JP2005219629A - 重荷重用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 振動乗心地性を損ねることなく、車両の安定性を高めることができる重荷重用空気入りラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】 一枚以上のカーカスプライ１をビードコア２の周りに巻き返してトロイダルに配設してなるカーカスのクラウン部の外周側にトレッドゴム７を配設し、このトレッドゴム７とカーカス２との間に、三層以上のベルト層３、４、５、６よりなるベルトを配設してなる重荷重用空気入りラジアルタイヤであって、
減衰特性＝縦ばね定数／縦ばね定数変化量／（たわみ量）^２≧９５０の関係を満たしてなる。
【選択図】 図２

Description

本発明は、主には、建設車両及び産業車両等に用いて好適な、振動乗心地性を低下させずに車両の安定性を高めることができる重荷重用空気入りラジアルタイヤに関するものである。

重荷重用ラジアルタイヤは、例えば特許文献１に記載されているような形態のものがあり、その一般的な構造は、一枚以上のカーカスプライをビードコアの周りに巻き返してタイヤの子午線方向にトロイダルに配設するとともに、カーカスのクラウン部の外周側にトレッドゴムを配設し、このトレッドゴムとカーカスとの間に、一層以上のベルト層よりなるベルトを配設してなるものである。このような構造の重荷重用ラジアルタイヤにおいては、複数対のカーカスプライをタイヤ子午線方向に傾斜させて配設してなる、いわゆるバイアスタイヤに比して、タイヤのケース剛性つまり、縦ばね定数、横ばね定数、前後ばね定数ともに小さくなり、車両の安定性の向上を図る上では不利なものとなる。

そこで、重荷重用ラジアルタイヤにおいて車両の安定性を向上するべく、種々の方策が試みられてきたが、車両の安定性を向上するためには、タイヤのケース剛性を高める必要があり、ケース剛性を高めると、振動乗心地性が犠牲になることが避けられなかった。そして、これらの相反する問題を解決するための知見は、未だ十分には得られていなかった。

特開平６−１６００７号公報

この発明は、従来技術が抱えるこのような問題点を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、振動乗心地性を損ねることなく、車両の安定性を高めることができる重荷重用空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

本発明に係る重荷重用空気入りラジアルタイヤは、一枚以上のカーカスプライをビードコアの周りに巻き返してトロイダルに配設してなるカーカスのクラウン部の外周側にトレッドゴムを配設し、このトレッドゴムとカーカスとの間に、三層以上のベルト層よりなるベルトを配設してなる重荷重用空気入りラジアルタイヤであって、
減衰特性＝縦ばね定数／縦ばね定数変化量／（たわみ量）^２≧９５０の関係を満たしてなる。

ここで、たわみ量（ｍ）とは、タイヤを適用リムに装着するとともに、規定の空気圧を充填して、最大負荷能力に対応する質量を負荷したときの、トレッド踏面のタイヤ半径方向内方へのたわみ量をいい、縦ばね定数（Ｎ／ｍ）とは、当該最大負荷能力に対応する質量を当該たわみ量にて除した値をいう。
さらに、縦ばね定数変化量（Ｎ／ｍ）とは、タイヤを適用リムに装着するとともに、規定の空気圧を充填して、最大負荷能力に対応する質量の７０％および１００％を負荷したときの、トレッド踏面のタイヤ半径方向内方へのたわみ量を求め、それぞれに対応する質量を当該たわみ量にて除した値の差をいうものとする。

ここで適用リムとは下記の規格に規定されたリムをいい、規定の空気圧とは、下記の規格において、最大負荷能力に対応して規定される空気圧をいい、最大負荷能力とは、下記の規格でタイヤに負荷することが許される最大の質量をいう。
そして規格とは、タイヤが生産又は使用される地域に有効な産業規格によって決められている。例えば、アメリカ合衆国では”THE TIRE and RIM ASSOCIATION INC.のYEAR BOOK”であり、欧州では”The European Tyre and Rim Technical OrganisationのSTANDARDS MANUAL”であり、日本では日本自動車タイヤ協会の”JATMA YEAR BOOK”である。

車両の安定性向上のためには、前記減衰特性を向上させることが必要である。減衰特性に影響を及ぼす要因としては、タイヤの縦ばね定数と縦ばね変化量およびたわみ量がある。特に縦ばね定数の変化量は、これを小さくすることにより、縦ばね定数の荷重への依存性を小さくして、路面走行時の路面に対するタイヤの跳ね返りを小さくして、減衰特性を大きくすることができる。このため、本発明では、減衰特性＝縦ばね定数／縦ばね定数変化量／（たわみ量）^２と定義して、この減衰特性を数値限定することにより、車両の安定性と振動乗心地性の両立を図っている。

