JP2005289278A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】サイドウォール部の耐カット性能を効果的に高め得る空気入りタイヤを提供すること。
【解決手段】この空気入りタイヤ１は、一対のビード部間に架け渡されたカーカス層２と、カーカス層２のタイヤ外周側であってトレッド部の下部に配置されたベルト層３とを有する。そして、空気入りタイヤ１は、サイドウォール部に埋設されたコード層４を有し、このコード層４は、振幅を有する複数のコード材がその振幅方向をタイヤ周方向に向けて配列されて成る。
【選択図】 図１

Description

この発明は、空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、サイドウォール部の耐カット性能を効果的に高め得る空気入りタイヤに関する。

従来の空気入りタイヤには、特許文献１および特許文献２に記載される技術が知られている。例えば、タイヤが縁石に乗り上げると、ビード部がリムフランジの先端を起点としてタイヤの外側方向に倒れ込み、サイドウォール部がリムフランジと縁石とに挟まれて、破断する。この点において、従来の空気入りタイヤでは、サイドウォール部にコード層を設けてサイドウォール部を補強し、タイヤの耐カット性能を向上させていた。

特開平２００２−１０３９２３号公報 特開平２００１−１６３００７号公報

この発明は、サイドウォール部の耐カット性能を効果的に高め得る空気入りタイヤを提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、この発明にかかる空気入りタイヤは、一対のビード部間に架け渡されたカーカス層と、前記カーカス層のタイヤ外周側であってトレッド部の下部に配置されたベルト層とを有する空気入りタイヤにおいて、サイドウォール部に埋設されたコード層を有し、且つ、前記コード層は、振幅を有する複数のコード材がその振幅方向をタイヤ周方向に向けて配列されて成ることを特徴とする。

この空気入りタイヤでは、サイドウォール部にコード層が埋設される。このコード層は、振幅を有する複数のコード材が配列されて構成され、そのコード材の振幅方向は、タイヤ周方向である。かかる構成では、タイヤ使用時にてサイドウォール部に曲げ応力が生じると、コード層が長手方向に伸びてサイドウォール部の曲げ変形に追従する。これにより、サイドウォール部が変形した場合にも、コード層がサイドウォール部を適切に補強するので、タイヤの耐カット性能が効果的に高まる利点がある。

また、この発明にかかる空気入りタイヤは、前記コード材が、長手方向をタイヤ周方向に対して略垂直に向けて配置される。

この空気入りタイヤでは、コード材の長手方向が、タイヤ周方向に対して略垂直となるように構成される。かかる構成では、コード材の長手方向がサイドウォール部の変形方向に沿うので、コード材がサイドウォール部の変形に応じて伸縮し易い。これにより、コード層の埋設によるタイヤの剛性増加が抑制されるので、タイヤの乗り心地性能が向上する利点がある。なお、コード材の長手方向とタイヤ周方向との角度は、８０度〜１００度の範囲内にあることが好ましい。これにより、コード層（コード材）の好適な伸縮を確保できる利点がある

また、この発明にかかる空気入りタイヤは、前記コード層は、トレッド部側に位置する端部が、平面視にて前記ベルト層に対して重なるように配置される。

この空気入りタイヤでは、コード層の端部が平面視にてベルト層に対して重なるように配置される。かかる構成では、コード層が、ベルト層とカーカス層とによってタイヤ内部にて安定的に固定されるので、タイヤの耐久性能が向上する利点がある。

また、この発明にかかる空気入りタイヤは、前記コード層は、ビード部側に位置する端部が、タイヤ子午線方向の断面視にて、タイヤ最大幅部よりもビード部側に延在するように配置される。

この空気入りタイヤでは、コード層の端部が、タイヤ子午線方向の断面視にて、タイヤ最大幅部ｄよりもビード部側に延在するように配置される。これにより、サイドウォール部のうちカットが生じ易い部分が効果的に補強されるので、タイヤの耐カット性能が効果的に向上する利点がある。なお、タイヤ最大幅部ｄとは、タイヤが規定リムフランジにリム組みされると共にタイヤに規定内圧のインフレートを行い、無負荷の状態において、タイヤ子午線方向の断面視にてタイヤ幅方向の最大幅となる部分をいうものとする。

