JP2004189106A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】トレッドゴムとサイドウォールゴムとの境界点でのクラックを抑制しながら、ベルト巾の増大による操縦安定性、およびロードノイズ性能などの向上を図ることができる。
【解決手段】ＴＯＳ構造の空気入りタイヤであって、サイドウォール部３に、サイド補強ゴム層１１を設けるとともに、タイヤ表面におけるトレッドゴムＧｔとサイドウォールゴムＧｓとの境界点Ｐの半径方向高さｈ１を、タイヤ断面高さＨの０．３〜０．７５倍とした。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ表面におけるトレッドゴムとサイドウォールゴムとの境界点でのクラックの発生を抑制しながら、ベルト巾を拡大でき、操縦安定性、ロードノイズ性能などの向上を図りうる空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
図５に示すように、カーカスａの外側を強靱なベルト層ｂでタガ締めしたラジアルタイヤでは、生産効率等の観点から、サイドウォールゴムＧｓのタイヤ半径方向外端部を、トレッドゴムＧｔのタイヤ軸方向外端部により覆って重置した所謂ＴＯＳ（トレッド・オーバー・サイドウォール）構造が多用されている。
【０００３】
他方、タイヤでは、走行時の変形によってサイドウォール表面に引張り歪εが発生するが、この引張り歪εは、同図に示すように、通常、タイヤ断面高さＨの６０〜８０％をビードベースラインＢＬから隔たる高さ領域Ｙに、最大歪を含む歪み増大部分ε１が存在している。
【０００４】
従って、前記トレッドゴムＧｔとサイドウォールゴムＧｓとのタイヤ表面における境界点Ｐが、前記高さ領域Ｙに位置した場合には、この境界点Ｐに大きな引張り歪εが作用し、クラック等を発生させるという問題がある。そのために、前記ＴＯＳ構造のタイヤでは、従来、前記境界点Ｐを前記高さ領域Ｙよりも半径方向外側に配置せしめ、クラック等の抑制が図られている。
【０００５】
しかし、このような境界点Ｐの半径方向外側への配置は、トレッドゴム巾を制限することとなるため、ベルト巾を充分に確保することができなくなり、操縦安定性、ロードノイズ性能などの向上への大きな妨げとなっていた。
【０００６】
なお前記境界点Ｐを、前記領域Ｙより半径方向内側に配置するものとしては、特許文献１、２に示す如きリムプロテクタを突出させた超偏平タイヤがある。
【０００７】
【特許文献１】
特開平１１−３４２７０９号公報（図１）
【特許文献２】
特開２０００−１９８３２５号公報（図１）
【０００８】
本発明は、サイドウォール部にサイド補強ゴム層を設けて、前記歪増大部分の引張り歪を分散して減少させるとともに、前記境界点を従来よりも低い所定位置に配置させることを基本として、前記境界点でのクラックを抑制しながら、トレッドゴムを拡巾化することができ、ベルト巾の増大による操縦安定性、およびロードノイズ性能などの向上を図りうる空気入りタイヤの提供を目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスプライからなるカーカスと、トレッド部の内方かつ前記カーカスのタイヤ半径方向外側に配されるベルトプライからなるベルト層とを具える空気入りタイヤであって、
前記トレッド部のタイヤ表面をなすトレッドゴムは、そのタイヤ軸方向外端部が前記サイドウォール部のタイヤ表面をなすサイドウォールゴムのタイヤ半径方向外端部を覆って重置される重なり部を有するとともに、
前記サイドウォール部に、前記カーカスプライよりもタイヤ内腔側又はカーカスプライの間でタイヤ半径方向内外にのびるサイド補強ゴム層を設け、
しかも、タイヤ表面における前記トレッドゴムとサイドウォールゴムとの境界点Ｐのビードベースラインからの半径方向高さｈ１を、タイヤ断面高さＨの０．３〜０．７５倍としたことを特徴としている。
【００１０】
