JP2014019397A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 耐カット性を向上すると共に、操縦安定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】 一対のビード部３，３間に少なくとも１層のカーカス層４を装架し、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側に複数層のベルト層７を配置した空気入りタイヤにおいて、サイドウォール部２にタイヤ子午線断面にて凹凸形状をなしてタイヤ周方向に延在する複数本のプロテクター１１を形成すると共に、プロテクター１１の外表面に沿って有機繊維からなる補強層１２を設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、未舗装路走行用タイヤとして好適な空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、耐カット性を向上すると共に、操縦安定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。

未舗装路を走行するための空気入りタイヤは、サイドウォール部に損傷を受け易い。そのため、このような用途で使用される空気入りタイヤにおいては、サイドウォール部に複数本の補強コードを含む補強層をカーカス層に沿うように埋設することにより、岩や鋭利な石等との接触によるサイドカットを防止し、そのサイドカットに起因するパンクを防止することが提案されている（特許文献１参照）。

しかしながら、サイドウォール部において、上述のような補強層をカーカス層に沿うようにタイヤ内部に埋設した場合、補強層に基づく耐カット性の改善効果を必ずしも十分に発揮することができず、しかも補強層の追加によりタイヤのバネ特性が変化するため操縦安定性が悪化するという問題がある。特に、未舗装路を走行する際には、路面をしっかりと捉えるために空気入りタイヤが柔軟に変形することが求められるが、補強層の追加はサイドウォール部を剛直にし、路面に対する追従性を損なわせる要因となる。

特開平７−２９０９１１号公報

本発明の目的は、耐カット性を向上すると共に、操縦安定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、一対のビード部間に少なくとも１層のカーカス層を装架し、トレッド部におけるカーカス層の外周側に複数層のベルト層を配置した空気入りタイヤにおいて、サイドウォール部にタイヤ子午線断面にて凹凸形状をなしてタイヤ周方向に延在する複数本のプロテクターを形成すると共に、前記プロテクターの外表面に沿って有機繊維からなる補強層を設けたことを特徴とするものである。

本発明では、有機繊維からなる補強層を、カーカス層に沿うようにタイヤ内部に埋設するのではなく、サイドウォール部に形成されたプロテクターの外表面に沿って配置するので、補強層に基づく保護効果を最大限に活かして耐カット性を向上することができる。そのため、岩や鋭利な石等との接触によるサイドカットを効果的に防止し、そのサイドカットに起因するパンクを効果的に防止することができる。

また、補強層をプロテクターの表層に配置してカーカス層とは分離し、かつプロテクターの外表面に沿って起伏させることにより、補強層自体にはテンションが掛からないようにするので、補強層を追加しても空気入りタイヤのバネ特性を実質的に変化させることはない。そのため、従来のようにカーカス層に沿って補強層を埋設した場合に比べて操縦安定性を向上することができる。特に、未舗装路を走行する際には、路面をしっかりと捉えて優れた操縦安定性を発揮することが可能になる。

本発明において、プロテクターはタイヤ子午線断面にて波形状をなすことが好ましい。また、プロテクターの外表面から補強層までの距離は０ｍｍ〜３ｍｍとすることが好ましい。このようにプロテクターに適切な形状を与え、補強層を適切に配置することにより、耐カット性と操縦安定性をより高いレベルで向上することができる。

補強層はプロテクターのタイヤ子午線断面でのプロファイルラインの７０％〜１３０％の範囲に配置することが好ましい。これにより、耐カット性の改善効果を十分に発揮することができる。

プロテクターの高さは５ｍｍ〜１０ｍｍとし、プロテクターのピッチは５ｍｍ〜１５ｍｍとすることが好ましい。これにより、プロテクターに基づく保護効果を十分に確保し、耐カット性の改善効果を十分に発揮することができる。

補強層は有機繊維の簾織物又は平織物から構成することが好ましい。補強層は有機繊維の簾織物又は平織物から構成した場合、プロテクターの外表面に沿った形状を有する補強層を容易に形成することができる。一方、補強層をスチール素材から構成した場合、スチール素材の曲げ剛性が高過ぎるため、プロテクターの外表面に沿った形状を有する補強層を形成することが困難になる。

