JP2006256603A - 乗用車用空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】重量の増加及び乗り心地の悪化を招くことなく、操縦安定性を向上することが可能な乗用車用空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】外周端５ａがタイヤ断面高さＨの５０％の位置Ｐ１より内周側に位置するビードフィラー５を外周側に配設したビ−ドコア４を左右のビード３にそれぞれ埋設し、該左右のビード部３間にタイヤ幅方向に延在する補強コードｆをタイヤ周方向Ｔに所定の間隔で配列した少なくとも１層のカーカス層６を装架し、トレッド部１のカーカス層６外周側に複数のベルト層８，９を配置した乗用車用空気入りタイヤである。少なくとも１層のカーカス層６の補強コードｆの平均残留歪みが、最も幅が広いベルト層８のエッジ８ａからタイヤ幅方向内側に３０ｍｍの位置Ｑまでの領域Ｘで−１０〜３％の範囲になっている。
【選択図】図１

Description

本発明は、乗用車用空気入りタイヤに関し、さらに詳しくは、操縦安定性を改善することができる乗用車用空気入りタイヤに関する。

従来、乗用車用空気入りタイヤにおいて、ビードコアの外周側に配置したビードフィラーをサイドウォール部のトレッド部側まで延在し、周囲のゴムより硬度が高いビードフィラー高さを高くすることによりサイドウォール部の剛性を増加させ、操縦安定性を向上できることが知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、このようにビードフィラーを高くすると、その分だけビードフィラーの重量が増加するため、タイヤ重量の増大を招くと共に、サイドウォール部の剛性増加により乗り心地が悪化するという問題があった。
特開平９−２４９００６号公報

本発明の目的は、重量の増加及び乗り心地の悪化を招くことなく、操縦安定性を向上することが可能な乗用車用空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成する本発明の乗用車用空気入りタイヤは、外周端がタイヤ断面高さの５０％の位置より内周側に位置するビードフィラーを外周側に配設したビ−ドコアを左右のビード部にそれぞれ埋設し、該左右のビード部間にタイヤ幅方向に延在する補強コードをタイヤ周方向に所定の間隔で配列した少なくとも１層のカーカス層を装架し、トレッド部のカーカス層外周側に複数のベルト層を配置した乗用車用空気入りタイヤにおいて、少なくとも１層のカーカス層の補強コードの平均残留歪みを、最も幅が広いベルト層のエッジからタイヤ幅方向内側に３０ｍｍの位置までの領域で−１０〜３％にしたことを特徴とする。

上述した本発明によれば、操縦安定性に大きく影響するトレッド部のショルダー部付近の剛性を高めることができるので、操縦安定性を向上することができる一方、その領域において従来からあるカーカス層の補強コードの平均残留歪みを変更するだけでよいため、タイヤ重量の増加やサイドウォール部の剛性増大に伴う乗り心地の低下を招くことがない。

以下、本発明の実施の形態について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の乗用車用空気入りタイヤの一実施形態を示し、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。

左右のビード部３間にはビードコア４がそれぞれ埋設され、そのビードコア４の外周側にはサイドウォール部２側に延在する断面三角形状のビードフィラー５が配設されている。ビードフィラー５は、外周端５ａがタイヤ断面高さＨの５０％の位置Ｐ１、好ましくは４５％の位置Ｐ２、より好ましくは４０％の位置Ｐ３より内周側に位置し、ビードフィラー高さを低くしている。外周端５ａの下限の位置は、タイヤのサイズや種類により適宜設定されるが、通常はタイヤ断面高さＨの２０％程度である。

左右のビード部３間には、図２に示すように、タイヤ幅方向に延在する有機繊維コードからなる補強コードｆをタイヤ周方向Ｔに沿って所定の間隔でゴム層内に配列した２層のカーカス層６，７が装架されている。内側のカーカス層６の両端部６ａは、ビードフィラー５を挟み込むようにしてビ−ドコア４の周りにタイヤ内側から外側に折り返されている。外側のカーカス層７の両端部７ａは、ビードコア４の周りにタイヤ外側から内側に向けて延設されている。

トレッド部１のカーカス層７の外周側には、図２に示すように、タイヤ周方向Ｔに対して傾斜して延在するスチールコードからなる補強コードｅをタイヤ周方向Ｔに沿って所定の間隔で配列した２層のベルト層８，９が配置されている。両ベルト層８，９の傾斜する補強コードｅは互いにタイヤ周方向Ｔに対する傾斜方向を逆向きにして交差している。カーカス層７に隣接する内周側の１番ベルト層８は、その外周側に配置した２番ベルト層９より幅広に形成されている。

２番ベルト層９の外周側には、有機繊維コードをタイヤ周方向に螺旋状に巻回したベルトカバー層１０が設けられている。カーカス層６の内側にはインナーライナー層１１が配置されている。１２はトレッド面１Ａにタイヤ周方向Ｔに沿って延設した主溝である。

上記カーカス層６，７は、幅が広い１番ベルト層８の各エッジ８ａからタイヤ幅方向内側にベルト層８に沿って測定した３０ｍｍの位置Ｑまでの領域Ｘ（エッジ８ａ及び位置Ｑからそれぞれカーカス層７に引いた法線ｍ，ｎで挟まれた領域）において、補強コードｆの平均残留歪みが−１０〜３％の範囲になっている。

