JP2014172582A - 空気入りタイヤ - Google Patents

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Abstract

【課題】乗り心地性能を維持しつつ高速耐久性能を向上させた空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】カーカス6とベルト層7とバンド層とを有し、車両への装着の向きが指定された空気入りタイヤである。バンド層9は、第1のモジュラスM1を有する第1のバンドコード20cからなる第1部分20と、第1のモジュラスM1よりも大きい第2のモジュラスM2を有する第2のバンドコード30cからなる第2部分30とからなる。第1部分20は、車両内側に位置し、第2部分30は、第1部分20よりも車両外側に位置する。第1部分20のバンドプライの枚数は、第2部分のバンドプライの枚数よりも大である。
【選択図】図2

Description

本発明は、乗り心地性能を維持しつつ、高速耐久性能を向上させた空気入りタイヤに関する。
近年、ラジアルタイヤにおいて、ベルト層のタイヤ半径方向外側に、バンド層を設けた空気入りタイヤが提案されている。バンド層は、タイヤ周方向に対して実質的に平行に配列された有機繊維コードを有している。バンド層は、高速走行時、ベルト層のリフティングを抑え、タイヤの高速耐久性能を向上させる。
近年の車両の高性能化に伴い、タイヤの高速耐久性のさらなる向上が求められている。この目的のために、モジュラスが大きい有機繊維コードを用いたバンド層が提案されている。
しかしながら、モジュラスが大きい有機繊維コードを具えたバンド層は、タイヤの乗り心地性能を低下させる。
下記特許文献1は、トレッド部の中央部と端部とで、モジュラスが異なるバンドコードを持つバンド層が記載されている。このようなバンド層は、高いモジュラスのバンドコードでトレッド部の補強を得る。また、このようなバンド層は、低いモジュラスのバンドコードで乗り心地性能の向上を期待している。
特開2009−137495号公報
しかしながら、特許文献1に記載されている空気入りタイヤであっても、乗り心地性能と高速耐久性能との両立については十分でなく、さらなる改善の余地があった。
本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、車両への装着の向きが指定された空気入りタイヤにおいて、車両内側と車両外側とにおいて、バンドプライの枚数及びバンドコードのモジュラスを異ならせることを基本として、乗り心地性能を維持しつつ高速耐久性能を向上させた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へてビード部に至るカーカスと、このカーカスのタイヤ半径方向外側かつトレッド部の内部に配され、かつ、ベルトコードがタイヤ周方向に対して15〜40°の角度で傾けられた少なくとも1枚のベルトプライからなるベルト層と、前記ベルト層のタイヤ半径方向外側に配され、かつ、バンドコードをタイヤ周方向に対して5°以下の角度で配列したバンドプライからなるバンド層とを有し、しかも、車両への装着の向きが指定された空気入りタイヤであって、前記バンド層は、第1のモジュラスM1を有する第1のバンドコードからなる第1部分と、前記第1のモジュラスM1よりも大きい第2のモジュラスM2を有する第2のバンドコードからなる第2部分とからなり、前記第1部分は、タイヤが車両に装着されたときに、車両内側に位置し、前記第2部分は、前記第1部分よりも車両外側に位置し、前記第1部分の前記バンドプライの枚数は、前記第2部分の前記バンドプライの枚数よりも大であることを特徴とする。
また、請求項2記載の発明は、前記第2のモジュラスM2と前記第1のモジュラスM1との比M2/M1が、1.2〜7.0である請求項1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、前記第2のモジュラスM2は、42.0〜77.0cN/dtexであり、前記第1のモジュラスM1は、17.0〜21.5cN/dtexである請求項1又は2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、前記第2のバンドコードは、アラミド繊維コードであり、前記第1のバンドコードは、ナイロン繊維コードである請求項1乃至3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、前記第2部分の前記バンドプライの枚数は1であり、前記第1部分の前記バンドプライの枚数は2である請求項1乃至4のいずれか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、前記第2部分のタイヤ軸方向の幅W2は、前記第1部分のタイヤ軸方向の幅W1よりも小さい請求項1乃至5のいず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