補強層を有機繊維の簾織物から構成する場合、簾織物の縦糸となる有機繊維コードのタイヤ径方向に対する傾斜角度は０°〜８０°とすることが好ましい。これにより、耐カット性の改善効果を十分に発揮することができる。

本発明において、各種寸法はタイヤを正規リムにリム組して正規内圧を充填した状態にて測定されるものである。「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”、或いはＥＴＲＴＯであれば“Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ Ｒｉｍ”とする。「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 ＲＯＡＤ ＬＩＭＩＴＳ ＡＴ ＶＡＲＩＯＵＳ ＣＯＬＤ ＩＮＦＬＡＴＩＯＮ ＰＲＥＳＳＵＲＥＳ”に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば“ＩＮＦＬＡＴＩＯＮ ＰＲＥＳＳＵＲＥ”であるが、タイヤが乗用車である場合には１８０ｋＰａとする。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線半断面図である。 図１の空気入りタイヤのプロテクターを示す拡大断面図である。 図１の空気入りタイヤのプロテクターの外表面に沿って形成された補強層を示す拡大断面図である。 図１の空気入りタイヤのサイドウォール部を示す側面図である。 従来の空気入りタイヤを示す子午線半断面図である。

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〜図４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。なお、本実施形態の空気入りタイヤは、図１においてタイヤ中心線ＣＬを境界とする片側部分が描写されているが、そのタイヤ中心線ＣＬの両側で対称構造を有している。また、Ｒは上記空気入りタイヤが組み付けられるホイールのリムである。

図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤは、タイヤ周方向に延在して環状をなすトレッド部１と、該トレッド部１の両側に配置された一対のサイドウォール部２と、これらサイドウォール部２のタイヤ径方向内側に配置された一対のビード部３とを備えている。

一対のビード部３，３間には２層のカーカス層４が装架されている。これらカーカス層４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み、その補強コードが層間で互いに交差するように配置されている。カーカス層４において、補強コードのタイヤ径方向に対する傾斜角度は例えば２°〜２０°の範囲に設定されている。カーカス層４は各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に巻き上げられている。カーカス層４の補強コードとしては、有機繊維コードが好ましく使用される。ビードコア５の外周上には断面三角形状のゴム組成物からなるビードフィラー６が配置されている。

一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層のベルト層７が埋設されている。これらベルト層７はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コードを含み、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。ベルト層７において、補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は例えば１０°〜４０°の範囲に設定されている。ベルト層７の補強コードとしては、スチールコードが好ましく使用される。ベルト層７の外周側には、高速耐久性の向上を目的として、補強コードをタイヤ周方向に対して５°以下の角度で配列してなる少なくとも１層のベルトカバー層８が配置されている。ベルトカバー層８は少なくとも１本の補強コードを引き揃えてゴム被覆してなるストリップ材をタイヤ周方向に連続的に巻回したジョイントレス構造とすることが望ましい。また、ベルトカバー層８はベルト層７の幅方向の全域を覆うように配置しても良く、或いは、ベルト層７の幅方向外側のエッジ部のみを覆うように配置しても良い。ベルトカバー層８の補強コードとしては、ナイロンやアラミド等の有機繊維コードが好ましく使用される。

なお、上述したタイヤ内部構造は空気入りタイヤにおける代表的な例を示すものであるが、これに限定されるものではない。また、トレッド部１にはトラクションや排水を担持するための複数本の溝が適宜形成される。

上記空気入りタイヤにおいて、図１〜図４に示すように、サイドウォール部２にはタイヤ子午線断面にて凹凸形状をなしてタイヤ周方向に延在する複数本のプロテクター１１が形成されている。より具体的には、プロテクター１１はタイヤ子午線断面において波形状を形成しつつタイヤ周方向に沿って環状に連続している。更に、プロテクター１１の表層には、その起伏した外表面に沿って有機繊維からなる補強層１２が配置されている。この補強層１２は有機繊維からなる簾織物又は平織物からなる補強材を含み、その補強材をコートゴムで被覆した構造を有している。