この発明にかかる空気入りタイヤによれば、サイドウォール部にコード層が埋設され、このコード層は振幅を有する複数のコード材が配列されて構成され、且つ、コード材の振幅方向がタイヤ周方向なので、タイヤ使用時にてサイドウォール部に曲げ応力が生じると、コード層が長手方向に伸びてサイドウォール部の曲げ変形に追従する。これにより、サイドウォール部が変形した場合にも、コード層がサイドウォール部を適切に補強するので、タイヤの耐カット性能が効果的に高まる利点がある。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、以下に示す実施例の構成要素には、当業者が置換可能かつ容易なもの、或いは実質的同一のものが含まれる。

図１は、この発明の実施例１にかかる空気入りタイヤを示すタイヤ子午線方向の断面図である。図２および図３は、図１に記載したコード層の配置構造を示す拡大図（図２）および側面図（図３）である。図４は、図１に記載したコード層を構成するコード材の説明図である。この空気入りタイヤ１は、乗用車用の空気入りラジアルタイヤであり、カーカス層２と、ベルト層３と、コード層４とを有する。この空気入りタイヤ１では、配置されたコード層４がサイドウォール部（およびショルダー部）を補強することにより、タイヤの耐カット性が向上する点に特徴を有する。

カーカス層２は、有機繊維材やスチール材から成るトロイド形状を有し、タイヤ両端のビード部に架け渡されてタイヤの骨格を構成する。ベルト層３は、有機繊維材やスチール材から成り、カーカス層２に対してタイヤ径方向外側に配置される。ベルト層３は、トレッド部の下部にてタイヤ幅方向の略全面に渡って配置され、その両側端部がタイヤ両側のショルダー部に至る。また、この空気入りタイヤ１では、ベルト層３が二層構造を有し、二層のベルト材３１、３２を積層して構成される。

コード層４は、カーカス層２に対してタイヤ径方向外側に位置し、タイヤ内部に埋設されて設置される。また、コード層４は、タイヤ子午線方向の断面視にて、トレッド部のタイヤ幅方向端部（もしくはショルダー部）からサイドウォール部に渡って配置され（図１参照）、タイヤ両側面に対してそれぞれ設置される。また、コード層４は、その上端部（トレッド部側の端部）が、ショルダー部側からの平面視にてベルト層３に対して重なるように配置される（図２参照）。一方、コード層４は、その下端部（ビード部側の端部）が、タイヤ最大幅部ｄよりもビード部側に延在するように配置される。

また、コード層４は、複数のコード材４１により構成される。コード材４１は、有機繊維材または無機繊維材から成り、略１０度の角度にて略Ｓ字状に振幅（湾曲）した線状構造を有する（図４および図５参照）。コード層４は、複数のコード材４１がタイヤ周方向に配列されて構成される。このとき、コード材４１は、その長手方向がラジアル方向（タイヤ径方向）に向くように配列され、また、その振幅方向がタイヤ周方向に向くように平面的に並べて配列される（図４参照）。これにより、タイヤの耐カット性能が効率的に向上する利点がある。また、コード材４１は、その長手方向が、タイヤ周方向に対して略垂直となるように配置される。具体的には、コード材４１は、長手方向がタイヤ周方向に対して略８０度〜略１００度の範囲となるように配置される。

この空気入りタイヤ１では、埋設されたコード層４がサイドウォール部（およびショルダー部。以下同じ。）を補強するので、タイヤの耐カット性能が高まる。特に、コード層４は、タイヤ使用時にてサイドウォール部に曲げ応力が生じると、長手方向に伸びてサイドウォール部の曲げ変形に追従する。言い換えると、コード層４は、そのコード材４１の湾曲を伸ばすことによりタイヤ径方向の幅を拡張して、サイドウォール部と共に変形する。また、サイドウォール部がタイヤ径方向に引張荷重や圧縮荷重を受ける場合にも、コード層４は、その湾曲による余剰分にて伸縮し、サイドウォール部の変形に追従する。これにより、サイドウォール部が変形した場合にも、コード層４がサイドウォール部を適切に補強するので、タイヤの耐カット性能が効果的に高まる利点がある。なお、ここにいうコード材４１の伸縮とは、コード材４１の湾曲量が増減することにより、コード材４１が長手方向の寸法を変化させることをいい、引張応力もしくは圧縮応力によりコード材４１自身が伸び縮みすることを意味するものではない。

