JP6829991B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、耐外傷性を確保しながら軽量化を実現できる空気入りタイヤに関する。

ポットホールと呼ばれる路面上の穴にタイヤが落ち込んだり、あるいは路肩にある縁石にタイヤが接触したりした場合には、他の部位に比べて厚みが小さいバットレス領域が外傷を受けやすく、それによりタイヤが大きく損傷する恐れがある。これに対し、複数枚のカーカスプライを積層してカーカス層を形成した構造や、バットレス領域におけるタイヤの厚みを増やした構造によれば、バットレス領域を強化して耐外傷性を向上できる。しかし、上記いずれの手法においても、タイヤの重量増が避けられず、耐外傷性を確保しながら軽量化を実現するのが困難であった。

特許文献１〜３では、それぞれリムストリップゴムの上端を通常よりもタイヤ径方向外側に配置した空気入りタイヤが記載されている。本発明者の知見によれば、そのようにリムストリップゴムの上端をタイヤ径方向外側に配置することにより、耐外傷性を向上する効果が幾分か奏されるものの、バットレス領域のうちトレッドゴムのタイヤ幅方向外側に位置する部分は強化されないため、耐外傷性の向上効果が十分とは言えず、これを更に改善する余地があった。

特開２０１４−５４９２５号公報 特開２０１３−２４１０４３号公報 特開２００３−３１２２１３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、耐外傷性を確保しながら軽量化を実現できる空気入りタイヤを提供することにある。

本発明に係る空気入りタイヤは、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部に至るカーカス層と、前記トレッド部の外表面を形成するトレッドゴムと、前記サイドウォール部の外表面を形成するサイドウォールゴムと、前記ビード部の外表面を形成するリムストリップゴムと、を備え、前記カーカス層が、前記ビード部において巻き上げられた１枚のカーカスプライにより形成されているとともに、前記カーカス層の巻き上げ端が、前記トレッド部に埋設されたベルト層に到達しており、前記カーカス層と前記サイドウォールゴムとの間で前記リムストリップゴムがタイヤ径方向に延在しており、前記リムストリップゴムの上端が、前記トレッドゴムのタイヤ幅方向外側に配置され且つ前記トレッドゴムの外周面に到達せずに終端しているものである。

このタイヤでは、カーカス層が１枚のカーカスプライにより形成されているため、複数枚のカーカスプライを積層してカーカス層が形成される場合に比べて、タイヤの重量増が抑えられる。しかも、そのカーカス層の巻き上げ端がベルト層に到達しているとともに、リムストリップゴムの上端が通常よりもタイヤ径方向外側に配置されているので、バットレス領域が強化される。特にトレッドゴムのタイヤ幅方向外側に配置されたリムストリップゴムは、バットレス領域の外表面に近付けられることから、耐外傷性に対する寄与が大きいと考えられる。リムストリップゴムの上端がトレッドゴムの外周面に到達せずに終端していることは、耐久性や転がり抵抗の悪化を防ぐうえで有効である。

タイヤ子午線断面において、前記トレッドゴムの側面と前記リムストリップゴムとのオーバーラップ部分の長さが５ｍｍ以上であることが好ましい。これにより、トレッドゴムのタイヤ幅方向外側に配置されるリムストリップゴムの長さを確保して、耐外傷性を良好に維持できる。

前記リムストリップゴムの上端が、前記トレッドゴムの側面の外径位置から５ｍｍ以上離れて配置されていることが好ましい。これにより、リムストリップゴムの上端がトレッドゴムの外周面から適度に離れて配置されるので、耐久性や転がり抵抗の悪化を確実に防ぐことができる。

タイヤ子午線断面において、前記トレッドゴムの側面と前記リムストリップゴムとのオーバーラップ部分の長さが、前記トレッドゴムの側面の長さの２０〜８０％の範囲内であることが好ましい。これにより、トレッドゴムのタイヤ幅方向外側に配置されるリムストリップゴムの長さを確保して、耐外傷性を良好に維持できる。また、リムストリップゴムの上端がトレッドゴムの外周面から適度に離れて配置されるので、耐久性や転がり抵抗の悪化を確実に防ぐことができる。

前記リムストリップゴムの上端が、前記トレッドゴムの側面と前記リムストリップゴムとのオーバーラップ部分において先細り始めることが好ましい。かかる構成によれば、バットレス領域におけるリムストリップゴムの厚みが良好に確保されるため、耐外傷性を維持するうえで好適である。

