JP2006335235A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 限界時における車輛の挙動安定性が向上する空気入りタイヤを得る。
【解決手段】 トレッド１６に複数本の周方向溝２８が配置され、周方向溝２８により区画されて、このトレッド１６の外表面が複数本の陸部３０に分割されると共に、サイプが各陸部３０に配置される。左右の周方向溝２８の外寄り部分がそれぞれショルダー領域１６Ａとされ、これらショルダー領域１６Ａの間の領域がセンター領域１６Ｂとされる。ショルダー領域１６Ａにおける幅方向エッジ成分長さをＳとし、センター領域１６Ｂにおける幅方向エッジ成分長さをＣとしたとき、Ｓ／Ｃ≧２の関係とされる。センター領域１６Ｂを構成するゴム材の硬度より、ショルダー領域１６Ａを構成するゴム材の硬度が低くされる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、限界時における車輛の挙動安定性を向上させ得る空気入りタイヤに関し、主として空気入りラジアルタイヤに好適なものである。

従来より、例えば空気入りラジアルタイヤが使用されるような乗用車等の車輛では、タイヤに内蔵されている補強用のベルトの傾き角度を小さくしてタイヤの周方向の剛性を低くすることで、コーナリングパワーの荷重依存性を低減することや、ビードフィラーの高さ及び硬度を高くすることによる縦ばね及び横ばねをそれぞれ高めることが、コーナリング等の高荷重の限界時において車輛の安定性を向上する為に、行われている。
特開平３−２５００３号公報

しかし、特に小型車輛においては、居住空間の増加を目的として、車輛高が高くなるのに合わせて車輛の重心が高くなる傾向を近年有していた。そして、これに伴ってコーナリング時に車輛のロールが大きくなる結果として、限界時においてオーバーステア傾向となって車輛の挙動が不安定となることがあった。

これに対して、従来のようなベルトやビードフイラー等の構造変更では、限界時における挙動の安定化を十分に図ることはできず、車輛の走行安定性の向上のための十分な効果が得られなかった。
本発明は上記事実を考慮し、限界時における車輛の挙動安定性を向上させ得る空気入りタイヤを提供することが目的である。

請求項１に係る空気入りタイヤは、一対のサイド部にカーカスがそれぞれ複数枚ずつ配置されると共に、ゴム材により形成されて一対のサイド部間に位置するトレッドに複数の周方向溝が配置され、
トレッドの最も外側に位置する周方向溝の外寄り部分をそれぞれショルダー領域とし、これらショルダー領域の間の領域をセンター領域とした空気入りタイヤであって、
センター領域の幅方向エッジ成分長さをＣとし、ショルダー領域の幅方向エッジ成分長さをＳとしたとき、Ｓ／Ｃ≧２の関係とされ、
センター領域を構成するゴム材の硬度に対して、ショルダー領域を構成するゴム材の硬度が同一或いは低いことを特徴とする。

請求項１に係る空気入りタイヤの作用を以下に説明する。
本請求項に係る空気入りタイヤでは、一対のサイド部にカーカスがそれぞれ複数枚ずつ配置されると共に、ゴム材により形成されるトレッドが一対のサイド部間に位置している。また、このトレッドに複数の周方向溝が配置されていて、トレッドの最も外側に位置する周方向溝の外寄り部分をそれぞれショルダー領域とし、これらショルダー領域の間の領域をセンター領域としている。

さらに、本請求項では、センター領域の幅方向エッジ成分長さをＣとし、ショルダー領域の幅方向エッジ成分長さをＳとしたとき、Ｓ／Ｃ≧２の関係とされている。また、センター領域を構成するゴム材の硬度に対して、ショルダー領域を構成するゴム材の硬度が同一或いは低くされている。

従って、本請求項では、一対のサイド部にカーカスをそれぞれ複数枚ずつ配置して剛性を高め、縦ばね及び横ばねをそれぞれ高めたことで、車輛のロールが直接的に抑えられ、限界時における車輛の挙動を安定化することができる。

さらに、トレッドの幅方向エッジ成分長さ比をセンター領域対比でショルダー領域を２倍以上とし、また、センター領域対比でショルダー領域のトレッドのゴム材の硬度を同一或いは低くしたことにより、センター領域対比でショルダー領域を構成する陸部のブロック剛性が低下するようになった。この結果として、ショルダー領域の接地圧が大きくなる限界高荷重時において、コーナリングパワーの発生を抑えて車輌の挙動を効果的に安定化することができる。

