JP7469590B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

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Description

本発明は、有機繊維コードで形成されたカーカス層を備えた空気入りタイヤに関する。
一対のビード部間に架け渡されたカーカスプライを備えている空気入りタイヤがある(特許文献1、2参照)。カーカスプライを備える空気入りタイヤの故障の原因の一つとして、走行中にタイヤが大きなショックを受けて、タイヤ内部のカーカスプライが破壊される損傷(ショックバースト)がある。
このような損傷に対する耐久性(耐ショックバースト性)は、例えばプランジャー試験によって判定することができる。プランジャー試験は、タイヤ表面のトレッド中央部に所定の大きさのプランジャーを押し付けてタイヤが破壊される際の破壊エネルギーを観測する試験である。そのため、空気入りタイヤが凹凸路面における突起を乗り越す際の破壊エネルギー(トレッド部の突起入力に対する破壊耐久性)の指標とすることができる。
特開2015-231772号公報 特開2015-231773号公報
これまで、高性能車両向けタイヤのカーカスプライを構成するカーカスコードとして、高剛性であるレーヨン素材から成るレーヨン繊維コードが多く用いられてきた。しかしながら、近年の車両の最高速度の向上、軽量化要求、ハイグリップ化要求から、タイヤの接地部分のゴム(キャップトレッドゴム)のゲージ、高度、モジュラスが低くなる傾向にある。その結果、カーカスプライの破断伸びが不足し、耐ショックバースト性が低くなる。このため、耐ショックバースト性と、車両の最高速度の向上、軽量化要求、ハイグリップ化要求等の走行安定性の両立が困難である。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、レーヨン素材と同等の剛性を持ち、破断伸びが大きい有機繊維から成る有機繊維コードを適切に使用することにより、ドライ路面での操縦安定性と耐ショックバースト性を両立した空気入りタイヤを提供することを目的とする。
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る空気入りタイヤは、タイヤ赤道線を挟んでそれぞれタイヤ周方向に延在する一対のセンター主溝と、前記一対のセンター主溝に区画されたセンター陸部とが形成されたトレッド部と、当該トレッド部の両側にそれぞれ配置された一対のサイドウォール部と、当該一対のサイドウォール部のタイヤ径方向内側にそれぞれ配置された一対のビード部と、当該トレッド部から当該一対のサイドウォール部の各々を介して当該一対のビード部に至り当該一対のビード部の各々にて端部がタイヤ幅方向外側に巻き返されたカーカス層と、当該カーカス層のタイヤ径方向外側に配置されたベルト層と、を備え、当該カーカス層を構成するカーカスコードの切断伸度EBが、EB≧15%の条件を満足し、タイヤ幅方向において、当該センター陸部の幅Wcと当該ベルト層のうち最も幅広なベルトの幅Wbとの比が、0.10≦Wc/Wb≦0.20の条件を満足し、当該カーカスコードの切断伸度EBと、当該センター陸部の幅Wcと当該最も幅広なベルトの幅Wbとの比Wc/Wbとが、480≦10×1/(Wc/Wb)+20×EB≦900の条件を満足することを特徴とする。
また、上記の空気入りタイヤのタイヤ幅方向において、タイヤ赤道線上に当該センター陸部が位置し、当該センター陸部の幅Wcを当該タイヤ赤道線で分割して、車幅方向外側の幅をWca、車幅方向内側の幅をWcbとしたとき、0.8≦Wca/Wcb≦1.2の条件を満足することが好ましい。
また、上記の空気入りタイヤにおいて、当該一対のセンター主溝のうち、車幅方向外側のセンター主溝の幅をWg1、車幅方向内側のセンター主溝の幅をWg2としたとき、0.7≦Wg1/Wg2≦1.3の条件を満足することが好ましい。
また、上記の空気入りタイヤにおいて、当該カーカスコードの1.0cN/dtex負荷時の中間伸度EMが、EM≦5.0%の条件を満足することが好ましい。
また、上記の空気入りタイヤにおいて、当該カーカスコードの正量繊度CFが、4000dtex≦CF≦8000dtexの条件を満足することが好ましい。
また、上記の空気入りタイヤにおいて、ディップ処理後の前記カーカスコードの撚り係数CTが、CT≧2000(T/dm)×dtex0.5の条件を満足することが好ましい。
また、上記の空気入りタイヤにおいて、当該カーカスコードの公称繊度NFが、3500dtex≦NF≦7000dtexの条件を満足すると好ましい。
また、上記の空気入りタイヤにおいて、当該カーカスコードの1.0cN/dtex負荷時の中間伸度EMが、3.3%≦EM≦4.2%の条件を満足すると好ましい。
また、上記の空気入りタイヤにおいて、当該カーカス層は、少なくとも1枚のテキスタイルカーカスを含み、当該カーカスコードの材質は、ポリエチレンテレフタレートであると好ましい。
また、上記の空気入りタイヤにおいて、当該カーカスコードの切断伸度EBが、EB≧20%の条件を満足すると好ましい。
本発明によれば、空気入りタイヤにおいて、ドライ路面での操縦安定性と耐ショックバースト性を両立できるという効果を奏する。