また、この空気入りタイヤ１では、埋設されたコード層４が繊維材から成ると共に軽量であるので、カーカス層の枚数増加や巻き上げ高さ増加により構成された従来の空気入りタイヤと比較して、軽量である。これにより、タイヤの質量増加が抑制されるので、タイヤの燃費性能が向上する利点がある。特に、この空気入りタイヤ１では、上記構成によりコード層４が伸縮可能なので、タイヤ剛性の増加、特に、サイドウォール部における剛性の増加が抑制される。これにより、かかる従来の空気入りタイヤと比較して、タイヤの乗り心地性能が向上する利点がある。

また、この空気入りタイヤによれば、コード層４がサイドウォール部に埋設されているので、サイドウォール部がカット破損したときに、コード層４を構成するコード材４１の端部がタイヤ表面に露出する。これにより、ドライバー等がタイヤ破損の異常に気付き易いという利点がある。

特に、この空気入りタイヤ１では、コード層４を構成するコード材４１の振幅方向が、タイヤ周方向に向くように構成される（図３参照）。かかる構成では、コード材がタイヤ子午線の断面において湾曲する従来の空気入りタイヤ（特許文献１参照）と比較して、製造が容易となる利点がある。

また、この空気入りタイヤ１では、コード材４１の長手方向が、タイヤ周方向に対して略垂直となるように構成される（図３参照）。かかる構成では、コード材４１の長手方向がサイドウォール部の変形方向に沿うので、コード材４１がサイドウォール部の変形に応じて伸縮し易い。この空気入りタイヤ１では、コード材４１がタイヤ周方向に対して斜めに配置される従来の空気入りタイヤ（特許文献２参照）と比較して、コード層４の埋設によるタイヤの剛性増加が抑制されるので、タイヤの乗り心地性能が向上する利点がある。また、サイドウォール部の変形時におけるコード材４１とゴム層との擦れが抑制されるので、タイヤの耐久性能が向上する利点がある。

なお、この空気入りタイヤ１では、コード層４のコード材４１が、略１０度の角度にて略Ｓ字状に湾曲した線状構造を有する（図４参照）が、これは、サイドウォール部の変形時にて、コード材４１が必定十分な伸縮量にて長手方向に滑らかに伸縮できる点で好ましい。しかし、コード材４１の湾曲角度および湾曲形状は、この実施例１に限定さず、当業者自明の範囲内にて、適宜選択可能である。

また、この空気入りタイヤ１では、コード層４の上端部が、ショルダー部側からの平面視にてベルト層３に対して重なるように配置される（図１および図２参照）。ここで、カーカス層２とベルト層３との間のゴム材は、サイドウォール部の変形時にて変形しない。したがって、かかる構成では、コード層４が、カーカス層２とベルト層３とによりタイヤ内部にて安定的に固定されるので、タイヤの耐久性能が向上する利点がある。また、この空気入りタイヤ１では、コード層４とベルト層３との重なり量（ラップ長さ）が、少なくとも１［ｍｍ］以上であることが好ましく、３［ｍｍ］以上であることがより好ましい。これにより、コード層４がタイヤ内部にてより安定的に配置される利点がある。

また、この空気入りタイヤ１では、コード層４の下端部が、タイヤ子午線方向の断面視にて、タイヤ最大幅部ｄよりもビード部側に延在するように配置される（図１参照）。かかる構成は、サイドウォール部のうちカットが生じ易い部分が効果的に補強されるので、タイヤの耐カット性能が効果的に向上する点で好ましい。しかし、これに限らず、コード層４は、タイヤ子午線方向の断面視にて、少なくとも、サイドウォール部のうちカット破損が生じ易い部分を覆って配置されればよい。これにより、タイヤの耐カット性能が向上する利点がある。なお、タイヤ最大幅部ｄとは、タイヤが規定リムフランジにリム組みされると共にタイヤに規定内圧のインフレートを行い、無負荷の状態において、タイヤ子午線方向の断面視にてタイヤ幅方向の最大幅となる部分をいうものとする。

