JP4967339B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、踏面剛性とサイド剛性を適正化した空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、踏面剛性を必要以上に上げずにサイド剛性を増大することで操縦安定性を向上し、更には蓄熱による耐久性の低下を抑えることを可能にした空気入りタイヤに関する。

スポーツ競技等の過酷な走行環境で使用される空気入りタイヤにおいて、車両の高出力化やキャップコンパウンドのハイグリップ化に鑑みて、サイド剛性を高めることが要求されている。

このような要求に鑑みて、空気入りタイヤにおいて、複数層のカーカス層を積層し、これらカーカス層のタイヤ周方向に対するコード角度を９０°より小さくし、かつ層間でコードを互いに交差させるようにした所謂ハーフラジアル構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、サイド剛性を高める手段として、サイドウォール部に補強コードを含む補強層を追加したり（例えば、特許文献２参照）、ビードフィラーを大型化することも行われている（例えば、特許文献３参照）。

しかしながら、ハーフラジアル構造を採用した場合、サイド剛性のみならず踏面剛性も上がってしまうため接地性が悪くなり、その結果的として、操縦安定性が悪くなるという問題がある。一方、サイドウォール部に補強コードを含む補強層を追加したり、ビードフィラーを大型化した場合、バネ下質量の増加により操縦安定性が低下し、更には補強層の追加やビードフィラーのボリュームアップに伴って放熱性が低下し、蓄熱により耐久性の低下を招くという問題がある。
特開平１−３２１９３９号公報 特開平８−３２４２１３号公報 特開平２０００−３１３２０５号公報

本発明の目的は、踏面剛性を必要以上に上げずにサイド剛性を増大することで操縦安定性を向上し、更には蓄熱による耐久性の低下を抑えることを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、トレッド部からサイドウォール部を通ってビード部のビードコアで折り返された少なくとも１層のカーカス層と、前記トレッド部におけるカーカス層の外周側に埋設されたベルト層とを有する空気入りタイヤにおいて、前記カーカス層のカーカスコードを、前記ベルト層の下方に位置するベルト下部分ではラジアル方向に配列し、前記ベルト層の端部付近からビードコアまでのサイド部分及びビードコアで折り返されたターンナップ部分ではラジアル方向に対して傾斜する方向に配列すると共に、前記サイドウォール部の表面にラジアル方向に対して傾斜しながら延長する複数本の帯状の突起部を設け、該突起部の間隔を３ｍｍ以上１５ｍｍ以下とし、タイヤ最大幅位置付近の部位において前記突起部の間隔を部分的に狭くしたことを特徴とするものである。

本発明では、カーカス層のカーカスコードを、ベルト下部分ではラジアル方向に配列し、サイド部分及びターンナップ部分ではラジアル方向に対して傾斜する方向に配列する。即ち、ベルト下部分では所謂ラジアル構造を採用し、サイド部分及びターンナップ部分では所謂ハーフラジアル構造を採用する。これにより、踏面剛性を必要以上に上げずにサイド剛性を増大することができる。また、サイドウォール部の表面（内面又は外面もしくは両面）に、ラジアル方向に対して傾斜しながら延長する複数本の帯状の突起部を設けることにより、サイド剛性を更に高めることが可能になる。その結果、カーカス層による踏面剛性及びサイド剛性の適正化と突起部による補強効果とが相まって操縦安定性を向上することができる。

また、サイドウォール部に補強コードを含む補強層を追加したり、ビードフィラーを大型化する場合とは異なって、バネ下質量の増加による操縦安定性の低下を回避すると共に、蓄熱による耐久性の低下を抑えることができる。なお、高い操縦安定性が要求されないタイヤについては、サイドウォール部に埋設される補強層の除去や小型化、或いは、ビードフィラーの小型化（ボリュームダウン）が可能となり、主として軽量化や耐久性の改善効果を得ることができる。

