JP5449262B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、自動車に装着される空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤのビードフィラーは、高硬度の架橋ゴムからなる。このビードフィラーは、タイヤの剛性の向上に寄与する。高剛性のタイヤは、操縦安定性に優れる。

一方で、この高剛性のタイヤでは、路面から衝撃が伝達されやすい。剛性の高いタイヤは乗り心地に劣る。このため、タイヤのビードフィラーの巾、高さ、架橋ゴムの硬度等が調整されて、タイヤの操縦安定性と乗り心地とが調整されている。

特開２０００−２８９４０８号公報

剛性の高いタイヤでは、例えば、ビードフィラーの巾が大きい。ビードフィラーの巾が大きくされることは、操縦安定性の向上に寄与する。一方で、ビードフィラーの巾が大きくされることは、乗り心地を悪化させ易い。ビードフィラーの巾が小さくされることで、乗り心地が向上するが、これにより操縦安定性が悪化する。操縦安定性と乗り心地との両方の性能を共に向上させることは困難であった。

本発明の目的は、操縦安定性に優れ、且つ乗り心地に優れるタイヤの提供にある。

本発明に係る空気入りタイヤは、その外面がトレッド面をなすトレッドと、それぞれがこのトレッドの端から半径方向略内向きに延びる一対のサイドウォールと、このサイドウォールよりも半径方向内側に位置する一対のビードと、このトレッドとサイドウォールの内側に沿って両ビードの間に架け渡されたカーカスとを備えている。このビードは、コアとこのコアから半径方向外向きに延びるビードフィラーとを備えている。このビードフィラーの軸方向の内面は、半径方向に対して傾斜して延びる曲面である。この内面は、その半径方向内側から半径方向中央に向かって徐々に倒れ角が小さくなっており、この半径方向中央から半径方向外側に向かって徐々に倒れ角が大きくなっている。このビードフィラーの倒れ角の最小値θａは、３０°以上４４°以下である。このビードフィラーの巾Ｗａとビード部の巾Ｗｂとの比Ｗａ／Ｗｂは、０．３０以上０．４５以下である。

好ましくは、このビードフィラーの倒れ角の最小値θａは、４０°以上４２°以下である。

好ましくは、この比Ｗａ／Ｗｂは、０．４０以上０．４２以下である。

本発明に係る空気入りタイヤでは、ビードに十分な剛性が得られる。十分な剛性が得られるにも関わらず、タイヤの縦ばね定数が過大になることが抑制される。このタイヤは、操縦安定性に優れ、且つ乗り心地に優れる。

図１は、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤの一部が示された断面図である。 図２は、図１タイヤの部分拡大図である。 図３は、図１のタイヤのビードが示された説明図である。 図４は、本発明に係るタイヤと比較例のタイヤとの試験結果が示された説明図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１に示された空気入りタイヤ２の断面において、上下方向が半径方向であり、左右方向が軸方向であり、紙面に対して垂直方向が周方向である。図１の一点鎖線ＣＬはこのタイヤ２の赤道面を表す。実線ＢＢＬはビードベースラインを表している。このビードベースラインは、タイヤ２が装着されるリムのリム径（ＪＡＴＭＡ参照）を規定する線である。このタイヤ２は、この一点鎖線ＣＬに対してほぼ左右対称の形状を呈する。このタイヤ２は、トレッド４、サイドウォール６、ビード８、カーカス１０、ベルト１２、バンド１４、インナーライナー１６及びチェーファー１８を備えている。このタイヤ２は、チューブレスタイプである。このタイヤ２は、乗用車に装着される。ここでは、タイヤ２の赤道面の部分は赤道領域２２と称される。トレッド４の端の近傍部分はショルダー領域２４と称される。

トレッド４は、架橋ゴムからなる。トレッド４は、半径方向外向きに凸な形状を呈している。トレッド４は、トレッド面２６を備えている。トレッド面２６は路面に接地する。トレッド面２６には溝２８が刻まれている。この溝２８によりトレッドパターンが形成されている。このトレッド面２６には、溝２８が刻まれなくてもよい。

サイドウォール６は、トレッド端側のショルダー領域２４から半径方向内向きに延びている。このサイドウォール６は、架橋ゴムからなっている。サイドウォール６は、撓みによって路面からの衝撃を吸収する。サイドウォール６はカーカス１０の外傷を防止する。

