JP5416750B2

JP5416750B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP5416750B2
Application number: JP2011235278A
Authority: JP
Inventors: 圭介橋本
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2011-10-26
Filing date: 2011-10-26
Publication date: 2014-02-12
Anticipated expiration: 2031-10-26
Also published as: CN103072432A; JP2013091444A; CN103072432B

Description

本発明は、トレッドゴムの偏摩耗を抑制した空気入りタイヤに関する。

近年、車両の高性能化に伴い、空気入りタイヤについて、さらなる高速耐久性が求められている。このため、トレッド部に、ラジアル構造のカーカスをタガ締めするベルト層を設け、トレッド部の剛性及び耐久性を高めることにより、高性能化の要求に応えたタイヤが提供されている。しかし、このようなラジアルタイヤは、高速走行時、ベルト層のタイヤ軸方向の両端が浮き上がるリフティングが生じ、トレッドセパレーションが生じ易いという問題があった。

上記のような問題に対し、ベルト層のタイヤ軸方向の外端部に、ショルダーバンド層を設け、ベルト層のリフティングを抑制した空気入りタイヤが提案されている。（例えば、下記特許文献１）。

特開２００９−２４１７２０号公報

しかしながら、上述のような空気入りタイヤでは、ベルト層の端部がショルダーバンド層により過度に締め付けられるため、タイヤの内圧充填及び走行時の遠心力により、クラウン陸部の膨出がショルダー陸部の膨出と比較して、相対的に大きくなる。このため、図４に示されるように、接地面の形状において、ショルダー陸部Ａのタイヤ周方向の接地最大長さａが、タイヤ赤道Ｃにおけるタイヤ周方向の接地長さｂに比して小さくなり、クラウン陸部とショルダー陸部との接地圧が不均一となり、例えばショルダー陸部に偏摩耗が生じるという問題があった。

本発明は、以上のような問題点に鑑み案出されたもので、ベルト層のタイヤ軸方向の両端部に配されたショルダーバンド層を設けるとともに、ショルダー陸部の外表面のプロファイルを、クラウン陸部のプロファイルよりもタイヤ軸方向外側にせり出させることを基本として、ショルダー陸部の偏摩耗を抑制しうる空気入りタイヤを提供することを主たる目的としている。

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に至るカーカスと、このカーカスのタイヤ半径方向外側に配されかつベルトコードをタイヤ赤道に対して１５〜４５゜の角度で傾けられたベルトプライからなるベルト層と、前記ベルト層のタイヤ半径方向外側に配されしかもタイヤ周方向に対して５゜以下の角度でバンドコードを配列したバンドプライを含むバンド層とを具えた空気入りタイヤであって、前記バンド層は、前記ベルト層のタイヤ軸方向の両端部に配された一対のショルダーバンド層と、前記一対のショルダーバンド層間に配されたセンターバンド層とを含み、正規リムにリム組みしかつ正規内圧が充填された無負荷である正規状態でのタイヤ回転軸を含む子午線断面において、前記トレッド部に配されたトレッドゴムは、前記ショルダーバンド層のタイヤ半径方向外側に位置する一対のショルダー陸部と、このショルダー陸部の間のクラウン陸部とを含み、前記ショルダー陸部の外表面のプロファイルは、前記クラウン陸部の外表面のプロファイルをタイヤ軸方向外側に仮想延長した延長プロファイルよりも０．５〜１．５mmタイヤ半径方向外方にあり、前記トレッド部には、最もトレッド端側をタイヤ周方向に連続してのびる一対のショルダー主溝が設けられ、前記ショルダーバンド層と前記センターバンド層とは、互いに重複する重なり部を有し、この重なり部が前記ショルダー主溝のタイヤ半径方向内方の領域内に設けられていることを特徴とする。

また、請求項２の発明は、前記ショルダー陸部は、前記トレッド端と前記ショルダー主溝との間に形成され、かつ、前記クラウン陸部は、前記ショルダー主溝の間に形成される請求項１記載の空気入りタイヤである。

また、請求項３の発明は、前記ショルダーバンド層は、前記ベルト層のタイヤ半径方向外側に配された外側バンドプライと、前記ベルト層のタイヤ半径方向内側に配された内側バンドプライと、この内側バンドプライと前記外側バンドプライとを継ぐ継ぎ部とを有するフォールド構造である請求項１又は２記載の空気入りタイヤである。