本発明において、サイド剛性を確保するために、 突起部を最も近いカーカス層のコード傾斜方向とは反対方向に傾斜するように配列することが好ましく、格子状に配列しても良い。いずれの場合も、突起部のタイヤ周方向に対する傾斜角度をタイヤ最大幅位置で４５°〜８５°とし、カーカス層のタイヤ周方向に対するコード角度をサイド部分及び前記ターンナップ部分で５０°〜８６°とすることが好ましい。また、突起部の幅は２ｍｍ以上１０ｍｍ以下とし、突起部の高さは２ｍｍ以上８ｍｍ以下とすることが好ましい。突起部の幅は、要求される剛性に応じて部分的に変化させても良い。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示すものである。図１において、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。左右一対のビード部３，３間には２層のカーカス層４Ａ，４Ｂが装架され、これらカーカス層４Ａ，４Ｂの端部がビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。内側に位置するカーカス層４Ａ及び外側に位置するカーカス層４Ｂはそれぞれ引き揃えられた複数本のカーカスコードＣを含んでいる。トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には、２層のベルト層６Ａ，６Ｂがタイヤ全周にわたって配置されている。これらベルト層６Ａ，６Ｂは、タイヤ周方向に対して傾斜する補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。更に、ベルト層６Ａ，６Ｂの外周側にはベルトカバー層７が配置されている。

図２は図１の空気入りタイヤのケーシング構造を示すものである。図２に示すように、カーカス層４Ａ，４ＢのカーカスコードＣは、ベルト層６Ａ，６Ｂの下方に位置するベルト下部分Ｃ１ではラジアル方向（タイヤ周方向と直交する方向）に配列し、ベルト層６Ａ，６Ｂの端部付近からビードコア５までのサイド部分Ｃ２及びビードコア５で折り返されたターンナップ部分Ｃ３ではラジアル方向に対して傾斜する方向に配列している。カーカス層４Ａ，４Ｂのトレッド幅方向中央位置で測定されるタイヤ周方向に対するコード角度θ１は実質的に９０°である。また、カーカス層４Ａ，４Ｂのサイド部分Ｃ２でのタイヤ周方向に対するコード角度θ２及びカーカス層４Ａ，４Ｂのターンナップ部分Ｃ３でのタイヤ周方向に対するコード角度θ３はいずれも９０°より小さく、より好ましくは、５０°〜８６°の範囲に設定されている。

一方、図１において、トレッド部１とビード部３との間に延在するサイドウォール部２の外面には、ラジアル方向に対して傾斜しながら延長する複数本の帯状の突起部１１が形成されている。より具体的には、突起部１１はタイヤ最大幅位置付近からビード部３にかけて最も近いカーカス層４Ａ（ターンナップ部分）のコード傾斜方向とは反対方向に傾斜している。これにより、突起部１１とそれに隣接するカーカス層４ＡのカーカスコードＣとが互いに交差して良好な補強構造を形成する。

なお、突起部１１はベルト層４Ａ，４Ｂの端部付近からビード部３にかけて形成することも可能である。突起部１１は上述の如く一方向に傾斜していれば十分であるが、他方向への傾斜を組み合わせて格子状（編目状）に配列しても良い。この場合、周剛性を確保のためにサイドウォール部２に挿入される補強コードを含む補強層の除去又は削減が可能になり、また同様の目的で大型化されていたビードフィラーの小型化が可能になる。

上記空気入りタイヤでは、ベルト下部分Ｃ１ではラジアル構造を採用する一方で、サイド部分Ｃ２及びターンナップ部分Ｃ３ではハーフラジアル構造を採用している。このようにベルト下部分Ｃ１においてラジアル構造を採用することにより、踏面剛性の上がり過ぎを抑え、路面との接地性、特に低負荷条件での接地性の悪化を抑えることができる。また、サイド部分Ｃ２及びターンナップ部分Ｃ３においてハーフラジアル構造を採用し、更にサイドウォール部２の表面にラジアル方向に傾斜しながら延長する複数本の帯状の突起部１１を設けることにより、サイド剛性を高めて操縦安定性を向上することができる。しかも、サイドウォール部２に補強層を追加したり、ビードフィラーを大型化する場合とは異なって、バネ下質量の増加による操縦安定性の低下を回避すると共に、蓄熱による耐久性の低下を抑えることができる。

