JP2013184675A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】高速走行性能を損なうことなく偏摩耗を抑制し得る空気入りタイヤの提供。
【解決手段】この空気入りタイヤ２のトレッド４は、半径方向内側に位置するベース層２２と、半径方向外側に位置するキャップ層２４とを備えている。ベルト１２は、フォールドプライ３４を含んでいる。このフォールドプライ３４は、軸方向中央に位置して半径方向外側にバンドが積層される主部３４ａと、軸方向外側に位置して半径方向内側から外側に折り返されてバンドの半径方向外側に積層される一対の折り返し部３４ｂとからなっている。このフォールドプライ３４の一対の折り返し部３４ｂの軸方向内側端は、互いに離間している。一方の折り返し部３４ｂの軸方向内側端と他方の折り返し部３４ｂの軸方向内側端との間に、ベース層２２が積層されている。このベース層２２の架橋ゴムの硬度は、キャップ層２４の架橋ゴムの硬度より大きい。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。

トレッドの内側のベルト層にフォールドプライを備えるタイヤがある。このファールドプライでは、軸方向外側縁部が軸方向内側に折り返されている。この折り返し部により、トレッドのショルダー領域の剛性が高められている。このタイヤは、高速走行時の直進安定性や旋回性能に優れている。このフォールドプライを含むベルト層を備えるタイヤが、特開２００８−２３８８７８公報に開示されている。

このタイヤでは、トレッドのショルダー領域の剛性が、センター領域の剛性に比べて大きくなる。このトレッドのセンター領域は、ショルダー領域に比べて変形し易い。このため、ショルダー領域とセンター領域とで摩耗量に差が生じ易い。このタイヤでは、偏摩耗が生じ易い。

特開２００９−２９８２３６公報には、フォールドプライを備えるとともに、タイヤ内腔面に、補強シートを備えるタイヤが開示されている。この補強シートは、軸方向においてフォールドプライの折り返し部の端縁間の領域に位置している。このタイヤは、この補強シートを備えることで、高速走行性能を損なうことなく、偏摩耗が抑制され得る。

特開２００８−２３８８７８公報 特開２００９−２９８２３６公報

上記特開２００９−２９８２３６公報に記載の補強シートは、タイヤ内腔面に、貼り付けられている。フォールドプライの折り返し部の一方の端縁と他方の端縁との間に正確に位置させることは難しい。補強シートがこの折り返し部の端縁間を越えて軸方向に延在すると、補強シートと折り返し部とが半径方向において重複する。この重複する部分で剛性が大きくなる。折り返し部の端縁と補強シートの軸方向端との間に軸方向の隙間が空くと、その隙間部分でトレッドが変形し易い。このタイヤでは、補強シートの貼り付け位置によっては、十分な偏摩耗の抑制ができない可能性がある。

本発明の目的は、簡易な構成で高速走行性能を損なうことなく偏摩耗を抑制し得る空気入りタイヤの提供にある。

本発明に係る空気入りタイヤは、その外面がトレッド面をなすトレッドと、それぞれが上記トレッドの端から半径方向略内向きに延びる一対のサイドウォールと、それぞれがサイドウォールの半径方向内側に位置する一対のビードと、上記トレッド及び上記サイドウォールの内側に沿って一方のビードと他方のビードとの間に架け渡されたカーカスと、上記トレッドの半径方向内側においてカーカスと積層されるベルトとを備えている。このトレッドは、半径方向内側に位置するベース層と、ベース層の半径方向外側に位置するキャップ層とを備えている。このベルトは、フォールドプライを含んでいる。このフォールドプライは、軸方向中央に位置する主部と、軸方向外側に位置して半径方向内側から外側に折り返されてる一対の折り返し部とからなっている。このフォールドプライの一対の折り返し部の軸方向内側端は、互いに離間している。このフォールドプライの一方の折り返し部の軸方向内側端と他方の折り返し部の軸方向内側端との間に、ベース層が積層されている。このベース層の架橋ゴムの硬度は、キャップ層の架橋ゴムの硬度より大きい。

