JP5711979B2 - タイヤ - Google Patents

Description

本発明は、一対のビードコアと、一対のビードコア間からタイヤ径方向外側に凸状に延びるカーカスプライを有するタイヤに関する。

従来、一対のビードコア間からタイヤ径方向外側に凸状に延びる２枚のカーカスプライを有するタイヤが広く知られている（例えば、特許文献１参照）。カーカスプライは、タイヤの剛性を向上させるための複数のコードがゴムに被覆されたものから構成される。上述したタイヤは、このようなカーカスプライを２枚有するため、１枚のカーカスプライに生じる負荷が軽減される。その結果、タイヤの耐久性が向上する。

特開２００８−５５９６２号公報

近年、車両の高性能化に伴い、タイヤの操縦性能、特に高速走行時の操縦安定性の向上が求められている。

操縦安定性を向上させる方法の１つに、カーカスプライを構成するコードの中間伸度を小さくする方法がある。コードの中間伸度を小さくすることにより、高速走行時に強い負荷がカーカスプライにかかっても、コードの伸びが抑えられる。その結果、タイヤの剛性を保つことができるため、高速走行時における操縦安定性が向上する。

しかしながら、車両走行時において、ショルダー部に歪みエネルギーが発生して、ショルダー部に位置するカーカスプライが疲労しやすい。すなわち、ショルダー部におけるコードのコード強力が低下しやすい。コードの中間伸度が小さい場合、歪みエネルギーを逃がし難いため、ショルダー部において、カーカスプライに亀裂が発生し易かった。このため、２枚のカーカスプライを有していても、タイヤの耐久性について懸念があった。

そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、複数のカーカスプライを有するタイヤにおいて、タイヤの耐久性とタイヤの操縦性能とを両立させたタイヤを提供することを目的とする。

本発明に係るタイヤは、一対のビードコアと、前記一対のビードコア間からタイヤ径方向外側に凸状に延びるカーカス部と、前記ビードコアからタイヤ径方向外側に延びるビードフィラとを有する。前記カーカス部のトレッド幅方向端部は、前記ビードコアを包むようにトレッド幅方向内側からトレッド幅方向外側へと折り返され、前記カーカス部は、コードを含む第１カーカスプライと、コードを含みトレッド部において前記第１カーカスプライよりもタイヤ径方向外側に位置する第２カーカスプライとを有し、前記第１カーカスプライに含まれるコードの中間伸度は、前記第２カーカスプライに含まれるコードの中間伸度の１．８倍以上である。また、前記第１カーカスプライの折り返された端部は前記第２カーカスプライに接し、前記第２カーカスプライの折り返された端部はビード部に位置しかつ前記ビードフィラの先端より低い位置にある。

本発明によれば、第１カーカスプライに含まれるコード（第１コード）の中間伸度は、第２カーカスプライに含まれるコード（第２コード）の中間伸度の１．８倍以上である。これにより、高速走行時に強い負荷がカーカスプライにかかっても、コードの伸びが抑えられ、タイヤの剛性が向上する。その結果、操縦性能、特に操縦安定性能が向上する。

第１コードの中間伸度を大きくすることにより、ショルダー部の歪みに応じて、第１コードが伸びることができ、コード強力の低下を抑制できる。その結果、タイヤの耐久性を向上できる。また、第１カーカスプライは、第２カーカスプライに比べてタイヤ径方向内側に位置する分だけ、ショルダー部において（すなわち、トレッド部からサイドウォール部にかけて）、曲率半径が小さい。このため、ショルダー部における単位面積当たりに生じる負荷は、第１カーカスプライの方が、大きくなる。すなわち、第１カーカスプライは、第２カーカスプライに比べて、亀裂が発生し易い。亀裂が発生しやすい第１カーカスプライの中間伸度を大きくすることによっても、タイヤの耐久性を向上できる。

