JP6286147B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、一対のビード部の間に設けられたカーカス層と、カーカス層のタイヤ径方向外側に配設されたベルト層と、ベルト層のタイヤ径方向外側にてベルト層の両端部を覆うように配設された繊維補強層とを備える空気入りタイヤに関する。

従来、トレッド部におけるベルト層のタイヤ径方向外側に繊維補強層を配設した空気入りタイヤが知られている。かかる繊維補強層としては、ナイロンやアラミドなどの有機繊維コードを実質的にタイヤ周方向に巻回して形成されたものが一般的である。

繊維補強層は、ベルト層の全幅を覆うように配設される場合、又はベルト層の両端部のみを覆うように配設される場合があるが、操縦安定性と耐久性の向上を目的として、少なくともベルト層の両端部を覆うように配設される。

下記特許文献１には、高速域の操縦安定性の向上とフラットスポット効果の抑制を目的として、車両内側に位置するショルダー部に繊維補強層を配置した空気入りタイヤが記載されている。しかし、車両内側のショルダー部にのみ繊維補強層を配置しているため、高荷重域での操縦安定性と車両外側での高速耐久性が悪化する。

また、下記特許文献２には、乗り心地を悪化させることなく、ショルダー部における偏摩耗を防止する目的で、車両外側に位置するショルダー部にのみ繊維補強層を配置した空気入りタイヤが記載されている。しかし、車両外側のショルダー部にのみ繊維補強層を配置しているため、車両内側での高速耐久性が悪化する。

また、下記特許文献３には、高荷重域でのベルト耐久性を向上させる目的で、繊維補強層とベルト層の両端部との間にそれぞれベルト層の端末を覆うゴムストリップを挿入した空気入りタイヤが記載されている。しかし、両側のショルダー部において、繊維補強層とベルト層の間にゴムストリップを配置しているため、操縦安定性が悪化する。

特開平３−９６４０６号公報 特開平１１−３２１２３１号公報 特開２００８−６８９０号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、操縦安定性と耐久性を両立させた空気入りタイヤを提供することにある。

上記課題を解決するため本発明に係る空気入りタイヤは、
一対のビード部の間に設けられたトロイド状のカーカス層と、前記カーカス層のタイヤ径方向外側に配設されたベルト層と、前記ベルト層のタイヤ径方向外側にて前記ベルト層の両端部を覆うように配設された第１繊維補強層とを備える空気入りタイヤにおいて、
タイヤ装着時に車両内側に位置する一方側のショルダー部における前記第１繊維補強層と前記ベルト層との間に補強ゴム層が配設され、車両外側に位置する他方側のショルダー部における前記第１繊維補強層のタイヤ径方向外側又は内側に隣接して第２繊維補強層が配設されており、
前記補強ゴム層の剥離強度は、前記ベルト層及び前記第１繊維補強層の剥離強度より高いことを特徴とする。

かかる構成による空気入りタイヤの作用効果を説明する。本発明に係る空気入りタイヤは、タイヤ装着時に車両内側に位置する一方側のショルダー部において、第１繊維補強層とベルト層との間に、ベルト層及び第１繊維補強層より剥離強度が高い（剥離しにくい）補強ゴム層を配設しているため、車両内側のショルダー部でのセパレーションを抑制し、耐久性を向上させることができる。また、タイヤ装着時に車両外側に位置する他方側のショルダー部において、第１繊維補強層のタイヤ径方向外側又は内側に隣接して第２繊維補強層を配設しているため、特に高負荷領域での操縦安定性を向上することができる。その結果、本発明の空気入りタイヤは、操縦安定性と耐久性を両立することができる。

本発明に係る空気入りタイヤにおいて、前記補強ゴム層の幅は、タイヤ赤道を基準とした前記第１繊維補強層の半幅の１／３以下であることが好ましい。

タイヤ全幅に対して補強ゴム層の幅が大きくなり過ぎると操縦安定性が悪化するが、補強ゴム層の幅がこの範囲であれば、操縦安定性を悪化させることなく、操縦安定性と耐久性を良好に両立することができる。