好ましくは、上記ベース層の架橋ゴムのゴム硬度は、５０以上６０以下である。好ましくは、キャップ層の架橋ゴムの硬度は、３５以上４５以下である。

好ましくは、上記一方の折り返し部の軸方向内側端と他方の折り返し部の軸方向内側端との間の距離Ｗａと、トレッドの軸方向一端から他端までの距離Ｗｔとの比（Ｗａ／Ｗｔ）は、０．８３以上０．８９以下である。

好ましくは、上記内側層の軸方向の巾Ｗｂと、トレッドの軸方向一端から他端までの距離Ｗｔとの比（Ｗｂ／Ｗｔ）は、０．９４以上０．９７以下である。

本発明に係る空気入りタイヤでは、簡易な構成で、トレッドのセンター領域とショルダー領域との剛性が均一化されている。これにより、トレッドの偏摩耗が抑制されている。

図１は、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤの一部が示された断面図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１には、空気入りタイヤ２が示されている。図１において、上下方向がタイヤ２の半径方向であり、左右方向がタイヤ２の軸方向であり、紙面との垂直方向がタイヤ２の周方向である。図１において、一点鎖線ＣＬはタイヤ２の赤道面を表す。このタイヤ２の形状は、赤道面に対して対称である。図１において、実線ＢＢＬはビードベースラインを表す。このビードベースラインは、タイヤ２が装着されるリム（図示されず）のリム径（ＪＡＴＭＡ参照）を規定する線である。

このタイヤ２は、トレッド４、サイドウォール６、ビード８、カーカス１０、ベルト１２、バンド１４、インナーライナー１６及びチェーファー１８を備えている。このタイヤ２は、チューブレスタイプである。このタイヤ２は、レース用の四輪自動車に装着される。

トレッド４は、半径方向外向きに凸な形状を呈している。トレッド４は、路面と接地するトレッド面２０を形成する。このトレッド面２０には、溝は刻まれていない。このトレッド面２０に溝が刻まれて、トレッドパターンが形成されてもよい。

トレッド４は、ベース層２２とキャップ層２４とを備えている。キャップ層２４は、ベース層２２の半径方向外側に位置している。キャップ層２４は、ベース層２２に積層されている。ベース層２２は、接着性に優れた架橋ゴムからなる。ベース層２２の典型的な基材ゴムは、天然ゴムである。キャップ層２４は、耐摩耗性、耐熱性及びグリップ性に優れた架橋ゴムからなる。

図１の両矢印ｔ１は、トレッド４の厚さを示している。この厚さｔ１は、ベース層２２とキャップ層２４とを合わせた厚さを示している。レース用のタイヤでは、この厚さｔ１が一般の乗用車用タイヤに比べて小さい。トレッド４の厚みが小さいタイヤ２は、トレッド４の発熱が抑制されている。これにより、このタイヤ２は、高速耐久性に優れている。この観点から、特にレース用タイヤでは、この厚さｔ１は、５．５ｍｍ以下であり、更に好ましくは４．５ｍｍ以下である。一方で、タイヤ２の耐摩耗性の観点から、この厚さｔ１は、好ましくは、２．０ｍｍ以上であり、更に好ましくは３．０ｍｍ以上である。

サイドウォール６は、トレッド４の端から半径方向略内向きに延びている。このサイドウォール６の半径方向外側端の部分は、トレッド４と接合されている。このサイドウォール６の半径方向内側端は、ビード８の軸方向外側に位置している。サイドウォール６は、架橋ゴムからなる。サイドウォール６は、カーカス１０の損傷を防止する。

ビード８は、サイドウォール６の半径方向内側に位置している。ビード８は、コア２６と、このコア２６から半径方向外向きに延びるエイペックス２８とを備えている。コア２６は、リング状である。コア２６は、巻回された非伸縮性ワイヤーを含む。ワイヤーの典型的な材質は、スチールである。エイペックス２８は、半径方向外向きに先細りである。エイペックス２８は、高硬度な架橋ゴムからなる。

