JP2016022884A - 空気入りタイヤ - Google Patents

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Abstract

【課題】コニシティの増加を抑制しつつ、車両旋回時に十分なコーナリングパワーを発揮できる空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】トレッド部3に埋設されたベルト層5及びベルト補強層6と、トレッド部3に形成された4本の主溝と、4本の主溝により区画された陸部とを備え、ベルト補強層6を4本の主溝によりイン側INからアウト側OUTへ向かって順に5つの領域に区分したとき、第5領域65における補強コードの配列密度は、第1領域61における補強コードの配列密度よりも高く、かつ第2領域62における補強コードの配列密度は、第4領域64における補強コードの配列密度よりも高くなっており、第1領域61、第2領域62、第4領域64、及び第5領域65のうち第3領域63よりも配列密度が高い領域のタイヤ径方向外方に位置する陸部の接地面に、配列密度に比例した突出高さを有する突出部11,12,14,15をそれぞれ設けた。
【選択図】図1

Description

本発明は、トレッド部に埋設されたベルト層と、ベルト層のタイヤ径方向外側に配設されたベルト補強層とを備える空気入りタイヤに関する。
従来、空気入りタイヤにおいて、高速耐久性の向上や操縦安定性の向上を目的として、トレッドゴムとベルト層の間に1枚ないし複数枚のベルト補強層を設けている。
下記特許文献1には、コーナリングの際のスムースなハンドリング特性を損なうことなく、高速耐久性の向上を図る目的で、ベルト層の外側に有機繊維のベルト補強層が設けられ、ベルト補強層の打ち込み数をベルト端からセンター側に向かって漸減させた空気入りタイヤが記載されている。
ところで、車両旋回時のタイヤの接地圧分布は、外側に位置するタイヤ(以下、外輪と称する)の車両装着外側(以下、アウト側と称することもある)のショルダー部が最も高く、次いで、内側に位置するタイヤ(以下、内輪と称する)の車両装着内側(以下、イン側と称することもある)のショルダー部が高くなっている。そのため、特許文献1の空気入りタイヤのように、ベルト補強層をタイヤ赤道に対して対称に配置すると、車両旋回時を考えた場合、外輪のアウト側にて補強が不足して十分なコーナリングパワーを得られない、又は内輪のイン側にて補強が過剰となり重量が増加するという恐れがある。一方、ベルト補強層をタイヤ赤道に対して非対称に配置すると、左右で拡張率が異なりコニシティが増加する可能性がある。
また、下記特許文献2には、トレッド部にタイヤ赤道の両側でトレッドパターンを異ならせた非対称パターンを設けた空気入りタイヤであって、タイヤ赤道の左右でベルト補強層のコード配列密度を異ならせた空気入りタイヤが記載されている。これにより、重量増加を招くことなく、非対称パターンのタイヤにおけるコニシティの増加を抑制している。
しかし、特許文献2に係る発明は、非対称パターンの空気入りタイヤであり、対称パターンのタイヤにおいて、タイヤ赤道の左右でベルト補強層のコード配列密度を異ならせると、左右で拡張率が異なりコニシティは増加する。
特開2001−322405号公報 特開2003−200711号公報
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、コニシティの増加を抑制しつつ、車両旋回時に十分なコーナリングパワーを発揮できる空気入りタイヤを提供することにある。
上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。即ち、本発明に係る空気入りタイヤは、トレッド部に埋設されたベルト層と、前記ベルト層のタイヤ径方向外側に配設され、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の補強コードが配列されたベルト補強層と、前記トレッド部の外表面に形成され、タイヤ赤道を挟んで両側にそれぞれ2本ずつ配置されたタイヤ周方向に延びる4本の主溝と、前記4本の主溝により区画された陸部とを備え、
前記ベルト補強層を、4本の主溝によりタイヤ幅方向に車両装着内側から車両装着外側へ向かって順に第1領域、第2領域、第3領域、第4領域、第5領域の5つの領域に区分したとき、第5領域における補強コードの配列密度は、第1領域における補強コードの配列密度よりも高く、かつ第2領域における補強コードの配列密度は、第4領域における補強コードの配列密度よりも高くなっており、
第1領域、第2領域、第4領域、及び第5領域のうち第3領域よりも前記配列密度が高い領域のタイヤ径方向外方に位置する陸部の接地面に、前記配列密度に比例した突出高さを有する突出部をそれぞれ設けたものである。
本発明に係る空気入りタイヤでは、ベルト層のタイヤ径方向外側にベルト補強層が配設されている。ベルト補強層は、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の補強コードが配列されている。このベルト補強層を4本の主溝によりタイヤ幅方向に5つの領域に区分したとき、最も車両装着外側にある第5領域における補強コードの配列密度が、最も車両装着内側にある第1領域における補強コードの配列密度よりも高くなっている。これにより、タイヤ赤道の左右のショルダー部での補強強度を最適化することができるため、重量の増加を抑制しつつ、車両旋回時にも十分なコーナリングパワーを発揮できる。一方、タイヤ赤道の左右で補強強度を異ならせると、左右で拡張率が異なりコニシティは増加する傾向にある。本発明によれば、車両装着内側にある第2領域における補強コードの配列密度が、車両装着外側にある第4領域における補強コードの配列密度よりも高くなっているため、タイヤ赤道の左右における補強強度が近付いて、コニシティの増加を抑制できる。
ところで、補強コードの配列密度を高くすると接地長が短くなるため、補強コードの配列密度を各領域で異ならせた場合、接地形状がいびつとなり、耐偏摩耗性能が悪化するおそれがある。本発明のように、配列密度が高い領域のタイヤ径方向外方に位置する陸部の接地面に突出部を設けることで、その陸部での接地長が長くなり、さらに、突出部の突出高さを配列密度に比例させることで、接地形状を最適化できるため、耐偏摩耗性能を維持できる。
本発明の空気入りタイヤにおいて、各領域における前記配列密度は、その領域よりもタイヤ幅方向内側の領域における配列密度よりも高いことが好ましい。この構成によれば、両側のショルダー部での剛性が向上するため、タイヤ変形が抑えられ、コーナリングパワーを効果的に向上できる。
本発明の空気入りタイヤにおいて、前記突出部の突出端は、タイヤ赤道におけるタイヤ最大外径よりもタイヤ径方向内側に位置することが好ましい。この構成によれば、接地形状を略楕円状もしくは略矩形状にして接地形状を最適化することができる。
本発明の空気入りタイヤにおいて、第1領域と第5領域のうち配列密度が高い領域のタイヤ径方向外方に位置する陸部の接地面には、前記突出部を設けなくともよい。この構成によれば、接地形状を略楕円状に近付けることができるため、高速耐久性やハンドリングのリニアティを良好にできる。
本発明の空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線断面図 ベルト補強層の断面図 空気入りタイヤの接地形状を模式的に示した図 本発明に係る空気入りタイヤの接地形状を模式的に示した図 突出部の拡大図 突出部の拡大図 突出部の拡大図 突出部の拡大図 別実施形態に係る空気入りタイヤの接地形状を模式的に示した図
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図1は、本発明の空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線断面図である。図2は、図1の空気入りタイヤのベルト補強層を模式的に示す断面図である。
図1に示すように、空気入りタイヤは、一対の環状のビード部1と、そのビード部1の各々からタイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部2と、そのサイドウォール部2の各々のタイヤ径方向外側端に連なるトレッド部3と、その一対のビード部1の間を補強するカーカス層4とを備えている。カーカス層4は、トロイド状をなすカーカスプライからなり、その端部はビードコア1aとビードフィラー1bを挟み込むようにして折り返されている。
