JP4094313B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気入りタイヤに関し、詳細には、空気入りバイアスタイヤのカーカスプライの改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りタイヤは、カーカスプライの構造によってバイアスタイヤとラジアルタイヤとに大別される。バイアスタイヤでは、カーカスプライのコードは、タイヤの周方向に対して斜めに延びる。このバイアスタイヤでは、カーカス部の連続性が小さいことに起因して、局部的な変形が容易に起こりうる。換言すれば、バイアスタイヤは路面の突起を包み込む特性（エンベロープ特性）に優れる。従って、バイアスタイヤは乗り心地に優れ、不整地走行時の路面への追随性にも優れる。このバイアスタイヤは、荒れ地を走行する車両（例えばオフロードバイクやＡＴＶ）に適している。
【０００３】
タイヤの製造では、カーカスプライ、ビードコア、トレッドゴム等からなる予備成形体（「生カバー」と称されている）が金型に投入され、加熱・加圧される。加熱によってゴムが架橋反応を起こし、タイヤが得られる。この工程は、加硫工程と称されている。金型の内周面には凹凸模様が形成されており、加硫工程によってこの凹凸模様が反転した形状のトレッドパターンがトレッド部に形成される。換言すれば、金型の凹凸模様は、トレッドパターンが反転された形状を呈する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
加硫工程では、金型の凹部にトレッドゴムが流入する。この流入によってゴム組成物が欠乏し、トレッド部とカーカス部との間に空隙が生じてしまうことがる。この現象はＡＵＴ（Ａｉｒ・Ｕｎｄｅｒ・Ｔｒｅａｄ）と称されている。
【０００５】
オフロードバイク用バイアスタイヤやＡＴＶ用バイアスタイヤでは、トレッド部にブロックパターンと称されるトレッドパターンが形成されることが多い。ブロックパターンでは、トレッド部に刻まれた溝によってトレッド面が多数のブロックに区画される。成形金型の凹部は個々のブロックに対応しており、個々の凹部の容積は比較的大きい。従って、凹部に流入するトレッドゴムの量は多く、このことがＡＵＴの発生を助長する。バイアスタイヤの製造において、ＡＵＴの低減は大きな課題となっている。
【０００６】
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、その製造工程においてＡＵＴが生じにくい空気入りタイヤの提供を目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するためになされた発明は、
その外面がトレッド面をなすトレッド部と、このトレッド部の両端から略半径方向内向きに延びる一対のサイドウォール部と、このサイドウォール部からさらに略半径方向内向きに延びる一対のビード部と、両ビード部間に架け渡されたカーカス部とを備えており、このカーカス部がバイアス構造のカーカスプライを含んでいる空気入りタイヤであって、
このカーカスプライに含まれるコードの直径がＡとされ、カーカスプライの厚みがＢとされ、コードの中心からカーカスプライの半径方向外側面までの距離がαとされ、コードの中心からカーカスプライの半径方向内側面までの距離がβとされたとき、比（Ｂ／Ａ）が１．１５を超えて２．５０未満であり、比（β／α）が１．２０を超えて２．００未満であることを特徴とする空気入りタイヤ、
である。
【０００８】
この空気入りタイヤは、比（Ｂ／Ａ）及び比（β／α）が所定範囲内に設定されているので、ＡＵＴが抑制される。
【０００９】
ＡＵＴ抑制効果は、トレッド面のランド比率Ｌが１０％以上５０％以下である空気入りタイヤにおいて、特に顕著である。
【００１０】
好ましくは、比（Ｂ／Ａ）とランド比率Ｌとは、下記数式（Ｉ）の関係を満たす。
（Ｂ／Ａ）≧−０．００２５×Ｌ＋１．３２５ −−−（Ｉ）
この空気入りタイヤでは、ＡＵＴの発生がより抑制される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。
【００１２】