又請求項２の発明では、前記サイド補強ゴム層は、最大厚さを３ｍｍ以上とした断面略三日月状をなし、かつ該サイド補強ゴム層の半径方向外端は、前記ベルト層のタイヤ軸方向外端を越えてタイヤ軸方向内方に延在するとともに、該半径方向外端のベルト層のタイヤ軸方向外端からのタイヤ軸方向の距離Ｌ１は５〜２０ｍｍ、かつサイド補強ゴム層の半径方向内端のビードベースラインからの半径方向距離Ｌ２は、１０mm以上かつ前記タイヤ断面高さＨの０．２５倍以下であることを特徴としている。
【００１１】
又請求項３の発明では、前記ベルト層は、そのベルト巾ＢＷを、タイヤ巾ＴＷの０．７５〜０．９５倍としたことを特徴としている。
【００１２】
なお本明細書において、前記高さｈ１、Ｈ、距離Ｌ１、Ｌ２、ベルト巾ＢＷ、タイヤ巾ＴＷを含む各部の寸法は、特に断りがない限り、タイヤを正規リムにリム組みしかつ正規内圧の５％の内圧を充填した５％内圧状態において特定している。
【００１３】
また前記「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、当該規格がタイヤサイズ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、前記規格がタイヤサイズ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 "TIRELOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" であるが、タイヤが乗用車用である場合には１８０ｋＰａとする。
【００１４】
また前記「ビードベースライン」とは、タイヤが基づく規格で定められるリム径位置を通るタイヤ軸方向線を意味する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
図１は、本発明の空気入りタイヤがランフラットタイヤである場合の断面図、図２はその主要部を拡大して示す断面図である。
【００１６】
図１において、空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、トレッド部２の内方かつ前記カーカス６の半径方向外側に配されるベルト層７と、サイドウォール部３に配され本例ではランフラット性能を付与するサイド補強ゴム層１１とを含んで構成される。
【００１７】
ここで、本実施形態の空気入りタイヤ１は、所謂ＴＯＳ構造をなし、従って、前記トレッド部２のタイヤ表面をなすトレッドゴムＧｔは、そのタイヤ軸方向外端部ｔｅが、前記サイドウォール部３のタイヤ表面をなすサイドウォールゴムＧｓのタイヤ半径方向外端部ｓｅを覆って重置される重なり部１０を具える。
【００１８】
なお前記サイドウォールゴムＧｓは、カーカス６の外側面に沿って延在し、その外端部ｓｅは、ベルト層７とカーカス６との間に先細状に介在して終端している。また前記トレッドゴムＧｔは、路面と接地する主トレッドゴム部Ｇｔ１と、その両端に配される断面三角形状のウイングゴム部Ｇｔ２とから構成され、このウイングゴム部Ｇｔ２には、サイドウォールゴムＧｓとの接着性に優れるゴムが用いられる。
【００１９】
次に、前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して、例えば７５〜９０°の角度で配列した１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａから形成される。このカーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間を跨るプライ本体部６ａの両端に、前記ビードコア５の廻りで内から外に折り返すプライ折返し部６ｂを一体に具え、該プライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとの間には、ビード補強用のビードエーペックスゴム８が配される。なおカーカスコードとして、ナイロン、レーヨン、ポリエステルなどの有機繊維コードが好適に採用される。
【００２０】
また前記プライ折返し部６ｂは、タイヤ半径方向外側に巻き上げられ、本例では、その外端６ｅが前記ベルト層７の外端７Ｅをタイヤ軸方向内側に超えて終端する、いわゆる超ハイターンアップ構造をなすものを示している。
