JP6144933B2

JP6144933B2 - タイヤ

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Publication number: JP6144933B2
Application number: JP2013049117A
Authority: JP
Inventors: 寛之野中
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2013-03-12
Filing date: 2013-03-12
Publication date: 2017-06-07
Anticipated expiration: 2033-03-12
Also published as: JP2014172565A

Description

この発明は、タイヤを軽量化しつつ、サイドウォール部におけるピンチカット故障を抑制し得るタイヤに関する。

走行中にタイヤが、路面脇の縁石や路面のキャッツアイ等の段差に乗り上げた際、これらの段差とタイヤに装着したリムのフランジとの間にタイヤのサイドウォール部が噛み込まれて、該サイドウォール部に延在するカーカスやサイドウォールゴム等が損傷する、「ピンチカット故障」が生じることが知られている。

特に、自動車の低燃費化に寄与する転がり抵抗の小さいタイヤを提供するための一手段として、タイヤのサイドウォール部のゴムゲージを薄くして軽量化すると、該サイドウォール部のタイヤ径方向の剛性が比較的小さくなるため、上記したピンチカット故障が生じ易い。そこで、例えば、特許文献１には、薄ゲージ化したサイドウォール部外表面に、タイヤ周方向に直交する向きに帯状に延在する、複数のゴム製の突起を一定間隔で小刻みに配置することにより、サイドウォール部のタイヤ径方向の剛性を補填してピンチカット故障の抑制を試みたタイヤが提案されている。

特開２００９−２７９９５４号公報

しかしながら、サイドウォール部外表面に、タイヤ周方向にわたって複数のゴム製の突起を設けることは、サイドウォール部に使用するゴム量を、少なくとも突起部分において増加させるから、タイヤの軽量化の妨げとなっている。
そこで、本発明の目的は、サイドウォール部の薄ゲージ化による軽量化を維持したまま、サイドウォール部におけるピンチカット故障を抑制し得るタイヤ構造を提供することにある。

本発明の要旨は、以下の通りである。
（１）本発明のタイヤは、１対のビード部と、該ビード部の径方向外側に延びる１対のサイドウォール部と、両サイドウォール部間に跨るトレッド部とを有し、一方のビード部からトレッド部を通り他方のビード部にわたって延びるカーカスのクラウン部の径方向外側に、少なくとも１層のベルト層からなるベルトを具えるタイヤであって、前記カーカスは、前記ビード部間に延びるカーカス本体部と、該カーカス本体部から前記ビード部にてタイヤ幅方向内側から外側に向かって折り返され、タイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向内側で終端するカーカス折り返し部と、を有し、前記サイドウォール部のいずれか一方に、前記カーカス本体部に沿って補強コード層が延び、該補強コード層のタイヤ径方向外側端は、前記ベルトの最大幅ベルト層端よりもタイヤ幅方向内側に位置し、同内側端は、前記カーカス折り返し部の末端よりもタイヤ径方向外側に位置し、
前記補強コード層のタイヤ径方向内側端は、前記ビード部のビードベースから、前記タイヤの断面高さの４０％以上５５％以下の領域に位置すること、を特徴とする。
かかる構成の本発明のタイヤによれば、一定領域にのみ補強コード層を配置することによってサイドウォール部のタイヤ径方向の剛性を補填できるので、サイドウォール部の薄ゲージ化による軽量化を維持したまま、サイドウォール部におけるピンチカット故障を抑制することができる。また、補強コード層のタイヤ径方向内側端がサイドウォールゴムから剥離するのを抑制でき、また、タイヤを軽量化しつつ、ピンチカット故障を十分に抑制することができる。

（２）本発明のタイヤは、前記補強コード層のタイヤ径方向内側端と、前記カーカス折り返し部の末端とのタイヤ径方向の間隔が１５ｍｍ以上であること、が好ましい。
この構成によれば、カーカス折り返し部の末端と、補強コード層のタイヤ径方向内側端とに生じる応力が一箇所に集中するのを回避できるので、サイドウォールゴムに亀裂が生じ難くなる。

