JP2007112313A

JP2007112313A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2007112313A
Application number: JP2005306278A
Authority: JP
Inventors: Fumitaka Kobayashi; 史貴小林
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2005-10-20
Filing date: 2005-10-20
Publication date: 2007-05-10

Abstract

【課題】内部構造やゴムの物性等を変更することなしに耐偏摩耗特性、操縦安定性を改善できる空気入りタイヤを提案する。
【解決手段】空気入りタイヤを、最大負荷能力に対応する空気圧を充てんした組立体につき、最大負荷能力に相当する荷重の80％の荷重を負荷した状態で平板に垂直に押し当てたときに形成される接地プリントが、タイヤの幅方向に沿い平行に伸びるウエブ域Ｕと、このウエブ域Ｕを両側で挟む一対のフランジ域Ｕ_１とを形成する略Ｈ形の輪郭形状からなるものとし、前記フランジ域Ｕ_１は、ショルダー部Ｓに位置し、かつ、タイヤの回転する向きにおいて最も長い接地長さを有する。そして、前記フランジ域Ｕ_１を形成する輪郭線のうち最も外側に位置する輪郭線の相互間隔を最大接地幅（Ｗ）とした場合に、前記接地長さが位置する箇所の幅方向寸法（ｗ）の最大接地幅（Ｗ）に対する比（ｗ／Ｗ）が0.8〜1.0の範囲に収めるように構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気入りタイヤ、とくに乗用車用空気入りラジアルタイヤに関するものであり、タイヤの内部構造やゴムの物性に手を加えることなしに耐偏摩耗性並びに操縦安定性の改善を図ろうとするものである。

近年、環境性能の観点から、空気入りラジアルタイヤ（以下、単に空気入りタイヤという）の長寿命化を図るため、耐偏摩耗性を向上させる要求が高まってきおり、また、車両の高速化に伴い、操縦安定性を向上させることも望まれており、両性能を両立した空気入りタイヤの検討がなされているが、その多くはタイヤの内部構造やトレッドゴムの物性等によって対応する手法になっていた。

この点に関する従来の他の改良手法としては、小型〜大型トラック用ラジアルタイヤを対象にして、耐ワンダリング性能を、他の性能を保持したうえで向上させるべく接地プリント形状を改良した技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開2001−55009号公報。

ところで、従来から存在する上記のような改良手法では耐偏摩耗性、操縦安定性の両特性を改善するにも限界があるうえ、乗り心地性能等の他の性能に悪影響を及ぼすことが懸念され、今だ改善の余地が残されていた。

本発明の課題は、乗用車用空気入りラジアルタイヤにつき、その耐偏磨耗性並びに操縦安定性の両特性を内部構造やゴムの物性等を変更することなしに改善できる新規な技術を提案しようとするものである。

本発明は、上記の目的を達成するためになされたものであって、請求項１に係る発明は、タイヤの踏面を形成するトレッド部と、このトレッド部の幅方向両端にショルダー部を介して連なる一対のサイドウオール部と、このサイドウオール部につながる一対のビード部を有する空気入りタイヤであって、
前記空気入りタイヤは、標準リムに組み付けて最大負荷能力に対応する空気圧を充てんした組立体につき、最大負荷能力に相当する荷重の80％の荷重を負荷した状態で平板に垂直に押し当てたときに形成される接地プリントが、
タイヤの幅方向に沿い平行に伸びるウエブ域と、このウエブを両側で挟む一対のフランジ域とを形成する略Ｈ形の輪郭形状からなり、
前記フランジ域は、ショルダー部に位置し、かつ、タイヤの回転する向きにおいて最も長い接地長さを有し、
前記フランジ域を形成する輪郭線のうち最も外側に位置する輪郭線の相互間隔を最大接地幅（Ｗ）とした場合に、前記最も長い接地長さが位置する箇所の幅方向寸法（ｗ）の最大接地幅（Ｗ）に対する比（ｗ／Ｗ）が0.8〜1.0の範囲にある、ことを特徴とする空気入りタイヤである。

また、本発明の請求項１にかかる発明に関しては、実際上は、請求項２に係る発明の如く、前記ウエブ域を形成する輪郭線を、前記フランジ域を形成する輪郭線と曲線でもって滑らかに連なるものとするのが好ましい。

また、本発明の請求項１、２に係る発明に関しては、実際上好適には、請求項３に係る発明の如く、前記接地プリントの輪郭形状は、ゴム押出し工程でその幅方向の両端域を残してその相互間に凹部を形成した未加硫のトレッドゴムを、未加硫のタイヤに貼り付け、それを加硫成型することによって形成することができる。

