JP5997533B2

JP5997533B2 - 空気入りラジアルタイヤ

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Publication number: JP5997533B2
Application number: JP2012169896A
Authority: JP
Inventors: 暁子河田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2012-07-31
Filing date: 2012-07-31
Publication date: 2016-09-28
Anticipated expiration: 2032-07-31
Also published as: JP2014028569A

Description

本発明は、空気入りラジアルタイヤに関し、特に、高い操縦安定性及び耐カット性を有するタイヤに関する。

空気入りラジアルタイヤ（以下、「タイヤ」という）にとって、耐カット性、すなわち、岩や瓦礫などによる損傷に対する強さは、重要な性能の１つである。特に近年、自動車普及率が上昇している新興国市場では、車道が十分に整備されていない地域も多いため、耐カット性の高いタイヤが要求される。

タイヤは、一般に、路面に接するトレッド部と、ドレッド部の両端をタイヤ径方向中心に向かって延びる一対のサイドウォール部と、サイドウォール部のタイヤ径方向内側端に配置され、タイヤをリムに固定する一対のビード部とを有する。さらに、タイヤの骨格をなすカーカス層が、トレッド部からサイドウォール部を延び、ビード部で折り返されて終端することによって、タイヤの強度を確保する。カーカス層の折り返し部分をトレッド部まで延ばし、カーカス層を保護するベルト層とカーカス層との間に挟み込むエンベロープ構造とすることにより、高い耐カット性を得ることができる。

特開２００９−０２３５６７号公報

しかしながら、カーカス層をエンベロープ構造にすると、耐カット性は向上するものの、製造コストが上昇する。タイヤの車両装着時に外側となる部分でのみカーカス層をエンベロープ構造とし、耐カット性を維持しつつコストを改善する方法もあるが、タイヤの構造が外側と内側とで不均等となり、操縦安定性が悪化する。

そこで、本発明は、耐カット性、コストパフォーマンス、及び操縦安定性をバランス良く有し、新興国市場における要求にも応えうるタイヤの提供を目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、以下の特徴を有する。本発明の第１の特徴は、車両装着時にタイヤ中心線（タイヤ中心線ＣＬ）より内側に位置するタイヤ内側部分（内側部分１１）と外側に位置するタイヤ外側部分（外側部分２１）とを含み、前記タイヤ内側部分に位置する内側ビード部（内側ビード部１３）と前記タイヤ外側部分に位置する外側ビード部（外側ビード部２３）との間を延びるカーカス層（カーカス層５）を備える空気入りラジアルタイヤであって、前記内側及び外側ビード部の各々は、ビードコア（１３ａ，２３ａ）及びビードフィラー（１３ｂ，２３ｂ）を含み、前記カーカス層は、前記タイヤ中心線から前記ビードコアのタイヤ径方向内側端まで延びるカーカス本体部分（内側本体部分１５ａ，外側本体部分２５ａ）と、前記ビードコアのタイヤ径方向内側端で折り返されたカーカス折り返し部分（内側折り返し部分１５ｂ，外側折り返し部分２５ｂ）とを含み、前記タイヤ外側部分における前記カーカス本体部分の長さ（外側カーカスペリフェリ長Ｃａ２）は、前記タイヤ内側部分における前記カーカス本体部分の長さ（内側カーカスペリフェリ長Ｃａ１）よりも長く、前記タイヤ外側部分における前記カーカス折り返し部分の長さは、前記タイヤ内側部分における前記カーカス折り返し部分よりも長く、前記内側ビード部の前記ビードフィラーのタイヤ径方向高さ（高さＢＨ１）は、前記外側ビード部の前記ビードフィラーのタイヤ径方向高さ（高さＢＨ２）よりも高いことを要旨とする。

