JP2003312213A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents
空気入りラジアルタイヤInfo
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Abstract
動特性を向上させ得る空気入りラジアルタイヤを提供す
る。 【解決手段】サイドウオール6を2層構造とし、内側ゴ
ム層7aとしてリムストリップ7をトレッド部13のベ
ルト端付近まで延設してサイド部を構成するか、リムス
トリップ7の上端をタイヤ外径からの断面高さの60〜
75%の位置まで配置し、サイドウオールゴム6を2層
ゴム構造とし、かつその内側ゴム層7aの下端をタイヤ
外径からの断面高さの30〜50%の位置まで配置し、
内側ゴム層のゴムモジュラスを外側ゴム層のそれよりも
大きくし、内側ゴム層7aと外側ゴム層6aのゴムモジ
ュラス比を1.5〜5.5に設定すると共に、サイドウ
オールゴムの総厚みに対する内側ゴム層の平均厚み比を
0.3〜0.7に設定して乗り心地性能を損なわずに、
制動特性を上げる空気入りラジアルタイヤとする。
Description
の増加を図ることができるサイドウオールゴム構造を備
えた空気入りラジアルタイヤに関するものである。
加え、道路網が拡充発展したことで、タイヤについても
常に安定した操縦性能、特に、高速走行での高い制動性
能の要求に加えて、乗り心地についても高い性能が要求
されてきている。タイヤの制動性能を高くするにはタイ
ヤの前後剛性を高くすればよいが、この方策としては、
例えば、高硬度サイドウオールを用いればよいことが知
られている。
サイドウオールを用いると、前後剛性の増加とともに縦
剛性も増加するという二律背反する現象が生じることに
なり、タイヤに要求される性能を満足することができな
い。
化を回避しつつ前後剛性を増加させて制動性能を向上さ
せ得る空気入りラジアルタイヤの提供を目的としてい
る。
め、本発明者らはFEM(有限要素法)解析による最適
化手法を用いることにより、縦剛性と前後剛性に影響を
与えるサイド部のゴム層部位について解析した結果、サ
イドウオールのゴム層を複層構造とし、ビード部のリム
ストリップ上端からベルト端にかけて内側のゴム層のゴ
ムモジュラスが縦剛性と前後剛性に対する感度(影響
度)が大きく、内側ゴム層のゴムモジュラスを高く設定
すれば、縦剛性の増加を抑えつつ、前後剛性の増加を図
ることができるとの知見が得られた。
の増加を抑えつつ、前後剛性の増加を図る解決手段につ
いて鋭意研究した結果、まず、サイドウオールゴムより
も剛性の高いリムストリップに着眼し、これをサイドウ
オールの内側ゴム層を構成すべく、ベルト端付近まで延
ばした複層サイドウオール構造とすれば、上記縦剛性の
増加を抑えつつ、前後剛性の増加を図ることができるこ
とを見出し、本発明を完成するに至った。
ビード部と、路面と接するトレッド部と、該トレッド部
とビード部とを繋ぐサイド部とから構成された空気入り
ラジアルタイヤにおいて、前記サイド部を構成するサイ
ドウオールゴムが複層ゴム構造に形成され、前記ビード
部のタイヤ軸方向外側に配置されるリムストリップが、
前記トレッド部のベルト端付近まで延設されて前記サイ
ドウオールゴムの内側ゴム層を構成し、内側ゴム層のゴ
ムモジュラスが外側ゴム層のそれよりも大きく設定され
たことを特徴とする空気入りラジアルタイヤを提供する
ものである。
つつ、前後剛性の増加を図る別の解決手段として、リム
ストリップ上端をタイヤ外径からの断面高さで60〜7
5%まで延ばし、ベルト端付近のサイドウオールゴム層
をタイヤ外径からの断面高さ30〜50%の位置まで部
分的に2層構造としたサイド部を形成すれば、上記目的
を達成することができることを見出した。
