JP4115486B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、トレッド部にベルト層を埋設した空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、ベルト層の酸化劣化を防止して耐久性の向上を可能にした空気入りタイヤに関する。

トレッド部にベルト層を埋設した空気入りタイヤにおいて、耐久性を阻害する要因として、ベルト層のタイヤ軸方向の両端部におけるコードとコートゴムとの剥離が挙げられる。特にベルト層が劣化するとコードとコートゴムとの剥離を生じ易くなる。このようなベルト層の劣化は、タイヤ内部の空気がタイヤ外部に向けて滲み出す過程で、空気中の酸素がベルト層のコートゴムを酸化することにより促進されることが指摘されている。

そこで、空気入りタイヤのバットレス部に複数本のコードをタイヤ軸方向に配列してなるコード補助層を埋設し、該コード補助層をベルト層の下方域に延在するベルト内側部とタイヤ軸方向外側へ延長する延長部とタイヤ外表面に近接する近接部とから構成し、タイヤ内を移動する空気をコード補助層を介してタイヤ外部に導くことにより、酸素がベルト層の端部付近を大量に通過することを防止し、ベルト層のコートゴムの酸化劣化を抑制することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、上述のように空気入りタイヤのバットレス部に複数本のコードをタイヤ軸方向に配列してなるコード補助層を埋設し、その端部をバットレス部の近傍でタイヤ外表面に近接させた場合、以下のような問題がある。即ち、バットレス部はウェット路面走行時に水と接する機会が比較的多いため、コード補助層の端部をバットレス部の近傍でタイヤ外表面に近接させた場合、コード補助層を介してベルト層に水分が供給されることになる。そうすると、水分がベルトコードの劣化を促進し、これが空気入りタイヤの耐久性を低下させる要因となる。また、バットレス部はタイヤ走行時の変形量が比較的多いため、コード補助層の端部をバットレス部の近傍でタイヤ外表面に近接させた場合、その近接部を起点として損傷を生じ易くなり、これも空気入りタイヤの耐久性を低下させる要因となる。つまり、コード補助層に基づいてベルト層の酸化劣化を防止しても、空気入りタイヤの耐久性の改善効果が十分に得られないのである。
特開２００３−８０９０５号公報

本発明の目的は、ベルト層の酸化劣化を防止して耐久性の向上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、タイヤ内表面に配置された空気透過防止層とトレッド部に埋設されたベルト層との間に複数本のコードを配列してなるコード層を配置し、該コード層をタイヤ最大幅位置よりもビード部側へ延長し、前記コード層の少なくとも一部をタイヤ最大幅位置よりもビード部側の位置であってタイヤ断面高さＨに対してビードヒールからのタイヤ径方向高さが０．１Ｈ〜０．４Ｈとなる範囲において前記コードとタイヤ外表面との距離が２ｍｍ以下となるようにタイヤ外表面に近接させたことを特徴とするものである。

本発明では、空気透過防止層とベルト層との間にコード層を配置し、該コード層の少なくとも一部をタイヤ外表面に近接させるので、タイヤ内部の空気がタイヤ外部に向けて滲み出す過程において、ベルト層に向かって移動する空気をコード層のコード内に取り込んでタイヤ外表面に近接させた部分からタイヤ外部に排出することができる。これにより、ベルト層を通過する酸素量を減らし、ベルト層の酸化劣化を抑制し、延いては、空気入りタイヤの耐久性を向上することができる。

しかも、コード層の少なくとも一部をタイヤ最大幅位置よりもビード部側の位置でタイヤ外表面に近接させるので、コード層自体が耐久性の低下要因となるのを回避することができる。即ち、コード層のタイヤ外表面に近接させる部分をビード部寄りの位置に配置した場合、ウエット路面走行時にコード層に水分が浸透し難くなるため、コード層を介してベルト層に水分が供給されるのを避けることができる。また、空気入りタイヤのタイヤ最大幅位置よりもビード部側の部分はタイヤ走行時の変形量が比較的少ないため、コード層のタイヤ外表面に近接させる部分をビード部寄りの位置に配置した場合、その近接部分を起点とする損傷を生じ難くなる。従って、コード層による耐久性の改善効果を最大限に享受することができる。

