JP4589097B2 - 全地形車用空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、全地形車（ＡＴＶ）に装着される空気入りタイヤに関する。

全地形車は、岩石地、砂地、泥地等の悪路を走行することが多い。全地形車用のタイヤには、路面への追従性が必要である。そのため、全地形車用のタイヤは２０から３０ｋＰａといった極低内圧で使用される。車両旋回時に、タイヤのサイドウォールが潰れ、このサイドウォールの刻印が摩滅してしまう場合がある。

全地形車用のタイヤには、一般的なタイヤに見られない構造が採用されている。トレッドとサイドウォールとが単一のゴム部材から成形されたタイヤがある。このタイヤは、ユニットタイプと称される。トレッドとサイドウォールとが別のゴム部材から成形されたタイヤがある。このタイヤは、ＣＡＰ／ＳＩＤＥタイプと称される。走行性能が損なわれることなく、タイヤ質量の軽量化された全地形車用タイヤが、特開平７−２３７４０７号公報に開示されている。このタイヤでは低硬度ゴムと高硬度ゴムとが組み合わされ、タイヤ剛性の最適化が図られている。
特開平７−２３７４０７号公報

トレッドは路面と接触するので、車の走行に伴って徐々に摩耗する。トレッドはまた、長期間外気にさらされる。トレッドには、ある程度の強度が必要である。高硬度なゴムが用いられることで、ドレッドに強度が付与される。トレッドとサイドウォールとが単一のゴム部材から成形されたタイヤでは、必然的に、サイドウォールも高硬度である。高硬度なサイドウォールが備えられた全地形車用タイヤでは、繰り返し走行により、このサイドウォールにシワが発生することがある。シワの発生は、タイヤの耐久性能を低下させる。

サイドウォールに低硬度ゴムが使用されれば、シワが抑制される。その一方で、サイドウォールの剛性が低くなるので、操縦安定性が低下する。操縦安定性の低下が抑えられるには、サイドウォールにある程度の剛性が必要である。サイドウォールの剛性が上げられるには、サイドウォールが厚くされる必要がある。サイドウォールが厚くなると、タイヤ質量が増えてしまう。タイヤ質量が増えると、車両の燃費が悪くなるという別の弊害が発生してしまう。全地形車用タイヤでは、耐久性と操縦安定性との両立が困難である。

本発明の目的は、操縦安定性が損なわれることなく、耐久性に優れた全地形車用の空気入りタイヤの提供にある。

本発明に係る全地形車用の空気入りタイヤは、その外面がトレッド面をなすトレッドと、このトレッドの端から半径方向略内向きに延びる一対のサイドウォールと、このサイドウォールからさらに半径方向略内向きに延びる一対のビードと、トレッド及びサイドウォールの内側に沿って両ビードの間に架け渡されたカーカスと、このサイドウォールのバットレスからクリンチに至る軸方向外側面を被覆する被覆ゴム層とを備えている。このカーカスは、第一カーカスプライ及び第二カーカスプライを備えている。このビードは、コアを備えている。この第一カーカスプライ及び第二カーカスプライは、軸方向内側から外側にこのコアの周りを巻かれている。この第一カーカスプライ及び第二カーカスプライは、カーカスコードを備えている。このカーカスコードが赤道面に対してなす角度の絶対値は、３５°以上６５°以下である。トレッドとサイドウォールとは、単一のゴム部材からなる。このゴム部材の硬度（デュロメータＡ硬さ）は、６０以上６５以下である。この被覆ゴム層の厚みは、１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である。この被覆ゴム層の硬度（デュロメータＡ硬さ）は、４５以上５５以下である。トレッド赤道面までのタイヤ高さに対するこの被覆ゴム層の上端までの半径方向高さの比は、０．４以上０．６以下である。

好ましくは、上記タイヤにおいて、上記第二カーカスプライの巻上げ端は第一カーカスプライの巻上げ端よりも半径方向内側にあり、上記被覆ゴム層の下端は第二カーカスプライの巻上げ端よりも半径方向内側にある。

