JP4537890B2 - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、フラットスポットの発生を抑制しうる空気入りラジアルタイヤに関する。

近年、スポーツカーに近い操縦性、セダンに近い快適性及びミニバンに近い居住性等を兼備したＳＵＶ（ Sport Utility Vehicle）が提案されている。一般に、ＳＵＶには偏平率が５０〜８０％、とりわけ６０〜８０％のラジアルタイヤが装着される。

ところで、ラジアルタイヤには、フラットスポットと呼ばれる現象が生じやすい。フラットスポットは、例えばタイヤが発熱した状態で長時間駐車された場合、路面と接地していたトレッド部分が平らに変形する現象である。この変形は、走行を開始してもしばらく維持されるため、振動の発生、乗心地の悪化及び操縦安定性の低下等を招く。特に近年のＳＵＶは、装着されるタイヤの外径が大きく、ひいてはタイヤ断面高さも大きい傾向があり、しかも高速走行の機会も増加する傾向があるため、タイヤに大きな発熱が生じやすい。つまり、ＳＵＶ用のタイヤは、フラットスポットが特に生じやすい条件を満たす。

従来、フラットスポットを防止するために、トレッドゴムのボリュームの低減及び低ｔａｎδ化、ビードエーペックスの軟質化及び小型化等が行われている。しかし、これらの手法は、いずれも操縦安定性を大きく低下させる欠点がある。また、他の方法として、例えば下記特許文献１が提案されているが、未だ改善の余地がある。

特開平７−５２６０６号公報

発明者らは、フラットスポットについて種々の解析を行った。その結果、フラットスポットを生成させる原因の一つとして、駐車中に大きく屈曲したタイヤ最大幅位置付近の歪が走行後においても永続し、それがトレッド部をタイヤ半径方向内方へと引き上げていることを見出した。そして、このようなタイヤ最大幅位置付近での永続性を有する歪の生成を防止するためには、カーカスコードに太糸コードを用いるとともに、硬質のゴムからなるビードエーペックスの外端や、カーカスプライの折返し部の外端などを前記タイヤ最大幅位置から遠ざけて位置させることが効果的であることが判明した。

本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、カーカスコードに太糸コードを用いるとともに、カーカスプライの折返し部の外端及びビードエーペックスの外端の各位置をタイヤ最大幅位置に関連づけて規制することを基本として、操縦安定性などを低下させることなくフラットスポットの発生を抑制しうる空気入りラジアルタイヤを提供することを目的としている。

本発明のうち請求項１記載の発明は、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至る本体部と、該本体部に連なりかつ前記ビードコアの回りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部とを有した２枚のカーカスプライからなるカーカス、該カーカスのタイヤ半径方向外側かつトレッド部の内部に配されたベルト層及び前記本体部と折返し部との間を前記ビードコアからタイヤ半径方向外側に先細状でのびるビードエーペックスを有し、しかも偏平率が６０〜８０％の空気入りラジアルタイヤであって、前記カーカスプライは、１６８０dtex／２以上の太さを有した有機繊維からなる太糸カーカスコードを含み、正規リムにリム組みして正規内圧が充填された無負荷である正規状態において、前記トレッド部において内側に配された内のカーカスプライは、その折返し部の外端がタイヤ最大幅位置よりもタイヤ半径方向外側に位置し、かつ前記内のカーカスプライの外側に配された外のカーカスプライは、その折返し部の外端がタイヤ最大幅位置からタイヤ半径方向内側に１０〜３５mmの距離ａを隔てて位置するとともに、前記ビードエーペックスの外端は、タイヤ最大幅位置からタイヤ半径方向内側に５〜５５mmの距離ｂを隔てて位置し、しかも前記距離の差（ａ−ｂ）が５mm以上であることを特徴としている。

また請求項２記載の発明は、前記太糸カーカスコードは、１６７０dtex／２以上かつ１８００dtex／２以下の太さを有するポリエステルコードであることを特徴としている。