図1は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤの要部を示す子午断面図である。 図2は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤが装着される車両を示す側面図である。 図3は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤが装着される車両を後方から見た図である。 図4は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤの陸部及び周方向主溝の関係を説明するための子午断面図である。 図5は、主溝位置の変更によるプランジャー試験結果への影響を説明するための概念図である。 図6は、本実施形態に係る空気入りタイヤで路面上の突起物を踏んだ状態を示す説明図である。 図7は、本実施形態に係る空気入りタイヤで路面上の突起物を踏んだ状態を示す模式図である。 図8は、センター陸部の幅が比較的広い空気入りタイヤで路面上の突起物を踏んだ状態を示す模式図である。
以下に、本発明に係る空気入りタイヤの実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施形態によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が置換可能、且つ、容易に想到できるもの、或いは実質的に同一のものが含まれる。
<実施形態>
[空気入りタイヤ]
以下の説明において、タイヤ径方向とは、空気入りタイヤ1の回転軸であるタイヤ回転軸RXと直交する方向をいう。タイヤ径方向内側とは、タイヤ径方向においてタイヤ回転軸RXに向かう側をいう。タイヤ径方向外側とは、タイヤ径方向においてタイヤ回転軸RXから離れる側をいう。また、タイヤ周方向とは、タイヤ回転軸RXを中心軸とする周り方向をいう。
また、タイヤ赤道面CLとは、タイヤ回転軸RXに直交すると共に、空気入りタイヤ1のタイヤ幅の中心を通る平面である。タイヤ赤道面CLは、空気入りタイヤ1のタイヤ幅方向における中心位置であるタイヤ幅方向中心線と、タイヤ幅方向における位置が一致する。タイヤ赤道線とは、タイヤ赤道面CL上にあって空気入りタイヤ1のタイヤ周方向に沿う線をいう。
また、タイヤ幅方向とは、タイヤ回転軸RXと平行な方向をいう。タイヤ幅方向内側とは、タイヤ幅方向においてタイヤ赤道面(タイヤ赤道線)CLに向かう側をいう。タイヤ幅方向外側とは、タイヤ幅方向においてタイヤ赤道面CLから離れる側をいう。
タイヤ幅は、タイヤ幅方向において最も外側に位置する部分同士のタイヤ幅方向における幅である。即ち、タイヤ幅方向においてタイヤ赤道面CLから最も離れている部分間の距離である。
本実施形態において、空気入りタイヤ1は、乗用車用タイヤである。乗用車用タイヤとは「JATMA YEAR BOOK(日本自動車タイヤ協会規格)」のA章に定められる空気入りタイヤをいう。本実施形態では乗用車用タイヤの場合で説明するが、空気入りタイヤ1は、B章に定められる小型トラック用タイヤでもよいし、C章に定められるトラック及びバス用タイヤでもよい。また、空気入りタイヤ1は、ノーマルタイヤ(夏タイヤ)でもよいし、スタッドレスタイヤ(冬タイヤ)でもよい。
図1は、実施形態1に係る空気入りタイヤ1の要部を示す子午断面図である。子午断面とは、タイヤ赤道面CLに直交する断面をいう。図2は、本実施形態に係る空気入りタイヤ1が装着される車両500を示す側面図である。図3は、本実施形態に係る空気入りタイヤ1が装着される車両500を後方から見た図である。本実施形態に係る空気入りタイヤ1は、図2及び図3に示す車両500のホイール504のリムに装着された状態で、タイヤ回転軸RXを中心に回転する。
本実施形態に係る空気入りタイヤ1は、タイヤ子午断面で見た場合、タイヤ径方向の最も外側となる部分にタイヤ周方向に延在して環状に形成されるトレッド部2が配設されており、トレッド部2は、ゴム組成物から成るトレッドゴム層4を有している。
また、トレッド部2の表面、即ち、空気入りタイヤ1を装着する車両500の走行時に路面と接触する部分は、トレッド踏面3として形成され、トレッド踏面3は、空気入りタイヤ1の輪郭の一部を構成している。即ち、トレッド踏面3のタイヤ径方向内側のトレッドゴム層4がキャップトレッドゴムである。
トレッド部2のトレッド踏面3には、タイヤ周方向に延びる周方向主溝30と、タイヤ幅方向に延びるラグ溝(図示省略)とがそれぞれ複数形成されている。
周方向主溝30とは、タイヤ周方向に延在し、内部にトレッドウェアインジケータ(スリップサイン)を有する溝をいう。トレッドウェアインジケータは、トレッド部2の摩耗末期を示す。周方向主溝30は、4.0mm以上の幅及び5.0mm以上の深さを有する。
ラグ溝とは、少なくとも一部がタイヤ幅方向に延在する溝をいう。ラグ溝は、1.5mm以上の幅及び4.0mm以上の深さを有する。なお、ラグ溝は、部分的に4.0mm未満の深さを有していてもよい。
なお、周方向主溝30は、タイヤ周方向に直線状に延在してもよく、タイヤ周方向に延びつつタイヤ幅方向に振幅する波形状やジグザグ状に設けられていてもよい。また、ラグ溝も、タイヤ幅方向に直線状に延在してもよく、タイヤ幅方向に延びつつタイヤ周方向に傾斜したり、タイヤ幅方向に延びつつタイヤ周方向に湾曲したり屈曲したりして形成されていてもよい。