また、前記タイヤは、前記トレッド幅方向において、前記ビードコアと前記カーカス部との間に位置し、前記ビードコアを包むようにトレッド幅方向内側からトレッド幅方向外側へと折り返されるフリッパーを有しても良い。

また、前記フリッパーは、コードを含み、前記フリッパーに含まれるコードの中間伸度は、前記第２カーカスプライに含まれるコードの中間伸度以上の大きさであっても良い。

本発明に係るタイヤは、さらに、前記ビードコアから前記ビードフィラのトレッド幅方向外側と前記第２カーカスプライの折り返された端部との間をこれらに接しながらタイヤ径方向外側に延びるインサートを有する。

前記インサートは、コードを含み、前記インサートに含まれるコードの中間伸度は、前記第２カーカスプライに含まれるコードの中間伸度以上の大きさである。また、前記第１カーカスプライのコードの材料はナイロン繊維からなり、また、前記第２のカーカスプライのコードの材料はアラミド繊維又はポリエステル繊維からなるものとすることができる。

本発明によれば、複数のカーカスプライを有するタイヤにおいて、タイヤの耐久性とタイヤの操縦性能とを両立させたタイヤを提供できる。

図１は、本実施形態に係るタイヤ１のトレッド幅方向及びタイヤ径方向に沿った一部断面図である。

本発明に係るタイヤの一例について、図面を参照しながら説明する。具体的には、（１）タイヤ１の概略構成、（２）コード、（３）作用効果、（４）比較評価、（５）その他実施形態、について説明する。

以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。図面は模式的なのものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることを留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

（１）タイヤ１の概略構成
本実施形態に係るタイヤ１の概略構成について、図１を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係るタイヤ１のトレッド幅方向及びタイヤ径方向に沿った一部断面図である。

図１に示されるように、タイヤ１は、トレッド部１０、サイドウォール部２０、及びビード部３０を有する。トレッド部１０は、車両走行時にタイヤ１が路面と接する部分である。サイドウォール部２０は、タイヤ１のトレッド幅方向における側面である。サイドウォール部２０は、トレッド部１０のトレッド幅方向外側に位置する。ビード部３０は、タイヤ１をリムに固定する部分である。ビード部３０は、サイドウォール部２０のタイヤ径方向内側に位置する。

タイヤ１は、一対のビードコア３５、一対のビードフィラ３８、ベルト部４０、カーカス部５０、フリッパー６０及びインサート７０を有する。

ビードコア３５は、ビード部３０に位置する。ビードコア３５は、ビードワイヤによって構成される。ビードフィラ３８は、ビードコア３５のタイヤ径方向外側に位置する。ビードフィラ３８は、ビードコア３５からタイヤ径方向外側に延びる。

ベルト部４０は、トレッド部１０に位置する。ベルト部４０は、第１ベルト４０ａ及び第２ベルト４０ｂによって構成される。第１ベルト４０ａは、第２ベルト４０ｂのタイヤ径方向外側に位置し、第２ベルト４０ｂと接する。第１ベルト４０ａのトレッド幅方向外側には、トレッド部を構成するトレッドゴム層が存在する。第２ベルト４０ｂは、タイヤ径方向において、第１ベルト４０ａとカーカス部５０との間に位置する。第２ベルト４０ｂは、第１ベルト４０ａ及びカーカス部５０（第２カーカスプライ５０ｂ）と接する。

カーカス部５０は、一対のビードコア３５間からタイヤ径方向外側に凸状に延びる。具体的には、カーカス部５０は、一対のビードコア３５間からタイヤ径方向外側にトロイド状に延びる。カーカス部５０のトレッド幅方向端部は、ビードコア３５を包むようにトレッド幅方向内側からトレッド幅方向外側へと折り返される。

