JP2006151027A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 操舵応答性能の改善を図り、乗り心地性を維持しながら操縦安定性を向上しうる。
【解決手段】 正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填するとともに正規荷重を負荷した正規荷重負荷状態におけるタイヤ子午断面において、カーカスラインＪは、その曲率半径Ｒを、少なくともビードエーペックスゴム８の半径方向外端の位置Ｐ１からベルト層７のタイヤ軸方向外端の位置Ｐ２まで漸増させた。
【選択図】 図２

Description

本発明は、正規荷重負荷状態におけるカーカスプロファイルを特定することにより、操舵応答性を向上させた空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤの操縦安定性を向上させるためには、タイヤの曲げ剛性を高めることが効果的であり、そのためにタイヤの骨格をなすカーカスコードに高モジュラスのコードを用いたり、又ビード部に短繊維やコードで補強した補強層を配する等の手法が採用されている。

しかしこのような手法は、操縦安定性の向上には有効である反面、タイヤの縦剛性をも同時に高めるため、乗り心地の悪化を伴うという問題がある。

そこで本発明者は、タイヤを補強するという従来的な考えから脱却し、正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填するとともに正規荷重を負荷した正規荷重負荷状態のタイヤにおけるカーカスプロファイル、即ちカーカスラインａの輪郭形状に着目し研究を行った。

その結果、従来的なタイヤでは、正規荷重負荷状態におけるカーカスラインａの曲率半径ｒが、図３に示すように、ビード部ｂ側からトレッド部ｄ側に向かって漸減する輪郭形状をなすことが判明した。このとき、前記曲率半径ｒは、カーカスのコード張力Ｔと比例的な関係があり、従って、正規荷重負荷状態のタイヤでは、トレッド部ｄに向かうほどカーカスのコード張力Ｔが低くなっている。そして、走行時、トレッド面からの入力がトレッド部ｄ→サイドウォール部ｃ→ビード部ｂへと順次伝達される際、最初に入力を受けるショルダ部分ｃ１におけるコード張力Ｔが最も低くなるため、力の伝達遅れが大きく発生し、操舵応答性能を低下させているという知見を得た。

そこで本発明者は、従来とは逆に、正規荷重負荷状態におけるカーカスラインａの曲率半径ｒを、ビード部ｂ側からトレッド部ｄ側に向かって漸増せしめ、カーカスのコード張力Ｔをトレッド部ｄに向かうほど大とする構造を案出した。そして係る構造を採用した場合には、トレッド面からの入力が、トレッド部ｄ→サイドウォール部ｃ→ビード部ｂへとリニヤに伝わり、力の伝達遅れが減じられるなど操舵応答性能が改善され、操縦安定性を向上しうることを究明し得た。

即ち本発明は、正規荷重負荷状態におけるカーカスラインの輪郭形状を特定することにより、操舵応答性能を高めることができ、乗り心地性を維持しながら操縦安定性を向上しうる空気入りタイヤを提供することを目的としている。

なお、特許文献１には、正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した無負荷状態において、タイヤ外表面の輪郭形状が、タイヤ赤道点からタイヤ最大幅点まで、その曲率半径を漸減させたインボリュート状曲線をなすタイヤが開示されている。しかし正規荷重負荷状態におけるカーカスラインの輪郭形状については、何ら言及していない。

２００４−７４９１４号公報

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のビードコアに至るカーカスと、トレッド部の内方かつ前記カーカスの半径方向外側に配されるベルト層と、前記ビードコアから半径方向外方に先細状にのびるビードエーペックスゴムとを具える空気入りタイヤであって、
正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填するとともに正規荷重を負荷した正規荷重負荷状態におけるタイヤ子午断面において、前記カーカスの厚さ中心を通るカーカスラインは、その曲率半径Ｒを、少なくとも前記ビードエーペックスゴムの半径方向外端の位置から前記ベルト層のタイヤ軸方向外端の位置まで漸増させたことを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記カーカスラインは、前記ビードエーペックスゴムの半径方向外端の位置における曲率半径Ｒ１と、前記ベルト層のタイヤ軸方向外端の位置における曲率半径Ｒ２との比Ｒ１／Ｒ２を０．３以上かつ１．０より小の範囲としたことを特徴としている。

