JP2004249871A

JP2004249871A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2004249871A
Application number: JP2003043604A
Authority: JP
Inventors: Yuji Kato; 裕司加藤
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2003-02-21
Filing date: 2003-02-21
Publication date: 2004-09-09

Abstract

【課題】操縦安定性の確保と、使用後の乗心地性能の低下の抑制を同時に実現すること。
【解決手段】ビードフィラー２２の高さＢＨをタイヤ断面高さＳＨの２０〜３０％の範囲内に設定して従来対比でビードフィラー２２のボリュームを減らすが、これによる剛性低下分は補強層４４が補うので、操縦安定性は確保される。ビードフィラー２２は、タイヤの使用に硬度が更に高くなるが、従来対比でボリュームが減っているので、硬度が高くなっても、乗心地性能の低下の度合いを小さくできる。補強層４４の劣化による硬化は、補強層４４がビードフィラー２２に比較して薄肉であり、曲げ剛性への影響は小さいため、乗心地に与える影響は小さく、新品時から走行中期以降も操縦安定性と乗心地がバランス良く保たれる。したがって、操縦安定性の確保と、使用後の乗心地性能の低下抑制とを同時に実現することができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操縦安定性の確保と、使用後の乗心地性能の低下の抑制とを同時に実現することのできる空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
タイヤケース部の運動性能を決定する骨格部材は、カーカスプライ、ビードフィラー、及びビードコアの３部材で、従来の空気入りタイヤでは、ビードフィラーがタイヤ断面高さの約３０〜５０％の高さに設定されており、そのボリュームで新品時に必要なケース剛性を確保していた（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかしながら、空気入りタイヤは、走行により構成部材が劣化するため、タイヤ寿命の中期より乗心地が損なわれる問題があった。
【０００４】
特に、従来の空気入りタイヤでは、ビードフィラーのゴムの硬化による乗心地の悪化が顕著であった。
【０００５】
【特許文献１】
特開２０００−１８５５１４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、乗心地性能の低下を抑えるためにビードフィラーのボリュームを減らすことが考えられるが、これはビード部の剛性の低下につながり、操縦安定性や耐久性への影響が無視できなくなることから、安易にボリュームを落すことは出来なかった。
【０００７】
本発明は上記事実を考慮し、操縦安定性の確保と、使用後の乗心地性能の低下の抑制とを同時に実現することのできる空気入りタイヤを提供することが目的である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の空気入りタイヤは、一対のビード部間をトロイド状に跨り、前記ビード部に配置したビードコアの周りを、タイヤ幅方向内側から外側に巻き返した少なくとも２枚のカーカスプライと、前記１対のビード部をトロイド状に跨る前記カーカスプライの本体部と、前記ビードコアの周りを巻き返した前記カーカスプライの巻き返し部との間に配置され、前記ビードコアからタイヤ径方向外側に向けて延び、その高さがタイヤ断面高さの２０〜３０％の範囲内に設定されたビードフィラーと、タイヤ側部領域の前記カーカスプライの間に配置され、前記ビードフィラーと略同等の硬さのゴムからなり、かつ前記ビードフィラーよりも薄肉に形成された補強層と、を有することを特徴としている。
【０００９】
次に、請求項１に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
【００１０】
請求項１に記載の空気入りタイヤでは、ビードフィラーの高さをタイヤ断面高さの２０〜３０％の範囲内に設定して従来対比でビードフィラーのボリュームを減らしているが、ビードフィラーのボリュームを減らしたことによる剛性低下分は補強層が補うので、操縦安定性は確保される。
【００１１】
ビードフィラーは、硬いゴムから構成されており、タイヤの使用により劣化して硬度が更に高くなるが、従来対比でボリュームが減っているので、硬度が高くなっても、乗心地性能の低下の度合いを小さくできる。
【００１２】
なお、補強層自体の劣化による硬化は、補強層自体がビードフィラーに比較して薄肉であり、曲げ剛性への影響は小さいため、乗心地に与える影響は小さく、新品時から走行中期以降も操縦安定性と乗心地がバランス良く保たれる。
【００１３】
したがって、請求項１に記載の空気入りタイヤによれば、操縦安定性の確保と、使用後の乗心地性能の低下抑制と、を同時に実現することができる。
【００１４】