、前記第2部分の前記バンドプライのエンズは、前記第1部分の前記バンドプライのエンズと同一である請求項1乃至6のいずれか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、前記トレッド部は、タイヤ赤道の両側かつタイヤ軸方向の最もトレッド接地端側でタイヤ周方向に連続してのびる一対のショルダー主溝が設けられることにより、該ショルダー主溝のタイヤ軸方向外側に一対のショルダー陸部が区分され、車両装着時、タイヤ赤道よりも車両外側の前記トレッド部のランド比は、タイヤ赤道よりも車両内側の前記トレッド部のランド比よりも大きく、車両装着時、車両外側に配される外側ショルダー陸部のタイヤ軸方向の幅W3は、車両内側に配される内側ショルダー陸部のタイヤ軸方向の幅W4よりも大きい請求項1乃至7のいずれかに記載の空気入りタイヤである。
本発明の空気入りタイヤのバンド層は、第1のモジュラスを有する第1のバンドコードからなる第1部分と、第1のモジュラスよりも大きい第2のモジュラスを有する第2のバンドコードからなる第2部分とからなる。また、第1部分は、タイヤが車両に装着されたときに、車両内側に位置し、第2部分は、第1部分よりも車両外側に位置する。
バンドコードの高モジュラス化は、バンドプライの枚数増加に比べて、高速耐久性の向上効果が大きい。従って、本発明のバンド層は、高速旋回時に大きな接地圧が作用するトレッド部の車両外側での拘束力を高め、高速耐久性能を向上させる。また、多くの車両は、ネガティブキャンバーを有する。このため、直進時には、トレッド部の車両内側が主として接地する。従って、車両外側のバンドコードを高モジュラス化しても、直進時の乗り心地性能への影響は小さい。
また、本発明の空気入りタイヤのバンド層は、前記第1部分のバンドプライの枚数が、前記第2部分のバンドプライの枚数よりも大である。バンドプライの枚数の増加は、バンドコードの高モジュラス化に比べて、乗り心地性能の悪化が少ない。上述の通り、直進時には、トレッド部の車両内側が主として接地する。従って、第1部分のバンドプライの枚数増加は、乗り心地性能の悪化を抑えつつ、高速耐久性能を高める。
従って、本発明のタイヤは、乗り心地性能が維持されつつ、高速耐久性能が向上する。
本発明の一実施形態を示す空気入りタイヤの子午線断面図である。 ベルトコード及びバンドコードの傾斜方向を示す展開図である。 図1のトレッド部の展開図である。 他の実施形態のトレッド部の展開図である。 他の実施形態のトレッド部の展開図である。
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は、本実施形態の空気入りタイヤ(以下、単に「タイヤ」ということがある)1の正規状態におけるタイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面図である。本実施形態のタイヤ1は、例えば、乗用車用のラジアルタイヤとして好適に使用される。
前記「正規状態」とは、タイヤ1が、正規リム(図示省略)にリム組みされ、かつ、正規内圧が充填された無負荷の状態である。以下、特に言及しない場合、タイヤの各部の寸法等はこの正規状態で測定された値である。
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" である。
前記「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" である。
本発明の空気入りタイヤ1は、車両への装着の向きが指定されている。図1では、タイヤの左側が、車両装着時に車両の外側となる。本明細書では、タイヤが車両に装着されたとき、相対的なものとして、車両の外側に位置する側が「車両外側」であり、車両の内側に位置する側が「車両内側」である。
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の内部に配されるベルト層7と、ベルト層7のタイヤ半径方向外側に配されるバンド層9とを有する。
カーカス6は、例えば、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、本体部6aと折返し部6bとを有する。本体部6a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に至るトロイド状である。折返し部6bは、本体部6aに連なりビードコア5の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されている。
カーカスプライ6Aには、例えば、ナイロン、ポリエステル、芳香族ポリアミド、又はレーヨンなどの有機繊維からなるカーカスコードが採用されている。カーカスコードは、例えば、タイヤ赤道Cに対して70〜90°の角度で配列されている。
ベルト層7は、タイヤ半径方向内側及び外側のベルトプライ10、11で形成されている。内側ベルトプライ10及び外側ベルトプライ11は、タイヤ半径方向で重ね合わされている。ベルト層7のタイヤ軸方向両側の外端7e、7eは、トレッド接地端Teよりもタイヤ軸方向外側に位置する。
