JP6055187B2

JP6055187B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP6055187B2
Application number: JP2012034960A
Authority: JP
Inventors: 慶幸佐々木
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2012-02-21
Filing date: 2012-02-21
Publication date: 2016-12-27
Anticipated expiration: 2032-02-21
Also published as: JP2013169884A

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、特に、軽量化とピンチカット耐性の確保とを両立した空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤ（以下、「タイヤ」という）にとって、外傷に対する強さは重要な性能の１つである。近年、自動車普及率が上昇しつつある新興国では、車道が十分に整備されていない地域も多いため、外傷に対する耐性が特に要求される。

ピンチカットとは、縁石やポットホール（アスファルト等で舗装された路面の一部が陥没して生じた小穴）などの路面段差を乗り越える際、タイヤサイド部が押し上げられ、路面の突起物とリムフランジとの間に挟まれることによって発生する、カーカスの切断、外傷をいう。

ピンチカットに対する耐性を確保する方法として、カーカスを２Ｐ構造や１Ｐ−ＥＮＶ構造とする技術が知られている。２Ｐ構造とは、カーカスプライを２層重ねた構造をいう。１Ｐ−ＥＮＶ構造とは、１層のカーカスプライをエンベロープ構造（カーカスプライの両端をカーカスクラウン部とベルト層の間にまで延長して挟持した構造）にした構造をいう。

特開平１０−１００６１０号公報

しかしながら、近年は、地球環境への配慮から省エネ化が強く求められており、タイヤにおいては、軽量化による転がり抵抗の低減が求められている。カーカスをエンベロープ構造にすると、ピンチカット耐性は向上するものの、タイヤが重量化する。ピンチカット耐性は、故障が生じやすいバットレスとビード部におけるプライ枚数が支配的な要素であるため、軽量化が難しい。

そこで、本発明は、軽量化とピンチカット耐性の確保とを両立したタイヤの提供を目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明は、以下の特徴を有する。本発明の第１の特徴は、トレッド部（トレッド部１）と、前記トレッド部のタイヤ幅方向両側からタイヤ径方向内側に延びる一対のサイドウォール部と（サイドウォール部と２）、前記サイドウォール部のタイヤ径方向内側に位置し、ビードコア（ビードコア３Ｃ）を備える一対のビード部（ビード部３）と、を有し、前記ビード部の間に跨がって延びるカーカス（カーカス層４）と、前記トレッド部において前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置されたベルト層（ベルト層５）と、を備え、前記ビード部においてリムフランジ（リムフランジ６Ｆ）に固定される空気入りタイヤ（タイヤ１０）であって、前記カーカスは、前記ビード部で折り返された折返し部分（折返し部４Ｔ）を含み、前記折返し部分は、タイヤ最大幅よりもタイヤ径方向内側で終端し、車両装着時にタイヤ赤道線（赤道線ＣＬ）より外側に位置するタイヤ外側部分（外側部分１０_ＯＵＴ）の前記サイドウォール部は、複数のコードで形成された補強層（補強層７）を備え、前記補強層は、前記カーカスのタイヤ幅方向外側に配置され、タイヤ径方向外側端は、前記ベルト層と重なることを要旨とする。

かかる特徴によれば、カーカスの折返し部分がタイヤ最大幅よりもタイヤ径方向内側で終端する、いわゆるＬＴＵ（ローターンアップ）構造であるため、エンベロープ構造に比べてタイヤが軽量化される。また、高いピンチカット耐性が要求されるタイヤ外側部分のサイドウォール部に補強層を配置することで、エンベロープ構造と同程度のピンチカット耐性が確保される。

なお、タイヤ赤道線とは、タイヤ幅方向断面において、ビードコアの中心同士を結んだビード線と、ビード線の中心点で直交する直線をいう。トレッド部の幅方向中心は、タイヤ赤道線と交差する。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記補強層は、前記補強層を形成する前記コードが前記カーカスを形成するコードと平行になるように配置されることを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、本発明の第１又は第２の特徴に係り、前記補強層の前記タイヤ径方向内側端は、前記リムフランジの端部と前記ビードコアとの間に位置することを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、本発明の第１〜３のいずれか１つの特徴に係り、前記補強層の前記タイヤ径方向外側端は、前記ベルト層と５ｍｍ以上重複することを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、本発明の第１〜４のいずれか１つの特徴に係り、前記カーカスは、１層で構成されることを要旨とする。

本発明の第６の特徴は、本発明の第１〜５のいずれか１つの特徴に係り、前記タイヤ外側部分の前記トレッド部には、タイヤ周方向に延びる少なくとも１本の周方向溝が形成され、前記タイヤ外側部分の前記トレッド部に形成された溝の面積比率は、車両装着時にタイヤ赤道線より内側に位置するタイヤ内側部分の前記トレッド部に形成された溝の面積比率よりも低いことを要旨とする。

