JP4523704B2

JP4523704B2 - 空気入りタイヤ

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Publication number: JP4523704B2
Application number: JP2000191443A
Authority: JP
Inventors: 拓士楠本; 光司森
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2000-06-26
Filing date: 2000-06-26
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2020-06-26
Also published as: JP2002002216A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高速耐久性を向上した空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術、および発明が解決しようとする課題】
近年の自動車の高出力化、高性能化に伴い、ラジアル構造のカーカスの外側に強靱なベルト層を巻装した偏平なラジアルタイヤが多用されている。この種のタイヤでは、高速走行時、トレッド面の接地／非接地でのくり返し変形に起因してトレッド部の特にショルダ側でのゴム発熱が高く、ゴムの熱劣化等に起因してベルト層外端から剥離損傷が生じるなど高速耐久性を損ねるという問題がある。
【０００３】
そのために、例えば図５に示すように、ショルダ側でのトレッドゴムのゲージ厚ｔｓをタイヤ赤道側のゲージ厚ｔｃに比して減じ、ショルダー領域でのゴム発熱を抑えることが一部提案されている。
【０００４】
しかしながら、かかる構成では、ゴム発熱は減少するものの、前記ゲージ厚ｔｓ、ｔｃの差によって、接地の際、ベルト層ａの外端部が逆反り状に変形するなど変形量が逆に増加し、その結果、期待するほどには高速耐久性の向上効果が得られない。
【０００５】
そこで本発明は、カーカスのプライ折返し部をベルト層と所定巾で重ね合わせた超ハイターンアップ構造を採用するとともに、少なくとも重なり部においてタイヤ周方向に対するカーカスコードのコード角度を７０〜８６度としてプライ本体部とプライ折返し部との間でカーカスコードを交差配列させることを基本として、ショルダ側での曲げ剛性を大幅に向上でき、ベルト層の外端部における変形量を低減し、高速耐久性を大巾に向上しうる空気入りタイヤの提供を目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るプライ本体部に前記ビードコアの廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるプライ折返し部を一連に設けた１枚のカーカスプライからなるカーカスと、トレッド部の内方かつカーカスの外側に配される少なくとも２枚のベルトプライからなるベルト層とを有する空気入りタイヤであって、
前記プライ折返し部は、その終端を前記プライ本体部と前記ベルト層との間に位置させることにより前記ベルト層とタイヤ半径方向内外で重なる重なり部を形成しかつこの重なり部のタイヤ軸方向の巾Ｗ１を５〜４０ｍｍとするとともに、
前記カーカスプライは、前記プライ本体部とプライ折返し部との間でカーカスコードが交差配列し、かつ少なくとも前記重なり部においてカーカスコードがタイヤ周方向に対して７０〜８６度の角度で傾斜し、
前記ベルト層の外面からトレッド面までのトレッドゴムのタイヤ赤道におけるゴムゲージ厚さＴｃと、ベルト層の外端からタイヤ軸方向内方に２０ｍｍを隔てたショルダ点におけるゴムゲージ厚さＴｓとの比Ｔｓ／Ｔｃは０．７５〜０．９５であり、
しかも正規リムにリム組みし正規内圧を充填した無負荷の正規状態において、タイヤ断面巾Ｗ０と前記ベルト層のベルト巾ＷＢとの差Ｗ０−ＷＢは、２５〜３０ｍｍの範囲であることを特徴としている。
【０００７】
また請求項２の発明では、前記プライ本体部のカーカスコードのタイヤ周方向に対する傾斜の向きは、半径方向最内側のベルトプライのベルトコードのタイヤ周方向に対する傾斜の向きと同方向であることを特徴としている。
【０００８】
また請求項３の発明では、前記重なり部のタイヤ軸方向の巾Ｗ１が１４〜１６ｍｍであることを特徴としている。
【０００９】