さらに、本発明の請求項１、２に係る発明に関しては、実際上好適には、請求項４に係る発明の如く、前記接地プリントの輪郭形状は、内面に凸部を有する金型を用い、未加硫のタイヤを加硫成型することによって形成することができる。

また、本発明の請求項１〜４に係る発明に関しては、請求項５に係る発明の如く、前記トレッド部が、２層のゴム被覆スチールコード交差層と、この交差層を覆い包む１層以上の螺旋巻きまわし有機繊維コード層とを有するのが望ましい。

ここに、最大負荷能力及び最大付加能力に対応する空気圧、標準リムとは、下記規格に記載されている、タイヤ種類、タイヤサイズ及びプライレーティングにおける単輪の数値及び標準リム（“Approved Rim”,“Recommended Rim”）を適用する。

すなわち、規格とは、タイヤが生産又は使用されている地域に有効な産業規格によって決められているものである。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 Europian Tired Rim Technical Organaization”の“Standard 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。

最大負荷能力に相当する荷重の80％の荷重を負荷した状態にて平板に垂直に押し当てたときに形成される接地プリントを略Ｈ形を呈する輪郭形状からなるものとし、
該Ｈ形のフランジ域を、ショルダー部に位置させるとともに、タイヤの回転する向きにおいて最も長い接地長さを有すること、そして、前記フランジ域を形成する輪郭線のうち最も外側に位置する輪郭線の相互間隔を最大接地幅（Ｗ）とした場合に、前記最も長い接地長さが位置する箇所の幅方向寸法（ｗ）の最大接地幅（Ｗ）に対する比（ｗ／Ｗ）が0.8〜1.0の範囲に設定すること、
により、タイヤは、ショルダー部とセンター部との径差が小さくなり、接地端付近で発生する制動方向（ブレーキング方向）のせん断力が軽減され（ブレーキング方向のせん断力はショルダー部のみで発生するものではなく、タイヤのトレッドが接地面に踏み込んでから蹴り出すまでの間に発生する前後方向のせん断力は先ずドライビング方向で発生し、途中でブレーキング方向のせん断力に方向が変わる。ショルダー部のセンター部付近では相対的にドライビング方向のせん断力が大きく、ショルダー部付近では相対的にブレーキング方向のせん断力が大きく、ショルダー摩耗には、このブレーキング方向のせん断力が悪影響を及ぼす）、その結果として偏摩耗（ショルダー摩耗）が抑制される。

また、上記のような条件を満足させることで、ショルダー部の接地長さが長くなるため、タイヤにスリップアングルを付加した場合に、ショルダー部においてタイヤ幅方向に大きなせん断力が発生するため、コーナーリングパワーを大きくすることができるし、スリップアングルが変化した場合にショルダー部の接地長さの変化率が小さくなるため、コーナーリング中において急激な車両挙動変化を起こすことがなく、操縦安定性が確保される。

接地プリントの、前記内側に凹んだ凹形状をなす輪郭線を曲線でもって滑らかに両端域へ連なねると、接地面内に作用するせん断力の分布も滑らかとなり耐偏摩耗性を有利に向上させることが可能となる。

以下、図面を参照して本発明をより具体的に説明する。
図１、２は本発明に従う空気入りタイヤの実施の形態を示したものであり、図１は空気入りタイヤをリム組みした組立体の右半分の断面図であり、図２は図１に示した組立体のトレッド部における接地プリント図である。

図において、１はタイヤの踏面を形成するトレッド部、２はトレッド部１の幅方向両端にショルダー部Ｓを介して連なるサイドウオール部（片側のみ表示）、３はサイドウール部２につながるビード部である。

また、４はビード部３のコア3aの相互間に埋設固定されトレッド部１、サイドウオール部２、ビード部３を補強する１プライ以上（図示例では１プライ）のラジアルカーカス、５はラジアルカーカス４の外周でトレッド部１を強化するベルトである。このベルト５はスチールコード交錯層5a、5bにて構成することができ、その外周には１枚以上（図示例では１枚）の螺旋巻回有機繊維コード層６を設けることができる。

上記の構成になる組立体は、最大負荷能力に相当する荷重の80％の荷重を負荷した状態で平板に垂直に押し当てたときの接地プリントが、図２に示すように、タイヤの幅方向に沿って平行に延びるウエブ域Ｕと、このウエブ域Ｕを両側で挟む一対のフランジ域Ｕ_１からなる略Ｈ形の輪郭形状を有するものであり、フランジ域Ｕ_１はショルダー部Ｓに位置しており、タイヤの回転する向きにおいて最も長い接地長さＬを有する。

