JP4077257B2

JP4077257B2 - 空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP4077257B2
Application number: JP2002202004A
Authority: JP
Inventors: 寿延小林; 賢治辻
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2002-07-11
Filing date: 2002-07-11
Publication date: 2008-04-16
Anticipated expiration: 2022-07-11
Also published as: JP2004042755A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、カーカスを構成するプライのうち、少なくとも１枚のプライは、その折り返し端がカーカス本体部とベルトとの間に位置するハイターンアッププライである、いわゆるエンベロープ構造のカーカスを有し、サイドウォール部の耐外傷性および操縦性能に優れた空気入りラジアルタイヤに関するものであり、特にかかるタイヤにおいて生じやすかった側方陸部での偏摩耗を抑制する。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りラジアルタイヤのサイドウォール部の耐外傷性を向上するため、サイドウォール部にスチール、アラミド繊維、ポリエステルまたはナイロン等からなるコードで構成した補強層を配設した構造が知られている。しかし、かかる構造を有するタイヤは、補強層を付加的に配設するため部材数が増えるとともに、タイヤ重量も増加するため、軽量化や燃費等の点で好ましくない。
【０００３】
タイヤ重量の増加を抑えつつ、サイドウォール部の耐外傷性および操縦性能を向上させたタイヤとしては、例えば図６に示すように、トレッド部１０１からサイドウォール部１０２を経てビード部１０３のビードコア１０４までトロイド状に延びるプライ本体部１０５と、このプライ本体部１０５から延びビードコア１０４の周りにタイヤ幅方向内側から外側に向かって折り返した折返し部１０６とからなるカーカスプライ１０７で構成され、かつカーカスプライ１０７がその折返し端１０８をプライ本体部１０５とタイヤ径方向最内側に位置するベルト層１０９との間に配置したハイターンアッププライである、いわゆるエンベロープ構造のカーカス１１０を有するタイヤが知られている。すなわち、エンベロープ構造のカーカスを有するタイヤは、タイヤを構成する部材の数を増やすことなく、またタイヤ重量もさほど増加することなく、サイドウォール部の耐外傷性および操縦性能を向上できる点で、前記の補強層を配設したタイヤよりも優れている。
【０００４】
しかし、かかるエンベロープ構造のカーカスを有するタイヤでは、カーカスプライ１０７の折返し部１０６がトレッド側方部にまで延在するため、タイヤのトータルゲージは、トレッド中央部に比べてトレッド側方部で厚くなり、その結果、通常のタイヤに比べてトレッド側方部の接地圧が高くなる。特に、図６に示すタイヤのように、トレッド部１０１にタイヤ周方向に沿って延びる側方主溝１１１と中央主溝１１２を配設することによって、トレッド接地端と側方主溝１１１の間に側方陸部１１３、および側方主溝１１１と中央主溝１１２の間に中間陸部１１４を区画したタイヤの場合、側方陸部１１３下方のトータルゲージが中間陸部１１４下方のそれに比べて厚いため、側方陸部１１３、特には側方陸部１１３表面のタイヤ幅方向最内縁１１５の接地圧が高くなり、この部分で偏摩耗を生じやすいという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、この発明の目的は、サイドウォール部の耐外傷性および操縦性能に優れたエンベロープ構造のカーカスを有する場合に顕著に生じる偏摩耗の発生を有効に抑制した空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、この発明は、トレッド部から両サイドウォール部を経て両ビード部の両ビードコア間でトロイド状に延びるプライ本体部と、このプライ本体部から延び前記ビードコアの周りにタイヤ幅方向内側から外側に向かって折り返した折返し部とからなる少なくとも１枚のカーカスプライで構成されるカーカスのクラウン部外周に少なくとも１層のコード層からなるベルトを設け、カーカスを構成するプライのうち、少なくとも１枚のプライは、その折返し端が前記本体部と前記ベルトとの間に位置するハイターンアッププライであり、該トレッド部にタイヤ赤道面の両側に位置し、タイヤ周方向に延びる１対の中央主溝と、該中央主溝とトレッド接地端との間に位置し、タイヤ周方向に沿って延びる１対の側方主溝とを配設することによって、トレッド部を、両中央主溝間の１列の中央陸部と、両側方主溝とそれぞれに隣接する中央主溝間の２列の中間陸部と、両トレッド接地端とそれぞれに隣接する側方主溝間の２列の側方陸部とに区画してなる空気入りラジアルタイヤにおいて、ベルトを構成するコード層のうち最もタイヤ径方向内側に位置する最内コード層の両端縁とハイターンアッププライの折返し端との間をタイヤ幅方向に沿って測定した距離が５ｍｍ以上であり、両トレッド接地端とハイターンアッププライの折返し端との間をタイヤ幅方向に沿って測定した距離が、ハイターンアッププライの折返し端と側方陸部表面のタイヤ幅方向最内縁との間をタイヤ幅方向に沿って測定した距離よりも小さく、かつ両側方陸部をタイヤ幅方向に沿って測定した幅が、中間陸部および中央陸部を同様にして測定した幅よりも広いことを特徴とする空気入りラジアルタイヤである。
【０００７】
ここで「トレッド接地端」とは、ＪＡＴＭＡに規定された静的負荷半径測定条件、すなわちタイヤを適用リムに装着し、空気圧を１８０ｋＰａ（相対圧）とし、最大負荷能力の８８％に相当する質量を負荷した条件下において、接地しているトレッド踏面の端部をいう。
【０００８】
このタイヤの側方陸部は、タイヤ幅方向に沿って測定したときの幅が、各陸部をタイヤ幅方向に沿って測定した幅を合計したトレッド実接地幅の２２〜３２％であることが好ましい。ここで「トレッド実接地幅」とは、側方陸部、中間陸部、中央陸部をそれぞれタイヤ幅方向に沿って測定した接地幅を合計したものであり、溝幅は含まない。
【０００９】
また、側方陸部、中間陸部、中央陸部をそれぞれタイヤ幅方向に沿って測定した幅が、この順番で広いことが好ましい。
【００１０】
さらに、カーカスは、１枚のハイターンアッププライで構成されるか、または１枚のハイターンアッププライと、折返し端が前記ベルトの配設位置よりもタイヤ径方向内側に位置する１枚のローターンアッププライとで構成されることが好ましい。
【００１１】
カーカスが１枚のハイターンアッププライと１枚のローターンアッププライとで構成される場合には、ローターンアッププライは、その折返し端がタイヤ断面幅位置よりもタイヤ径方向内側に位置することが好ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態を説明する。図１は、この発明に従う代表的な空気入りラジアルタイヤのタイヤ幅方向左半断面図である。
【００１３】
図１に示す空気入りラジアルタイヤ１（以下「タイヤ」と言う。）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までトロイド状に延びるプライ本体部６と、このプライ本体部６から延び前記ビードコア５の周りにタイヤ幅方向内側から外側に向かって折り返した折返し部７とからなる少なくとも１枚、図１では１枚のカーカスプライ８ａで構成されるカーカス９、およびカーカス９のクラウン部１０外周に少なくとも１層、図１では２層のコード層１１ａ、１１ｂからなるベルト１２で補強されたトレッド部２を設け、カーカス８を構成するプライのうち、少なくとも１枚のプライは、その折返し端１３ａが本体部６とベルト１２との間に位置するハイターンアッププライであり、トレッド部２にタイヤ赤道面Ｓの両側に位置し、タイヤ周方向に延びる１対の中央主溝１４と、中央主溝１４とトレッド接地端１５との間に位置し、タイヤ周方向に沿って延びる１対の側方主溝１６とを配設することによって、トレッド部２を、両中央主溝１４間の１列の中央陸部１７と、側方主溝１６とこれに隣接する中央主溝１４間の２列の中間陸部１８と、トレッド接地端１５とこれに隣接する側方主溝１６間の２列の側方陸部１９とに区画してなる。
【００１４】