かかる特徴によれば、タイヤ外側部分のカーカスペリフェリ長がタイヤ内側部分のカーカスペリフェリ長よりも長い、非対称形状のタイヤが得られる。このような非対称形状のタイヤでは、カーカスペリフェリ長の長いタイヤ外側部分の方が剛性は小さく、タイヤの内外で剛性差が生じる。非対称形状のタイヤでは、剛性の小さいタイヤ外側部分から剛性の大きいタイヤ内側部分に向けてコニシティといわれる横力が働くことによって、車両旋回がスムーズになる。また、直進時においても、車両の左右両輪で反対方向に発生したコニシティが相殺され、操縦安定性が向上する。さらに、タイヤ外側部分においてトレッド部の接地面積が大きくなり、路面接地圧が分散されて、偏摩耗が抑制される。

また、タイヤ外側部分のカーカス層の折り返し部分が長いことにより、タイヤ外側部分の耐カット性を確保することができる。さらに、タイヤの内側部分でも折り返し部分を長くした場合と比較して、製造コストを抑制することができる。ただし、タイヤ外側部分のカーカス層の折り返し部分の長さがタイヤ内側部分よりも長いため、タイヤ外側部分の剛性が高くなる。そのため、非対称形状によるタイヤ内外の剛性差が相殺され、操縦安定性が低下する。

しかしながら、本発明に係るタイヤは、タイヤ内側部分のビードフィラーの高さがタイヤ外側部分のビードフィラーよりも高い分、タイヤ内側部分の剛性が高くなる。これにより、タイヤ内外での剛性差が確保され、操縦安定性が確保される。

なお、タイヤ中心線とは、タイヤの幅方向断面において、ビードコアの中心同士を結んだビード線と、ビード線の中心点で直行する直線をいう。トレッド部の幅方向中心線は、タイヤ中心線と交差する。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、トレッド部と、前記トレッド部において前記カーカス層のタイヤ径方向外側に沿って配置されるベルト層とをさらに含み、前記タイヤ外側部分における前記カーカス折り返し部分が、前記ベルト層のタイヤ径方向内側を延びることを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記タイヤ内側部分における前記カーカス折り返し部分は、タイヤ最大幅の位置よりもタイヤ径方向外側で終端することを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記外側ビード部の前記ビードフィラーのタイヤ径方向高さが、２０ｍｍ以下であることを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記タイヤ外側部分におけるタイヤ最大幅の位置は、前記タイヤ内側部分のタイヤ最大幅の位置よりも、タイヤ径方向外側に位置することを要旨とする。

本発明に係るタイヤは、耐カット性、コストパフォーマンス、及び操縦安定性をバランス良く有するという効果を奏する。

図１は、本発明の実施形態による空気入りラジアルタイヤの幅方向断面図である。図２は、本発明の実施形態による空気入りラジアルタイヤの、カーカス層及びビード部の概略図である。図３は、本発明の実施形態による空気入りラジアルタイヤの、カーカス層及びビード部の概略図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、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。ただし、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。また、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。

図１は、本発明の実施形態による空気入りラジアルタイヤの幅方向断面図である。タイヤ１は、車両装着時にタイヤ中心線ＣＬより内側に位置する内側部分１１と、外側に位置する外側部分２１とを含む。タイヤ１は、トレッド部２、一対のサイドウォール部１４，２４、一対のビード部１３，２３、カーカス層５、及びベルト層６を備える。なお、タイヤ中心線ＣＬは、ビードコア１３ａ，２３ａの中心同士を結んだビード線ＢＬと、ビード線ＢＬの中心点で直行する直線である。トレッド部２の幅方向中心は、タイヤ中心線ＣＬと交差する。ベルト層６は、トレッド部２においてカーカス層５のタイヤ径方向外側に沿うように配置され、トレッド部２を補強する。

タイヤ１の内側部分１１は、トレッド部２の一端からタイヤ径方向内側に延びるサイドウォール部１４と、サイドウォール部１４のタイヤ径方向内側端に位置する内側ビード部１３とを含む。内側ビード部１３は、タイヤ径方向内側端に配置された内側ビードコア１３ａと、内側ビードコア１３ａのタイヤ径方向外側に配置され、断面が概ね三角形状の内側ビードフィラー１３ｂとを含む。カーカス層５は、タイヤ中心線ＣＬから内側ビードコア１３ａのタイヤ径方向内側端までの本体部分１５ａと、内側ビードコア１３ａのタイヤ径方向内側端で折り返された内側折り返し部分１５ｂとを含む。本体部分１５ａの長さを、内側カーカスペリフェリ長Ｃａ１という。

