JP2014213802A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】高速耐久性を維持しながら耐偏摩耗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】車両に対する装着方向が指定された空気入りタイヤにおいて、ベルト層８のタイヤ幅方向両端部のうち車両装着外側の端部を覆う外側ベルト補強層１２に含まれる補強コード１３のタイヤ周方向に対する角度θ２を、ベルト層８のタイヤ幅方向両端部のうち車両装着内側の端部を覆う内側ベルト補強層１０に含まれる補強コード１１のタイヤ周方向に対する角度θ１よりも大きくする。
【選択図】図２

Description

本発明は、車両に対する装着方向が指定された空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、高速耐久性を維持しながら耐偏摩耗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。

従来、高速走行用の空気入りタイヤでは、高速走行時の遠心力によるベルト層両端部のせり上がりによる剥離故障を防止するため、ベルト層の外周の少なくともタイヤ幅方向両端部にタイヤ周方向に略０度の角度で補強コードを螺旋状に連続巻回するベルト補強層を設けるようにしている（例えば、特許文献１参照）。このようなベルト補強層の設置により、遠心力によるベルト層のせり上がりを抑制するため、高速耐久性能を向上することが出来る。

一方で、車両の高速安定性の追及に伴い、車両に大きなネガティブキャンバーが設定されるようになっている。しかしながら、このように大きなネガティブキャンバーが設定されたタイヤでは、車両装着時に車両内側となる側の接地圧が局部的に上昇することになり、車両内側に偏摩耗が生じ易くなるという問題がある。

特開２０１２−０９１６８５号公報

本発明の目的は、高速耐久性を維持しながら耐偏摩耗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、車両に対する装着方向が指定され、トレッド部におけるベルト層の外周に該ベルト層のタイヤ幅方向両端部を覆うベルト補強層を設けた空気入りタイヤにおいて、前記ベルト層のタイヤ幅方向両端部のうち車両装着外側の端部を覆う外側ベルト補強層に含まれる補強コードのタイヤ周方向に対する角度が、前記ベルト層のタイヤ幅方向両端部のうち車両装着内側の端部を覆う内側ベルト補強層に含まれる補強コードのタイヤ周方向に対する角度よりも大きいことを特徴とする。

本発明では、上述のように、外側ベルト補強層の補強コードのタイヤ周方向に対する角度を内側ベルト補強層の補強コードのタイヤ周方向に対する角度よりも大きくしているので、車両装着内側と車両装着外側とでベルト補強層による締め付け力を異ならせて、トレッド部の車両装着外側の接地領域を路面に対して接地し易くすることが出来る。そのため、タイヤの接地圧がタイヤの接地面全体にわたって均一化され、偏摩耗が抑制されるので、耐偏摩耗性を向上することが出来る。その一方で、外側ベルト補強層及び内側ベルト補強層の締め付け力は一方の側で小さいながらも、ベルト層端部のせり上がり防止するのに充分なだけ得られるので、高速耐久性を維持することが可能になる。

本発明では、内側ベルト補強層に含まれる補強コードのタイヤ周方向に対する角度が０°〜５°であると共に、外側ベルト補強層に含まれる補強コードのタイヤ周方向に対する角度が５°〜４０°であることが好ましい。このように各層の補強コードの角度を設定することで、優れた高速耐久性を維持しながら耐偏摩耗性を向上することが可能になり、これら性能を高度に両立することが可能になる。

本発明では、トレッド部の車両装着外側の接地領域での溝面積比率がトレッド部の車両装着内側の接地領域での溝面積比率よりも小さいことが好ましい。このように溝面積比率を設定することで、上述のベルト補強層の構造によりトレッド部の剛性が車両装着内側よりも車両装着外側で相対的に小さくなる傾向にあっても、トレッド面の剛性が車両装着内側よりも車両装着外側で相対的に大きくすることができ、タイヤの剛性をバランス化することが出来る。