この一方、通常荷重時には、空気入りタイヤの全体剛性の内のセンター領域の剛性が支配的となるので、コーナリングパワー及びセルフアライニングトルクを維持して、通常荷重時における操縦安定性を確保できる。

以上より、本請求項に係る空気入りタイヤでは、一対のサイド部にカーカスがそれぞれ複数枚ずつ配置されることで、縦ばね及び横ばねがそれぞれ高められ、さらに、幅方向エッジ成分長さ比の規定によるコーナリングパワーの抑制や、トレッドのゴム材の硬度比の規定によるコーナリングパワーの抑制により、限界時における車輛の挙動を非常に効果的に安定化させた。

請求項２に係る空気入りタイヤの作用を以下に説明する。
本請求項では請求項１と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、カーカスがビードコアで折り返され、折り返されたカーカスの端部がトレッドの下部に位置するベルトに達していることで、サイド部にカーカスが２枚配置されたという構成を有している。

従って、上記のようなエンベロープ構造にカーカスがされて、サイド部にカーカスが２枚配置されることにより、空気入りタイヤの縦ばね及び横ばねがそれぞれ確実に高められた。これに伴い、車輛のロールを直接的に抑えて、限界時における車輛の挙動を安定化する請求項１の作用効果をより確実に奏するようになった。

請求項３に係る空気入りタイヤの作用を以下に説明する。
本請求項では請求項１と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、カーカスを形成するコードの延びる方向の傾きとされるバイアス角度が２°〜１６°の範囲とされ、隣り合う各カーカス間でコードの延びる方向が相互に逆の傾きの形に各カーカスが配置されるという構成を有している。

従って、バイアス角度が２°〜１６°の範囲とされるカーカスをサイド部に複数枚配置するだけでなく、上記のように隣り合う各カーカス間でコードの延びる方向が相互に逆の傾きの形に各カーカスが配置される構造にしたことで、縦ばね及び横ばねがそれぞれ確実に高められた。これに伴い、車輛のロールを直接的に抑えて、限界時における車輛の挙動を安定化する請求項１の作用効果がより確実に奏されるようになった。

請求項４に係る空気入りタイヤの作用を以下に説明する。
本請求項では請求項１から請求項３と同様の構成を有して同様に作用するが、さらに、ショルダー領域におけるトレッドの外表面の曲率半径を２８ｍｍ以下としたという構成を有している。

従って、ショルダー領域における外表面の曲率半径を２８ｍｍ以下と小さくしたことで、高荷重時におけるトレッドの接地幅の増加が抑制され、限界高荷重時のコーナリングパワーの発生を抑えて、限界時における車輛の挙動を安定化する請求項１の作用効果がより確実に奏されるようになった。

以上説明したように本発明の上記構成によれば、限界時における車輛の挙動安定性を向上させ得る空気入りタイヤを提供できるという優れた効果を有し、主として空気入りラジアルタイヤで特に優れた効果を発揮する。

本発明の第１の実施の形態に係る空気入りタイヤを図１及び図２に基づき説明する。
図１及び図２は、本実施の形態に係る空気入りタイヤ１０の例としてラジアル構造の車輛用タイヤを示しており、この空気入りタイヤ１０の外周側を円弧状であるクラウン形状に形成されたクラウン部１２が構成している。

本実施の形態では、図１に示すように、このクラウン部１２を貫通するように空気入りタイヤ１０の骨格を構成するカーカス１４がクラウン部１２内に埋設されており、このカーカス１４は、この空気入りタイヤ１０の赤道面ＣＬに対して直交方向にナイロンコードを配列した形に形成されている。

そして、このクラウン部１２には、ゴム材により形成されて路面と接する外皮であるトレッド１６が配置されており、クラウン部１２におけるカーカス１４とトレッド１６との間の部分には、スチール製のベルトコードが多数の束ねられて形成されたベルト１８が補強の為に配置されている。

一方、この空気入りタイヤ１０の両端の下部には、それぞれリング状にスチールワイヤーが巻かれて束ねられた一対のビードコア２２が配置されている。これら一対のビードコア２２にそれぞれカーカス１４の両端寄り部分が巻き付けられるように折り返されており、このビードコア２２の上部のカーカス１４間の隙間には、硬質ゴム製で先細り形状に形成されたビードフィラー２４がそれぞれ埋設されている。

