JP4953550B2

JP4953550B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4953550B2
Application number: JP2003298514A
Authority: JP
Inventors: 雅彦山本
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2003-08-22
Filing date: 2003-08-22
Publication date: 2012-06-13
Anticipated expiration: 2023-08-22
Also published as: JP2005067342A

Description

本発明は、空気入りタイヤ、特に乗り心地性、タイヤ重量及び転がり抵抗を維持しつつ、サイド部の耐カット性を向上させた空気入りタイヤに関するものである。

従来、タイヤのサイドカットを防止する手法としては、サイド部のゴムゲージを厚くする以外に有効なものが無く、例えば、コード含有シート（トリート）をサイド部に配置した場合、該シートは、強度に優れた方向と劣った方向が明確であり、縁石とリムとに挟まれるような変形を充分に抑制することができなかった。しかしながら、サイドカットを防止するためにサイド部のゴムゲージを厚くした場合、サイド部の剛性が上がって乗り心地が悪化したり、タイヤの重量及び転がり抵抗が増加して低燃費性が悪化するという問題があった。

一方、下記特許文献２には、３軸織物をタイヤのベルトとして用いることにより、ベルトのパンタグラフ変形を防止してタイヤの耐久性を向上させることができることが記載されている。また、下記特許文献３には、ビード部に３軸織物からなるビード補強層を配設することにより、タイヤの操縦安定性が向上することが記載されている。

特開２００２−２２１８号公報特開平７−１５６６１９号公報

そこで、本発明の目的は、上記従来技術の問題を解決し、乗り心地性、タイヤ重量及び転がり抵抗を維持しつつ、サイド部の耐カット性を向上させた空気入りタイヤを提供することにある。

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意検討した結果、タイヤのサイド部に３軸織物を配置してサイド部を補強することにより、乗り心地性、タイヤ重量及び転がり抵抗を維持しながら、サイド部の耐カット性を改善できることを見出し、本発明を完成させるに至った。

即ち、本発明の空気入りタイヤは、一対のビード部及び一対のサイド部と、両サイド部に連なるトレッド部とを有し、前記一対のビード部間にトロイド状に延在して、これら各部を補強するカーカスとを備えた空気入りタイヤにおいて、前記サイド部に３軸織物を配置し、該３軸織物の幅がタイヤ断面高さの20〜80％であり、該３軸織物が芳香族ポリアミド繊維からなり、該３軸織物を構成する繊維の構造が550〜6680 dtexであることを特徴とする。

本発明の空気入りタイヤの好適例においては、前記３軸織物を少なくともタイヤの最大幅位置に配置する。

本発明の空気入りタイヤの他の好適例においては、前記３軸織物をサイド部の前記カーカスのタイヤ幅方向外側に配置する。

本発明によれば、乗り心地性、タイヤ重量及び転がり抵抗を維持しつつ、サイド部の耐カット性を向上させた空気入りタイヤを提供することができる。

以下に、本発明を詳細に説明する。本発明の空気入りタイヤは、一対のビード部及び一対のサイド部と、両サイド部に連なるトレッド部とを有し、前記一対のビード部間にトロイド状に延在して、これら各部を補強するカーカスとを備えた空気入りタイヤにおいて、前記サイド部に３軸織物を配置したことを特徴とする。

従来のコード含有シート（トリート）のような１方向補強シートは、強度の強い方向と弱い方向が明確であり、例えば、縁石とリムとに挟まれるような変形を充分に抑制することができなかった。これに対し、本発明のタイヤに用いる３軸織物は、等方的な剛性を有するため、強度の弱い方向がなく、該３軸織物をタイヤのサイド部に配置することで、サイド部を強度の弱い方向なしに補強でき、その結果、縁石とリムとに挟まれた場合のサイド部の３次元的な変形を効果的に抑制することができる。なお、本発明のタイヤにおいては、サイド部のゲージを厚くする必要が無いため、タイヤ重量を増加させることが無く、乗り心地性及び転がり抵抗を維持することができる。更に、サイド部の強度が向上しているため、縁石や岩石への衝突によるサイドカットも防止することができる。