そして、前記フランジ域Ｕ_１を形成する輪郭線のうち、最も外側（幅方向端部）に位置する輪郭線ｍの相互間隔を最大接地幅（Ｗ）とした場合に、上記最大接地長さが位置する箇所の幅寸法（ｗ）の最大接地幅（Ｗ）に対する比（ｗ／Ｗ）は0.8〜1.0の範囲に存在する。

図３は従来タイヤの典型的な接地プリントを示したものである。この接地プリントの輪郭は、横長で矩形に近い形状を有し、接地長さＬは幅方向の中心（センター部）が最も長く、ショルダー部Ｓでは短くなる。

かかる接地プリントをもつ空気入りタイヤは、耐偏摩耗性、操縦安定性を向上させようとすれば、内部構造に工夫を加えることで対応するが、トレッドゴムの物性を変更することで対応するか、あるいはそれらを組み合わせて対応せざるを得ないが、空気入りタイヤにおける偏摩耗とは、ショルダー部に発生する局所摩耗であり、ショルダー部の径差等によって接地端に至るまでに接地長さが徐々に小さくなると、主にショルダー部最大接地長さの位置よりも接地端部位において制動方向のせん断力が発生し、このせん断力によって偏摩耗が生じるものであり、これは、タイヤの内部構造に工夫を加えたり、トレッドゴムの物性で対応しても該偏摩耗の発生要因を根本的に抑制したことにはならない。

また、車両の旋回において旋回外側におけるタイヤショルダー部の接地長さが長いと、操縦安定性が向上するが、従来の接地形状は、スリップ角の変化に伴うショルダー部の接地長さの変化が大きく、操縦安定性を確保する点では好ましいとは言えず、しかも、タイヤの内部構造やトレッドゴムの物性で対応すると、乗り心地性能等他の他の性能への影響も大きくなる。

本発明における空気入りタイヤは、接地プリントを略Ｈ形の輪郭形状を有するものとすることで、偏摩耗の発生要因である制動力が生じる領域を抑制し、さらに、ショルダー部の接地長さを長くすることでスリップ角度の変化による接地長さの変化を小さくするものであって、内部構造やトレッド部のゴムの物性を変えることなしに偏摩耗を発生させる要因を抑制して操縦安定性を向上させる。

本発明においては、最大接地長さが位置する箇所の幅方向寸法（ｗ）の最大接地幅（Ｗ）に対する比（ｗ／Ｗ）を、0.85〜1.0としたが、（ｗ／Ｗ）が0.85未満では偏摩耗性能が低下するのが避けられないので0.85〜1.0の範囲とした。

接地プリントの輪郭形状においてウエブ域Ｕを形成する輪郭線ｎはフランジ域Ｕ_１を形成する輪郭線ｍと曲線でもって滑らかに連ねるものとする。曲線は少なくとも１つの円弧を用いることができる。

具体的には、図２に示すように、フランジ域Ｕ_１を形成する輪郭線ｍ（直線）と、曲率半径がrになる曲線を介して滑らかに連なる形状とする。曲線は、少なくとも１個の曲率半径ｒよりなる円弧（複合円弧でもよい）にて形成することができ、この円弧を、曲率半径Ｒの円弧（接地プリントのタイヤ方向に沿うフランジ域Ｕ_１を形成する円弧であって、その中心を接地プリント内に存在するもの）で図中Ｙ方向両端接地縁とＸ方向前後接地縁とにつなげる。

接地プリントを図２に示したような輪郭形状とするには以下の手段を適用する。

手段その一としては、トレッド部１（トレッドゴムの配置領域に相当する位置）に、図１に示すように、一層以上（図示例では一層として表示してある）の螺旋巻回有機繊維コード層６を設けることである。かかる螺旋巻回有機繊維コード層６は未加硫タイヤに加硫成型を施す際に、ベルト５に大きな張力を作用させることが可能となる。

手段その二としては、トレッド部１を形成するゴム1aに、ゴム押出し工程でその幅方向の両端域を残してその相互間に図４に示すような凹部ｔを設け、このゴム1aを適用して未加硫タイヤを製造して加硫成型を施すことである。すなわち、従来、ゴム押出し工程で成型される未加硫のトレッドゴム1aは図４中、仮想線を含んだ断面形状を有するところ、本発明においては、かかる部位を取り除いた未加硫のトレッドゴム1aを適用するということであって、図においてEはタイヤの赤道面に相当する。

さらに、手段その三は、内面に凸部７を有する図５に示すような金型を用い、この金型にて未加硫のタイヤの加硫成型を行う。

本発明で規定する接地プリントを形成するには、上記手段その一〜その三の何れか１つを単独で適用すればよく、二つ以上を組み合わせることも可能であり、この点については限定されない。