なお、上記コード層は空気透過防止層を通過した空気をタイヤ外部に導くものであり、空気入りタイヤの内圧保持性能は空気透過防止層に基づいて確保されるので、上記コード層に起因して空気入りタイヤの内圧保持性能が低下することはない。

本発明では、コード層の少なくとも一部をタイヤ断面高さＨに対してビードヒールからのタイヤ径方向高さが０．１Ｈ〜０．４Ｈとなる範囲においてコードとタイヤ外表面との距離が２ｍｍ以下となるようにタイヤ外表面に近接させる。これにより、耐久性の改善効果をより確実に得ることができる。

コード層としては一対のビード部間に装架されたカーカス層を用いることが好ましい。コード層はカーカス層とは異なるものであっても良いが、コード層とベルト層とのタイヤ軸方向の重なり幅をベルト層の端部から少なくとも１０ｍｍとすることが望ましい。これにより、剥離故障を生じ易いベルト層の端部付近を確実に保護することができる。なお、ベルト層の下方域にコード層の端部を配置すると、その端部が故障の要因になるので、ベルト層の下方域にはコード層の端部が存在しないことが好ましい。

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は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示すものである。図１において、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。左右一対のビード部３，３間にはカーカス層４が装架され、このカーカス層４の端部がビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。カーカス層４はタイヤ径方向に配向する複数本のカーカスコードから構成されている。カーカスコードとしては、ナイロンやポリエステル等の有機繊維コードのほか、スチールコードを使用することが可能である。カーカス層４の内側のタイヤ内表面には空気透過防止層６が配置されている。この空気透過防止層６（インナーライナー層）は、ブチルゴムを主成分とするゴム組成物から構成しても良く、或いは、熱可塑性樹脂や熱可塑性樹脂にエラストマーを分散させた複合樹脂材料から構成しても良い。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がタイヤ全周にわたって配置されている。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。

上記空気入りタイヤにおいて、カーカス層４はタイヤ内圧を保持する機能を担持すると共にベルト層７の酸化劣化を防止するためのコード層として機能する。即ち、カーカス層４は空気透過防止層６とベルト層７との間に配置され、ベルト層７の下方域からタイヤ最大幅位置Ｐ（タイヤ断面幅が最大となる位置）よりもビード部３側へ延長している。そして、カーカス層４の少なくとも一部は、タイヤ断面高さＨに対してビードヒール（リム径の基準位置）からのタイヤ径方向高さが０．１Ｈ〜０．５Ｈとなる範囲Ｘにおいて、タイヤ最大幅位置Ｐよりもビード部３側の位置で、図２の拡大図に示すように、コードＣとタイヤ外表面Ｓとの距離Ｄが２ｍｍ以下となるようにタイヤ外表面に近接している。本実施形態では、カーカス層４の折り返し部４ａが途中からタイヤ外表面に向かって湾曲し、その折り返し部４ａの端末部分が局部的にタイヤ外表面に近接している。但し、カーカス層４の折り返し部４ａはビードコア５の内縁からタイヤ外表面に向かって直線的に折り返され、その折り返し部４ａの大部分がタイヤ外表面に近接していても良い。

上記空気入りタイヤでは、空気透過防止層６とベルト層７との間にカーカス層４を配置し、該カーカス層４の少なくとも一部をタイヤ外表面に近接させているので、タイヤ内外の圧力差に起因してタイヤ内部の空気がタイヤ外部に向けて滲み出す過程において、ベルト層７に向かって移動する空気をカーカス層４のコード内に取り込んでタイヤ外表面に近接させた部分からタイヤ外部に排出することができる。これにより、ベルト層７を通過する酸素量を減らし、ベルト層７のコートゴムの酸化劣化を抑制して空気入りタイヤの耐久性を向上することができる。

しかも、カーカス層４のタイヤ外表面に近接させる部分をタイヤ最大幅位置Ｐよりもビード部３側の位置に配置しているので、カーカス層４の構造に起因して耐久性が低下するのを回避することができる。つまり、カーカス層４のタイヤ外表面に近接させる部分をタイヤ最大幅位置Ｐよりもビード部３側の位置に配置した場合、ウエット路面走行時にカーカス層４に水分が浸透し難くなるためカーカス層４を介してベルト層７に水分が供給されるのを避けることができ、更にはタイヤ走行時の変形に起因して上記近接部分を起点とするサイドブロー等の損傷が生じるのを避けることができる。