ここで、ビードフィラーの高さが、タイヤ断面高さの２０％未満になると、タイヤ側部の剛性が不足し、操縦安定性や耐久性が十分に確保できなくなる。
【００１５】
一方、ビードフィラーの高さが、タイヤ断面高さの３０％を越えると、タイヤ側部の剛性が高くなり過ぎて、乗心地性能の低下抑制という本来の目的が達成できなくなる。
【００１６】
なお、タイヤ側部領域とは所謂ビード部とサイド部とを含む領域である。
【００１７】
また、ここでいうゴムの硬さの略同等とは、±５度の範囲内を含むことを意味する。
【００１８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空気入りタイヤにおいて、前記補強層のゴムの硬度が、９０〜１００度の範囲内である、ことを特徴としている。
【００１９】
次に、請求項２に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
【００２０】
補強層のゴムの硬度を９０〜１００度の範囲内とすることで、使用後の乗心地性能の低下抑制と、操縦安定性の確保とを高次元で確保できる。
【００２１】
なお、補強層のゴムの硬度が９０度未満になると、操縦安定性の確保が困難となる。
【００２２】
一方、補強層のゴムの硬度が１００度を越えると、乗り心地性能の確保が困難となる。
【００２３】
なお、本発明において、ゴムの硬度は、ＪＩＳＫ６２５３のスプリング式（デュロメータ硬さ）による硬さである。
【００２４】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤにおいて、前記補強層が、少なくともタイヤ断面高さの２４〜４０％の範囲内に分布している、ことを特徴としている。
【００２５】
次に、請求項３に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
【００２６】
補強層を、少なくともタイヤ断面高さの２４〜４０％の範囲内に分布させることで、ビードフィラーのボリュームを減らしたことによる剛性低下分を補強層のゴム使用量を抑えつつ十分に補うことができる。
【００２７】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の空気入りタイヤにおいて、前記補強層は、厚みが０．３〜１．０ｍｍの範囲内である、ことを特徴としている。
【００２８】
なお、補強層の厚みが０．３ｍｍ未満になると、タイヤ側部領域の補強効果が不足し、ビードフィラーのボリュームを充分に減らすことが出来なくなる。
【００２９】
一方、補強層の厚みが１．０ｍｍを越えると生タイヤの製造工程において、カーカスプライの外面に貼り付けられた補強層の上に更にカーカスプライを貼り付ける際、補強層の端部、と２枚のカーカスプライの表面で囲まれる大きな空間、即ち空気溜まりが生じてしまい、セパレーション等の原因となる。
【００３０】
したがって、補強層の厚みを０．３〜１．０ｍｍの範囲内とすることが好ましい。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤについて説明する。
【００３２】
図１に示すように、空気入りタイヤ１０は、１対のビードコア１２（図１では片側のみ図示。）と、１対のビードコア１２にトロイド状に跨るカーカス１４を有している。
【００３３】
このカーカス１４は、本実施形態ではタイヤ内側のカーカスプライ１５、及びタイヤ外側のカーカスプライ１６の２枚のカーカスプライから構成されている。
【００３４】
カーカスプライ１５，１６は、幅方向端付近がビード部１７に埋設されたビードコア１２の回りをタイヤ軸方向内側から外側へ向けて折返されている。
【００３５】
１対のビードコア１２をトロイド状に跨るカーカスプライ１６の本体部１６Ａと、外側へ向けて折返されたカーカスプライ１５の折返部１５Ｂ及びカーカスプライ１６の折返部１６Ｂとの間には、ビード部２０の剛性を確保するために、比較的硬度の高いゴム（後述するサイドゴム層２４、インナーライナー３４、トレッドゴム層４２対比で）からなるビードフィラー２２が配設されている。
【００３６】
ビードフィラー２２の高さＢＨは、タイヤ断面高さＳＨの２０〜３０％の範囲内に設定されている。
【００３７】
また、カーカス１４のタイヤ軸方向外側には、サイドゴム層２４が形成されている。
【００３８】
一方、カーカス１４のタイヤ軸方向内側にはインナーライナー３４が設けられている。
【００３９】
また、カーカス１４のタイヤ径方向外側には、少なくとも１枚、本実施形態では２枚のベルトプライ４０Ａ、４０Ｂからなるベルト４０が設けられている。
【００４０】
ベルト４０のタイヤ径方向外側には、補強層４１Ａ、および補強層４１Ｂが配置され、さらにそのタイヤ径方向外側には、トレッドゴム層４２が配置されている。
【００４１】
タイヤ側部領域には、カーカスプライ１５とカーカスプライ１６との間に、ビードフィラー２２を構成するゴムに対し、略同等の硬度を有するゴムからなる補強層４４が設けられている。
【００４２】
補強層４４は、少なくともタイヤ断面高さＳＨの２４〜４０％の範囲内に分布していることが好ましい。