上記空気入りタイヤでは、有機繊維からなる補強層１２を、カーカス層４に沿うようにタイヤ内部に埋設するのではなく、サイドウォール部２に形成されたプロテクター１１の外表面に沿って配置するので、補強層１２に基づく保護効果を最大限に活かして耐カット性を向上することができる。そのため、岩や鋭利な石等との接触によるサイドカットを効果的に防止し、そのサイドカットに起因するパンクを効果的に防止することができる。

また、補強層１２をプロテクター１１の表層に配置してカーカス層４とは分離すると共に、プロテクター１１の外表面に沿って起伏させることにより、補強層１２自体にはテンションが掛からないようにするので、補強層１２を追加しても空気入りタイヤのバネ特性を実質的に変化させることはない。

これに対して、従来のようにサイドウォール部２においてカーカス層４に沿って補強層２２を埋設した場合（図５参照）、空気入りタイヤのバネ特性が大きく変化し、補強層２２を備えていない場合に比べてサイドウォール部２が剛直になり、路面に対する追従性を損なわれることになる。

つまり、図１に示すように、補強層１２をプロテクター１１の表層に配置してカーカス層４とは分離し、かつプロテクター１１の外表面に沿って起伏させることにより、従来のようにカーカス層４に沿って補強層１２を埋設した場合に比べて操縦安定性を向上することができる。特に、未舗装路を走行する際には、路面をしっかりと捉えて優れた操縦安定性を発揮することが可能になる。

上記空気入りタイヤにおいて、補強層１２はプロテクター１１のタイヤ子午線断面でのプロファイルラインの７０％〜１３０％の範囲に配置すると良い。これにより、耐カット性の改善効果を十分に発揮することができる。補強層１２の配置領域がプロテクター１１のプロファイルラインの７０％未満であると耐カット性の改善効果が低下する。また、補強層１２をプロテクター１１のプロファイルラインの１３０％を超える範囲に配置しても、それ以上の耐カット性の改善効果は期待できず、むしろ補強層１２が空気入りタイヤの撓み領域に配置されることに起因して補強層１２に剥離を生じ易くなる。なお、図１の実施形態は補強層１２の配置領域をプロテクター１１のプロファイルラインの１００％に設定したものである。

ここで、プロテクター１１の配置領域は必ずしも限定されるものではないが、サイドウォール部２の保護効果を十分に確保するために、そのタイヤ径方向外端位置をタイヤ断面高さの８０％〜９０％の範囲に設定し、そのタイヤ径方向内端位置をタイヤ断面高さの５０％〜６０％の範囲に設定すると良い。

図２に示すように、プロテクター１１の高さＨは５ｍｍ〜１０ｍｍとし、プロテクター１１のピッチＰは５ｍｍ〜１５ｍｍであると良い。これにより、プロテクター１１に基づく保護効果を十分に確保し、耐カット性の改善効果を十分に発揮することができる。プロテクター１１の高さＨが５ｍｍ未満であるとサイドウォール部２の保護効果が低下し、逆に１０ｍｍを超えると重量増加が顕著になる。また、プロテクター１１のピッチＰが５ｍｍ未満であると各プロテクター１１の剛性が低下するためサイドウォール部２の保護効果が低下し、逆に１５ｍｍであるとプロテクター１１の相互間隔が大きくなるためサイドウォール部２の保護効果が低下する。

