JP6204938B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、高速耐久性能を有する空気入りタイヤに関する。

例えば、カーカスのタイヤ半径方向外側に配されるベルト層と、ベルト層のタイヤ軸方向の外端よりもタイヤ軸方向外側に外端を有する補強ゴム層とが設けられた空気入りタイヤが提案されている。このような空気入りタイヤは、補強ゴム層がベルト層の外端の歪を抑制するので、高い高速耐久性能を有している。

しかしながら、近年、高速耐久性能のさらなる向上が望まれている。

特開２０１３−９５３６８号公報

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、補強ゴム層を改善することを基本として、優れた高速耐久性能を有す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。

本発明は、トレッド部から両側のサイドウォール部をへて両側のビード部のビードコアに至るカーカス、前記カーカスのタイヤ半径方向外側に配されたベルト層、及び、前記ベルト層とタイヤ半径方向に重ねられた補強ゴム層を具えた空気入りタイヤであって、前記ベルト層は、タイヤ半径方向の最も内側の第１ベルトプライと、タイヤ半径方向の最も外側の第２ベルトプライとを含み、前記補強ゴム層は、前記カーカスと前記第１ベルトプライとの間に配される第１補強ゴム層、及び、前記第２ベルトプライのタイヤ半径方向外側に配される第２補強ゴム層を含み、前記第１補強ゴム層のタイヤ軸方向の外端は、前記第１ベルトプライのタイヤ軸方向の外端よりもタイヤ軸方向外側に５mm以上離間し、前記第２補強ゴム層のタイヤ軸方向の外端は、前記第２ベルトプライのタイヤ軸方向の外端よりもタイヤ軸方向外側に５mm以上離間することを特徴とする。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記補強ゴム層が、タイヤ軸方向の幅が１５〜３０mmであるのが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記第２補強ゴム層の前記外端が、前記第１ベルトプライの前記外端よりもタイヤ軸方向外側に配されているのが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記第２補強ゴム層の前記外端が、前記第１ベルトプライの前記外端よりもタイヤ軸方向外側に５〜１０mm離間しているのが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記補強ゴム層が、前記第１ベルトプライと前記第２ベルトプライとの間に配される第３補強ゴム層を含み、前記第３補強ゴム層のタイヤ軸方向の外端は、前記第１ベルトプライの前記外端よりもタイヤ軸方向外側に５mm以上離間するのが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記補強ゴム層が、損失正接（tanδ）が０．２以下であるのが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤは、前記補強ゴム層のゴム硬度が、前記ベルトプライのトッピングゴムのゴム硬度以上であるのが望ましい。

本発明の空気入りタイヤは、ベルト層、及び、ベルト層とタイヤ半径方向に重ねられた補強ゴム層を具えている。ベルト層は、タイヤ半径方向の最も内側の第１ベルトプライと、タイヤ半径方向の最も外側の第２ベルトプライとを含んでいる。補強ゴム層は、カーカスと第１ベルトプライとの間に配される第１補強ゴム層、及び、第２ベルトプライのタイヤ半径方向外側に配される第２補強ゴム層を含んでいる。そして、第１補強ゴム層のタイヤ軸方向の外端は、第１ベルトプライのタイヤ軸方向の外端よりもタイヤ軸方向外側に５mm以上離間している。第２補強ゴム層のタイヤ軸方向の外端は、第２ベルトプライのタイヤ軸方向の外端よりもタイヤ軸方向外側に５mm以上離間している。このような補強ゴム層は、ベルトプライの外端近傍の剛性を高めつつ、外端で生じやすい走行時の歪を確実に抑制し得る。従って、本発明の空気入りタイヤは、例えば、各ベルトプライのベルトコードの接触によるコード切れを抑えることができるので、優れた高速耐久性能を有する。