また請求項３記載の発明は、前記距離ａは２０ｍｍ以下であることを特徴としている。

車両の駐車中においては、タイヤ最大幅位置付近は、大きく屈曲し歪が集中しやすい。そして、その位置に硬質のビードエーペックスの外端が位置していると、該外端に前記歪が蓄積されやすい。しかも該ビードエーペックスの外端に生じた歪は、走行を開始してもしばらく永続し、接地していたトレッドをタイヤ半径方向内方へと引き上げ、フラットスポットを生成する大きな原因になる。本発明の空気入りタイヤでは、ビードエーペックスの外端位置がタイヤ最大幅位置からタイヤ半径方向内方に大きく遠ざけられることにより、該外端での永続的な歪の蓄積を防止しうる。また、本発明の空気入りタイヤは、外のカーカスプライの折返し部の外端が、タイヤ最大幅位置からタイヤ半径方向内側に１０〜３５mmの距離を隔てた位置に設けられるため、前述のビードエーペックスと同様、該外端での歪の蓄積が防止される。従って、フラットスポットの生成が抑制される。

他方、本発明の空気入りタイヤは、カーカスプライが太糸カーカスコードで構成されること、及び、内のカーカスプライの折返し部の外端がタイヤ最大幅位置よりもタイヤ半径方向外側に位置することにより、操縦安定性の低下が防止される。

以下、本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図１は、本実施形態の空気入りタイヤ１の正規状態におけるタイヤ軸を含むタイヤ子午線右半分断面図を示す。ここで、正規状態とは、タイヤ１が正規リム（図示せず）にリム組されかつ正規内圧が充填された無負荷の状態とする。

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" 、ＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"とする。さらに、「正規内圧」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、各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 LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" とするが、タイヤが乗用車用である場合には１８０ｋＰａとする。

前記空気入りタイヤ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とが設けられる。この例では四輪車用のタイヤ、より詳しくは乗用車用ラジアルタイヤが例示される。

本発明では、偏平率が５０〜８０％に設定されたタイヤを対象とする。この種の偏平率は、ＳＵＶ用として広く用いられるためである。なお、偏平率が５０％未満の超低偏平タイヤは、トレッド部２及びサイドウォール部３の剛性が非常に大きく、フラットスポットが発生しずらいため本発明の対象外としている。逆に前記偏平率が８０％を超えるタイヤは、用途が非常に限定されたもので、一般にＳＵＶには用いられていない。従って、このようなタイヤも本発明の対象外としている。

前記カーカス６は、本実施形態では２枚のカーカスプライ、即ち、トレッド部２においてタイヤ半径方向内側に配された内のカーカスプライ６ｉと、その外側に配された外のカーカスプライ６ｏとで構成される。カーカス６を１枚のカーカスプライで構成した場合、タイヤ剛性が低下してフラットスポットが発生しやすい。逆に、カーカス６を３枚のカーカスプライで構成した場合、タイヤ剛性が過度に高められてしまい、乗用車（ＳＵＶ）に求められる快適な乗り心地が得られない。

また、各カーカスプライ６ｉ、６ｏは、いずれもトレッド部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に至る本体部６ａ１、６ａ２と、該本体部に連なりかつ前記ビードコア５の回りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部６ｂ１、６ｂ２とを有する。符号６ａ、６ｂの添字１は内のカーカスプライを示し、同添字２は外のカーカスプライを示す。

また、前記本体部６ａ１（又は６ａ２）と折返し部６ｂ１（又は６ｂ２）との間には、前記ビードコア５からタイヤ半径方向外側に先細状でのびるビードエーペックス８が設けられる。該ビードエーペックス８は、硬質のゴムから形成されることにより、ビード部４の曲げ剛性を高め、操縦安定性を向上させる。また本実施形態のビードエーペックス８は、ビードコア５の外面５ａの幅とほぼ等しい底面厚さを有し、そこから滑らかに厚さを減じて外端８ｔまでのびている。

前記ビードエーペックス８は、ＪＩＳデュロメータＡ硬さ（ＪＩＳ−Ｋ６２５３準拠）が、好ましくは８３度以上、より好ましくは８６度以上、さらに好ましくは９０度以上のゴム組成物が用いられる。前記硬さが８３度未満の場合、ビード部４の剛性が不足し、特に車高が大きいＳＵＶでは操縦安定性が著しく低下しやすい。他方、ビードエーペックス８の硬さの上限は特に限定されないが、該硬さが過度に大きくなると、乗り心地の著しい悪化を招く傾向がある。このような観点より、ビードエーペックス８は、例えばＪＩＳデュロメータＡ硬さが９９度以下のゴム組成物を用いることができる。