また請求項４の発明では、前記トレッド部は、ベルト層の半径方向外方にバンド層を具えていないことを特徴としている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
図１は、本実施形態の空気入りタイヤが乗用車用タイヤとして形成されるとともに正規リムＲにリム組みされかつ正規内圧を充填された無負荷の正規状態における子午線断面図を示している。
【００１１】
なお前記「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring R im"とする。また、前記「正規内圧」とは、前記規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LI MITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" であるが、乗用車用タイヤである場合には１８０ＫＰａとする。
【００１２】
図において、空気入りタイヤ１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に至るカーカス６と、このカーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されたベルト層７とを具える。なおビード部４には前記ビードコア５から半径方向外方に立上がるエーペックスゴム８が配されている。
【００１３】
前記ベルト層７は、例えば芳香族ポリアミド繊維コード及びスチールコード等の高弾性のベルトコード２０（図２に示す）をタイヤ周方向に対して例えば１０〜３５度のコード角度αで配列した少なくとも２枚、本例では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから形成される。前記ベルトコード２０は、プライ間で交差するようにタイヤ周方向に対する傾斜の向きを互いに違えて配されており、これによってトレッド部２の略全巾を強いタガ効果を有して補強し、かつトレッド剛性を高めている。
【００１４】
又タイヤ半径方向内側のベルトプライ７Ａは、外側のベルトプライ７Ｂに比べ巾広に形成され、本願では、この巾広側のベルトプライのタイヤ軸方向外端をベルト層７の外端７Ｅと定義するとともに、この巾広側のベルトプライのプライ巾を前記ベルト層７のベルト巾ＷＢと定義している。なおベルトプライ７Ａ、７Ｂ間のプライ巾の差は、１５ｍｍ以下としている。
【００１５】
又本実施形態では、高速耐久性の向上のために、このベルト層７の外面からトレッド面２Ｓまでのトレッドゴムのゴムゲージ厚さＴを、タイヤ赤道Ｃ側からショルダ側に向かって減少せしめ、ショルダー領域Ｙｓでのゴム発熱を抑えている。詳しくは、タイヤ赤道Ｃにおけるゴムゲージ厚さＴｃと、ベルト層７の前記外端７Ｅからタイヤ軸方向内方に２０ｍｍの距離Ｌ０を隔てたトレッド面２Ｓ上のショルダ点Ｓにおけるゴムゲージ厚さＴｓとの比Ｔｓ／Ｔｃを０．７５〜０．９５に減じている。
【００１６】
この比Ｔｓ／Ｔｃが０．９５より大では、後述する図３に示すように、ショルダー領域Ｙｓでのゴム発熱が大となり高速耐久性を損ねてしまう。又０．７５未満では、高速耐久性の更なる向上効果が見込めなくなるだけでなく、接地巾および接地面積が過小となる結果、操縦安定性の低下を招く恐れが生じる。
【００１７】
なお前記ショルダー領域Ｙｓとは、前記ショルダ点Ｓよりタイヤ軸方向外側のトレッド部２の領域を意味している。
【００１８】
そして本実施形態では、主に、前記ゴムゲージ厚さＴｓ、Ｔｃの差によるベルト層７の外端７Ｅでの変形量の増加を低く抑え、高速耐久性を有効に発揮させるために、カーカス６の構造を以下の如く特定している。
【００１９】
すなわち、前記カーカス６は、加硫成形前において前記カーカスコード２１（図２に示す）がタイヤ周方向に対して７０〜８６度のコード角度で配列するファブリック材からなる１枚のカーカスプライ６Ａによって形成される。カーカスコード２１としては、ナイロン、ポリエステル、レーヨン、芳香族ポリアミド等の有機繊維コードが好適であり、特に本例のように乗用車用タイヤの場合には、コード径が０．３０〜０．８０ｍｍ、かつプライの巾５ｃｍ当たりのコード打ち込み本数を２５〜６５本とするのが望ましい。
【００２０】
又前記カーカスプライ６Ａは、前記トレッド部２から前記サイドウォール部３を経て前記ビードコア５に至るプライ本体部６ａの両端に、前記ビードコア５の周りをタイヤ軸方向内側から外側に向かって折り返したプライ折返し部６ｂを一連に具える。しかも前記プライ折返し部６ｂは、その終端６ｂｅが、前記プライ本体部６ａと前記ベルト層７との間に延在することにより、このプライ折返し部６ｂと前記ベルト層７とがタイヤ半径方向内外で重なり合う重なり部９を形成している。