このビードコア２２で折り返されたカーカス１４の端部Ｅがトレッド１６の下部に位置するベルト１８に達するようなエンベロープ構造に、カーカス１４が形成されており、これに伴い、ビードコア２２とクラウン部１２との間を繋ぐ部分である空気入りタイヤ１０の一対のサイド部２６には、カーカス１４がそれぞれ２枚ずつ配置された形になっている。

他方、図２に示すように、トレッド１６には、例えばその周方向にほぼ沿って延びる複数本（本実施の形態では３本）の周方向溝２８が配置されている。そして、これら周方向溝２８により区画されて、このトレッド１６の外表面が複数本の陸部３０に分割されると共に、細溝であるサイプ３２が各陸部３０に配置されるようなトレッドパターンを本実施の形態の空気入りタイヤ１０は有している。

さらに、これら３本の周方向溝２８の内の最も外側に位置する左右の周方向溝２８の外寄り部分がそれぞれショルダー領域１６Ａとされ、また、これらショルダー領域１６Ａの間の領域がセンター領域１６Ｂとされている。このショルダー領域１６Ａにおけるトレッド１６の周方向に沿った単位長さ寸法Ｌ当たりの幅方向エッジ成分長さをＳとし、センター領域１６Ｂにおけるトレッド１６の周方向に沿った単位長さ寸法Ｌ当たりの幅方向エッジ成分長さをＣとしたとき、Ｓ／Ｃ≧２の関係とされている。

尚、この幅方向エッジ成分長さとは、単位長さ当たりにおけるサイプ３２等の溝により形成される陸部３０のエッジ部分を図２のＸ方向で示すトレッド１６の周方向に沿って投影した長さの累計である。従って、トレッド１６には、例えばその周方向に沿って延びるような周方向溝２８のよる陸部３０のエッジ部分が存在するが、この周方向溝２８によるエッジ部分によっては、幅方向エッジ成分長さは生じないことになる。

また、本実施の形態では、トレッド１６の内のショルダー領域１６Ａを構成するゴム材とセンター領域１６Ｂを構成するゴム材とでは材質を異ならせていて、センター領域１６Ｂを構成するゴム材の硬度より、ショルダー領域１６Ａを構成するゴム材の硬度が低くなっている。そして、このショルダー領域１６Ａにおけるトレッド１６の外表面の曲率半径Ｒが２８ｍｍ以下とされている。

次に、本実施の形態に係る空気入りタイヤ１０の作用を以下に説明する。
本実施の形態に係る空気入りタイヤ１０では、ビードコア２２で折り返されたカーカス１４の端部Ｅが、図１及び図２に示すようにゴム材により形成されたトレッド１６の下部に位置するベルト１８に達していることで、一対のサイド部２６にカーカス１４がそれぞれ２枚ずつ配置された形になっている。

そして、一対のサイド部２６間に位置するこのトレッド１６に複数の周方向溝２８が配置されていて、本実施の形態では、トレッド１６の最も外側に位置する周方向溝２８の外寄り部分をそれぞれショルダー領域１６Ａとし、これらショルダー領域１６Ａの間の領域をセンター領域１６Ｂとしている。

さらに、幅方向エッジ成分長さ比がＳ／Ｃ≧２の関係とされて、トレッド１６の幅方向エッジ成分長さをセンター領域１６Ｂ対比でショルダー領域１６Ａを２倍以上としている。また、センター領域１６Ｂを構成するゴム材の硬度より、ショルダー領域１６Ａを構成するゴム材の硬度が低くされて、ショルダー領域１６Ａのゴム材の硬度を基準とするゴム材の硬度比が１以上とされており、このショルダー領域１６Ａにおけるトレッド１６の外表面の曲率半径Ｒが２８ｍｍ以下とされている。

従って、本実施の形態では、ビードコア２２で折り返されたカーカス１４の端部Ｅが、トレッド１６の下部に位置するベルト１８に達するエンベロープ構造として、一対のサイド部２６にカーカス１４をそれぞれ２枚配置するようにした。つまり、サイド部２６にカーカス１４を２枚配置して、空気入りタイヤ１０の縦ばね及び横ばねをそれぞれ高めたことで、車輛のロールが直接的に抑えられ、限界時における車輛の挙動を安定化することができた。