尚、本発明において、接地領域とはタイヤが基づく規格（ＪＡＴＭＡ、ＴＲＡ、ＥＴＲＴＯ等）にてタイヤ毎に規定される最大負荷能力に対応する空気圧をタイヤに充填して静止した状態で平板上に垂直に置き、最大負荷能力の８０％に相当する荷重を負荷させたときの平板上に形成される接地面におけるタイヤ幅方向の最大直線距離（タイヤ接地幅）に相当するタイヤ幅方向の領域をいう。また、トレッド部の車両装着外側の接地領域での溝面積比率とは、トレッド部の車両装着外側の接地領域の総面積に対するトレッド部の車両装着外側の接地領域に含まれる溝部の総面積の百分率（％）であり、トレッド部の車両装着内側の接地領域での溝面積比率とは、トレッド部の車両装着内側の接地領域の総面積に対するトレッド部の車両装着内側の接地領域に含まれる溝部の総面積の百分率（％）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。 本発明の別の実施形態からなる空気入りタイヤの図２に対応する断面図であ 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、ＣＬはタイヤ中心線である。この空気入りタイヤは車両に対する装着方向が指定されており、ＩＮはタイヤを車両に装着したときに車両に対してタイヤ中心線ＣＬよりも内側になる側（以下、車両装着内側という）を示し、ＯＵＴはタイヤを車両に装着したときに車両に対してタイヤ中心線ＣＬよりも外側になる側（以下、車両装着外側という）を示している。左右一対のビード部３間にはカーカス層４が装架されている。このカーカス層４は、各ビード部３に配置されたビードコア６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６の外周上にはビードフィラー７が配置され、このビードフィラー７がカーカス層４の本体部と折り返し部とにより包み込まれている。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（図１では２層）のベルト層８が埋設されている。更に、ベルト層８の外周側には後述の内側ベルト補強層１０及び外側ベルト補強層１２が設けられている。

図２に例示するように、カーカスコード５はタイヤ径方向に延びる複数本の補強コード５（カーカスコード５）を含んでいる。カーカスコード５のタイヤ周方向に対する傾斜角度αは、例えば９０°±５°に設定されている。一方、各ベルト層８は、タイヤ周方向に対して傾斜する複数本の補強コード９（ベルトコード９）を含んでいる。このベルトコード９としては、例えばスチールコードを用いることが出来る。ベルトコード９は、複数層設けられたベルト層８の層間で互いに交差するように配置されている。これらベルト層８において、ベルトコード９のタイヤ周方向に対する傾斜角度βは例えば１０°〜４０°の範囲に設定されている。

本発明は、このような一般的な空気入りタイヤに適用されるが、その断面構造は上述の基本構造に限定されるものではない。

図１，２に例示するように、ベルト層８の外周側には内側ベルト層１０及び外側ベルト層１２が設けられている。内側ベルト層１０は、車両装着内側（図のＩＮ側）に配置される。この内側ベルト補強層１０はタイヤ周方向に配向する補強コード１１を含む。この補強コード１１としては、例えば、ナイロン繊維コード、ポリエステル繊維コード、芳香族ポリアミド繊維コード、レーヨン繊維コード等の有機繊維コードが用いられる。同様に、外側ベルト補強層１２は、車両装着外側（図のＯＵＴ側）に配置される。この外側ベルト補強層１２はタイヤ周方向に配向する補強コード１３を含む。この補強コード１３としては、例えば、ナイロン繊維コード、ポリエステル繊維コード、芳香族ポリアミド繊維コード、レーヨン繊維コード等の有機繊維コードが用いられる。内側ベルト補強層１０を構成する補強コード１１と外側ベルト補強層１２を構成する補強コード１３とは同じであっても異なっていても良い。

これら内側ベルト補強層１０と外側ベルト補強層１２とを構成する補強コード１１，１３は、共にタイヤ周方向に配向するものであるが、そのタイヤ周方向に対する傾斜角度が異なっている。具体的には、外側ベルト補強層１２に含まれる補強コード１３のタイヤ周方向に対する角度θ２が、内側ベルト補強層１０に含まれる補強コード１１のタイヤ周方向に対する角度θ１よりも大きくなっている。即ち、これら角度がθ１＜θ２の大小関係になっている。