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部分断面図 図１の空気入りタイヤの要部を示す拡大図

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１に示す空気入りタイヤＴは、一対のビード部１と、そのビード部１の各々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とを備える。ビード部１には、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設けられたビードフィラー１ｂとが埋設されている。ビードコア１ａは、鋼線などの収束体をゴムで被覆して形成されている。ビードフィラー１ｂは、タイヤ径方向外側に延びた断面三角形状の硬質ゴムにより形成されている。バットレス領域２Ｂは、サイドウォール部２のタイヤ径方向外側の領域であって、平坦な舗装路での通常走行時には接地しない領域である。

この空気入りタイヤＴは、更に、トレッド部３からサイドウォール部２を経てビード部１に至るカーカス層４と、トレッド部３の外表面を形成するトレッドゴム５と、サイドウォール部２の外表面を形成するサイドウォールゴム７と、ビード部１の外表面を形成するリムストリップゴム８とを備える。カーカス層４の内側には、空気圧を保持するためのインナーライナーゴム９が設けられている。トレッドゴム５のタイヤ径方向内側には、カーカス層４に積層されたベルト層１０と、そのベルト層１０に積層されたベルト補強層１１が設けられている。

カーカス層４は、ビード部１において巻き上げられた（ターンアップされた）１枚のカーカスプライにより形成されている。カーカスプライは、タイヤ周方向に対して略直交する方向に配列した複数のコードをゴムで被覆して作製される。このコードの材料には、スチールなどの金属や、ポリエステル、レーヨン、ナイロン、アラミドなどの有機繊維が好ましく用いられる。

カーカス層４を形成するカーカスプライは、ビードコア１ａとビードフィラー１ｂを挟むようにして、ビード部１において巻き上げられている。別の言い方をすると、カーカス層４は、トレッド部３からサイドウォール部２を経てビード部１に至る本体プライに、ビードコア１ａ及びビードフィラー１ｂのタイヤ幅方向外側に配置された巻き上げプライを一連に設けてある。巻き上げ端４Ｅは、その巻き上げられたカーカス層４（の巻き上げプライ）の端部である。このタイヤＴでは、カーカス層４の巻き上げ端４Ｅが、トレッド部３に埋設されたベルト層１０に到達している。これは超ハイターンアップ構造とも呼ばれ、巻き上げ端４Ｅはベルト層１０の端部よりもタイヤ幅方向内側に配置される。

ベルト層１０は、タイヤ周方向に対して傾斜する方向に配列した複数のコードをゴムで被覆したベルトプライにより形成されている。ベルト層１０は、複数枚（本実施形態では２枚）のベルトプライにより構成され、そのプライ間でコードが互いに逆向きに交差するように積層されている。このコードの材料には、スチールが好ましく用いられる。ベルト補強層１１は、実質的にタイヤ周方向に延びるコードをゴムで被覆した補強プライにより形成されている。このコードの材料には、前述したような有機繊維が好ましく用いられる。ベルト層１０の端部をベルト補強層１１で覆うことにより、高速走行時のベルトプライの浮き上がりを抑えて高速耐久性を向上できる。

本実施形態のタイヤＴのビード部１には、その外表面をタイヤ幅方向外側に隆起させてなるリムプロテクタ１２が形成されている。リムプロテクタ１２は、路肩の縁石などと接触することによるリムフランジの変形や損傷を防止する機能を有する。サイドウォールゴム７のタイヤ径方向内側にはリムストリップゴム８が連なっており、それらの界面の露出位置はリムプロテクタ１２に設定されている。尚、本発明の空気入りタイヤは、このようなリムプロテクタが形成されたものに限られない。

タイヤ最大幅位置１４は、サイドウォール部２におけるタイヤＴの外表面のプロファイルラインが、タイヤ赤道からタイヤ幅方向において最も離れる位置である。このプロファイルラインは、リムプロテクタ１２などの突起を除いたサイドウォール部本体の外表面の輪郭であり、通常、複数の円弧を滑らかに接続することで規定されるタイヤ子午線断面形状を有する。

リムストリップゴム８は、タイヤＴが装着される不図示のリムと接触する部位に設けられている。リムストリップゴム８は耐摩滅性に優れたゴムにより形成され、リムストリップゴム８のモジュラスはサイドウォールゴム７のモジュラスよりも高い。但し、本実施形態のリムストリップゴム８はタイヤ径方向に長く延びてサイドウォール部２に配置されるため、タイヤＴの縦剛性を過度に上昇させない観点から、リムストリップゴム８のモジュラスはビードフィラー１ｂのモジュラスよりも低いことが好ましい。上記モジュラスは、ＪＩＳＫ６２５１に準拠して測定した１００％伸長モジュラス（Ｍ１００）を指す。