ビード部と、路面と接するトレッド部と、該トレッド部
とビード部とを繋ぐサイド部とから構成された空気入り
ラジアルタイヤにおいて、前記ビード部のタイヤ軸方向
外側に配置されるリムストリップの上端が、タイヤ外径
からの断面高さの60〜75%の位置まで配置され、前
記サイド部を構成するサイドウオールゴムが複層ゴム構
造に形成され、かつその内側ゴム層の下端がタイヤ外径
からの断面高さの30〜50%の位置まで配置され、内
側ゴム層のゴムモジュラスが外側ゴム層のそれよりも大
きく設定されたことを特徴とする空気入りラジアルタイ
ヤも提供するものである。
数値計算結果では、サイドウオールを外側と内側の2層
にしたとき、内側のゴムモジュラスを高くすれば、縦剛
性を抑え、前後剛性を高くすることができるとの結果が
得られた。
側ゴム層と外側ゴム層のゴムモジュラス比としては、
1.5〜5.5に設定するのが好ましい。後述するよう
に、1.5よりも小さいと、剛性増加の効果代が小さく
なり、また、5.5よりも大きいと、前後剛性と共に縦
剛性も上がり、乗り心地性能を悪化するからである。
みについて言及すると、サイドウオールゴムの総厚みに
対する内側ゴム層の平均厚み比を0.3〜0.7に設定
するのが好ましい。0.3よりも小さいと、剛性増加の
効果代が小さく、また、0.7よりも大きいと、前後剛
性と共に縦剛性も上がり、乗り心地性能を悪化するから
である。
リップをベルト端付近まで延ばした態様では、タイヤ最
大幅付近の平均厚みをいい、また、サイドウオールの一
部を複層構造とした態様では、ベルト端からビード部側
に向かって配された内層サイドウォールペリフェリの中
心付近の平均厚みをいう。また、上記サイドウオールの
複層構造は、2層構造に限らす、3層以上の構造であっ
てもよい。
基づいて説明する。
気入りタイヤの第1の実施形態を示し、正規リムにリム
組みして正規空気圧を充填したときのタイヤ幅方向断面
図を示している。タイヤ断面形状は左右対称であるの
で、右半分のみを示す。
ヤ、2はカーカス、3はビードコア、4はビードフィラ
ー、5はトレッド、6はサイドウオール、7はリムスト
リップ、8はインナライナー、9はビードチェーファ、
10はベルト層である。また、図1において、Aはタイ
ヤ最大幅位置を示す。
ヤ1は、空気圧を満たしたタイヤをリムに固定する役目
を果たす左右一対のビード部12と、タイヤが路面と接
するトレッド部13と、トレッド部13とビード部12
との間のサイド部14とから断面略円弧形状に形成され
てなる。
素は、左右一対のビード部12を構成するビードコア3
と、トレッド部13から両サイド部14を経て両ビード
部12に延び、ビードコア3にタイヤの内側から外側に
巻上げられビード部に係留して大きな内圧を保持する略
円弧形状のカーカス2と、トレッド部13においてカー
カス2の半径方向外側に配置され、使用中のタイヤの寸
法成長を抑えるベルト層10と、ベルト層10の半径方
向外側に配置され路面に接触して直接力を伝達するゴム
層からなるトレッド5と、サイド部14においてカーカ
ス2のタイヤ軸方向外側に配置され、走行中、外傷を受
けやすいサイド部14を保護するゴム層からなるサイド
ウオール6とが挙げられる。
カスプライから構成される。カーカスプライは、熱収縮
性有機繊維、例えばナイロン、ポリエステル等の繊維を
複数本撚り合わせた構造のコードを簾織りし、これをゴ
ムコーティングして形成されたもので、コード方向がラ
ジアル方向になっている。カーカス2のタイヤ内側には
タイヤ内圧をチューブに代わって保持するためのインナ
ライナー8がビード部12まで張付けられている。
ムで被覆してなるビードコア3と、ビードコア3からサ
イドウオール側に延びる硬質ゴムからなる断面略三角形
のビードフィラー4とが設けられており、これらの周囲
にカーカスプライがタイヤ内側から外側に折り返して巻