本発明の一実施形態を示す空気入りタイヤの断面図である。 図１のトレッド部の部分拡大図である。 他の実施形態を示すトレッド部の部分拡大図である。

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は、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の正規状態における右半分のタイヤ子午線断面図である。「正規状態」とは、タイヤ１が正規リム（図示省略）にリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷の状態である。本明細書では、特に断りがない場合、タイヤ１の各部の寸法等は、この正規状態において測定される値である。

「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、例えばＪＡＴＭＡであれば"標準リム"、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、ＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"である。また、「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" である。タイヤが乗用車用である場合は、正規内圧は、１８０kPaである。

図１には、サーキット走行等に用いられるレース用のタイヤ１が示されている。本発明のタイヤ１は、レース用タイヤに限定されるものではなく、例えば、乗用車用タイヤやトラック・バスなどの重荷重用タイヤとしても実施され得る。

本実施形態のタイヤ１は、カーカス６と、ベルト層７と、バンド層８と、トレッドゴム２Ｇと、補強ゴム層１０とを含んでいる。

カーカス６は、本実施形態では、タイヤ半径方向内外に重ねられた２枚のカーカスプライ６Ａ、６Ｂで構成されている。カーカスプライ６Ａ、６Ｂは、カーカスコードをタイヤ周方向に対して、例えば、８０〜９０度の角度で配列したラジアル構造で形成されている。カーカスコードとしては、ナイロン、レーヨン、ポリエステル又はアラミド等の有機繊維が好適である。

各カーカスプライ６Ａ、６Ｂは、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至る本体部６ａと、該本体部６ａに連なりかつビードコア５の回りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部６ｂとを有する。

タイヤ半径方向外側のカーカスプライ６Ｂの本体部６ａと、折返し部６ｂとの間には、ビードコア５からタイヤ半径方向外側へ先細状にのびるビードエーペックス９が配されている。

ベルト層７は、トレッド部２かつカーカスプライ６Ａのタイヤ半径方向外側に配されている。ベルト層７は、少なくとも２枚以上、本実施形態ではタイヤ半径方向の最も内側の第１ベルトプライ７Ａと、タイヤ半径方向の最も外側の第２ベルトプライ７Ｂとの２枚で構成されている。

各ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、例えば、スチールコードからなる高弾性のベルトコードにトッピングゴムを被覆して形成されている。ベルトコードは、タイヤ周方向に対して３０〜７５度の角度で傾けられるのが望ましい。このようなベルトプライ７Ａ、７Ｂは、タイヤ軸方向の圧縮剛性が向上し、接地圧により変形したトレッド部２の陸部が元の形状に戻ろうとするワイピング力によるグリップ性能の低下を抑制しうる。このような作用を効果的に発揮させるため、ベルトコードの前記角度は、５０〜７０度がさらに望ましい。

本実施形態の第１ベルトプライ７Ａは、第２ベルトプライ７Ｂよりも幅広に形成されている。即ち、第１ベルトプライ７Ａの外端７ｅ（図２に示す）は、第２ベルトプライ７Ｂの外端７ｉよりもタイヤ軸方向外側に配されている。第１ベルトプライ７Ａの外端７ｅは、トレッド端Ｔｅの近傍に設けられている。このような第１ベルトプライ７Ａは、大きなタガ効果を発揮することができる。第１ベルトプライ７Ａのタイヤ軸方向の幅Ｗａは、好ましくはトレッド接地幅ＴＷの９０％〜１１０％である。

「トレッド端」Ｔｅは、正規状態のタイヤに、正規荷重を負荷してキャンバー角０度で平面に接地させたときの最もタイヤ軸方向外側の接地位置として定められる。正規状態において、各トレッド端Ｔｅ、Ｔｅ間のタイヤ軸方向の距離がトレッド接地幅ＴＷとして定められる。

「正規荷重」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。タイヤが乗用車用の場合、正規荷重は、前記荷重の８８％に相当する荷重である。