この空気入りタイヤＴでは、カーカス層４とサイドウォールゴム７との間でリムストリップゴム８がタイヤ径方向に延在しており、そのリムストリップゴム８の上端８Ｅが、トレッドゴム５のタイヤ幅方向外側に配置され且つトレッドゴム５の外周面に到達せずに終端している。即ち、図２に拡大して示すように、リムストリップゴム８の上端８Ｅはトレッドゴム５の側方に配置され、トレッドゴム５の側面に対してリムストリップゴム８がオーバーラップしている。上端８Ｅのタイヤ径方向位置は、タイヤ周方向に沿って実質的に一定である。上端８Ｅは、リムストリップゴム８におけるタイヤ径方向の外側端を指す。

このタイヤＴでは、カーカス層４が１枚のカーカスプライにより形成されているため、複数枚のカーカスプライを積層してカーカス層が形成される場合に比べて重量増が抑えられる。しかも、巻き上げ端４Ｅがベルト層１０に到達しているとともに、上端８Ｅがトレッドゴム５の高さに配置されているので、バットレス領域２Ｂが効果的に強化される。特にトレッドゴム５のタイヤ幅方向外側に配置されたリムストリップゴム８は、バットレス領域２Ｂの外表面に近付けられることから、耐外傷性に対する寄与が大きいと考えられる。トレッドゴム５の外周面に上端８Ｅが到達せずに終端することは、走行時の歪みの集中による耐久性や転がり抵抗の悪化を防ぐうえで有効である。

タイヤ最大幅位置１４からバットレス領域２Ｂに亘って、リムストリップゴム８はカーカス層４に沿って延在している。しかし、バットレス領域２Ｂからトレッド部３に亘っては、カーカス層４がトレッドゴム５の底面に沿って延在しているのに対し、リムストリップゴム８はトレッドゴム５の側面に沿って延在し、そのリムストリップゴム８の上端８Ｅはカーカス層４から離れてトレッドゴム５の側面と接触している。なお、サイドウォールゴム７の上端はトレッドゴム５の側面に載っており、本実施形態のタイヤＴは、かかる構造を超ハイターンアップ構造と併用した特異な構成を有する。

タイヤ子午線断面において、トレッドゴム５の側面とリムストリップゴム８とのオーバーラップ部分の長さＬ８が５ｍｍ以上であることが好ましい。これにより、トレッドゴム５のタイヤ幅方向外側に配置されるリムストリップゴム８の長さを確保して、耐外傷性を良好に維持できる。耐外傷性を維持するうえでは、長さＬ８が１０ｍｍ以上であることがより好ましい。

リムストリップゴム８の上端８Ｅが、トレッドゴム５の側面の外径位置１６から５ｍｍ以上離れて配置されていることが好ましい。これにより、トレッドゴム５の外周面から上端８Ｅが適度に離れて配置され、走行時の歪みが上端８Ｅに集中することによる耐久性や転がり抵抗の悪化を確実に防ぐことができる。

タイヤ子午線断面において、トレッドゴム５の側面とリムストリップゴム８とのオーバーラップ部分の長さＬ８が、トレッドゴム５の側面の長さＬ５の２０〜８０％の範囲内であることが好ましい。これにより、トレッドゴム５のタイヤ幅方向外側に配置されるリムストリップゴム８の長さを確保して、耐外傷性を良好に維持できる。また、リムストリップゴム８の上端８Ｅがトレッドゴム５の外周面から適度に離れて配置されるので、耐久性や転がり抵抗の悪化を確実に防ぐことができる。

本実施形態では、タイヤ最大幅位置１４からタイヤ径方向外側に延在してトレッドゴム５の側面に至るまで、リムストリップゴム８の厚みが略一定であり、その上端８Ｅは、トレッドゴム５の側面とリムストリップゴム８とのオーバーラップ部分において先細り始めている。かかる構成によれば、バットレス領域２Ｂにおけるリムストリップゴム８の厚みが良好に確保されるため、耐外傷性を維持するうえで好適である。

本実施形態では、サイドウォールゴム７とリムストリップゴム８との界面の露出位置からタイヤ径方向外側に向かってリムストリップゴム８の厚みが漸減している。そのため、リムストリップゴム８による剛性変化が緩やかとなり、乗心地性能を向上するうえで都合が良い。リムストリップゴム８の厚みは、上述した界面の露出位置の近傍で最大となり、そこからタイヤ径方向外側に向かって漸減し、タイヤ最大幅位置１４の周辺では略一定の大きさになっている。リムストリップゴム８の厚みは、カーカス層４に対して垂直な方向に沿って測定される。