（３）本発明のタイヤにおいて、前記タイヤを適用リムに装着し、所定空気圧を充填し、無負荷とした状態における、前記カーカス折り返し部の末端は、前記ビード部に配したビードコアのタイヤ径方向最外側点と、前記適用リムのリムフランジの先端との間に位置すること、が好ましい。
この構成によれば、タイヤをより軽量化しつつ、ピンチカット故障を十分に抑制することができる。

（４）本発明のタイヤは、前記トレッド部に区画形成される陸部を有し、前記補強コード層が配置される前記サイドウォール部側の陸部はブロック状であり、前記補強コード層が配置されない前記サイドウォール部側の陸部はリブ状であること、が好ましい。
この構成によれば、補強コード層を有するサイドウォール部と有しないサイドウォール部とではタイヤ径方向の剛性差があるところ、トレッド部にも同様に剛性差をつけることによって、上記の１対のサイドウォール部間の剛性差を相殺して、トレッド踏面における偏摩耗を抑制することができる。

（５）本発明のタイヤにおいて、前記補強コード層は、前記カーカスよりも切断時伸びが大きいこと、が好ましい。
この構成によれば、カーカスのプライコードの強度を大きくするのに比し、生産コストを抑えることができる。

なお、「タイヤ最大幅位置」とは、タイヤを適用リムに装着し、所定空気圧を充填し、所定荷重を負荷した際の、サイドウォール部間の直線距離、すなわち、総幅からタイヤの側面の模様、文字などを除いた幅のうち最大となるときの、タイヤ径方向位置をいう。なお、リムガードを有するタイヤにおいては、リムガードを含まない仮想外輪郭線上にて測定するものとする。

また、ここでいう「適用リム」とは、タイヤが生産され、使用される地域に有効な産業規格であって、日本ではＪＡＴＭＡＹＥＡＲＢＯＯＫ、欧州ではＥＴＲＴＯＳＴＡＮＤＡＲＤＭＡＮＵＡＬ、米国ではＴＲＡＹＥＡＲＢＯＯＫ等に記載されている、適用サイズにおける標準リムをいう。また、「所定空気圧」とは、上記のＪＡＴＭＡ等に記載されている適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力に対応する空気圧をいうものとし、「所定荷重」とは、前記最大負荷能力に相当する荷重をいうものとする。

なお、本発明のタイヤは、補強コード層を有するサイドウォール部が、車輌装着状態において車輌外側となる状態の下で使用に供す。

本発明により、タイヤを軽量化しつつ、サイドウォール部におけるピンチカット故障を抑制し得るタイヤを提供することができる。

本発明の実施形態に係るタイヤの半部の、タイヤ幅方向断面図である。本発明の他の実施形態に係るタイヤの半部の、同断面図である。本発明のさらに他の実施形態に係るタイヤの半部の、同断面図である。図３に示すタイヤのビード部周辺の、タイヤ幅方向の拡大断面図である。

以下、図面を参照しながら本発明のタイヤを、その実施形態を例示して詳細に説明する。このタイヤは、１対のビード部１１（一方のみを図示）と、該ビード部１１の径方向外側に延びる１対のサイドウォール部１２（一方のみを図示）と、両サイドウォール部１２の間に跨るトレッド部１３とを有し、一方のビード部１１からトレッド部１３を通り他方のビード部１１（図示せず）にわたって延びるカーカス２のクラウン部のタイヤ径方向外側に、少なくとも１層、図示例では、コードを赤道に対し傾けて配置した傾斜ベルト層３ａおよび３ｂの２層からなるベルト３と、例えばコードを赤道に沿って配置したベルト補強層４と、を具えている。また、上記のカーカス２は、ビード部１１間に延びるカーカス本体部２ａと、該カーカス本体部２ａからビード部１１にてタイヤ幅方向内側から外側に向かって折り返されるカーカス折り返し部２ｂと、を有している。

ここにおいて、本発明に係るタイヤは、１対のサイドウォール部１２のいずれか一方に、カーカス本体部２ａに沿って延びる補強コード層Ｒを有し、該補強コード層Ｒのタイヤ径方向外側端Ｒ_OUTは、ベルト３の最大幅ベルト層（図１では、３ａ）の末端よりもタイヤ幅方向内側に位置し、同内側端Ｒ_INは、カーカス折り返し部２ｂの末端ｅよりもタイヤ径方向外側に位置すること、が肝要である。