【００２１】
従って、加硫成形後において、カーカス６は、少なくとも前記重なり部９におけるカーカスコード２１のタイヤ周方向に対するコード角度βが前記７０〜８６度の角度に維持されるとともに、該プライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとの間でカーカスコード２１が少なくとも８度以上の角度γで交差配列するクロスプライ構造を構成する。
【００２２】
このように、プライ折返し部６ｂをベルト層下にまで巻き上げた所謂超ハイターンナップ構造とすること、並びにプライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとの間でカーカスコード２１が交差配列するクロスプライ構造を構成することによって、１枚のカーカスプライ６Ａでありながらサイドウォール部３の全体をバランス良く補強し、タイヤ横剛性を向上させる。これによって、コーナリングフォースが高く確保され操縦安定性が高まるとともに、縦たわみが抑制される。
【００２３】
もし、前記プライ折返し部６ｂが、重なり部９を形成することなくサイドウォール部３内で終端した場合には、カーカス６は、プライ折返し部６ｂの終端６ｂｅとベルト層７の外端７Ｅとの間の領域では、プライ本体部６ａのみの一層となってしまう。そのために、前記タイヤ横剛性の向上効果などが達成されないばかりか、前記一層部分に応力が集中し、通常走行における耐久性や操舵応答性が低下する。
【００２４】
又本実施形態では、前記重なり部９において、ベルトコード２０とカーカスコード２１とがさらに交差し強固なトラス構造を形成する。このため、前記ショルダー領域Ｙｓにおける曲げ剛性がいっそう向上し、その動きが拘束される。従って、前記ゴムゲージ厚さＴｓ、Ｔｃの差に起因する接地／非接地でのベルト層外端での変形を効果的に抑制し、高速耐久性を有効に発揮させることができる。
【００２５】
さらに前記重なり部９における前記トラス構造の形成は、高速回転に伴うショルダー領域Ｙｓの半径方向外方へのせり上がり（所謂リフティング）をも抑制できる。従って、タイヤの最高速度表記がＨレンジ（２１０ｋｍ／ｈ）、或いはＶレンジ（２３０ｋｍ／ｈ）以上の偏平な高速タイヤにおいても、従来的なバンド層を排除することが可能となり、軽量化、生産性の向上、生産コストの削減などを達成しうる。
【００２６】
そのために、前記重なり部９のタイヤ軸方向の巾Ｗ１は、５．０〜４０．０ｍｍの範囲に設定することが必要であり、該巾Ｗ１が５．０ｍｍ未満では、前記ショルダー領域Ｙｓでの接地／非接地における曲げ変形、および高速回転に伴うリフティングを抑制する効果が不十分となり、高速耐久性の向上効果が有効に発揮されない。逆に４０．０ｍｍを超えると、トレッド部２の剛性が過度に高められる結果、乗り心地の悪化が著しくなる。このような観点から巾Ｗ１は、前記１４．０〜１６．０ｍｍが好ましい。
【００２７】
なお本例では、バンド層を排除した好ましい場合を例示しているが、バンド層を形成することもでき、係る場合には、高速耐久性を２０〜３０ｋｍ／ｈ程度さらに向上させうる。なおバンド層は、周知の如く、ナイロン等の有機繊維のバンドコードをタイヤ周方向に沿って例えば螺旋状に巻回してなり、少なくともベルト層外端を被覆することによってそのリフティングを防止する。
【００２８】
又前記カーカス６の少なくとも前記重なり部９におけるコード角度βは、前述の如く７０〜８６度の範囲に設定することが必要であり、８６度以上では交差角度γが過小となるなど充分なクロスプライ構造が得られ難く、タイヤ横剛性を効果的に向上し得ない。逆に７０度未満では、サイドウォール部３の剛性が著しく高められ、乗り心地の悪化を招くほか、カーカスコード２１のパンタグラフ状の変形によりゴムの内部発熱が生じやすく、高速耐久性には不向きとなる。このような観点より、カーカス６のコード角度βは、７４〜８３度、更に好ましくは７６〜８０度とするのが良い。
【００２９】