バンド層８は、ベルト層７のタイヤ半径方向の外側に配されている。バンド層８は、例えば、バンドコードをタイヤ周方向に対して５度以下の角度で螺旋状に巻回させた１枚以上、本実施形態では、３枚のバンドプライ８Ａ乃至８Ｃから形成される。このようなバンド層８は、走行時のトレッド部２の動きを抑え、高速耐久性能を向上するのに役立つ。本実施形態のバンド層８は、第１ベルトプライ７Ａの外端７ｅ間をのびる内外２枚のフルバンドプライ８Ａ、８Ｂと、ベルト層７のタイヤ軸方向の外側部分のみを被覆する左右一対のエッジバンドプライ８Ｃとして形成されている。本実施形態のエッジバンドプライ８Ｃは、フルバンドプライ８Ａ、８Ｂに挟まれている。バンド層８は、このような態様に限定されるものではなく、種々の態様を取り得る。

本実施形態のトレッドゴム２Ｇは、バンド層８のタイヤ半径方向の外側に配され、路面と接地する外面２ａを有している。トレッドゴム２Ｇの外面２ａには、例えば、排水用のトレッド溝が設けられても良い。

図２は、図１のトレッド端Ｔｅ近傍の拡大図である。図２に示されるように、トレッドゴム２Ｇは、第１ベルトプライ７Ａの外端７ｅでの厚さｔが、４．０mm以下が望ましい。前記厚さｔが４．０mmを超える場合、トレッドゴム２Ｇのゴムボリュームが大きくなるので発熱量が増加する。なお、トレッドゴム２Ｇの剛性を確保するため、トレッドゴム２Ｇの前記厚さｔは、好ましくは２．５mm以上である。

補強ゴム層１０は、本実施形態では、カーカス６と第１ベルトプライ７Ａとの間に配された第１補強ゴム層１１、及び、第２ベルトプライ７Ｂとバンド層８との間に配された第２補強ゴム層１２で構成されている。

第１補強ゴム層１１のタイヤ軸方向の外端１１ｅは、第１ベルトプライ７Ａのタイヤ軸方向の外端７ｅよりもタイヤ軸方向外側に位置している。第１補強ゴム層１１の外端１１ｅと第１ベルトプライ７Ａの外端７ｅとの離間距離Ｌ１は、５mm以上である。このような第１補強ゴム層１１は、その粘着力を利用して、第１ベルトプライ７Ａの外端７ｅを強固に固着し得るので、外端７ｅ部分の歪（位置ずれ）を効果的に抑制することができる。なお、離間距離Ｌ１及び後述する離間距離Ｌ２乃至Ｌ４は、第２ベルトプライ７Ｂと接するカーカスプライ、本実施形態では、外側のカーカスプライ６Ｂの中心線６ｃに沿った長さで定義される。

第２補強ゴム層１２のタイヤ軸方向の外端１２ｅは、第２ベルトプライ７Ｂのタイヤ軸方向の外端７ｉよりもタイヤ軸方向外側に配されている。第２補強ゴム層１２の外端１２ｅと第２ベルトプライ７Ｂの外端７ｉとの離間距離Ｌ２は、５mm以上である。このような第２補強ゴム層１２は、第２ベルトプライ７Ｂの外端７ｉ部分を固着してその歪（位置ずれ）を効果的に抑制することができる。

このように、第１補強ゴム層１１の外端１１ｅの配設位置と第２補強ゴム層１２の外端１２ｅの配設位置とを規定することにより、ベルト層７の歪が確実に抑制されるので、各ベルトプライ７Ａ、７Ｂのベルトコードの接触によるコード切れが抑えられる。従って、本実施形態のタイヤ１は、高速耐久性能が大きく向上する。