特に、カーカス層４のタイヤ外表面に近接させる部分は、タイヤ断面高さＨに対してビードヒールからのタイヤ径方向高さが０．１Ｈ〜０．５Ｈとなる範囲Ｘに配置すると良い。カーカス層４のタイヤ外表面に近接させる部分がビードヒールから０．１Ｈ未満の位置に存在すると、その部分がリムフランジとの接触により磨滅して故障要因となり、逆にビードヒールから０．５Ｈ超の位置に存在すると、その部分から水分が侵入し易くなると共に、その部分を起点として故障を生じ易くなる。最も好ましい範囲Ｘは０．１Ｈ〜０．４Ｈである。

カーカス層４のタイヤ外表面に近接させる部分では、コードとタイヤ外表面との距離Ｄを２ｍｍ以下とする。コード層の距離Ｄが２ｍｍ超であるとコード内に導かれた空気がタイヤ外部に排出され難くなる。コード層のコードはタイヤ外表面に露出していても良い。その場合、距離Ｄは０ｍｍである。

上述した実施形態では、コード層として一対のビード部間に装架されたカーカス層を用いているが、コード層を兼ねるカーカス層としては、ビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ折り返したもの、或いは、ビードコアの廻りに巻き回すことなくトレッド部からビード部まで延在するものを採用することができる。

図３は本発明の他の実施形態からなる空気入りタイヤを示すものである。本実施形態はカーカス層とは別体のコード層を用いたものであるので、図３において図１と同一物には同一符号を付してその部分の詳細な説明は省略する。

図３において、タイヤ内表面に配置された空気透過防止層６とトレッド部１に埋設されたベルト層７との間には、カーカス層４に沿って複数本のコードを配列してなるコード層８が配置されている。コード層８のタイヤ周方向に対するコード角度は特に限定されるものではないが、例えば、７０°〜９０°の範囲に設定することができる。コード層８のコードとしては、ナイロンやポリエステル等の有機繊維コードのほか、スチールコードを使用することが可能である。このコード層８はベルト層７の下方域からタイヤ最大幅位置Ｐよりもビード部側へ延長している。そして、コード層８の少なくとも一部は、タイヤ断面高さＨに対してビードヒールからのタイヤ径方向高さが０．１Ｈ〜０．５Ｈ、より好ましくは０．１Ｈ〜０．４Ｈとなる範囲Ｘにおいて、タイヤ最大幅位置Ｐよりもビード部３側の位置で、コードとタイヤ外表面との距離が２ｍｍ以下となるようにタイヤ外表面に近接している。

上記空気入りタイヤにおいても、前述の空気入りタイヤと同様に、タイヤ内外の圧力差に起因してタイヤ内部の空気がタイヤ外部に向けて滲み出す過程において、ベルト層７に向かって移動する空気をコード層８のコード内に取り込んでタイヤ外表面に近接させた部分からタイヤ外部に排出することができる。これにより、ベルト層７を通過する酸素量を減らし、ベルト層７のコートゴムの酸化劣化を抑制して空気入りタイヤの耐久性を向上することができる。また、コード層８のタイヤ外表面に近接させる部分をタイヤ最大幅位置Ｐよりもビード部３側の位置に配置しているので、コード層８の構造に起因して耐久性が低下するのを回避することができる。

上述した実施形態では、コード層８がベルト層７を横切るように延在し、ベルト層７の下方域に端部を有していない。このようにベルト層７の下方域から端部を排除した構成は耐久性の点で優れている。しかしながら、コード層８をベルト層７の端部だけに重なるものとし、そのようなコード層８をベルト層７の両端部にそれぞれ配置しても良い。この場合、コード層８とベルト層７とのタイヤ軸方向の重なり幅はベルト層７の端部から少なくとも１０ｍｍとすることが望ましい。これにより、剥離故障を生じ易いベルト層７の端部付近を確実に保護することができる。

タイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤにおいて、タイヤ構造を種々異ならせた従来例、比較例及び実施例１〜２のタイヤをそれぞれ作製した。