また、請求項４の発明は、前記ショルダー陸部の外表面のプロファイルは、前記延長プロファイルとのタイヤ半径方向の距離が、タイヤ軸方向外側に向かって漸減する請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤである。

また、請求項５の発明は、前記正規状態のタイヤに正規荷重を負荷してキャンバー角０゜で平面に接地させた荷重負荷接地状態おいて、トレッド部のタイヤ赤道でのタイヤ周方向の接地長さＬｅと、前記ショルダー陸部のタイヤ周方向の接地最大長さＬｓとの比Ｌｅ／Ｌｓが１．１０〜１．４０である請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤである。

本発明の空気入りタイヤは、ベルト層のタイヤ半径方向外側かつタイヤ軸方向の両端部に一対のショルダーバンド層が配される。これにより、高速走行時のベルト層の両端部のリフティングが抑制され、高速耐久性が向上する。

また、トレッドゴムのショルダー陸部の外表面のプロファイルは、クラウン陸部の外表面のプロファイルをタイヤ軸方向外側に仮想延長した延長プロファイルよりも０．５〜１．５mmタイヤ半径方向外方にある。これにより、ショルダー陸部の外表面のプロファイルを、クラウン陸部のプロファイルよりも予めタイヤ半径方向外側にせり出させることができる。そして、タイヤに内圧や遠心力が作用した際による膨張時、クラウン陸部とショルダー陸部とのせり出し変形を均一化し、ひいては接地圧がトレッド部のほぼ全域で均一となる。従って、トレッドゴムのショルダー陸部の偏摩耗が抑制される。

本発明の空気入りタイヤの一実施形態を示す正規状態の断面図である。図１のトレッド部の部分拡大図である。図１の空気入りタイヤの接地面形状を示す平面図である。従来の空気入りタイヤの接地面形状を示す平面図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１は本実施形態の空気入りタイヤ１の正規状態におけるタイヤ軸を含むタイヤ子午線断面図である。

前記「正規状態」とは、タイヤが正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷の状態を意味する。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" 、ＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim" とする。さらに「正規内圧」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、各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" とするが、タイヤが乗用車用である場合には１８０ｋＰａとする。

図１に示されるように、本実施形態の空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、このカーカス６のタイヤ半径方向外側に配されたベルト層７と、前記ビードコア５からタイヤ半径方向外方に向かって先細状にのびるビードエーペックスゴム８と、前記ベルト層７のタイヤ半径方向外側かつベルト層７のタイヤ軸方向両端部に配された一対のショルダーバンド層９とを具えた乗用車用のものが示されている。

前記カーカス６は、例えば２枚のカーカスプライ６Ａ及び６Ｂからなり、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に至るトロイド状の本体部６ａと、ビードコア５の周りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部６ｂとを含む。また、前記カーカスプライ６Ａ及び６Ｂは、カーカスコードをトッピングゴムで被覆したコードプライであって、本実施形態では前記カーカスコードがタイヤ赤道Ｃに対して例えば７５〜９０゜の角度で傾けて配されている。カーカスコードには、ポリエステルコード、ナイロン、レーヨン、アラミドなどの有機繊維コードが好適であり、必要によりスチールコードを採用することができる。

前記ビードエーペックスゴム８は、硬質のゴムからなり、前記本体部６ａと折返し部６ｂとの間に配され、かつビードコア５からタイヤ半径方向外方に向かって先細状にのびる。これにより、ビード部４及びサイドウォール部３が補強される。

前記ベルト層７は、カーカス６のタイヤ半径方向外側に配されかつベルトコードをタイヤ赤道Ｃに対して１５〜４５°の角度で傾けられた少なくとも１枚、本実施形態ではタイヤ半径方向内外２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂを前記コードが互いに交差する向きに重ね合わせて構成される。前記ベルトコードは、本実施形態ではスチールコードが採用されている。これにより、トレッド部２全体が強固に補強される。

前記ショルダーバンド層９は、前記ベルト層７のタイヤ半径方向外側かつタイヤ軸方向の両端部に配されしかもタイヤ周方向に対して５゜以下の角度でバンドコードを配列したバンドプライを含む。ショルダーバンド層９により、高速走行時のベルト層７のタイヤ軸方向の端部７Ｅのリフティングが抑制され、高速耐久性が向上する。

