JP2014189050A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤ質量を増大させることなく、高速耐久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】左右一対のビード部３間にカーカス層４を装架すると共に、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側にベルト層７を配置し、かつビード部３で折り返したカーカス層４の折り返し部４ｂの端末４ｃをベルト層７とカーカス層４の本体部４ａとの間に配置した偏平率６０％以上の空気入りタイヤにおいて、カーカス層４の本体部４ａと折り返し部４ｂの端末４ｃとの間にゴム補填層９を介在させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、偏平率が６０％以上の空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、タイヤ質量を増大させることなく、高速耐久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。

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。その対策の一つとして、タイヤを構成する部材（例えば、カーカス層）の使用量を減らして軽量化を図ることが挙げられる。一方で、未舗装路を走行する機会の多いタイヤでは、サイドカット等に対する耐久性を得るために、サイドウォール部を補強することが求められる。

例えば、特許文献１は、カーカス層の折り返し部の端末をベルト層とカーカス層の本体部との間に配置した空気入りタイヤを提案している。この構造であれば、サイドウォール部ではカーカス層を２層設けた場合と同等の耐久性を得ることが出来る一方で、カーカス層を２層有するタイヤよりもタイヤ重量を軽量化することが出来る。

しかしながら、この構造を高偏平率のタイヤに適用する場合、高偏平率のタイヤは加硫時のカーカスリフト率が大きく、加硫時にカーカスコートゴムが薄くなる傾向にあるため、加硫後のタイヤにおいて、カーカス層の本体部のカーカスコードと折り返し部のカーカスコードとが接触し、高速耐久性が悪化するという問題がある。

特開２００７−１５０７２８号公報

本発明の目的は、タイヤ質量を増大させることなく、高速耐久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、左右一対のビード部間にカーカス層を装架すると共に、トレッド部における該カーカス層の外周側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部の端末を前記ベルト層と前記カーカス層の本体部との間に配置した偏平率６０％以上の空気入りタイヤであって、前記カーカス層の本体部と折り返し部の端末との間にゴム補填層を介在させたことを特徴とする。

本発明では、カーカス層の本体部と折り返し部の端末との間にゴム補填層が介在しているので、加硫時のリフトによってカーカスコートゴムが薄くなっても、ゴム補填層によりカーカスコードのコード間距離が確保される。これにより、カーカス層の折り返し部の端末において自由端末になっているカーカスコードの端末がカーカス層の本体部と接触することを確実に防ぐことが出来、高速耐久性を向上することが出来る。

本発明においては、ゴム補填層の５０％伸長時のモジュラスが０．５ＭＰａ〜４．０ＭＰａであることが好ましい。このようにゴム補填層を低モジュラスのゴムから構成することで、リフト時にカーカス層の本体部と折り返し部との隙間を埋めるように変形するようになるため、エア溜まりに起因する加硫故障の発生を抑制することが出来る。

本発明においては、カーカス層を構成するカーカスコードを被覆するカーカスコートゴムの５０％伸長時のモジュラスとゴム補填層を構成するゴムの５０％伸長時のモジュラスとの差が１．０ＭＰａ以下であることが好ましい。これにより、カーカスコートゴムのリフト時に薄くなった分を同等の物性のゴムによって補うことが出来るため、より効果的に高速耐久性を向上することが出来る。

本発明においては、ゴム補填層のタイヤ幅方向内側端末をカーカス層の折り返し部の端末よりもタイヤ幅方向内側へ５ｍｍ〜１０ｍｍの位置に配置し、且つ、ゴム補填層の幅をカーカス層の折り返し部とベルト層とのラップ長の１倍〜４倍にすることが好ましい。これにより、カーカス層の折り返し部の端末だけでなく、タイヤにおいてリフトによるゴムゲージの減少が顕著であるショルダー部を広くカバーすることが出来るため、カーカス層の本体部と折り返し部との接触を効果的に防ぎ、高速耐久性をより向上することが出来る。

本発明においては、ゴム補填層を設けた部分におけるカーカス層の本体部のカーカスコードとカーカス層の折り返し部のカーカスコードとのコード間距離が０．２ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲であることが好ましい。これにより、カーカス層の本体部のカーカスコードとカーカス層の折り返し部のカーカスコードとが接触することを確実に防止することが出来、より効果的に高速耐久性を向上することが出来る。

尚、本発明において、５０％伸長時のモジュラスとは、ＪＩＳ Ｋ６２５１に準拠して３号型ダンベル試験片を用い、引張り速度５００ｍｍ／分、温度２３℃，１００℃の各条件で測定した値である。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの子午線半断面図である。 図１の要部を拡大して示す断面図である。