そして、この発明の構成上の主な特徴は、ベルト１２を構成するコード層１１ａ、１１ｂのうち最もタイヤ径方向内側に位置する最内コード層１１ａの端縁２０とハイターンアッププライの折返し端１３ａとの間をタイヤ幅方向に沿って測定した距離ｗ_１が５ｍｍ以上であり、トレッド接地端１５とハイターンアッププライの折返し端１３ａとの間をタイヤ幅方向に沿って測定した距離ｗ_２が、ハイターンアッププライの折返し端１３ａと側方陸部１９表面のタイヤ幅方向最内縁２１との間をタイヤ幅方向に沿って測定した距離ｗ_３よりも小さく、かつ側方陸部１９をタイヤ幅方向に沿って測定した幅ＳＷが、中間陸部１８および中央陸部１７を同様にして測定した幅よりも広いことである。
【００１５】
以下、この発明が上記構成を採用するに至った経緯を作用とともに説明する。
通常、ラジアルタイヤにおいては、路面に接地したときの接地圧分布は、トレッド中央部に比べてトレッド側方部が高い。さらに、エンベロープ構造のタイヤにおいては、前述のように、トレッド側方部にターンアッププライの折返し部７が延在するため、この部分での接地圧が一層高くなり、偏摩耗が発生しやすい。この偏摩耗を抑制するには、折返し部７と最内コード層１１ａとの重なりを最小限とすればよいが、ターンアッププライの折返し端１３ａと最内コード層端縁２０とが接近すると、この部分に歪みが集中してセパレーションが発生し、タイヤの故障に至る場合がある。
【００１６】
発明者らは、優れた耐外傷性と操縦性を具備するエンベロープ構造のカーカスを有するタイヤについて、偏摩耗と故障発生を抑制するため鋭意研究を重ね、ベルト１２を構成するコード層１１ａ、１１ｂのうち最もタイヤ径方向内側に位置する最内コード層１１ａの端縁２０とハイターンアッププライの折返し端１３ａとの間をタイヤ幅方向に沿って測定した距離ｗ_１を５ｍｍ以上、好ましくは１０ｍｍ以上とすることで歪みの集中を回避できることを見出した。また、トレッド接地端１５とハイターンアッププライの折返し端１３ａとの間をタイヤ幅方向に沿って測定した距離ｗ_２を、ハイターンアッププライの折返し端１３ａと側方陸部１９表面のタイヤ幅方向最内縁２１との間をタイヤ幅方向に沿って測定した距離ｗ_３よりも小さくして、折返し端１３ａと側方陸部１９表面のタイヤ幅方向最内縁２１とのタイヤ幅方向距離を十分に取ることで、側方陸部１９の偏摩耗を抑制することができることを見出した。さらに、側方陸部１９をタイヤ幅方向に沿って測定した幅ＳＷを、中間陸部１８および中央陸部１７を同様にして測定した幅よりも広くすることにより、側方陸部１９の剛性が高まり、偏摩耗を抑制できることを見出し、この発明を完成させるに至ったのである。
【００１７】
ｗ_２がｗ_３以上の場合には、側方陸部１９の接地圧が高くなるため、また、側方陸部１９をタイヤ幅方向に沿って測定したときの幅ＳＷが、中間陸部１８および中央陸部１７を同様にして測定した幅以下の場合には、側方陸部１９の剛性が低下するため、いずれの場合も側方陸部１９の偏摩耗が発生しやすくなるため、好ましくない。
【００１８】
また、側方陸部１９は、タイヤ幅方向に沿って測定したときの幅ＳＷが、各陸部の接地幅をタイヤ幅方向に沿って測定した幅を合計したトレッド実接地幅の２２〜３２％であることが好ましい。側方陸部幅ＳＷがトレッド実接地幅の２２％未満の場合には、側方陸部１９の剛性が不足するため、側方陸部１９が中間陸部１８に対して段付き摩耗する片落ち摩耗が発生するからであり、３２％を超える場合には、トレッド側方部での排水性が著しく低下し、十分なウェット性能が得られなくなるおそれがあるからである。より好ましくは、側方陸部幅ＳＷはトレッド実接地幅の２３〜２６％である。
【００１９】
さらに、側方陸部１９、中間陸部１８、中央陸部１７をそれぞれタイヤ幅方向に沿って測定した幅が、この順番で広いことが好ましい。各陸部１７〜１９の幅をこのように設定することにより、隣接する陸部間１７と１８、１８と１９の剛性段差が少なくなり、トレッド部２を均一に摩擦させやすくなるからである。この際、隣接する陸部の幅の差が大きすぎると、コーナリング時の横力に対する剛性差も大きくなるため、最も幅の狭い中央陸部１７が他の陸部１８、１９に比べて顕著に摩耗しやすい。これを防止する観点からは、中央陸部１７の幅に対する中間陸部１８の幅を１．１〜１．２の範囲、中間陸部１８の幅に対する側方陸部１９の幅を１．１５〜１．７５の範囲に設定することがより好ましい。
