JP4567482B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、特にＳＵＶ（Sports Utility Viechle）用のタイヤとして好適であり、優れた耐フラットスポット性を確保しながら操縦安定性を向上した空気入りタイヤに関する。

近年、ステーションワゴンやＳＵＶなどと称される多目的自動車が普及しつつある。この種の自動車は、一般乗用車に比して車体重量が大でありかつ一般道だけではなく非舗装路といったラフロードの走行性もある程度必要であるため、比較的大型で偏平率が大（例えば偏平率が６５％程度）のタイヤが装着される傾向がある。

他方、タイヤの操縦安定性を向上させるためには、タイヤのサイド剛性を高めることが必要であり、そのために従来、ビードエーペックスゴムを大型化かつ硬質化する、ビードコアの周りで両端が折り返されるカーカスの折返し高さを増す、及び／又はビード部に、スチールコードや有機繊維コードの補強層を付設することなどが行われている。

しかしこのような手法は、ビード部側となる下サイドウォール領域において充分な剛性アップを図りうるが、タイヤ最大幅位置付近からトレッド端に至る上サイドウォール領域においては剛性アップ効果が低い。そのため乗用車用タイヤ等では特に問題ないが、前述の如く大型かつ偏平率が大なＳＵＶ用タイヤ等では、サイドウォール全体の領域巾が広いため、上サイドウォール領域における剛性不足の影響が強く、操縦安定性を充分に高めることができないという問題がある。しかも、下サイドウォール領域の剛性が不均一にアップすると、上サイドウォール領域における変形量が局部的に増加する。そのため、長時間駐車した際にタイヤのたわみが回復せずに接地面がフラット化する所謂フラットスポット現象が発生し易くなるという問題も生じる。

なお上サイドウォール領域の剛性を高めるために、該領域にコード補強層を設けることが提案されるが、この領域は歪みが最も集中する部位であるため、増設したコード補強層にコードルースを招くなど、タイヤの耐久性を損ねる傾向を招く。

このような状況に鑑み、本発明者が研究した結果、サイドウォール領域が広いタイヤでは、むしろビードエーペックスゴムを小型化し、サイドウォール全域の剛性をバランス良く均一に高めることが好ましいことを究明した。それは、このような構成を採用すると、カーカスコードの各部に均等な張力を付与させることができるからである。即ちカーカスコードが有する本来の性能を最大限に発揮させることが可能となり、カーカス全体の荷重支持能力を向上できる。しかも局部的な変形が抑えられリニヤリティが増すため、これら相乗作用によって操縦安定性を効果的に高めることが可能となる。又局部的な変形抑制により、フラットスポットを抑えることもできる。

本発明は、ビードエーペックスゴムを小型化するとともに、その外端からベルト層外端に至る範囲に、厚さ及び弾性率を規制したシート状の薄い補強ゴム層をカーカスに沿って設けることを基本として、耐久性を損ねることがなく、かつフラットスポットを抑制しながら、操縦安定性を向上しうる空気入りタイヤを提供することを目的としている。

なおサイドウォール部にシート状のゴム層を配する技術として特許文献１などがある。

特開２００３−１７５７０８号公報

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カーカス本体部を有するカーカス、トレッド部の内方かつ前記カーカスの半径方向外側に配されるベルト層、及び前記ビードコアからタイヤ半径方向外方にのびるビードエーペックスゴムを少なくとも具える空気入りタイヤであって、
前記ビードエーペックスゴムは、そのタイヤ半径方向外端のビードベースラインからの半径方向高さｈ１をタイヤ断面高さＨの２８％以下とするとともに、
前記サイドウォール部に、前記カーカス本体部のタイヤ軸方向内面又は外面に沿い、かつ少なくとも前記ビードエーペックスゴムの半径方向外端の位置から、前記ベルト層のタイヤ軸方向外端の位置までのびるシート状の補強ゴム層を設け、
しかも該補強ゴム層は、厚さが０．５〜１．５ｍｍ、かつ複素弾性率Ｅ＊を１３〜１６ＭＰａとしたことを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記補強ゴム層は、前記ビードエーペックスゴムとタイヤ軸方向内外で重複する下の重複部、及び前記ベルト層とタイヤ半径方向内外で重複する上の重複部を具えることを特徴としている。
又請求項３の発明では、前記下の重複部の半径方向長さは、０より大かつ１０ｍｍ以下であり、又請求項４の発明では、前記上の重複部のタイヤ軸方向長さは、０より大かつ１０ｍｍ以下であることを特徴としている。