また、第１ベルトプライ７Ａの外端７ｅ部分の歪をさらに効果的に抑制するために、第２補強ゴム層１２の外端１２ｅが第１ベルトプライ７Ａの外端７ｅよりもタイヤ軸方向外側に配されているのが望ましい。このような作用を効果的に発揮させる観点より、第２補強ゴム層１２の外端１２ｅと第１ベルトプライ７Ａの外端７ｅとの離間距離Ｌ３は、好ましくは５〜１０mmである。

第２補強ゴム層１２の外端１２ｅは、本実施形態では、タイヤ半径方向の最も内側のバンドプライ８Ａのタイヤ軸方向の外端８ｅよりもタイヤ軸方向外側に配されている。これにより、走行時のトレッド部２の動きをさらに抑えることができ、高速耐久性能が向上する。

第１補強ゴム層１１の外端１１ｅが、第１ベルトプライ７Ａの外端７ｅよりもタイヤ軸方向外側に過度に離間する場合、第１補強ゴム層１１のゴムボリュームが大きくなり、走行時の発熱量が増加するので、高速耐久性能が悪化するおそれがある。このため、第１補強ゴム層１１の外端１１ｅと第１ベルトプライ７Ａの外端７ｅとの離間距離Ｌ１は、１０mm以下が望ましい。同様の観点より、第２補強ゴム層１２の外端１２ｅと第２ベルトプライ７Ｂの外端７ｉとの離間距離Ｌ２は、１５mm以下が望ましい。

各補強ゴム層１１、１２は、タイヤ軸方向の幅Ｗ１、Ｗ２が１５〜３０mmであるのが望ましい。各補強ゴム層１１、１２の幅Ｗ１、Ｗ２が１５mm未満の場合、各ベルトプライ７Ａ、７Ｂの外端７ｅ、７ｉ部分を保護する効果が発揮されず、その歪を抑制できないおそれがある。各補強ゴム層１１、１２の幅Ｗ１、Ｗ２が３０mmを超える場合、補強ゴム層１０のゴムボリュームが大きくなり、走行時の発熱量が増加するので、高速耐久性能が悪化するおそれがある。第１補強ゴム層１１のタイヤ軸方向の内端１１ｉ及び第２補強ゴム層１２のタイヤ軸方向の内端１２ｉは、第２ベルトプライ７Ｂの外端７ｉよりもタイヤ軸方向内側に位置している。

同様の観点より、各補強ゴム層１１、１２は、その厚さｄ１が、０．３〜１．５mm程度が望ましい。

補強ゴム層１０の損失正接（tanδ）は、走行時の発熱を小さくして高速耐久性能を向上するため、０．２０以下が望ましい。なお、補強ゴム層１０の損失正接（tanδ）が過度に小さい場合、ゴム強度が低下するために、補強ゴム層１０の高速耐久性能が悪化するおそれがある。このため、補強ゴム層１０の損失正接tanδは、０．１以上が望ましい。

本明細書において、「損失正接tanδ」は、ＪＩＳ−Ｋ６３９４の規定に準拠して、下記の条件で、粘弾性スペクトロメータを用いて測定された値である。
初期歪：１０％
振幅：±２％
周波数：１０Ｈｚ
変形モード：引張
測定温度：７０℃

補強ゴム層１０のゴム硬度は、ベルト層７のトッピングゴムのゴム硬度以上が望ましい。これにより、各ベルトプライ７Ａ、７Ｂの外端７ｅ、７ｉ部分の歪を効果的に抑制できるので、高速耐久性能が、一層向上する。補強ゴム層１０のゴム硬度は、より好ましくは、トッピングゴムのゴム硬度の１．１倍以上である。なお、例えば、乗り心地性能等の悪化を抑制するため、補強ゴム層１０のゴム硬度は、トッピングゴムのゴム硬度の１．５倍以下が望ましい。補強ゴム層１０のゴム硬度は、上述の作用をより効果的に発揮させるため、例えば、５０〜７０度程度が望ましい。本明細書において、「ゴム硬度」は、ＪＩＳ−Ｋ６２５３に準拠し、２３℃の環境下におけるデュロメータータイプＡによる硬さである。