タイヤ１の外側部分２１は、トレッド部２の他端からタイヤ径方向内側に延びるサイドウォール部２４と、サイドウォール部２４のタイヤ径方向内側端に位置する外側ビード部２３とを含む。外側ビード部２３は、タイヤ径方向内側端に配置された外側ビードコア２３ａと、外側ビードコア２３ａのタイヤ径方向外側に配置され、断面が概ね三角形状の外側ビードフィラー２３ｂとを含む。カーカス層５は、タイヤ中心線ＣＬから外側ビードコア２３ａのタイヤ径方向内側端までの本体部分２５ａと、外側ビードコア２３ａのタイヤ径方向内側端で折り返された外側折り返し部分２５ｂを含む。本体部分２５ａの長さを、外側カーカスペリフェリ長Ｃａ２という。

外側カーカスペリフェリ長Ｃａ２は、内側カーカスペリフェリ長Ｃａ１よりも長い。そのため、タイヤ1は非対称形状であり、内側部分１１の剛性は外側部分２１の剛性よりも高い。これにより、剛性の小さい外側部分２１から剛性の大きい内側部分１１に向けてコニシティといわれる横力が働き、車両旋回がスムーズとなる。また、直進時においても、車両の左右両輪で反対方向に発生したコニシティが相殺され、操縦安定性が向上する。さらに、外側部分２１においてトレッド部２の接地面積が大きくなり、路面接地圧が分散されて、偏摩耗が抑制される。

図２は、タイヤ幅方向断面における、カーカス層５の概略図を示す。カーカス層５の外側折り返し部分２５ｂは、内側折り返し部分１５ｂよりも長い。これにより、外側部分２１の耐カット性を確保する。また、内側折り返し部分１５ｂを外側折り返し部分２５ｂと同程度の長さにした場合と比較して、製造コストを抑制することができる。

外側折り返し部分２５ｂは、図３が示すように、トレッド部２まで延び、カーカス層５とベルト層６との間を延びるエンベロープ構造とすることが好ましい。外側折り返し部分２５ｂをエンベロープ構造とすることにより、耐カット性を高めることができる。内側折り返し部分１５ｂは、タイヤ最大幅の位置よりも高い位置、すなわちタイヤ径方向外側であって、トレッド部よりはタイヤ径方向内側の位置で終端することが好ましい。これにより、内側折り返し部分１５ｂ及び外側折り返し部分２５ｂをどちらもエンベロープ構造とした場合に比べてコストを抑制することができると同時に、内側部分１１にも十分な剛性を確保することができる。なお、外側部分２１におけるタイヤ最大幅の位置は、内側部分１１におけるタイヤ最大幅の位置よりもタイヤ径方向外側に位置する。

ここで、タイヤ最大幅とは、JATMAが発行する2005年版のYEAR BOOKに定められた適用サイズにおける適用リムに装着して規定の内圧を充填した場合のタイヤの最大幅をいう。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、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim" を意味する。また、正規内圧とは、上記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" である。また、正規荷重とは、上記規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば最大負荷能力、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 "LOAD CAPACITY"である。

また、図２は、タイヤ幅方向断面における、ビード部１３，２３の概略図を示す。ここで、内側ビードフィラー１３ｂのタイヤ径方向高さＢＨ１は、外側ビードフィラー２３ｂのタイヤ径方向高さＢＨ２よりも高い。内側ビードフィラーの高さＢＨ１が外側ビードフィラー２３ｂのタイヤ径方向高さＢＨ２よりも高い分、内側部分１１の剛性が外側部分２１よりも高くなる。これにより、内側部分１１と外側部分２１との剛性差が拡大し、操縦安定性が向上する。外側ビードフィラー２３ｂの高さＢＨ２は、好ましくは３５ｍｍ未満であり、さらに好ましくは２０ｍｍ以下である。