回され、その巻き上げ部2aの端部がタイヤ最大幅位置
A付近まで到達している。
折り返し部の外側がチェーファー9によって覆われ、ビ
ード部12を補強するようになっている。チェーファー
9のタイヤ軸方向内側はインナライナー8で覆われ、ま
たタイヤ軸方向外側にはリムストリップ7が接合してい
る。
6が内側のゴム層7aと外側のゴム層6aの2層ゴム構
造に形成されている。このうち、内側のゴム層7aは、
リムストリップ7をトレッド部13のベルト端付近まで
シート状に延設して、このシート状の延設部を内側ゴム
層7aとして利用している。
一体成形されるものであるため、その剛性が高い。従っ
て、リムストリップ7の剛性の高さを利用して、内側ゴ
ム層7aのゴムモジュラスは、外側ゴム層6aのそれよ
りも大きく設定されている。具体的には、JIS K6
251による測定法で、試験片の100%伸び時の応力
が、従来品1のサイドウオールゴムや外側ゴム層6aの
ゴムモジュラスが1.2MPa程度である場合、1.8
〜6.6MPa程度であるのが好ましい。
スを内側ゴム層7aと外側ゴム層6aのゴムモジュラス
比に置き換えると、内側ゴムモジュラス/外側ゴムモジ
ュラス=1.5〜5.5に設定されている。本発明者ら
の実験によると、後述の表1に示すとおり、ゴムモジュ
ラス比が1.5よりも小さいと、剛性増加の効果代が小
さくなり、また、5.5よりも大きいと、前後剛性と共
に縦剛性も上がり、乗り心地性能を悪化する結果が得ら
れた。
サイドウオールゴム6の総厚みに対して内側ゴム層の平
均厚み比(内側ゴム層厚み/サイドウオールゴム総厚
み)=0.3〜0.7に設定されている。本発明者らの
実験によると、後述の表1に示すとおり、平均厚み比が
0.3よりも小さいと、剛性増加の効果代が小さく、ま
た、0.7よりも大きいと、前後剛性と共に縦剛性も上
がり、乗り心地性能を悪化する結果が得られた。なお、
「平均厚み」とは、タイヤ最大幅位置A付近での平均厚
みをいう。
半径方向外側に2層のベルト層10が配置され、その外
側にトレッドゴム5が配置されている。ベルト層10
は、2枚のベルトプライから構成され、各ベルトプライ
は、タイヤ周方向に対して傾斜した多数本のコードが埋
設されると共にこれらが隣接するベルトプライにおいて
互いに交差した態様となっている。
側ゴム層6aと内側ゴム層7aの2層構造とし、内側の
ゴムモジュラスを高くしているので、後述の表1の実施
例1で示すように、縦剛性を抑え、前後剛性を増加させ
て、乗り心地性能を悪化させることなく、制動性能を向
上させることができる。
入りタイヤの第2の実施形態を示し、正規リムにリム組
みして正規空気圧を充填したときのタイヤ幅方向断面図
を示している。タイヤ断面形状は左右対称であるので、
図1と同様に右半分のみを示す。また、図2において、
図1と同様の機能部品は同一符号を付して、その説明を
省略する。
ヤ1は、リムストリップ7は、上記第1実施形態のよう
に、ベルト端付近まで延設されるものではなく、図2に
示すように、リムストリップ7の上端7bが、タイヤ外
径Bからの断面高さH0の60〜75%の位置H1まで
配置され、サイド部14を構成するサイドウオールゴム
6が2層ゴム構造に形成され、かつその内側ゴム層7a
の下端がタイヤ外径Bからの断面高さH0の30〜50
%の位置H2まで配置されている。
イヤ外径Bからの断面高さH0の60〜75%の位置H
1に設定するとは、従来と同様なリムストリップ7高さ
を維持することを意味している。そして、内側ゴム層7
aのゴムモジュラスが外側ゴム層6aのそれよりも大き
く設定されている。
6aのゴムモジュラス比が1.5〜5.5に設定されて
いる点、及びサイドウオールゴムの総厚みに対する内側
ゴム層7aの平均厚み比が0.3〜0.7に設定されて
いる点は上記第1実施形態と同様である。なお、この場