カーカス部５０は、第１カーカスプライ５０ａと第２カーカスプライ５０ｂとを有する。第１カーカスプライ５０ａは、コード（以下、第１コードと略す）を含む。具体的には、第１カーカスプライ５０ａは、平行に配列された複数の第１コードがゴムによって被覆されて構成される。第１カーカスプライ５０ａは、タイヤ径方向及びトレッド幅方向において最も内側に配置される。第２カーカスプライ５０ｂは、コード（以下、第２コードと略す）を含む。具体的には、第２カーカスプライ５０ｂは、平行に配列された複数の第２コードがゴムによって被覆されて構成される。第２カーカスプライ５０ｂは、トレッド部１０において、第１カーカスプライ５０ａよりもタイヤ径方向外側に位置している。従って、トレッド部１０において、タイヤ径方向内側から外側に向かって、第１カーカスプライ５０ａ、第２カーカスプライ５０ｂ、第２ベルト４０ｂ、第１ベルト４０ａ及びトレッドゴム層の順に配置される。

第１カーカスプライ５０ａの折り返し部分は、ビードコア３５及びビードフィラ３８に沿って延びる。第１カーカスプライ５０ａのトレッド幅方向外側に折り返された端部は、サイドウォール部２０において、第２カーカスプライ５０ｂと接する。第２カーカスプライ５０ｂは、フリッパー６０に沿って延びる。第２カーカスプライ５０ｂの折り返し部分は、ビードコア３５及びビードフィラ３８に沿って延びる。第２カーカスプライ５０ｂのトレッド幅方向外側に折り返された端部は、ビード部３０に位置する。

フリッパー６０は、ビード部３０を補強する部材である。フリッパー６０は、トレッド幅方向において、ビードコア３５とカーカス部５０との間に位置する。フリッパー６０は、トレッド幅方向内側において、ビードフィラ３８及びビードコア３５に沿って延びる。フリッパー６０は、ビードコア３５を包むようにトレッド幅方向内側からトレッド幅方向外側へと折り返される。フリッパー６０のトレッド幅方向外側へと折り返された端部は、トレッド幅方向において、第１カーカスプライ５０ａとインサート７０との間に位置する。また、フリッパー６０のトレッド幅方向外側へと折り返された端部は、タイヤ径方向において、第２カーカスプライ５０ｂのトレッド幅方向外側に折り返された端部とインサート７０のタイヤ径方向外側端部との間に位置する。

インサート７０は、ビードフィラ３８のトレッド幅方向外側に接しながらタイヤ径方向外側に延びる。インサート７０のタイヤ径方向内側部分は、トレッド幅方向において、ビードフィラ３８とフリッパー６０との間に位置する。インサート７０のタイヤ径方向外側部分は、トレッド幅方向において、ビードフィラ３８と第１カーカスプライ５０ａとの間に位置する。

フリッパー６０及びインサート７０は、コードを含む。具体的には、フリッパー６０及びインサート７０は、平行に配列された複数のコードがゴムによって被覆されて構成されている。

（２）コード
本実施形態に係る第１コード及び第２コードについて、説明する。

第１コードは、第１カーカスプライ５０ａにおいて、互いに平行に配列される。第２コードは、第２カーカスプライ５０ｂにおいて、互いに平行に配列される。第１コードと第２コードとは、トレッド面視において、交差している。

第１コードの中間伸度は、第２コードの中間伸度の１．８倍以上である。

中間伸度は、ＪＩＳ Ｌ１０１７（１９８３）に従い、オートグラフ（島津製作所製）にて室温（２５±２℃）、湿度（５５％）で引っ張り荷重（ｋｇｆ）−伸度（％）曲線を描き、この荷重−伸度曲線から求められる。

上記関係を満たす第１コードの材料としては、有機繊維が挙げられ、第２コードの材料としては、アラミド繊維が挙げられる。より具体的には、第１コードにはナイロン繊維を用いて、第２コードにはアラミド繊維又はポリエステル繊維を用いたり、第１コードにはポリエステル繊維を用いて、第２コードには、アラミド繊維を用いたりすることができる。

