JP5228866B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、トレッド部にて分割されたカーカス層を備えた空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、操縦安定性や乗り心地を良好に維持しながら、耐久性を向上することを可能にした空気入りタイヤに関する。

近年、空気入りタイヤにおいて、製造上の不都合の解消やタイヤ性能の向上などを目的として、トレッド部にベルト層を埋設する一方で、そのトレッド部においてカーカス層を分割することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような空気入りタイヤでは、トレッド部においてカーカス層を分割しても、トレッド部に埋設された剛直なベルト層が張力を担持するため十分な内圧保持能力を発揮することが可能である。

しかしながら、カーカス層をトレッド部にてタイヤ幅方向に分割した場合、ベルト層とカーカス層との界面に応力が集中するため、その部分を起点として故障を生じ易くなる。そこで、分割構造のカーカス層を備えた空気入りタイヤにおいて、ベルト層とカーカス層との間に該カーカス層の各分割片を密接するように補強コードを含む継ぎプライを介在させることが提案されている（例えば、特許文献２参照）。しかし、補強コードを含む継ぎプライを挿入しても、その界面に応力が集中するため、耐久性の改善効果を十分に得ることは難しい。
特開２００１−１８７５１１号公報 特開平１０−１５７４０８号公報

本発明の目的は、トレッド部にて分割されたカーカス層を備えた空気入りタイヤにおいて、操縦安定性や乗り心地を良好に維持しながら、耐久性を向上することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、一対のビード部間にトレッド部にて分割されたカーカス層を装架すると共に、前記トレッド部におけるカーカス層の外周側にベルト層を配置し、該ベルト層と前記カーカス層の各分割片との間に接着ゴム層を介在させ、該接着ゴム層のJIS-A 硬度を前記カーカス層のゴム部のJIS-A 硬度よりも大きくし、かつ該接着ゴム層のJIS-A 硬度を前記ベルト層のゴム部のJIS-A 硬度よりも小さくしたことを特徴とするものである。

ここで、本発明におけるJIS-A 硬度とは、ＪＩＳ Ｋ６２５３「加硫ゴム及び熱可塑性ゴム−硬さの求め方」に準拠して測定されるものであり、タイプＡデュロメータを用いて測定されるデュロメータ硬さを意味するものである。

本発明では、トレッド部にて分割されたカーカス層を備えた空気入りタイヤにおいて、ベルト層とカーカス層の各分割片との間に接着ゴム層を介在させ、その接着ゴム層のJIS-A 硬度をカーカス層のゴム部のJIS-A 硬度よりも大きくすると共にベルト層のゴム部のJIS-A 硬度よりも小さくすることにより、ベルト層とカーカス層との界面への応力集中を回避し、空気入りタイヤの耐久性を向上することができる。また、ベルト層とカーカス層の各分割片との間に接着ゴム層を介在させても、操縦安定性や乗り心地を良好に維持することが可能である。

本発明において、接着ゴム層のベルト層とカーカス層の各分割片とで挟まれた部分の幅Ｗ１はベルト層の半幅Ｗ０に対して０．１≦Ｗ１／Ｗ０の関係にすることが好ましい。また、接着ゴム層のベルト層とカーカス層の各分割片とで挟まれた部分の厚さＴは０．３ｍｍ以上４．０ｍｍ以下にすることが好ましい。更に、ベルト層とカーカス層の各分割片との重なり幅Ｗ２はベルト層の半幅Ｗ０に対して０．１≦Ｗ２／Ｗ０の関係にすることが好ましい。これにより、操縦安定性や乗り心地を良好に維持しながら、耐久性を効果的に向上することができる。