本発明に係るタイヤは、軽量化とピンチカット耐性の確保との両立という効果を奏する。

図１は、本発明の実施形態による空気入りタイヤの幅方向断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なのものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることを留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

図１は、本発明の実施形態による空気入りタイヤの幅方向断面図である。タイヤ１０は、車両装着時にタイヤ赤道線ＣＬより内側に位置する内側部分１０_ＩＮと、外側に位置する外側部分１０_ＯＵＴとからなる。タイヤ１０は、走行時に路面と接するトレッド部１と、トレッド部１のタイヤ幅方向両側からタイヤ径方向内側に延びる一対のサイドウォール部２と、サイドウォール部２のタイヤ径方向内側に位置する一対のビード部３を有する。ビード部３は、高炭素鋼を束ねて形成されたビードコア３Ｃを備える。タイヤ１０は、ビード部３において、リム６のリムフランジ６Ｆに固定される。

ここで、タイヤ赤道線ＣＬは、ビードコア３Ｃの中心を結んだビード線と、ビード線の中心点で直交する直線である。また、タイヤ最大幅とは、JATMAが発行する2008年版のYEAR BOOKに定められた適用サイズにおける適用リムに装着して規定の内圧を充填した場合のタイヤの最大幅をいう。適用リムとは、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" を意味する。また、正規内圧とは、上記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。また、正規荷重とは、上記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。また、タイヤ断面高さＳＨとは、無負荷状態におけるタイヤの外径からリム径を引いた数値を２分の１にした数値である。

タイヤ１０は、複数のコードで形成されたカーカス層４を備える。カーカス層４は、一対のビード部３に跨がって延びるメインカーカス４Ｍと、ビード部３で折り返された折返し部４Ｔとを有する。折返し部４Ｔは、内側部分１０_ＩＮ及び外側部分１０_ＯＵＴのいずれにおいても、タイヤ最大幅Ｗｍａｘよりもタイヤ径方向内側で終端する、いわゆるＬＴＵ（ローターンアップ）構造である。好ましくは、カーカス層４は、１層のみで構成されることにより、タイヤの軽量化を図る。また、トレッド部１には、カーカス層４のタイヤ径方向外側に沿うようにベルト層５が配置される。ベルト層５は、複数のスチールコードから形成され、カーカス層４を桶のたがのように強く締め付けることにより、トレッド部１の剛性を高める。好ましくは、ベルト層５は、２層以上から構成される。

外側部分１０_ＯＵＴのサイドウォール部２は、複数のコードで形成された補強層７を備える。補強層７は、メインカーカス４Ｍのタイヤ幅方向外側に配置される。補強層７のタイヤ径方向外側端は、メインカーカス４Ｍとベルト層５との間にまで延びる。これにより、タイヤ変形による補強層７の抜け出しを防止し、一体性を確保する。好ましくは、補強層７のタイヤ径方向外側端と、ベルト層５の端部との距離Ｌ１は、５ｍｍ以上である。また、補強層７のタイヤ径方向内側端は、リムフランジ６Ｆの端部とビードコア３Ｃとの間に位置にまで延びる。好ましくは、補強層７のタイヤ径方向内側端とビードコア３Ｃのタイヤ径方向外側面との距離Ｌ２は、１０ｍｍ以下である。

外側部分１０_ＯＵＴのサイドウォール部２が補強層７を備えることにより、内側部分１０_ＩＮ及び外側部分１０_ＯＵＴの両方でカーカス層４の折返し部４ＴをＬＴＵ構造にしても、エンベロープ構造と同程度のピンチカット耐性を確保することができる。タイヤ荷重時のホイール変形量は、内側部分１０_ＩＮが外側部分１０_ＯＵＴよりも大きい。そこで、ホイール変形量の差と、プライ枚数によるピンチカット発生値の差とを考慮すると、内側部分１０_ＩＮは１Ｐ−ＬＴＵ構造でピンチカット耐性を確保できる。一方、外側部分１０_ＯＵＴでは、ピンチカット耐性を補うために、補強層７を設けたものである。これにより、軽量化とピンチカット耐性の確保とを両立することができる。

補強層７は、有機繊維から形成された複数のコードで形成される。好ましい有機繊維の例として、ポリエステル（特に、ポリエチレンテレフタレート）、レーヨン、ポリエチレンナフタレート等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。補強層７を形成するコードは、カーカス層４を形成するコードと平行になるように配置される。

外側部分１０_ＯＵＴのトレッド部１には、タイヤ周方向に延びる少なくとも１本の周方向溝が形成される。外側部分１０_ＯＵＴのトレッド部１に形成された溝の面積比率（いわゆるネガティブ率）は、内側部分１０_ＩＮのトレッド部１に形成された溝の面積比率よりも低い。タイヤ１０は、非対称構造であることから、サイドウォール部２の剛性が不均一となる。そこで、外側部分１０_ＯＵＴのトレッド部１におけるネガティブ率を内側部分１０_ＩＮよりも小さくすることにより、外側部分１０_ＯＵＴと内側部分１０_ＩＮとで、剛性の均一化を図るものである。