カーカス１０は、第一カーカスプライ３０及び第二カーカスプライ３２からなる。第一カーカスプライ３０及び第二カーカスプライ３２は、両側のビード８の間に架け渡されており、トレッド４及びサイドウォール６に沿っている。第一カーカスプライ３０は、コア２６の周りを、軸方向内側から外側に向かって折り返されている。この折り返しにより、第一カーカスプライ３０には、主部３０ａと折り返し部３０ｂとが形成されている。第二カーカスプライ３２は、コア２６の周りを、軸方向内側から外側に向かって折り返されている。この折り返しにより、第二カーカスプライ３２には、主部３２ａと折り返し部３２ｂとが形成されている。第一カーカスプライ３０の折り返し部３０ｂの端は、半径方向において、第二カーカスプライ３２の折り返し部３２ｂの端よりも外側に位置している。

それぞれのカーカスプライ３０、３２は、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。各コードが赤道面に対してなす角度の絶対値は、４５°から９０°、さらには７５°から９０°である。換言すれば、このカーカス１０はラジアル構造を有する。コードは、有機繊維からなる。好ましい有機繊維としては、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。カーカス１０が、１枚のカーカスプライから形成されてもよい。

ベルト１２は、カーカス１０の半径方向外側に位置している。ベルト１２は、カーカス１０と積層されている。ベルト１２は、カーカス１０を補強する。ベルト１２は、内側層３４及び外側層３６からなる。

内側層３４はバンド１４の端１４ａで半径方向内側から外側に折り返されている。この折り返しにより、内側層３４は、バンド１４の半径方向内側に位置する主部３４ａとバンド１４の半径方向外側に位置する折り返し部３４ｂとからなる。この主部３４ａの半径方向外側に、外側層３６が積層されている。この外側層３６の半径方向外側を、バンド１４が覆っている。この外側層３６の端３６ａとバンド１４の端１４ａとが、この内側層３４で包み込まれている。この内側層３４は、フォールドプライである。このタイヤ２では、ショルダー領域においてベルト１２及びバンド１４が効果的に拘束される。

図示されていないが、内側層３４及び外側層３６のそれぞれは、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。各コードは、赤道面に対して傾斜している。傾斜角度の絶対値は、通常は１０°以上３５°以下である。内側層３４のコードの赤道面に対する傾斜方向は、外側層３６のコードの赤道面に対する傾斜方向とは逆である。コードの好ましい材質は、スチールである。コードに、有機繊維が用いられてもよい。ベルト１２の軸方向幅は、タイヤ２の最大幅の０．７倍以上が好ましい。ベルト１２が、３以上の層を備えてもよい。

バンド１４は、内側層３４の主部３４ａ及び外側層３６の半径方向外側に位置している。このタイヤ２のバンド１４は、軸方向において、ベルト１２の幅と略同等の幅を有している。図示されていないが、このバンド１４は、コードとトッピングゴムとからなる。コードは、螺旋状に巻かれている。このバンド１４は、いわゆるジョイントレス構造を有する。コードは、実質的に周方向に延びている。周方向に対するコードの角度は、５°以下、さらには２°以下である。このコードによりベルト１２が拘束されるので、ベルト１２のリフティングが抑制される。コードは、有機繊維からなる。好ましい有機繊維としては、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。

ベルト１２及びバンド１４は、補強層３８を構成している。ベルト１２のみから、補強層３８が構成されてもよい。

インナーライナー１６は、カーカス１０の内側に位置している。インナーライナー１６は、カーカス１０の内周面を覆う。インナーライナー１６は、架橋ゴムからなる。インナーライナー１６には、空気遮蔽性に優れたゴムが用いられている。インナーライナー１６の典型的な基材ゴムは、ブチルゴム又はハロゲン化ブチルゴムである。インナーライナー１６は、タイヤ２の内圧を保持する。