なぜなら、上述したとおり、ピンチカット故障は、走行中にタイヤが、例えば道路脇の縁石に乗り上げたり、または、ポットホールと呼ばれる路面の穴に落ちたりした際に、これらの段差と、タイヤに装着したリム７のフランジ７ｆとの間にサイドウォール部１２が噛み込まれて、サイドウォール部１２に延在するカーカス２やサイドウォールゴム５等が損傷する故障であることから、サイドウォール部１２に補強コード層Ｒを配置して該サイドウォール部１２のタイヤ径方向の剛性を大きくすることにより、サイドウォール部１２をフランジ７ｆと段差との間に噛み込まれ難くし、よってピンチカット故障の発生を抑制する。

ところで、このサイドウォール部のタイヤ径方向の剛性を大きくする手段としては、カーカス層におけるプライコードの打ち込み本数を増やしたり、より強力の大きいプライコードを用いたりすることや、カーカスの折り返し部をトレッド付近にまで延在させたり、カーカスプライを２枚配置させたりすること等が考えられるが、これらの方法では、カーカス自体の重量が大きくなってしまうため、タイヤを軽量化するのに適さない。
その点、本発明のタイヤによれば、補強コード層Ｒによって、ピンチカットを抑制するために必要となるサイドウォール部の剛性を補うことができるため、タイヤを軽量化するのに有利である。

その際、上記の補強コード層Ｒのタイヤ径方向外側端Ｒ_OUTを、ベルト３の最大幅ベルト層３ａの末端よりもタイヤ幅方向内側に配置することが肝要である。すなわち、補強コード層Ｒのタイヤ径方向外側端Ｒ_OUTがサイドウォールゴムやトレッドゴム中に配置される場合には、補強コード層Ｒに負荷される応力によって該外側端Ｒ_OUTがサイドウォールゴムまたはトレッドゴムから剥離し易くなるのに対し、外側端Ｒ_OUTを上記配置とすることによって負荷応力が低減される結果、ゴムからの剥離を回避することができる。

さらに、ピンチカット故障は、サイドウォール部１２のビード部１１寄りでは生じ難いため、かかる部分に補強コード層Ｒを延在させる必要はなく、却って重量増をまねくことになるから、補強コード層Ｒのタイヤ径方向内側端Ｒ_INは、カーカス折り返し部２ｂの末端ｅよりもタイヤ径方向外側までの配置とする。

一方、カーカス折り返し部２ｂは、タイヤ最大幅位置Ｗ_MAXよりもタイヤ径方向内側で終端している必要がある。
すなわち、上述したように、ピンチカット故障はビード部１１寄りでは生じ難いため、かかる部分にカーカスを２重に配置する必要は少なく、当該部分へのカーカス折り返し部２ｂの配置を省略すれば、タイヤの軽量化に有利となる。

なお、上記の、補強コード層Ｒと最大幅ベルト層３ａとのタイヤ幅方向の重複長さｄは、補強コード層Ｒのタイヤ径方向外側端Ｒ_OUTでの剥離を確実に回避する観点から、５ｍｍ以上であることが好ましい。

なお、補強コード層は、カーカスプライのコードと平行な、有機繊維を配したトリートからなることが好ましい。

また、図２に示すように、補強コード層Ｒのタイヤ径方向内側端Ｒ_INと、カーカス折り返し部２ｂの末端ｅとの、タイヤ径方向の間隔αが１５ｍｍ以上であることが好ましい。

かように配置することにより、補強コード層Ｒのタイヤ径方向内側端Ｒ_INおよびカーカス折り返し部２ｂの末端ｅにおいては、転動負荷時に生じる応力が大きいところ、これらを適正な間隔をあけて配置することによって、サイドウォール部での応力の集中が回避されるため、サイドウォールゴムに亀裂が生じ難くなる。

さらに、図３に示すように、補強コード層Ｒのタイヤ径方向内側端Ｒ_ＩＮは、ビード部１１のビードベースＢＬから、タイヤの断面高さＳＨの４０％以上５５％以下のタイヤ径方向領域βに位置している。