本発明に係る空気入りタイヤにおいて、前記第２繊維補強層の幅は、タイヤ赤道を基準とした前記第１繊維補強層の半幅の１／３以下であることが好ましい。

タイヤ全幅に対して第２繊維補強層の幅が大きくなり過ぎると、車両内側と車両外側の接地圧差が大きくなり操縦安定性が悪化するが、第２繊維補強層の幅がこの範囲であれば、操縦安定性を悪化させることなく、操縦安定性及び耐久性を良好に両立することができる。

本発明に係る空気入りタイヤにおいて、前記第２繊維補強層のエンド数は、前記第１繊維補強層のエンド数以上であることが好ましい。

車両外側のショルダー部に配設される第２繊維補強層のエンド数を大きくすることにより、操縦安定性をより向上させることができる。

本発明に係る空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線半断面図 トレッド部を模式的に示す断面図 別実施形態に係るトレッド部を模式的に示す断面図 別実施形態に係るトレッド部を模式的に示す断面図 別実施形態に係るトレッド部を模式的に示す断面図 別実施形態に係るトレッド部を模式的に示す断面図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る空気入りタイヤの一例を概略的に示すタイヤ子午線断面図であり、ＣＬはタイヤ赤道を表している。図２は、そのタイヤのトレッド部を模式的に示す断面図であるが、図中のコードは概念的に記載されており、実際の配列ピッチはもっと密なものとなる。

空気入りタイヤＴは、一対のビード部１と、そのビード部１からタイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部２と、そのサイドウォール部２の各々のタイヤ径方向外側端に連なるトレッド部３と、一対のビード部１の間に設けられたトロイド状のカーカス層４と、そのカーカス層４のタイヤ径方向外側に配設されたベルト層５と、そのベルト層５のタイヤ径方向外側にてベルト層５の両端部５ａ，５ｂを覆うように配設された第１繊維補強層６とを備える空気入りタイヤである。

一対のビード部１には、それぞれ環状のビードコア１ａと、そのビードコア１ａのタイヤ径方向外側に配された硬質ゴムからなるビードフィラー１ｂとが設けられている。カーカス層４は、タイヤ周方向に対して略直交する方向に延びるカーカスコードを配列してなるカーカスプライにより構成され、その両端部がビードコア１ａとビードフィラー１ｂを挟み込むようにして折り返されている。カーカスコードには、ポリエステル、レーヨン、ナイロン、アラミド等の有機繊維やスチール繊維が好ましく用いられる。

ベルト層５は、タイヤ周方向に対して傾斜して延びるベルトコード５Ｃを配列してなる複層の（本実施形態では２層の）ベルトプライ５１，５２により構成され、各ベルトプライ５１，５２は、ベルトコード５Ｃが互いに逆向きに交差するように積層されている。本実施形態では、ベルトプライ５１のタイヤ幅方向の幅は、ベルトプライ５２よりも広くなっている。本発明におけるベルト層５の両端部５ａ，５ｂとは、ベルト層５を構成する複数のベルトプライのうち最大幅のベルトプライの両端部のことであり、本実施形態ではベルトプライ５１の両端部のことである。ベルトプライ５１，５２は、平行に配列した複数のベルトコード５Ｃを両側からベルトトッピングゴムで被覆して成形される。ベルトコード５Ｃには、上述した有機繊維を採用しうるが、周方向剛性を高めるうえでスチール繊維が好ましい。

第１繊維補強層６は、タイヤ周方向に実質的に平行に延びる複数本の補強コード６Ｃを有する。第１繊維補強層６は、ベルト層５の両端部５ａ，５ｂも含めたベルト層５の全体を覆っている。第１繊維補強層６は、補強コード６Ｃを引き揃えて補強トッピングゴムで被覆された帯状部材を、成形ドラムにスパイラル状に巻き付けて成形される。補強コード６Ｃとしては、ポリエステル、レーヨン、ナイロン、アラミド等の有機繊維が好ましく用いられる。