すなわち、タイヤ１は、非対称形状であることにより、内側部分１１の剛性が外側部分２１よりも高くなり、操縦安定性を確保する。ただし、耐カット性を確保するために、カーカス層５の外側折り返し部分２５ｂを内側折り返し部分１５ｂよりも長くするため、外側部分２１の剛性が高められ、内側部分１１と外側部分２１との剛性差が相殺される。ここで、内側ビードフィラー１３ｂの高さＢＨ１を外側ビードフィラーの高さＢＨ２よりも高くすることにより、内側部分１１の剛性が高められる。これによって、内側部分１１と外側部分２１との剛性差が確保され、操縦安定性も確保される。

次に、本発明の効果をさらに明確にするために、以下の実施例１，２及び比較例１〜４に係るタイヤを用いて行った試験結果について説明する。なお、実施例１，２及び比較例１〜４に係るタイヤに関するデータは、以下に示す条件において測定された。

・タイヤサイズ：１５５／６５Ｒ１３
・車両種別：軽乗用車（スズキワゴンＲ）
・リム：４．００Ｂｘ１３
・荷重：２名乗車
ここで、実施例１，２及び比較例１〜４に係る空気入りラジアルタイヤの構成について、表１及び図面を参照して説明する。

実施例１に係るタイヤは、図１に示すように、外側カーカスペリフェリ長Ｃａ２が内側カーカスペリフェリ長Ｃａ１よりも長い、非対称形状のタイヤである。外側折り返し部分２５ｂは、図３に示すように、トレッド部２のベルト層６とカーカス層５との間まで延びる、エンベロープ構造である。内側折り返し部分１５ｂは、タイヤ最大幅の位置よりも高い位置、すなわちタイヤ径方向外側であって、トレッド部よりはタイヤ径方向内側の位置で終端する。内側ビードフィラー１３ｂの高さＢＨ１は、外側ビードフィラー２３ｂの高さＢＨ２より高い。

実施例２に係るタイヤは、実施例１に係るタイヤの構成と概ね同じである。ただし、外側ビードフィラー２３ｂの高さＢＨ２は、実施例１に係るタイヤの外側ビードフィラーよりも低く、ＢＨ１とＢＨ２との差は、実施例１よりも拡大する。

比較例１に係るタイヤは、内側カーカスペリフェリ長と外側カーカスペリフェリ長とが等しい、対称形状のタイヤである。ビードフィラーの高さは、内側部分と外側部分とで等しく、実施例１に係るタイヤにおける内側ビードフィラー１３ｂの高さＢＨ１と等しい。カーカス層の折り返し部分は、内側部分、外側部分のいずれにおいても、エンベロープ構造をとる。

比較例２に係るタイヤは、比較例１に係るタイヤの構成と、概ね同じである。ただし、内側部分におけるカーカス層の折り返し部分は、タイヤ最大幅の位置よりも高い位置、すなわちタイヤ径方向外側であって、トレッド部よりはタイヤ径方向内側の位置で終端する。

比較例３に係るタイヤは、比較例２に係るタイヤの構成と、概ね同じである。ただし、内側カーカスペリフェリ長と外側カーカスペリフェリ長とが等しい、対称形状のタイヤである。

比較例４に係るタイヤは、比較例１に係るタイヤの構成と、概ね同じである。ただし、内側部分、外側部分のいずれにおいても、カーカス層の折り返し部分がタイヤ最大幅の位置よりも高い位置、すなわちタイヤ径方向外側であって、トレッド部よりはタイヤ径方向内側の位置で終端する。

実施例１，２及び比較例１〜４に係るタイヤの新品時における操縦安定性及びピンチカットの評価結果を、表１に示す。操縦安定性の評価は、テストドライバーの走行（内圧２２０ｋＰａ）による操縦安定性についての官能評価であり、１０点満点で評価する。比較例１に係るタイヤに対する評価を５点とし、数値が多いほど評価が高いことを意味する。ピンチカットは、高さ６ｃｍのクリートを乗り越えたときの故障速度によって評価した（内圧１５０ｋＰａ）。故障速度が大きいほど、耐カット性が高いことを意味する。また、実施例１，２及び比較例１〜４に係るタイヤの製造コストを、表１に示す。比較例１に係るタイヤの製造コストを１００とし、数値が低いほど低コストであることを意味する。

