JP5357933B2

JP5357933B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP5357933B2
Application number: JP2011163515A
Authority: JP
Inventors: 拓士楠本
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2011-07-26
Filing date: 2011-07-26
Publication date: 2013-12-04
Anticipated expiration: 2031-07-26
Also published as: CN102896979B; CN102896979A; JP2013028195A

Description

本発明は、軽量化を図りつつ高速耐久性を向上させた空気入りタイヤに関する。

近年、空気入りタイヤを軽量化して、乗り心地や燃費を向上させることが求められている。このような軽量化を図るため、図５に示されるように、タイヤ赤道Ｃを含む中央領域が中抜き状とされた左右一対の分割プライ片ｄからなるカーカスプライｂを具えた空気入りタイヤａが提案されている。このようなカーカスプライｂは、中抜き部分ｅによって、質量を軽減することができる。

しかしながら、従来の分割プライ片ｄは、該分割プライ片ｄのタイヤ半径方向の内外に配されたベルトプライｆ１、ｆ２に挟まれてはいるものの、中抜き部分ｅによって、高速走行時、タイヤ軸方向への変位が大きくなり易く、ベルトプライｆ１、ｆ２から剥離し易いという問題があった。関連する技術として次のものがある。

特開２００５−８１８７３号公報

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、ベルト層を構成するタイヤ半径方向内側の第２ベルトプライを、トレッド中央部に配された中央片と、その両側の一対の外側片とで構成する一方、カーカスプライを構成する左右一対の分割プライ片を、前記中央片と外側片との間を通り、さらに前記外側片のタイヤ半径方向外側に配することを基本として、軽量化を図りつつ高速耐久性を向上しうる空気入りタイヤを提供することを主たる目的としている。

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へてビード部のビードコアの廻りで折り返される少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカス、及び、前記トレッド部内に配され、かつ前記カーカスプライのタイヤ半径方向外側に配される第１ベルトプライと、該第１ベルトプライよりもタイヤ半径方向内側に配される第２ベルトプライとの少なくとも２枚のベルトプライを含むベルト層を具える空気入りタイヤであって、前記第２ベルトプライは、タイヤ赤道を含むトレッド中央部に配された中央片と、該中央片のタイヤ軸方向の外縁からタイヤ軸方向外側に距離を隔てて配された１対の外側片とからなり、前記少なくとも１枚のカーカスプライは、タイヤ赤道を含む中央領域を中抜き状とした左右一対の分割プライ片からなり、前記分割プライ片は、そのタイヤ軸方向の内縁が、前記中央片のタイヤ半径方向の内側に配され、前記中央片のタイヤ半径方向内側からタイヤ軸方向外側へ向かい、前記中央片と前記外側片との間を通り、該外側片のタイヤ半径方向外側にのびることを特徴とする。

また請求項２記載の発明は、前記第１ベルトプライのタイヤ軸方向の幅は、前記第２ベルトプライのタイヤ軸方向の幅の８０〜９８％である請求項１記載の空気入りタイヤである。

また請求項３記載の発明は、前記第２ベルトプライのタイヤ軸方向の幅は、タイヤ断面幅の６０〜９５％である請求項１又は２のいずれかに記載の空気入りタイヤである。

また請求項４記載の発明は、前記中央片と外側片との離間距離は、前記カーカスコード径の１．０〜７．０倍である請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤである。

また請求項５記載の発明は、前記外側片のタイヤ軸方向の幅は、前記中央片のタイヤ軸方向の幅の７〜５０％である請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤである。

また請求項６記載の発明は、前記一対の分割プライ片のタイヤ軸方向の内縁間のタイヤ軸方向の距離は、前記第２ベルトプライのタイヤ軸方向の幅の４０〜９０％である請求項１乃至５のいずれかに記載の空気入りタイヤである。

本発明の空気入りタイヤは、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の廻りで折り返される少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカス、及び、前記トレッド部内に配され、かつ前記カーカスプライのタイヤ半径方向外側に配される第１ベルトプライと、該第１ベルトプライよりもタイヤ半径方向内側に配される第２ベルトプライとの少なくとも２枚のベルトプライを含むベルト層を具える。