図３に示すように、プロテクター１１の外表面から補強層１２までの距離Ｔは０ｍｍ〜３ｍｍとするのが良い。ここで、補強層１２は有機繊維コード１２ａとコートゴム１２ｂとから構成されているが、距離Ｔはプロテクター１１の外表面から補強層１２のコートゴム１２ｂまでの距離を意味する。図３の実施形態は補強層１２の外側に耐候性に優れた表面ゴム層１３を積層したものであるが、この場合、Ｔ＞０ｍｍとなる。また、補強層１２をプロテクター１１の最外層とした場合、Ｔ＝０ｍｍとなる。いずれにしても、補強層１２はプロテクター１１の外表面と近接した位置に配置され、プロテクター１１の外表面に沿って起伏した構造となる。このようにプロテクター１１に適切な形状を与える一方で、その外表面に沿って補強層１２を適切に配置することにより、耐カット性と操縦安定性をより高いレベルで向上することができる。プロテクター１１の外表面から補強層１２までの距離Ｔが３ｍｍを超えると耐カット性の改善効果が低下し、また、補強層１２にテンションが掛かり易くなるため操縦安定性の改善効果が低下する。

補強層１２は有機繊維の簾織物又は平織物から構成すると良く、この場合、プロテクター１１の外表面に沿った形状を有する補強層１２を容易に形成することができる。補強層１２を有機繊維の簾織物から構成する場合、図４に示すように、簾織物の縦糸となる有機繊維コード１２ｂのタイヤ径方向に対する傾斜角度θを０°〜８０°の範囲、より好ましくは、２０°〜４０°の範囲に設定すると良い。これにより、耐カット性の改善効果を十分に発揮することができる。有機繊維コード１２ｂのタイヤ径方向に対する傾斜角度θが８０°を超えると、有機繊維コード１２ｂの延長方向とプロテクター１１の延長方向とが平行に近付くため耐カット性の改善効果が低下する。

補強層１２に使用される有機繊維コードとしては、ナイロン繊維コード、ポリエステル繊維コード、アラミド繊維コード等が挙げられるが、特に高強度かつ高弾性率であるアラミド繊維コードを使用することが望ましい。また、アラミド繊維コードの総繊度は３０００ｄｔｅｘ〜４０００ｄｔｅｘの範囲に設定すると良い。このような総繊度を有するアラミド繊維コードは上述した補強層１２の補強材として好適である。また、補強層１２を構成するアラミド繊維コードの打ち込み密度は２５本／５０ｍｍ〜５５本／５０ｍｍとすることが好ましい。これにより、耐カット性の改善効果を十分に得ることができる。

上述した実施形態の空気入りタイヤでは、カーカス層を２層構造とし、これらカーカス層を補強コードが層間で互いに交差するように配置したものであるが、このようなカーカス構造は剛性が高く未舗装路走行時やレース等の競技において有効である。但し、本発明は上述のようなバイアス構造を有する空気入りタイヤのみならず、カーカス層を単層構造とし、そのカーカス層を補強コードがタイヤ径方向に延長するように配置したラジアル構造を有する空気入りタイヤに適用することも可能である。いずれにしても、上記空気入りタイヤは、未舗装路走行用、競技用、四輪車用として好適である。

タイヤサイズ２０５／６５Ｒ１５で、一対のビード部間に２層のカーカス層を装架し、トレッド部におけるカーカス層の外周側に２層のベルト層を配置し、該ベルト層の外周側に２層のベルトカバー層を配置した空気入りタイヤにおいて、図１のようにサイドウォール部にタイヤ子午線断面にて凹凸形状（波形状）をなしてタイヤ周方向に延在する複数本のプロテクターを形成すると共に、プロテクターの外表面に沿って有機繊維の簾織物からなる補強層を設け、プロテクターの外表面から補強層までの距離Ｔ、簾織物の縦糸となる有機繊維コードのタイヤ径方向に対する傾斜角度θを表１のように設定した実施例１〜７のタイヤを製作した。

実施例１〜７において、補強層はプロテクターのタイヤ子午線断面でのプロファイルラインの１００％の範囲に配置した。また、プロテクターの高さは８ｍｍとし、プロテクターのピッチは１０ｍｍとした。更に、補強層の簾織物にはアラミド繊維コード（１６７０ｄｔｅｘ／２）を２９本／５０ｍｍの打ち込み密度で配列したものを使用した。