このように角度θ１と角度θ２との大小関係を設定することで、外側ベルト補強層１２によるベルト層端部に対する締め付け力が内側ベルト補強層１０によるベルト層端部に対する締め付け力よりも小さくなる。そのため、高速走行時における遠心力によりタイヤの車両装着外側（図のＯＵＴ側）がタイヤの車両装着内側（図のＩＮ側）よりも膨径し易くなる。これにより、ネガティブキャンバーが設定されたときであっても、車両装着外側（図のＯＵＴ側）の接地領域が路面に対して接地し易くなる。従って、タイヤの幅方向全域が均等に接地することが可能になり、タイヤの接地圧がタイヤの幅方向全域に亘って均一化され、偏摩耗が抑制される。即ち、耐偏摩耗性を向上することが出来る。その一方で、ベルト層８のタイヤ幅方向両端部に外側ベルト補強層１２及び内側ベルト補強層１０を配置しているので、外側ベルト補強層１２の側で締め付け力が小さいとしても、ベルト層８の端部のせり上がり防止の効果は少なくとも得られるため、高速耐久性を維持することが可能になる。

このとき、角度θ１と角度θ２との大小関係が逆転すると、上述の理想的な接地形状が得られない。即ち、角度θ１と角度θ２とがθ１＞θ２の大小関係であると、高速走行時における遠心力によりタイヤの車両装着内側（図のＩＮ側）がタイヤの車両装着外側（図のＯＵＴ側）よりも膨径し易くなり、ネガティブキャンバーが設定されたときに、車両装着外側（図のＯＵＴ側）の接地領域を路面に対して接地し易くする効果が得られないので、接地圧を均一化して偏摩耗を抑制することが出来ない。

角度θ１と角度θ２とは、上述の大小関係を満たしていれば良いが、好ましくは、内側ベルト補強層１０に含まれる補強コード１１のタイヤ周方向に対する角度θ１が０°〜５°であると共に、前記外側ベルト補強層に含まれる補強コードのタイヤ周方向に対する角度が５°〜４０°であると良い。より好ましくは、角度θ１を０°〜３°にする一方で、角度θ２を２０°〜３５°にすると良い。

このように角度θ１，θ２の範囲を設定することで、内側ベルト補強層１０及び外側ベルト補強層１２のそれぞれの締め付け力を適切な範囲に収めることが出来、優れた高速耐久性を維持しながら耐偏摩耗性を向上することが可能になる。即ち、これら性能を高度に両立することが可能になる。

このとき、角度θ１が５°よりも大きいと、車両装着内側（図のＩＮ側）において充分な締め付け力が得られず、高速耐久性を向上する効果が充分に見込めない。また、角度θ２が５°よりも小さいと、車両装着外側（図のＯＵＴ側）において締め付け力を充分に抑えることが出来ないため、耐偏摩耗性を向上する効果が充分に得られない。角度θ２が４０°より大きいと、車両装着内側（図のＩＮ側）における締め付け力が低くなり過ぎるため、高速耐久性を維持する効果が充分に見込めない。

外側ベルト補強層１２を構成する補強コード１３の傾斜方向は特に限定されないが、好ましくは、外側ベルト補強層１２を構成する補強コード１３が、タイヤ径方向最外側に位置するベルト層８の補強コード９と交差する方向に配向していると良い。このように補強コード１３と補強コード９とを交差させることで剛性向上が見込めるため、外側ベルト補強層１２による締め付け力が相対的に低くても、高速耐久性を補うことが出来る。尚、内側ベルト補強層１０を構成する補強コード１１は略タイヤ周方向に配向しているため、その傾斜方向は特に限定されない。但し、内側ベルト補強層１０を構成する補強コード１１に比較的大きな角度を持たせる場合は、外側ベルト補強層１２を構成する補強コード１３と同様に、内側ベルト補強層１０を構成する補強コード１１をタイヤ径方向最外側に位置するベルト層８の補強コード９と交差する方向に配向させると良い。