前記ベルト層７は、ベルトコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば１０〜４０°の小角度で傾けて配列した少なくとも２枚、本例ではタイヤ半径方向内、外２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂで構成される。各プライ７Ａ、７Ｂは、各々の幅中心を揃えられかつ前記ベルトコードが互いに交差する向きに重ね合わされる。ベルトコードとしては、スチールコードが好適である。ただし、アラミド又はレーヨン等の高弾性の有機繊維コードも必要に応じて用いられる。また内のベルトプライ７Ａは、外のベルトプライ７Ｂよりもタイヤ軸方向の幅が大きいため、前記内のベルトプライ７Ａの両端は、ベルト層７のタイヤ軸方向の外端７ｅを構成する。

前記各カーカスプライ６ｉ及び６ｏは、複数本のカーカスコードと、それを被覆するトッピングゴムとを含むコードプライが用いられる。前記カーカスコードは、タイヤ赤道Ｃに対して例えばほぼ８０゜〜９０゜の角度で傾けられる。これにより、カーカスコードは、ビード部４からトレッド部２に向かってラジアル方向にのびる。また、前記カーカスコードには、１６７０dtex／２以上の太さを有した有機繊維からなる太糸カーカスコードが用いられる。本実施形態では、各プライ６ｉ及び６ｏの全てのカーカスコードが、１６８０dtex／２以上の太糸カーカスコードで構成される。

偏平率が５０〜８０％の乗用車用ラジアルタイヤでは、通常、１４００dtex／２よりも細い細糸カーカスコードが用いられている。これに対して、本発明では、カーカスコードに、従来に比して太い有機繊維コードを用いることによって、各コードの曲げ剛性を高めて操縦安定性を向上させるとともに、各コードについて応力の蓄積に伴う歪の永続性を断ち、フラットスポットの発生を抑制する。他方、カーカスコードが過度に太くなると、成型性が著しく悪化したり、又はタイヤ重量が過度に大きくなって燃費性能等を悪化させるおそれがある。このような観点より、太糸カーカスコードの太さは、好ましくは１８００dtex／２以下が望ましい。なお太糸カーカスコードを構成する有機繊維材料としては、特に限定されないが、例えばポリエステル、ナイロン、レーヨン又はアラミド等が上げられ、好ましくは汎用性の高いポリエステルコードが望ましい。

また、本発明の空気入りタイヤ１は、前記正規状態において、各カーカスプライ６ｉ、６ｏの折返し部６ｂ１、６ｂ２の外端６ｉｔ、６ｏｔ及びビードエーペックス８の外端８ｔの位置がタイヤ最大幅位置Ｍに関連づけて規制される。ここで、タイヤ最大幅位置Ｍとは、正規状態において、タイヤのサイドウォール部３の外面が最もタイヤ軸方向外側に張り出した位置である。本実施形態の空気入りタイヤ１は、このタイヤ最大幅位置Ｍが、ビードベースラインＢＬからタイヤ断面高さＨの４５〜５５％の範囲に設けられている。

先ず、内のカーカスプライ６ｉの折返し部６ｂ１の外端６ｉｔは、タイヤ最大幅位置Ｍよりもタイヤ半径方向外側にあり、かつ本実施形態では前記ベルト層７の外端７ｅよりもタイヤ半径方向内側に設けられる。内のカーカスプライ６ｉの前記外端６ｉｔが、タイヤ最大幅位置Ｍと同高さ又はそれよりもタイヤ半径方向内側に位置する場合、タイヤの横剛性が低下して操縦安定性が悪化する他、サイドウォール部３等の耐カット性が低下する不具合がある。