また、トレッド部2のトレッド踏面3には、これらの周方向主溝30とラグ溝とにより、複数の陸部20が画成されている。
本実施形態では、タイヤ幅方向において平行に4本の周方向主溝30が形成されている。タイヤ赤道面CLを境界とする左右の領域にて、1つの領域に配置された2本の周方向主溝30のうち、タイヤ幅方向の最も外側にある周方向主溝30(最外周方向主溝)がショルダー主溝30Sとして定義され、タイヤ幅方向の最も内側にある周方向主溝30(最内周方向主溝)がセンター主溝30Cとして定義される。ショルダー主溝30S及びセンター主溝30Cは、タイヤ赤道面CLを境界とする左右の領域にてそれぞれ定義される。
これらの周方向主溝30により画成される複数の陸部20のうち、ショルダー主溝30Sよりもタイヤ幅方向外側の陸部20がショルダー陸部20Sとして定義され、ショルダー主溝30Sとセンター主溝30Cとの間の陸部20がミドル陸部20Mとして定義され、センター主溝30Cよりもタイヤ幅方向内側の陸部20がセンター陸部20Cとして定義される。即ち、トレッド部2の表面の複数の陸部20のうち、タイヤ幅方向最外側の陸部20がショルダー陸部20Sとして定義され、タイヤ幅方向最内側の陸部20がセンター陸部20Cとして定義される。センター陸部20Cは、タイヤ幅方向においてタイヤ赤道面(タイヤ赤道線)CLを含む。
タイヤ幅方向におけるトレッド部2の両外側端(ショルダー陸部20Sよりも外側)には、タイヤの肩に当たる部分であるショルダー部5が位置しており、ショルダー部5のタイヤ径方向内側には、一対のサイドウォール部8が配設されている。即ち、一対のサイドウォール部8は、トレッド部2のタイヤ幅方向両側に配設されている。このように形成されるサイドウォール部8は、空気入りタイヤ1におけるタイヤ幅方向の最も外側に露出する部分を形成している。
一対のサイドウォール部8のそれぞれのタイヤ径方向内側には、ビード部10が配設されている。ビード部10は、タイヤ赤道面CLの両側2箇所に配設されている。即ち、一対のビード部10がタイヤ赤道面CLのタイヤ幅方向における両側に配設されている。
また、一対のビード部10の各々には、それぞれビードコア11が設けられており、ビードコア11のタイヤ径方向外側にはビードフィラー12が設けられている。ビードコア11は、スチールワイヤであるビードワイヤを束ねて円環状に形成される環状部材になっている。ビードフィラー12は、ビードコア11のタイヤ径方向外側に配設されるゴム部材になっている。
また、トレッド部2にはベルト層14が配設されている。ベルト層14は、複数のベルト141、142が積層される多層構造によって構成されている。ベルト層14を構成するベルト141、142は、スチール、またはポリエステルやレーヨンやナイロン等の有機繊維から成る複数のベルトコードをコートゴムで被覆して圧延加工して構成され、タイヤ周方向に対するベルトコードの傾斜角として定義されるベルト角度が、所定の範囲内(例えば、20°以上55°以下)になっている。
また、2層のベルト141、142は、ベルト角度が互いに異なっている。このため、ベルト層14は、2層のベルト141、142が、ベルトコードの傾斜方向を相互に交差させて積層される、いわゆるクロスプライ構造として構成されている。つまり、2層のベルト141、142は、それぞれのベルト141、142が有するベルトコードが互いに交差する向きで配設される、いわゆる一対の交差ベルトとして設けられている。
ベルト層14のタイヤ径方向外側には、ベルトカバー40が配設されている。ベルトカバー40は、ベルト層14のタイヤ径方向外側に配設されてベルト層14をタイヤ周方向に覆っており、ベルト層14を補強する補強層として設けられている。
ベルトカバー40は、タイヤ幅方向における幅がベルト層14のタイヤ幅方向における幅よりも広く、ベルト層14をタイヤ径方向外側から覆っている。ベルトカバー40は、ベルト層14が配設されるタイヤ幅方向における範囲の全域に亘って配設されており、ベルト層14のタイヤ幅方向端部を覆っている。トレッド部2が有するトレッドゴム層4は、トレッド部2におけるベルトカバー40のタイヤ径方向外側に配設されている。
また、ベルトカバー40は、タイヤ幅方向における幅がベルトカバー40のタイヤ幅方向における幅と同じ大きさのフルカバー部41と、フルカバー部41のタイヤ幅方向における両側2箇所でフルカバー部41に積層されるエッジカバー部45とを有している。2箇所のエッジカバー部45のうち、一方のエッジカバー部45はフルカバー部41のタイヤ径方向内側に位置し、他方のエッジカバー部45はフルカバー部41のタイヤ径方向外側に位置している。
ベルト層14のタイヤ径方向内側、及びサイドウォール部8のタイヤ赤道面CL側には、カーカス層13が連続して設けられている。本実施形態では、カーカス層13は、1枚のカーカスプライから成る単層構造、或いは複数のカーカスプライを積層して成る多層構造を有し、タイヤ幅方向の両側に配設される一対のビード部10間にトロイダル状に架け渡されてタイヤの骨格を構成する。
詳しくは、カーカス層13は、タイヤ幅方向における両側に位置する一対のビード部10のうち、一方のビード部10から他方のビード部10にかけて配設されており、ビードコア11及びビードフィラー12を包み込むようにビード部10でビードコア11に沿ってタイヤ幅方向外側に巻き返されている。