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、Ｅはタイヤ赤道線である。この空気入りタイヤは、偏平率６０％以上の高偏平率タイヤである。左右一対のビード部３間には１層のカーカス層４が装架されている。このカーカス層４は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コード（カーカスコード）を含み、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折り返されている。また、ビードコア５の外周上にはビードフィラー６が配置され、このビードフィラー６がカーカス層４の本体部４ａと折り返し部４ｂとにより包み込まれている。更に、カーカス層４の折り返し部４ｂの端末４ｃは、カーカス層４の本体部４ａと後述のベルト層７との間に配置されている。

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。更に、ベルト層７の外周側にはタイヤ周方向に配向する補強コードを含むベルト補強層８が設けられている。ベルト補強層８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５°以下、より好ましくは、３°以下に設定されている。尚、これらベルト層７及びベルト補強層８の具体的な構造は、上述の基本構造に限定されるものではない。

本発明では、カーカス層４の本体部４ａと折り返し部４ｂの端末４ｃとの間にゴム補填層９が介在している。図２に拡大して示すように、ゴム補強層９は、そのタイヤ幅方向内側端末９ａがカーカス層４の折り返し部４ｂの端末４ｃよりもタイヤ幅方向内側に位置すると共に、そのタイヤ幅方向外側端末９ｂがカーカス層４の折り返し部４ｂの端末４ｃよりもタイヤ幅方向外側に位置するように配置され、カーカス層４の折り返し部４ｂの端末４ｃをカバーするようになっている。

上述のように、本発明の空気入りタイヤは、偏平率６０％以上の高偏平率タイヤであり、このような高偏平率タイヤは加硫成型時のリフト率が例えば１６０％以上と高いため、加硫成型時のリフトによってカーカスコードを被覆するカーカスコートゴムが伸び、そのゴムゲージが薄くなる傾向にある。特に、タイヤショルダー部において、このリフトによるゴムゲージの減少が顕著である。そのため、上述のようにカーカス層４の折り返し部４ｂの端末４ｃがカーカス層４の本体部４ａとベルト層７との間に配置されると（即ち、折り返し部４ｂの端末４ｃがリフトによるゴムゲージの減少が顕著なショルダー部まで達するカーカス構造であると）、折り返し部４ｂの端末４ｃにおいて自由端末になっているカーカスコードの端末がカーカス層４の本体部４ａのカーカスコードと接触し易くなり、高速耐久性が悪化する。

これに対して、本発明では、上述のようにカーカス層４の本体部４ａと折り返し部４ｂの端末４ｃとの間にゴム補填層９が介在しているので、カーカスコートゴムのゴムゲージが減少しても、ゴム補填層９によりカーカスコードのコード間距離が確保することが出来、高速耐久性を向上することが出来る。特に、ゴム補強層９は上述のようにカーカス層４の折り返し部４ｂの端末４ｃをカバーするので、カーカス層４の折り返し部４ｂの端末４ｃ（カーカスコードの自由端末）がカーカス層４の本体部４ａと接触することを効果的に防ぎ、高速耐久性を向上することが出来る。

尚、上述のリフト率とは、加硫成型の前後での拡径の程度を数値化したものであり、具体的には、加硫成型の前後で拡径しないビードコア５の下部における径に対する加硫成型の前後で最も拡径するタイヤ赤道線Ｅの下部における径の比である。

ゴム補填層９を構成するゴムとしては、５０％伸長時のモジュラスが０．５ＭＰａ〜４．０ＭＰａであるものを用いることが好ましい。このようにゴム補填層９を低モジュラスのゴムから構成することで、リフト時にゴム補填層９がカーカス層４の本体部４ａと折り返し部４ｂとの隙間を埋めるように変形し易くなり、エア溜まりに起因する加硫故障の発生を抑制することが出来る。ゴム補填層９を構成するゴムの５０％伸長時のモジュラスが０．５ＭＰａより小さいと、ゴム補填層９が柔らか過ぎるため、カーカス層４の本体部４ａと折り返し部４ｂの端末４ｃとの接触を充分に防ぐことが出来ない。ゴム補填層９を構成するゴムの５０％伸長時のモジュラスが４．０ＭＰａより大きいと、ゴム補強層９が硬くなり過ぎ、加硫成型時にゴム補強層９とカーカス層４（本体部４ａ及び折り返し部４ｂ）やベルト層９との間にエア溜まりが発生して、加硫故障が発生し易くなる。

特に、ゴム補填層９は、カーカス層４を構成するカーカスコードを被覆するカーカスコートゴムと同等の物性を有するゴムから構成することが好ましい。具体的には、カーカスコートゴムの５０％伸長時のモジュラスとゴム補填層９を構成するゴムの５０％伸長時のモジュラスとの差の絶対値が１．０ＭＰａ以下であることが好ましい。これにより、リフトによって薄くなったカーカスコートゴムを同等の物性のゴム補填層により補うことが出来るので、より効果的に高速耐久性を向上することが出来る。