比較のため、上記と同様のプロテクターを備えた空気入りタイヤにおいて、サイドウォール部に上記と同様の有機繊維の簾織物からなる補強層をカーカス層と当接するように埋設し、その補強層をタイヤ子午線断面にて円弧状に形成した従来例のタイヤを用意した。従来例において、プロテクターの外表面から補強層までの最短距離を１０ｍｍとした。

また、上記と同様のプロテクターを備えた空気入りタイヤにおいて、サイドウォール部におけるプロテクターとカーカス層との間に上記と同様の有機繊維の簾織物からなる補強層を埋設し、その補強層をタイヤ子午線断面にて円弧状に形成した比較例のタイヤを用意した。比較例において、プロテクターの外表面から補強層までの最短距離を５ｍｍとした。

各試験タイヤにおいて、カーカス層としては６６ナイロン繊維コード（１４００ｄｔｅｘ／２）を５５本／５０ｍｍの打ち込み密度で配列したものを使用し、ベルト層としてはスチールコード（２＋２×０．２５ｍｍ）を４０本／５０ｍｍの打ち込み密度で配列したものを使用し、ベルトカバー層としては６６ナイロン繊維コード（９４０ｄｔｅｘ／２）を５０本／５０ｍｍの打ち込み密度で配列したものを使用した。

これら試験タイヤについて、下記の評価方法により、耐カット性、操縦安定性、走行タイムを評価し、その結果を表１に併せて示した。

即ち、各試験タイヤをリムサイズ１５×６．５ＪＪのホイールに組み付けて過給器付きエンジンを搭載した排気量２０００ｃｃの四輪駆動車に装着し、空気圧２００ｋＰａの条件にて、岩や鋭利な石が散在する周回３ｋｍのオフロードのテストコースにおいて、テストドライバーによる１０周の走行試験を実施した。

耐カット性：
耐カット性については、上記走行試験後、タイヤのサイドウォール部の損傷度合いを調べ、各タイヤについて２０ｍｍ以上に成長した傷の長さの総和を求めた。評価結果は、測定値の逆数を用い、従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど耐カット性が優れていることを意味する。

操縦安定性：
操縦安定性については、上記走行試験を通してテストドライバーによる官能評価を行った。評価結果は、従来例を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：
上記走行試験での走行タイムを従来例を１００とする指数にて示した。この指数値が小さいほど走行タイムが短いことを意味する。

表１から判るように、実施例１〜７のタイヤは、従来例との対比において、耐カット性が優れており、しかも操縦安定性が良好であるため走行タイムが短縮されていた。一方、比較例のタイヤは、補強層をカーカス層から分離させているもののカーカス層に沿うように円弧状に配置しているため、耐カット性の改善効果が得られず、また操縦安定性の改善効果も得られないため走行タイムの短縮も達成されなかった。

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 ビードフィラー
７ ベルト層
８ ベルトカバー層
１１ プロテクター
１２ 補強層

Claims (7)

1. 一対のビード部間に少なくとも１層のカーカス層を装架し、トレッド部におけるカーカス層の外周側に複数層のベルト層を配置した空気入りタイヤにおいて、サイドウォール部にタイヤ子午線断面にて凹凸形状をなしてタイヤ周方向に延在する複数本のプロテクターを形成すると共に、前記プロテクターの外表面に沿って有機繊維からなる補強層を設けたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記プロテクターがタイヤ子午線断面にて波形状をなすことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記プロテクターの外表面から前記補強層までの距離を０ｍｍ〜３ｍｍとしたことを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記プロテクターのタイヤ子午線断面でのプロファイルラインの７０％〜１３０％の範囲に前記補強層を配置したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記プロテクターの高さを５ｍｍ〜１０ｍｍとし、前記プロテクターのピッチを５ｍｍ〜１５ｍｍとしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記補強層を前記有機繊維の簾織物又は平織物から構成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
7. 前記補強層を前記有機繊維の簾織物から構成し、該簾織物の縦糸となる有機繊維コードのタイヤ径方向に対する傾斜角度を０°〜８０°としたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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