［縁石乗り越し試験］
図５は、この発明にかかる空気入りタイヤの縁石乗り越し試験の結果を示す表である。この縁石乗り越し試験では、タイヤサイズが２１５／４５Ｒ１７ ８７Ｗであり、タイヤ空気圧が１２０［ｋＰａ］である空気入りタイヤを使用し、この空気入りタイヤを排気量２０００［ｃｃ］の評価車両用の乗用車に装着して試験を行った。この縁石乗り越し試験では、タイヤが縁石を乗り越したときにサイドウォール部にカット破損が生じる速度をカット発生速度［ｋｍ／ｈ］として測定した。また、表中におけるタイヤ質量は、比較例１の空気入りタイヤを基準とした指数で示され、数値が高いほどタイヤの重量が軽く、好ましい。なお、この縁石乗り越し試験において、タイヤが縁石に進入する角度は３０［度］であり、縁石の高さは１１０［ｍｍ］である。

この縁石乗り越し試験において、比較例１、２の空気入りタイヤは、コード層４が設けられていない。また、比較例１の空気入りタイヤは、カーカス層が単層構造を有し、試験対象である他の空気入りタイヤと比較して、その重量が最も軽い。また、比較例２の空気入りタイヤは、カーカス層が二層構造を有し、その重量が比較例１のタイヤよりも重い。比較例１、２の空気入りタイヤを比較すると、カット発生速度から見た耐カット性能では、比較例２の方が二層のカーカス層を有する分だけ比較例１よりも優れた特性を有する。一方、タイヤ質量では、比較例１の方が大幅に軽量化されており好ましい。また、比較例３の空気入りタイヤは、コード層４が設けられているが、このコード層４のコード材４１が、タイヤ周方向にほぼ平行な線状構造を有する。

次に、発明例１の空気入りタイヤ１は、実施例１の空気入りタイヤ１であり、埋設されたコード層４の幅寸法（コード材４１の長さ寸法）が３０［ｍｍ］である。コード材４１は、ポリエステル製の１１００Ｔ／２材料から成り、埋設エンド数が２５Ｅ（周方向長さ５０ｍｍあたりの埋設数が２５本）である。

この発明例１の空気入りタイヤ１は、カット発生速度が比較例２により近く、且つ、タイヤ質量が比較例１に極めて近い。このように、発明例１の空気入りタイヤ１は、タイヤ質量が従来通りであり、且つ、そのカット性能が向上していることが分かる。また、比較例３の空気入りタイヤに対しては、カット発生速度及びタイヤ質量がほぼ同等である。

［荷重耐久試験］
図６は、この発明にかかる空気入りタイヤの荷重耐久試験の結果を示す表である。この荷重耐久試験では、タイヤサイズが２１５／４５Ｒ１７ ８７Ｗであり、タイヤ空気圧が２４０［ｋＰａ］である空気入りタイヤを使用し、この空気入りタイヤを排気量２０００［ｃｃ］の評価車両用の乗用車に装着して試験を行った。この荷重耐久試験では、タイヤに付加される荷重が４．７０［ｋＮ］からスタートし、２時間毎に０．７［ｋＮ］ずつ増加する。そして、評価車両を速度８１［ｋｍ／ｈ］にて走行させて、タイヤにカット破損が生じた走行距離［ｋｍ］を測定した。

この荷重耐久試験において、比較例４〜６の空気入りタイヤでは、コード層４の上側端部がベルト層３とカーカス層２との間に挿入されていない。また、比較例４、５の空気入りタイヤでは、コード層４の上側端部がベルト層３の端部に対してそれぞれ１０［ｍｍ］（比較例４）および２５［ｍｍ］（比較例５）離れている。また、比較例６の空気入りタイヤでは、カーカス層が二層構造を有する。また、比較例７の空気入りタイヤでは、コード層４が設けられているが、このコード層４のコード材４１が、タイヤ周方向に略平行な線状構造を有する。