減衰特性＝縦ばね定数／縦ばね定数変化量／（たわみ量）^２≧９５０の関係を満たすことにより、縦ばね定数つまりケース剛性を高めて車両の安定性を高めるとともに、縦ばね定数変化量を小さくすることにより、縦ばね定数を必要以上に大きくすることを防止して、振動乗心地性をも確保することができる。
この減衰特性を９５０より小さくすると、車両の安定性と振動乗心地性を両立することができなくなる。

ここで好ましくは、請求項１に記載の重荷重用ラジアルタイヤを、請求項２に記載したように、成長比＝タイヤ断面幅の成長量ΔＯＷ／タイヤ外径の成長量ΔＯＤ≦２．５の関係を満たすものとする。

ここで、タイヤ断面幅とは、タイヤを適用リムに装着して無負荷とした状態のタイヤ側面の模様又は文字など全てを含むサイドウォール間の直線距離、つまり総幅からタイヤの側面の模様、文字などを除いた幅をいうものとする。
タイヤ外径とは、タイヤを適用リムに装着して無負荷とした状態のタイヤの外径をいう。
さらにタイヤ断面幅の成長量とは、規定の空気圧充填時のタイヤ断面幅から、無充填時のタイヤ断面幅を引いた値をいい、タイヤ外径の成長量とは、規定の空気圧充填時のタイヤ外径から、無充填時のタイヤ外径を引いた値をいう。
また、無充填時とは、５０ｋＰａの内圧を充填した状態をいう。

これによれば、成長比＝ΔＯＷ／ΔＯＤ≦２．５として、タイヤ断面幅およびタイヤ外径の、内圧充填時の成長量を最適な範囲にコントロールすることにより、縦ばね定数の荷重依存性つまり縦ばね定数変化量を小さくして、減衰特性を向上して、車両の安定性を高めることができる。
図１に、成長比と減衰特性および振動乗心地性の良否の関係を示す。
成長比＝ΔＯＷ／ΔＯＤが大きくなると、縦ばね定数が大きくなり、それにしたがい振動乗心地性は低下する。

成長比＝ΔＯＷ／ΔＯＤを大きくすると、サイドウォール部のカーカスプライの張力を増大させて、縦ばね定数を大きくすることができ、成長比≦２．５の範囲であれば、減衰特性を高めることができ、車両の安定性を高めることができる。
成長比＝ΔＯＷ／ΔＯＤを２．５より大きくすると、縦ばね定数変化量が大きくなりすぎて減衰特性が小さくなり、車両の安定性が低下する。これとともに、縦ばね定数が大きくなりすぎて、ケース剛性が高くなって振動乗心地性も低下する。

以上述べたところから明らかなように、本発明によれば、縦ばね定数、縦ばね定数変化量、たわみ量を最適な範囲とすることにより、減衰特性を向上させて車両の安定性を高めることができるとともに、振動乗心地性をも高めることができる。また、タイヤ断面幅およびタイヤ外径の、内圧充填時の成長量を最適な範囲とすることにより、車両の安定性を高め、振動乗心地性をも高めることができる。

以下に、本発明の実施の形態を、図面に示すところに基づいて説明する。
図２はこの発明の一実施形態を、タイヤを適用リムに装着するとともに、規定の空気圧を充填したタイヤの半部について示すトレッド部の幅方向断面図である。図中１はカーカスプライを示す。

ここでは、ビードコア２間でトロイダル状に延び、側部部分をビードコア２の周りに巻き返してなるカーカスプライ１のクラウン部の外周側に、四層のベルト層３、４、５、６を配設するとともに、ベルト層６の外周側にトレッドゴム７を配設する。
ここで、減衰特性＝縦ばね定数／縦ばね定数変化量／（たわみ量）^２≧９５０とし、成長比＝タイヤ断面幅の成長量ΔＯＷ／タイヤ外径の成長量ΔＯＤ≦２．５としている。