本発明の空気入りタイヤＴのトレッド面には、タイヤ周方向に沿って延びる少なくとも２本の主溝３１，３２が形成されている。本発明では、タイヤ幅方向の最外側に位置する主溝３１，３２よりもタイヤ幅方向外側であって、接地端Ｅ１，Ｅ２よりもタイヤ幅方向内側の領域をショルダー部Ｓ１，Ｓ２とする。なお、接地端Ｅ１，Ｅ２は、正規リムにリム組みし、正規内圧を充填した状態でタイヤを平坦な路面に垂直に置き、正規荷重を加えたときの路面に接触する接地面のタイヤ軸方向の最外位置を指す。

本発明の空気入りタイヤＴは、装着方向指定型のタイヤであり、車両に装着する際には、アウト側領域ＯＵＴを車両の外側、イン側領域ＩＮを車両の内側に向けるように指定されている。車両に対する装着方向の指定は、例えばタイヤのサイドウォール部２に車両内側或いは車両外側となる旨の表示を付すことにより行われる。

本発明の空気入りタイヤＴでは、タイヤ装着時に車両内側に位置する一方側のショルダー部Ｓ１における第１繊維補強層６とベルト層５との間に補強ゴム層７が配設され、車両外側に位置する他方側のショルダー部Ｓ２における第１繊維補強層６のタイヤ径方向外側又は内側に隣接して第２繊維補強層８が配設されている。本実施形態では、第２繊維補強層８が第１繊維補強層６のタイヤ径方向外側に隣接して配設されている例を示す。

本発明に係る空気入りタイヤＴは、タイヤ装着時に車両内側に位置する一方側のショルダー部Ｓ１において、第１繊維補強層６とベルト層５との間に、ベルト層５及び第１繊維補強層６より剥離強度が高い補強ゴム層７を配設しているため、車両内側のショルダー部Ｓ１でのセパレーションを抑制し、耐久性を向上させることができる。さらに、タイヤ装着時に車両外側に位置する他方側のショルダー部Ｓ２において、第１繊維補強層６のタイヤ径方向外側又は内側に隣接して第２繊維補強層８を配設しているため、特に高負荷領域での操縦安定性を向上することができる。また、本発明の空気入りタイヤＴは、ネガティブキャンバーが付いた状態にて車両に装着される場合に特に有用である。

補強ゴム層７は、テープ状或いはシート状のゴムで構成されている。補強ゴム層７は、その剥離強度がベルト層５及び第１繊維補強層６の剥離強度より高くなっている。補強ゴム層７の剥離強度が、ベルト層５及び第１繊維補強層６の剥離強度より高いため、ショルダー部Ｓ１におけるベルト層５と第１繊維補強層６との間のセパレーションを抑制することができる。

本発明の剥離強度とは、ＪＩＳ Ｋ−６２５６−２に準じて測定した値であり、剥離強度の値が大きいほど剥離しにくいことを示す。また、補強ゴム層７はゴムのみで構成されるため、補強ゴム層７の剥離強度は、構成するゴムの剥離強度のことである。同様に、上述のようにベルト層５と第１繊維補強層６は、コードをトッピングゴムで被覆して構成されるため、ベルト層５と第１繊維補強層６の剥離強度は、それぞれのトッピングゴムの剥離強度のことである。

耐久性の向上の観点から、補強ゴム層７のタイヤ幅方向外側端と第１繊維補強層６のタイヤ幅方向外側端は±３ｍｍの領域にあることが好ましく、一致していることがより好ましい。補強ゴム層７の幅Ｄ２は、耐久性の向上の観点から、少なくともショルダー部Ｓ１の幅以上であることが好ましい。また、補強ゴム層７の幅Ｄ２は、タイヤ赤道ＣＬを基準とした第１繊維補強層６の半幅Ｄ１の１／３以下であることが好ましく、１／４以下であることがより好ましい。補強ゴム層７の幅Ｄ２が第１繊維補強層６の半幅Ｄ１の１／３より大きいと、補強ゴム層７のタイヤ全体に対する割合が大きくなり、コーナリングパワーの低下、ひいては操縦安定性の悪化を招く。