「トレッド接地端Te」は、前記正規状態のタイヤ1に正規荷重が負荷されキャンバー角0°で平面に接地したときの最もタイヤ軸方向外側の接地位置である。
「正規荷重」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荷重であり、JATMAであれば "最大負荷能力" 、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 "LOAD CAPACITY" である。
図2には、ベルトコード及びバンドコードの傾斜方向を示す展開図が示される。図2に示されるように、内側ベルトプライ10のベルトコード10cと外側ベルトプライ11のベルトコード11cとは、互いに交差する向きに傾斜している。ベルトコード10c、11cには、例えば、スチールコードが採用される。
バンド層9は、複数枚のバンドプライ12で形成される。バンドプライ12は、バンドコード12cがタイヤ周方向に対して5°以下の角度で配列されている。本実施形態のバンドプライ12は、バンドコード12cをトッピングゴムで被覆した帯状プライが、ベルト層7の外側に螺旋状に巻き付けられることにより形成されている。
バンドコード12cには、例えば、ナイロン、レーヨン、PEN、アラミドなどの有機繊維コードが採用される。また、バンドプライの幅5cm当たりのバンドコード12cの打ち込み本数であるエンズは、例えば、35〜45本/5cmである。
バンド層9は、第1部分20と第2部分30とからなる。第1部分20は、第1のモジュラスM1を有する第1のバンドコード20cからなる。第2部分30は、第1のモジュラスM1よりも大きい第2のモジュラスM2を有する第2のバンドコード30cからなる。
本明細書において、モジュラスは、コードの単位太さ(dtex)当たりの引張り強さ(cN)を意味する。
本実施形態の第1部分20と第2部分30とは、タイヤ赤道Cで互いに区分されている。
第1部分20は、タイヤが車両に装着されたときに、車両内側に位置し、第2部分30は、第1部分20よりも車両外側に位置する。即ち、バンドコードのモジュラスが大きい第2部分30が、第1部分20よりも車両外側に位置する。
バンドコードの高モジュラス化は、バンドプライの枚数増加に比べて、高速耐久性の向上効果が大きい。従って、本発明のバンド層9は、高速旋回時に大きな接地圧が作用するトレッド部2の車両外側での拘束力を高め、高速耐久性能を向上させる。また、多くの車両は、ネガティブキャンバーを有する。このため、直進時には、トレッド部2の車両内側が主として接地する。従って、車両外側のバンドコードを高モジュラス化しても、直進時の乗り心地性能への影響は小さい。
第2のモジュラスM2と第1のモジュラスM1との比M2/M1は、好ましくは1.2以上、より好ましくは2.0以上であり、好ましくは7.0以下、より好ましくは6.0以下である。前記比M2/M1が1.2より小さい場合、高速耐久性の向上効果が十分に期待できないおそれがある。逆に、前記比M2/M1が7.0より大きい場合、トレッド部2に大きな剛性段差が生じ、タイヤの耐久性が低下するおそれがある。
第2のモジュラスM2は、好ましくは42.0cN/dtex以上、より好ましくは55.0cN/dtex以上であり、好ましくは77.0cN/dtex以下、より好ましくは65.0cN/dtex以下である。このようなモジュラスにより、第2部分30は、乗り心地性能を維持しつつより優れた高速耐久性能を発揮する。
第1のモジュラスM1は、好ましくは17.0cN/dtex以上、より好ましくは18.5cN/dtex以上であり、好ましくは21.5cN/dtex以下、より好ましくは20.0cN/dtex以下である。第1のモジュラスM1が17.0cN/dtexよりも小さい場合、高速耐久性能及び操縦安定性能が低下するおそれがある。逆に、第1のモジュラスM1が21.5cN/dtexよりも大きい場合、乗り心地性能が悪化するおそれがある。
第1部分20のバンドプライの枚数は、第2部分30のバンドプライの枚数よりも大である。バンドプライの枚数の増加は、バンドコードの高モジュラス化に比べて、乗り心地性能の悪化が少ない。上述の通り、直進時には、トレッド部2の車両内側が主として接地する。従って、第1部分20のバンドプライの枚数増加は、乗り心地性能の悪化を抑えつつ、高速耐久性能を高める。
第1部分20と第2部分30とのバンドプライの枚数差は、1〜2枚であるのが望ましい。前記枚数差が2より大きい場合、トレッド部2に大きな剛性段差が生じ、乗り心地性能及び操縦安定性能が低下するおそれがある。
本実施形態の第1部分20は、タイヤ半径方向内外に重ね合わされた第1外側バンドプライ22及び第1内側バンドプライ23で形成されている。
第1外側バンドプライ22は、タイヤ赤道Cからベルト層7の車両内側の外端7iまでのびている。第1外側バンドプライ22は、タイヤ赤道Cから車両内側のベルト層7全体を被覆している。