図示したようなゴム界面は、加硫成形後のタイヤ断面において特定が可能であり、例えば鋭利な刃物でタイヤを切断することによって、その断面に薄く観察されるゴム界面の性状によって判別することができる。

本発明の空気入りタイヤは、リムストリップゴムなどを上記の如く構成すること以外は、通常の空気入りタイヤと同等に構成でき、従来公知の材料、形状、製法などが何れも本発明に採用できる。上述したリムストリップゴムなどの構造は、少なくともタイヤの片側に適用されていればよいが、改善効果を高めるうえではタイヤの両側で適用されることが好ましい。

本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。

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。下記（１）及び（２）の性能評価には、それぞれサイズ２９５／４０Ｒ２０ １０６Ｙのタイヤを供した。

（１）耐外傷性
タイヤを車両に装着して路面を走行し、３０ｋｍ／ｈから５ｋｍ／ｈ刻みで速度を上げてポットホール（深さ８０ｍｍ、底部長さ１４００ｍｍ、幅７００ｍｍ）に侵入させた後、そのタイヤ（特にバットレス領域）の外表面の損傷の有無を確認し、損傷が確認されたときの速度（損傷発生速度）を調査した。比較例１の結果を１００として指数で評価し、損傷発生速度が５ｋｍ／ｈ上がる毎に比較例１に対して５％の性能向上とした。したがって、数値が大きいほど耐外傷性に優れることを示す。

（２）軽量化
タイヤの質量を計測し、その逆数を算出した。比較例１の結果を１００として指数で評価し、数値が大きいほどタイヤの質量が小さく、軽量化を実現できていることを示す。

比較例１，２及び実施例１
前述の実施形態においてカーカスプライの枚数やリムストリップゴムの形状を異ならせ、それぞれ比較例１，２及び実施例１とした。比較例１，２では、それぞれ２枚のカーカスプライを積層してカーカス層を形成し、そのうち１枚の巻き上げ端を図１の位置Ｐ１に設定し、もう１枚の巻き上げ端を位置Ｐ２に設定した。また、比較例１では、図１の破線ＢＬで示した一般的な形状のリムストリップゴムを採用した。比較例２及び実施例１では、図１の実線で示した特殊な形状のリムストリップゴムを採用し、これらの長さＬ８は１１ｍｍ、Ｌ８／Ｌ５は５３％とした。その他のタイヤの構成については、各例において共通である。

表１に示すように、比較例１，２と比べて、実施例１では、耐外傷性を確保しながら軽量化を良好に実現できている。

１ ビード部
１ａ ビードコア
１ｂ ビードフィラー
２ サイドウォール部
２Ｂ バットレス領域
３ トレッド部
４ カーカス層
４Ｅ カーカス層の巻き上げ端
５ トレッドゴム
７ サイドウォールゴム
８ リムストリップゴム
８Ｅ リムストリップゴムの上端
１０ ベルト層
１４ タイヤ最大幅位置

Claims (5)

1. トレッド部からサイドウォール部を経てビード部に至るカーカス層と、前記トレッド部の外表面を形成するトレッドゴムと、前記サイドウォール部の外表面を形成するサイドウォールゴムと、前記ビード部の外表面を形成するリムストリップゴムと、を備え、
   前記カーカス層が、前記ビード部において巻き上げられた１枚のカーカスプライにより形成されているとともに、前記カーカス層の巻き上げ端が、前記トレッド部に埋設されたベルト層に到達しており、
   前記カーカス層と前記サイドウォールゴムとの間で前記リムストリップゴムがタイヤ径方向に延在しており、前記リムストリップゴムの上端が、前記トレッドゴムのタイヤ幅方向外側に配置され且つ前記トレッドゴムの外周面に到達せずに終端している空気入りタイヤ。
2. タイヤ子午線断面において、前記トレッドゴムの側面と前記リムストリップゴムとのオーバーラップ部分の長さが５ｍｍ以上である請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記リムストリップゴムの上端が、前記トレッドゴムの側面の外径位置から５ｍｍ以上離れて配置されている請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. タイヤ子午線断面において、前記トレッドゴムの側面と前記リムストリップゴムとのオーバーラップ部分の長さが、前記トレッドゴムの側面の長さの２０〜８０％の範囲内である請求項１〜３いずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記リムストリップゴムが、前記トレッドゴムの側面と前記リムストリップゴムとのオーバーラップ部分において前記上端へ向かって先細る請求項１〜４いずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

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