また、前記ショルダーバンド層９は、本実施形態では、ベルト層７のタイヤ半径方向外側に配された外側バンドプライ９ａと、ベルト層７のタイヤ半径方向内側に配された内側バンドプライ９ｂと、該内側バンドプライ９ｂ及び前記外側バンドプライ９ａを継ぐ継ぎ部９ｃとを有するフォールド構造である。これにより、リフティングし易いベルト層７の端部７Ｅでの拘束力を、外側バンドプライ９ａ及び内側バンドプライ９ｂで重点的に高めることができ、ショルダー陸部１１の外径成長を均一に抑える。

また、本実施形態では、一対のショルダーバンド層９、９間かつベルト層７のタイヤ半径方向外側に、センターバンド層１０が設けられる。このセンターバンド層１０も、タイヤ周方向に対して５゜以下の角度でバンドコードを配列したバンドプライからなる。これにより、クラウン陸部１２の剛性及び耐久性がより一層向上する。

本実施形態では、ショルダーバンド層９のバンドコードには、有機繊維コードが用いられる一方、センターバンド層１０のバンドコードには、スチールコードが用いられる。これにより、タイヤ成形時、トレッド端部Ｔｅ付近でのバンドコードの歪みや波打ち等が抑制され、生産性が向上しうる。なお、本発明は、このような態様に限定されるものではなく、ショルダーバンド層９及びセンターバンド層１０両方に有機繊維コードが用いられても構わない。この場合、クラウン陸部１２からショルダー陸部１１に至るまでの剛性がより一層向上する。

また、ショルダーバンド層９とセンターバンド層１０とは、互いに重複する重なり部１０Ｅを有するが、この位置は、本実施形態のように、ショルダー主溝１３の側壁１３ｓのタイヤ半径方向内方に配されるのが望ましく、より好ましくは、ショルダー主溝１３の溝底１３ｂのタイヤ半径方向内方に設けられるのが望ましい。これにより、重なり部１０Ｅが、ショルダー陸部１１のタイヤ半径方向内方に設けられるのが防止され、セパレーションの起点となりやすい重なり部１０Ｅに作用する接地圧が減少し、セパレーションが抑制される。

また、本発明は、前記ショルダーバンド層９のタイヤ軸方向の内端９ｅと、前記センターバンド層１０のタイヤ軸方向の外端１０ｅとは、互いに接するか又は離間しても良い。これにより、ショルダーバンド層９及びセンターバンド層１０のタイヤ半径方向の外面が平坦となり、タイヤ軸方向のゴム分布が平均化され、旋回時の操縦安定性等が向上する。

トレッド部２に配されたトレッドゴム２Ｇは、前記ショルダーバンド層９のタイヤ半径方向外側に位置する一対のショルダー陸部１１と、このショルダー陸部１１の間のクラウン陸部１２とを含む。

本発明において、前記ショルダー陸部１１は、ショルダーバンド層９のタイヤ軸方向の内端９ｅを通ってタイヤ半径方向外方にのびるタイヤ半径方向線Ｌ１と、トレッド端Ｔｅとの間の陸部を意味する。また、前記クラウン陸部１２は、前記タイヤ半径方向線Ｌ１、Ｌ１間に設けられた陸部を意味する。

さらに、前記トレッド端Ｔｅとは、前記正規状態のタイヤに、正規荷重を付加しかつキャンバー角０度で平面に接地させたときのタイヤ軸方向の最外側の接地端を意味する。さらに、前記「正規荷重」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、各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"とする。

前記トレッド部２に配されたトレッドゴム２Ｇには、本実施形態では、最もトレッド端Ｔｅ側をタイヤ周方向に連続してのびる一対のショルダー主溝１３が設けられる。これにより、ウェット走行時、クラウン陸部１２と路面との間に発生した水膜を、適切に排水しうる。このような効果を有効に発揮させるため、前記ショルダー主溝１３は、溝中心とタイヤ赤道Ｃとのタイヤ軸方向距離が、前記トレッド端Ｔｅ、Ｔｅのタイヤ軸方向距離であるトレッド幅ＴＷの３０〜３５％の位置に設けられるのが望ましい。

また、本実施形態では、前記ショルダー主溝１３は、前記タイヤ半径方向線Ｌ１上に設けられる。従って、ショルダー陸部１１は、トレッド端Ｔｅとショルダー主溝１３との間の陸部として形成され、かつ、クラウン陸部１２は、ショルダー主溝１３、１３の間の陸部として形成される。これにより、タイヤの接地圧の大半は、ベルト層７及びセンターバンド層１０で補強されたクラウン陸部１２に作用し、ベルト層７の前記端部７Ｅを起点としたセパレーションをより一層防止しうる。