【００４３】
補強層４４を構成するゴムの硬度は、ビードフィラー２２を構成するゴムの硬度に対して±５度以内が好ましい。
【００４４】
また、補強層４４を構成するゴムの硬度は、９０〜１００度の範囲内であることが好ましい。
【００４５】
また、補強層４４の厚みは、０．３〜１．０ｍｍの範囲内が好ましい。
【００４６】
なお、カーカスプライ１５，１６は、複数本のコードを互いに平行に並べてゴムコーティングした通常の構造を有している。
【００４７】
カーカスプライ１５，１６において、コードの打込み本数は、１０〜１６本／２５ｍｍが好ましい。
【００４８】
さらに、カーカスプライ１５，１６に用いるコードは、１６７０ｄｔｅｘ／２の場合、引っ張り力６６Ｎを与えたときの伸びが３．５〜８％の範囲内であることが好ましく、１１００ｄｔｅｘ／２の場合、引っ張り力４４Ｎを与えたときの伸びが３．５〜８％の範囲内であることが好ましい。
（作用）
本実施形態の空気入りタイヤ１０では、ビードフィラー２２の高さＢＨをタイヤ断面高さＳＨの２０〜３０％の範囲内に設定して従来対比でビードフィラー２２のボリュームを減らしているが、ビードフィラー２２のボリュームを減らしたことによる剛性低下分は補強層４４が補うので、操縦安定性は確保される。
【００４９】
ビードフィラー２２は、タイヤの使用により劣化して硬度が更に高くなるが、従来対比でボリュームが減っているので、硬度が高くなっても、乗心地性能の低下の度合いを小さくできる。
【００５０】
なお、補強層４４の劣化による硬化は、補強層４４がビードフィラー２２に比較して薄肉であり、曲げ剛性への影響は小さいため、乗心地に与える影響は小さく、新品時から走行中期以降も操縦安定性と乗心地がバランス良く保たれる。
【００５１】
したがって、この空気入りタイヤ１０は、操縦安定性の確保と、使用後の乗心地性能の低下抑制と、を同時に実現することができる。
【００５２】
なお、補強層４４を、少なくともタイヤ断面高さの２４〜４０％の範囲内に分布させることで、ビードフィラー２２のボリュームを減らしたことによる剛性低下分を補強層４４のゴム使用量を抑えつつ十分に補うことができる。
【００５３】
ここで、ビードフィラー２２の高さＢＨが、タイヤ断面高さＳＨの２０％未満になると、タイヤ側部の剛性が不足し、操縦安定性や耐久性が十分に確保できなくなる。
【００５４】
一方、ビードフィラー２２の高さＢＨが、タイヤ断面高さＳＨの３０％を越えると、タイヤ側部の剛性が高くなり過ぎて、乗心地性能の低下抑制という本来の目的が達成できなくなる。
【００５５】
また、補強層４４のゴムの硬度を９０〜１００度の範囲内とすることで、操縦安定性の確保と、使用後の乗心地性能の低下抑制と、を高次元で確保できる。
【００５６】
なお、補強層４４のゴムの硬度が９０度未満になると、操縦安定性の確保が困難となる。
一方、補強層４４のゴムの硬度が１００度を越えると、乗り心地性能の確保が困難となる。
【００５７】
補強層４４の厚みが０．３ｍｍ未満になると、ビード部１７の補強効果が不足し、ビードフィラー２２のボリュームを充分に減らすことが出来なくなる。
【００５８】
一方、補強層４４の厚みが１．０ｍｍを越えると、生タイヤの製造工程において、カーカスプライ１５の外面に貼り付けられた補強層４４の上にカーカスプライ１６を貼り付ける際、図２に示すように、補強層４４の端部、カーカスプライ１５、及びカーカスプライ１６で囲まれる大きな空間、即ち空気溜まり４６が生じてしまい、セパレーション等の原因となる。
（試験例）
本発明の効果を確かめるために、従来例に係る空気入りタイヤ、本発明に係る実施例のタイヤ、及び比較例に係る空気入りタイヤを用意し、それぞれの新品時及び使用後について乗心地、及び操縦安定性の試験を行った。
【００５９】
以下に、従来例、比較例、及び実施例の空気入りタイヤに付いて説明する。
【００６０】
実施例：図１に示すように、カーカスの間に補強層を有する。
【００６１】
従来例、比較例１：図３に示すように、補強層が設けられていない点以外は、実施例と同様の構成を有する。
【００６２】
比較例２〜比較例９：補強層を設けているが、各部の寸法、ゴム硬度が実施例とは異なる。
【００６３】
なお、何れもタイヤサイズは２０５／６５Ｒ１５である。
次に、試験方法を説明する。
【００６４】
試験は、新品の供試タイヤと使用後の供試タイヤをそれぞれ用意し、乗用車に装着してテストコースにて行った。
【００６５】
なお、使用後のタイヤとは、ドラム式のタイヤ試験機にて３００００ｋｍ走行させた後のものである。
【００６６】
乗心地：評価パネラーによる官能評価試験。従来品を１００とした相対評価であり、数値が大きいほど乗り心地が良いことを表している。
【００６７】
操縦安定性：評価パネラーによる官能評価試験。従来品を１００とした相対評価であり、数値が大きいほど操縦安定性が良いことを表している。
【００６８】
なお、供試タイヤの緒元、及び試験結果を以下の表１〜５に示す。
【００６９】
また、表内の補強層上端高さと、補強層下端高さは、それぞれタイヤ断面高さと同様にビードヒールを基準としてタイヤ径方向外側に計測した寸法である。
【００７０】
【表１】