【００２０】
加えて、前記のような性能に加えて、タイヤの軽量化、コストダウンも同時に求められている場合には、カーカス９は、図１に示すように、１枚のハイターンアッププライで構成されることが好ましい。カーカスを１枚のプライで構成することにより、部材数の減少による軽量化、材料費の削減によるコストダウン、および生産性の向上によるコストダウンが可能となるからである。
【００２１】
また、道路環境の悪い地域で使用する場合には、カーカス９は、図２に示すように、１枚のハイターンアッププライ８ａと、折返し端１３ｂがベルト１２の配設位置よりもタイヤ径方向内側に位置する１枚のローターンアッププライ８ｂとで構成することが好ましい。かかる道路環境では、石や段差によりサイドウォール部のカーカスコードが切断するおそれがあるが、カーカス９を２枚のプライで構成し、このうち１枚をハイターンアッププライ８ａとすれば、サイドウォール部３やバットレスぶに位置するカーカス９が、２枚のプライ本体部６と１枚の折り返し部７の実質３枚となるため、カーカス９のコード切断を有効に抑制することができる。
【００２２】
また、この場合、ローターンアッププライ８ｂは、その折返し端１３ｂがタイヤ断面幅位置２２よりもタイヤ径方向内側に位置することが好ましい。ローターンアッププライ８ｂは、耐カット性には影響を及ぼさないため、タイヤ重量の増加を極力抑えることができるからである。
【００２３】
かかる構成は、特に偏平率が５０％以下の偏平タイヤに対して適用することが有効である。偏平率の低いタイヤほど、トレッド中央部に比べてトレッド側方部の接地圧が高くなる傾向があるからである。
【００２４】
なお、上述したところは、この発明の実施形態の一例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。
【００２５】
例えば、２枚以上のプライでカーカス９を構成する場合には、図３（ａ）に示すように、全てのプライの折返し端がプライ本体部とベルトの間に位置してもよく、また図３（ｂ）および図３（ｃ）に示すように、一部のプライの折返し端のみがプライ本体部とベルトとの間に位置してもよい。さらに、トレッドパターンがタイヤ赤道面Ｓを挟んで左右対称であるタイヤだけでなく、図４に示すように、タイヤ赤道面Ｓを挟んで左右非対称であってもよい。
【００２６】
【実施例】
次に、この発明に従う空気入りラジアルタイヤを試作し、性能評価を行ったので、以下に説明する。
【００２７】
実施例のタイヤは、図１に示す構造を有し、表１に示す諸元を有する空気入りラジアルタイヤである。
【００２８】
比較のため、図６に示す従来のエンベロープ構造のカーカスを有し、前記距離ｗ_２とｗ_３の関係がこの発明の適正範囲外にあり、表１に示す諸元を有する空気入りラジアルタイヤ（従来例）、および図１に示す構造を有するものの、前記距離ｗ_２とｗ_３の関係がこの発明の適正範囲外であり、表１に示す諸元を有する空気入りラジアルタイヤ（比較例）についても試作した。
【００２９】
（試験方法）
前記各供試タイヤをＪＡＴＭＡで定める標準リムに組み付けてタイヤ車輪とし、後輪駆動車の前輪に装着し、タイヤ内圧：２００ｋＰａ、タイヤ荷重：５．０ｋＮの条件下で、一般路を制限速度で３０００ｋｍ走行した後の偏摩耗を測定した。
【００３０】
偏摩耗は、図５に示すように、中央陸部１７の陸部高さをタイヤ幅方向最外縁位置で測定した値をｘ、中間陸部１８の陸部高さをタイヤ幅方向最内縁位置および最外縁位置で測定した値をｙ_１およびｙ_２、ならびに側方陸部１９の陸部高さをタイヤ幅方向最内縁位置で測定した値をｚとし、下記の式で表される偏摩耗指数Ｗを左右両タイヤについて求め、これらの平均値で評価した。
記
ｙ＝（ｙ_１＋ｙ_２）／２
Ｗ＝ｚ／（（ｘ＋ｙ）／２）×１００
【００３１】
ここで偏摩耗指数は、各陸部が均一に摩耗した場合に１００となり、この値が大きいほど偏摩耗が少ないことを示す。
【００３２】
結果を表１に示す。この評価結果から、実施例のタイヤは、従来例および比較例のタイヤに比べて偏摩耗が抑制されていることが分かる。
【００３３】
【表１】

【００３４】
【発明の効果】