本発明に係る全地形車用タイヤは、シワが発生しないので耐久性に優れている。このタイヤではサイドウォールの剛性低下がないので、操縦安定性が維持される。

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。

図１は、本発明の一実施形態に係る全地形車用タイヤ２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２の半径方向であり、左右方向がタイヤ２の軸方向であり、紙面との垂直方向がタイヤ２の周方向である。このタイヤ２は、図１中の一点鎖線ＣＬを中心としたほぼ左右対称の形状を呈する。この一点鎖線ＣＬは、タイヤ２の赤道面を表す。このタイヤ２は、トレッド４、サイドウォール６、ビード８、カーカス１０、インナーライナー１２、チェーファー１４及び被覆ゴム層１６を備えている。図示されていないが、ブレーカーが備えられてもよい。このタイヤ２は、チューブレスタイプの全地形車用タイヤ２である。なお、この図１中の実線ＢＬは、半径方向高さの基準線である。この基準線ＢＬは、半径方向におけるビード８の内側端ＰＥを通る。

トレッド４は、半径方向外向きに凸な形状を呈している。トレッド４は、路面と接地するトレッド面１８を形成する。トレッド面１８には、溝２０が刻まれている。この溝２０により、トレッドパターンが形成されている。サイドウォール６は、トレッド４の端から半径方向略内向きに延びている。サイドウォール６は、撓みによって路面からの衝撃を吸収する。さらにサイドウォール６は、カーカス１０の外傷を防止する。なお、このトレッド４とこのサイドウォール６とは、単一のゴム部材から成形されている。

ビード８は、サイドウォール６から半径方向略内向きに延びている。ビード８は、コア２２と、このコア２２から半径方向外向きに延びるエイペックス２４とを備えている。コア２２はリング状であり、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）を含む。エイペックス２４は、半径方向外向きに先細りであるテーパ状であり、高硬度な架橋ゴムからなる。

カーカス１０は、第一カーカスプライ２６及び第二カーカスプライ２８からなる。第一カーカスプライ２６及び第二カーカスプライ２８は、両側のビード８の間に架け渡されており、トレッド４及びサイドウォール６の内側に沿っている。第一カーカスプライ２６及び第二カーカスプライ２８は、軸方向内側から外側に向かってコア２２の周りを巻かれている。

図示されていないが、第一カーカスプライ２６及び第二カーカスプライ２８は、カーカスコードとトッピングゴムとからなる。カーカスコードが赤道面に対してなす角度の絶対値は、通常は３５°から６５°である。第一カーカスプライ２６のカーカスコードが赤道面に対してなす角度は、第二カーカスプライ２８のカーカスコードが赤道面に対してなす角度とは逆である。換言すれば、このタイヤ２はバイアスタイヤである。カーカスコードは、通常は有機繊維からなる。好ましい有機繊維としては、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。

インナーライナー１２は、カーカス１０の内周面に接合されている。インナーライナー１２は、架橋ゴムからなる。インナーライナー１２には、空気透過性の少ないゴムが用いられている。インナーライナー１２は、タイヤ２の内圧を保持する役割を果たす。

チェーファー１４は、ビード８の近傍に位置している。タイヤ２がリムに組み込まれると、このチェーファー１４がリムと当接する。この当接により、ビード８の近傍が保護される。チェーファー１４は、通常は布とこの布に含浸したゴムとからなる。ゴム単体からなるチェーファー１４が用いられてもよい。

被覆ゴム層１６は、バットレス３０からクリンチ３２に至るサイドウォール６の軸方向外側に位置している。この被覆ゴム層１６は、上端３４、本体３６及び下端３８を備えている。図１中の両矢印線Ｈ０は、タイヤ高さを表している。タイヤ高さＨ０は、基準線ＢＬとトレッド４のセンターとの半径方向距離である。両矢印線ＨＵは、基準線ＢＬから被覆ゴム層１６の上端３４までの半径方向高さを表している。

前述したように、トレッド４とサイドウォール６とは単一のゴム部材から成形されている。このゴム部材の硬度は、６０以上６５以下である。硬度が小さくなるとタイヤ剛性が低下するので、操縦安定性が損なわれる。一方、硬度が大きくなるとタイヤ剛性が上昇するので、乗り心地が悪くなる。操縦安定性の観点から、この硬度は６１以上であるのが好ましい。乗り心地の観点から、この硬度は６３以下であるのが好ましい。