上記３軸織物は、図１に示すように、２種の縦糸（Ｘ軸糸１Ｘ、Ｙ軸糸１Ｙ）と横糸（Ｚ軸糸１Ｚ）とが約60°の角度で交差した状態で織られた２Ｄ−３軸織物である。該３軸織物は、多方向に充分な強度・剛性を有するため、サイド部に配置することで、タイヤの耐サイドカット性を改善することができる。

本発明の空気入りタイヤにおいては、前記３軸織物を少なくともタイヤの最大幅位置に配置するのが好ましい。３軸織物をタイヤの最大幅位置に配置することで、縁石や岩石への衝突によるサイドカットを確実に抑制することができる。

本発明の空気入りタイヤにおいては、前記３軸織物の幅が、タイヤ断面高さの20〜80％である。３軸織物の幅がタイヤ断面高さの20％未満では、サイド部の耐カット性を向上させる効果が小さく、80％を超えると、タイヤの転がり抵抗及び重量が増加し、乗り心地が悪化することがある。

本発明の空気入りタイヤにおいては、前記３軸織物をサイド部のカーカスのタイヤ幅方向内側及び外側のいずれに配置してもよいが、カーカスのタイヤ幅方向外側に配置するのが好ましい。３軸織物をカーカスのタイヤ幅方向外側に配置することで、カーカスにカットが発生するのを抑制することができる。

本発明の空気入りタイヤに用いる前記３軸織物は、芳香族ポリアミド（アラミド）繊維からなる。上記３軸織物が芳香族ポリアミド繊維で形成されている場合、十分な強度・剛性を確保しつつタイヤの軽量化が可能となる。

上記３軸織物を構成する繊維の構造は、550〜6680 dtexであり、1100〜3340 dtexが好ましい。繊維の構造が、550 dtex未満では、耐カット性を充分に確保するのに３軸織物を高密度化する必要があり、高密度化した３軸織物では、内部にマトリックスゴムが含浸し難くなり、複合体としての機能が十分でなくなる。一方、6680 dtexを超えると、コードが太くなって３軸織物が厚くなり、タイヤ重量が増加したり、各軸のコードの接触圧が高くなるので、コード同士の接触部においてフレッティングが起き易くなり、３軸織物の耐久性が低下することがある。上記３軸織物の態様としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、Basic Weave、Bi-Plain Weave、Basic Basket Weaveのいずれでもよい。

本発明の空気入りタイヤは、乗用車用タイヤの他、トラック・バス用タイヤや建設車両用タイヤ等の重荷重用タイヤとしても好適である。本発明のタイヤは、サイド部に上述の３軸織物を配置する以外に特に制限はなく、通常の方法で製造することができる。なお、本発明のタイヤに充填する気体としては、通常の或いは酸素分圧を調整した空気の他、窒素、アルゴン、ヘリウム等の不活性ガスを用いることができる。

次に、本発明のタイヤの実施態様を図面に基づき説明する。図２は、本発明の空気入りタイヤの一実施態様を示す断面図である。図２に示すタイヤは、左右一対の一対のビード部２及び一対のサイド部３と、両サイド部３に連なるトレッド部４とを有し、前記一対のビード部２に埋設されたビードコア５間にトロイド状に延在して、これら各部２，３，４を補強するラジアルカーカス６と、該カーカス６のクラウン部のタイヤ半径方向外側に配置された少なくとも２枚のベルト層からなるベルト７とを具える。

図示例のタイヤ（タイヤ最大幅Ｗ_MAX）は、リム８に装着された状態において、サイド部３のタイヤ最大幅位置Ｐを含むように３軸織物９がそれぞれ配置されている。図中、３軸織物９の幅ｈは、タイヤの断面高さＨの20〜80％であり、乗り心地性、タイヤ重量及び転がり抵抗を維持しつつ、サイド部の耐カット性が向上している。

