JP2008114799A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】乗り心地性を確保しながら、操縦安定性を向上させる。
【解決手段】トレッドゴムＧは、ゴム硬度Ｈｓ１が５８〜７２°の範囲のトレッド面側のキャップゴムＧ１と、ゴム硬度Ｈｓ２が７２〜９２°の範囲のベルト層側のベースゴムＧ２とからなる。又ベルトコードにスチールコードを用いるとともに、このスチールコードは、コード１本当たりの曲げ剛性Ｍを１５．０〜３５．０ｇ・ｃｍ、かつ引張強さＴを４００〜８００Ｎとした。
【選択図】図１

Description

本発明は、乗り心地性を維持しながら操縦安定性を向上した空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤでは、トレッドゴムを、トレッド面側のキャップゴムとベルト層側のベースゴムとからなる２層構造としたものが広く採用されている。この２層構造では、一般に、キャップゴムとしてゴム硬度が６５°程度の耐摩耗性に優れるゴムを用いる一方、ベースゴムには、前記キャップゴムよりもゴム硬度が小な軟質のゴムが用いら、前記キャップゴムが受ける路面からの入力に対して、軟質のベースゴムが前記入力を緩和し、乗り心地性を向上させている。

しかしながら、前述の２層構造の場合、ベースゴムが軟質であるため、操縦安定性、特にハンドル応答性能の低下を招くという問題がある。

このような状況に鑑み、本発明者が研究を行った結果、ハンドル応答性能にはベースゴムの関与が大であり、ベースゴムのゴム硬度をキャップゴム以上に高めることが、ハンドル応答性能にとって有利であることが判明した。なおハンドル応答は、ハンドルを切った際にベルト層のコードに角度が付き、コーナリングパワーが発生することで車両がヨー応答を始める現象である。従って、ハンドル応答性能のためには、ベルト層のコード角度変化を効果的に引き起こすことが重要であり、そのためには、ベルト層に隣接することでコード角度変化への関与が大きいベースゴムのゴム硬度を、むしろキャップゴム以上に高めることが必要であることが判明した。

しかしこの場合、ベースゴムの硬度増加により、逆に乗り心地性を低下するという新たな問題が発生する。

そこで本発明は、ハンドル応答性能への寄与が大きいベースゴムのゴム硬度をキャップゴム以上に高めるとともに、ベルト層のコードの曲げ剛性、及び引張強さを所定範囲に規制してベースゴムとキャップゴムとベルトコードとの剛性バランスを適正化することを基本として、ベルトコードの角度変化を効果的に引き起こしてハンドル応答性能の向上を図りながら、路面からの入力を、ベースゴムとキャップゴムとベルト層との全体でいなすことが可能となり、乗り心地性を確保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。

特開２００１−１９１７３２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プライからなるカーカスと、このカーカスの半径方向外側かつ前記トレッド部の内方に配されるベルトプライからなるベルト層とを具える空気入りタイヤであって、
前記ベルト層とトレッド面との間に配されるトレッドゴムは、ゴム硬度Ｈｓ１が５８〜７２°の範囲のトレッド面側のキャップゴムと、ゴム硬度Ｈｓ２が７２〜９２°の範囲のベルト層側のベースゴムとからなり、
かつ前記ベルトプライのベルトコードに、スチールコードを用いるとともに、このスチールコードは、コード１本当たりの曲げ剛性Ｍを１５．０〜３５．０ｇ．ｃｍ、かつ引張強さＴを４００〜８００Ｎとしたことを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記ゴム硬度Ｈｓ１、Ｈｓ２、前記コードの曲げ剛性Ｍ、及び前記コードの引張強さＴは、以下の関係（１）、（２）を充足することを特徴としている。
Ｍ＜（Ｈｓ１／Ｈｓ２）×３５ −−−−（１）
Ｔ＜（Ｈｓ１／Ｈｓ２）×８００ −−−−（２）

ここで、前記「ゴム硬度」は、ＪＩＳ−Ｋ６２５３に基づきデュロメータータイプＡにより測定したデュロメータＡ硬さである。

前記「引張強さＴ」は、ＪＩＳ Ｇ３５１０の「スチールタイヤコード試験方法」における切断荷重及び切断時全伸び（６．４項）の引張り試験に準拠し、引張速度５ｃｍ／分にて測定した試験片が切断するのに要する最大荷重である。

