とした空気入りタイヤを試作するとともに、それらの性能がテストされた。また、比較のために、図６に示される２枚のカットプライ１５ａ、１５ｂからなるベルト層１５を有する空気入りタイヤについても、同様のテストが行なわれた。
タイヤサイズ：１９５／６５Ｒ１５
リムサイズ ：１５×６ＪＪ
フォールドプライの最大幅Ｗ２：１６０（mm）
フォールドプライのトッピングゴムの複素弾性率Ｅ＊２：８．５ＭＰａ
テストの方法は次の通りである。

＜操縦安定性＞
各供試タイヤを上記リムにリム組みし、内圧２３０ｋＰａを充填して、排気量１６００ccの国産ＦＦ車の全輪に装着して、ドライアスファルト路面のテストコースをドライバー１名乗車で走行し、ハンドル応答性、剛性感及びグリップ等に関する特性をドライバーの官能評価により評価した。結果は、比較例１を１００とする指数で表示している。数値が大きいほど良好である。

＜耐久性＞
各供試タイヤを上記リムにリム組みし、内圧２３０ｋＰａを充填するとともに、ドラム試験機を用いてＥＣＥ３０により規定された荷重／速度性能テストに準拠して、ステップスピード方式により実施した。テストは、逐次走行速度を上昇させるとともに、タイヤが破壊したときの速度と時間を測定した。評価は、比較例１を１００とした指数で評価した。数値が高いほど優れている。

＜転がり抵抗＞
各供試タイヤを上記リムにリム組みし、内圧２３０ｋＰａを充填するとともに、転がり抵抗試験機を用いて、荷重４．４ｋＮ、時速８０km／ｈでで転がり抵抗を測定した。評価は、比較例１を１００とした指数で評価した。数値が小さいほど転がり抵抗が小さく良好である。

＜タイヤ質量＞
タイヤ１本当たりの質量を測定し、比較例１を１００とする指数で表示した。数値が大きいほど軽量である。
テストの結果を表１に示す。

テストの結果、実施例の空気入りタイヤは、操縦安定性を高めつつ、耐久性を向上しうることが確認できた。

１ 空気入りタイヤ
２ トレッド部
３ サイドウォール部
４ ビード部
５ ビードコア
６ カーカス
７ ベルト層
１１ フォールドプライ
１３ 補強ゴム

Claims (8)

1. トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至るカーカスと、このカーカスのタイヤ半径方向外側かつトレッド部内方に配されたベルト層とを具えた空気入りタイヤであって、
   前記ベルト層は、タイヤ赤道を跨ってトレッド幅方向にのびる主部と、該主部の両端でタイヤ赤道側へ折り返された折返し部とを一体に具えるフォールドプライを含み、
   前記フォールドプライには、前記主部と前記折返し部との間に、タイヤ周方向に連続しかつ硬質ゴムからなる補強ゴムが配され、
   前記補強ゴムの複素弾性率Ｅ＊１は、５〜１５ＭＰａであることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記ベルト層は、両端部が前記フォールドプライの前記折返し部よりもタイヤ軸方向の内側で終端する補助ベルトプライが含まれる請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記フォールドプライは、複数配列されたベルトコードと、該ベルトコードを被覆するトッピングゴムとからなり、
   前記トッピングゴムの複素弾性率Ｅ＊２は、前記補強ゴムの前記複素弾性率Ｅ＊１よりも小さい請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記補強ゴムは、厚さが０．５〜３．０mmである請求項１乃至３の何れかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記補強ゴムは、前記厚さがタイヤ軸方向外側に向かって漸増する請求項４に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記トレッド部には、前記ベルト層のタイヤ半径方向の外側又は内側にタイヤ周方向に対して０〜５度の角度で配列されたバンドコードを有するバンド層が設けられ、
   前記バンド層の最大幅は、前記折返し部の内端間の幅よりも小である請求項１乃至５の何れかに記載の空気入りタイヤ。
7. 前記フォールドプライの前記折返し部は、前記主部のタイヤ半径方向内側に位置し、
   前記バンド層は、前記ベルト層のタイヤ半径方向の外側に配される請求項６に記載の空気入りタイヤ。
8. 前記補助ベルトプライは、前記フォールドプライのタイヤ半径方向の内側に配される請求項２乃至７の何れかに記載の空気入りタイヤ。

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