ビード８は、サイドウォール６よりも半径方向内側に位置している。ビード８は、コア３０と、このコア３０から半径方向外向きに延びるビードフィラー３２とを備えている。コア３０はリング状の形状を備えている。コア３０は、周方向に繰り返し巻かれた非圧縮性ワイヤー、例えばスチール製ワイヤーを含む。ビードフィラー３２は、半径方向外向きに先細りである。ビードフィラー３２は、高硬度な架橋ゴムからなる。例えば、この架橋ゴムの硬度は、８０以上９５以下である。

カーカス１０は、カーカスプライ３４からなる。カーカスプライ３４は、両側のビード８に架け渡されている。カーカスプライ３４は、トレッド４及びサイドウォール６の内側に沿っている。カーカスプライ３４は、コア３０の周りを軸方向内側から外側に向かって折り返されている。このカーカス１０は、２枚以上のカーカスプライ３４から構成されてもよい。

図示されないが、カーカスプライ３４は、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。各コードが赤道面に対してなす角度の絶対値は、通常７０°から９０°である。換言すれば、このカーカス１０を備えるタイヤ２はラジアル構造を有する。このタイヤ２は、操縦性及び乗り心地の観点で、バイアス構造とされたバイアスタイヤより優れている。このタイヤ２のコードは、通常は有機繊維からなる。好ましい有機繊維としては、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。

ベルト１２は、カーカス１０の半径方向外側に位置している。ベルト１２は、カーカス１０と積層されている。ベルト１２は、カーカス１０を補強する。ベルト１２は、内側層３６及び外側層３８からなる。図示されていないが、内側層３６及び外側層３８のそれぞれは、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。各コードは、赤道面に対して傾斜している。傾斜角度の絶対値は、１０°以上３５°以下である。内側層３６のコードの傾斜方向は、外側層３８のコードの傾斜方向とは逆である。コードの好ましい材質は、スチールである。コードに、有機繊維が用いられてもよい。

バンド１４は、トレッド４の内側に位置している。バンド１４は、ベルト１２を覆っている。このバンド１４は、ベルト１２を拘束する。このバンド１４は、コードとトッピングゴムとからなる。コードは実質的に周方向に延びており、螺旋状に巻かれている。バンド１４は、いわゆるジョイントレス構造を有する。このコードによりベルト１２が拘束されるので、ベルト１２のリフティングが抑制される。コードは、通常は有機繊維からなる。好ましい有機繊維としては、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。

図２の両矢印Ｗａは、ビードフィラー３２の巾を示している。このビードフィラー３２の底部３２ａがコア３０に接している。二点鎖線Ｌｓは、ビードフィラー３２の底部３２ａを通るタイヤ軸方向の直線を示している。この巾Ｗａは、この二点鎖線Ｌｓ上で測られる。ビードフィラー３２の巾は、コア３０に接する底部３２ａから半径方向外側に向かって徐々に小さくされている。このタイヤ２では、巾Ｗａはこのビードフィラー３２の最大巾である。両矢印Ｗｂはタイヤ２のビード部４０の巾を示している。この巾Ｗｂは、巾Ｗａと同様に、二点鎖線Ｌｓ上で測られる。この巾Ｗｂは、巾Ｗａが測られる位置での軸方向の巾を示している。巾Ｗａ及び巾Ｗｂは、タイヤ２を切り出した断面において、タイヤ軸方向に測られる。

図３には、図１に示された断面における、コア３０及びビードフィラー３２が示されている。このビードフィラーの軸方向内側の内面３２ｂは、カーカス１０に接している。図３の点Ａは、内面３２ｂ上の点あり、内面３２ｂの半径方向外側と内側との間の中央に位置する。点Ｂは、内面３２ｂ上の点あり、半径方向内側に位置する。点Ｃは、内面３２ｂ上の点あり、半径方向外側に位置する。二点鎖線Ｌａは、ビードフィラー３２の軸方向内面３２ｂの接線を示している。この二点鎖線Ｌａは、この内面３２ｂ上の点Ａを通る接線である。同様に、二点鎖線Ｌｂは、点Ｂを通る接線であり、二点鎖線Ｌｃは、点Ｃを通る接線である。