本実施形態において、前記クラウン陸部１２には、タイヤ赤道Ｃのタイヤ軸方向の両外側に配され、タイヤ周方向に連続してのびるクラウン主溝１４が配される。また、該クラウン主溝１４は、タイヤ赤道Ｃからのタイヤ軸方向距離が、トレッド幅ＴＷの１０〜１５％の位置に設けられる。

図２には、トレッド部２の拡大断面図が示される。
図２に示されるように、本発明の空気入りタイヤ１は、ショルダー陸部１１の外表面のプロファイルＳ１が、前記クラウン陸部１２の外表面のプロファイルＳ２をタイヤ軸方向外側に仮想延長した延長プロファイルｉＳ２よりも０．５〜１．５mmタイヤ半径方向外方にある。これにより、ショルダー陸部１１の外表面のプロファイルＳ１をクラウン陸部１２のプロファイルＳ２よりも予めタイヤ半径方向外側にせり出させることができる。そして、タイヤに内圧や遠心力が作用した際による膨張時、せり出しの大きいクラウン陸部１２と、せり出しの小さいショルダー陸部１１とがバランスし、トレッド部のせり出し変形を均一化し、ひいては接地圧がトレッド部２のほぼ全域で均一となる。従って、ショルダー陸部１１の偏摩耗が抑制される。

なお、前記プロファイルＳ１は、トレッド端Ｔｅと、ショルダー陸部１１の接地面のタイヤ軸方向の内端１１ｅとの間の外表面の輪郭形状を意味する。また、前記延長プロファイルｉＳ２は、クラウン陸部１２の外表面及びタイヤ赤道Ｃの交点Ｐ１と、クラウン陸部１２の接地面のタイヤ軸方向の外端１２ｅとを通る曲率半径Ｒの円弧の延長線を意味する。さらに、前記内端１１ｅと、前記外端１２ｅとは、正規荷重が負荷された接地状態での内端及び外端を意味する。

前記プロファイルＳ１において、前記延長プロファイルｉＳ２とのタイヤ半径方向の距離ｄが、０．５〜１．５mmの範囲とされる必要がある。前記距離ｄが０．５mm未満になると、クラウン陸部１２とショルダー陸部１１との接地圧を均一にすることができず、十分にショルダー陸部１１の偏摩耗を抑制することができない。他方、前記距離ｄが１．５mmを越えると、ショルダー陸部１１の接地圧が過大となり、クラウン陸部１２に偏摩耗が発生する。このような観点から、前記プロファイルＳ１は、より好ましくは、前記延長プロファイルｉＳ２よりも０．８〜１．２mmタイヤ半径方向外方にあるのが望ましい。

また、前記距離ｄは、タイヤ軸方向外側に向かって漸減することが望ましい。これにより、前記プロファイルＳ１は、タイヤ軸方向外側に向かって前記延長プロファイルｉＳ２に接近する。従って、接地端側での轍乗り込し時の衝撃緩和性能が向上する他、例えば旋回時、タイヤの接地荷重がタイヤ軸方向外側に移動した場合に、ショルダー陸部１１の接地面形状が必要に応じて滑らかに変化し、安定した旋回性を発揮する。

前述のとおり、本発明の空気入りタイヤ１は、ショルダー陸部１１のプロファイルＳ１が、クラウン陸部１２の延長プロファイルｉＳ２よりもタイヤ半径方向外側にある。このため、接地面形状において、ショルダー陸部１１のタイヤ周方向の接地長さを相対的に大きくすることができる。

図３は、正規荷重を負荷させたときの接地面形状を示したものである。図３に示されるように、本実施形態のタイヤは、トレッド部２のタイヤ赤道Ｃでのタイヤ周方向の接地長さＬｅと、前記ショルダー陸部１１のタイヤ周方向の接地最大長さＬｓとの比Ｌｅ／Ｌｓが１．１０〜１．４０に設定された接地面形状を得ることができる。

前記比Ｌｅ／Ｌｓが１．４０を越えると、ショルダー陸部１１の接地面積が小さくなって、特に旋回時の安定性が損なわれる他、トレッド部２全体の接地面形状が、タイヤ軸方向外側に向かって小さくなる略卵型形状になり、ショルダー陸部１１と路面とのすべり量が大きくなって、ショルダー陸部１１の偏摩耗が発生し易くなる。他方、前記比Ｌｅ／Ｌｓが１．１０未満になると、クラウン陸部１２の接地面積が相対的に小さくなり、直進安定性を損なうおそれがある他、クラウン陸部１２のタイヤ軸方向の外側と路面とのすべり量が大きくなり、クラウン陸部１２の偏摩耗が発生し易くなる。