さらに、トレッド１６の幅方向エッジ成分長さをセンター領域１６Ｂ対比でショルダー領域１６Ａを２倍以上とし、また、センター領域１６Ｂ対比でショルダー領域１６Ａのトレッド１６のゴム材の硬度を低くしたことにより、センター領域１６Ｂ対比でショルダー領域１６Ａを構成する陸部３０のブロック剛性が低下するようになった。この結果として、ショルダー領域１６Ａの接地圧が大きくなる限界高荷重時において、コーナリングパワーの発生を抑えてこれによっも車輌の挙動を効果的に安定化することができる。

一方、通常荷重時には、空気入りタイヤ１０の全体剛性の内のセンター領域１６Ｂの剛性が支配的となるので、コーナリングパワー及びセルフアライニングトルクを維持して、通常荷重時における操縦安定性を確保できる。

以上より、本実施の形態に係る空気入りタイヤ１０では、一対のサイド部２６にカーカス１４が実質的にそれぞれ２枚配置されることで、空気入りタイヤ１０の縦ばね及び横ばねがそれぞれ高められ、さらに、幅方向エッジ成分長さ比の規定によるコーナリングパワーの抑制や、トレッド１６を構成するゴム材の硬度比の規定によるコーナリングパワーの抑制によって、限界時における車輛の挙動を非常に効果的に安定化することができた。

他方、本実施の形態では、ショルダー領域１６Ａにおけるトレッド１６の外表面の曲率半径Ｒが２８ｍｍ以下と小さくされたことで、高荷重時におけるトレッド１６の接地幅の増加が抑制され、これによっても限界高荷重時のコーナリングパワーの発生が抑えられ、限界時における車輛の挙動をより確実に安定化することができる。

次に、本発明の第２の実施の形態に係る空気入りタイヤを図３及び図４に基づき説明する。尚、第１の実施の形態で説明した部材と同一の部材には同一の符号を付して、重複した説明を省略する。
図３及び図４に示す本実施の形態となる空気入りタイヤ１０でも、第１の実施の形態と同様に、Ｓ／Ｃ≧２の関係とされて、トレッド１６の幅方向エッジ成分長さをセンター領域１６Ｂ対比でショルダー領域１６Ａを２倍以上とし、センター領域１６Ｂを構成するゴム材の硬度より、ショルダー領域１６Ａを構成するゴム材の硬度が低くされている。

但し、本実施の形態では、カーカス１４がエンベロープ構造にされる替わりに、図４に示すように、カーカスを形成するコードＫの延びる方向の傾きとされるバイアス角度θが２°〜１６°の範囲とされ、隣り合う各カーカス１４Ａ、１４Ｂ間でコードＫの延びる方向が相互に逆の傾きの形に各カーカス１４Ａ、１４Ｂが配置されるいわゆるＸ構造となるように、カーカス１４Ａ、１４Ｂが空気入りタイヤ１０内に複数枚（本実施の形態では２枚）埋設されている。

つまり、図４に示すタイヤ幅方向に沿った軸Ｖに対するカーカス１４Ａを構成するコードＫのバイアス角度θが、２°〜１６°の範囲の角度とされつつ、コードＫが直線状に配置されており、これに隣り合ったカーカス１４Ｂを構成するコードＫのバイアス角度θも、２°〜１６°の範囲の角度とされているものの、コードＫの延びる方向が逆の傾きとされている。

従って、本実施の形態では、サイド部２６にも複数枚配置されることになるカーカス１４Ａ、１４Ｂのバイアス角度が上記の範囲とされるものを採用し、上記のように隣り合う各カーカス１４Ａ、１４Ｂ間でコードＫの延びる方向が相互に逆の傾きの形に各カーカス１４Ａ、１４Ｂが配置されるＸ構造にしたことで、空気入りタイヤ１０の縦ばね及び横ばねがそれぞれ確実に高められるようになった。

これに伴い、第１の実施の形態と同様に、幅方向エッジ成分長さ比の規定によるコーナリングパワーが抑制されると共に、トレッド１６のゴム材の硬度比の規定によるコーナリングパワーがの抑制されるだけでなく、上記のようなカーカス１４Ａ、１４Ｂを採用したことで、縦ばね及び横ばねがそれぞれ確実に高められるのに伴い、車輛のロールを直接的に抑えて、限界時における車輛の挙動を安定化できるようになった。