なお、通常、プライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとが重複する領域（前記重なり部９を含む）では、カーカスコード２１のコード角度は、前記重なり部９でのコード角度βと略同一となる。他方、前記終端６ｂｅ、６ｂｅ間の領域Ｙにおけるプライ本体部６ａでは、カーカスコード２１のコード角度は、加硫成型時のシェーピング条件等によって９０度に向かって変化する傾向にあり、例えば８６度より大になる場合もある。しかし、係る場合にも、本発明の効果は、充分に発揮される。すなわち、カーカス６は、そのコード角度を部分的に変更することができ、このとき、少なくとも重なり部９におけるコード角度βが前記範囲内であれば、本発明の効果は充分に発揮される。
【００３０】
又コード角度βを前記範囲に確保したまま、前記重なり部９における剛性をより効果的に高めるために、本例では、図２に示すように、前記プライ本体部６ａのカーカスコード２１のタイヤ周方向に対する傾斜の向きを、半径方向最内側のベルトプライ７Ａのベルトコード２０のタイヤ周方向に対する傾斜の向きと同方向に設定している。
【００３１】
これにより、前記重なり部９では、プライ本体部６ａでのカーカスコード２１が例えば左上がり、その外側で隣接するプライ折返し部６ｂのカーカスコード２１が右上がり、その外側で隣接する内側のベルトプライ７Ａのベルトコード２０が左上がり、その外側で隣接する外側のベルトプライ７Ｂのベルトコード２０が右上がりとなるなど、傾斜の向きが互い違いとなり、コードの動きをさらに拘束し合うため、トラス構造をより強固にかつ高剛性に形成できる。
【００３２】
又前記ベルト層７は、一般には、ベルト巾ＷＢの増大とともにタガ効果が高まるなどリフティングの抑制効果が増す傾向となる。しかしその反面、接地／非接地でのベルト層外端での変形量が増加するため、後述する図４に示すように、従来においては、高速耐久性の向上効果が充分発揮されなかった。しかし本願では、前記ベルト層外端での変形が大巾に抑制されるため、ベルト巾ＷＢの増大によってより高い高速耐久性が確保でき、特に前記正規状態において測定したベルト巾ＷＢとタイヤ断面巾Ｗ０との差Ｗ０−ＷＢが２５〜３０ｍｍの範囲のタイヤにおいて高速耐久性の向上効果が顕著に現れる。
【００３３】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【００３４】
【実施例１】
図１に示す構造を有し、かつタイヤサイズが１９５／６０Ｒ１５（最高速度表記がＨレンジ）の乗用車用タイヤを表１の仕様により試作するとともに、各試供タイヤの高速耐久性、操縦安定性についてテストを行い、その結果を表１に記載した。
【００３５】
なおカーカスは、プライ数（１枚）、コード構成（ポリエステル、１１００ｄｔｅｘ／２）、コード打ち込み数（６１本）、ベルト層は、プライ数（２枚）、コード構成（スチール、１×３×０．２７）、コード角度（＋２２度／−２２度）、コード打ち込み数（４０本）、ビードエーペックスゴムは、ビードベースラインからの高さ４５ｃｍとし、夫々略同一の仕様としている。
【００３６】
（１）タイヤ重量
タイヤ１本当たりの重量を測定し、従来例を１００とする指数で表示している。数値が小さいほど良好である。
【００３７】
（２）高速耐久性
ドラム試験機を用いて、リム（１５×６ＪＪ）、内圧（２８０ｋＰａ）の下でＥＣＥ３０により規定された荷重／速度性能テストに準拠して、ステップスピード方式により実施した。テストは、逐次走行速度を上昇させるとともに、タイヤが破壊したときの速度と時間を判定した。
【００３８】
（３）操縦安定性
供試タイヤをリム（１５×６ＪＪ）、内圧（２００ｋＰａ）の下で、車両（２０００ｃｃ）の国産乗用車の全輪に装着し、ドライアスファルトのテストコースを実車走行し、ドライバーの官能評価により従来例を９とした１０段階で評価とした、数値が大きいほど良好である。
【００３９】
【表１】

【００４０】
又表１における参考例Ａ１、比較例Ａ１、Ａ２を基本とし、トレッドゴム２Ｇのゲージ厚さＴｓのみ変化させて高速耐久性のテストを行い、その時の比Ｔｓ／Ｔｃと高速耐久性との関係を図３に示す。なお、参考例Ａ２は、参考例Ａ１に６．６ナイロンのフルバンドからなるバンド層を付加したものである。
【００４１】
又参考例Ａ１、Ａ２、比較例Ａ１、Ａ２および従来例を基本とし、ベルト巾ＷＢのみ変化させて高速耐久性のテストを行い、その時の差Ｗ０−ＷＢと高速耐久性との関係を図４に示す。
【００４２】
表１、或いは図３、４に示すように、実施例のタイヤは、バンド層を排除しつつ、バンド層を有する従来例Ａと略同等の操縦安定性および高速耐久性を発揮でき、又バンド層を設けた場合には、高速耐久性をさらに２０〜３０ｋｍ／ｈ程度向上させうることが確認できる。
【００４３】
【実施例２】