本発明において硬度は、タイプＡのデュロメータによって測定される。測定のための試験片は、タイヤ２から切り出される。厚さが１．０ｍｍであるシート状の試験片が３枚重ねられて、測定がなされる。

被覆ゴム層１６は、低硬度ゴムから成形されている。この被覆ゴム層１６の硬度は、４５以上５５以下である。走行時にタイヤ２に発生する撓みは、ゴム部材を変形せしめる。ゴム部材は永久歪み特性を有している。そのため、一定の外力によって変形が加えられたゴム部材は、その外力が除かれても変形の全ては消失せず、変形の一部が残存してしまう。形状が復元してもゴム部材に変形の一部が残存するため、特に伸び変形の残存に起因してシワが発生してしまう。シワの発生は、タイヤ２の耐久性を低下せしめる。この傾向は、低硬度ゴムよりも高硬度ゴムに顕著にあらわれる。この観点から、この被覆ゴム層１６の硬度は５２以下であるのが好ましい。操縦安定性の観点から、４８以上であるのが好ましい。被覆ゴム層１６は低硬度であるので、タイヤ２が繰り返し使用されてもシワは生じにくい。

タイヤ高さＨ０に対する被覆ゴム層１６の上端３４までの半径方向高さＨＵの比ＨＵ／Ｈ０は、０．４以上０．６以下である。ＨＵ／Ｈ０が０．４より小さくなると、サイドウォール６の大半が露出してしまう。サイドウォール６はトレッド４と同じ高硬度のゴムで形成されているので、露出したサイドウォール６にはシワが発生しやすい。この観点から、ＨＵ／Ｈ０は０．４５以上であるのが好ましい。ＨＵ／Ｈ０が０．６より大きくなると、被覆ゴム層１６がバットレス３０を経由してトレッド４まで及ぶ。この領域は、路面と接地する頻度が高い。被覆ゴム層１６は低硬度であるので、強度が低い。強度が低いので、被覆ゴム層１６は路面接地によって損傷しやすい。この観点から、ＨＵ／Ｈ０は０．５５以下であるのが好ましい。

図２は、図１のタイヤ２の一部が示された拡大断面図である。この図２には、サイドウォール６、ビード８、カーカス１０、インナーライナー１２、チェーファー１４及び被覆ゴム層１６が示されている。第一カーカスプライ２６は、本体４０、巻上げ部４２及び巻上げ端４４を備えている。第二カーカスプライ２８も同様に、本体４６、巻上げ部４８及び巻上げ端５０を備えている。第二カーカスプライ２８の巻上げ端５０は、第一カーカスプライ２６の巻上げ端４４よりも半径方向内側にある。

この図２において、両矢印Ｔｏで示されているのは、被覆ゴム層１６の厚みである。両矢印Ｔｓで示されているのは、サイドウォール６の厚みである。厚みＴｏ及び厚みＴｓは、被覆ゴム層１６の上端３４（図１参照）と下端３８との中間位置で測定される。

被覆ゴム層１６の厚みＴｏは、１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下である。シワ発生防止の観点から、厚みＴｏは１．２ｍｍ以上であるのが好ましい。より好ましくは、１．４ｍｍ以上である。厚みＴｏが大きくなると、タイヤ剛性が小さくなる。タイヤ剛性が小さくなると、乗り心地は向上する。タイヤ剛性が過小になると、操縦安定性が損なわれる。乗り心地と操縦安定性との観点から、厚みＴｏは１．８ｍｍ以下であるのが好ましい。より好ましくは、１．６ｍｍ以下である。サイドウォール６の厚みＴｓは、２．０ｍｍ以上６．０ｍｍ以下であるのが好ましい。操縦安定性の観点から、この厚みＴｓは３．０ｍｍ以上であるのがさらに好ましい。乗り心地の観点から、５．０ｍｍ以下であるのがさらに好ましい。