次に、本発明の実施の形態に係る空気入りタイヤと従来例とについて試験した結果を説明する。
先ず試験に用いた試料として、表１に示すように、カーカスの構造であるプライ構造を通常構造とするだけでなく、幅方向エッジ成分長さ比及びゴム材の硬度比をそれぞれ１．０とし、ショルダー領域の曲率半径Ｒが３５ｍｍとされたものを従来例とした。

一方、本発明の実施の形態に対応する実施例としては、プライ構造をエンベロープ構造或いはＸ構造とすると共に、幅方向エッジ成分長さ比を２．３とした実施例１から実施例４までの４種類の試料を作成した。また、これら各実施例のゴム材の硬度比に関しては、実施例３のゴム材の硬度比を１．２とし、その他の実施例のゴム材の硬度比を１．０とした。さらに、ショルダー領域の曲率半径Ｒに関しては、実施例４のショルダー領域の曲率半径Ｒを１５ｍｍとし、その他の実施例のショルダー領域の曲率半径Ｒを３５ｍｍとした。

但し、これら各実施例及び従来例のタイヤサイズはそれぞれ１８５／６０Ｒ１５とし、ホイールを５．５ＪＪとした。また、空気圧が２２０ｋＰａであって加わる荷重を３．５ｋＮ及び２．５ｋＮとした。

表１に表す評価項目としては、縦ばね、横ばね、コーナリングパワー（表１にＣＰと表す）及び実車フィーリングが挙げられ、これらの評価結果に関しては、従来例を１００とした指数で表した。尚、評価の目安として、縦ばね及び横ばねは値が大となる場合を良好とし、コーナリングパワーは車輛のフロント荷重からリヤ荷重を引いた値で示し、この値が小となる場合を良好とし、実車フィーリングは値が大となる場合を良好とした。

そして、この試験の結果を表す表１から、実施例１から実施例４までは縦ばね、横ばね及び実車フィーリングが共に、従来例と比較して高くなり、同じく実施例１から実施例４まではコーナリングパワーが従来例と比較して低くなっていて、各実施例ともに従来例より優れているという結果が得られた。

尚、上記の第２の実施の形態では、カーカスの枚数を２枚としたが３枚以上の複数枚としても良い。また、本実施の形態に係る空気入りタイヤは、主として乗用車に使用されるものであるが、他の車輛等のタイヤに適用することにしても良い。

本発明の第１の実施の形態に係る空気入りタイヤを示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態に係る空気入りタイヤを示す一部破断した平面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る空気入りタイヤを示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態に係る空気入りタイヤを示す一部破断した平面図である。

符号の説明

１０ 空気入りタイヤ
１４ カーカス
１４Ａ カーカス
１４Ｂ カーカス
１６ トレッド
１６Ａ ショルダー領域
１６Ｂ センター領域
２６ サイド部
２８ 周方向溝

Claims (4)

1. 一対のサイド部にカーカスがそれぞれ複数枚ずつ配置されると共に、ゴム材により形成されて一対のサイド部間に位置するトレッドに複数の周方向溝が配置され、
   トレッドの最も外側に位置する周方向溝の外寄り部分をそれぞれショルダー領域とし、これらショルダー領域の間の領域をセンター領域とした空気入りタイヤであって、
   センター領域の幅方向エッジ成分長さをＣとし、ショルダー領域の幅方向エッジ成分長さをＳとしたとき、Ｓ／Ｃ≧２の関係とされ、
   センター領域を構成するゴム材の硬度に対して、ショルダー領域を構成するゴム材の硬度が同一或いは低いことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. カーカスがビードコアで折り返され、折り返されたカーカスの端部がトレッドの下部に位置するベルトに達することで、サイド部にカーカスが２枚配置されたことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. カーカスを形成するコードの延びる方向の傾きとされるバイアス角度が２°〜１６°の範囲とされ、隣り合う各カーカス間でコードの延びる方向が相互に逆の傾きの形に各カーカスが配置されることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
4. ショルダー領域におけるトレッドの外表面の曲率半径を２８ｍｍ以下としたことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の空気入りタイヤ。
   

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