そして、前記第２ベルトプライは、タイヤ赤道を含むトレッド中央部に配された中央片と、該中央片のタイヤ軸方向の外縁からタイヤ軸方向外側に距離を隔てて配された１対の外側片とからなり、前記少なくとも１枚のカーカスプライは、タイヤ赤道を含む中央領域を中抜き状とした左右一対の分割プライ片からなる。このような分割プライ片は、中抜き部分によって空気入りタイヤを軽量化するのに役立つ。

また、前記分割プライ片は、前記中央片のタイヤ半径方向内側からタイヤ軸方向外側へ向かい前記中央片と外側片との間を通り該外側片のタイヤ半径方向外側にのびる。これにより、分割プライ片には、第２ベルトプライの中央片によるタイヤ半径方向の拘束力だけでなく、中央片と外側片との間を通ることでタイヤ軸方向の変位を抑える拘束力が作用するため、高速走行時でのベルトプライとの剥離が抑制される。従って、このような空気入りタイヤは、高速耐久性が向上する。

本発明の一実施形態の空気入りタイヤを示す右半分の断面図である。図１の斜視図である。図１のカーカスプライのタイヤ半径方向の外端部分の拡大図である。本発明の他の実施形態のビードコアの形状を示す断面図である。従来の分割プライ片の形状を説明する断面図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１及び図２に示されるように、本実施形態の空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」という場合がある。）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、このカーカス６を拘束しかつトレッド部２の内部に配されるベルト層７とを具え、本実施形態では、乗用車用のものが示されている。また、本実施形態のタイヤ１の内腔面には、空気不透過性ゴムからなるゴム層のインナーライナ９が配されている。さらに、トレッド部２には、適宜排水用の溝Ｇが設けられている。

前記カーカス６は、少なくとも１枚、本実施形態では１枚のカーカスプライ６Ａから構成される。前記カーカスプライ６Ａは、タイヤ赤道Ｃを含む中央領域を中抜き状とした左右一対の分割プライ片１２からなる。各分割プライ片１２は、サイドウォール部３をタイヤ半径方向内外にのびてビードコア５に至る本体部６ａと、その両側に連なりビードコア５の周りをタイヤ軸方向内側から外側に向けて折り返された一対の折返し部６ｂとを有する。本実施形態のカーカスプライ６Ａは、例えば有機繊維からなるカーカスコードがタイヤ周方向に対して例えば７５〜９０°の角度で配列されている。なお、カーカスプライ６Ａの本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、ビードコア５のタイヤ半径方向の外面５ａからタイヤ半径方向外側にのびるビードエーペックスゴム８が配されている。

前記ベルト層７は、少なくとも２枚、本実施形態では２枚のベルトプライからなり、カーカスプライ６Ａのタイヤ半径方向外側に配される第１ベルトプライ７Ａと、該第１ベルトプライ７Ａよりもタイヤ半径方向内側に配される第２ベルトプライ７Ｂとで構成される。各ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、それぞれタイヤ赤道Ｃに対して１５〜４０°の角度の範囲で傾けられた高弾性のベルトコードを有し、かつ、各ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、前記ベルトコードが互いに交差する向きに重ねられている。また、本実施形態のベルトプライ７Ａ、７Ｂは、互いの幅中心をともにタイヤ赤道Ｃに揃えて重ねられている。

前記第１ベルトプライ７Ａは、タイヤ軸方向の一端側から他端側へ連続してのびる。このような第１ベルトプライ７Ａは、トレッド部２のほぼ全域に亘ってタガ効果を付与してトレッド部２を補強するのに役立つ。

前記第２ベルトプライ７Ｂは、タイヤ赤道Ｃを含むトレッド中央部に配された中央片１０と、該中央片１０のタイヤ軸方向の外縁１０ｅからタイヤ軸方向外側に距離を隔てて配された１対の外側片１１とからなる。

このような第２ベルトプライ７Ｂのタガ効果を効果的に発揮させるために、第２ベルトプライ７Ｂのタイヤ軸方向の幅Ｗａは、タイヤ断面幅ＳＷの６０〜９５％が好ましい。なお、前記タイヤ断面幅ＳＷは、正規状態でのタイヤ最大幅点Ｍ、Ｍ間のタイヤ軸方向距離である。タイヤ最大幅点Ｍは、サイドウォール部３に設けられた文字、模様及びリムプロテクタなどを除外したタイヤ断面輪郭形状から定められ、具体的にはカーカス６の最大幅をなす点ｍと実質的に同じ高さにある。