この発明により、サイドウォール部の耐外傷性および操縦性能を向上させながら、偏摩耗の発生を抑制した空気入りラジアルタイヤを提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に従う空気入りラジアルタイヤの一実施態様の幅方向左半断面図である。
【図２】この発明に従う空気入りラジアルタイヤの他の実施態様の幅方向左半断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、この発明に従う空気入りラジアルタイヤの種々の実施態様の幅方向左半断面図である。
【図４】この発明に従う空気入りラジアルタイヤの他の実施態様のトレッド部の幅方向断面図である。
【図５】偏摩耗指数の評価方法を説明するための図である。
【図６】従来のエンベロープ構造のカーカスを有する空気入りラジアルタイヤ（従来例）の幅方向左半断面図である。
【符号の説明】
１タイヤ
２トレッド部
３サイドウォール部
４ビード部
５ビードコア
６プライ本体部
７プライ折返し部
８ａ、８ｂカーカスプライ
９カーカス
１０クラウン部
１１ａ、１１ｂコード層
１２ベルト
１３ａ、１３ｂ折返し端
１４中央主溝
１５トレッド接地端
１６側方主溝
１７中央陸部
１８中間陸部
１９側方陸部
２０最内コード層端縁
２１側方陸部のタイヤ幅方向最内縁
２２タイヤ断面幅位置
Ｓタイヤ赤道面

Claims

トレッド部から両サイドウォール部を経て両ビード部の両ビードコア間でトロイド状に延びるプライ本体部と、このプライ本体部から延び前記ビードコアの周りにタイヤ幅方向内側から外側に向かって折り返した折返し部とからなる少なくとも１枚のカーカスプライで構成されるカーカスのクラウン部外周に少なくとも１層のコード層からなるベルトで補強されたトレッド部を設け、カーカスを構成するプライのうち、少なくとも１枚のプライは、その折返し端が前記本体部と前記ベルトとの間に位置するハイターンアッププライであり、該トレッド部にタイヤ赤道面の両側に位置し、タイヤ周方向に延びる１対の中央主溝と、該中央主溝とトレッド接地端との間に位置し、タイヤ周方向に沿って延びる１対の側方主溝とを配設することによって、トレッド部を、両中央主溝間の１列の中央陸部と、両側方主溝とそれぞれに隣接する中央主溝間の２列の中間陸部と、両トレッド接地端とそれぞれに隣接する側方主溝間の２列の側方陸部とに区画してなる空気入りラジアルタイヤにおいて、
ベルトを構成するコード層のうち最もタイヤ径方向内側に位置する最内コード層の両端縁とハイターンアッププライの折返し端との間をタイヤ幅方向に沿って測定した距離が５ｍｍ以上であり、
両トレッド接地端とハイターンアッププライの折返し端との間をタイヤ幅方向に沿って測定した距離が、ハイターンアッププライの折返し端と側方陸部表面に位置するタイヤ幅方向最内縁との間をタイヤ幅方向に沿って測定した距離よりも小さく、かつ
両側方陸部をタイヤ幅方向に沿って測定した幅が、中間陸部および中央陸部を同様にして測定した幅よりも広いことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
側方陸部は、タイヤ幅方向に沿って測定したときの幅が、各陸部の接地幅をタイヤ幅方向に沿って測定した幅を合計したトレッド実接地幅の２２〜３２％である請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
側方陸部、中間陸部、中央陸部をそれぞれタイヤ幅方向に沿って測定した幅が、この順番で広い請求項１または２記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記カーカスが１枚のハイターンアッププライで構成される請求項１〜３のいずれか１項記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記カーカスが、１枚のハイターンアッププライと、折返し端が前記ベルトの配設位置よりもタイヤ径方向内側に位置する１枚のローターンアッププライとで構成される請求項１〜３のいずれか１項記載の空気入りラジアルタイヤ。
ローターンアッププライは、その折返し端がタイヤ断面幅位置よりもタイヤ径方向内側に位置する請求項５に記載の空気入りラジアルタイヤ。