ここで、突起部１１のタイヤ周方向に対する角度は、タイヤ最大幅位置で４５°〜８５°にすると良い。この角度が上記範囲から外れるとカーカスコードＣとの交差による補強効果が不十分になる。突起部１１のタイヤ周方向に対する角度を５０°〜７０°とした場合、より好ましい効果が得られる。

一方、カーカス層４Ａ，４Ｂのタイヤ周方向に対するコード角度θ２，θ３は５０°〜８６°にすると良い。これらコード角度θ２，θ３が５０°を下回ると耐久性が低下し、逆に８６°を超えると交差による補強効果が不十分になる。カーカス層４Ａ，４Ｂのタイヤ周方向に対するコード角度θ２，θ３を７０°〜８２°とした場合、より好ましい効果が得られる。

突起部１１の幅は２ｍｍ以上１０ｍｍ以下にすると良い。突起部１１の幅が２ｍｍ未満であるとタイヤ周方向の剛性を高める効果が不十分になり、逆に１０ｍｍを超えるとタイヤ質量の増加要因となる。好ましい幅は、４ｍｍ〜７ｍｍである。また、突起部１１の幅は、要求される剛性に応じて部分的に変化させても良い。例えば、最も大きな力が掛かるタイヤ最大幅位置付近の部位において突起部１１の幅を部分的に広くすることで剛性のバランスを適正化しても良い。但し、最小幅に対する最大幅の比は２．０以下にすることが望ましい。

突起部１１の間隔は３ｍｍ以上１５ｍｍ以下にする。突起部１１の間隔が３ｍｍ未満であるとサイドウォール部２の変形が大きい場合に隣り合う突起部１１が互いに干渉して急激な剛性変化（急激な挙動変化）を生じる恐れがあり、逆に１５ｍｍを超えるとタイヤ周方向の剛性を高める効果が不十分になる。好ましい間隔は、５ｍｍ〜８ｍｍである。また、突起部１１の間隔は、要求される剛性に応じて部分的に変化させる。即ち、最も大きな力が掛かるタイヤ最大幅位置付近の部位において、突起部１１の間隔を部分的に狭くする。これにより剛性のバランスを適正化することが出来る。

突起部１１の高さは２ｍｍ以上８ｍｍ以下にすると良い。突起部１１の高さが２ｍｍ未満であるとタイヤ周方向の剛性を高める効果が不十分になり、逆に８ｍｍを超えてもそれ以上の効果が得られず単に重量増加を招くだけである。好ましい高さは、４ｍｍ〜６ｍｍである。

図３は本発明の他の実施形態からなる空気入りタイヤのケーシング構造を示すものである。前述した図１及び図２の実施形態においては、各カーカス層４Ａ，４ＢのカーカスコードＣの傾斜方向がタイヤ赤道ＣＬの両側で同じになっているが、図３の実施形態では、各カーカス層４Ａ，４ＢのカーカスコードＣの傾斜方向がタイヤ赤道ＣＬの両側で逆向きになっている。このような場合でも、上記と同様の作用効果を得ることができる。

図４は本発明の更に他の実施形態からなる空気入りタイヤを示すものである。前述した図１及び図２の実施形態においては、突起部１１をサイドウォール部２の外面に形成しているが、図４の実施形態では、突起部１１をサイドウォール部２の外面及び内面に形成している。このような場合でも、上記と同様の作用効果を得ることができる。突起部１１はサイドウォール部２の外面又は内面もしくは両面に形成することができるが、外面よりも内面に配置した方が補強効果が高く、両面に配置すると更に高い補強効果が得られる。