また、前記「正規状態」とは、タイヤが、正規リム（図示せず）にリム組みされかつ正規内圧が充填されしかも無負荷である状態とする。ここで、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、各規格がタイヤ毎に定めているリムであり、ＪＡＴＭＡであれば"標準リム"、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、ＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"となる。さらに、前記「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。

また、特に限定されるものではないが、第１ベルトプライ７Ａのタイヤ軸方向の幅Ｗｂは、好ましくは第２ベルトプライ７Ｂのタイヤ軸方向の幅Ｗａの８０％以上、より好ましくは８５％以上が望ましく、好ましくは前記幅Ｗａの９８％以下、より好ましくは９３％以下が望ましい。これにより、トレッド部２の剛性段差を小さくするとともに、各ベルトプライ７Ａ、７Ｂによるタガ効果がトレッド部２のほぼ全域に亘って大きく発揮される。

前記カーカスプライ６Ａは、上述のようにタイヤ赤道Ｃを含む中央領域を中抜き状とした左右一対の分割プライ片１２、１２からなる。このような分割プライ片１２は、中抜き状の中央領域分の質量を削減して、タイヤ１を軽量化するのに役立つ。

前述の作用を発揮させるために、前記一対の分割プライ片１２、１２のタイヤ軸方向の内縁１２ｅ、１２ｅ間のタイヤ軸方向の距離である中抜き長さＬａは、好ましくは第２ベルトプライ７Ｂのタイヤ軸方向の幅Ｗａの４０％以上、より好ましくは５０％以上が望ましい。しかしながら前記中抜き長さＬａが過度に大きくなると、カーカス６の剛性が低下し、タイヤの耐久性が悪化するおそれがある。このため、前記中抜き長さＬａは、好ましくは前記幅Ｗａの９０％以下、より好ましくは８０％以下が望ましい。

そして、本発明では、前記分割プライ片１２が、第２ベルトプライ７Ｂの中央片１０のタイヤ半径方向内側からタイヤ軸方向外側へ向かい、中央片１０と外側片１１との間を通り、該外側片１１のタイヤ半径方向外側にのびる。このような分割プライ片１２は、第２ベルトプライ７Ｂの中央片１０によるタイヤ半径方向の拘束力だけでなく、中央片１０と外側片１１との間を通ることでタイヤ軸方向の変位を抑える拘束力が作用するため、高速走行時でのベルトプライとの剥離損傷等が抑制される。従って、本発明のタイヤ１は、高速耐久性が向上する。

図３に示されるように、上述の拘束力を効果的に発揮させるために、中央片１０と外側片１１との離間距離Ｌｂは、好ましくは前記カーカスコード径ｔａ（図示せず）の７．０倍以下、より好ましくは４．０倍以下が望ましい。しかしながら、前記離間距離Ｌｂが過度に小さくなると、中央片１０と外側片１１との間を通る分割プライ片１２に、大きな曲げ応力が作用し、カーカスコードの切断や損傷のおそれがある。このため、前記離間距離Ｌｂは、好ましくは前記コード径ｔａの１．０倍以上、より好ましくは１．５倍以上が望ましい。

本実施形態の分割プライ片１２の前記内縁１２ｅは、前記中央片１０によって押えられる。これにより、分割プライ片１２は、タイヤ半径方向のリフティングといった変位が抑えられる。このようなタイヤ半径方向の拘束力を発揮させるために、分割プライ片１２と中央片１０とが重なるタイヤ軸方向の重なり長さＬｃは、好ましくは３．０mm以上、より好ましくは５．０mm以上が望ましい。他方、前記長さＬｃは、過度に大きくなると、タイヤ１の質量を抑制する効果が発揮されないため、好ましくは２０mm以下、より好ましくは１０mm以下が望ましい。

また、本実施形態の分割プライ片１２は、外側片１１と第１ベルトプライ７Ａのタイヤ軸方向の外端７Ａ１とで挟まれている。即ち、本実施形態のタイヤ１は、外側片１１と第１ベルトプライ７Ａとがタイヤ半径方向に重なり合うオーバーラップ部が設けられる。このようなオーバーラップ部が設けられることにより、分割プライ片１２には、さらにタイヤ軸方向及びタイヤ半径方向の拘束力が作用するため、第２ベルトプライ７Ｂとの剥離が抑制される。