図３は、他の実施形態のタイヤ１のトレッド部２の拡大断面図である。図３に示されるように、この実施形態では、補強ゴム層１０は、第１補強ゴム層１１、第２補強ゴム層１２、及び、第３補強ゴム層１３で構成されている。なお、第３補強ゴム層１３を除く他のタイヤ構成部材は、図１に示されるものと同じであるので、その説明が省略される。

第３補強ゴム層１３は、第１ベルトプライ７Ａと第２ベルトプライ７Ｂとの間に配されている。また、第３補強ゴム層１３は、そのタイヤ軸方向の外端１３ｅが、第１ベルトプライ７Ａの外端７ｅよりもタイヤ軸方向外側に位置し、そのタイヤ軸方向の内端１３ｉが、第２ベルトプライ７Ｂの外端７ｉのタイヤ軸方向内側に位置している。このような第３補強ゴム層１３は、各ベルトプライ７Ａ、７Ｂの外端７ｅ、７ｉを確実に補強して、その歪の発生をさらに抑制しうるので、高速耐久性能が、一層向上する。

上述の作用をより効果的に発揮させるため、第３補強ゴム層１３の外端１３ｅと第１ベルトプライ７Ａの外端７ｅとのタイヤヤ軸方向の離間距離Ｌ４は、５mm以上であるのが望ましい。なお、第３補強ゴム層１３のゴムボリュームが大きくなり、走行時の発熱量が大きくなるおそれを抑制するため、離間距離Ｌ４は、１５mm以下が望ましく、１０mm以下がさらに望ましい。

第３補強ゴム層１３のタイヤ軸方向の幅Ｗ３は、第１補強ゴム層１１の幅Ｗ１と同様に、例えば、１５〜３０mm程度が望ましい。また、第３補強ゴム層１３の厚さ（幅方向の平均厚さ）ｄ２は、例えば、０．３〜１．５mm程度が望ましい。

各補強ゴム層１１乃至１３は、特に限定されるものではないが、例えば、同じゴム材料で構成されるのが望ましい。

以上、本発明の実施形態について、詳述したが、本発明は例示の実施形態に限定されるものではなく、種々の態様に変形して実施しうるのは言うまでもない。

図１の基本構造を有するサイズ２８０／６０Ｒ１８の空気入りタイヤが、表１の仕様に基づき試作され、各試供タイヤの高速耐久性能及び操縦安定性能がテストされた。各試供タイヤの主な共通仕様やテスト方法は、以下の通りである。
ベルトコードのタイヤ周方向に対する角度：６０度
トレッドゴムの第１ベルトプライの外端での厚さｔ：３．０mm
補強ゴム層の幅Ｗ１乃至Ｗ３：２５mm
第１ベルトプライの外端と第２ベルトプライの外端とのタイヤ軸方向の距離Ｌａ（図３に示す）：５mm
なお、離間距離Ｌ３の「―」表示は、第２補強ゴム層の外端が、第１ベルトプライの外端よりもタイヤ軸方向内側にあることを示す。

＜操縦安定性能＞
試供タイヤが、下記の条件で、排気量３０００ccの乗用車の全輪に装着された。テストドライバーが、この車両を乾燥アスファルト路面のテストコースを走行させ、そのときのグリップ感、安定感、剛性感等に関する操縦安定性能がテストドライバーの官能により評価された。結果は、比較例１を１００とする評点で表示され、数値が大きい程良好である。
リム：９．５J×１８．０
内圧：２００kPa