第２繊維補強層８は、タイヤ周方向に実質的に平行に延びる複数本の補強コード８Ｃを有する。本実施形態の第２繊維補強層８は、第１繊維補強層６と略同じ構造をしている。

耐久性の向上の観点から、第２繊維補強層８のタイヤ幅方向外側端と第１繊維補強層６のタイヤ幅方向外側端は±３ｍｍの領域にあることが好ましく、一致していることがより好ましい。第２繊維補強層８の幅Ｄ３は、高負荷領域での操縦安定性の向上の観点から、少なくともショルダー部Ｓ２の幅以上であることが好ましい。また、第２繊維補強層８の幅Ｄ３は、タイヤ赤道ＣＬを基準とした第１繊維補強層６の半幅Ｄ１の１／３以下であることが好ましく、１／４以下であることがより好ましい。第２繊維補強層８の幅Ｄ３が第１繊維補強層６の半幅Ｄ１の１／３より大きいと、補強ゴム層７の幅Ｄ２との差が大きくなって接地圧分散が悪化するため、操縦安定性が悪化する。

ショルダー部Ｓ２の接地端Ｅ２におけるタイヤ厚みは、ショルダー部Ｓ１の接地端Ｅ１におけるタイヤ厚みの８５〜１１５％が好ましく、９０〜１１０％がより好ましい。これにより、接地圧分散の悪化を抑制することができる。接地端Ｅ１におけるタイヤ厚みと接地端Ｅ２におけるタイヤ厚みを可能な限り等しくする観点から、第２繊維補強層８の厚みは補強ゴム層７の厚みの８５〜１１５％が好ましく、９０〜１１０％がより好ましい。また、接地端Ｅ１におけるタイヤ厚みと接地端Ｅ２におけるタイヤ厚みを可能な限り等しくする観点から、本発明のように、接地端Ｅ１における積層数と接地端Ｅ２における積層数を等しくすることが好ましい。

本発明の空気入りタイヤは、上記の如き補強ゴム層７と第２繊維補強層８を設けること以外は、通常の空気入りタイヤと同等であり、従来公知の材料、形状、構造などが何れも本発明に採用できる。

［他の実施形態］
（１）前述の実施形態では、第１繊維補強層６がベルト層５の全幅を覆うように配設されているが、図３に示すように、第１繊維補強層６は、ベルト層５の両端部５ａ，５ｂのみを覆うように配設してもよい。

（２）前述の実施形態では、第２繊維補強層８を第１繊維補強層６と分離して示されているが、図４のように、１枚の繊維補強層を折り返して重ねることで第２繊維補強層８と第１繊維補強層６を一体に構成しても構わない。

（３）第２繊維補強層８は、１枚だけではなく複数枚重ねて配設されてもよい。この際、接地圧分散の悪化を抑制する観点から、図５に示すように、ショルダー部Ｓ２のみならずショルダー部Ｓ１にも第２繊維補強層８を追加するのが好ましい。両側のショルダー部Ｓ１，Ｓ２に第２繊維補強層８を追加することで、耐久性及び操縦安定性をより向上させることができる。

（４）前述の実施形態では、第２繊維補強層８を第１繊維補強層６と略同じ構造としているが、図６に示すように、第２繊維補強層８のエンド数（単位幅あたりのコード本数）は、第１繊維補強層６のエンド数以上であることが好ましい。車両外側のショルダー部Ｓ２に配設される第２繊維補強層８のエンド数を大きくすることにより、操縦安定性をより向上させることができる。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例について説明する。タイヤの各性能評価は、次のようにして行った。試験に供したタイヤのサイズは２２５／４０Ｒ１８であり、ＪＡＴＭＡ規定のリムサイズのリムに装着した。

（１）高速耐久性
タイヤに最大負荷能力時の荷重を負荷し、キャンバー角を２°付けた状態で１０分ごとに速度を１０ｋｍ／ｈずつ上げていき（室温３５℃）、ベルト端の周辺でセパレーションによる故障が発生したときの速度を測定した。従来例の結果を１００として指数評価し、数値が大きいほど高速耐久性に優れていることを示す。