【００２１】
これにより、最小のカーカスプライ枚数にてサイドウォール部３の効果的な補強をなしうるとともに、前記サイド補強ゴム層１１などのいっそうの薄肉化なども可能となる。さらに前記外端６ｅが、パンク走行時に大きく撓むサイドウォール部３に現れないため、該外端６ｅを起点とするルース、セパレーションなどを好適に抑制することもできる。なおこのプライ折返し部６ｂと前記ベルト層７とのタイヤ軸方向の重なり長さＷ１は、５〜２５mmが好ましい。
【００２２】
また前記ベルト層７は、スチールコード等の高弾性のベルトコードをタイヤ周方向に対して、例えば１０〜３５°の角度で配列した２枚以上、本例では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから構成される。このベルトプライ７Ａ、７Ｂは、ベルトコードがプライ間相互で交差するようにコードの向きを違えて重置され、これによってベルト剛性を高めている。
【００２３】
また前記サイド補強ゴム層１１は、本例では、パンク状態のタイヤの縦荷重を支承してランフラット性能を付与しうるものを例示している。即ち、サイド補強ゴム層１１は、図２に示すように、最大厚さＴを有する中央部分からタイヤ半径方向内外に厚さを除々に減じてのびる断面略三日月状をなし、サイドウォール部３の曲げ剛性を高めるとともに、パンク状態におけるタイヤの縦撓みを減じる働きをする。
【００２４】
そのために、本例では、前記最大厚さＴを３．０mm以上とするとともに、その最大厚さ位置ＱｔのビードベースラインＢＬからの半径方向高さｈ２を、タイヤ断面高さＨの０．３５〜０．７倍、好ましくは０．４５〜０．６５倍に設定している。またサイド補強ゴム層１１では、その半径方向外端ＥＵが、ベルト層７の前記外端７Ｅを越えてタイヤ軸方向内方に延在していることも必要であり、このとき、前記外端ＥＵ、７Ｅ間のタイヤ軸方向の距離Ｌ１を、５〜２０ｍｍとするとともに、前記サイド補強ゴム層１１の半径方向内端ＥＬのビードベースラインＢＬからの半径方向距離Ｌ２を、１０mm以上かつ前記タイヤ断面高さＨの０．２５倍以下としている。
【００２５】
なお前記最大厚さＴが３．０ｍｍ未満、前記高さｈ２がタイヤ断面高さＨの０．３５〜０．７倍の範囲外、前記距離Ｌ１が５ｍｍ未満、および前記距離Ｌ２がタイヤ断面高さＨの０．２５倍より大の時には、充分なランフラット性能を確保するのが難しい。また前記距離Ｌ１が２０ｍｍより大、および前記距離Ｌ２が１０mm未満の時には、タイヤ重量が不必要に増加するとともに、剛性が過大となって乗り心地性を損ねる傾向となる。
【００２６】
このサイド補強ゴム層１１は、カーカス６が、本例の如く１枚のカーカスプライ６Ａで形成される場合には、プライ本体部６ａよりもタイヤ内腔側（図１、２に示す）、又はプライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとの間に配することができる。またカーカス６が複数のカーカスプライ６Ａ・・・ で形成される場合には、プライ本体部６ａ、６ａの間、又は最内のプライ本体部６ａよりもタイヤ内腔側、又はプライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとの間に配することができる。
【００２７】
またサイド補強ゴム層１１に用いるゴムとしては、複素弾性率が８．０Ｍｐａ以上のものが、ランフラット走行での耐久性の観点から好ましい。なお複素弾性率は、株式会社岩元製作所製の粘弾性スペクトロメータを使用し、温度７０°Ｃ、初期歪１０％、周波数１０Hz、振幅２％の条件下で測定した値である。
【００２８】
このように構成した前記サイド補強ゴム層１１は、ランフラット性能を有効に発揮するだけでなく、通常走行においても、曲げ剛性をバランス良く高める結果、サイドウォール表面での引張り歪εを低減できる。特に、図３に、サイド補強ゴム層１１を有する本実施形態のタイヤ１と、サイド補強ゴム層１１のない従来的なタイヤとの表面歪（引張り歪ε）の分布を比較して示すように、従来、タイヤ断面高さＨの６０〜８０％の高さ領域Ｙにおいて見られた如き歪増大部分ε１がなくなり、引っ張り歪みεが低くかつ均一化されているのが確認できる。