次に、本発明の効果をさらに明確にするために、以下の実施例及び比較例に係るタイヤを用いて行った試験結果について説明する。なお、実施例及び比較例に係るタイヤに関するデータは、以下に示す条件において測定された。
・タイヤサイズ：２１５／４５Ｒ１７８７Ｗ
・リムサイズ：７．５Ｊ
・内圧条件：２３０ｋＰａ

実施例に係るタイヤは、図１に示すとおりである。実施例及び比較例に係るタイヤはいずれも、カーカス層を構成するカーカスコードにポリエステルを使用した。実施例に係るタイヤは、補強層７を構成する有機繊維コードにポリエステルを使用した。

実施例及び比較例に係るタイヤのピンチカット耐性についての評価結果を、表１に示す。ピンチカット耐性は、各タイヤをテーパーのついた金属の上にゆっくりと押し込み、プライが故障したときの変位量と荷重から評価を行う。なお、ピンチカット耐性は、一般的に内側部分よりも外側部分が低いことから、通常は外側部分のみの評価を行う。ただし、本実施例では、内側部分１０_ＩＮの構造が簡素化（１Ｐ−ＬＴＵ）されているため、内側部分１０_ＩＮのピンチカット耐性についても、確認のため評価を行った。また、実施例及び比較例に係るタイヤの質量を、比較例に係るタイヤの質量を１００として指数評価した。指数が小さいほど軽量化されていることを意味する。評価結果を、併せて表１に示す。

試験の結果、実施例に係るタイヤは、比較例に係るエンベロープ構造のタイヤと比較して、外側部分１０_ＯＵＴでは同等のピンチカット耐性を確保し、内側部分１０_ＩＮではピンチカット耐性がさらに向上したことが確認された。また、実施例に係るタイヤは、比較例に係るエンベロープ構造のタイヤよりも軽量化されていることが確認された。

以上のように、本発明は、軽量化とピンチカット耐性の確保とを両立した空気入りタイヤに利用することができる。

１０空気入りタイヤ
１０_ＩＮ内側部分
１０_ＯＵＴ外側部分
１トレッド部
２サイドウォール部
３ビード部
３Ｃビードコア
４カーカス層
４Ｍメインカーカス
４Ｔ折返し部
５ベルト層
６リム
６Ｆリムフランジ
７補強層
ＣＬタイヤ赤道線
ＳＨタイヤ断面高さ

Claims

トレッド部と、前記トレッド部のタイヤ幅方向両側からタイヤ径方向内側に延びる一対のサイドウォール部と、前記サイドウォール部のタイヤ径方向内側に位置し、ビードコアを備える一対のビード部と、を有し、前記ビード部の間に跨がって延びるカーカスと、前記トレッド部において前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置されたベルト層と、を備え、前記ビード部においてリムフランジに固定される空気入りタイヤであって、
前記カーカスは、前記ビード部で折り返された折返し部分を含み、前記折返し部分は、タイヤ最大幅よりもタイヤ径方向内側で終端し、
車両装着時にタイヤ赤道線より外側に位置するタイヤ外側部分の前記サイドウォール部は、複数のコードで形成された補強層を備え、
前記補強層は、前記カーカスのタイヤ幅方向外側に配置され、前記補強層のタイヤ径方向外側端は、前記ベルト層と重なり、
前記補強層は、前記一対のサイドウォール部のうち、車両装着時にタイヤ赤道線より外側に位置するタイヤ外側部分の前記サイドウォール部にのみ設けられ、
前記補強層は、前記カーカスのメインカーカスに密着して延び、
前記補強層の前記タイヤ径方向内側端は、前記メインカーカスと前記折返し部分とによってタイヤ幅方向において挟まれるように配置され、前記ビードコアから１０ｍｍ以内で終端し、
前記補強層の前記タイヤ径方向外側端は、前記ベルト層と５ｍｍ以上重複し、車両装着時にタイヤ赤道線より外側に位置するタイヤ外側部分で終端し、
前記補強層は、有機繊維から形成されている、タイヤ。
前記補強層は、前記補強層を形成する前記コードが前記カーカスを形成するコードと平行になるように配置される、請求項１に記載のタイヤ。
前記補強層の前記タイヤ径方向内側端は、前記リムフランジの端部と前記ビードコアとの間に位置する、請求項１又は２に記載のタイヤ。
前記カーカスは、１層で構成される、請求項１〜３のいずれか１項に記載のタイヤ。
前記タイヤ外側部分の前記トレッド部には、タイヤ周方向に延びる少なくとも１本の周方向溝が形成され、前記タイヤ外側部分の前記トレッド部に形成された溝の面積比率は、車両装着時にタイヤ赤道線より内側に位置するタイヤ内側部分の前記トレッド部に形成された溝の面積比率よりも低い、請求項１〜４のいずれか１項に記載のタイヤ。