第1内側バンドプライ23は、第1外側バンドプライ22のタイヤ半径方向内側に配されている。第1内側バンドプライ23は、内側ベルトプライ10の車両内側の外端10i及び外側ベルトプライ11の車両内側の外端11iを被覆する。
第1内側バンドプライ23のタイヤ軸方向の幅W5は、好ましくはトレッド接地幅TWの0.20倍以上、より好ましくは0.23倍以上であり、好ましくは0.30倍以下、より好ましくは0.27倍以下である。このような第1内側バンドプライ23は、トレッド部2の車両内側の剛性を過度に大きくすることなく、内側ベルトプライ10及び外側ベルトプライ11の端部からの損傷を抑制する。
トレッド接地幅TWとは、前記正規状態でのトレッド接地端Te、Teの間のタイヤ軸方向の距離である。
第2部分30は、1枚の第2バンドプライ31からなる。第2バンドプライ31は、タイヤ赤道Cからベルト層7の車両外側の外端7oを越えた位置までのびる。第2バンドプライ31は、タイヤ赤道Cから車両外側のベルト層7全体を被覆する。
第1部分20と第2部分30との境界33は、車両内側又は外側に偏っていても良い。また、第1部分20と第2部分30とは離間しても良い。
図1に示されるように、第2部分30のタイヤ軸方向の幅W2は、第1部分20のタイヤ軸方向の幅W1よりも小さく形成されても良い。第2部分30の前記幅W2が第1部分20の前記幅W1よりも大きい場合、相対的にモジュラスが大きいバンドコードの量が増加し、乗り心地性能が低下するおそれがある。
乗り心地性能をさらに向上させる観点から、第2部分30のタイヤ軸方向の幅W2と第1部分20のタイヤ軸方向の幅W1との比W2/W1は、好ましくは0.90以下、より好ましく0.70以下である。逆に、前記比W2/W1が小さくなると、トレッド部2の車両外側の耐久性が低下するおそれがある。このため、前記比W2/W1は、好ましくは0.20以上、より好ましくは0.50以上である。
第2部分30のバンドプライのエンズは、第1部分20のバンドプライのエンズと同一であるのが望ましい。このようなバンド層9は、タイヤのユニフォミティを向上させ、かつ、タイヤの生産性を向上させる。
図3には、本実施形態の空気入りタイヤ1のトレッド部2の展開図が示される。図3に示されるトレッド部2の左側が、車両装着時に車両外側となる。
トレッド部2には、一対のショルダー主溝13、13と、一対のセンター主溝14、14とが設けられる。ショルダー主溝13は、タイヤ赤道Cの両側かつタイヤ軸方向の最もトレッド接地端Te側でタイヤ周方向に連続してのびている。センター主溝14は、ショルダー主溝13、13間かつタイヤ赤道Cの両側をタイヤ周方向に連続してのびている。
トレッド部2は、ショルダー主溝13のタイヤ軸方向外側に一対のショルダー陸部15、15と、ショルダー主溝13とセンター主溝14との間のミドル陸部16、16と、一対のセンター主溝14、14の間のセンター陸部17とに区分されている。
トレッド部2の車両外側のパターン剛性が大きい場合、高速耐久性は向上する。このため、車両装着時、タイヤ赤道Cよりも車両外側のトレッド部2のランド比L2は、タイヤ赤道Cよりも車両内側のトレッド部2のランド比L1よりも大きいのが望ましい。これにより、優れた高速耐久性能が発揮される。本明細書において、「ランド比」とは、全ての溝を埋めた状態で測定されるトレッド部2の全接地面積に対する、実際のトレッド部2の合計接地面積の割合である。
タイヤ赤道Cよりも車両外側のトレッド部2のランド比L2と、タイヤ赤道Cよりも車両内側のトレッド部2のランド比L1との比L2/L1は、好ましくは1.03以上、より好ましくは1.05以上であり、好ましくは1.20以下、より好ましくは1.15以下である。前記比L2/L1が1.03より小さいと、上述の効果が得られないおそれがある。逆に、前記比L2/L1が1.15より大きいと、トレッド部2の車両内側で偏摩耗が発生するおそれがある。
同様の観点から、車両外側に配される外側ショルダー陸部15Aのタイヤ軸方向の幅W4は、車両内側に配される内側ショルダー陸部15Bのタイヤ軸方向の幅W3のよりも大きいのが望ましい。このようなショルダー陸部15は、優れた高速耐久性能を発揮する。
外側ショルダー陸部15Aの前記幅W4と、内側ショルダー陸部15Bの前記幅W3との比W4/W3は、好ましくは1.05以上、より好ましくは1.07以上であり、好ましくは1.25以下、より好ましくは1.20以下である。このようなショルダー陸部15は、乗り心地性能を維持しつつ、優れた高速耐久性能を発揮する。
以上、本発明の空気入りタイヤについて詳細に説明したが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく、種々の態様に変更して実施される。
図1の構造を有し、かつ、図3乃至図5のいずれかのトレッドパターンを有するサイズ205/55R16の空気入りタイヤが、表1の仕様に基づき試作され、乗り心地性能及び高速耐久性能がテストされた。各タイヤの共通仕様やテスト方法は、以下の通りである。