図中点線で示すのは、成長比ΔＯＷ／ΔＯＤをコントロールする手法を示す、カーカスラインである。図中１で示すカーカスプライ１を、それよりタイヤ赤道面ＥＸ側の点線７で示す位置に移動させると、サイドウォール部のカーカスの曲率半径Ｒ１は、それよりも大きい半径Ｒ２に変化する。これにより、タイヤ断面幅の成長量ΔＯＷを大きくすることができ、それにより、成長比ΔＯＷ／ΔＯＤを大きくすることができる。
図３に、サイドウォール部のカーカスの曲率半径Ｒと、成長比ΔＯＷ／ΔＯＤとの関係を示す。半径Ｒが大きいほど、成長比ΔＯＷ／ΔＯＤを大きくすることができることが分かる。

以下に、本発明に係るタイヤの実施例について説明する。
本発明に係るタイヤの耐久性を評価する目的で、供試タイヤとして、図２および表１に示すサイズが１８．００ Ｒ２５の、一層のスチールラジアルカーカスプライ層と、四層のスチールベルト層を具えた実施例タイヤ１および比較例タイヤ１を用意して、１３／２．５×２５のリムにリム組するとともに、充填空気圧を１０００ｋＰａとして、タイヤ外径の成長量ΔＯＤ、タイヤ断面幅の成長量ΔＯＷを測定し、成長比ΔＯＷ／ΔＯＤを計算で求めた。それとともに、たわみ量（ｍ）を、最大負荷能力の１００％（２１．２５ｔ）に対応する質量を負荷したときの、トレッド踏面のタイヤ半径方向内方へのたわみ量を測定して求め、縦ばね定数（Ｎ／ｍ）を、当該最大負荷能力に対応する質量を当該たわみ量にて除して求めた。その結果を表１に示す。

さらに、縦ばね定数変化量（Ｎ／ｍ）を、最大負荷能力に対応する質量の７０％（１４．８８ｔ）および１００％（２１．５５ｔ）を負荷したときの、トレッド踏面のタイヤ半径方向内方へのたわみ量を求め、それぞれに対応する質量を当該たわみ量にて除して求めた。
それらの値により、減衰特性＝縦ばね定数／縦ばね定数の変化量／（たわみ量）^２を計算にて求めた。その結果を表１に示す。

それに加えて、車両に実施例タイヤ１および比較例タイヤ１を装着して、速度１０ｋｍ／ｈにて走行し、ブレーキをかけて、車両の上下方向の揺れを測定して、その結果より減衰率を算出して、その結果を、比較例タイヤ１をコントロール（１００）として指数評価した。結果を表１に示す。
ここで減衰率とは、車両の安定性を表わす尺度で、車量に上下方向の入力を与えたときの車両の上下方向の変位を測定して、入力開始後の第一の振幅で第二の振幅を除したものである。
また、車両に実施例タイヤ１および比較例タイヤ１を装着して、速度２５ｋｍ／ｈで、旋回走行試験を行い、比較例タイヤ１をコントロールとして振動乗心地を指数評価した。
結果を表１に示す。

表１に示すところによれば、実施例タイヤ１は、比較例タイヤ１に比して、縦ばね定数を大きくすることなく、サイドウォール部のカーカスプライの曲率半径を大きくすることにより、成長比ΔＯＷ／ΔＯＤを大きくすることにより、縦ばね定数変化量を小さくして、これにより減衰特性を９５０以上とすることにより、減衰率を３０％程度小さくでき、振動乗心地性を損なうことなく、車両の安定性を高められていることがわかる。

本発明は、振動乗心地性を損ねることなく、車両の安定性を高めることができる重荷重用空気入りラジアルタイヤに適用して効果的なものである。

減衰特性と成長比の関係を示すグラフである。 この発明の一実施形態をタイヤの半部について示すトレッド部の幅方向断面図である。 サイドウォール部のカーカスラインの曲率半径と成長比との関係を示すグラフである。

符号の説明

１ カーカスプライ
２ ビードコア
３ ベルト層
４ ベルト層
５ ベルト層
６ ベルト層
７ トレッドゴム
８ カーカスプライ（移動後）

Claims (2)

1. 一枚以上のカーカスプライをビードコアの周りに巻き返してトロイダルに配設してなるカーカスのクラウン部の外周側にトレッドゴムを配設し、このトレッドゴムとカーカスとの間に、三層以上のベルト層よりなるベルトを配設してなる重荷重用空気入りラジアルタイヤであって、
   減衰特性＝縦ばね定数／縦ばね定数変化量／（たわみ量）^２≧９５０の関係を満たしてなる重荷重用空気入りラジアルタイヤ。
2. 成長比＝タイヤ断面幅の成長量ΔＯＷ／タイヤ外径の成長量ΔＯＤ≦２．５の関係を満たしてなる請求項１に記載の重荷重用空気入りラジアルタイヤ。

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