ゴム補填層９は、少なくともカーカス層４の折り返し部４ｂの端末４ｃをカバーしていれば良いが、好ましくは、図２に示すように、ゴム補填層９のタイヤ幅方向内側端末９ａをカーカス層４の折り返し部４ｂの端末４ｃよりもタイヤ幅方向内側へ５ｍｍ〜１０ｍｍの位置に配置すると良い。言い換えれば、ゴム補填層９のタイヤ幅方向内側端末９ａとカーカス層の折り返し部４ｂの端末４ｃとの距離Ｌが５ｍｍ〜１０ｍｍであると良い。同時に、ゴム補填層９の幅Ｗを、カーカス層４の折り返し部４ｂとベルト層７とのラップ長ｗの１倍〜４倍にすると良い。これにより、ゴム補填層９によりカーカス層４の折り返し部４ｂの端末４ｃとその周囲（特に、ゴムゲージの減少が顕著であるタイヤショルダー部）を充分にカバーすることが出来るので、高速耐久性の改善効果を高めることが出来る。

このとき、距離Ｌが５ｍｍより小さいと、カーカス層４の折り返し部４ｂの端末４ｃがゴム補填層９のタイヤ幅方向内側端末端９ａに近付き、タイヤショルダー部を充分にカバーすることが出来ないため、高速耐久性の更なる改善が見込めない。距離Ｌが１０ｍｍより大きいと、ゴム補填層９の幅を大きくしなければカーカス層４の折り返し部４ｂの端末４ｃをカバーすることが出来なくなる。即ち、ゴム補填層９の量が増大するため、タイヤ軽量化の観点から好ましくない。

また、ゴム補填層９の幅Ｗがラップ長ｗの１倍より小さいと、タイヤショルダー部を充分にカバーすることが出来ないため、高速耐久性の更なる改善が見込めない。ゴム補填層９の幅Ｗがラップ長ｗの４倍より大きいと、ゴム補填層９の量が増大するため、タイヤ軽量化の観点から好ましくない。

尚、距離Ｌとは、ゴム補填層９のタイヤ幅方向内側端末９ａとカーカス層４の折り返し部４ｂの端末４ｃとのタイヤ幅方向の間隔である。一方、ゴム補填層９の幅Ｗは、ゴム補填層９のタイヤ幅方向内側端末９ａとタイヤ幅方向外側端末９ｂとの間のペリフェリ長さである。また、ラップ長ｗは、カーカス層４の折り返し部４ｂの端末４ｃとベルト層のタイヤ幅方向外側端末７ｅから引いた垂線がカーカス層４の折り返し部４ｂと交わる点との間のペリフェリ長さである。

本発明において、ゴム補填層９は、例えば押し出し成形されたシート材をカーカス層４の本体部４ａと折り返し部４ｂとの層間に挟み込むようにして設けることが出来る。但し、加硫成型後のタイヤにおけるゴム補填層９はリフトによって薄くなるので、シート材を用いる場合に、カーカス層４の本体部４ａと折り返し部４ｂの端末４ｃとの接触を効果的に防ぐには、リフトによってゴムゲージが薄くなることを見越してシート材の厚さを設定することが好ましい。具体的には、加硫成型後のタイヤにおいて、ゴム補填層９を設けた部分におけるカーカス層４の本体部４ａのカーカスコードとカーカス層４の折り返し部４ｂのカーカスコードとのコード間距離が０．２ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲であることが好ましい。

これにより、ゴム補填層９によってカーカス層４の本体部４ａと折り返し部４ｂとの間隔を充分に広く確保できるので、カーカス層４の本体部４ａと折り返し部４ｂとの接触を効果的に防ぎ、高速耐久性を効果的に高めることが出来る。このコード間距離が０．２ｍｍより小さいと、カーカス層４の本体部４ａと折り返し部４ｂとの間隔が充分に広く確保できないため、高速耐久性の更なる改善効果が見込めない。このコード間距離が２．０ｍｍより大きいと、ゴム補填層９の量が増大することになるため、タイヤ軽量化の観点から好ましくない。

尚、本発明において、コード間距離とは、カーカス層４の本体部４ａのカーカスコードとカーカス層４の折り返し部４ｂのカーカスコードとの中で、ゴム補填層９を設けた部分において最も接近する二者間の距離である。

例えば、ゴム補填層９をシート材から構成する場合、シート材の厚さを０．３ｍｍ〜３．０ｍｍにすることが好ましい。この厚さであると、リフト率が１６０％のときに、加硫成型後のタイヤにおけるコード間距離を上述の範囲にすることが出来る。尚、ゴム補填層９はシート材以外の材料から構成しても良く、その場合も、加硫成型後のタイヤにおけるコード間距離が上述の範囲を満たすように加硫成型前のゴム補填層９やその材料の厚さを設定すれば良い。

