JP6324877B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りタイヤに関するものである。

空気入りタイヤの内部に埋設される補強材としてのカーカスプライは、一般にその端部がビードコアの周りを巻き上げることで係止されており、タイヤ剛性を高めて操縦安定性を向上するために種々の構成が提案されている。

例えば、特許文献１には、内外２層のカーカスプライのうち、内周側のカーカスプライの端部をビードコアの周りに巻き上げることなくビード部で終端させるとともに、外周側のカーカスプライをビードコアの周りにタイヤ幅方向内側から外側へ巻き上げ、巻き上げ部をベルト端の内側まで延在させた構成が開示されている。サイドウォール部においてカーカスプライを３層構造とすることにより、タイヤ剛性を確保して良好な操縦安定性を発揮できると記載されている。

一方、特許文献２には、カーカスプライをビードコアの周りにタイヤ幅方向外側から内側へ巻き上げる構成を採用することにより、カーカスプライに作用する張力を均一化して、操舵応答性を向上することが開示されている。

特開２０１４−１０８６８３号公報 特開２００５−０７５２９５号公報

しかしながら、上記の従来技術では、タイヤの内面剛性を高めて縦剛性と横剛性を向上する効果が必ずしも十分であるとは言えず、操縦安定性の更なる向上が求められる。

本発明は、以上の点に鑑み、タイヤの縦剛性と横剛性を高めて操縦安定性を向上し得る空気入りタイヤを提供することを目的とする。

本発明に係る空気入りタイヤは、ビードコア及びビードフィラーを含む左右一対のビード部間に架け渡されたカーカスプライと、トレッド部における前記カーカスプライの外周側に配設されたベルトと、を備える空気入りタイヤにおいて、前記カーカスプライが、第１カーカスプライと、トレッド部において前記第１カーカスプライの外周側に配置される第２カーカスプライとを備えたものである。前記第１カーカスプライは、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部に至り、前記ビードフィラーのタイヤ幅方向内側に延在しかつ前記ビードコアの周りに巻き上げられることなく終端している。前記第２カーカスプライは、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部に至り、前記ビードコアの周りをタイヤ幅方向外側から内側へ巻き上げられ、巻き上げ部がサイドウォール部を経てベルト端よりもタイヤ幅方向内側まで延在して終端している。

本発明の空気入りタイヤであると、上記カーカスプライ構造により、タイヤの縦剛性と横剛性の更なる向上が図られ、操縦安定性を向上することができる。

一実施形態に係る空気入りタイヤの半断面図。 同空気入りタイヤのカーカスプライ構成を示す概念図。 比較例の空気入りタイヤのカーカスプライ構成を示す概念図。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。

図１に示す実施形態の空気入りタイヤＴは、乗用車用空気入りラジアルタイヤであって、接地面を構成するトレッド部１と、リムに固定される左右一対のビード部３と、トレッド部１とビード部３との間に介在する左右一対のサイドウォール部２とを備えてなる。なお、図１は、タイヤ回転軸を含む子午線断面でタイヤＴを切断した右側半断面図であり、この例ではタイヤＴは左右対称である。図中、ＣＬはタイヤ赤道面を示す。本明細書において、タイヤ幅方向とは、タイヤ回転軸に平行な方向であって、図において符号Ｗで示す。タイヤ径方向とは、タイヤ回転軸に垂直な方向であり、図において符号Ｒで示す。

ビード部３には、環状のビードコア３１と、該ビードコア３１の外周面に接合一体化されたビードフィラー３２が埋設されている。ビードコア３１は、ビードワイヤを束ねて環状に形成したものである。ビードフィラー３２は、ビードコア３１よりタイヤ径方向外方に延びる硬質ゴム部材であり、先端側ほど幅狭の断面略三角形状をなしている。

タイヤＴには、一対のビード部３間に架け渡されたカーカスプライ４が埋設されている。カーカスプライ４は、補強材としてのカーカスコードを所定の打ち込み本数で平行配列しゴムで被覆してなり、カーカスコードがタイヤ周方向に対して実質上直角になるように配設されている。

トレッド部１におけるカーカスプライ４の外周側（即ち、タイヤ径方向外側）には、ベルト１１が配されている。ベルト１１は、カーカスプライのクラウン部外周に重ねて設けられており、通常は少なくとも２枚のベルトプライで構成される。この例では、ベルト１１は、最大幅ベルトとしての第１ベルトプライ１１Ａと、その外周に重ねて配された第２ベルトプライ１１Ｂとの２枚のベルトプライで構成されている。ベルトプライは、スチールコード等のベルトコードをタイヤ周方向に対して一定角度で傾斜させかつタイヤ幅方向Ｗに所定間隔で配設させてなるものであり、２枚のベルトプライ１１Ａ，１１Ｂ間でベルトコードが互いに交差するよう配設されている。