図１は、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ１（以下単に「タイヤ」とも称される）の一部が示された断面図である。この図１において上下方向がタイヤ１の半径方向であり、左右方向がタイヤ１の軸方向である。このタイヤ１は、図１中の一点鎖線を中心としたほぼ左右対称の形状を呈する。このタイヤ１は、トレッド部３、サイドウォール部５、ビード部７、カーカス部９及びインナーライナー１１を備えている。
【００１３】
トレッド部３は架橋ゴムからなり、半径方向外向きに凸な円弧状である。トレッド部３の外面は、路面と接地するトレッド面１３を構成する。トレッド面１３は、溝１５によって多数のブロック１７に区画されたブロックパターンをなしている。このブロックパターンは、岩場、瓦礫、軟弱知等の不整地での走行に適したものである。
【００１４】
サイドウォール部５は、トレッド部３の両端から半径方向内向きに延びている。このサイドウォール部５も、架橋ゴムからなる。サイドウォール部５は、撓みによって路面からの衝撃を吸収する。また、サイドウォール部５は、カーカス部９の外傷を防止する。
【００１５】
ビード部７は、ビードコア１９と、このビードコア１９から半径方向外向きに延びるビードエーペックス２１とからなる。ビードコア１９は環状であり、複数本の非伸縮性ワイヤー（典型的にはスチール製ワイヤー）からなる。ビードエーペックス２１は、半径方向外向きに先細りであるテーパ状であり、架橋ゴムからなる。
【００１６】
カーカス部９は、トレッド部３、サイドウォール部５及びビード部７の内周面に沿うように、両側のビード部７の間に架け渡されている。カーカス部９は、第一カーカスプライ２３、第二カーカスプライ２５及び第三カーカスプライ２７からなる。第一カーカスプライ２３及び第二カーカスプライ２５は、ビードコア１９の周りを、軸方向内側から外側に向かって巻かれている。第三カーカスプライ２７は、ビードエーペックス２１の内側で終端している。
【００１７】
インナーライナー１１は、カーカス部９の内周面に接合されている。インナーライナー１１も、架橋ゴムからなる。インナーライナー１１には、空気透過性の少ないゴムが用いられる。インナーライナー１１は、タイヤ１の内圧を保持する役割を果たす。
【００１８】
図２は、図１のタイヤ１の第一カーカスプライ２３の一部が示された拡大断面図である。この図において上側がタイヤ１の半径方向外側であり、下側がタイヤ１の半径方向内側である。図示されていないが、第二カーカスプライ２５及び第三カーカスプライ２７も、この第一カーカスプライ２３と同等の構造と寸法とを備える。第一カーカスプライ２３は、並列する多数のコード２９と、トッピングゴム３１とから構成されている。コード２９は、トッピングゴム３１に埋設されている。全てのコード２９は、ほぼ同一直径である。
【００１９】
この第一カーカスプライ２３はバイアス構造であり、コード２９はタイヤ１の周方向（図２における紙面垂直方向）に対して斜めに延びる。周方向に対するコード２９の傾斜角度は、通常は２４°以上４５°以下である。
【００２０】
この図２において両矢印Ａで示されているのは、コード２９の直径（ｍｍ）である。両矢印Ｂで示されているのは、第一カーカスプライ２３の厚み（ｍｍ）である。両矢印αで示されているのは、コード２９の中心から第一カーカスプライ２３の半径方向外側面までの距離（ｍｍ）である。両矢印βで示されているのは、コード２９の中心から第一カーカスプライ２３の半径方向内側面までの距離（ｍｍ）である。
【００２１】
この第一カーカスプライ２３では、比（Ｂ／Ａ）が１．１５を超えて２．５０未満となるように、直径Ａと厚みＢとが設定されている。比（Ｂ／Ａ）が１．１５を超えることにより、加硫工程において金型の凹部にトレッドゴムが流入しても、これをトッピングゴム３１が補い、ＡＵＴの発生が抑制される。この観点から、比（Ｂ／Ａ）は１．４０以上がより好ましく、１．５０以上が特に好ましい。比（Ｂ／Ａ）が２．５０未満に設定されることにより、タイヤ１の質量が大きくなることが抑制される。この観点から、比（Ｂ／Ａ）は２．１０以下がより好ましく、１．８０以下が特に好ましい。
【００２２】