車両装着時におけるタイヤ表裏の装着向きが指定された空気入りタイヤにおいては、以下の非対称構造を採用することができる。即ち、接着ゴム層のベルト層とカーカス層の各分割片とで挟まれた部分の幅Ｗ１を車両内側と車両外側とで互いに異ならせ、車両外側における幅Ｗ１の値を相対的に大きくした非対称構造を採用可能である。この場合、特に操縦安定性を改善することができる。また、接着ゴム層のベルト層とカーカス層の各分割片とで挟まれた部分の厚さＴを車両内側と車両外側とで互いに異ならせ、車両外側における厚さＴの値を相対的に小さくした非対称構造を採用可能である。この場合、特に乗り心地を改善することができる。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。図１は本発明の実施形態からなる乗用車用空気入りタイヤを示し、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。一対のビード部３，３間には、タイヤ径方向に延びる複数本のカーカスコードと該カーカスコードを被覆するゴム部分とからなるカーカス層４が装架されている。カーカスコードとしては、ポリエステルコードやナイロンコード等の有機繊維コードの他、スチールコードを使用することができる。カーカス層４はトレッド部１においてタイヤ幅方向に分割されている。つまり、カーカス層４は一対の分割片４Ａ，４Ａから構成されている。これらカーカス層４の分割片４Ａ，４Ａのタイヤ幅方向外側の端部はビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。

一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層のベルト層６が埋設されている。これらベルト層６はタイヤ周方向に対して傾斜する複数本のベルトコードと該ベルトコードを被覆するゴム部分とからなり、かつ層間でベルトコードが互いに交差するように配置されている。ベルトコードとしては、スチールコードの他、アラミドコード等の有機繊維コードを使用することができる。ベルト層６の外周側には、必要に応じて、補強コードをタイヤ周方向に巻回してなるベルトカバー層を配置しても良い。

上記空気入りタイヤにおいて、ベルト層６とカーカス層４の各分割片４Ａとの間には接着ゴム層７が挿入されている。接着ゴム層７は、カーカス層４のゴム部のJIS-A 硬度よりも大きく、かつベルト層６のゴム部のJIS-A 硬度よりも小さいJIS-A 硬度を呈するゴム組成物から構成されている。また、接着ゴム層７のJIS-A 硬度とカーカス層４のゴム部のJIS-A 硬度又はベルト層６のゴム部のJIS-A 硬度との差は、２ポイント以上とすることが好ましく、更に好ましくは４ポイント以上とする。

このようにトレッド部１にて分割されたカーカス層４を備えた空気入りタイヤにおいて、ベルト層６とカーカス層４の各分割片４Ａとの間に接着ゴム層７を介在させ、その接着ゴム層７のJIS-A 硬度をカーカス層４のゴム部のJIS-A 硬度よりも大きくすると共にベルト層６のゴム部のJIS-A 硬度よりも小さくすることにより、ベルト層６とカーカス層４との界面への応力集中を回避し、空気入りタイヤの耐久性を向上することができる。しかも、ベルト層６とカーカス層４の各分割片４Ａとの間に接着ゴム層７を介在させても、操縦安定性や乗り心地を良好に維持することができる。

上記空気入りタイヤにおいて、接着ゴム層７のベルト層６とカーカス層４の各分割片４Ａとで挟まれた部分の幅Ｗ１は、タイヤ赤道Ｅを中心とするベルト層６の半幅Ｗ０に対して０．１≦Ｗ１／Ｗ０の関係に設定すると良い（図２〜図４参照）。ここで、０．１＞Ｗ１／Ｗ０であると、耐久性の改善効果が不十分になる。

また、接着ゴム層７のベルト層６とカーカス層４の各分割片４Ａとで挟まれた部分の厚さＴは、０．３ｍｍ以上４．０ｍｍ以下に設定すると良い。ここで、接着ゴム層７の厚さＴが０．３ｍｍ未満であると耐久性の改善効果が不十分になり、逆に４．０ｍｍを超えると操縦安定性が悪化する。

更に、ベルト層６とカーカス層４の各分割片４Ａとのタイヤ幅方向の重なり幅Ｗ２は、タイヤ赤道Ｅを中心とするベルト層６の半幅Ｗ０に対して０．１≦Ｗ２／Ｗ０の関係に設定すると良い。ここで、０．１＞Ｗ２／Ｗ０であると、耐久性の改善効果が不十分になる。