合の「平均厚み」とは、ベルト端からビード部側に向か
って配された内側ゴム層7aのペリフェリ(図2のCで
表わされる範囲)の中心付近の平均厚みをいう。その他
の構成は上記第1の実施形態と同様であるので、その説
明は省略する。
と同様に、サイドウオール6を外側ゴム層6aと内側ゴ
ム層7aの2層構造とし、内側のゴム層7aのゴムモジ
ュラスを高く設定しているので、後述する表1の実施例
1で示すように、縦剛性を抑え、前後剛性を増加させ
て、乗り心地性能を悪化させることなく、制動性能を向
上させることができる。
ルタイヤについて下記の条件で剛性試験、ウェット実車
制動試験、及び乗り心地性能試験を行った。テストタイ
ヤは、いずれも215/60R16のタイヤを用い、従
来品1、従来品2、実施例1、実施例2、比較品1〜4
についてテストを行った。
イヤである。従来品2はサイドウオールゴムが単層で、
そのゴムモジュラスを従来品1に比べて3倍程度にアッ
プさせたタイヤである。実施例1は上記第一の実施形態
に示すリムストリップをベルト端まで延長したサイドウ
オール2層構造のタイヤである。実施例2は上記第二の
実施形態に示すサイドウオール2層構造のタイヤであ
る。
示す。比較品1は実施例2に対してサイドウオール内外
2層のゴムモジュラス比が本発明の範囲(下限)よりも
小さいタイヤである。比較品2は同じくゴムモジュラス
比が本発明の範囲(上限)よりも大きいタイヤである。
比較品3は実施例2に対してサイドウオール2層構造の
総厚みと内層との平均厚み比が本発明の範囲(下限)よ
りも小さいタイヤである。比較品4はサイドウオール2
層の総厚みと内層との平均厚み比が本発明の範囲(上
限)よりも大きいタイヤである。
て所定の負荷を増減させたときのタイヤの撓みを測定
し、増減させた負荷量を撓み量で除して算出する。この
際、従来品1を100としたときの指数評価で表わし、
数値が高いほど、縦剛性が大きいことを表わす。
て、基準負荷の30%に相当する前後方向の力を作用さ
せて前後撓みを測定し、前後方向の力を前後撓み量で除
して算出する。この際、従来品1を100としたときの
指数評価で表わし、数値が大きいほど前後剛性が良好な
ことを示す。
面で、初速100km/hから停止までフルブレーキで
ABSを作動させ、速度90km/hから20km/h
まで減速させた場合の区間制動距離を測定し、この際の
従来品1を100としたときの指数評価で表わす。その
数値が大きいほど良好な状態を示す。
リング試験を実施した。評価は10点満点法で行い、2
名のドライバーの平均値を従来品1のタイヤを100と
したときの指数評価で表わした。その数値が小さいほど
乗り心地が悪いことを示す。
を表1に示す。表中、「ゴムモジュラス:M100(M
Pa)」は、JIS K6251による測定方法による
試験片100%伸び時における引張応力を示す。
で延長したサイドウオール2層構造のタイヤであり、そ
の内側ゴム層7a(リムストリップのシート状延設部)
と外側ゴム層6aとのゴムモジュラス比が2.7であ
り、内外ゴム層の総厚みに対する内側ゴム層の厚み比が
0.5である。この実施例1のテスト結果は、表1に示
すように、その縦剛性が従来品1に対して「101」と
わずかに高くなっているが、乗り心地性能としては従来
品と同等な結果が得られている。一方、前後剛性は、
「107」と従来品1に比べて大幅に増加していること
から、ウェットABS制動性能は「105」と良好な結
果が得られた。
が、タイヤ外径Bからの断面高さH 0の60〜75%の
位置H1まで配置され、サイド部14を構成するサイド
ウオールゴム6が2層ゴム構造に形成され、かつその内
側ゴム層7aの下端がタイヤ外径Bからの断面高さH0
の30〜50%の位置H2まで配置されたタイヤであ
り、その内側ゴム層7aと外側ゴム層6aとの比が2.