このように、補強コード層Ｒのタイヤ径方向内側端Ｒ_INが、タイヤ断面高さＳＨの４０％以上の位置にあれば、内側端Ｒ_INはタイヤの歪が少ない領域に配置されるため、サイドウォールゴム５からの剥離を抑制することができる。
また、同内側端Ｒ_INがタイヤ断面高さの５５％以下にあれば、サイドウォール部１２におけるピンチカット故障をより確実に抑制しながら、タイヤを軽量化することができる。

また、図４には、図３に示すタイヤのビード部周辺の、タイヤ幅方向断面図を拡大して示している。本発明において、カーカス折り返し部２ｂの末端ｅは、ビード部１１のビードコア１のタイヤ径方向最外側点Ｐと、適用リム７のリムフランジ７ｆの先端との間の領域γ内にて終端していることが好ましい。

この構成によれば、カーカス折り返し部２ｂの長さがさらに短くなるため、ピンチカットを十分に抑制しながら、タイヤをより軽量化することができる。
なお、カーカス折り返し部２ｂがカーカス本体部２ａ側へ引き抜かれるのを回避するために、カーカス折り返し部２ｂの末端ｅを、ビードコア１のタイヤ径方向最外側点Ｐより、１０ｍｍ以上タイヤ径方向外側に配置することがより好ましい。

さらに、本発明のタイヤにおいては、トレッド部１３に区画形成される陸部９を有し、補強コード層Ｒが配置されるサイドウォール部１２側の陸部９はブロック状であり、補強コード層Ｒが配置されないサイドウォール部１２′側（図示せず）の陸部９はリブ状であること、が好ましい。

このように、タイヤ径方向の剛性が大きい、補強コード層Ｒを有するサイドウォール部１２側の陸部９の剛性を、補強コード層Ｒを有しないサイドウォール部１２′側の陸部９の剛性よりも小さくすることによって、サイドウォール部１２の剛性差を相殺して、トレッド踏面の偏摩耗を抑制することができる。

さらに、本発明のタイヤにおいては、補強コード層Ｒはカーカス２よりも切断時伸びが大きいこと、が好ましい。この場合、延在面積の大きいカーカス２のプライ強力を大きくせずとも、延在面積の小さい補強コード層Ｒのプライ強力を大きくすれば、ピンチカット故障を抑制できるので、生産コストを低減することができる。

なお、本発明に係るタイヤにおいては、カーカス２を構成するカーカス層は１層であることが、タイヤを軽量化する観点から好ましいが、２層以上であってもよい。

また、補強コード層Ｒは、カーカス２のタイヤ幅方向内側に配置しても、外側に配置してもよいが、図１〜３に示すように、カーカス２のタイヤ幅方向外側に配置するのが好ましい。なぜなら、カーカス２の内側よりも外側の方がタイヤ転動負荷時の歪みが小さく、補強コード層Ｒがサイドウォールゴム５から剥離しにくいからである。

また、タイヤのサイドウォール部１２の外表面からカーカス２までのサイドウォールゴム５のゲージが最も薄いところで、インナーライナーからカーカス２までのサイドウォールゴム５のゲージよりも小さいことが好ましい。この場合、タイヤのさらなる軽量化を図ることができる。また、走路中に生じるサイドウォール部１２の歪みをゲージ厚の大きいインナーライナー側に負担させて、タイヤ外表面側の歪みを小さくすることができるため、補強コード層Ｒがサイドウォールゴム５から剥離し難くなる。

以下、本発明の実施例について説明する。
発明例タイヤ１、２、４、５、７〜９、参考例３、６、および比較例タイヤ１〜２（ともに、タイヤサイズは１９５／６５Ｒ１３）を表１に示す仕様のもと試作し、サイドウォール部の耐ピンチカット性、タイヤ重量、および、補強コード層Ｒの耐剥離性を評価した。

各供試タイヤは、図１に示す構成（比較例１に関しては、補強コード層Ｒを含まない）である。ここで、補強コード層Ｒのコードは、カーカス２の有するプライコードの延在方向と平行に延びている。また、これらの供試タイヤは、補強コード層Ｒを有するサイドウォール部１２が車輌装着状態において車輌外側となるように装着されている。