以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記の実施例に何ら限定されるものではない。

表１に示す補強材をサイド部に配置した、サイズ２０５／６５Ｒ１５のタイヤを試作し、下記の方法で耐サイドカット性、転がり抵抗、タイヤ重量、乗り心地性を評価した。

（１）耐サイドカット性
１辺が10cmの石材からなる四角柱に入射角30°、時速30kmでタイヤを乗り上げさせる。この試験を３回繰り返し、サイド部にカットが発生しない場合、タイヤの空気圧を10kPa低下させ、同様の試験を繰り返す。内圧200kPaから試験を開始し、サイド部にカットが発生した内圧で耐サイドカット性を評価する。従来例のタイヤのカット発生内圧をａ₀(kPa)、試験タイヤのカット発生内圧をａ(kPa)とし、下記式から耐サイドカット性指数を算出する。指数値が大きい程、耐サイドカット性が良好であることを示す。
耐サイドカット性指数＝ａ₀／ａ×100 （指数）

（２）転がり抵抗
直径2mの鉄製ドラム上にタイヤを接触させながらドラムを回転させ、一定速度まで上昇後、ドラムの駆動スイッチを切り、ドラムを自由回転させ、減速の度合いより転がり抵抗を求め、従来例のタイヤの転がり抵抗を100として指数表示した。指数値が小さい程、転がり抵抗が小さく良好であることを示す。

（３）タイヤ重量
従来例のタイヤの重量を100として、各試験タイヤの重量を指数表示した。指数値が小さい程、タイヤが軽く良好であることを示す。

（４）乗り心地性
直径3mの鉄製ドラム上に幅5cmで高さ1cmの突起物を取り付け、該ドラムにタイヤを接触させた後、ドラムを回転させる。タイヤが突起物を乗り越した時の上下方向振動をタイヤ取付軸の力として加速度計にて測定し、この時記録された波形から第１周期の振幅を求め、従来例のタイヤの振幅の逆数を100として指数表示した。指数値が大きい程、振幅が小さく乗り心地性に優れることを示す。

表１中、コード含有シートは、1500D/2の芳香族ポリアミド（アラミド）繊維コードを50本/50mmの割合で打ち込んだトリート補強材で、３軸織物は、2200dtexの芳香族ポリアミド繊維からなる２Ｄ−３軸織物である。

比較例１のタイヤは、サイド部のゴムゲージが厚いため、耐サイドカット性が向上しているものの、転がり抵抗及び重量が増加し、乗り心地も悪化していた。また、比較例２のタイヤは、サイド部にトリート補強材が配設されているものの、耐サイドカット性の向上が見られず、転がり抵抗が増加し、乗り心地も悪化していた。

一方、実施例１〜３のタイヤは、幅ｈがタイヤの断面高さＨの20〜80％の３軸織物をサイド部に配置しているため、耐サイドカット性が向上しており、乗り心地性、タイヤ重量及び転がり抵抗も維持されていた。但し、比較例３のタイヤは、３軸織物の幅ｈがタイヤの断面高さＨの20％未満であるため、耐サイドカット性が向上しておらず、比較例４のタイヤは、３軸織物の幅ｈがタイヤの断面高さＨの80％を超えているため、転がり抵抗及び重量が増加し、乗り心地が悪化していた。従って、本発明では、３軸織物の幅ｈをタイヤの断面高さＨの20〜80％の範囲にする。

３軸織物の平面図である。本発明の空気入りタイヤの一実施態様を示す断面図である。

符号の説明

１ＸＸ軸糸
１ＹＹ軸糸
１ＺＺ軸糸
２ビード部
３サイド部
４トレッド部
５ビードコア
６ラジアルカーカス
７ベルト
８リム
９３軸織物
Ｗ_MAX タイヤ最大幅
Ｐタイヤ最大幅位置
ｈ３軸織物の幅
Ｈタイヤの断面高さ

Claims

一対のビード部及び一対のサイド部と、両サイド部に連なるトレッド部とを有し、前記一対のビード部間にトロイド状に延在して、これら各部を補強するカーカスとを備えた空気入りタイヤにおいて、
前記サイド部に３軸織物を配置し、該３軸織物の幅がタイヤ断面高さの20〜80％であり、該３軸織物が芳香族ポリアミド繊維からなり、該３軸織物を構成する繊維の構造が550〜6680 dtexであることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記３軸織物を少なくともタイヤの最大幅位置に配置したことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記３軸織物をサイド部の前記カーカスのタイヤ幅方向外側に配置したことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。