チェーファー１８は、ビード８の近傍に位置している。タイヤ２がリムに組み込まれると、このチェーファー１８がリムと当接する。この当接により、ビード８の近傍が保護される。チェーファー１８は、布とこの布に含浸したゴムとからなる。

図１の点Ｐｔは、トレッド４の軸方向端を示している。両矢印Ｗｔは、一方の端Ｐｔから図示されない他方の端Ｐｔまでの距離を示している。この距離Ｗｔはトレッド巾である。両矢印Ｗａは、一方の折り返し部３４ｂの軸方向内側端３４ｃと、図示されない他方の折り返し部３４ｂの軸方向内側端３４ｃとの間の距離を示している。両矢印Ｗｂは、内側層３４の軸方向の巾を示している。両矢印Ｗｃは、ベース層２２の軸方向の巾を示している。この巾Ｗｔは、トレッド面２０に沿って測られる。巾Ｗａ、巾Ｗｂ及びＷｃは、図１の断面において内側層３４の折り返し部３４ｂの半径方向外周面に沿って測られる。

このタイヤ２では、一対の折り返し部３４ｂがトレッド４のショルダー領域の剛性を向上させる。このショルダー領域の剛性が向上するので、このタイヤ２は、高速走行時の直進安定性と旋回性能に優れている。この観点から、巾Ｗｔに対する巾Ｗｂの比（Ｗｂ／Ｗｔ）は、好ましくは０．９４以上であり、更に好ましくは０．９５以上である。一方で、比（Ｗｂ／Ｗｔ）が大き過ぎると、内側層３４の軸方向外側でトレッドゴムが軸方向において薄くなる。この比（Ｗｂ／Ｗｔ）が大き過ぎると、高速走行でのトレッドの耐久性を低下させる。この観点から、この比（Ｗｂ／Ｗｔ）は、好ましくは０．９７以下であり、更に好ましくは０．９６以下である。

このタイヤ２では、この高速走行時の直進安定性と旋回性能の観点から、巾Ｗｔに対する巾Ｗａの比（Ｗａ／Ｗｔ）は、好ましくは０．８９以下であり、更に好ましくは０．８７以下である。一方で、折り返し部３４ｂの巾が大きいタイヤ２は、質量が大きくなる。この観点から、この比（Ｗａ／Ｗｔ）は、好ましくは０．８３以上であり、更に好ましくは０．８５以上である。

トレッド４のベース層２２の架橋ゴムの硬度は、キャップ層２４の架橋ゴムの硬度より大きくされている。このタイヤ２では、一方の折り返し部３４ｂの内側端３４ｃから他方の折り返し部３４ｂの内側端３４ｃまでの間に、ベース層２２が積層されている。このタイヤ２では、巾Ｗａに対する巾Ｗｃの比（Ｗｃ／Ｗａ）は１．０にされている。一方の折り返し部３４ｂと他方の折り返し部３４ｂまでの間で、トレッド４の剛性が向上している。これにより、トレッド４のショルダー領域とセンター領域との剛性の差が小さくなっている。トレッド４のショルダー領域とセンター領域との摩耗量の差が小さくなる。このタイヤ２では、トレッド４の偏摩耗が抑制されている。

このトレッド４の偏摩耗を抑制する観点から、ベース層２２の架橋ゴムの硬度は、５０以上が好ましい。このベース層２２の架橋ゴムの硬度は、更に好ましくは５２以上であり、特に好ましくは５４以上である。

一方で、ベース層２２の架橋ゴムの硬度が小さいタイヤ２は、トレッド４のグリップ性能の低下を抑制する。特に、レース用のタイヤでは、トレッド４の厚さｔ１が小さいため、ベース層２２の架橋ゴムの硬度がグリップ性能に大きく影響する。この観点から、ベース層２２の架橋ゴムの硬度は、好ましくは６０以下であり、更に好ましくは５８以下であり、特に好ましくは５６以下である。