なお前記「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" 、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"を意味する。また前記「正規内圧」とは、前記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" を意味するが、乗用車用タイヤの場合には１８０ｋＰａとする。又前記「正規荷重」とは、前記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"に０．８８を乗じた荷重を意味する。

本発明は叙上の如く構成しているため、カーカスのコード張力をトレッド部に向かうほど大とすることができる。その結果、トレッド面からの入力を、トレッド部→サイドウォール部→ビード部へとリニヤに伝達しうるなど、力の伝達遅れを抑制でき、操舵応答性能の改善を図り、乗り心地性を維持しながら操縦安定性を向上しうる。

以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。図１は本発明の空気入りタイヤが、乗用車用ラジアルタイヤでありかつ正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した無負荷の標準状態におけるタイヤ子午断面を示している。

図１において、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をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、トレッド部２の内方かつ前記カーカス６の半径方向外側に配されるベルト層７とを具え、本例では乗用車用タイヤの場合を例示している。

前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して例えば７５゜〜９０゜の角度で配列した１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａから形成される。カーカスコードとしては、ナイロン、ポリエステル、レーヨン、芳香族ポリアミド等の有機繊維等の有機繊維コードが好適に採用される。

又前記カーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間を跨るトロイド状のプライ本体部６ａの両端に、前記ビードコア５の廻りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるプライ折返し部６ｂを一連に具える。そして、このプライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとの間には、前記ビードコア５から半径方向外方に先細状にのびるビード補強用のビードエーペックスゴム８が配される。該ビードエーペックスゴム８のビードベースラインＢＬからの半径方向高さｈ１は、本例では、リムフランジ高さｈｆの１．５〜３．０倍の範囲に形成されている。

又前記ベルト層７は、スチールコード等の高張力のベルトコードをタイヤ周方向に対して例えば１０〜３５゜で配列した２枚以上、本例では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから形成され、各ベルトコードがプライ間相互で交差することにより、ベルト剛性を高め、トレッド部２の略全巾をタガ効果を有して強固に補強している。

なおベルト層７の半径方向外側には、高速耐久性を高める目的で、例えばナイロン等の有機繊維のバンドコードを周方向に対して５度以下の角度で配列させた所謂バンド層９を設けることができる。このバンド層９として、前記ベルト層７のタイヤ軸方向外端部のみを被覆する左右一対のエッジバンドプライ、及びベルト層７の略全巾を覆うフルバンドプライが適宜使用でき、本例では、１枚のフルバンドプライとからなるものを例示している。

そして本発明では、前記タイヤ１を正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填するとともに正規荷重を負荷した正規荷重負荷状態におけるタイヤ子午断面において、カーカスラインＪの輪郭形状を、以下の如く特定している。

詳しくは、前記カーカスラインＪは、図２に示すように、少なくとも前記ビードエーペックスゴム８の半径方向外端の位置Ｐ１から、前記ベルト層７のタイヤ軸方向外端の位置Ｐ２までの間において、タイヤ内側に中心を有する凸円弧状をなすとともに、このカーカスラインＪの曲率半径Ｒを、前記位置Ｐ２に向かって漸増させている。

なお前記「カーカスラインＪ」とは、前記カーカス６の厚さ中心線、特にプライ本体部６ａにおける厚さ中心線を意味する。又前記「位置Ｐ１」とは、ビードエーペックスゴム８の半径方向外端を通ってカーカスラインＪに直交する直線の該カーカスラインＪとの交点を意味し、又前記「位置Ｐ２」とは、ベルト層７のタイヤ軸方向外端を通ってカーカスラインＪに直交する直線の該カーカスラインＪとの交点を意味する。なおベルト層７のタイヤ軸方向外端は、最も巾広のベルトプライ（本例では内のベルトプライ７Ａ）のタイヤ軸方向外端を意味する。

ここで、カーカスラインＪの曲率半径Ｒは、カーカス６のコード張力Ｔと比例的な相関関係があり、前記曲率半径Ｒが大なほどコード張力Ｔも大となる。従って、前記輪郭形状を有するタイヤでは、正規荷重負荷状態におけるコード張力Ｔをトレッド部２に向かうほど高くすることができる。その結果、トレッド面２Ｓからの入力を、トレッド部２→サイドウォール部３→ビード部４へとリニヤに伝達することが可能となり、力の伝達遅れを抑制でき、操舵応答性能を改善することが可能となる。又このものは、タイヤ縦剛性の増加を低く抑えうるため、乗り心地性を維持することができる。