図２に例示する実施形態では、内側ベルト補強層１０及び外側ベルト補強層１２は、それぞれベルト層８のタイヤ幅方向端部を局所的に覆っているが、これら内側ベルト補強層１０及び外側ベルト補強層１２の幅は特に限定されない。即ち、図３に例示するように、内側ベルト補強層１０及び外側ベルト補強層１２がそれぞれベルト層８のタイヤ幅方向端部からタイヤ中心線ＣＬまでを覆い、これら内側ベルト補強層１０及び外側ベルト補強層１２でベルト層８の全域を覆うようにしても良い。尚、図２のように、内側ベルト補強層１０及び外側ベルト補強層１２がベルト層８のタイヤ幅方向端部のみを覆い、ベルト層８のタイヤ幅方向中央領域には内側ベルト補強層１０及び外側ベルト補強層１２のいずれも配置されない構造の場合、内側ベルト補強層１０及び外側ベルト補強層１２の幅は最大幅を有するベルト層８の幅の１０％〜２０％の範囲であることが好ましい。

このように内側ベルト補強層１０及び外側ベルト補強層１２を設けていれば、タイヤのトレッドパターンは特に限定されないが、好ましくは、トレッド部１の車両装着外側（図のＯＵＴ側）の接地領域での溝面積比率がトレッド部１の車両装着内側（図のＩＮ側）の接地領域での溝面積比率よりも小さくなるようにすると良い。本発明のタイヤでは、上述のように外側ベルト補強層１２の補強コード１３がタイヤ周方向に対して大きく傾斜しているためトレッド部１の剛性が車両装着内側（図のＩＮ側）よりも車両装着外側（図のＯＵＴ側）で相対的に小さくなる傾向にあるが、このように溝面積比率を設定することで、トレッド部１の表面の剛性を車両装着内側（図のＩＮ側）よりも車両装着外側（図のＯＵＴ側）で相対的に大きくすることが出来、タイヤの剛性をバランス化することが出来る。従って、耐偏摩耗性と高速耐久性とをより高度に両立することが可能になる。

このとき、車両装着内側（図のＩＮ側）と車両装着外側（図のＯＵＴ側）の溝面積比率の大小関係が逆転すると、車両装着内側（図のＩＮ側）と車両装着外側（図のＯＵＴ側）との相対的な剛性差が拡がることになるため、耐偏摩耗性と高速耐久性とを高度に両立する効果が充分に見込めなくなる。

車両装着内側（図のＩＮ側）の溝面積比率や車両装着外側（図のＯＵＴ側）の溝面積比率の具体的な範囲は、個々のタイヤに応じて、要求される性能やトレッドパターンのデザイン等に基づいて適宜設定すれば良いが、車両装着内側（図のＩＮ側）の溝面積比率と車両装着外側（図のＯＵＴ側）の溝面積比率との差（車両装着内側の溝面積比率の値から車両装着外側の溝面積比率の値を引いた差）は、５％〜１５％の範囲に設定することが好ましい。溝面積比率の差をこの範囲に設定することで、トレッド部１の表面に、内側ベルト補強層１０及び外側ベルト補強層１２によりもたらされる剛性差に対応した剛性を付与することが出来、タイヤの剛性をより効果的にバランス化し、耐偏摩耗性と高速耐久性とをより高度に両立することが可能になる。