角度θａは、ビードベースラインＢＢＬと二点鎖線Ｌａとがなす角度を示している。同様に、角度θｂは、ビードベースラインＢＢＬと二点鎖線Ｌｂとがなす角度を示している。角度θｃは、ビードベースラインＢＢＬと二点鎖線Ｌｃとがなす角度を示している。

この内面３２ｂは、半径方向に対して傾斜して延びる曲面である。この内面３２ｂは、半径方向内側から点Ａに向かって、徐々にビードベースラインＢＢＬに対して傾きが小さくなっている。内面３２ｂは、この点Ａから半径方向外側に向かって、徐々に傾きが大きくなっている。具体的には、角度θｂは角度θａより大きく、点Ｂから点Ａに向かって、内面３２ｂの傾きは徐々に小さくなっている。角度θｃは角度θａより大きく、点Ａから点Ｃに向かって、赤道面ＣＬに対する内面３２ｂの傾きは徐々に大きくなっている。この点Ａでの接線の角度θａは、内面３２ｂの接線とビードベースラインＢＢＬとのなす角度のうち、最小値である。この内面３２ｂは、この点Ａでの傾きが最小になっている。この角度θａがビードフィラー３２の倒れ角の最小値と称される。

このタイヤ２では、ビードフィラー３２の巾Ｗａとビード部４０の巾Ｗｂとの比Ｗａ／Ｗｂが０．４５以下とされている。この比Ｗａ／Ｗｂが小さいタイヤ２では、路面から受ける衝撃が緩和される。このタイヤ２は、乗り心地に優れている。この観点から、好ましくは、この比Ｗａ／Ｗｂは０．４２以下とされる。一方で、このビードフィラーは、タイヤ２の剛性の向上に寄与する。この観点から、この比Ｗａ／Ｗｂは、０．３０以上とされている。好ましくは、この比Ｗａ／Ｗｂは、０．４０以上とされる

このタイヤ２では、倒れ角が４４°以下にされている。倒れ角の小さいビードフィラーを備えたタイヤ２では、縦ばね定数が小さい。縦ばね定数が小さいタイヤ２では、半径方向に加わる外力及び衝撃が緩和される。このタイヤ２は衝撃吸収性に優れている。このタイヤ２は、乗り心地に優れている。この観点から、好ましくは、倒れ角は４２°以下とされる。一方で、この倒れ角が大きいタイヤ２は、縦ばね定数が大きい。縦ばね定数が大きいタイヤ２は、剛性が高く、半径方向に加わる外力を受けるのに適している。この観点から、倒れ角は３０°以上とされている。好ましくは、この倒れ角は、４０°以上とされる

このタイヤ２は、後述するように、６ｋＮから８ｋＮの高荷重において縦ばね定数が小さく抑えられている。縦ばね定数が小さいタイヤ２は、固有振動数が小さい。固有振動数の１．４倍以上の振動数の振動は、その振動伝達が抑制される。この固有振動数が小さいタイヤ２は、振動伝達が抑制される振動数の範囲が広い。このタイヤ２では、特に段差乗り上げや悪路走行等でタイヤ２に高荷重の入力があったときに、振動抑制効果が大きい。

この比Ｗａ／Ｗｂとビードフィラー３２の内面３２ｂの傾きとの組合せにより、このタイヤ２の操縦安定性と乗り心地とが共に向上している。このタイヤ２では、ビードフィラー３２の硬度や半径方向高さを変えることなく、操縦安定性や乗り心地が改善され得る。ビードフィラー３に用いる架橋ゴムの種類を多数準備する必要がない。ビードフィラー３２の半径方向高さを高くする必要がない。ビードフィラーが高くなることによる重量増加が抑制され得る。

本発明では、特に言及がない限り、タイヤ２の各部材の寸法及び角度は、タイヤ２が正規リムに組み込まれ、正規内圧となるようにタイヤ２に空気が充填された状態で測定される。測定時には、タイヤ２には荷重がかけられない。本明細書において正規リムとは、タイヤ２が依拠する規格において定められたリムを意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「標準リム」、ＴＲＡ規格における「Design Rim」、及びＥＴＲＴＯ規格における「Measuring Rim」は、正規リムである。本明細書において正規内圧とは、タイヤ２が依拠する規格において定められた内圧を意味する。ＪＡＴＭＡ規格における「最高空気圧」、ＴＲＡ規格における「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に掲載された「最大値」、及びＥＴＲＴＯ規格における「INFLATION PRESSURE」は、正規内圧である。本発明でいうゴム硬度は、「ＪＩＳ−Ｋ ６２５３」の規定に準拠して、２３°Ｃの条件下でタイプＡのデュロメータがタイヤ２に押しつけられて測定される。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