ビードフィラー12は、このようにカーカス層13がビード部10のビードコア11で巻き返されることにより、ビードコア11のタイヤ径方向外側に形成される空間に配置されるゴム材になっている。
また、ビード部10における、ビードコア11及びカーカス層13のターンアップ部131(巻き返し部)のタイヤ径方向内側やタイヤ幅方向外側には、リムフランジ(図示省略)に対するビード部10の接触面を構成するリムクッションゴム17が配設されている。一対のリムクッションゴム17は、左右のビードコア11及びカーカス層13のターンアップ部131のタイヤ径方向内側からタイヤ幅方向外側に延在して、ビード部10のリム嵌合面を構成する。
また、ベルト層14は、このように一対のビード部10間に架け渡されるカーカス層13における、トレッド部2に位置する部分のタイヤ径方向外側に配置されている。
また、カーカス層13のカーカスプライは、有機繊維から成る複数のカーカスコードを、コートゴムで被覆して圧延加工することによって構成されている。カーカスプライを構成するカーカスコードは、タイヤ周方向に対する角度がタイヤ子午線方向に沿いつつ、タイヤ周方向にある角度を持って複数並設されている。
本実施形態では、カーカス層13は、有機繊維コード(テキスタイルコード)を用いた少なくとも1枚のカーカスプライ(テキスタイルカーカス)で形成される。本実施形態のカーカス層13は、端部の両方にターンアップ部131を有する。カーカス層13は、少なくとも1枚のテキスタイルカーカスが、一対のビード部10の各々に設けられたビードコア11の回りを巻きまわされている。
カーカス層13のカーカスプライを構成するカーカスコードは、有機繊維のフィラメント束を撚り合わせた有機繊維コードである。カーカスコードとなる有機繊維の種類は特に限定されないが、例えばポリエステル繊維、ナイロン繊維、アラミド繊維等を用いることができる。有機繊維としては、ポリエステル繊維を好適に用いることができる。ポリエステル繊維としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリブチレンナフタレート(PBN)等を用いることができる。ポリエステル繊維としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)を好適に用いることができる。
また、カーカス層13の内側、或いは、当該カーカス層13の、空気入りタイヤ1における内部側には、インナーライナ16がカーカス層13に沿って形成されている。インナーライナ16は、タイヤ内腔面に配置されてカーカス層13を覆う空気透過防止層であり、カーカス層13の露出による酸化を抑制し、また、タイヤに充填された空気の洩れを防止する。また、インナーライナ16は、例えば、ブチルゴムを主成分とするゴム組成物、熱可塑性樹脂、熱可塑性樹脂中にエラストマー成分をブレンドした熱可塑性エラストマー組成物等から構成される。インナーライナ16は、空気入りタイヤ1の内側の表面であるタイヤ内面18を形成している。
[車両取り付け位置]
図2及び図3に示すように、車両500は、空気入りタイヤ1を含む走行装置501と、走行装置501に支持される車体502と、走行装置501を駆動するためのエンジン503とを備える。
走行装置501は、空気入りタイヤ1を支持するホイール504と、ホイール504を支持する車軸505と、走行装置501の進行方向を変えるための操舵装置506と、走行装置501を減速又は停止させるためのブレーキ装置507とを有する。
車体502は、運転者が搭乗する運転室を有する。運転室に、エンジン503の出力を調整するためのアクセルペダルと、ブレーキ装置507を作動するためのブレーキペダルと、操舵装置506を操作するためのステアリングホイールとが配置される。運転者は、アクセルペダル、ブレーキペダル、及びステアリングホイールを操作する。運転者の操作により、車両500は走行する。
空気入りタイヤ1は、車両500のホイール504のリムに装着される。そして、空気入りタイヤ1がリムに装着された状態で、空気入りタイヤ1の内部に空気が充填される。空気入りタイヤ1の内部に空気が充填されることにより、空気入りタイヤ1は、インフレート状態になる。
空気入りタイヤ1のインフレート状態とは、空気入りタイヤ1を規定リムに装着した状態で、規定内圧で空気を充填した状態をいう。
「規定リム」とは、空気入りタイヤ1の規格が空気入りタイヤ1毎に定めているリムであり、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。
「規定内圧」とは、空気入りタイヤ1の規格が空気入りタイヤ1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。JATMAにおいて、乗用車用タイヤにおける規定内圧は空気圧180kPaである。
また、空気入りタイヤ1の非インフレート状態とは、空気入りタイヤ1を規定リムに装着した状態で、空気を充填しない状態をいう。非インフレート状態においては、空気入りタイヤ1の内圧は、大気圧である。すなわち、非インフレート状態においては、空気入りタイヤ1の内部の圧力と外部の圧力とは実質的に等しい。
空気入りタイヤ1は、車両500のリムに装着された状態で、タイヤ回転軸RXを中心に回転して、路面RSを走行する。空気入りタイヤ1の走行において、トレッド部2のトレッド踏面3が路面RSと接触する。