上述した実施形態では、サイドウォール部に補強コードを含む補強層を埋設しない場合について説明したが、本発明では必要に応じてサイドウォール部に補強コードを含む補強層を埋設することも可能である。サイドウォール部に補強層を埋設する場合であって、ビード部付近の剛性を増大させたい場合、サイドウォール部の表面に設ける突起部と補強層のコードとを互いに交差するように配置すると良い。また、補強層のタイヤ径方向外側の上端部からショルダー部にかけての剛性を増大させたい場合は、サイドウォール部の表面に設ける突起部とカーカス層のカーカスコードとを互いに交差するように配置することが望ましい。

また、上述した実施形態では、２層のカーカス層を備えた空気入りタイヤについて説明したが、本発明は少なくとも１層のカーカス層を備えた空気入りタイヤに適用することが可能である。複数層のカーカス層を設ける場合、カーカスコードを層間で互いに交差させるように配置することが望ましい。

タイヤサイズ２３５／４５Ｒ１７ ９３Ｗの空気入りタイヤにおいて、ケーシング構造及びサイドウォール部の表面形状を種々異ならせた従来例１，２及び実施例１〜３のタイヤをそれぞれ作製した。

従来例１のタイヤは、２層のカーカス層と２層のベルト層を備え、カーカス層のカーカスコードをラジアル方向に対して傾斜する方向に配列し、かつビードフィラーに沿って１層の補強層（８）を埋設すると共に、サイドウォール部の表面を実質的に平滑面としたものである（図５参照）。従来例２のタイヤは、ビードフィラーに沿って２層の補強層を埋設したこと以外は、従来例１と同じ構造を有するものである。実施例１のタイヤは、２層のカーカス層と２層のベルト層を備え、カーカス層のカーカスコードを、ベルト下部分ではラジアル方向に配列し、サイド部分及びターンナップ部分ではラジアル方向に対して傾斜する方向に配列すると共に、サイドウォール部の表面にラジアル方向に対して傾斜しながら延長する複数本の帯状の突起部を設け、そのタイヤ周方向に対する角度を５０°に設定したものである。実施例２のタイヤは、帯状の突起部のタイヤ周方向に対する角度を６５°としたこと以外は、実施例１と同じ構造を有するものである。実施例３のタイヤは、帯状の突起部のタイヤ周方向に対する角度を８０°とし、ビードフィラーに沿って１層の補強層を埋設したこと以外は、実施例１と同じ構造を有するものである。突起部の幅は６ｍｍとし、突起部の間隔は９ｍｍとし、突起部の高さは５ｍｍとした。また、補強層のタイヤ周方向に対するコード角度は２０°とした。

これら試験タイヤについて、下記試験方法により、タイヤ質量、耐久性、操縦安定性、走行タイム、周剛性を評価し、その結果を表１に示した。

タイヤ質量：
試験タイヤの質量を計測した。評価結果は、従来例１を１００とする指数にて示した。この指数値が小さいほど軽いことを意味する。

耐久性：
試験タイヤをリムサイズ１７×９ＪＪのホイールに組付け、空気圧を２２０ｋＰａとし、ドラム試験機を用いてＪＩＳ Ｄ４２３０に規定される耐久性試験を実施した後、引き続き４時間毎に荷重を１０％ずつ増加させながら試験を継続し、タイヤが故障するまでの走行距離を計測した。評価結果は、従来例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど耐久性が優れていることを意味する。

操縦安定性：
試験タイヤをリムサイズ１７×９ＪＪのホイールに組付け、排気量２０００ｃｃクラスの過給器付き原動機を搭載した四輪駆動車に装着し、ウォームアップ後の空気圧を２２０ｋＰａとし、テストコースにおいてテストドライバーによる官能評価を実施した。評価結果は、従来例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど操縦安定性が優れていることを意味する。

走行タイム：
試験タイヤをリムサイズ１７×９ＪＪのホイールに組付け、排気量２０００ｃｃクラスの過給器付き原動機を搭載した四輪駆動車に装着し、ウォームアップ後の空気圧を２２０ｋＰａとし、サーキットにおいてテストドライバーによる区間走行を実施し、その区間走行に要する時間を計測した。評価結果は、計測値の逆数を用い、従来例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど走行時間が短く、走行性能が優れていることを意味する。