【００７１】
【表２】

【００７２】
【表３】

【００７３】
【表４】

【００７４】
【表５】

上記表１〜５に示すように、本発明の適用された実施例のタイヤは、走行後の性能低下が、従来例、及び比較例に対して小さいことが分かる。
【００７５】
【発明の効果】
本発明の空気入りタイヤは上記構成としたので、操縦安定性の確保と、使用後の乗心地性能の低下抑制とを同時に実現することができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤの断面図である。
【図２】補強層端部付近の断面図である。
【図３】従来例に係る空気入りタイヤの断面図である。
【符号の説明】
１０空気入りタイヤ
１２ビードコア
１５カーカスプライ
１６カーカスプライ
１７ビード部
２２ビードフィラー
４４補強層

Claims

一対のビード部間をトロイド状に跨り、前記ビード部に配置したビードコアの周りを、タイヤ幅方向内側から外側に巻き返した少なくとも２枚のカーカスプライと、
前記１対のビード部をトロイド状に跨る前記カーカスプライの本体部と、前記ビードコアの周りを巻き返した前記カーカスプライの巻き返し部との間に配置され、前記ビードコアからタイヤ径方向外側に向けて延び、その高さがタイヤ断面高さの２０〜３０％の範囲内に設定されたビードフィラーと、
タイヤ側部領域の前記カーカスプライの間に配置され、前記ビードフィラーと略同等の硬さのゴムからなり、かつ前記ビードフィラーよりも薄肉に形成された補強層と、
を有することを特徴とする空気入りタイヤ。
前記補強層のゴムの硬度が、９０〜１００度の範囲内である、ことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記補強層が、少なくともタイヤ断面高さの２４〜４０％の範囲内に分布している、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤ。
前記補強層は、厚みが０．３〜１．０ｍｍの範囲内である、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の空気入りタイヤ。