トレッド部3におけるカーカス層4の外周には、たが効果によりカーカス層4を補強するベルト層5が配設されている。ベルト層5は、タイヤ周方向に対して20〜30°の角度で傾斜したコードを有する2枚のベルトプライ5a,5bを有し、各ベルトプライはコードが互いに逆向きに交差するように積層されている。ベルト層5の外周には、後述のベルト補強層6が配設されている。
トレッド部3におけるベルト層5の外周側には、接地面を構成するトレッドゴム7が設けられている。トレッドゴム7の外表面であるトレッド面TRには、タイヤ周方向に沿って延びる複数の主溝と、これらの主溝により区画された複数の陸部とが設けられている。本実施形態では、4本の主溝81,82,83,84が設けられている。4本の主溝81,82,83,84は、タイヤ赤道CLを挟んで両側にそれぞれ2本ずつ形成されている。また、4本の主溝81,82,83,84は、タイヤ赤道CLとベルト補強層端部6tとの間に2本ずつ形成されている。
本実施形態では、トレッド面TRに4本の主溝81,82,83,84が形成されており、複数の陸部は、タイヤ赤道CLが通るセンター陸部93、最外側に位置する一対の主溝81,84よりもタイヤ幅方向WD外側にあるショルダー陸部91,95、それらの間に介在するメディエイト陸部92,94である。
ベルト層5のタイヤ径方向RD外側には、ベルト層5の略全幅を覆うベルト補強層6が配設されている。ベルト補強層6には、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の補強コードが配列されている。補強コードは、タイヤ周方向に対して5°以下の傾斜角度で配列されている。補強コードの材料としては、有機繊維コードが例示される。有機繊維コードの素材としては、アラミド、ナイロン、ポリエステル、レーヨンを例示することができるが、ナイロンが好ましい。
ベルト補強層6は、ベルト層5のタイヤ径方向RD外側に、補強コードをスパイラル状に巻回することにより形成される。このとき、巻回する際の送りピッチを適宜変えることで、補強コードの配列密度を設定できる。なお、本発明における補強コードの配列密度とは、単位幅あたりのコード本数のことであり、エンド数と呼ばれることもある。
ベルト補強層6は、4本の主溝81,82,83,84により5つの領域に区分されており、タイヤ幅方向WDに車両装着内側(以下、イン側と称する)INから車両装着外側(以下、アウト側と称する)OUTへ向かって順に第1領域61、第2領域62、第3領域63、第4領域64、第5領域65とする。区分する際には、主溝81,82,83,84の溝底中心81a,82a,83a,84aを基準とする。
本発明において、イン側INとは、タイヤ赤道CLを基準として車両装着時に車両内側となる側であり、アウト側OUTとは、タイヤ赤道CLを基準として車両装着時に車両外側となる側である。イン側とアウト側とが観念されるタイヤは、車両への装着の際にアウト側を車両の外側に向けるように指定された、装着方向指定型のタイヤであり、タイヤ赤道CLを基準として左右非対称なトレッドパターンが形成されている。車両に対する装着方向の指定は、例えばタイヤのサイドウォール部にイン側またはアウト側となる旨の表示を付すことにより行われる。
ベルト補強層6を第1領域61、第2領域62、第3領域63、第4領域64、第5領域65の5つの領域に区分したとき、第5領域65における補強コード65Cの配列密度d5は、第1領域61における補強コード61Cの配列密度d1よりも高く、かつ第2領域62における補強コード62Cの配列密度d2は、第4領域64における補強コード64Cの配列密度d4よりも高くなっている。最もアウト側OUTにある第5領域65における補強コード65Cの配列密度d5を、最もイン側INにある第1領域61における補強コード61Cの配列密度d1よりも高くすることで、タイヤ赤道CLの左右、すなわち、イン側INとアウト側OUTのショルダー部での補強強度を最適化することができるため、重量の増加を抑制しつつ、車両旋回時にも十分なコーナリングパワーを発揮できる。