フリッパー６０に含まれるコード（第３コード）及びインサート７０に含まれるコード（第４コード）の中間伸度は、第２コードの中間伸度以上の大きさである。

（３）作用効果
本実施形態に係るタイヤ１によれば、第１コードの中間伸度は、第２コードの中間伸度の１．８倍以上である。これにより、高速走行時に強い負荷がカーカスプライにかかっても、コードの伸びが抑えられ、タイヤの剛性が向上する。その結果、操縦性能、特に操縦安定性能が向上する。

第１コードの中間伸度を大きくすることにより、ショルダー部の歪みに応じて、第１コードが伸びることができ、コード強力の低下を抑制できる。その結果、タイヤ1の耐久性を向上できる。また、第１カーカスプライ５０ａは、第２カーカスプライ５０ｂに比べてタイヤ径方向内側に位置する分だけ、ショルダー部において（すなわち、トレッド部１０からサイドウォール部２０にかけて）、曲率半径が小さい。このため、ショルダー部における単位面積当たりに生じる負荷は、第１カーカスプライ５０ａの方が、大きくなる。すなわち、第１カーカスプライ５０ａは、第２カーカスプライ５０ｂに比べて、亀裂が発生し易い。亀裂が発生しやすい第１カーカスプライ５０ａの中間伸度を大きくすることによっても、タイヤ１の耐久性を向上できる。

本実施形態に係るタイヤ１によれば、タイヤ１は、フリッパー６０及びインサート７０を含んでいる。これにより、サイドウォール部２０からビード部３０にかけて剛性が向上するため、操縦安定性能が向上する。さらに、カーカス部にかかる負荷がフリッパー６０及びインサート７０に分散されるため、タイヤの耐久性も向上する。また、第３コード及び第４コードの中間伸度は、第２コードの中間伸度以上の大きさである。これにより、特に高速走行時にビード部３０（ビードコア３５及びビードフィラ３８）を変形させる負荷がかかっても、第３コード及び第４コードは、コードの伸びにより、負荷が抑えられる。ビード部３０において、フリッパー６０及びインサート７０は、カーカス部５０に比べて、ビードコア３５及びビードフィラ３８に近いため、カーカス部５０にかかる負荷を低減させることができる。

（４）比較評価
本発明に係るタイヤの効果を確かめるために、カーカス耐久性試験及び走行試験を行った。

（４．１）耐久性試験
耐久性を評価するために、コード材料が異なるカーカスプライ２枚からなる実施例１と、コード材料が同じであるカーカスプライ２枚からなる比較例１とを準備した。具体的には、実施例１では、第１カーカスプライのコードに中間伸度が３．８％であるポリエステル繊維を用い、第２カーカスプライのコードに中間伸度が２．１％であるアラミド繊維を用いた。比較例１では、第１カーカスプライ及び第２カーカスプライのコードに中間伸度が３．８％であるポリエステル繊維を用いた。これらのタイヤを用いて、同じ条件で走行を行い、走行後のタイヤのカーカス部を用いてコード引張り試験を行うことで、耐久性を比較した。比較例１の測定値を１００として、実施例１の値を評価した。結果を表１に示す。

表１に示されるように、比較例１のコードに比べて、実施例１のコードの方が、コード強力が強い。すなわち、カーカスの耐久性が優れていることが分かった。

（４．２）走行試験
操縦安定性能を評価するために、上述した実施例１及び比較例１と同様のタイヤを装着した車両を走行させて、ラップタイムを測定した。結果を表２に示す。また、実施例２及び実施例３のタイヤを装着した車両を走行させて、ラップタイムを測定した。タイヤサイズが、２５５／４０Ｒ１８のタイヤを用いた。