空気入りタイヤ1を規定リムに装着して、規定内圧で空気を充填して、平面上に垂直に置いて、空気入りタイヤ1に規定荷重を加えた負荷状態において、トレッド部2が接地する部分(トレッド踏面3)のタイヤ幅方向の端部を、タイヤ接地端という。トレッド部2のショルダー陸部20Sは、タイヤ幅方向の最も外側の陸部20であり、タイヤ接地端上に位置する。
規定荷重とは、空気入りタイヤ1の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。但し、空気入りタイヤ1が乗用車である場合には荷重の88%に相当する荷重とする。
車両500は、4輪車両である。走行装置501は、車体502の左側に設けられる左前輪及び左後輪と、車体502の右側に設けられる右前輪及び右後輪とを有する。空気入りタイヤ1は、車体502の左側に装着される左空気入りタイヤ1Lと、車体502の右側に装着される右空気入りタイヤ1Rとを含む。
以下の説明においては、車両500の車幅方向において車両500の中心に近い部分又は車両500の中心に接近する方向を適宜、車幅方向内側、と称する。車両500の車幅方向において車両500の中心から遠い部分又は車両500の中心から離隔する方向を適宜、車幅方向外側、と称する。
本実施形態において、車両500に対する空気入りタイヤ1の装着方向が指定される。例えばトレッド部2のトレッドパターンが非対称パターンである場合、車両500に対する空気入りタイヤ1の装着方向が指定される。左空気入りタイヤ1Lは、一対のサイドウォール部8のうち指定された一方のサイドウォール部8が車幅方向内側を向き、他方のサイドウォール部8が車幅方向外側を向くように、車両500の左側に装着される。右空気入りタイヤ1Rは、一対のサイドウォール部8のうち指定された一方のサイドウォール部8が車幅方向内側を向き、他方のサイドウォール部8が車幅方向外側を向くように、車両500の右側に装着される。
車両500に対する空気入りタイヤ1の装着方向が指定されている場合、空気入りタイヤ1には、指定された車両500に対する装着方向を示す表示部600が設けられる。表示部600は、一対のサイドウォール部8のうち少なくとも一方のサイドウォール部8に設けられる。表示部600は、車両500に対する装着方向を示すセリアル記号を含む。表示部600は、マーク、文字、符号、及び模様の少なくとも一つを含む。車両500に対する空気入りタイヤ1の装着方向を示す表示部600の例として、例えば「OUTSIDE」又は「INSIDE」のような文字が挙げられる。ユーザは、サイドウォール部8に設けられている表示部600に基づいて、車両500に対する空気入りタイヤ1の装着方向を認識することができる。表示部600に基づいて、左空気入りタイヤ1Lが車両500の左側に装着され右空気入りタイヤ1Rが車両500の右側に装着される。
本実施形態の空気入りタイヤ1は、下記条件を満足する。具体的には、カーカス層13のカーカスコードの切断伸度EB(%)は15%以上を満足する。切断伸度EBは、破断伸びの大きさを示す。カーカスコードの切断伸度EBは、空気入りタイヤ1のサイド部から採取した物性である。また、空気入りタイヤ1は、タイヤ幅方向において、トレッド踏面3のセンター陸部20Cの幅Wcと最も幅広なベルト141の幅Wbとの比が、0.10≦Wc/Wb≦0.20の条件を満足する。
空気入りタイヤは、上記各条件を満足した状態で、カーカスコードの切断伸度EBと、トレッド踏面3のセンター陸部20Cの幅Wcと最も幅広なベルト141の幅Wbとの比Wc/Wbとが、以下の条件を満足する。ここで、切断伸度EBは、パーセントで表記した値であり、切断伸度が15%の場合、式(1)のEB(%)は、15となる。
480≦10×1/(Wc/Wb)+20×EB(%)≦900 …(1)
ここで、カーカスコードの切断伸度EB(%)は、20%以上であることが好ましい。より好ましくは、0.13≦Wc/Wb≦0.17の条件を満足するとよい。また、カーカスコードの切断伸度EBと、トレッド踏面3のセンター陸部20Cの幅Wcと最も幅広なベルト141の幅Wbとの比Wc/Wbは、510≦10×1/(Wc/Wb)+20×EB(%)≦870を満足することが好ましい。
空気入りタイヤ1は、センター陸部20Cの幅Wcと最も幅広なベルト141の幅Wbとの比Wc/Wbと、カーカスコードの切断伸度EBとが上記範囲を満足し、さらに、カーカスコードの切断伸度EBと、トレッド踏面3のセンター陸部20Cの幅Wcと最も幅広なベルト141の幅Wbとの比Wc/Wbとが、上記式(1)を満足することで、空気入りタイヤ1のドライ路面での操縦安定性と耐ショックバースト性の両立ができる。具体的には、Wc/Wbを上記範囲とすることで、タイヤ周方向の断面視において、局所的変形を緩和させ、空気入りタイヤ1の耐ショックバースト性を向上しつつ、Wc/Wbが小さすぎ、空気入りタイヤ1のドライ路面でのグリップ性能が低下し、操縦安定性(操安性)が悪化してしまうことを抑制できる。また、カーカスコードの切断伸度EBを上記範囲とすることで、空気入りタイヤ1の耐ショックバースト性を向上させつつ、操縦安定性は悪化することを抑制できる。
また、図4は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤの陸部及び周方向主溝の関係を説明するための子午断面図である。図4に示すように、タイヤ幅方向において、タイヤ赤道面(タイヤ赤道線)CL上にセンター陸部20Cが位置し、センター陸部20Cの幅Wcをタイヤ赤道面(タイヤ赤道線)CLで分割するとき、車幅方向外側の幅をWca、車幅方向内側の幅をWcbと定義する。即ち、Wca+Wcb=Wcである。WcaとWcbとは、タイヤ赤道面(タイヤ赤道線)CLを挟んで左右非対称となる場合もある。