一方、タイヤ赤道CLの左右、すなわち、イン側INとアウト側OUTで補強強度を異ならせると、左右で拡張率が異なりコニシティは増加する傾向にある。本発明によれば、イン側INにある第2領域62における補強コード62Cの配列密度d2を、アウト側OUTにある第4領域64における補強コード64Cの配列密度d4よりも高くしているため、イン側INとアウト側OUTにおける補強強度が近付いて、コニシティの増加を抑制できる。
また、第3領域63における補強コード63Cの配列密度d3は、すべての領域での配列密度の中で最も低いことが好ましい。さらに、各領域における配列密度は、その領域よりもタイヤ幅方向WD内側の領域における配列密度よりも高いことが好ましい。すなわち、イン側INに関し、第1領域61における配列密度d1は、第2領域62における配列密度d2よりも高く、第2領域62における配列密度d2は、第3領域63における配列密度d3よりも高いことが好ましい。アウト側OUTに関し、第5領域65における配列密度d5は、第4領域64における配列密度d4よりも高く、第4領域64における配列密度d4は、第3領域63における配列密度d3よりも高いことが好ましい。この構成によれば、両側のショルダー部での剛性が向上するため、タイヤ変形が抑えられ、コーナリングパワーを効果的に向上できる。
各領域における配列密度は、例えば、第1領域61における配列密度d1が25〜38本/inchであり、第2領域62における配列密度d2が20〜33本/inchであり、第3領域63における配列密度d3が0〜21本/inchであり、第4領域64における配列密度d4が10〜31本/inchであり、第5領域65における配列密度d5が35〜40本/inchである。
第5領域65における配列密度d5は、第1領域61における配列密度d1よりも2〜10本/inch高いことが好ましく、3〜8本/inch高いことがより好ましく、5〜7本/inch高いことが特に好ましい。第1領域61における配列密度d1と第5領域65における配列密度d5の差が、2本/inch未満の場合、アウト側OUTの剛性向上が不十分となり、コーナリングパワーの向上効果が不十分となる。また、第1領域61における配列密度d1と第5領域65における配列密度d5の差が、10本/inchを超える場合、イン側INとアウト側OUTの剛性差が大きくなり過ぎて、接地形状が悪化し、十分なコーナリングパワーの向上効果が得られない。
第2領域62における配列密度d2は、第4領域64における配列密度d4よりも2〜10本/inch高いことが好ましく、3〜8本/inch高いことがより好ましく、5〜7本/inch高いことが特に好ましい。第2領域62における配列密度d2と第4領域64における配列密度d4の差が、2本/inch未満の場合、左右のショルダー部の補強によるコニシティの増加を抑制することができない。また、第2領域62における配列密度d2と第4領域64における配列密度d4の差が、10本/inchを超える場合、旋回時のイン側INの接地性が悪化し、十分なコーナリングパワーの向上効果が得られない。
第4領域64における配列密度d4と第5領域65における配列密度d5の合計d4+d5は、第1領域61における配列密度d1と第2領域62における配列密度d2の合計d1+d2よりも高いことが好ましい。この構成によれば、タイヤ赤道CLを中心としてアウト側OUTの剛性がイン側INの剛性よりも大きくなるため、コーナリングパワーを効果的に向上できる。
イン側INにおける配列密度とアウト側OUTにおける配列密度の差(d4+d5)−(d1+d2)は、0〜8本/inchであることが好ましい。イン側INにおける配列密度とアウト側OUTにおける配列密度の差が、8本/inchを超えると、イン側INとアウト側OUTで拡張率が大きく異なってしまい、走行中に一定方向のコニシティフォースが発生してしまう。
ところで、ベルト補強層6の補強コードの配列密度を高くすると、拡張率が小さくなって接地長が短くなるため、本発明のように、補強コードの配列密度を各領域で異ならせた場合、接地形状がいびつとなり、耐偏摩耗性能が悪化するおそれがある。図3は、第1領域61の配列密度d1を30本/inch、第2領域62における配列密度d2を25本/inch、第3領域63における配列密度d3を10本/inch、第4領域64における配列密度d4を15本/inch、第5領域65における配列密度d5を35本/inchとしたときの接地形状を模式的に示した図である。このように、配列密度の大小に応じて接地長の長さが変化するため、接地形状がいびつとなる。