ベルト１１のタイヤ径方向外方側には接地面を構成するトレッドゴム１２が設けられている。また、ベルト１１とトレッドゴム１２との間には、有機繊維コードをタイヤ周方向に沿って配設してなるベルト補強層１３が設けられている。

サイドウォール部２におけるカーカスプライ４のタイヤ外面側にはサイドウォールゴム２１が設けられている。また、ビード部３には、ラバーチェーハー３３が設けられている。ラバーチェーハー３３は、ビードコア３１の周りにおいて、カーカスプライ４を被覆しており、詳細には、リム組時においてビード部３がリムと接触する部位を被覆するように設けられている。また、タイヤ内面には、内圧保持のための気体バリアゴム層としてインナーライナー５が設けられている。インナーライナー５は、カーカスプライ４のタイヤ内面側に配置されている。

本実施形態では、カーカスプライ４は、内外２層で構成されており、すなわち、トレッド部１においてタイヤ径方向内側に位置する第１カーカスプライ４Ａと、トレッド部１において第１カーカスプライ４Ａのタイヤ径方向外側（即ち、外周側）に位置する第２カーカスプライ４Ｂとからなる。

第１カーカスプライ４Ａは、トレッド部１から両側のサイドウォール部２を経て、ビード部３に至り、その両端部がビードフィラー３２のタイヤ幅方向内側に延在し、かつ、ビードコア３１の周りに巻き上げられることなく終端している。第１カーカスプライ４Ａの両端部は、タイヤ径方向Ｒにおいて少なくともビードフィラー３２と重なる位置まで延在しており、第１カーカスプライ４Ａの端末４ＡＥはビードコア３１の近傍に配置されている。

図２に示すように、第１カーカスプライ４Ａの端末４ＡＥは、ビードコア３１のタイヤ径方向内側端３１Ａのタイヤ径方向位置Ｒ１と、ビードフィラー３２のタイヤ径方向内側端３２Ａから当該ビードフィラー高さＦＨの３５％のタイヤ径方向位置Ｒ２との間に配置されることが好ましい。すなわち、ビードコア３１のタイヤ径方向内側端３１Ａのタイヤ径方向Ｒにおける位置をＲ１とし、ビードフィラー３２のタイヤ径方向高さをＦＨとし、ビードフィラー３２のタイヤ径方向内側端３２ＡからＦＨの３５％（ＦＨ×０．３５）にあたるタイヤ径方向Ｒでの位置をＲ２としたとき、Ｒ１とＲ２との間の範囲ＲＰ内に、第１カーカスプライ４Ａの端末４ＡＥが配置されることが好ましい。このように、第１カーカスプライ４Ａの端末４ＡＥをビードコア３１の下に配置させないことにより、リムずれやエア漏れ等の不具合を回避しやすい。また、上記Ｒ２又はそれよりもタイヤ径方向内側に配置することにより、径方向外方に向かって漸次剛性が低くなるビードフィラー３２に対し、剛性が高い部位に第１カーカスプライ４Ａの端末４ＡＥを位置させることができる。そのため、第１カーカスプライ４Ａの端末４ＡＥでの歪みの集中を抑制して、当該端末４ＡＥを起点とするセパレーションを抑制することができる。なお、この例では、第１カーカスプライ４Ａの端末４ＡＥは、上記Ｒ１とビードフィラー３２のタイヤ径方向内側端３２Ａとの間に配置されている。

第２カーカスプライ４Ｂは、トレッド部１からサイドウォール部２を経て、ビード部３に至り、その両端部がビードコア３１で巻き上げられて係止されている。そのため、第２カーカスプライ４Ｂは、一対のビードコア３１間に跨るトロイド状の本体部４Ｂ１と、本体部４Ｂ１の両端からビードコア３１の周りに巻き上げられて延びる巻き上げ部４Ｂ２とからなる。

第２カーカスプライ４Ｂは、ビード部３において、ビードフィラー３２のタイヤ外面側を通ってビードコア３１の周りをタイヤ幅方向Ｗの外側から内側へ巻き上げられ、即ちターンアップされている。そのため、本体部４Ｂ１は、ビード部３においてビードコア３１及びビードフィラー３２のタイヤ幅方向外側に配置されている。また、巻き上げ部４Ｂ２は、ビードコア３１及びビードフィラー３２のタイヤ幅方向内側において、タイヤ径方向外方に延びている。