空気入りタイヤ1は、Wca/Wcbが、0.8≦Wca/Wcb≦1.2を満足することが好ましい。空気入りタイヤ1は、Wca/Wcbが、0.9≦Wca/Wcb≦1.1を満足することがより好ましく、Wca/Wcb=1.0を満足することがさらに好ましい。空気入りタイヤ1は、上記件を満足するように設定することで、ショック時(プランジャーに押圧された際)にセンター陸部20Cにより均等な力が掛かるようにできるため、耐ショックバースト性をさらに向上できる。
また、図4に示すように、タイヤ幅方向において、センター陸部20Cを構成するタイヤ赤道面(タイヤ赤道線)CLの左右の2本のセンター主溝30Cについて、車幅方向外側のセンター主溝30Cの幅をWg1、車幅方向内側のセンター主溝30Cの幅をWg2と定義する。Wg1とWg2とは、タイヤ赤道面(タイヤ赤道線)CLを挟んで左右非対称となる場合もある。
空気入りタイヤ1は、Wg1/Wg2が、0.7≦Wg1/Wg2≦1.3を満足することが好ましく、0.9≦Wg1/Wg2≦1.1を満足することがより好ましく、Wg1/Wg2=1.0を満足ことがさらに好ましい。この条件を満足するように設定することで、ショック時には、センター陸部20Cに均等な力が掛かけることができ、耐ショックバースト性をさらに向上させることができる。
また、カーカスコードの1.0cN/dtex(公称繊度)負荷時における中間伸度EMは、EM≦5.0%の条件を満足することが好ましい。また、カーカスコードの公称繊度NFは、3500dtex≦NF≦7000dtexの条件を満足すると好ましい。
特に、このカーカスコードのサイドウォール部8における1.0cN/dtex(公称繊度)負荷時の中間伸度EMは3.3%以上4.2%以を満足することが好ましい。カーカスコードのサイドウォール部8における1.0cN/dtex(公称繊度)負荷時の中間伸度EMは、3.5%以上4.0%以下とすることがより好ましい。
なお、「1.0cN/dtex負荷時の中間伸度」とは、空気入りタイヤ1のサイドウォール部8から試料コードとして取り出したカーカスコードについて、JIS L1017の「化学繊維タイヤコード試験方法」に準拠し、つかみ間隔250mm、引張速度300±20mm/分の条件にて引張試験を実施し、1.0cN/dtex負荷時に測定される試料コードの伸び率(%)である。
カーカスコードの切断伸度EBを維持したまま、カーカスコードの中間伸度EMを低くすることで、空気入りタイヤ1の耐ショックバースト性の悪化を抑制しつつ、ドライ路面での操縦安定性を向上させることができる。
また、カーカスコードのディップ処理後の正量繊度CFは、4000dtex以上8000dtex以下を満足することが好ましい。ディップ処理後の正量繊度CFは、5000dtex以上7000dtex以下を満足することがより好ましい。
なお、「カーカスコードのディップ処理後の正量繊度」とは、カーカスコードにディップ処理を行った後に測定される繊度であり、カーカスコード自体の数値ではなく、ディップ処理後のカーカスコードに付着したディップ液も含めた数値である。
カーカスコードのディップ処理後の正量繊度CFを上記の範囲とすることで、カーカスコードの切断伸度EBを維持したまま、カーカスコードの中間伸度EMを下げ、空気入りタイヤ1のドライ路面での操縦安定性と耐ショックバースト性の両立ができる。
また、空気入りタイヤ1は、ディップ処理後のカーカスコードの撚り係数CTが、CT≧2000(T/dm)×dtex0.5の条件を満足することがと好ましい。即ち、CT≧2000T/dmの条件を満足し、かつ、MF≧0.5dtexの条件を満足すると好ましい。
カーカスコードのディップ処理後の撚り係数CTを上記の範囲とすることで、カーカスコードの切断伸度EBを維持したまま、カーカスコードの中間伸度EMを下げ、空気入りタイヤ1のドライ路面での操縦安定性と耐ショックバースト性の両立ができる。
カーカスコードの切断伸度EBを維持したまま、カーカスコードの中間伸度EMを低くすることで、カーカスコードが伸び易くかつ切れ難いものになる。
[主溝位置の変更によるプランジャー試験結果への影響]
図5から図8を用いて、本実施形態に係る空気入りタイヤ1のセンター主溝30Cの位置の変更によるプランジャー試験結果への影響について説明する。図5は、主溝位置の変更によるプランジャー試験結果への影響を説明するための概念図である。図6は、本実施形態に係る空気入りタイヤ1で路面上の突起物を踏んだ状態を示す説明図である。図7は、本実施形態に係る空気入りタイヤ1で路面上の突起物を踏んだ状態を示す模式図である。図8は、センター陸部20Cの幅が比較的広い空気入りタイヤ1で路面上の突起物を踏んだ状態を示す模式図である。なお、図7、図8は、いずれも空気入りタイヤ1をタイヤ回転軸RXに沿った方向に見た場合における模式図である。