そのため、本発明では、第1領域61、第2領域62、第4領域64、及び第5領域65のうち第3領域63よりも配列密度が高い領域のタイヤ径方向外方に位置する陸部の接地面に、配列密度に比例した突出高さを有する突出部をそれぞれ設ける。なお、第3領域63のタイヤ径方向外方に位置する陸部93の接地面には突出部を設ける必要はない。
本実施形態では、第3領域63の配列密度d3が、すべての領域での配列密度の中で最低のため、第1領域61、第2領域62、第4領域64、及び第5領域65のタイヤ径方向外方に位置する陸部91,92,94,95の接地面に、突出部11.12,14,15をそれぞれ設けている。ただし、仮に第1領域61、第2領域62、第4領域64、及び第5領域65の中に第3領域63よりも配列密度が低い領域がある場合、その領域のタイヤ径方向外方に位置する陸部には突出部を設ける必要はない。
突出部11,12,14,15は、一定の断面形状にてタイヤ周方向の全周に亘って設けられる。本実施形態の突出部11,12,14,15の断面形状は、略半円形状(カマボコ形状)となっている。突出部のタイヤ幅方向両端の高さはゼロとなっている。また、突出部の断面形状は、このように突出高さがタイヤ幅方向両端に向かって漸減している形状が好ましい。
図4は、図1のように陸部91,92,94,95の接地面に、突出部11.12,14,15をそれぞれ設けた場合の接地形状を模式的に示した図である。陸部91,92,94,95の接地面に突出部11,12,14,15を設けることで、図3の場合に比べて、その陸部での接地長が長くなり、さらに、突出部11,12,14,15の突出高さを配列密度に比例させることで、接地形状を最適化できるため、耐偏摩耗性能を維持できる。
突出部11,12,14,15の突出高さをそれぞれh1,h2,h4,h5とする。図5Aは突出部11の拡大図、図5Bは突出部12の拡大図、図5Cは突出部14の拡大図、図5Dは突出部15の拡大図である。突出高さh1は、タイヤ径方向最外部の突出端11eから仮想ラインL1までのタイヤ径方向における距離とする。この仮想ラインL1は、接地端TEと主溝81のタイヤ幅方向両端81A,81Bの3点を通る円弧である。突出高さh2は、タイヤ径方向最外部の突出端12eから仮想ラインL2までのタイヤ径方向における距離とする。この仮想ラインL2は、主溝81のタイヤ幅方向一端81Bと主溝82のタイヤ幅方向両端82A,82Bの3点を通る円弧である。突出高さh4は、タイヤ径方向最外部の突出端14eから仮想ラインL4までのタイヤ径方向における距離とする。この仮想ラインL4は、主溝84のタイヤ幅方向一端84Bと主溝83のタイヤ幅方向両端83A,83Bの3点を通る円弧である。突出高さh5は、タイヤ径方向最外部の突出端15eから仮想ラインL5までのタイヤ径方向における距離とする。この仮想ラインL5は、接地端TEと主溝84のタイヤ幅方向両端84A,84Bの3点を通る円弧である。
突出部11,12,14,15の突出高さh1,h2,h4,h5は、各領域での配列密度に比例している。具体的には、突出部15の突出高さh5をxとすると、突出部11の突出高さh1をxの(d1/d5)倍、突出部12の突出高さh2をxの(d2/d5)倍、突出部14の突出高さh4をxの(d4/d5)倍とする。
配列密度が最も高い第5領域65のタイヤ径方向外方に位置する陸部95の接地面に設けた突出部15の突出高さh5は、仮想ラインL5から突出端15eを通ってタイヤ最大外径位置までのタイヤ径方向高さH5の0.7〜0.9倍とするのが好ましい。
<別実施形態>
(1)前述の実施形態では、第3領域63以外のすべての領域のタイヤ径方向外方に位置する陸部の接地面に突出部をそれぞれ設けているが、第1領域61と第5領域65のうち配列密度が高い領域のタイヤ径方向外方に位置する陸部の接地面には、突出部を設けなくともよい。図1に示す実施形態に対し、第5領域65のタイヤ径方向外方に位置する陸部95の接地面に突出部を設けない場合、図6に示すような接地形状となる。この構成によれば、タイヤ幅方向端部の接地長を短くして接地形状を略楕円状に近付けることができるため、高速耐久性やハンドリングのリニアティを良好にできる。このとき、陸部91の接地面に設けた突出部11の突出高さh1は、仮想ラインL1から突出端11eを通ってタイヤ最大外径位置までのタイヤ径方向高さの0.6〜0.8倍とするのが好ましい。