タイヤサイズが２６５／４０Ｒ２２ １０６Ｖであり、図１に例示する断面形状を有する空気入りタイヤにおいて、内側ベルト補強層のタイヤ周方向に対する角度θ１、外側ベルト補強層のタイヤ周方向に対する角度θ２、車両装着内側と車両装着外側との溝面積比率の差をそれぞれ表１のように設定した従来例１、比較例１〜２、実施例１〜１１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、ベルト層を構成する補強コードはスチールコードであり、各ベルト層の補強コードはそれぞれタイヤ周方向に対して２４°の角度で傾斜し、層間で互いに交差するように配向している。また、内側ベルト補強層及び外側ベルト補強層の補強コードとして共にナイロン繊維コードを用いた。

表１中の「溝面積比率の差」の欄には、車両装着内側の溝面積比率の値から車両装着外側の溝面積比率の値を引いた差を記載した。

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、耐偏摩耗性及び高速耐久性を評価し、その結果を表１に併せて示した。

耐偏摩耗性
各試験タイヤをリムサイズ２２×９．５Ｊのホイールに組み付けて、空気圧を２２０ｋＰａとして排気量４０００ｃｃの乗用車に装着し、テストコース（市街地と高速道の混合）において３０００ｋｍの走行試験を行い、走行後のトレッドセンター部とトレッドショルダー部の摩耗量をそれぞれ測定し、両者の平均を算出し、その摩耗量差を求めた。評価結果は、摩耗量差の逆数を用い、従来例１の値を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど耐摩耗性が優れていることを意味する。

高速耐久性
各試験タイヤをリムサイズ２２×９．５Ｊのホイールに組み付けて、ドラム試験機に装着し、荷重を最大負荷能力の０．６８倍とし、空気圧を３６０ｋＰａとし、速度２９０ｋｍ／ｈまでは欧州経済委員会規則第３０の付則７で規定される荷重／高速耐久試験手順として定められた速度記号Ｖのタイヤについての条件に準拠して走行し、それ以降は１０分毎に１０ｋｍ／ｈずつ速度を増加し、タイヤが破壊するまでの走行時間を計測した。評価結果は、従来例１の値を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど高速耐久性が優れていることを意味する。尚、指数値が「９９」であれば、従来レベルを維持しており許容範囲内である。

表１から明らかなように、実施例１〜１１はいずれも従来例１に対して高速耐久性を維持する一方で耐偏摩耗性を向上した。特に、溝面積比率の差を設定した実施例７〜１１は高速耐久性を向上した。

一方、内側ベルト補強層の補強コード及び外側ベルト補強層の補強コードが共にタイヤ周方向に対して大きく傾斜した比較例１は耐偏摩耗性を向上する効果が得られず、高速耐久性も従来例１より悪化した。また、内側ベルト補強層の補強コードの角度と外側ベルト補強層の補強コードの角度との大小関係が逆転した比較例２は、耐偏摩耗性及び高速耐久性が従来例１よりも悪化した。

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
５ 補強コード（カーカスコード）
６ ビードコア
７ ビードフィラー
８ ベルト層
９ 補強コード（ベルトコード）
１０ 内側ベルト補強層
１１ 補強コード
１２ 外側ベルト補強層
１３ 補強コード
ＣＬ タイヤ中心線

Claims (3)

1. 車両に対する装着方向が指定され、トレッド部におけるベルト層の外周に該ベルト層のタイヤ幅方向両端部を覆うベルト補強層を設けた空気入りタイヤにおいて、
   前記ベルト層のタイヤ幅方向両端部のうち車両装着外側の端部を覆う外側ベルト補強層に含まれる補強コードのタイヤ周方向に対する角度が、前記ベルト層のタイヤ幅方向両端部のうち車両装着内側の端部を覆う内側ベルト補強層に含まれる補強コードのタイヤ周方向に対する角度よりも大きいことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記内側ベルト補強層に含まれる補強コードのタイヤ周方向に対する角度が０°〜５°であると共に、前記外側ベルト補強層に含まれる補強コードのタイヤ周方向に対する角度が５°〜４０°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. 前記トレッド部の車両装着外側の接地領域での溝面積比率が前記トレッド部の車両装着内側の接地領域での溝面積比率よりも小さい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。

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