図5の(a)に示すように、本実施形態に係る空気入りタイヤ1のタイヤ赤道面CLの左右の2本のセンター主溝30Cの位置を変更し、3つのパターンA、B、Cについてプランジャー試験を行った。パターンAでは、2本のセンター主溝30Cの間隔を30.4mmとした。パターンBでは、2本のセンター主溝30Cの間隔を20.4mmとした。パターンCでは、2本のセンター主溝30Cの間隔を40.4mmとした。即ち、パターンAを基準として、パターンBでは2本のセンター主溝30Cの間隔を-10mm、パターンCでは2本のセンター主溝30Cの間隔を+10mm変更した。
なお、構造上、タイヤ幅方向において、2本のセンター主溝30Cの間隔は、センター陸部20Cの幅Wcを表す。
3つのパターンA、B、Cについてプランジャー試験を行った結果、図5の(b)、(c)に示すように、パターンBではパターンAよりも良好な試験結果が得られ、パターンCではパターンAと比べて十分な試験結果が得られなかった。
即ち、2本のセンター主溝30Cをタイヤ幅方向内側に寄せ、センター陸部20Cの幅Wcを10mm小さくすることで、必要な破壊エネルギーが+約99J(+約13%)上昇した。有限要素法シミュレーション(FEM SIM)の評価指標においても同様の傾向が見られた。
また、センター陸部21は、トレッド踏面3のセンター陸部20Cの幅Wcと最も幅広なベルト141の幅Wbとの比Wc/Wbが、0.10≦Wc/Wb≦0.20の条件を満足し、かつ、カーカスコードの切断伸度EBと、トレッド踏面3のセンター陸部20Cの幅Wcと最も幅広なベルト141の幅Wbとの比Wc/Wbとが、350≦10×1/(Wc/Wb)+20×EB≦900の条件を満足する。そのため、プランジャーとしての突起物105を踏んだ際におけるトレッド部2の局所的な変形を緩和することができ、耐ショックバースト性を向上させることができる。
具体的には、センター陸部20Cの幅Wcが10mm減少することで、タイヤ強度が約100J向上する。また、カーカスコードの切断伸度EBが1%向上することで、タイヤ強度が約20J向上する。
また、路面RS上の突起物105をトレッド部2のセンター陸部20C付近で踏んだ場合、トレッド部2は、図6に示すように突起物105の大きさに応じてタイヤ幅方向における所定の範囲がタイヤ径方向内側に向かって撓むのみでなく、図7に示すように、タイヤ周方向における所定の範囲もタイヤ径方向内側に向かって撓む。その際に、実施形態1に係る空気入りタイヤ1は、トレッド踏面3のセンター陸部20Cの幅Wcと最も幅広なベルト141の幅Wbとの比Wc/Wbが、0.10≦Wc/Wb≦0.20の条件を満足するため、センター陸部21の剛性が低くなっており、即ち、センター陸部20Cの剛性が低くなっているため、タイヤ周方向における広い範囲が、タイヤ径方向内側に向かって撓む。
つまり、トレッド踏面3のセンター陸部20Cの幅Wcと最も幅広なベルト141の幅Wbとの比Wc/Wbが、Wc/Wb>0.20である場合は、センター陸部20Cのタイヤ幅方向における幅が比較的広くなっているため、センター陸部20Cの剛性は、比較的高くなっている。このような空気入りタイヤ1のトレッド部2におけるセンター陸部20C付近で路面RS上の突起物105を踏んだ場合、トレッド部2は、タイヤ周方向における広い範囲に亘って撓み難く、トレッド部2は、図8に示すように、タイヤ周方向における狭い範囲で撓む傾向になる。即ち、トレッド部2は、局所的に大きく変形する。この場合、トレッド部2には、応力集中が発生し易くなり、ベルト層14やカーカス層13等の補強部材が損傷し易くなるため、耐ショックバースト性を向上させ難くなる。
これに対し、本実施形態に係る空気入りタイヤ1では、トレッド踏面3のセンター陸部20Cの幅Wcと最も幅広なベルト141の幅Wbとの比Wc/Wbが、0.10≦Wc/Wb≦0.20の条件を満足するため、センター陸部20Cのタイヤ幅方向における幅は比較的狭くなっており、センター陸部20Cの剛性は、比較的低くなっている。このため、本実施形態に係る空気入りタイヤ1のトレッド部2におけるセンター陸部20C付近で路面RS上の突起物105を踏んだ場合は、トレッド部2は、図7に示すように、タイヤ周方向における広い範囲に亘って撓み易くなる。これにより、トレッド部2の局所的な変形を緩和することができ、トレッド部2の応力集中を緩和することができる。従って、ベルト層14やカーカス層13等の補強部材は損傷し難くなり、耐ショックバースト性を向上させることができる。
以上のように、本実施形態に係る空気入りタイヤ1のタイヤ赤道面CLの左右の2本のセンター主溝30Cの位置を変更すると、突起物105の押し込み時の空気入りタイヤ1の撓み方も変化する。センター陸部20Cの幅Wcが狭いと、タイヤ周方向の局所変形が緩和されるため、ベルト層14やカーカス層13等の補強部材にかかる負荷も緩和されるという点で優位と推察できる。
表1及び表2は、本実施形態に係る空気入りタイヤの性能試験の結果を示す表である。この性能試験では、条件が異なる複数種類の試験タイヤについて、耐ショックバースト性、及び操縦安定性に関する評価が行われた。これらの性能試験では、タイヤサイズ265/35ZR20の空気入りタイヤ(試験タイヤ)を、20×9.5Jのリムに組み付け、空気圧を200kPaとし、FFセダン乗用車(総排気量1600cc)の試験車両に取り付けた。
耐ショックバースト性の評価として、FMVS139に則り、プランジャー試験を実施した。耐ショックバースト性の評価は、従来例を基準(100)とした指数評価により行われ、その数値が大きいほど好ましい。