操縦安定性を重視する場合、図２に示すように、接着ゴム層７を薄くて幅広とする。この場合、接着ゴム層７の幅Ｗ１を０．２≦Ｗ１／Ｗ０の関係、より好ましくは、０．２≦Ｗ１／Ｗ０≦０．５の関係に設定し、かつ接着ゴム層７の厚さＴを０．３ｍｍ以上１．５ｍｍ以下に設定することが望ましい。

一方、乗り心地を重視する場合、図３に示すように、接着ゴム層７を厚くて幅狭とする。この場合、接着ゴム層７の幅Ｗ１を０．１≦Ｗ１／Ｗ０の関係、より好ましくは、０．５≦Ｗ１／Ｗ０≦０．７の関係に設定し、かつ接着ゴム層７の厚さＴを１．５ｍｍ以上４．０ｍｍ以下に設定することが望ましい。

また、車両装着時におけるタイヤ表裏の装着向きが指定された空気入りタイヤにおいては、図４に示すような非対称構造を採用することができる。図４において、ＩＮは車両装着時における車両内側であり、ＯＵＴは車両装着時における車両外側である。図４に示すように、接着ゴム層７のベルト層６とカーカス層４の各分割片４Ａとで挟まれた部分の幅Ｗ１は車両内側と車両外側とで互いに異なっており、車両外側における幅Ｗ１の値が相対的に大きくなっている。また、接着ゴム層７のベルト層６とカーカス層４の各分割片４Ａとで挟まれた部分の厚さＴは車両内側と車両外側とで互いに異なっており、車両外側における厚さＴの値が相対的に小さくなっている。

特にネガティブキャンバーが設定された車両では、空気入りタイヤの車両内側の構造が乗り心地に大きく影響し、空気入りタイヤの車両外側の構造が操縦安定性に大きく影響する。これに対して、上記非対称構造では、車両内側に配置される接着ゴム層７を厚くて幅狭とすることで乗り心地を改善する一方で、車両外側に配置される接着ゴム層７を薄くて幅広とすることで操縦安定性を改善するので、これら操縦安定性と乗り心地とを高いレベルで両立することが可能になる。

タイヤサイズ２２５／４５Ｒ１８で、一対のビード部間にトレッド部にて分割されたカーカス層を装架すると共に、トレッド部におけるカーカス層の外周側にベルト層を配置し、該ベルト層とカーカス層の各分割片との間に接着ゴム層を介在させ、接着ゴム層のJIS-A 硬度、カーカス層のゴム部のJIS-A 硬度、ベルト層のゴム部のJIS-A 硬度、ベルト層の半幅Ｗ０に対する接着ゴム層の幅Ｗ１の比（Ｗ１／Ｗ０）、ベルト層の半幅Ｗ０に対するカーカス層の各分割片の重なり幅Ｗ２の比（Ｗ２／Ｗ０）、接着ゴム層の厚さＴを表１のように設定した実施例１〜３及び比較例１〜２の空気入りタイヤを製作した。比較のため、接着ゴム層を持たないこと以外は上記と同様の構成を有する従来例１のタイヤ、及び、ベルト層とカーカス層の各分割片との間に接着ゴム層の替わりにカーカス層と同様のコード層を介在させたこと以外は上記と同様の構成を有する従来例２のタイヤを用意した。

これら試験タイヤについて、下記の評価方法により、耐久性、操縦安定性、乗り心地を評価し、その結果を表１に併せて示した。

耐久性：
各試験タイヤについて、ＪＩＳ Ｄ４２３０に準拠して耐久性能試験を実施した後、引き続き４時間毎に初期荷重の１５％づつ負荷を増加させ、タイヤに故障が生じるまでの走行距離を計測した。評価結果は、従来例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど耐久性が優れていることを意味する。

操縦安定性：
各試験タイヤをリムサイズ１８×７．５Ｊのホイールに組み付けて試験車両に装着し、空気圧２３０ｋＰａとし、テストコースにおいてドライバーによる官能評価を行った。評価結果は、従来例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど操縦安定性が優れていることを意味する。