7であり、内外ゴム層の層厚みに対する内側ゴム層の厚
み比が0.5である。この実施例2のテスト結果は、表
1に示すように、縦剛性が従来品1と同等であり、乗り
心地性能が従来品1と同等な結果が得られている。一
方、前後剛性は、「105」と従来品1に比べて大幅に
増加していることから、ウェットABS制動性能は「1
03」と良好な結果が得られた。
比べて3倍程度にアップさせた従来品2では、前後剛性
の増加(「108」)と共に縦剛性も「104」と増加
しており、制動性能は増加するものの、乗り心地が「9
5」と悪化した結果が得られた。
イドウオール内外2層のゴムモジュラス比を本発明の範
囲(下限)よりも小さく設定した比較品1(ゴムモジュ
ラス比=1.3)では、前後剛性が「101」とわずか
に増加しているものの、制動性能が従来品1と同等であ
り、所望の効果代がない。
(上限)よりも大きく設定した比較品2(ゴムモジュラ
ス比=1.3)では、前後剛性の増加(「110」)と
共に縦剛性も増加(「103」)しており、制動性能は
向上しているものの、乗り心地が悪化した結果(「9
5」)が得られている。
オール2層構造の総厚みと内側ゴム層との平均厚み比を
本発明の範囲(下限)よりも小さく設定した比較品3
(厚み比=0.2)では、前後剛性及び縦剛性共に従来
品1と変わらず、制動性能及び乗り心地も同等であり、
所望の効果代が期待できない。
ゴム層との平均厚み比を本発明の範囲(上限)よりも大
きく設定した比較品4(厚み比=0.8)では、前後剛
性の増加(「108」)と共に縦剛性も増加(「10
4」)しており、制動性能が「106」と向上している
ものの、乗り心地が悪化した結果(「95」)が得られ
ている。
造とし、内側のゴム層としてリムストリップをトレッド
部のベルト端付近まで延設してサイド部を構成するか、
リムストリップの上端をタイヤ外径からの断面高さの6
0〜75%の位置まで配置し、サイドウオールゴムを2
層ゴム構造とし、かつその内側ゴム層の下端をタイヤ外
径からの断面高さの30〜50%の位置まで配置してサ
イド部を構成し、内側ゴム層のゴムモジュラスを外側ゴ
ム層のそれよりも大きく設定し、内側ゴム層と外側ゴム
層のゴムモジュラス比を1.5〜5.5で、かつサイド
ウオールゴムの総厚みに対する内側ゴム層の平均厚み比
を0.3〜0.7に設定したタイヤが、乗り心地性能を
損なわずに、ウェットABS制動などの運動特性を向上
させることができることが判る。
よると、サイドウオールを複層構造とし、リムストリッ
プをベルト端付近まで延ばして内側ゴム層とするか、又
は、リムストリップ上端をタイヤ外径からの断面高さで
60〜75%まで延ばし、ベルト端付近のサイドウオー
ルゴム層をタイヤ外径からの断面高さ30〜50%の位
置まで部分的に2層構造としたサイド部を形成し、内側
のゴムモジュラスを高くしているので、縦剛性を抑え、
前後剛性を高くすることができ、これにより、乗り心地
性能を損なわずに、制動性能を向上させることができる
との効果が期待できる。
であるタイヤ幅方向断面図である。
であるタイヤ幅方向断面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】リム組される一対のビード部と、路面と接
するトレッド部と、該トレッド部とビード部とを繋ぐサ
イド部とから構成された空気入りラジアルタイヤにおい
て、 前記サイド部を構成するサイドウオールゴムが複層ゴム
構造に形成され、前記ビード部のタイヤ軸方向外側に配
置されるリムストリップが、前記トレッド部のベルト端
付近まで延設されて前記サイドウオールゴムの内側ゴム
層を構成し、内側ゴム層のゴムモジュラスが外側ゴム層
のそれよりも大きく設定されたことを特徴とする空気入
りラジアルタイヤ。 - 【請求項2】リム組される一対のビード部と、路面と接
するトレッド部と、該トレッド部とビード部とを繋ぐサ
イド部とから構成された空気入りラジアルタイヤにおい
て、前記ビード部のタイヤ軸方向外側に配置されるリム
ストリップの上端が、タイヤ外径からの断面高さの60
〜75%の位置まで配置され、前記サイド部を構成する
サイドウオールゴムが複層ゴム構造に形成され、かつそ
の内側ゴム層の下端がタイヤ外径からの断面高さの30
〜50%の位置まで配置され、内側ゴム層のゴムモジュ
ラスが外側ゴム層のそれよりも大きく設定されたことを
特徴とする空気入りラジアルタイヤ。 - 【請求項3】前記サイドウオールゴムを構成する内側ゴ
ム層と外側ゴム層のゴムモジュラス比が1.5〜5.5
に設定されたことを特徴とする請求項1又は2に記載の
空気入りラジアルタイヤ。 - 【請求項4】サイドウオールゴムの総厚みに対する内側
ゴム層の平均厚み比が0.3〜0.7に設定されたこと
を特徴とする請求項1又は2に記載の空気入りラジアル
タイヤ。
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