（２）操縦安定性
２名のドライバーにより、乾燥路面における直進安定性、レーンチェンジ性、コーナリング性などを官能評価した。従来例の結果を４として指数評価し、数値が大きいほど操縦安定性に優れていることを示す。

従来例では、両側のショルダー部にそれぞれ第２繊維補強層を配置し、本発明に係る補強ゴム層を設けなかった。実施例１は、従来例に対し、車両内側のショルダー部に第２繊維補強層に代えて補強ゴム層を配置した（図２参照）。実施例２は、実施例１に対し、両側に第２繊維補強層をさらに配置した（図５参照）。実施例３は、実施例１に対し、第２繊維補強層のエンド数を大きくした（図６参照）。比較例１は、実施例１に対し、補強ゴム層と第２繊維補強層を逆に配置した。比較例２は、実施例１に対し、補強ゴム層の剥離強度を低くした。比較例３は、実施例１に対し、補強ゴム層の幅を広くした。比較例４は、実施例１に対し、第２繊維補強層を配置しなかった。

実施例等の各構成を評価結果とともに表１に示す。表１において、補強ゴム層の剥離強度は、ＪＩＳ Ｋ−６２５６−２に準じて、試験片を作成して剥離試験を行なって測定された値であり、ベルト層と第１繊維補強層の剥離強度を１００としたときの指数で示している。表１において、補強ゴム層の配置が「Ｉｎ」とは、タイヤ装着時に車両内側に位置するショルダー部に補強ゴム層を配置したことを示し、「Ｏｕｔ」とは、タイヤ装着時に車両外側に位置するショルダー部に補強ゴム層を配置したことを示している。表１において、補強ゴム層の幅（Ｄ２）は、第１繊維補強層の半幅（Ｄ１）を１００としたときの割合で示している。第２繊維補強層の配置と幅（Ｄ３）については補強ゴム層の配置と幅（Ｄ２）と同様である。第１繊維補強層及び第２繊維補強層のエンド数は、補強コードの幅方向１インチ当たりのコード本数である。

実施例１〜３は、従来例及び比較例に比べ、耐久性及び操縦安定性を良好に両立できた。

１ ビード部
４ カーカス層
５ ベルト層
６ 第１繊維補強層
７ 補強ゴム層
８ 第２繊維補強層
Ｓ１ タイヤ装着時に車両内側に位置するショルダー部
Ｓ２ タイヤ装着時に車両外側に位置するショルダー部
Ｄ１ 第１繊維補強層の半幅
Ｄ２ 補強ゴム層の幅
Ｄ３ 第２繊維補強層の幅

Claims (4)

1. 一対のビード部の間に設けられたトロイド状のカーカス層と、前記カーカス層のタイヤ径方向外側に配設されたベルト層と、前記ベルト層のタイヤ径方向外側にて前記ベルト層の両端部を覆うように配設された第１繊維補強層とを備える空気入りタイヤにおいて、
   タイヤ装着時に車両内側に位置する一方側のショルダー部における前記第１繊維補強層と前記ベルト層との間にのみ補強ゴム層が配設され、車両外側に位置する他方側のショルダー部における前記第１繊維補強層のタイヤ径方向外側又は内側に隣接して第２繊維補強層が配設されており、
   前記ベルト層は、平行に配列された複数のベルトコードが両側からベルトトッピングゴムで被覆されており、かつ前記第１繊維補強層は、平行に配列された複数の補強コードが両側から補強トッピングゴムで被覆されており、
   前記補強ゴム層を構成するゴムの剥離強度（ＪＩＳ Ｋ−６２５６−２に準じて測定）は、前記ベルト層の前記ベルトトッピングゴム及び前記第１繊維補強層の前記補強トッピングゴムの剥離強度（ＪＩＳ Ｋ−６２５６−２に準じて測定）より高いことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記補強ゴム層の幅は、タイヤ赤道を基準とした前記第１繊維補強層の半幅の１／３以下であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記第２繊維補強層の幅は、タイヤ赤道を基準とした前記第１繊維補強層の半幅の１／３以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記第２繊維補強層のエンド数は、前記第１繊維補強層のエンド数以上であることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の空気入りタイヤ。
   

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