【００２９】
従って、このように表面歪の分布が均一化されたタイヤでは、前記トレッドゴムＧｔとサイドウォールゴムＧｓとのタイヤ表面における境界点Ｐに、該引張り歪εに起因するクラック等の発生がなくなる。
【００３０】
従って、前記境界点Ｐの位置を、従来に比して低所に配置することが可能となり、本実施形態では、境界点ＰのビードベースラインＢＬからの半径方向高さｈ１を、前記タイヤ断面高さＨの０．３〜０．７５倍の範囲まで減じている。
【００３１】
これに伴い前記境界点Ｐ、Ｐ間のタイヤ軸方向距離であるトレッドゴムＧｔの巾も増大するため、同じ輪郭形状を有するタイヤにおいても、ベルト端剥離等の損傷を抑制しながら、該ベルト層７のベルト巾ＢＷを、従来よりも広い範囲まで拡巾することができる。その結果、タイヤへの拘束力が増加し、操縦安定性およびロードノイズ性能などを向上させることが可能となる。
【００３２】
またベルト巾ＢＷの拡巾化により、前記距離Ｌ１を維持しながら、即ち耐久性を保ちながら前記サイド補強ゴム層１１の長さ減じることができ、乗り心地性の向上および重量軽減を図ることができる。
【００３３】
なお本例では、前記ベルト巾ＢＷを、タイヤ巾ＴＷの０．８５〜０．９０倍の範囲、例えば０．８５倍まで高め、操縦安定性およびロードノイズ性能などを向上している。このベルト巾ＢＷは、トレッド接地巾ＴＷ１よりも大であり、好ましくはトレッド接地巾ＴＷ１の１．０３倍以上、さらには１．０６以上が望ましい。
【００３４】
なお前記トレッド接地巾ＴＷ１とは、前記正規リムにリム組みしかつ前記正規内圧を充填した正規内圧状態のタイヤに正規荷重を負荷した時に接地するトレッド接地面のタイヤ軸方向巾を意味する。また前記「正規荷重」とは、タイヤが基づいている前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 INFLATIONPRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "LOAD CAPACITY"を意味する。
【００３５】
ここで、前記境界点Ｐの前記高さｈ１が０．３×Ｈ未満では、サイドウォールゴムＧｓ、或いはそのタイヤ半径方向内方に隣接するリムズレ防止用のクリンチゴムＧｃの領域が過小となり、リムズレ防止効果、および外観性能等を損ねる傾向となる。逆に、０．７５×Ｈをこえると、ベルト巾ＢＷの拡巾化ができず、操縦安定性等の向上の妨げとなる。従って、前記高さｈ１は、０．７×Ｈ以下かつ、タイヤ最大幅位置ＭのビードベースラインＢＬからの高さｈ３以上であるのがが望ましい。
【００３６】
また本例では、特にタイヤ最大幅位置Ｍよりも半径方向外側における表面歪ε（引張り歪ε）をさらに低減せしめ、前記境界点Ｐでのクラックをより確実に防止するため、５％内圧状態におけるタイヤ最大幅位置Ｍの前記高さｈ３を、タイヤ断面高さＨの０．４倍よりも大、好ましくは０．４５〜０．６倍の範囲、特に０．５１〜０．６０倍の範囲に設定している。
【００３７】
これは、図４に示すように、前記高さｈ３の設定により、タイヤ最大幅位置Ｍよりも半径方向外側領域ＹＵにおいて、その輪郭形状の曲率半径Ｒが、前記正規内圧を充填したときの曲率半径Ｒ’よりも小さいため、正規内圧充填の際には前記外側領域ＹＵの表面に圧縮歪みが作用するからである。その結果、走行時のタイヤ変形における引張り歪みが減じられ、この外側領域ＹＵに境界点Ｐを配置した場合には、該境界点Ｐにおけるクラックをさらに防止できる。
【００３８】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【００３９】
【実施例】
表１の仕様に基づきタイヤサイズが２１５／４５Ｒ１７のランフラットタイヤを試作するとともに、各試供タイヤの操縦安定性、乗り心地性、ロードノイズ性能、および耐久性能を測定しその結果を表１に示す。
【００４０】
（１）操縦安定性；