第２カーカスプライ４Ｂの巻き上げ部４Ｂ２は、ビード部３からサイドウォール部２を経て、ベルト端１１Ｅよりもタイヤ幅方向内側まで延在しており、トレッド部１で終端している。すなわち、サイドウォール部２において本体部４Ｂ１の内面側に沿って延びる巻き上げ部４Ｂ２は、第１ベルトプライ１１Ａのタイヤ径方向内側において、ベルト端１１Ｅを越えてタイヤ幅方向内側に延びており、トレッド部１のセンター領域には至らない端部領域で終端している。ここで、ベルト端１１Ｅとは、ベルト１１のタイヤ幅方向端であり、この例では、最大幅ベルトである第１ベルトプライ１１Ａのタイヤ幅方向Ｗにおける端末である。

本実施形態では、巻き上げ部４Ｂ２は、第２カーカスプライ４Ｂの本体部４Ｂ１と第１カーカスプライ４Ａとの間に配置されており、そのため、巻き上げ部４Ｂ２は、サイドウォール部２において本体部４Ｂ１と第１カーカスプライ４Ａとで挟まれている。

巻き上げ部４Ｂ２とベルト１１とのオーバーラップ量ＷＰは、ベルト幅ＷＢの１０％以下であることが好ましい（０＜ＷＰ≦０．１ＷＢ）。ここで、ベルト幅ＷＢは、ベルト１１のタイヤ幅方向Ｗにおける寸法（詳細には、第１ベルトプライ１１Ａのタイヤ幅方向寸法）である。オーバーラップ量ＷＰは、巻き上げ部４Ｂ２とベルト１１とのタイヤ幅方向Ｗにおける重なり代であり、巻き上げ部４Ｂ２の端末４ＢＥとベルト端１１Ｅとのタイヤ幅方向Ｗでの間隔である。このようにオーバーラップ量ＷＰを設定することにより、巻き上げ部４Ｂ２の端末４ＢＥに対する拘束力を高めて剛性向上効果を発揮しつつ、端末４ＢＥがトレッド部１内に存在することに起因する耐久性の低下を抑えることができる。

以上の構成を持つ本実施形態の空気入りタイヤＴであると、サイドウォール部２においてカーカスプライ４が３層構造となる上に、タイヤ内面側の第１カーカスプライ４Ａと、その外面側に重なる第２カーカスプライ４Ｂの巻き上げ部４Ｂ２との間で、張力分布をクロスさせることができるので、タイヤの内面剛性を効果的に高めることができる。

この点について詳述すると、本実施形態において各カーカスプライにかかる張力は、図２に示すように、サイドウォール部２において、タイヤ内面側から順に、第１カーカスプライ４Ａでは径方向外向き（Ｔ１）、巻き上げ部４Ｂ２では径方向内向き（Ｔ２）、本体部４Ｂ１では径方向外向き（Ｔ３）となる。そのため、タイヤ外面側の２層４Ｂ１，４Ｂ２間だけでなく、タイヤ内面側の２層４Ａ，４Ｂ２間で張力の方向が逆向きになるので、タイヤの内面剛性を効果的に高めることができ、よって、タイヤの縦剛性と横剛性を向上して、操縦安定性を高めることができる。

かかるカーカスプライ構成は、図３に示す比較例の構成に比べて、タイヤの縦剛性と横剛性を高める上で有利である。図３に示す比較例は、カーカスプライを内周側の第１カーカスプライ４１と外周側の第２カーカスプライ４２との２層構造とし、これら双方の両端部をタイヤ幅方向内側から外側に巻き上げ、そのうちの第１カーカスプライ４１の巻き上げ部４１Ｂをベルト端１１Ｅの内側まで延在させた例であり、上記特許文献１に類似したカーカスプライ構成を持つ。この場合、サイドウォール部においてカーカスプライは３層構造となるが、各カーカスプライにかかる張力は、タイヤ内面側から順に、第１カーカスプライ４１の本体部４１Ａでは径方向外向き（Ｔ１１）、第２カーカスプライ４２では径方向外向き（Ｔ１２）、第１カーカスプライ４１の巻き上げ部４１Ｂでは径方向内向き（Ｔ１３）となる。そのため、タイヤ内面側の２層４１Ａ，４２では張力の方向が同方向であるため、タイヤの内面剛性を効果的に高めることができず、タイヤの縦剛性と横剛性の向上効果が小さいと考えられる。

本実施形態であると、また、第１カーカスプライ４Ａの両端部を巻き上げない構成を採用したことにより、巻き上げ部に相当する分のカーカスプライの材料使用量を減らしてタイヤの軽量化を図ることができる。そのため、タイヤの軽量化を図りながら、上記のようにタイヤの剛性を効果的に向上して操縦安定性を改善することができる。