そのためには、前記位置Ｐ１における曲率半径Ｒ１と、前記位置Ｐ２における曲率半径Ｒ２との比Ｒ１／Ｒ２を０．３以上かつ１．０より小の範囲とするのが好ましい。前記比Ｒ１／Ｒ２が１．０以上では、操舵応答性能の向上効果が発揮されず、逆に０．３未満では、張力差が大きくなりすぎる為に力がかわった際に力がリニアに伝わらないという不利が発生する。従って、前記比Ｒ１／Ｒ２の上限値を０．９５以下、さらには０．９０以下、さらには０．８５以下とするのがより好ましく、又下限値を０．４５以上、さらには０．５０以上、さらには０．５５以上とするのがより好ましい。なおこのカーカスラインＪの輪郭形状をインボリュート曲線で形成するのも好ましい。

次に、このような輪郭形状をうるために、本例では、前記標準状態（無負荷）において、カーカスラインＪがタイヤ軸方向に最も膨出する最大幅位置Ｐｍの間のタイヤ軸方向距離であるカーカス最大幅Ｗ１と、正規リムのリム巾Ｗ２との比Ｗ１／Ｗ２を１．１〜１．３の範囲と、従来的なタイヤに比して小に設定するとともに、前記位置Ｐ１からこの最大幅位置Ｐｍまでの半径方向高さｈａを、前記位置Ｐ１、Ｐ２間の半径方向高さｈｂの５０％より小、好ましくは２０〜４０％とした下膨れ形状で形成している。又加硫成形する際の加硫金型内におけるビード巾Ｗ３（いわゆる加硫金型のクランプ巾）を前記正規リムのリム巾Ｗ２の１００〜１０５％と、従来タイヤに比して小に設定している。なお従来的なタイヤでは、前記ビード巾Ｗ３はリム巾Ｗ２より０．５〜１．０インチ程度巾広に設定されている。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

図１に示す構造を有するタイヤサイズ２２５／５０Ｒ１７の乗用車用ラジアルタイヤを表１の仕様で試作するとともに、試供タイヤの操縦安定性、及び乗り心地性を実車走行によりテストした。なお表１に示すカーカスラインの曲率半径Ｒ１，Ｒ２は、ＪＡＴＭＡで規定の正規リム、正規内圧、正規荷重を付加した正規荷重負荷状態のタイヤを、ＣＴスキャン撮影しその映像から測定した。

（１）操縦安定性、乗り心地性：
試供タイヤを、正規リムにリム組みし、正規内圧を充填した状態で車両（３５００ｃｃ）の全輪に装着し、ドライアスファルト路面のタイヤテストコースを走行したときの操縦安定性（操舵応答性能）、及び乗り心地性をドライバーの官能評価により、それぞれ比較例１を６点とする１０点法で評価した。値の大きい方が良好である。

表の如く、実施例のタイヤは、乗り心地性を確保しながら、操縦安定性を向上しうるのが確認できる。

本発明の空気入りタイヤの一実施例を示す断面図である。 本発明の空気入りタイヤの正規荷重負荷状態を示す断面図である。 従来タイヤにおける正規荷重負荷状態を示す断面図である。

符号の説明

２ トレッド部
３ サイドウォール部
４ ビード部
５ ビードコア
６ カーカス
７ ベルト層
８ ビードエーペックスゴム
Ｊ カーカスライン
Ｐ１、Ｐ２ 位置

Claims (2)

1. トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、トレッド部の内方かつ前記カーカスの半径方向外側に配されるベルト層と、前記ビードコアから半径方向外方に先細状にのびるビードエーペックスゴムとを具える空気入りタイヤであって、
   正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填するとともに正規荷重を負荷した正規荷重負荷状態におけるタイヤ子午断面において、前記カーカスの厚さ中心を通るカーカスラインは、その曲率半径Ｒを、少なくとも前記ビードエーペックスゴムの半径方向外端の位置から前記ベルト層のタイヤ軸方向外端の位置まで漸増させたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記カーカスラインは、前記ビードエーペックスゴムの半径方向外端の位置における曲率半径Ｒ１と、前記ベルト層のタイヤ軸方向外端の位置における曲率半径Ｒ２との比Ｒ１／Ｒ２を０．３以上かつ１．０より小の範囲としたことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。

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