各試供タイヤを、リム（１７×７．５Ｊ）、内圧（２００ｋＰａ）のもとで２０００ｃｃ級のＦＦ車に装着し、ドライアスファルトのテストコースにて、ハンドル応答性、剛性感、グリップ等に関する特性をドライバーの官能評価により比較例１を６とする１０点法で評価した。値の大きい方が良好である。
【００４１】
（２）乗り心地性；
前記操縦安定性をテストした際の乗り心地を、ドライバーの官能評価により比較例１を６とする１０点法で評価した。値の大きい方が良好である。
【００４２】
（３）ロードノイズ；
前記車両を用い、スムース路面を速度５０ｋｍ／ｈにて走行させ、ドライバーの官能評価により比較例１を６とする１０点法で評価した。値の大きい方が良好である。
【００４３】
（４）耐久性；
ドラム試験機を用い、リム（１７×７．５Ｊ）、内圧（１５０ｋＰａ）、荷重（５．０ｋＮ）のもとで、時速１００ｋｍ／ｈの速度で１５０００ｋｍ走行し、走行後の損傷の有無を確認した。
【００４４】
【表１】

【００４５】
表の如く実施例のタイヤは、操縦安定性、乗り心地性、ロードノイズ性能ともに向上しているのが確認できる。
【００４６】
【発明の効果】
叙上の如く本発明は、サイドウォール部にサイド補強ゴム層を設けて、表面歪減少させるとともに、トレッドゴムとサイドウォールゴムとの境界点を従来よりも低い所定位置に配置させているため、該境界点でのクラックを抑制しながら、トレッドゴムを拡巾化することができ、ベルト巾の増大による操縦安定性、およびロードノイズ性能などの向上を図ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気入りタイヤの一実施例を示す断面図である。
【図２】その主要部を拡大して示す断面図である。
【図３】サイドウォール部における表面歪の分布状態を示す線図である。
【図４】サイドウォール部の輪郭形状を示す線図である。
【図５】従来的な空気入りタイヤを、そのサイドウォール部における表面歪の分布状態とともに示す線図である。
【符号の説明】
２ トレッド部
３ サイドウォール部
４ ビード部
５ ビードコア
６Ａ カーカスプライ
６ カーカス
７ ベルト層
７Ａ、７Ｂ ベルトプライ
１０ 重なり部
１１ サイド補強ゴム層
ＢＬ ビードベースライン
Ｇｓ サイドウォールゴム
Ｇｔ トレッドゴム

Claims (3)

1. トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスプライからなるカーカスと、トレッド部の内方かつ前記カーカスのタイヤ半径方向外側に配されるベルトプライからなるベルト層とを具える空気入りタイヤであって、
   前記トレッド部のタイヤ表面をなすトレッドゴムは、そのタイヤ軸方向外端部が前記サイドウォール部のタイヤ表面をなすサイドウォールゴムのタイヤ半径方向外端部を覆って重置される重なり部を有するとともに、
   前記サイドウォール部に、前記カーカスプライよりもタイヤ内腔側又はカーカスプライの間でタイヤ半径方向内外にのびるサイド補強ゴム層を設け、
   しかも、タイヤ表面における前記トレッドゴムとサイドウォールゴムとの境界点Ｐのビードベースラインからの半径方向高さｈ１を、タイヤ断面高さＨの０．３〜０．７５倍としたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記サイド補強ゴム層は、最大厚さを３ｍｍ以上とした断面略三日月状をなし、かつ該サイド補強ゴム層の半径方向外端は、前記ベルト層のタイヤ軸方向外端を越えてタイヤ軸方向内方に延在するとともに、該半径方向外端のベルト層のタイヤ軸方向外端からのタイヤ軸方向の距離Ｌ１は５〜２０ｍｍ、かつサイド補強ゴム層の半径方向内端のビードベースラインからの半径方向距離Ｌ２は１０mm以上かつ前記タイヤ断面高さＨの０．２５倍以下であることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ベルト層は、そのベルト巾を、タイヤ巾ＴＷの０．７５〜０．９５倍としたことを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。

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