この第一カーカスプライ２３では、比（β／α）が１．２０を超えて２．００未満となるように、距離α及び距離βが設定されている。比（β／α）が１．２０を超えることにより、トッピングゴム３１が吸い上げられてＡＵＴの発生が抑制され、オープンスレットも抑制される。この観点から、比（β／α）は１．４０以上がより好ましく、１．６０以上が特に好ましい。比（β／α）が２．００未満に設定されることにより、距離α及び距離βのバラツキが抑制される。この観点から、比（β／α）は１．８０以下がより好ましく、１．７０以下が特に好ましい。
【００２３】
直径Ａと厚みＢとは、上記範囲の比（Ｂ／Ａ）が達成される範囲内で任意に選択される。通常は直径Ａは０．４５ｍｍ以上０．８ｍｍ以下とされ、厚みＢは０．６３ｍｍ以上１．６８ｍｍ以下とされる。距離α及び距離βは、上記範囲の比（β／α）が達成される範囲内で任意に選択される。通常は距離αは０．３ｍｍ以上０．７ｍｍ以下とされ、距離βは０．４２ｍｍ以上１．２６ｍｍ以下とされる。距離α及び距離βは、直径Ａよりも大きい。換言すれば、コード２９は第一カーカスプライ２３の表面に露出していない。
【００２４】
直径Ａ、厚みＢ、距離α及び距離βは、完成されたタイヤ１が切断され、この切断面において測定される。寸法が不均一な場合は、無作為に抽出された２０箇所において直径Ａ、厚みＢ、距離α及び距離βが測定され、それぞれの平均値が算出される。コード２９の断面形状が円でない場合は、この断面形状を内部に含む円の中で最小の円が想定され、この想定された円の直径が直径Ａとされる。また、想定された円の中心が基準とされ、距離α及び距離βが測定される。
【００２５】
コード２９の材質は特には制限されず、ポリアミド繊維、レーヨン繊維、ポリエステル繊維、ポリエチレンナフタレート繊維、アラミド繊維等が好適に用いられうる。繊維太さは特には制限されず、通常は９４０デニールから２１００デニールのものが賞揚される。通常、コード２９の密度（５ｃｍ当たりの本数）は３０エンズ以上５５エンズ以下とされる。２本以上の繊維が撚られてコード２９が形成されてもよい。この場合、１０ｃｍ当たりの撚り数は、３０回以上５５回以下とされる。
【００２６】
比（Ｂ／Ａ）及び比（β／α）が上記範囲に設定されることにより、トレッド部３がブロックパターンを備えたタイヤ１であっても、ＡＵＴが抑制される。ブロックパターンでは、他のトレッドパターンに比べてランド比率Ｌが小さくなる傾向がある。通常のブロックパターンのランド比率Ｌは、１０％以上５０％以下である。本明細書においてランド比率とは、溝１５を除くトレッド面１３の面積の、溝１５が無いと仮定されたときのトレッド面１３の面積に対する比率を意味する。
【００２７】
図３は、比（Ｂ／Ａ）とランド比率Ｌとの関係が示されたグラフである。この図において符号Ｓ１で示されているのは、下記数式（II）で表わされる直線である。符号Ｓ２で示されているのは、下記数式（III)で表される直線である。符号Ｓ３で示されているのは、下記数式（IV）で表される直線である。
（Ｂ／Ａ）＝−０．００２５×Ｌ＋１．３２５ −−−（II）
Ｌ＝１０ −−−（III)
Ｌ＝５０ −−−（IV）
【００２８】
直線Ｓ２と直線Ｓ３とに挟まれ、かつ直線Ｓ１から上の領域（図３においてハッチングが施された領域）は、ブロックパターンのタイヤ１において特にＡＵＴが発生しにくい領域である。この領域は、ランド比率Ｌが１０％以上５０％以下であり、かつ比（Ｂ／Ａ）とランド比率Ｌとが下記数式（Ｉ）を満たす領域である。
（Ｂ／Ａ）≧−０．００２５×Ｌ＋１．３２５ −−−（Ｉ）
【００２９】
このタイヤ１は３枚のカーカスプライ２３、２５、２７を備えているが、カーカスプライの枚数は特には制限されない。複数枚のカーカスプライを備えたタイヤにおいて、全てのカーカスプライの構造及び寸法が統一される必要もない。複数枚のカーカスプライを備えたタイヤの少なくとも１枚のカーカスプライにおいて、比（Ｂ／Ａ）及び比（β／α）が上記範囲に設定されることにより、ＡＵＴの発生が抑制される。
【００３０】
【実施例】
以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。
【００３１】