実施例２及び実施例３のタイヤは、上述した実施例１と同様のカーカス部を用いた。実施例３のタイヤは、フリッパー及びインサートを有し、フリッパー及びインサートの中間伸度は、第２コードの中間伸度と同じ大きさである。結果を表３に示す。なお、実施例１及び比較例１の走行試験と、実施例２及び実施例３の走行試験とは、別の場所にて試験を行った。

表２に示されるように、比較例１に比べて、実施例１の方がラップタイムは良いことが分かる。これは、第１カーカスプライのコードよりも中間伸度の小さいコードを第２カーカスプライに用いたことにより、コードの伸びが抑えられたため、タイヤの剛性が向上したと考えられる。その結果、操縦性能が向上して、実施例１の方がラップタイムが良かったと考えられる。

表３に示されるように、実施例２に比べて、実施例３の方がラップタイムは良いことが分かる。これは、フリッパー及びインサートによって、サイドウォール部からビード部にかけて剛性が向上したことにより、操縦性能が向上したと考えられる。

（５）その他実施形態
本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。本発明はここでは記載していない様々な実施形態を含む。

具体的には、カーカス部５０は、第１カーカスプライ５０ａと第２カーカスプライ５０ｂとの２枚のみ有していたが、これに限られない。例えば、カーカス部５０は、３枚以上のカーカスプライを有していてもよい。

なお、本発明に係るタイヤは、空気入りタイヤであっても良いし、アルゴン等の希ガスが入れられた空気以外の気体入りタイヤであっても良い。

以上のように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態を含む。本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

１…タイヤ、 １０…トレッド部、 ２０…サイドウォール部、 ３０…ビード部、 ３５…ビードコア、 ３８…ビードフィラ、 ４０…ベルト部、 ４０ａ…第１ベルト、 ４０ｂ…第２ベルト、 ５０…カーカス部、 ５０ａ…第１カーカスプライ、 ５０ｂ…第２カーカスプライ、 ６０…フリッパー、 ７０…インサート

Claims (4)

1. 一対のビードコアと、
   前記一対のビードコア間からタイヤ径方向外側に凸状に延びるカーカス部であって該カーカス部のトレッド幅方向端部は、前記ビードコアを包むようにトレッド幅方向内側からトレッド幅方向外側へと折り返され、また、コードを含む第１カーカスプライと、コードを含みトレッド部において前記第１カーカスプライよりもタイヤ径方向外側に位置する第２カーカスプライとを有し、前記第１カーカスプライに含まれるコードの中間伸度は前記第２カーカスプライに含まれるコードの中間伸度の１．８倍以上であるカーカス部と、
   前記ビードコアからタイヤ径方向外側に延びるビードフィラと、
   前記ビードコアから前記ビードフィラのトレッド幅方向外側と前記第２カーカスプライの折り返された端部との間をこれらに接しながらタイヤ径方向外側に延びるインサートとを有するタイヤであって、
   前記第１カーカスプライの折り返された端部は前記第２カーカスプライに接し、前記第２カーカスプライの折り返された端部はビード部に位置しかつ前記ビードフィラの先端より低い位置にあり、
   前記インサートはコードを含み、前記インサートに含まれるコードの中間伸度は、前記第２カーカスプライに含まれるコードの中間伸度以上の大きさである、タイヤ。
2. 前記タイヤは、前記トレッド幅方向において、前記ビードコアと前記カーカス部との間に位置し、前記ビードコアを包むようにトレッド幅方向内側からトレッド幅方向外側へと折り返されるフリッパーを有する請求項１に記載のタイヤ。
3. 前記フリッパーは、コードを含み、
   前記フリッパーに含まれるコードの中間伸度は、前記第２カーカスプライに含まれるコードの中間伸度以上の大きさである請求項２に記載のタイヤ。
4. 第１カーカスプライのコードの材料はナイロン繊維からなり、また、前記第２のカーカスプライのコードの材料はアラミド繊維又はポリエステル繊維からなる、請求項１乃至３のいずれか１項に記載のタイヤ。

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