従来例のタイヤは、トレッド部におけるカーカス層の外周側にベルト層を埋設し、タイヤ内表面に空気透過防止層を設けたものである。比較例のタイヤは、カーカス層とベルト層の端部との間に介在するコード層をバットレス部に追加し、そのコード層の端部をタイヤ断面高さＨに対してビードヒールからのタイヤ径方向高さが０．７Ｈ〜０．８Ｈとなる位置でコードとタイヤ外表面との距離が１ｍｍとなるようにタイヤ外表面に近接させたこと以外は、従来例と同じ構造を有するものである。

実施例１のタイヤは、カーカス層の折り返し端部をタイヤ断面高さＨに対してビードヒールからのタイヤ径方向高さが０．１Ｈ〜０．２Ｈとなる位置でコードとタイヤ外表面との距離が１ｍｍとなるようにタイヤ外表面に近接させたこと以外は、従来例と同じ構造を有するものである。実施例２のタイヤは、カーカス層の折り返し端部をタイヤ断面高さＨに対してビードヒールからのタイヤ径方向高さが０．３Ｈ〜０．４Ｈとなる位置でコードとタイヤ外表面との距離が１ｍｍとなるようにタイヤ外表面に近接させたこと以外は、従来例と同じ構造を有するものである。

これら試験タイヤについて、下記試験方法により、耐久試験及びエア漏れ試験を実施し、その結果を表１に示した。

耐久試験：
試験タイヤをリムサイズ１５×６ＪＪのホイールに組付け、空気圧を２００ｋＰａとして排気量１８００ｃｃの乗用車に装着し、舗装路にて５万ｋｍ走行後、ベルトエッジセパレーション及びサイド部クラックの発生状況を調べた。

エア漏れ試験：
試験タイヤをリムサイズ１５×６ＪＪのホイールに組付け、初期圧力を２５０ｋＰａ、室温２１℃、無負荷条件にて３ヶ月間放置し、所定の測定間隔で圧力を測定した。内圧の測定間隔は３時間毎とし、測定圧力Ｐｔ、初期圧力Ｐ０、経過日数ｔとして、（１）式で回帰してα値を求めた。

Ｐｔ／Ｐ０＝ｅｘｐ（−αｔ） ・・・（１）
そして、（２）式において（１）式で得られたα値を用い、かつ、ｔ＝３０（日）を代入してβ値を求めた。

β＝〔１−ｅｘｐ（−αｔ）〕×１００ ・・・（２）
このβ値を１ヶ月当たりの圧力低下率（％／月）とした。

表１に示すように、実施例１〜２のタイヤでは耐久試験後においてベルトエッジセパレーション及びサイド部クラックが発生しておらず、エア漏れ試験の結果も良好であった。一方、従来例のタイヤではベルトエッジセパレーションが発生していた。また、比較例のタイヤではベルトエッジセパレーションの発生が回避されていたが、その替わりにサイド部クラックが発生していた。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線半断面図である。 図１の空気入りタイヤの要部を示す断面図である。 本発明の他の実施形態からなる空気入りタイヤを示す子午線半断面図である。

符号の説明

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（コード層）
４ａ 折り返し部
５ ビードコア
６ 空気透過防止層
７ ベルト層
８ コード層
Ｃ カーカスコード
Ｈ タイヤ断面高さ
Ｐ タイヤ最大幅位置
Ｓ タイヤ外表面

Claims (4)

1. タイヤ内表面に配置された空気透過防止層とトレッド部に埋設されたベルト層との間に複数本のコードを配列してなるコード層を配置し、該コード層をタイヤ最大幅位置よりもビード部側へ延長し、前記コード層の少なくとも一部をタイヤ最大幅位置よりもビード部側の位置であってタイヤ断面高さＨに対してビードヒールからのタイヤ径方向高さが０．１Ｈ〜０．４Ｈとなる範囲において前記コードとタイヤ外表面との距離が２ｍｍ以下となるようにタイヤ外表面に近接させた空気入りタイヤ。
2. 前記コード層として一対のビード部間に装架されたカーカス層を用いた請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記カーカス層の折り返し部を途中からタイヤ外表面に向かって湾曲させ、該折り返し部の端末部分を局部的にタイヤ外表面に近接させた請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記コード層と前記ベルト層とのタイヤ軸方向の重なり幅を該ベルト層の端部から少なくとも１０ｍｍとした請求項１に記載の空気入りタイヤ。

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