本発明者は、乗用車用の空気入りタイヤにおいて、操縦安定性について鋭意検討し、実験を繰り返し行った結果、以下のことを知見した。

即ち、サイドウォール部の剛性を高くすると乗り心地性が低下するため、乗り心地性に大きく影響しないトレッド部に着目した。トレッド部において、剛性を変化させながら操縦安定性について調べてみると、最も幅が広いベルト層のエッジからタイヤ幅方向内側（タイヤセンター側）に３０ｍｍの範囲に位置する領域でトレッド剛性を高くすると、操縦安定性の改善が見られることがわかった。おそらく、ベルト層の有効幅を拡大したと同じ効果を生じ、操縦安定性を改善できるものと推測される。

しかし、新たな補強部材をその領域に追加してトレッド剛性を高めると、重量の増加と共に接地性が悪化する問題が生じる。そこで、本発明者は、トレッド部に配設されているカーカス層に着目した。

カーカス層には補強コードが使用されており、この補強コードの張力を高めることができれば、カーカス層の剛性が増大し、トレッド剛性を高めることができる。従って、操縦安定性に大きく寄与する上記領域においてカーカス層の張力を従来より高くすれば、新たな補強部材を追加することなくその領域でのトレッド剛性を高めることができるのである。

空気入りタイヤは、加硫工程を経て製造されるため、カーカス層の補強コードには、通常、加硫後に圧縮残留歪み（撚り戻りにより弛んだ状態の残留歪み）が残る。この残留歪みとカーカス層の剛性の関係を調べると、圧縮残留歪みが小さい補強コードは撚り戻りの作用が小さく、補強コードが持つ剛性を活用することによりカーカス層の剛性を高めることができる。この圧縮残留歪みが小さければ小さい程有機繊維よりなる補強コードが持つ剛性を一層活用してカーカス層の剛性を増大させることができるのである。

そこで、従来の乗用車用空気入りタイヤにおいて、カーカス層の補強コードの平均残留歪みを測定してみると、ベルト層が位置するトレッド部の領域で略２％（撚り戻りによる弛んだ状態）である。更に、トレッド部におけるカーカス層の補強コードの平均残留歪みを子細に調べてみると、図３に示すように、センター側が低く、その両側が高い分布状態になっており、最も幅が広いベルト層の両エッジの位置から３０ｍｍの領域では平均残留歪みが５〜８％、センター側の領域では０〜０．５％になっていた。従って、最も幅が広いベルト層の両エッジの位置から３０ｍｍの領域において上記の値よりも補強コードの平均残留歪みを低減する、即ち、補強コードの張力を高めることができれば、新たな部材を配置することなく操縦安定性を改善することができるのである。

そこで、本発明では、上記のように幅が広い１番ベルト層８の各エッジ８ａからタイヤ幅方向内側に３０ｍｍの位置Ｑまでの領域Ｘにおけるカーカス層６，７の補強コードｆの平均残留歪みを−１０〜３％の範囲にしたのである。これにより操縦安定性を向上することができる一方、領域Ｘにおいて従来からあるカーカス層６，７の剛性を補強コードｆの平均残留歪みを利用して高めるだけでよいため、タイヤ重量の増加及びサイドウォール部２の剛性増大に伴う乗り心地の悪化を回避することができる。

領域Ｘが３０ｍｍより狭いと、操縦安定性を効果的に改善することが難しくなる。領域Ｘは、３０ｍｍを超えてタイヤ幅方向内側に広くすることも可能であるが、３０ｍｍを超えて広くしても操縦安定性の改善効果があまり変わらないため、３０ｍｍあればよい。ベルト層８のエッジ８ａよりサイドウォール部２側に領域Ｘを広くすると、乗り心地性に影響がでると共に、タイヤ製造時の加硫故障の原因になるので、好ましくない。

カーカス層６，７の補強コードｆの平均残留歪みが−１０％より小さくなると、ユニフォミティーが急激に悪化するので好ましくない。逆に３％を超えると、操縦安定性を効果的に改善することが難しくなる。好ましくは−１０〜２％、より好ましくは−１０〜０％にするのがよい。

一般に、空気入りタイヤは、加硫金型の成形面の輪郭（寸法）より小さいグリーンタイヤを成形し、それを加硫時にブラダーによりインフレートして加硫金型の成形面に押し当てて加硫成形するが、上述した空気入りタイヤは、例えば、グリーンタイヤ成形時に、領域Ｘが位置する部分を加硫金型の成形面に押し当てた状態に近づけたグリーンタイヤを成形し、それを従来と同様にして加硫成形することにより得ることができる。

本発明において、上記実施形態では、２層のカーカス層６，７の補強コードｆの平均残留歪みを上記のような範囲にしたが、少なくとも１層のカーカス層の補強コードｆの平均残留歪みを上述した範囲にすればよい。