このような観点から、前記比Ｌｅ／Ｌｓは、より好ましくは１．１５〜１．２５に設定されるのが望ましい。これにより、トレッド部２全体の接地面形状が、略四角形状となり、クラウン陸部１２とショルダー陸部１１との接地圧が均一となり、ショルダー陸部１１の偏摩耗が抑制される他、優れた直進安定性及び旋回安定性が発揮される。

以上、本発明の空気入りタイヤについて詳細に説明したが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施しうるのはいうまでもない。

図１の基本構造をなすサイズ２３５／５０Ｒ１８の空気入りタイヤが表１の仕様に基づき試作されるとともに、耐久性が測定された。テスト方法は以下の通りである。

＜耐久性＞
供試タイヤを、リム１８×７ＪＪ、内圧１８０ｋＰａ、荷重６．１５ｋＮの条件で、ドラム上を速度７０ｋｍ／ｈで走行させ、ショルダー陸部に損傷が発生するまでの走行距離が測定された。結果は、比較例１を１００とした指数であり、数値が大きいほど耐久性が高いことを示す。
テスト結果を表１に示す。

テストの結果、実施例１乃至９のタイヤは、比較例１及び２のタイヤと比較して、耐久性が向上していることが確認できる。

２トレッド部
３サイドウォール部
４ビード部
６カーカス
７ベルト層
９ショルダーバンド層
１０センターバンド層
１１ショルダー陸部
１２クラウン陸部
１３ショルダー主溝
１４クラウン主溝

Claims

トレッド部からサイドウォール部をへてビード部に至るカーカスと、
このカーカスのタイヤ半径方向外側に配されかつベルトコードをタイヤ赤道に対して１５〜４５゜の角度で傾けられたベルトプライからなるベルト層と、
前記ベルト層のタイヤ半径方向外側に配されしかもタイヤ周方向に対して５゜以下の角度でバンドコードを配列したバンドプライを含むバンド層とを具えた空気入りタイヤであって、
前記バンド層は、前記ベルト層のタイヤ軸方向の両端部に配された一対のショルダーバンド層と、前記一対のショルダーバンド層間に配されたセンターバンド層とを含み、
正規リムにリム組みしかつ正規内圧が充填された無負荷である正規状態でのタイヤ回転軸を含む子午線断面において、
前記トレッド部に配されたトレッドゴムは、前記ショルダーバンド層のタイヤ半径方向外側に位置する一対のショルダー陸部と、このショルダー陸部の間のクラウン陸部とを含み、
前記ショルダー陸部の外表面のプロファイルは、前記クラウン陸部の外表面のプロファイルをタイヤ軸方向外側に仮想延長した延長プロファイルよりも０．５〜１．５mmタイヤ半径方向外方にあり、
前記トレッド部には、最もトレッド端側をタイヤ周方向に連続してのびる一対のショルダー主溝が設けられ、
前記ショルダーバンド層と前記センターバンド層とは、互いに重複する重なり部を有し、この重なり部が前記ショルダー主溝のタイヤ半径方向内方の領域内に設けられていることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記ショルダー陸部は、前記トレッド端と前記ショルダー主溝との間に形成され、かつ、前記クラウン陸部は、前記ショルダー主溝の間に形成される請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記ショルダーバンド層は、前記ベルト層のタイヤ半径方向外側に配された外側バンドプライと、前記ベルト層のタイヤ半径方向内側に配された内側バンドプライと、この内側バンドプライと前記外側バンドプライとを継ぐ継ぎ部とを有するフォールド構造である請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
前記ショルダー陸部の外表面のプロファイルは、前記延長プロファイルとのタイヤ半径方向の距離が、タイヤ軸方向外側に向かって漸減する請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
前記正規状態のタイヤに正規荷重を負荷してキャンバー角０゜で平面に接地させた荷重負荷接地状態おいて、
トレッド部のタイヤ赤道でのタイヤ周方向の接地長さＬｅと、前記ショルダー陸部のタイヤ周方向の接地最大長さＬｓとの比Ｌｅ／Ｌｓが１．１０〜１．４０である請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。