（耐ピンチカット性）
各供試タイヤを適用リム７に装着し、所定内圧を充填してテスト用車両に装着し、路面のキャッツアイ上を、所定の走行速度で通過する試験を行った。繰り返し走行を行いながら走行速度を上げていき、タイヤのサイドウォール部１２に外傷が生じた速度、および、エア漏れが生じた速度を計測した。結果は、比較例タイヤ１のこれらの速度を足した値を１００とする指数にて示した。なお、指数が大きいほど、耐ピンチカット性に優れていることを示す。

（タイヤ重量）
各供試タイヤの重量を測定して、その結果を、比較例タイヤ１の測定値を１００とする指数にて示した。数値が小さいほど軽量であり、良好である。

（耐剥離性）
各供試タイヤを適用リム７に装着し、所定内圧を充填してテスト用車両に装着し、一般道を６００００ｋｍ走行させた後、タイヤを解剖して補強コード層の端部が、サイドウォールゴムから剥離しているか否かを確認した。

表１に示すように、本発明に係る発明例タイヤ１、２、４、５、７〜９、参考例３、６、は、いずれも、ピンチカット故障を抑制しながら、比較例タイヤ１または２よりも、タイヤを軽量していることが分かった。また、補強コード層Ｒおよびカーカス２の配置が適切であれば、コードがゴムから剥離しづらいことも明らかとなった。

本発明によれば、タイヤを軽量化しつつ、サイドウォール部におけるピンチカット故障を抑制し得るタイヤを提供できる。

１：ビードコア２：カーカス２ａ：カーカス本体部２ｂ：カーカス折り返し部３：ベルト３ａ、３ｂ：傾斜ベルト層４：ベルト補強層５：サイドウォールゴム７：リム７ｆ：リムフランジ８：周方向溝９：陸部１１：ビード部１２：サイドウォール部１３：トレッド部ＢＬ：ビードベースＲ：補強コード層ｅ：カーカス折り返し部の末端Ｒ_ＩＮ：補強コード層のタイヤ径方向内側端Ｒ_ＯＵＴ：補強コード層のタイヤ径方向外側端ＳＨ：タイヤ断面高さ

Claims

１対のビード部と、該ビード部の径方向外側に延びる１対のサイドウォール部と、両サイドウォール部間に跨るトレッド部とを有し、一方のビード部からトレッド部を通り他方のビード部にわたって延びるカーカスのクラウン部の径方向外側に、少なくとも１層のベルト層からなるベルトを具えるタイヤであって、
前記カーカスは、前記ビード部間に延びるカーカス本体部と、該カーカス本体部から前記ビード部にてタイヤ幅方向内側から外側に向かって折り返され、タイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向内側で終端するカーカス折り返し部と、を有し、
前記サイドウォール部のいずれか一方に、前記カーカス本体部に沿って補強コード層が延び、該補強コード層のタイヤ径方向外側端は、前記ベルトの最大幅ベルト層端よりもタイヤ幅方向内側に位置し、同内側端は、前記カーカス折り返し部の末端よりもタイヤ径方向外側に位置し、
前記補強コード層のタイヤ径方向内側端は、前記ビード部のビードベースから、前記タイヤの断面高さの４０％以上５５％以下の領域に位置すること、を特徴とするタイヤ。
前記補強コード層のタイヤ径方向内側端と、前記カーカス折り返し部の末端とのタイヤ径方向の間隔が１５ｍｍ以上である、請求項１に記載のタイヤ。
前記タイヤを適用リムに装着し、所定空気圧を充填し、無負荷とした状態における、前記カーカス折り返し部の末端は、前記ビード部に配したビードコアのタイヤ径方向最外側点と、前記適用リムのリムフランジの先端との間に位置する、請求項１または２に記載のタイヤ。
前記トレッド部に区画形成される陸部を有し、前記補強コード層が配置される前記サイドウォール部側の陸部はブロック状であり、前記補強コード層が配置されない前記サイドウォール部側の陸部はリブ状である、請求項１から３のいずれか１項に記載のタイヤ。
前記補強コード層は、前記カーカスよりも切断時伸びが大きい、請求項１から４のいずれか１項に記載のタイヤ。