タイヤサイズが２２５／７０Ｒ１６であり、図１，２に示す子午線断面構造を有する空気入りタイヤにおいて、ゴム補填層の有無、ゴム補填層を構成するゴムの５０％伸長時のモジュラス、ゴム補填層を構成するゴムの５０％伸長時のモジュラスとカーカスコートゴムの５０％伸長時のモジュラスとの差（モジュラス差）、ゴム補填層のタイヤ幅方向内側端末とカーカス層の折り返し部の端末との距離Ｌ、カーカス層の折り返し部とベルト層とのラップ量に対するゴム補填層の幅（Ｗ／ｗ）、ゴム補填層を設けた部分におけるカーカス層の本体部のカーカスコードとカーカス層の折り返し部のカーカスコードとのコード間距離をそれぞれ表１のように設定した従来例１、実施例１〜１３の１４種類の空気入りタイヤを作製した。

尚、これら１４種類の空気入りタイヤにおいて、カーカスコートゴムの５０％伸長時のモジュラスはいずれも３．２ＭＰａで共通である。

これら１４種類の空気入りタイヤについて、下記の評価方法により、高速耐久性およびタイヤ質量を評価し、その結果を表１に併せて示した。

高速耐久性
各試験タイヤをリムサイズ１６×６．５のホイールに装着し、空気圧を２３０ｋＰａにしてＪＩＳ Ｄ４２３０に準拠する室内ドラム試験機（ドラム径１７０７ｍｍ）に取付け、速度８１ｋｍ／ｈの条件で、ＪＡＴＭＡで規定された空気圧条件に対応する荷重の８８％を負荷し、１２０分間ならし走行した。次に３時間以上放冷した後、空気圧を２１０ｋＰａに再調整し、１２１ｋｍ／ｈの速度から試験を開始し、３０分毎に８ｋｍ／ｈずつ段階的に速度を上昇させ故障が発生するまで走行させ、タイヤ故障が起きるまでの走行距離を測定した。評価結果は、従来例１を１００とする指数で示した。この指数値が大きいほど、高速耐久性が優れることを意味する。特に、指数値が１０５以上のものが高速耐久性が高く好ましい。

タイヤ質量
各試験タイヤの質量を測定した。評価結果は、従来例１を１００とする指数にて示した。この指数値が小さいほどタイヤ質量が小さいことを意味する。指数値が１０２以下であれば従来程度のタイヤ質量を維持しており許容されるが、特に、指数値が１０１以下であることが好ましい。

表１から明らかなように、実施例１〜１３はいずれも従来レベルのタイヤ質量を維持しながら高速耐久性を向上した。特に、ゴム補填層のモジュラスが好ましい範囲内の実施例２〜４、ゴム補填層のタイヤ幅方向内側端末とカーカス層の折り返し部の端末との距離Ｌ及びカーカス層の折り返し部とベルト層とのラップ量に対するゴム補填層の幅（Ｗ／ｗ）が共に好ましい範囲内の実施例７，８、カーカス層の本体部のカーカスコードとカーカス層の折り返し部のカーカスコードとのコード間距離が好ましい範囲の実施例１１，１２はタイヤ質量をより効果的に維持しながら高速耐久性を大幅に向上した。

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
４ａ 本体部
４ｂ 折り返し部
４ｃ 折り返し部の端末
５ ビードコア
６ ビードフィラー
７ ベルト層
８ ベルト補強層
９ ゴム補填層
９ａ タイヤ幅方向内側端末
９ｂ タイヤ幅方向外側端末
Ｅ タイヤ赤道線

Claims (5)

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、トレッド部における該カーカス層の外周側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部の端末を前記ベルト層と前記カーカス層の本体部との間に配置した偏平率６０％以上の空気入りタイヤであって、前記カーカス層の本体部と折り返し部の端末との間にゴム補填層を介在させたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記ゴム補填層の５０％伸長時のモジュラスが０．５ＭＰａ〜４．０ＭＰａであることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記カーカス層を構成するカーカスコードを被覆するカーカスコートゴムの５０％伸長時のモジュラスと前記ゴム補填層を構成するゴムの５０％伸長時のモジュラスとの差の絶対値が１．０ＭＰａ以下である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. 前記ゴム補填層のタイヤ幅方向内側端末を前記カーカス層の折り返し部の端末よりもタイヤ幅方向内側へ５ｍｍ〜１０ｍｍの位置に配置し、且つ、前記ゴム補填層の幅を前記カーカス層の折り返し部と前記ベルト層とのラップ長の１倍〜４倍にしたことを特徴とする請求項１，２又は３に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記ゴム補填層を設けた部分における前記カーカス層の本体部のカーカスコードと前記カーカス層の折り返し部のカーカスコードとのコード間距離が０．２ｍｍ〜２．０ｍｍの範囲である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。

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