＜高速耐久性能＞
ドラム試験機を用い、各試供タイヤが、下記の条件で走行され、ベルト層に損傷が発生するまでの走行時間が測定された。結果は、比較例１の走行時間を１００とする指数であり、数値が大きいほど、高速耐久性能に優れていることを示す。
リム：９．５J×１８
内圧：２００kPa
速度：１８０km/h
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、比較例に比べて、操縦安定性能を悪化させることなく高速耐久性能が向上していることが確認できた。また、第１ベルトプライの外端と第２ベルトプライの外端との距離を、好ましい範囲内で変更してテストを行ったが、本テストの結果と同じ傾向が見られた。

１ 空気入りタイヤ
６ カーカス
７ ベルト層
７Ａ 第１ベルトプライ
７ｅ 第１ベルトプライの外端
７Ｂ 第２ベルトプライ
７ｉ 第２ベルトプライの外端
１０ 補強ゴム層
１１ 第１補強ゴム層
１１ｅ 第１補強ゴム層の外端
１２ 第２補強ゴム層
１２ｅ 第２補強ゴム層の外端

Claims (6)

1. トレッド部から両側のサイドウォール部をへて両側のビード部のビードコアに至るカーカス、前記カーカスのタイヤ半径方向外側に配されたベルト層、及び、前記ベルト層とタイヤ半径方向に重ねられた補強ゴム層を具えた空気入りタイヤであって、
   前記ベルト層は、タイヤ半径方向の最も内側の第１ベルトプライと、タイヤ半径方向の最も外側の第２ベルトプライとを含み、
   前記補強ゴム層は、前記カーカスと前記第１ベルトプライとの間に配される第１補強ゴム層、及び、前記第２ベルトプライのタイヤ半径方向外側に配される第２補強ゴム層を含み、
   前記第１補強ゴム層のタイヤ軸方向の外端は、前記第１ベルトプライのタイヤ軸方向の外端よりもタイヤ軸方向外側に５mm以上離間し、
   前記第２補強ゴム層のタイヤ軸方向の外端は、前記第２ベルトプライのタイヤ軸方向の外端よりもタイヤ軸方向外側に５mm以上離間し、
   前記第２補強ゴム層の前記外端は、前記第１ベルトプライの前記外端よりもタイヤ軸方向外側に５〜１０mm離間していることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. トレッド部から両側のサイドウォール部をへて両側のビード部のビードコアに至るカーカス、前記カーカスのタイヤ半径方向外側に配されたベルト層、及び、前記ベルト層とタイヤ半径方向に重ねられた補強ゴム層を具えた空気入りタイヤであって、
   前記ベルト層は、タイヤ半径方向の最も内側の第１ベルトプライと、タイヤ半径方向の最も外側の第２ベルトプライとを含み、
   前記補強ゴム層は、前記カーカスと前記第１ベルトプライとの間に配される第１補強ゴム層、及び、前記第２ベルトプライのタイヤ半径方向外側に配される第２補強ゴム層を含み、
   前記第１補強ゴム層のタイヤ軸方向の外端は、前記第１ベルトプライのタイヤ軸方向の外端よりもタイヤ軸方向外側に５mm以上離間し、
   前記第２補強ゴム層のタイヤ軸方向の外端は、前記第２ベルトプライのタイヤ軸方向の外端よりもタイヤ軸方向外側に５mm以上離間し、
   前記補強ゴム層は、前記第１ベルトプライと前記第２ベルトプライとの間に配される第３補強ゴム層を含み、
   前記第３補強ゴム層のタイヤ軸方向の外端は、前記第１ベルトプライの前記外端よりもタイヤ軸方向外側に５mm以上離間することを特徴とする空気入りタイヤ。
3. 前記第２補強ゴム層の前記外端は、前記第１ベルトプライの前記外端よりもタイヤ軸方向外側に配されている請求項２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記補強ゴム層は、タイヤ軸方向の幅が１５〜３０mm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。
5. 前記補強ゴム層は、損失正接（tanδ）が０．２以下である請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記補強ゴム層のゴム硬度は、前記ベルト層のトッピングゴムのゴム硬度以上である請求項１乃至５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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