キャップ層２４は、一対の折り返し部３４ｂとベース層２２との半径方向外側に位置するため、グリップ性能に優れたゴムを使用することができる。このキャップ層２４の架橋ゴムの硬度は、４５以下が好ましい。このキャップ層２４の架橋ゴムの硬度は、更に好ましくは４３以下であり、特に好ましくは４１以下である。

一方で、キャップ層２４の架橋ゴムの硬度が大きいタイヤ２は、耐摩耗性に優れている。この観点から、このキャップ層２４の架橋ゴムの硬度は、３５以上が好ましい。このキャップ層２４の架橋ゴムの硬度は、更に好ましくは３７以上であり、特に好ましくは３９以上である。

このタイヤ２のように、レース用のタイヤでは、厚さｔ１が小さいので、ベース層２２の架橋ゴムの硬度がトレッド４の剛性に大きく寄与する。このタイヤ２は、レース用タイヤにおいて、特にトレッド４の剛性の均一化の効果を発揮し得る。また、一対の折り返し部の内側端３４ｃの間にベース層２２が積層される構成は、トレッド４の厚さｔ１を小さく抑えることができる。この一対の折り返し部の内側端３４ｃの間にベース層２２が積層されるタイヤ２は、特に、レース用のタイヤに適している。このベース層２２を備えるタイヤ２は、トレッド４の厚さｔ１が５．０ｍｍ以下のタイヤに、更には厚さｔ１が４．０ｍｍ以下のタイヤに適している。

本発明では、ゴムの硬度はＪＩＳ−Ａ硬度である。この硬度は、「ＪＩＳ−Ｋ６２５３」の規定に準拠して、２３℃の環境下で、タイプＡのデュロメータによって測定される。より詳細には、ベース層２２の架橋ゴムの硬度やキャップ層２４の架橋ゴムの硬度は、図１に示された断面にタイプＡのデュロメータが押し付けられることで測定される。

本発明では、特に言及がない限り、断面で測定される場合を除き、タイヤ２の各部材の寸法及び角度は、タイヤ２が正規リムに組み込まれ、正規内圧となるようにタイヤ２に空気が充填された状態で測定される。測定時には、タイヤ２には荷重がかけられない。本明細書において正規リムとは、タイヤ２が依拠する規格において定められたリムを意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「標準リム」、ＴＲＡ規格における「Design Rim」、及びＥＴＲＴＯ規格における「Measuring Rim」は、正規リムである。本明細書において正規内圧とは、タイヤ２が依拠する規格において定められた内圧を意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「最高空気圧」、ＴＲＡ規格における「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に掲載された「最大値」、及びＥＴＲＴＯ規格における「INFLATION PRESSURE」は、正規内圧である。乗用車用タイヤ２の場合は、内圧が１８０ｋＰａの状態で、寸法及び角度が測定される。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

［実施例１］
図１に示された基本構成を備え、下記の表１に示された仕様を備えた実施例１の空気入りタイヤを得た。このタイヤサイズは、「３３０／７１０Ｒ１７」であった。