低硬度ゴムで形成される被覆ゴム層１６の下端３８は、第二カーカスプライ２８の巻上げ端５０よりも半径方向内側に配置されている。被覆ゴム層１６の下端３８が第二カーカスプライ２８の巻上げ端５０よりも半径方向内側にあるので、被覆ゴム層１６と第二カーカスプライ２８の巻上げ部４８とは、第一カーカスプライ２６の巻上げ部４２とサイドウォール６とが介されて幅Ｗで重なり合っている。この重なり幅Ｗが過小であると、サイドウォール６が露出する。露出したサイドウォール６にはシワが発生しやすい。この観点から、この重なり幅Ｗは５ｍｍ以上であるのが好ましい。重なり幅が過大になると、タイヤ剛性は小さくなる。タイヤ剛性が小さくなると、操縦安定性は低下する。この観点から、１０ｍｍ以下であるのが好ましい。

タイヤ２各部の寸法及び角度は、タイヤ２が正規リムに組み込まれ、正規内圧となるようにタイヤ２に空気が充填された状態で測定される。測定時には、タイヤ２には荷重がかけられない。本明細書において正規リムとは、タイヤ２が依拠する規格において定められたリムを意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「標準リム」及びＴＲＡ規格における「Design Rim」は、正規リムである。本明細書において正規内圧とは、タイヤ２が依拠する規格において定められた内圧を意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「最高空気圧」及びＴＲＡ規格における「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に掲載された「最大値」は、正規内圧である。

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。

［実施例１］
図１及び図２に示された基本構成が備えられ、表２に示された仕様を備えた実施例１の全地形車用タイヤを得た。このタイヤのサイズは、「ＡＴ２５×１０−１２」である。トレッドとサイドウォールが形成されているゴム部材の硬度は、６２である。被覆ゴム層の硬度は、５０である。被覆ゴム層の厚みＴｏは、１．５ｍｍである。サイドウォールの厚みＴｓは、３．５ｍｍである。タイヤ高さＨ０に対する被覆ゴム層上端までの半径方向高さＨＵの比ＨＵ／Ｈ０は、０．５である。被覆ゴム層の下端は、第二カーカスプライの巻上げ端よりも半径方向内側にある。この被覆ゴム層と第二カーカスプライの巻上げ部との重なり幅Ｗは、１０ｍｍである。カーカスには、２枚のカーカスプライを用いた。このタイヤのカーカスコードの材質はナイロン繊維であり、その構成は９４０ｄｔｅｘ／２である。カーカスコードの周方向に対する角度は４８°である。

［比較例１］
表１に示された仕様以外は実施例１と同様にして、全地形車用タイヤを得た。比較例１に示されるタイヤには、被覆ゴム層は設けられていない。このタイヤは、ユニットタイプである。

［比較例２］
表２に示された仕様以外は実施例１と同様にして、全地形車用タイヤを得た。比較例２に示されるタイヤは、トレッドとサイドウォールとが別のゴム材で成形されている。さらにこのサイドウォールには、被覆ゴム層と同一のゴム部材が用いられている。このタイヤは、ＣＡＰ／ＳＩＤＥタイプである。

［比較例３から４及び実施例２から３］
被覆ゴム層に下記表１及び表２に示される硬度を備えたゴムを用いた他は実施例１と同様にして、全地形車用タイヤを得た。

［比較例５から６及び実施例４から５］
被覆ゴム層の厚みＴｏを下記表１及び表２に示される通りとした他は実施例１と同様にして、全地形車用タイヤを得た。

［比較例７から８及び実施例６から７］
タイヤ高さＨ０に対する被覆ゴム層上端までの半径方向高さＨＵの比ＨＵ／Ｈ０を下記表１及び表２に示される通りとした他は実施例１と同様にして、全地形車用タイヤを得た。

［比較例９及び実施例８］
被覆ゴム層と第二カーカスプライの巻上げ部との重なり幅Ｗを下記表１に示される通りとした他は実施例１と同様にして、全地形車用タイヤを得た。比較例９で示されるタイヤの被覆ゴム層の下端は、第二カーカスプライの巻上げ端よりも半径方向外側にある。この被覆ゴム層は、第一カーカスプライの巻上げ部及び第二カーカスプライの巻上げ部と重なり合っていない。