なおタイヤの各部の寸法等は、特に断りがない限り、タイヤを正規リムにリム組しかつ５０ｋＰａの内圧を充填した基準状態にて特定される値とする。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 Rim"を意味する。

本発明は叙上の如く構成しているため、耐久性を損ねることがなく、かつフラットスポットを抑制しながら操縦安定性を向上することができる。

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、本発明の空気入りタイヤが、タイヤサイズ２６５／６５Ｒ１７のＳＵＶ用タイヤである場合の前記基準状態を示す断面図である（正規リムは省略して描いている）。

図１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をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、トレッド部２の内方かつ前記カーカス６の半径方向外側に配されるベルト層７と、前記ビードコア５からタイヤ半径方向外方にのびるビードエーペックスゴム８とを少なくとも具える。

前記ベルト層７は、スチールコード等の高強力のベルトコードをタイヤ周方向に対して例えば１０〜３５゜の角度で配列した２枚以上、本例では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから形成される。このベルト層７は、ベルトコードがプライ間相互で交差することによりベルト剛性を高め、トレッド部２の略全巾をタガ効果を有して強固に補強する。

ベルト層７の半径方向外側には、高速耐久性の向上を主目的として、有機繊維のバンドコードを周方向に対して５度以下の角度で配列させたバンド層９を設けることができる。このバンド層９として、前記ベルト層７のタイヤ軸方向外端部のみを被覆する左右一対のエッジバンドプライ、及びベルト層７の略全巾を覆うフルバンドプライが適宜使用できる。本例では、フラットスポットを考慮し、エッジバンドプライのみによりバンド層９を形成したものを例示している。

又前記カーカス６は、前記ビードコア５、５間を跨るトロイド状のカーカス本体部６ａと、ビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返される折返し部６ｂとを一連に具える。このカーカス本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、複素弾性率Ｅ＊１を例えば３５〜６０Ｍｐａの範囲とした高弾性のゴムからなるビード補強用の前記ビードエーペックスゴム８が形成される。

ビードエーペックスゴム８では、そのタイヤ半径方向外端８ＥのビードベースラインＢＬからの半径方向高さｈ１を、タイヤ断面高さＨの２８％以下とすることが重要である。もし２８％を越えると、サイド剛性の均一化が困難となり、上サイドウォール領域側の変形を不均一に増大させるため、本発明の効果を有効に達成することができなくなる。とりわけ耐フラットスポット性の悪化を招く。なおビード耐久性の観点から、ビードエーペックスゴム８の前記高さｈ１は、タイヤ断面高さＨの２０％以上が好ましい。

又前記カーカス６は、ナイロン、ポリエステル、レーヨン、芳香族ポリアミドなどの有機繊維のカーカスコードをタイヤ周方向に対して例えば７５〜９０°の角度で配列した１枚以上、本例では２枚のカーカスプライ６Ａ、６Ｂから形成される。各カーカスプライ６Ａ、６Ｂの折返し部６ｂＡ、６ｂＢは、前記ビードエーペックスゴム８を越えて半径方向外側にのび、かつベルト層７のタイヤ軸方向外端７Ｅよりもタイヤ軸方向外側で終端している。本例では、外の折返し部６ｂＡは、内の折返し部６ｂＢを覆い、かつタイヤ最大幅位置Ｑｍよりも半径方向外側に延在している。このとき、外の折返し部６ｂＡの外端の、ベルト層７の外端７Ｅからの半径方向離間距離ｈ２を、前記タイヤ断面高さＨの１７％以上とするのが好ましく、１７％未満ではフラットスポットに悪影響を与える。又前記折返し部６ｂＡ、６ｂＢでは、その外端間の半径方向距離を、剛性段差の観点から１０ｍｍ以上確保するのが好ましい。なおカーカス６が１枚のプライからなるときには、前述の外の折返し部６ｂＡの如き構成とするのが良い。

そしてサイドウォール部３には、図２、３に示すように、シート状の薄い補強ゴム層２０が設けられる。この補強ゴム層２０は、前記カーカス本体部６ａのタイヤ軸方向内面又は外面に沿い、かつ少なくともビードエーペックスゴム８の前記外端８Ｅの位置から、ベルト層７の前記外端７Ｅの位置まで延在する。なお前記「外端８Ｅの位置」とは、前記外端８Ｅを通るタイヤ軸方向線の位置を意味し、又「外端７Ｅの位置」とは、前記外端７Ｅを通るタイヤ半径方向線の位置を意味する。