［実施例１］
図１に示された基本構造を備え、表１に示された仕様を備えた実施例１の空気入りタイヤを得た。このタイヤサイズは、「２２５／５０Ｒ１７」である。

［実施例２、比較例１及び比較例２］
比Ｗａ／Ｗｂ及び倒れ角の最小値θａを表１に示すようにした他は実施例１と同様にして、タイヤを得た。

［実施例３から５及び比較例３］
比Ｗａ／Ｗｂを表２に示すようにした他は実施例１と同様にして、タイヤを得た。

［実施例６から１０及び比較例４］
倒れ角の最小値θａを表３に示すようにした他は実施例１と同様にして、タイヤを得た。

［縦ばね定数の測定］
実施例１、実施例２、比較例１及び比較例２のタイヤの縦ばね定数が測定された。表１の縦ばね定数は、８ｋＮの外力が負荷されたときの縦ばね定数が示されている。図４には、実施例１及び比較例１のばね定数のグラフが示されている。実線Ｉは、実施例１の測定結果を示している。点線IIは、比較例１の測定結果を示している。このグラフに示されるように、実施例１のタイヤは比較例１のタイヤに比べて、６ｋＮ以上の高荷重が負荷されたときの縦ばね定数が小さく抑えられている。

［走行テスト］
表１から３に示されたタイヤを排気量が３５００ｃｃである市販の乗用車（ＦＲ車）の四輪に装着し、その内圧が２３０ｋＰａとなるように空気を充填した。この乗用車をサーキットコースで走行させて、ドライバーによる官能評価を行った。

この官能評価の評価項目は、操縦安定性及び乗り心地である。ここでの操縦安定性では、ハンドルの効きの良さと、ふらつきの発生し難さとが評価された。

これらの評価結果が、下記表１から表３に指数値で示されている。この指数値は、１０段階の数値で示されている。この数値が大きいほど良好である。

表１から表３に示されるように、本発明に係るタイヤは、操縦安定性と乗り心地とに優れている。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

本発明に係る空気入りタイヤは、種々の車両に装着しうる。

２・・・・タイヤ
４・・・・トレッド
６・・・・サイドウォール
８・・・・ビード
１０・・・カーカス
１２・・・ベルト
１４・・・バンド
１６・・・インナーライナー
１８・・・チェーファー
２２・・・赤道領域
２４・・・ショルダー領域
２６・・・トレッド面
２８・・・溝
３０・・・コア
３２・・・ビードフィラー
３２ａ・・・底部
３２ｂ・・・内面
３４・・・カーカスプライ
３６・・・内側層
３８・・・外側層
４０・・・ビード部

Claims (4)

1. その外面がトレッド面をなすトレッドと、それぞれがこのトレッドの端から半径方向略内向きに延びる一対のサイドウォールと、このサイドウォールよりも半径方向内側に位置する一対のビードと、このトレッドとサイドウォールの内側に沿って両ビードの間に架け渡されたカーカスとを備えており、
   このビードがコアとこのコアから半径方向外向きに延びるビードフィラーとを備えており、
   このビードフィラーが半径方向外向きに先細りにされており、
   このビードフィラーの軸方向の内面が半径方向に対して傾斜して延びる曲面であり、この内面がその半径方向内側から半径方向中央に向かって徐々に倒れ角が小さくなっており、この半径方向中央から半径方向外側に向かって徐々に倒れ角が大きくなっており、このビードフィラーの倒れ角の最小値θａが３０°以上４４°以下であり、
   このビードフィラーの巾Ｗａとビード部の巾Ｗｂとの比Ｗａ／Ｗｂが０．３０以上０．４５以下である空気入りタイヤ。
2. 上記サイドウォールにおけるカーカスの軸方向内面側に断面三日月状の補強ゴム層を備えていない請求項１に記載のタイヤ。
3. 上記ビードフィラーの倒れ角の最小値θａが４０°以上４２°以下である請求項１又は２に記載のタイヤ。
4. 上記比Ｗａ／Ｗｂが０．４０以上０．４２以下である請求項１から３のいずれかに記載のタイヤ。

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