［実施例１］
図１に示された構造を備えた自動二輪車用のタイヤを製作した。このタイヤのサイズは、１１０／９０−１９である。トレッド面はブロックパターンを備えており、そのランド比率Ｌは２５．１％である。３枚のカーカスプライは、同一の構造を有する。カーカスプライは、ポリエステル繊維からなり繊維度が１１００ｄｔｅｘ／２であるコードを備えている。コードの密度は、４８エンズである。コードの直径Ａは０．５１ｍｍであり、カーカスプライの厚みＢは０．８１６ｍｍであり、距離αは０．３６３ｍｍであり、距離βは０．４５３ｍｍである。従って、このタイヤの比（Ｂ／Ａ）は１．６０であり、比（β／α）は１．２５である。
【００３２】
［実施例２から８及び比較例１から３］
下記表１に示される直径Ａ、厚みＢ、距離α及び距離βを備えたカーカスプライを用いた他は実施例１と同様にして、実施例２から８及び比較例１から３のタイヤを得た。
【００３３】
［ＡＵＴ発生率の調査］
各実施例及び各比較例毎に１００本のタイヤを製作し、クラウン部を周方向に切断してＡＵＴの発生の有無を確認した。ＡＵＴが発生しているタイヤの比率が、下記の表１に示されている。
【００３４】
［質量の測定］
上記１００本のタイヤの質量を測定した。その平均値が、下記の表１に示されている。
【００３５】
【表１】

【００３６】
表１において、比（Ｂ／Ａ）が１．１５以下である比較例１のタイヤ、及び比（β／α）が１．２０以下である比較例２のタイヤでは、ＡＵＴの発生率が大きい。また、比（Ｂ／Ａ）が２．５０以上である比較例３のタイヤは、質量が大きい。これに対して、各実施例のタイヤはＡＵＴの発生率が少なく、質量もさほど大きくない。これらの評価結果より、本発明の優位性は明らかである。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明されたように、本発明の空気入りタイヤはその製造工程においてＡＵＴが生じにくい。このタイヤは品質と生産性とに優れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤの一部が示された断面図である。
【図２】図２は、図１のタイヤの第一カーカスプライの一部が示された拡大断面図である。
【図３】図３は、比（Ｂ／Ａ）とランド比率Ｌとの関係が示されたグラフである。
【符号の説明】
１・・・空気入りタイヤ
３・・・トレッド部
５・・・サイドウォール部
７・・・ビード部
９・・・カーカス部
１１・・・インナーライナー
１３・・・トレッド面
１５・・・溝
１７・・・ブロック
１９・・・ビードコア
２１・・・ビードエーペックス
２３・・・第一カーカスプライ
２５・・・第二カーカスプライ
２７・・・第三カーカスプライ
２９・・・コード
３１・・・トッピングゴム

Claims (3)

1. その外面がトレッド面をなすトレッド部と、このトレッド部の両端から略半径方向内向きに延びる一対のサイドウォール部と、このサイドウォール部からさらに略半径方向内向きに延びる一対のビード部と、両ビード部間に架け渡されたカーカス部とを備えており、このカーカス部がバイアス構造のカーカスプライを含んでいる空気入りタイヤであって、
   このカーカスプライに含まれるコードの直径がＡとされ、カーカスプライの厚みがＢとされ、コードの中心からカーカスプライの半径方向外側面までの距離がαとされ、コードの中心からカーカスプライの半径方向内側面までの距離がβとされたとき、比（Ｂ／Ａ）が１．１５を超えて２．５０未満であり、比（β／α）が１．２０を超えて２．００未満であることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 上記トレッド面のランド比率Ｌが１０％以上５０％以下である請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 上記比（Ｂ／Ａ）とランド比率Ｌとが下記数式（Ｉ）の関係を満たす請求項２に記載の空気入りタイヤ。
   （Ｂ／Ａ）≧−０．００２５×Ｌ＋１．３２５ −−−（Ｉ）

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