(2)前述の実施形態では、ベルト補強層6が1層であるが、2層としてもよい。このとき、少なくとも1層のベルト補強層6において補強コードの配列密度を前述のように設定すればよい。
以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、実施例等における評価項目は下記のようにして測定を行った。
耐偏摩耗性能
実車にタイヤを装着して乾燥路15000km走行後のタイヤ摩耗量を測定し、トレッド面のセンター部とショルダー部とで摩耗量を計測し、偏摩耗比(ショルダー部の摩耗量/センター部の摩耗量)を算出した。偏摩耗比が1.0に近いほど均一摩耗であり、耐偏摩耗性能に優れることを示す。
図1に示す空気入りタイヤを実施例1とした(図4の接地形状を参照)。第1領域61の配列密度d1は30本/inch、第2領域62における配列密度d2は25本/inch、第3領域63における配列密度d3は10本/inch、第4領域64における配列密度d4は15本/inch、第5領域65における配列密度d5は35本/inchとした。陸部95の接地面に突出部15を設けないこと以外は実施例1と同じとしたものを実施例2とした(図6の接地形状を参照)。いずれの陸部の接地面にも突出部を設けないこと以外は実施例1と同じとしたものを比較例1とした(図3の接地形状を参照)。
評価の結果、偏摩耗比は、比較例1が0.4、実施例1が0.98、実施例2が0.91となった。すなわち、実施例1及び実施例2の空気入りタイヤは、比較例1と比較して、耐偏摩耗性能が良好であった。よって、本発明に係る空気入りタイヤは、コニシティの増加を抑制しつつ、コーナリングパワーを向上できるとともに、耐偏摩耗性能を維持できる。
3 トレッド部
5 ベルト層
6 ベルト補強層
61 第1領域
62 第2領域
63 第3領域
64 第4領域
65 第5領域
91 陸部
92 陸部
93 陸部
94 陸部
95 陸部
11 突出部
12 突出部
14 突出部
15 突出部
IN 車両装着内側(イン側)
OUT 車両装着外側(アウト側)

Claims (5)

  1. トレッド部に埋設されたベルト層と、前記ベルト層のタイヤ径方向外側に配設され、タイヤ周方向に沿って延びる複数本の補強コードが配列されたベルト補強層と、前記トレッド部の外表面に形成され、タイヤ赤道を挟んで両側にそれぞれ2本ずつ配置されたタイヤ周方向に延びる4本の主溝と、前記4本の主溝により区画された陸部とを備え、
    前記ベルト補強層を、4本の主溝によりタイヤ幅方向に車両装着内側から車両装着外側へ向かって順に第1領域、第2領域、第3領域、第4領域、第5領域の5つの領域に区分したとき、第5領域における補強コードの配列密度は、第1領域における補強コードの配列密度よりも高く、かつ第2領域における補強コードの配列密度は、第4領域における補強コードの配列密度よりも高くなっており、
    第1領域、第2領域、第4領域、及び第5領域のうち第3領域よりも前記配列密度が高い領域のタイヤ径方向外方に位置する陸部の接地面に、前記配列密度に比例した突出高さを有する突出部をそれぞれ設けたことを特徴とする空気入りタイヤ。
  2. 各領域における前記配列密度は、その領域よりもタイヤ幅方向内側の領域における配列密度よりも高いことを特徴とする請求項1に記載の空気入りタイヤ。
  3. 前記突出部の突出端は、タイヤ赤道におけるタイヤ最大外径よりもタイヤ径方向内側に位置す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. 第1領域と第5領域のうち配列密度が高い領域のタイヤ径方向外方に位置する陸部の接地面には、前記突出部を設けないことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
  5. 前記突出部の突出高さは、タイヤ幅方向両端に向かって漸減していることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
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