装着リム:16×6.5JJ
タイヤ内圧:230kPa
テスト車両:前輪駆動車、排気量2000cc
タイヤ装着位置:全輪
<乗り心地性能>
前記テスト車両でドライアスファルト路面の周回テストコースを走行したときの乗り心地性能が、ドライバーの官能により評価された。結果は、比較例1を60点とする評点であり、数値が大きい程乗り心地性能が優れていることを示す。
<高速耐久性(車両外側)>
前記テスト車両で前記テストコースを走行し、トレッド部の車両外側に損傷が発生するまでの周回数が測定された。結果は、比較例1の周回数を100とする指数であり、数値が大きいほど、トレッド部の車両外側の高速耐久性能に優れていることを示す。
<高速耐久性(車両内側)>
テストタイヤを−3°のキャンバー角度でドラム試験機に設置し、60km/hの速度で走行させ、トレッド部の車両内側に損傷が発生するまでの走行距離が測定された。結果は、比較例1の走行距離を100とする指数であり、数値が大きいほど、トレッド部の車両内側の高速耐久性能に優れていることを示す。
テストの結果が表1に示される。
Figure 2014172582
Figure 2014172582
テストの結果、実施例のタイヤは、比較例に比べ、乗り心地性能及び高速耐久性能が向上していることが確認できる。
1 タイヤ
2 トレッド部
3 サイドウォール部
4 ビード部
6 カーカス
7 ベルト層
9 バンド層
10e 外端部
10 ベルトプライ
10 各ベルトプライ
11e 外端部
11 ベルトプライ
12 バンドプライ
20 第1部分
20c 第1のバンドコード
30 第2部分
30c 第2のバンドコード

Claims (8)

  1. トレッド部からサイドウォール部をへてビード部に至るカーカスと、
    このカーカスのタイヤ半径方向外側かつトレッド部の内部に配され、かつ、ベルトコードがタイヤ周方向に対して15〜40°の角度で傾けられた少なくとも1枚のベルトプライからなるベルト層と、
    前記ベルト層のタイヤ半径方向外側に配され、かつ、バンドコードをタイヤ周方向に対して5°以下の角度で配列したバンドプライからなるバンド層とを有し、
    しかも、車両への装着の向きが指定された空気入りタイヤであって、
    前記バンド層は、第1のモジュラスM1を有する第1のバンドコードからなる第1部分と、前記第1のモジュラスM1よりも大きい第2のモジュラスM2を有する第2のバンドコードからなる第2部分とからなり、
    前記第1部分は、タイヤが車両に装着されたときに、車両内側に位置し、前記第2部分は、前記第1部分よりも車両外側に位置し、
    前記第1部分の前記バンドプライの枚数は、前記第2部分の前記バンドプライの枚数よりも大であることを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 前記第2のモジュラスM2と前記第1のモジュラスM1との比M2/M1が、1.2〜7.0である請求項1記載の空気入りタイヤ。
  3. 前記第2のモジュラスM2は、42.0〜77.0cN/dtexであり、
    前記第1のモジュラスM1は、17.0〜21.5cN/dtexである請求項1又は2記載の空気入りタイヤ。
  4. 前記第2のバンドコードは、アラミド繊維コードであり、
    前記第1のバンドコードは、ナイロン繊維コードである請求項1乃至3記載の空気入りタイヤ。
  5. 前記第2部分の前記バンドプライの枚数は1であり、
    前記第1部分の前記バンドプライの枚数は2である請求項1乃至4のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  6. 前記第2部分のタイヤ軸方向の幅W2は、前記第1部分のタイヤ軸方向の幅W1よりも小さい請求項1乃至5のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  7. 前記第2部分の前記バンドプライのエンズは、前記第1部分の前記バンドプライのエンズと同一である請求項1乃至6のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  8. 前記トレッド部は、タイヤ赤道の両側かつタイヤ軸方向の最もトレッド接地端側でタイヤ周方向に連続してのびる一対のショルダー主溝が設けられることにより、該ショルダー主溝のタイヤ軸方向外側に一対のショルダー陸部が区分され、
    車両装着時、タイヤ赤道よりも車両外側の前記トレッド部のランド比は、タイヤ赤道よりも車両内側の前記トレッド部のランド比よりも大きく、
    車両装着時、車両外側に配される外側ショルダー陸部のタイヤ軸方向の幅W4は、車両内側に配される内側ショルダー陸部のタイヤ軸方向の幅W3よりも大きい請求項1乃至7のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
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