また、タイヤ１の軽量化と、分割プライ片１２に対する第２ベルトプライによる拘束力とをバランス良く確保するため、外側片１１のタイヤ軸方向の幅Ｗｃは、好ましくは中央片１０のタイヤ軸方向の幅Ｗｄの５％以上、より好ましくは７％以上が望ましく、また好ましくは５０％以下、より好ましくは２５％以下が望ましい。

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、本発明は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のは言うまでもない。例えば、図４に示されるように、ビード部４は、カーカス６のタイヤ半径方向の内端部分の両側に、ビードワイヤ５ｉをタイヤ半径方向に渦巻き状に巻き重ねたワイヤ巻付体５ｃを配した構造のものでも良い。

本発明の効果を確認するために、図１に示す基本構造をなすタイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５の乗用車用タイヤが、表１の仕様に基づいて製造され、これについて各種テストが行われた。なお、表１以外の主な仕様は同一である。
テスト方法は次の通りである。

＜タイヤ質量＞
タイヤ１本当たりの質量を測定し、比較例１の逆数を１００とする指数で表示している。数値が大きい方が良好である。

＜高速耐久性＞
ドラム試験機を用いて、試供タイヤをリム１７×７ＪＪにリム組みし、かつ内圧２２０ｋＰａを充填し、荷重４．５ｋＮ、速度６０ｋｍ／ｈで、直径１．７ｍのドラム上を各試供タイヤについて２０本を走行させ、各々のタイヤについて損傷したときの時間を測定した。結果は、比較例１において損傷した時間の平均値を１００とする指数で表示した。数値が大きいほど良好である。

＜成形性＞
上記サイズのタイヤを各１００本製造し、カーカスプライの吹き抜けの有無を確認した。結果は、吹き抜けを生じたタイヤの比率（％）で表示している。数値が小さいほど良好である。

＜ユニフォミティ＞
ＪＡＳＯＣ６０７のユニフォミティ試験条件に準拠し、ラジアルフォースバリエーション（ＲＦＶ）を各２０本のタイヤに対して測定し、比較例１の平均値（Ｎ）の逆数を１００とする指数で表示した。数値が大きいほど良好である。
テストの結果を表１に示す。

テストの結果、実施例のタイヤは、高速耐久性を維持しつつ、タイヤの軽量化が図られていることが確認できる。

１空気入りタイヤ
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
６Ａカーカスプライ
７ベルト層
７Ａ第１ベルトプライ
７Ｂ第２ベルトプライ
１０中央片
１１外側片
１２分割プライ片
Ｃタイヤ赤道

Claims

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の廻りで折り返される少なくとも１枚のカーカスプライからなるカーカス、及び、
前記トレッド部内に配され、かつ前記カーカスプライのタイヤ半径方向外側に配される第１ベルトプライと、該第１ベルトプライよりもタイヤ半径方向内側に配される第２ベルトプライとの少なくとも２枚のベルトプライを含むベルト層を具える空気入りタイヤであって、
前記第２ベルトプライは、タイヤ赤道を含むトレッド中央部に配された中央片と、該中央片のタイヤ軸方向の外縁からタイヤ軸方向外側に距離を隔てて配された１対の外側片とからなり、
前記少なくとも１枚のカーカスプライは、タイヤ赤道を含む中央領域を中抜き状とした左右一対の分割プライ片からなり、
前記分割プライ片は、そのタイヤ軸方向の内縁が、前記中央片のタイヤ半径方向の内側に配され、前記中央片のタイヤ半径方向内側からタイヤ軸方向外側へ向かい、前記中央片と前記外側片との間を通り、該外側片のタイヤ半径方向外側にのびることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記第１ベルトプライのタイヤ軸方向の幅は、前記第２ベルトプライのタイヤ軸方向の幅の８０〜９８％である請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記第２ベルトプライのタイヤ軸方向の幅は、タイヤ断面幅の６０〜９５％である請求項１又は２のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
前記中央片と外側片との離間距離は、前記カーカスコード径の１．０〜７．０倍である請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
前記外側片のタイヤ軸方向の幅は、前記中央片のタイヤ軸方向の幅の７〜５０％である請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
前記一対の分割プライ片のタイヤ軸方向の内縁間のタイヤ軸方向の距離は、前記第２ベルトプライのタイヤ軸方向の幅の４０〜９０％である請求項１乃至５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。