また、上記実施形態では、カーカス層を２層設けた乗用車用空気入りタイヤの例を示したが、少なくとも１層のカーカス層を有するものであればよい。また、ベルト層も２層以上複数設けたものであってもよく、その場合、領域Ｘは、最も幅が広いベルト層のエッジから該ベルト層に沿ってタイヤ幅方向内側に３０ｍｍの位置までの範囲である。

なお、本発明におけるカーカス層の補強コードｆの平均残留歪みは、以下のようにして測定するものとする。

先ず、空気入りタイヤからインナーライナー層１１を除去して、内側のカーカス層６を露出させる。次いで、任意の測定対象とするカーカス層６の複数本（２〜５本）の補強コードｆに対して、ベルト層８のエッジ８ａに対応する位置、及びエッジ８ａから３０ｍｍの位置Ｑに対応する位置にマーキングを付ける。非伸縮性テープをそのマーキングを付けた補強コードｆに沿って貼り付けて、マーキングを非伸縮性テープに転写する。その後、マーキングを付けた複数本の補強コードｆをタイヤから引き抜き、この引き抜かれた補強コードｆのマーキング間の長さとそれに対応する非伸縮性テープに転写されたマーキング間の長さから求める。

即ち、引き抜かれた各補強コードｆにおいて、ベルト層８のエッジ８ａに対応するマーキング位置と位置Ｑに対応するマーキング位置との間の長さをＭ、マーキングを転写した非伸縮性テープにおいて、ベルト層８のエッジ８ａに対応するマーキング位置と位置Ｑに対応するマーキング位置との間の長さをＭ’とすると、領域Ｘでの各補強コードｆの残留歪み（％）は１００（Ｍ−Ｍ’）／Ｍ’で算出する。上記測定を略等間隔でタイヤ周上６か所で行い、得られた残留歪みの平均を平均残留歪みとする。外側のカーカス層７の補強コードｆの平均残留歪みの測定を行う場合は、内側のカーカス層６とインナーライナー層１１を一緒に除去することを除いては同様である。

タイヤサイズを２２５／５０Ｒ１６、タイヤ構造を図１で共通にし、１番ベルト層のエッジからタイヤ幅方向内側に３０ｍｍの領域Ｘにおけるカーカス層の補強コード（ポリエステルコードを使用）の平均残留歪みを表１のようにした本発明タイヤ１〜４と比較タイヤ、及び従来タイヤをそれぞれ作製した。

各試験タイヤ共に、ビードフィラーの外周端の位置は、タイヤ断面高さＨの４５％の位置である。

これら各試験タイヤを標準リムに装着し、空気圧を２２０kPa にして、以下に示す試験方法により操縦安定性の評価試験を行ったところ、表１に示す結果を得た。
操縦安定性
各試験タイヤを排気量３０００ccの乗用車に取り付け、テストコースにおいてテストドライバーによるフィーリング試験を実施し、その結果を従来タイヤを３とする５点法（０．５点ずつ増減）で評価した。この点数が大きいほど、操縦安定性が優れている。なお、表１における＋は若干の違いは感じられるが、顕著な違いが見られないことを示し、＋は若干良いことを意味する。

表１から、本発明タイヤは、操縦安定性を効果的に改善できることがわかる。

本発明の乗用車用空気入りタイヤの一実施形態を示すタイヤ子午線要部断面図である。 図１のカーカス層とベルト層の説明図である。 トレッド部におけるカーカス層の補強コードの平均残留歪みの分布状態を示すグラフであり、横軸はタイヤセンターラインを０とするタイヤセンターラインからの距離、縦軸は補強コードの平均残留歪みを示す。

符号の説明

１ トレッド部
２ サイドウォール部
３ ビード部
４ ビードコア
５ ビードフィラー
５ａ 外周端
６，７ カーカス層
８，９ ベルト層
８ａ エッジ
Ｈ タイヤ断面高さ
Ｑ 位置
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３ 位置
Ｔ タイヤ周方向
Ｘ 領域
ｆ 補強コード

Claims (4)

1. 外周端がタイヤ断面高さの５０％の位置より内周側に位置するビードフィラーを外周側に配設したビ−ドコアを左右のビード部にそれぞれ埋設し、該左右のビード部間にタイヤ幅方向に延在する補強コードをタイヤ周方向に所定の間隔で配列した少なくとも１層のカーカス層を装架し、トレッド部のカーカス層外周側に複数のベルト層を配置した乗用車用空気入りタイヤにおいて、
   少なくとも１層のカーカス層の補強コードの平均残留歪みを、最も幅が広いベルト層のエッジからタイヤ幅方向内側に３０ｍｍの位置までの領域で−１０〜３％にした乗用車用空気入りタイヤ。
2. 前記領域における少なくとも１層のカーカス層の補強コードの平均残留歪みを−１０〜２％にした請求項１に記載の乗用車用空気入りタイヤ。
3. 前記ビードフィラーの外周端がタイヤ断面高さの４５％の位置より内周側に位置する請求項１または２に記載の乗用車用空気入りタイヤ。
4. 前記ビードフィラーの外周端がタイヤ断面高さの４０％の位置より内周側に位置する請求項３に記載の乗用車用空気入りタイヤ。
   

Images