本例では、前記補強ゴム層２０が、ビードエーペックスゴム８に連なり、カーカス本体部６ａと折返し部６ｂとの間を通ってカーカス本体部６ａの外面に沿って形成される場合を例示する。又補強ゴム層２０は、本例ではその内端側に、前記ビードエーペックスゴム８とはタイヤ軸方向内外で重複する下の重複部２１（図３（Ａ）に示す）を具えるとともに、外端側に、前記ベルト層７とはタイヤ半径方向内外で重複する上の重複部２２（図３（Ｂ）に示す）を具える。

ここで、補強ゴム層２０は、その厚さｔが０．５〜１．５ｍｍの範囲であり、かつ、複素弾性率Ｅ＊２を１３〜１６ＭＰａとしている。この補強ゴム層２０は、サイドウォールゴム３Ｇ（通常、複素弾性率Ｅ＊３は２．５〜６Ｍｐａ）よりも高弾性であり、前記ビードエーペックスゴム８の小型化と相俟って、サイドウォール部３の剛性を、略全域に亘る広い範囲で均一に高めることができる。

これにより、タイヤ走行時、サイドウォール部３の略全体がバランス良く均一に変形できる。即ち、カーカスコードに応力が局部的に作用せず、コード全体で荷重を支持しうるなどコードが有する本来の性能を最大限に発揮することが可能となり、カーカスの荷重支持能力を高めることができる。しかも局部的な変形が抑えられリニヤリティが高まる。そしてこれらの相乗作用によって、薄い補強ゴム層２０による少ない剛性アップによっても、操縦安定性を効果的に高めることが可能となる。又局部的な変形が抑えられるため、フラットスポットを抑制することもできる。

前記厚さｔが０．５ｍｍより小、及び複素弾性率Ｅ＊２が１３ＭＰａより小では、補強が不十分となって、操縦安定性の向上効果が発揮されない。逆に、厚さｔが１．５ｍｍより大、及び複素弾性率Ｅ＊２が１６ＭＰａより大では、操縦安定性には優れるものの、補強ゴム層２０に内部歪みが残留し易くなり、耐フラットスポット性を低下させることとなる。なお前記複素弾性率Ｅ＊は、粘弾性スペクトロメーターを用い、温度７０℃、周波数１０Ｈｚ、初期歪１０％、動歪±１％として測定した値である。

又前記補強ゴム層２０が、ビードエーペックスゴム８の外端８Ｅの位置よりも半径方向外側で途切れる、及び／又はベルト層７の外端７Ｅの位置よりもタイヤ軸方向外側で途切れてしまう場合には、その隙間部分が剛性の弱所となって変形が不均一化し、かつカーカスコードへの応力が局部的に作用するなど本発明の効果を達成することができなくなる。

前記変形の均一化のためには、補強ゴム層２０に前記上下の重複部２２、２１を形成することが好ましい。このとき、前記下の重複部２１の半径方向長さＬａを１０ｍｍ以下、上の重複部２２のタイヤ軸方向長さＬｂを１０ｍｍ以下とするのが良い。なお各長さＬａ、Ｌｂがそれぞれ１０ｍｍを越えると重量が増えることと、必要のない所にゴムが存在することで、フラットスポット性能の悪化という不利がある。

又変形の均一化のために、本例では、サイドウォール輪郭線Ｎからタイヤ内腔面までのタイヤ厚さＴを以下如く構成している。なおサイドウォール輪郭線Ｎとは、サイドウォール外表面において、その表面に部分的に形成される模様やリブなどの細かな突起を排除して特定される滑らかな曲線を意味する。そして、タイヤ断面高さＨの７５％の距離をビードベースラインＢＬから半径方向外側に隔てるサイドウォール輪郭線Ｎ上の位置Ｑ１と、サイドウォール輪郭線Ｎがリムフランジから離間する離間点Ｑ２との間の領域範囲において、前記タイヤ厚さＴの最大値Ｔｍａｘを、最小値となるタイヤ最大幅位置Ｑｍでの厚さＴｍｉｎの１５０％以下、さらには１４０％以下に設定している。このように厚さ変化を、減じることにより、サイドウォール部３の変形をより均一化しうる。

なお前記補強ゴム層２０に代えて、コード補強層を用いた場合には、上サイドウォール領域、特にバットレス部分においてコードルースが発生し易くなり、耐久性の低下を招く傾向となる。又内部歪みが残留し易くなり、耐フラットスポット性の低下を招く。