なお、内のカーカスプライ６ｉの前記外端６ｉｔの上限は、特に限定されない。従って、例えば外端６ｉｔが、ベルト層７と本体部６ｂ１との間に挟まれる位置に設けられても良いし、また本実施形態のように、ベルト層７の外端７ｅとタイヤ最大幅位置Ｍとの間で終端するように設けられても良い。

後者の場合、タイヤ最大幅位置Ｍから内のカーカスプライ６ｉの前記外端６ｉｔまでのタイヤ半径方向の距離ｃが小さすぎると、操縦安定性及び耐カット性の低下のみならず、該外端６ｉｔに歪が蓄積されてフラットスポットが生成されるおそれがあるため好ましくない。逆に前記距離ｃが大きすぎると、例えば前記外端６ｉｔが例えば走行時の歪が大きいバットレス部などに位置し、耐久性の低下が生じるおそれがある。このような観点より、前記外端６ｉｔを、ベルト層７の外端７ｅとタイヤ最大幅位置Ｍとの間に設ける場合、前記距離ｃは、好ましくは５mm以上、より好ましくは１０mm以上が望ましく、かつ、上限については、好ましくは３０mm以下、より好ましくは２０mm以下が望ましい。

発明者らの種々の実験の結果、剛性が小さくなるカーカスプライ６ｉ、６ｏの折返し部の外端やビードエーペックス８の外端８ｔは、発熱した状態で大きな歪を長時間受けると、荷重を取り除かれてもその歪がしばらく永続する傾向があることが判明した。このため、本発明の空気入りラジアルタイヤ１では、外のカーカスプライ６ｏの折返し部６ｂ２の外端６ｏｔは、タイヤ最大幅位置Ｍからタイヤ半径方向内側に１０〜３５mmの距離ａを隔てた位置に、またビードエーペックス８の外端８ｔは、タイヤ最大幅位置Ｍからタイヤ半径方向内側に５〜５５mmの距離ｂを隔てた位置にそれぞれ設けられる。これにより、外のカーカスプライ６ｏの外端６ｏｔ及びビードエーペックス８の外端８ｔが、駐車中でも歪が小さいビード部側に設けられ、ひいては歪が残存しやすい各外端８ｔ及び６ｏｔに、駐車中に大きな歪が作用するのを防止できる。従って、前記タイヤ最大幅位置Ｍにおいて、永続した歪の生成が抑えられ、その結果、フラットスポットが抑制される。

ここで、前記距離ａが１０mm未満の場合又は前記距離ｂが５mm未満の場合、駐車中に外のカーカスプライ６ｏの外端６ｏｔ又はビードエーペックス８の外端８ｔに大きな歪が作用しやすく、ひいてはタイヤ最大幅位置近傍で永続性のある歪が生成されるおそれがある。他方、前記距離ａが３５mmを超える場合又は前記距離ｂが５５mmを超える場合、太糸カーカスコードを用いた場合でもタイヤの横剛性が低下し、操縦安定性が悪化する傾向がある。

タイヤ最大幅位置Ｍから前記各外端６ｏｔ及び８ｔをタイヤ半径方向内方へと遠ざけ、タイヤ最大幅位置Ｍ付近での永続した歪の生成を抑えてフラットスポットを抑制しつつ操縦安定性の低下を最小限に抑えるために、前記距離ａは、より好ましくは２０mm以下、最も好ましくは１５mm以下が望ましい。同様に、前記距離ｂは、より好ましくは３０mm以下、さらに好ましくは２０mm以下、特に好ましくは１０mm以下が望ましい。

また、前記距離ａとｂとの差（ａ−ｂ）は、５mm以上であることが求められるが、より好ましくは８mm以上である。即ち、外のカーカスプライ６ｏの折返し部の外端６ｏｔが、ビードエーペックス８の外端８ｔよりも５mm以上タイヤ半径方向の内方に位置することが必要である。前記距離の差（ａ−ｂ）が５mm未満の場合、外のカーカスプライの外端６ｏｔとビードエーペックス８の外端８ｔとが近接し、その部分に剛性段差が生じて歪が集中しやすく、耐久性が悪化したり永続性のある歪が生成されやすくなる。