上掲図１に示した構造で、図６の如き接地プリント（最大負荷能力に相当する荷重の80％の荷重に相当する荷重480kgfを負荷した状態で平板にトレッド部を垂直に押し当てたときに形成される接地プリント）になる、サイズ205／55R16の乗用車用空気入りラジアルタイヤを製造し、これを標準リム（7JJ16）に組み付けて最大負荷能力に対応する空気圧（200kPs）を充てん、車両に装着してテストコースでの実車フィーリングテストを行うとともに、実地使用での摩耗テストを行った。

その結果を、図７に示すような接地プリントを有する従来タイヤ及び上記構成のタイヤにおいてｗ／Ｗを0.7に変更した比較タイヤの結果とともに表１に示す。

なお、適合例のタイヤは、内面に凸部７を有する図５に示すような金型を用いて加硫成型を行うことにより図６に示すような輪郭形状を有する接地プリントを得たものである（従来例のタイヤは、従来の一般的な手法に従ってタイヤを製造した場合に得られる接地プリント）。

なお、実地使用での摩耗テストは、とくにトレッド部１の両端部の摩耗を、その部位の残溝深さで見ることとし、摩耗度合は従来例のタイヤを100とする指数にて表示した（値が大きい程良好）。また、実車フィーリングテストはドライ操縦安定性、乗り心地性能について評価した。評価は１〜５の５点法を採用し、従来例のタイヤをコントロールとして３点とし、２点はやや悪い、４点はやや良い、５点は良い、とした。

表１より明らかなように、比較例のタイヤは端部摩耗が低下しているのに対して、適合例のタイヤは、ドライ操縦安定性、端部摩耗が従来例のタイヤよりも改善されていることが確認できた。

タイヤの内部構造やゴムの物性を変更することなしに耐偏摩耗特性、操縦安定性の改善を図ることができる空気入りタイヤが提供できる。

本発明に従う空気入りタイヤをリム組みした組立体の右半分の断面図である。図１に示した組立体のトレッド部における接地プリントを示した図である。従来タイヤの接地プリントを示した図である。未加硫のトレッドゴムの断面形状を示した図である。加硫金型の要部の断面を示した図である。実施例で使用した適合例の接地プリントを示した図である。従来タイヤの接地プリントを示した図である。

符号の説明

１トレッド部
２サイドウオール部
３ビード部
４ラジアルカーカス
５ベルト
5a スチールコード交錯層
5b スチールコード交錯層
６螺旋巻回有機繊維コード層

Claims

タイヤの踏面を形成するトレッド部と、このトレッド部の幅方向両端にショルダー部を介して連なる一対のサイドウオール部と、このサイドウオール部につながる一対のビード部を有する空気入りタイヤであって、
前記空気入りタイヤは、標準リムに組み付けて最大負荷能力に対応する空気圧を充てんした組立体につき、最大負荷能力に相当する荷重の80％の荷重を負荷した状態で平板に垂直に押し当てたときの接地プリントが、
タイヤの幅方向に沿い平行に伸びるウエブ域と、このウエブ域を両側で挟む一対のフランジ域とを形成する略Ｈ形の輪郭形状からなり、
前記フランジ域は、ショルダー部に位置し、かつ、タイヤの回転する向きにおいて最も長い接地長さを有し、
前記フランジ域を形成する輪郭線のうち最も外側に位置する輪郭線の相互間隔を最大接地幅（Ｗ）とした場合に、前記最も長い接地長さが位置する箇所の幅方向寸法（ｗ）の最大接地幅（Ｗ）に対する比（ｗ／Ｗ）が0.8〜1.0の範囲にある、ことを特徴とする空気入りタイヤ。
前記ウエブ域を形成する輪郭線は、前記フランジ域を形成する輪郭線と曲線でもって滑らかに連なるものである、請求項１記載の空気入りタイヤ。
前記接地プリントの輪郭形状は、ゴム押出し工程でその幅方向の両端域を残してその相互間に凹部を形成した未加硫のトレッドゴムを、未加硫のタイヤに貼り付けて加硫成型することによって形成されるものである、請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
前記接地プリントの輪郭形状は、内面に凸部を有する金型を用い、未加硫のタイヤを加硫成型することによって形成されるものである、請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
前記接地プリントの輪郭形状は、トレッド部に２層のゴム被覆スチールコード交差層と、この交差層を覆い包む１層以上の螺旋巻回有機繊維コード層とを配置することによって形成されるものである、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。