次に、図４に本発明の他の実施例を示す。本例では、補強ゴム層２０は、タイヤ内腔面をなすインナーライナゴム１１との間に配され、前記カーカス本体部６ａのタイヤ軸方向内面に沿って配される。係る場合には、補強ゴム層２０がカーカス本体部６ａの外面側に配される第１実施形態（前記図１〜３に示す）の場合に比して、補強ゴム層２０と曲げ中心線との間の距離が大となり、しかも補強ゴム層２０が圧縮側となるため、曲げ変形を抑える効果が高くなる。そのため、操縦安定性の向上効果、及びフラットスポットの抑制効果を、前記第１実施形態の場合に比してより高く発揮することができる。

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、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。又本発明は、前述のＳＵＶ用タイヤ以外にも、例えばリム径が１６〜２０インチ、タイヤ断面巾が２２５〜２８５ｍｍとした比較的大型のタイヤにおいて、前記効果を有効に発揮することができる。

タイヤサイズが２６５／６５ＲＲ１７のＳＵＶ用空気入りラジアルタイヤを表１の仕様に基づき試作するとともに、その操縦安定性、及び耐フラットスポット性について評価した。なお表１に記載以外は、実質的に同仕様である。テスト方法は、次の通りである。

（１）操縦安定性：
各供試タイヤをリム（１７×７．５ＪＪ）、内圧（２００ｋＰａ）の条件にて、国産ＳＵＶ車両（排気量３４００ｃｃ、車体重量２０００kg、４ＷＤ）の四輪に装着した。そして、ドライバー１名乗車にてテストコースを走行し、そのときのハンドル応答性、剛性感、グリップ等に関する特性をドライバーの官能評価により比較例１を１００とする指数で表示している。指数の大きい方が良好である。

（２）耐フラットスポット性：
ドラム試験機を用い、各供試タイヤを内圧（２００ｋＰａ）、荷重（５．８８ｋＮ）、速度（９６．６ｋｍ／ｈ）の第１条件にて、１時間の予備走行を行った後、内圧（３００ｋＰａ）、荷重（７．８４ｋＮ）、速度（０ｋｍ／ｈ）の第２条件にて、タイヤを１６時間放置し、フラットスポットを生成した。
そして、フラットスポット生成後のタイヤのＲＦＶ（ラジアルフォースバリエーション：単位Ｎ）をＪＡＳＯ Ｃ６０７に準拠して測定した。
又フラットスポット生成後のタイヤを、前記第１条件と同条件にて、６分間のフラットスポット回復走行を行った。そして、回復走行後のタイヤのＲＦＶを測定した。
ＲＦＶ値が大なほどフラットスポットが大きい。

テストの結果、実施例のものは、比較例に比べフラットスポットを抑制しながら、操縦安定性を向上しうることが確認できる。

本発明の空気入りタイヤの一実施例を示す断面図である。 補強ゴム層を示すサイドウォール部の拡大断面図である。 （Ａ）は補強ゴム層における下の重複部を示す断面図、（Ｂ）は上の重複部を示す断面図である。 本発明の他の実施例を示す断面図である。

符号の説明

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
６ａ カーカス本体部
７ ベルト層
８ ビードエーペックスゴム
２０ 補強ゴム層
２１ 下の重複部
２２ 上の重複部

Claims (4)

1. 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カーカス本体部を有するカーカス、トレッド部の内方かつ前記カーカスの半径方向外側に配されるベルト層、及び前記ビードコアからタイヤ半径方向外方にのびるビードエーペックスゴムを少なくとも具える空気入りタイヤであって、
   前記ビードエーペックスゴムは、そのタイヤ半径方向外端のビードベースラインからの半径方向高さｈ１をタイヤ断面高さＨの２８％以下とするとともに、
   前記サイドウォール部に、前記カーカス本体部のタイヤ軸方向内面又は外面に沿い、かつ少なくとも前記ビードエーペックスゴムの半径方向外端の位置から、前記ベルト層のタイヤ軸方向外端の位置までのびるシート状の補強ゴム層を設け、
   しかも該補強ゴム層は、厚さが０．５〜１．５ｍｍ、かつ複素弾性率Ｅ＊を１３〜１６ＭＰａとしたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記補強ゴム層は、前記ビードエーペックスゴムとタイヤ軸方向内外で重複する下の重複部、及び前記ベルト層とタイヤ半径方向内外で重複する上の重複部を具えることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記下の重複部の半径方向長さは、０より大かつ１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記上の重複部のタイヤ軸方向長さは、０より大かつ１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２又は３記載の空気入りタイヤ。

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