乗り心地：
各試験タイヤをリムサイズ１８×７．５Ｊのホイールに組み付けて試験車両に装着し、空気圧２３０ｋＰａとし、テストコースにおいてドライバーによる官能評価を行った。評価結果は、従来例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど乗り心地が優れていることを意味する。

この表１から明らかなように、実施例１〜３のタイヤは、従来例１〜２に比べて耐久性が大幅に向上し、しかも操縦安定性及び乗り心地が良好であった。一方、比較例１〜２のタイヤは、接着ゴム層のJIS-A 硬度がカーカス層のゴム部のJIS-A 硬度とベルト層のゴム部のJIS-A 硬度との中間値になっていないため、耐久性の改善効果が得られなかった。

次に、実施例２の構成の一部を表２のように変更した実施例４〜６の空気入りタイヤをそれぞれ製作した。実施例４〜６は、接着ゴム層の寸法を種々異ならせたものである。

これら試験タイヤについて、上述の評価方法により、耐久性、操縦安定性、乗り心地を評価し、その結果を表２に併せて示した。

この表２に示すように、接着ゴム層を薄くて幅広とした場合（実施例４）、操縦安定性が相対的に良くなっていた。また、接着ゴム層を厚くて幅狭とした場合（実施例５）、乗り心地が相対的に良くなっていた。更に、車両内側に配置される接着ゴム層を厚くて幅狭とする一方で、車両外側に配置される接着ゴム層を薄くて幅広とした場合（実施例６）、操縦安定性及び乗り心地が共に良くなっていた。

本発明の実施形態からなる乗用車用空気入りタイヤを示す子午線断面図である。 本発明の空気入りタイヤの骨格構造の一例を概略的に示す子午線断面図である。 本発明の空気入りタイヤの骨格構造の一例を概略的に示す子午線断面図である。 本発明の空気入りタイヤの骨格構造の一例を概略的に示す子午線断面図である。

符号の説明

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ カーカス層
４Ａ カーカス層の分割片
５ ビードコア
６ ベルト層
７ 接着ゴム層

Claims (6)

1. 一対のビード部間にトレッド部にて分割されたカーカス層を装架すると共に、前記トレッド部におけるカーカス層の外周側にベルト層を配置し、該ベルト層と前記カーカス層の各分割片との間に接着ゴム層を介在させ、該接着ゴム層のJIS-A 硬度を前記カーカス層のゴム部のJIS-A 硬度よりも大きくし、かつ該接着ゴム層のJIS-A 硬度を前記ベルト層のゴム部のJIS-A 硬度よりも小さくしたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記接着ゴム層の前記ベルト層と前記カーカス層の各分割片とで挟まれた部分の幅Ｗ１を前記ベルト層の半幅Ｗ０に対して０．１≦Ｗ１／Ｗ０の関係に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。
3. 前記接着ゴム層の前記ベルト層と前記カーカス層の各分割片とで挟まれた部分の厚さＴを０．３ｍｍ以上４．０ｍｍ以下にしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ベルト層と前記カーカス層の各分割片との重なり幅Ｗ２を前記ベルト層の半幅Ｗ０に対して０．１≦Ｗ２／Ｗ０の関係にしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 車両装着時におけるタイヤ表裏の装着向きが指定された空気入りタイヤにおいて、前記接着ゴム層の前記ベルト層と前記カーカス層の各分割片とで挟まれた部分の幅Ｗ１を車両内側と車両外側とで互いに異ならせ、車両外側における幅Ｗ１の値を相対的に大きくしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 車両装着時におけるタイヤ表裏の装着向きが指定された空気入りタイヤにおいて、前記接着ゴム層の前記ベルト層と前記カーカス層の各分割片とで挟まれた部分の厚さＴを車両内側と車両外側とで互いに異ならせ、車両外側における厚さＴの値を相対的に小さくしたことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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