周剛性：
サイド剛性試験機を用い、リムサイズ１７×９ＪＪ、空気圧２２０ｋＰａの条件にてタイヤ周方向の剛性を計測した。評価結果は、従来例１を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど周剛性が高いことを意味する。

この表１に示すように、実施例１〜３のタイヤは、従来例１，２との対比において、タイヤ質量、耐久性、操縦安定性、走行タイム、周剛性の評価結果が良好であった。

次に、タイヤサイズ２３５／４５Ｒ１７ ９３Ｗの空気入りタイヤにおいて、ケーシング構造を一定にしながらサイドウォール部の表面形状を種々異ならせた実施例４〜８のタイヤをそれぞれ作製した。実施例４〜８のタイヤは、実施例２において、突起部の幅、突起部の間隔、突起部の高さを種々異ならせたものである。

これら試験タイヤについて、前述の試験方法により、周剛性を評価し、その結果を表２に示した。周剛性の評価結果は、従来例１を１００とする指数にて示した。

この表２に示すように、実施例４〜８のタイヤは、従来例１との対比において、周剛性の評価結果が良好であった。

次に、タイヤサイズ２３５／４５Ｒ１７ ９３Ｗの空気入りタイヤにおいて、ケーシング構造を一定にしながらサイドウォール部の表面形状を種々異ならせた実施例９〜１１のタイヤをそれぞれ作製した。実施例９〜１１のタイヤは、実施例１と同じケーシング構造を有し、突起部の配置面を種々異ならせたものである。

これら試験タイヤについて、前述の試験方法により、周剛性を評価し、その結果を表３に示した。周剛性の評価結果は、従来例１を１００とする指数にて示した。

この表３に示すように、実施例９〜１１のタイヤは、従来例１との対比において、周剛性の評価結果が良好であった。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを一部切り欠いて示す斜視断面図である。 図１の空気入りタイヤのケーシング構造を示す展開図である。 本発明の他の実施形態からなる空気入りタイヤのケーシング構造を示す展開図である。 本発明の更に他の実施形態からなる空気入りタイヤを一部切り欠いて示す斜視断面図である。 従来の空気入りタイヤのケーシング構造を示す展開図である。

符号の説明

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４Ａ，４Ｂ カーカス層
５ ビードコア
６Ａ，６Ｂ ベルト層
７ ベルトカバー層
１１ 突起部
Ｃ カーカスコード
Ｃ１ ベルト下部分
Ｃ２ サイド部分
Ｃ３ ターンナップ部分

Claims (6)

1. トレッド部からサイドウォール部を通ってビード部のビードコアで折り返された少なくとも１層のカーカス層と、前記トレッド部におけるカーカス層の外周側に埋設されたベルト層とを有する空気入りタイヤにおいて、前記カーカス層のカーカスコードを、前記ベルト層の下方に位置するベルト下部分ではラジアル方向に配列し、前記ベルト層の端部付近からビードコアまでのサイド部分及びビードコアで折り返されたターンナップ部分ではラジアル方向に対して傾斜する方向に配列すると共に、前記サイドウォール部の表面にラジアル方向に対して傾斜しながら延長する複数本の帯状の突起部を設け、該突起部の間隔を３ｍｍ以上１５ｍｍ以下とし、タイヤ最大幅位置付近の部位において前記突起部の間隔を部分的に狭くした空気入りタイヤ。
2. 前記突起部を最も近いカーカス層のコード傾斜方向とは反対方向に傾斜するように配列した請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記突起部を格子状に配列した請求項１に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記突起部のタイヤ周方向に対する傾斜角度をタイヤ最大幅位置で４５°〜８５°とし、前記カーカス層のタイヤ周方向に対するコード角度を前記サイド部分及び前記ターンナップ部分で５０°〜８６°とした請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記突起部の幅を２ｍｍ以上１０ｍｍ以下とし、前記突起部の高さを２ｍｍ以上８ｍｍ以下とした請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 前記突起部の幅を部分的に変化させた請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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