また、前記距離の差の絶対値｜ａ−ｂ｜が５mm以上であっても、外のカーカスプライ６ｏの折返し部の外端６ｏｔが、ビードエーペックス８の外端８ｔよりもタイヤ半径方向外側にある場合、フラットスポットを抑制する効果が低下する。

また、本発明が適用される空気入りラジアルタイヤにおいて、そのタイヤ断面高さＨは、特に限定されないが、好ましくは１３０mm以上、より好ましくは１５０mm以上であり、かつ上限は２５０mm以下、より好ましくは２００mm以下であるのが望ましい。この種のサイズのタイヤについて、本発明は高い耐フラットスポット性能を発揮しうる。

タイヤサイズがＰ２６５／６５Ｒ１７の空気入りラジアルタイヤが表１の仕様に基づき試作され、各々について、耐フラットスポット性能、操縦安定性及び耐久性について評価した。カーカスコードはいずれもポリエステルコード、ベルト層はスチールコードの２プライとした。他の仕様については、表１に示す次の通りである。また、評価方法は次の通りである。

＜耐フラットスポット性能＞
各供試タイヤをリム（７．５ＪＪ×１７）に装着し、内圧２００ｋＰａを充填するとともに、８０℃のオーブン内で規格荷重の８０％の荷重を負荷して接地させた状態を２４時間維持した。そして、各供試タイヤのフラットスポット量（凹み量）をフォースバリエーション試験機を用いてそれぞれ測定した。評価は、比較例１のフラットスポット量の逆数を１００とする指数で表示した。数値が大なほど良好である。

＜操縦安定性＞
各供試タイヤをリム（７．５ＪＪ×１７）に装着し、内圧２００ｋＰａを充填するとともに、排気量３５００ccの国産ＳＵＶの四輪に装着し、乾燥アスファルト路面をテスト走行した、評価は、ドライバーの官能評価による１０点法とした。数値が大きいほど良好である。

＜耐久性＞
各供試タイヤをリム（７．５ＪＪ×１７）に装着し、内圧３６０ｋＰａを充填するとともに、ドラム試験機を用いて規格荷重の１．４１倍の荷重、速度８０km／ｈで走行させ、損傷の有無を調べた。また３００００kmを完走とした。
テストの結果を表１に示す。

テストの結果、実施例のものは、比較例に比べて、耐フラットスポット性能を向上しており、また、操縦安定性及び耐久性の低下の生じていないことが確認できた。

本発明の実施形態を示す空気入りラジアルタイヤの断面図である。 そのサイドウォール部の要部拡大図である。

符号の説明

１ 空気入りラジアルタイヤ
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 カーカス
６ｉ 内のカーカスプライ
６ｏ 外のカーカスプライ
７ ベルト層
８ ビードエーペックス

Claims (3)

1. トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至る本体部と、該本体部に連なりかつ前記ビードコアの回りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部とを有した２枚のカーカスプライからなるカーカス、
   該カーカスのタイヤ半径方向外側かつトレッド部の内部に配されたベルト層及び
   前記本体部と折返し部との間を前記ビードコアからタイヤ半径方向外側に先細状でのびるビードエーペックスを有し、しかも偏平率が５０〜８０％の空気入りラジアルタイヤであって、
   前記カーカスプライは、１６７０dtex／２以上の太さを有した有機繊維からなる太糸カーカスコードを含み、
   正規リムにリム組みして正規内圧が充填された無負荷である正規状態において、前記トレッド部において内側に配された内のカーカスプライは、その折返し部の外端がタイヤ最大幅位置よりもタイヤ半径方向外側に位置し、かつ
   前記内のカーカスプライの外側に配された外のカーカスプライは、その折返し部の外端がタイヤ最大幅位置からタイヤ半径方向内側に１０〜３５mmの距離ａを隔てて位置するとともに、
   前記ビードエーペックスの外端は、タイヤ最大幅位置からタイヤ半径方向内側に５〜５５mmの距離ｂを隔てて位置し、
   しかも前記距離の差（ａ−ｂ）が５mm以上であることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記太糸カーカスコードは、１６７０dtex／２以上かつ１８００dtex／２以下の太さを有するポリエステルコードである請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記距離ａは２０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りラジアルタイヤ。

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