［比較例１］
ベース層を設けず、単一の架橋ゴムからなるトレッドを備える他は、実施例１と同様にして、比較例１のタイヤを得た。

［比較例２−３］
ベース層の巾Ｗｃと離間巾Ｗａとの比を下記表１に示すようにした他は、実施例１と同様にして、比較例２−３のタイヤを得た。

［比較例４］
ベース層とキャップ層とのゴム硬度を表１に示すようにした他は、実施例１と同様にして、比較例４のタイヤを得た。

［実施例２−９］
ベース層のゴム硬度を表２に示すようにした他は、実施例１と同様にして、実施例２−９のタイヤを得た。

［実施例１０−１７］
キャップ層のゴム硬度を表３に示すようにした他は、実施例１と同様にして、実施例１０−１７のタイヤを得た。

［ラップタイム、操縦安定性及び旋回性］
タイヤを標準リムに組み込み、このタイヤに内圧が１６０ｋＰａとなるように空気を充填した。このタイヤを、排気量が３４００ｃｃであるレース用の四輪自動車に装着した。ドライバーに、この自動車をレーシングサーキットで運転させた。一周４．５ｋｍのレーシングサーキットを１０周して、その平均ラップタイムを測定した。また、ドライバーに、操縦安定性及び旋回性を官能評価させた。この結果が、１００を基準とした指数で、下記の表１から表３に示されている。この指数は、比較例１を基準の１００とした相対評価であり、数値が大きいほど好ましい。

［偏摩耗］
タイヤを標準リムに組み込み、このタイヤに内圧が１６０ｋＰａとなるように空気を充填した。このタイヤを、排気量が３４００ｃｃであるレース用の四輪自動車に装着した。レーシングサーキットを高速走行させた。距離１５０ｋｍ走行後のタイヤから切り出された断面において、トレッドゴムの最大摩耗量と最小摩耗量とが測定された。この最大摩耗量と最小摩耗量との差として偏摩耗量が求められた。その結果が、１００を基準とした指数で、下記の表１から表３に示されている。この指数は、比較例１を基準の１００とした相対評価であり、数値が大きいほど好ましい。

［総合評価］
それぞれについて、ＡからＥの５段階で総合評価がされた。この総合評価は、比較例１を基準の総合評価Ｃとし、この総合評価Ｃを基準としている。この評価は、Ａが最も優れており、Ｅが最も劣っていることを意味する。

表１から表３に示されるように、実施例のタイヤでは、比較例のタイヤに比べて評価が高い。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

以上説明された空気入りタイヤは、種々のタイヤにも適用されうる。

２・・・タイヤ
４・・・トレッド
６・・・サイドウォール
８・・・ビード
１０・・・カーカス
１２・・・ベルト
１４・・・バンド
１６・・・インナーライナー
１８・・・チェーファー
２０・・・トレッド面
２２・・・ベース層
２４・・・キャップ層
２６・・・コア
２８・・・エイペックス
３０・・・第一カーカスプライ
３２・・・第二カーカスプライ
３４・・・内側層
３６・・・外側層
３８・・・補強層

Claims (5)

1. その外面がトレッド面をなすトレッドと、それぞれが上記トレッドの端から半径方向略内向きに延びる一対のサイドウォールと、それぞれがサイドウォールの半径方向内側に位置する一対のビードと、上記トレッド及び上記サイドウォールの内側に沿って一方のビードと他方のビードとの間に架け渡されたカーカスとを備えており、
   このトレッドが半径方向内側に位置するベース層とベース層の半径方向外側に位置するキャップ層とを備えており、
   このベルトが、フォールドプライを含んでおり、このフォールドプライが軸方向中央に位置する主部と、軸方向外側に位置して半径方向内側から外側に折り返される一対の折り返し部とからなっており、
   このフォールドプライの一対の折り返し部の軸方向内側端が互いに離間しており、
   この一方の折り返し部の軸方向内側端から他方の折り返し部の軸方向内側端までの離間区間にベース層が位置しており、
   このベース層の架橋ゴムの硬度がキャップ層の架橋ゴムの硬度より大きい空気入りタイヤ。
2. 上記ベース層の架橋ゴムの硬度が５０以上６０以下である請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 上記キャップ層の架橋ゴムの硬度が３５以上４５以下である請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 上記一方の折り返し部の軸方向内側端と他方の折り返し部の軸方向内側端との間の距離Ｗａと、トレッドの軸方向一端から他端までの距離Ｗｔとの比（Ｗａ／Ｗｔ）が、０．８３以上０．８９以下である請求項１から３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 上記内側層の軸方向の巾Ｗｂと、トレッドの軸方向一端から他端までの距離Ｗｔとの比（Ｗｂ／Ｗｔ）が、０．９４以上０．９７以下である請求項１から４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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