操縦安定性の評価として、3Lクラス欧州車(セダン)にてドライ路面での操縦安定性に関する試験を実施した。なお、ドライ路面での操縦安定性に関する試験は、試験車両が平坦な周回路を有するドライ路面のテストコースを60km/h以上100km/h以下の速度で走行して行った。そして、テストドライバーがレーンチェンジ時及びコーナリング時における操舵性並びに直進時における安定性について官能評価を行った。この評価は従来例を基準(100)とした指数評価により行われ、その数値が大きいほど好ましい。
ここで、比較例1の空気入りタイヤは、カーカスプライを構成するカーカスコードとして、レーヨン繊維コードを用いた。一方、従来例、比較例2、比較例3、及び実施例1から実施例9の空気入りタイヤは、カーカスプライを構成するカーカスコードとして、レーヨン素材と比べて破断伸びが大きいポリエチレンテレフタレート素材から成るPET繊維コードを用いた。表3は、レーヨン繊維コードとPET繊維コードとの対照表である。表3に示すように、カーカスコードの中間伸度を同じ条件にした場合、PET繊維コードは、レーヨン繊維コードと比べて切断伸度及び正量繊度が高い。また、レーヨン繊維コードは疲労に弱いので撚り数を上げてカバーする必要がある。
これらの空気入りタイヤについて、上記の評価方法により、耐ショックバースト性、及び操縦安定性を評価し、その結果を表1及び表2に併せて示した。
Figure 0007469590000001
Figure 0007469590000002
Figure 0007469590000003
表1及び表2に示すように、従来例、比較例1から比較例3の空気入りタイヤに比べて、実施例1から実施例9に記載の空気入りタイヤは、対ショックバースト性、操縦安定性の両方を高く維持できることが分かる。すなわち、少なくとも、実施例1から実施例9の空気入りタイヤと同じ条件にすれば、PET繊維コードを用いた場合でもレーヨン繊維コードを用いた場合と同等以上の評価結果が得られる。また、実施例1から実施例9の空気入りタイヤのように、条件を所定の範囲で変更すると、条件に応じて、より好ましい評価結果が得られる。
1 空気入りタイヤ
2 トレッド部
3 トレッド踏面
4 トレッドゴム層
5 ショルダー部
8 サイドウォール部
10 ビード部
11 ビードコア
12 ビードフィラー
13 カーカス層
14 ベルト層
141、142 ベルト
16 インナーライナ
17 リムクッションゴム
18 タイヤ内面
20 陸部
20S ショルダー陸部
20M ミドル陸部
20C センター陸部
30 周方向主溝
30S ショルダー主溝
30C センター主溝
40 ベルトカバー
41 フルカバー部
45 エッジカバー部
105 突起物
500 車両
501 走行装置
502 車体
503 エンジン
504 ホイール
505 車軸
506 操舵装置
507 ブレーキ装置
600 表示部

Claims (5)

  1. タイヤ赤道線を挟んでそれぞれタイヤ周方向に延在する一対のセンター主溝と、前記一対のセンター主溝に区画されたセンター陸部とが形成されたトレッド部と、
    前記トレッド部の両側にそれぞれ配置された一対のサイドウォール部と、
    前記一対のサイドウォール部のタイヤ径方向内側にそれぞれ配置された一対のビード部と、
    前記トレッド部から前記一対のサイドウォール部の各々を介して前記一対のビード部に至り前記一対のビード部の各々にて端部がタイヤ幅方向外側に巻き返されたカーカス層と、
    前記カーカス層のタイヤ径方向外側に配置されたベルト層と、
    を備え、
    前記カーカス層を構成するカーカスコードの切断伸度EBが、EB≧15%の条件を満足し、
    タイヤ幅方向において、前記センター陸部の幅Wcと前記ベルト層のうち最も幅広なベルトの幅Wbとの比が、0.10≦Wc/Wb≦0.20の条件を満足し、
    前記カーカスコードの切断伸度EBと、前記センター陸部の幅Wcと前記最も幅広なベルトの幅Wbとの比Wc/Wbとが、480≦10×1/(Wc/Wb)+20×EB≦900の条件を満足し、
    前記カーカスコードの前記サイドウォール部における1.0cN/dtex負荷時の中間伸度EMが、3.3%≦EM≦4.2%の条件を満足する、空気入りタイヤ。
  2. タイヤ幅方向において、タイヤ赤道線上に前記センター陸部が位置し、前記センター陸部の幅Wcを前記タイヤ赤道線で分割して、車幅方向外側の幅をWca、車幅方向内側の幅をWcbとしたとき、0.8≦Wca/Wcb≦1.2の条件を満足する、請求項1に記載の空気入りタイヤ。
  3. 前記一対のセンター主溝のうち、車幅方向外側のセンター主溝の幅をWg1、車幅方向内側のセンター主溝の幅をWg2としたとき、0.7≦Wg1/Wg2≦1.3の条件を満足する、請求項1又は請求項2に記載の空気入りタイヤ。
  4. 前記カーカスコードの正量繊度CFが、4000dtex≦CF≦8000dtexの条件を満足する、請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
  5. ディップ処理後の前記カーカスコードの撚り係数CTが、CT≧2000(T/dm)×dtex0.5の条件を満足する、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。
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