図１に示す構造を有するタイヤサイズが２１５／５５Ｒ１６（最高速度表記がＶレンジ）の乗用車用タイヤを表２の仕様により試作するとともに、各試供タイヤの高速耐久性、操縦安定性について同様のテストを行い、その結果を表２に記載した。
【００４４】
なおカーカスは、プライ数（１枚）、コード構成（ポリエステル、従来例１６７０ｄｔｅｘ／２；実施例１１００ｄｔｅｘ／２）、コード打ち込み数（従来例５０本；実施例６１本）、ベルト層は、プライ数（２枚）、コード構成（スチール、１×３×０．２７）、コード角度（＋２２度／−２２度）、コード打ち込み数（４０本）、ビードエーペックスゴムは、ビードベースラインからの高さ５０ｃｍとし、夫々略同一の仕様としている。
【００４５】
【表２】

【００４６】
Ｖレンジのタイヤにおいても同様に、バンド層を排除しつつ、バンド層を有する従来例Ｂと略同等の操縦安定性および高速耐久性を発揮しうるのが確認できた。なお実施例では何れもカーカスコードが細径化され、従来例Ｂより大巾に軽量化された場合を例示している。
【００４７】
【発明の効果】
本発明は叙上の如く、カーカスのプライ折返し部をベルト層と所定巾で重ね合わせた重なり部を有する超ハイターンアップ構造を採用するとともに、タイヤ周方向に対するカーカスコードのコード角度を、少なくとも前記重なり部において７０〜８６度としてプライ本体部とプライ折返し部との間でカーカスコードを交差配列させている。従って、ショルダー領域での曲げ剛性を大幅に向上でき、ベルト層の外端における変形量を低減し高速耐久性を大巾に向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のタイヤの断面図である。
【図２】コードの配列状体を示す展開図である。
【図３】トレッドゴムゲージ厚さの比Ｔｓ／Ｔｃと、高速耐久性との関係を示す線図である。
【図４】タイヤ断面巾Ｗ０とベルト巾ＷＢとの差Ｗ０−ＷＢと、高速耐久性との関係を示す線図である。
【図５】従来技術の問題点を説明する断面図である。
【符号の説明】
２トレッド部
２Ｓトレッド面
２Ｇトレッドゴム
３サイドウォール部
４ビード部
５ビードコア
６カーカス
６Ａカーカスプライ
６ａプライ本体部
６ｂプライ折返し部
６ｂｅプライ折返し部の終端
７ベルト層
７Ａ、７Ｂベルトプライ
７Ｅベルト層の外端
９重なり部
２０ベルトコード
２１カーカスコード
Ｓショルダ点

Claims

トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るプライ本体部に前記ビードコアの廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるプライ折返し部を一連に設けた１枚のカーカスプライからなるカーカスと、トレッド部の内方かつカーカスの外側に配される少なくとも２枚のベルトプライからなるベルト層とを有する空気入りタイヤであって、
前記プライ折返し部は、その終端を前記プライ本体部と前記ベルト層との間に位置させることにより前記ベルト層とタイヤ半径方向内外で重なる重なり部を形成しかつこの重なり部のタイヤ軸方向の巾Ｗ１を５〜４０ｍｍとするとともに、
前記カーカスプライは、前記プライ本体部とプライ折返し部との間でカーカスコードが交差配列し、かつ少なくとも前記重なり部においてカーカスコードがタイヤ周方向に対して７０〜８６度の角度で傾斜し、
前記ベルト層の外面からトレッド面までのトレッドゴムのタイヤ赤道におけるゴムゲージ厚さＴｃと、ベルト層の外端からタイヤ軸方向内方に２０ｍｍを隔てたショルダ点におけるゴムゲージ厚さＴｓとの比Ｔｓ／Ｔｃは０．７５〜０．９５であり、
しかも正規リムにリム組みし正規内圧を充填した無負荷の正規状態において、タイヤ断面巾Ｗ０と前記ベルト層のベルト巾ＷＢとの差Ｗ０−ＷＢは、２５〜３０ｍｍの範囲であることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記プライ本体部のカーカスコードのタイヤ周方向に対する傾斜の向きは、半径方向最内側のベルトプライのベルトコードのタイヤ周方向に対する傾斜の向きと同方向であることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記重なり部のタイヤ軸方向の巾Ｗ１は、１４〜１６ｍｍである請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
前記トレッド部は、ベルト層の半径方向外方にバンド層を具えていないことを特徴とする請求項１、２又は３記載の空気入りタイヤ。