なお、上記実施形態では、第２カーカスプライ４Ｂの巻き上げ部４Ｂ２を、第２カーカスプライ４Ｂの本体部４Ｂ１と第１カーカスプライ４Ａとの間に配置したが、巻き上げ部４Ｂ２は、第１カーカスプライ４Ａのタイヤ内面側に重ねて配置してもよく、あるいはまた、第１カーカスプライ４Ａとともにインナーライナー５を包み込むようにインナーライナー５のタイヤ内面側に重ねて配置してもよい。但し、タイヤの内圧保持性や製造性等の点からは上記実施形態のカーカスプライ構成が好ましい。

本実施形態における上記各寸法値は、タイヤを正規リムに装着して正規内圧を充填した無負荷の正規状態でのものである。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、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" とする。また、正規内圧とは、該規格体系において、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" とする。

以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これら実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。

上記実施形態の効果を示すために、実施例及び比較例の空気入りラジアルタイヤ（サイズ：１９５／６５Ｒ１５）を試作した。実施例のタイヤは、図１及び図２に示す上記実施形態の構成を持つものであり、第２カーカスプライ４Ｂの巻き上げ部４Ｂ２とベルト１１とのオーバーラップ量ＷＰはベルト幅ＷＢの８％とした。比較例のタイヤは、図３に示すカーカスプライ構成を持つ例であり、カーカスプライの巻き上げ構成を除いて実施例と同様に作製し、第１カーカスプライ４１の巻き上げ部４１Ｂとベルト１１とのオーバーラップ量も実施例と同一とした。

実施例及び比較例の各空気入りタイヤについて、操縦安定性と、縦剛性及び横剛性を評価した。評価方法は以下のとおりである。

・操縦安定性：タイヤを１５×６．５Ｊのホイールに組み付けて（空気圧：２１０ｋＰａ）、国産２Ｌセダン車に装着して、実車による官能評価を行った。評価結果は、比較例を１００とした指数で表示し、指数が大きいほど操縦安定性が良好であることを示す。

・縦剛性、横剛性：５０ｔ剛性試験機によりタイヤ（リムサイズ：１５×６．５Ｊ、空気圧：２２０ｋＰａ）の縦剛性（タイヤ径方向剛性）と横剛性（タイヤ幅方向剛性）を評価した。縦剛性については、キャンバー角０°の状態で横力０Ｎ、縦荷重４．２ｋＮをかけたときの縦撓み量を測定し、縦荷重を縦撓み量で除することで縦剛性を求め、比較例の値を１００とした指数で表示した。横剛性については、縦荷重４．２ｋＮをかけた状態で、該縦荷重の３０％の荷重を横力として負荷して横撓み量を測定し、横力を横撓み量で除することで横剛性を求め、比較例の値を１００とした指数で表示した。ともに指数が大きいほど剛性が高いことを示す。

結果は、表１に示す通りであり、本実施形態に係る実施例であると、比較例に対して、縦剛性及び横剛性ともに向上しており、操縦安定性が顕著に改善されていた。

Ｔ…空気入りタイヤ、１…トレッド部、２…サイドウォール部、３…ビード部、４…カーカスプライ、１１…ベルト、１１Ｅ…ベルト端、３１…ビードコア、３２…ビードフィラー、４Ａ…第１カーカスプライ、４Ｂ…第２カーカスプライ、４Ｂ２…巻き上げ部

Claims (4)

1. ビードコア及びビードフィラーを含む左右一対のビード部間に架け渡されたカーカスプライと、トレッド部における前記カーカスプライの外周側に配設されたベルトと、を備える空気入りタイヤにおいて、
   前記カーカスプライは、第１カーカスプライと、トレッド部において前記第１カーカスプライの外周側に配置される第２カーカスプライとを備えてなり、
   前記第１カーカスプライが、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部に至り、前記ビードフィラーのタイヤ幅方向内側に延在しかつ前記ビードコアの周りに巻き上げられることなく終端しており、
   前記第２カーカスプライが、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部に至り、前記ビードコアの周りをタイヤ幅方向外側から内側へ巻き上げられ、巻き上げ部がサイドウォール部を経てベルト端よりもタイヤ幅方向内側まで延在して終端した、
   空気入りタイヤ。
2. 前記第２カーカスプライの巻き上げ部が、前記第２カーカスプライの本体部と前記第１カーカスプライとの間に配置された、請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記第１カーカスプライの端末が、前記ビードコアのタイヤ径方向内側端のタイヤ径方向位置と、前記ビードフィラーのタイヤ径方向内側端から当該ビードフィラー高さの３５％のタイヤ径方向位置との間に配置された、請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記第２カーカスプライの巻き上げ部の前記ベルトとのオーバーラップ量が、当該ベルト幅の１０％以下である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

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