試験の結果、耐カット性については、外側部分のカーカス層をエンベロープ構造とした実施例１，２及び比較例１〜３に係るタイヤが、いずれも高い数値を記録した。この中で、実施例１，２及び比較例２，３に係るタイヤは、内側部分のカーカス層折り返し部分の長さをエンベロープ構造よりも短くしたことから、比較例１に係るタイヤよりも製造コストが抑制されている。特に、実施例２に係るタイヤは、外側ビードフィラーが他のタイヤよりも小さいため、製造コストが大幅に抑制された。

操縦安定性については、実施例１，２に係るタイヤが、比較例１に係るタイヤよりも高い評価を得た。これは、実施例１，２に係るタイヤが、非対称形状であること、及び内側ビードフィラーの高さが外側ビードフィラーよりも高いことによって生じた内側部分と外側部分との剛性差が、操縦安定性の向上に寄与したものと思われる。すなわち、実施例１，２のタイヤは、内側部分のカーカス層折り返し部分の長さをエンベロープ構造よりも短くしている分、内側部分と外側部分との剛性差が相殺されているが、非対称形状及びビードフィラーの高低差によって剛性差が確保され、操縦安定性も十分に確保されていることが判明した。特に、実施例２に係るタイヤは、外側ビードフィラーが他のタイヤよりも小さいことから、操縦安定性について最も高い評価を得た。

従って、実施例１，２に係るタイヤは、内側部分及び外側部分において、非対称形状、カーカス層折り返し部分の長短、及びビードフィラーの高低差を好適に設けることによって、耐カット性、コストパフォーマンス、及び操縦安定性をバランス良く有することが判明した。

以上のように、本発明は、耐カット性、コストパフォーマンス、及び操縦安定性をバランス良く有する空気入りラジアルタイヤに利用することができる。

１空気入りラジアルタイヤ
２トレッド部
５カーカス層
６ベルト層
１３，２３ビード部
１４，２４サイドウォール部
Ｃａ１，Ｃａ２カーカスペリフェリ長

Claims

車両装着時にタイヤ中心線より内側に位置するタイヤ内側部分と外側に位置するタイヤ外側部分とを含み、前記タイヤ内側部分に位置する内側ビード部と前記タイヤ外側部分に位置する外側ビード部との間を一続きに連続して延びる一体のカーカス層を備える空気入りラジアルタイヤであって、
前記内側及び外側ビード部の各々は、ビードコア及びビードフィラーを含み、前記カーカス層は、前記タイヤ中心線から前記ビードコアのタイヤ径方向内側端まで延びるカーカス本体部分と、前記ビードコアのタイヤ径方向内側端で折り返されたカーカス折り返し部分とを含み、
前記タイヤ外側部分における前記カーカス本体部分の長さは、前記タイヤ内側部分における前記カーカス本体部分の長さよりも長く、
前記タイヤ外側部分における前記カーカス折り返し部分の長さは、前記タイヤ内側部分における前記カーカス折り返し部分の長さよりも長く、
前記内側ビード部の前記ビードフィラーのタイヤ径方向高さは、前記外側ビード部の前記ビードフィラーのタイヤ径方向高さよりも高く、
トレッド部と、前記トレッド部において前記カーカス層のタイヤ径方向外側に沿って配置されるベルト層とをさらに含み、
前記タイヤ外側部分における前記カーカス折り返し部分が、前記ベルト層のタイヤ径方向内側を延び、
前記タイヤ内側部分における前記カーカス折り返し部分は、タイヤ最大幅の位置よりもタイヤ径方向外側で終端する、ことを特徴とするタイヤ。
前記外側ビード部の前記ビードフィラーのタイヤ径方向高さが、２０ｍｍ以下であり、
前記内側ビード部の前記ビードフィラーのタイヤ径方向高さが、３５ｍｍである、ことを特徴とする請求項１に記載のタイヤ。