次に、発明例２の空気入りタイヤ１は、実施例１の空気入りタイヤ１であり、埋設されたコード層４の幅寸法（コード材４１の長さ寸法）が３０［ｍｍ］である。コード材４１は、ポリエステル製の１１００Ｔ／２材料から成り、埋設エンド数が２５Ｅ（周方向長さ５０ｍｍあたりの埋設数が２５本）である。また、コード層４の上端部が、ショルダー部側からの平面視にてベルト層３に対して３［ｍｍ］の幅で重なっている。

この発明例２の空気入りタイヤ１では、比較例４、５と比較して試験における走行距離が著しく長く、耐カット性能およびタイヤ耐久性が優れていることが分かる。一方、比較例６と比較すると、試験における走行距離が若干短いが、これとほぼ同等な機能が維持されていることが分かる。また、比較例７に対しては、ほぼ同等な機能が維持されていることが分かる。

［乗り心地官能試験］
図７は、この発明にかかる空気入りタイヤの乗り心地官能試験の結果を示す表である。この乗り心地官能試験では、タイヤサイズが２１５／４５Ｒ１７ ８７Ｗであり、タイヤ空気圧が２４０［ｋＰａ］である空気入りタイヤを使用し、この空気入りタイヤを排気量２０００［ｃｃ］の評価車両用の乗用車に装着して試験を行った。また、乗り心地官能評価は、比較例８の空気入りタイヤを基準（１００）として、指数表示により示されている。

この乗り心地官能試験において、比較例８の空気入りタイヤは、コード層４が設けられておらず、また、カーカス層が二層構造を有する。比較例９の空気入りタイヤでは、直線状のコード材から成るコード層が、サイドウォール部に埋設されている。

次に、発明例３の空気入りタイヤ１は、実施例１の空気入りタイヤ１であり、埋設されたコード層４の幅寸法（コード材４１の長さ寸法）が３０［ｍｍ］である。コード材４１は、ポリエステル製の１１００Ｔ／２材料から成り、埋設エンド数が２５Ｅ（周方向長さ５０ｍｍあたりの埋設数が２５本）である。

この発明例３の空気入りタイヤ１では、コード層４を有しないもの（比較例８）と同等の評価指数を得ており、また、コード層のコード材が直線状のもの（比較例９）よりも極めて優れた評価指数を得ている。

以上のように、本発明にかかる空気入りタイヤは、サイドウォール部の耐カット性能を効果的に高め得る点で有用である。

この発明の実施例１にかかる空気入りタイヤを示すタイヤ子午線方向の断面図である。 図１に記載したコード層の配置構造を示す拡大図である。 図１に記載したコード層の配置構造を示す側面図である。 図１に記載したコード層を構成するコード材の説明図である。 この発明にかかる空気入りタイヤの縁石乗り上げ試験の結果を示す図表である。 この発明にかかる空気入りタイヤの荷重耐久試験の結果を示す図表である。 この発明にかかる空気入りタイヤの乗り心地官能試験の結果を示す図表である。

符号の説明

１ タイヤ
２ カーカス層
３ ベルト層
４ コード層
３１、３２ ベルト材
４１ コード材
ｄ タイヤ最大幅部

Claims (4)

1. 一対のビード部間に架け渡されたカーカス層と、前記カーカス層のタイヤ外周側であってトレッド部の下部に配置されたベルト層とを有する空気入りタイヤにおいて、
   サイドウォール部に埋設されたコード層を有し、且つ、前記コード層は、振幅を有する複数のコード材がその振幅方向をタイヤ周方向に向けて配列されて成ることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記コード材が、長手方向をタイヤ周方向に対して略垂直に向けて配置される請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記コード層は、トレッド部側に位置する端部が、平面視にて前記ベルト層に対して重なるように配置される請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記コード層は、ビード部側に位置する端部が、タイヤ子午線方向の断面視にて、タイヤ最大幅部よりもビード部側に延在するように配置される請求項１〜３のいずれか一つに記載の空気入りタイヤ。

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