［シワ発生の評価］
タイヤを「１２×７．５ＡＴ」のリムに組み込み、タイヤの内圧を２５ｋＰａとした。このタイヤを排気量が４００ｃｍ^３である全地形車に装着した。この全地形車にダートコースを、約３０ｋｍ／ｈの平均速度で走行させた。走行距離が１０００ｋｍであるときのサイドウォールのシワの程度を、目視で観察した。シワの発生が認められなかったものはＡとして、シワの発生が認められたものはＢとして目視観察結果を判定した。この結果が、下記の表１及び表２に示されている。

［官能評価］
上記タイヤを、排気量が４００ｃｍ^３である全地形車の後輪に装着した。この全地形車をドライバーに運転させ、５．０点を満点とした操縦安定性に関する官能評価を行った。この数値が大きいほど、良好であることが示される。評価点が４．０以上のものが合格であり、これが４．０未満のものは不合格である。この結果が、下記の表１及び表２に示されている。

［路面接地による損傷の評価］
タイヤを「１２×７．５ＡＴ」のリムに組み込み、タイヤの内圧を２５ｋＰａとした。このタイヤを排気量が４００ｃｍ^３である全地形車に装着した。この全地形車にダートコースを、約３０ｋｍ／ｈの平均速度で走行させた。走行距離が１０００ｋｍであるときのサイドウォールの路面接地による損傷の程度を、目視で観察した。損傷が認められなかったものはＡとして、損傷が認められたものはＢとして目視観察結果を判定した。なお、実施例１、３、５及び７並びに比較例２、４、６及び８について、この評価を実施した。この結果が、下記の表２に示されている。

表１及び表２に示されるように、実施例のタイヤでは、シワが生じにくい。しかも、実施例のタイヤは操縦安定性に優れる。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

図１は、本発明の一実施形態に係る全地形車用のタイヤが示された断面図である。 図２は、図１のタイヤの一部が示された拡大断面図である。

符号の説明

２・・・タイヤ
４・・・トレッド
６・・・サイドウォール
８・・・ビード
１０・・・カーカス
１２・・・インナーライナー
１４・・・チェーファー
１６・・・被覆ゴム層
１８・・・トレッド面
２０・・・溝
２２・・・コア
２４・・・エイペックス
２６・・・第一カーカスプライ
２８・・・第二カーカスプライ
３０・・・バットレス
３２・・・クリンチ
３４・・・上端
３６、４０、４６・・・本体
３８・・・下端
４２、４８・・・巻上げ部
４４、５０・・・巻上げ端

Claims (3)

1. その外面がトレッド面をなすトレッドと、このトレッドの端から半径方向略内向きに延びる一対のサイドウォールと、このサイドウォールからさらに半径方向略内向きに延びる一対のビードと、トレッド及びサイドウォールの内側に沿って両ビードの間に架け渡されたカーカスと、このサイドウォールのバットレスからクリンチに至る軸方向外側面を被覆する被覆ゴム層とを備えており、
   このカーカスが、第一カーカスプライ及び第二カーカスプライを備えており、
   このビードが、コアを備えており、
   この第一カーカスプライ及び第二カーカスプライが、軸方向内側から外側にこのコアの周りを巻かれており、
   この第一カーカスプライ及び第二カーカスプライがカーカスコードを備えており、このカーカスコードが赤道面に対してなす角度の絶対値が３５°以上６５°以下であり、
   トレッドとサイドウォールとは単一のゴム部材からなり、このゴム部材の硬度（デュロメータＡ硬さ）が６０以上６３以下であり、
   この被覆ゴム層の厚みが１．０ｍｍ以上２．０ｍｍ以下であり、この被覆ゴム層の硬度（デュロメータＡ硬さ）が４５以上５５以下であり、トレッド赤道面までのタイヤ高さに対するこの被覆ゴム層の上端までの半径方向高さの比が０．４以上０．６以下である全地形車用の空気入りタイヤ。
2. 上記第二カーカスプライの巻上げ端が、上記第一カーカスプライの巻上げ端よりも半径方向内側にあり、
   上記被覆ゴム層の下端が、この第二カーカスプライの巻上げ端よりも半径方向内側にある請求項１に記載のタイヤ。
3. 上記被覆ゴム層と上記第二カーカスプライとが、幅Ｗで重なり合っており、
   この重なり幅Ｗが、５ｍｍ以上１０ｍｍ以下である請求項２に記載のタイヤ。

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