前記「曲げ剛性Ｍ」は、スチールコードを、その撚りが解けないように７０ｍｍの長さで溶断して試験片をうるとともに、例えば米国テーバ社製の剛性度試験器（Ｍｏｄｅｌ １５０−Ｄ）等を用いて測定する。具体的には、図６に模式的に示すように、試験片Ａの一端を固定するとともに、この固定端から５０ｍｍの長さでのびる試験片Ａの他端Ａ１に力Ｆを負荷し、該試験片Ａの前記他端Ａ１での開き角度が１５゜になったときの抗力（曲げ硬さ）を測定することにより得られる。

本発明は叙上の如く、ハンドル応答性能への寄与が大きいベースゴムのゴム硬度をキャップゴムのゴム硬度以上としているため、これとは逆の構成とした場合に比して、ハンドルを切った際、ベルト層のコード角度変化が効果的に引き起こされ、コーナリングパワーが早期に発生してハンドル応答性能を向上することができる。

又ベースゴム及びキャップゴムのゴム硬度を規制する一方、ベルトコードの曲げ剛性、及び引張強さを規制している。これによりベースゴムとキャップゴムとベルトコードとの剛性バランスが適正化し、ハンドル応答性能の向上効果を発揮しながら、路面からの入力を、ベースゴムとキャップゴムとベルト層との全体でいなすことが可能となり、乗り心地性を確保しうる。

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の一実施例を示す断面図である。
図１に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ１は、乗用車用ラジアルタイヤであって、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、このカーカス６の半径方向外側かつトレッド部２の内部に配されるベルト層７とを具える。

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。このカーカスプライ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して係止されるプライ折返し部６ｂを一連に具える。

又カーカス６の前記プライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとの間には、ビードコア５から半径方向外側に立ち上がる断面三角形状のビードエーペックス８が配される。このビードエーペックス８は、ゴム硬度が７５〜９５゜硬質のゴムからなり、ビード部４からサイドウォール部３にかけて補強し、タイヤ横剛性を高めている。又ビードエーペックス８の外端のビードベースラインＢＬからの半径方向高さＨ１は、タイヤ断面高さＨ０の３０〜５５％の範囲が望ましい。

又前記ベルト層７は、ベルトコードをタイヤ周方向に対して１０〜４５°の小角度で配列した少なくとも２枚、本例では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから形成される。このベルト層７は、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のほぼ全巾をタガ効果を有して補強する。なお半径方向内のベルトプライ７Ａは、外のベルトプライ７Ｂに比べ巾広に形成され、端部における応力集中を緩和している。なおベルトコードにはスチールコードが採用されるとともに、前記カーカスコードには、ナイロン、ポリエステル、レーヨン、アラミド等の有機繊維コードが採用される。

次に、前記ベルト層７とトレッド面２Ｓとの間に配されるトレッドゴムＧは、トレッド面２Ｓ側のキャップゴムＧ１と、ベルト層７側のベースゴムＧ２とからなる２層構造で形成される。なおタイヤ赤道Ｃ上において、前記ベースゴムＧ２の厚さｔ２はトレッドゴムＧの全厚さｔ０の１０〜３０％の範囲が好ましい。

そして本実施形態では、前記キャップゴムＧ１のゴム硬度Ｈｓ１を５８〜７２°の範囲、かつベースゴムＧ２のゴム硬度Ｈｓ２を７２〜９２°の範囲とするとともに、ベルトコードのコード１本当たりの曲げ剛性Ｍを１５．０〜３５．０ｇ・ｃｍ、かつ引張強さＴを４００〜８００Ｎの範囲に規制している。

このように、前記キャップゴムＧ１では、ゴム硬度Ｈｓ１を従来と同程度に維持し、耐摩耗性やグリップ性能を従来タイヤと同レベルに確保する。しかし、前記ベルト層７に隣接するベースゴムＧ２では、そのゴム硬度Ｈｓ２を従来とは逆に、ゴム硬度Ｈｓ１以上、好ましくはゴム硬度Ｈｓ１よりも大に高めている。そのため、ハンドルを切った際の応力がベルト層７により伝わり易くなるなど、ベルトコードの角度変化が効果的に引き起こされ、その結果、コーナリングパワーが早期に発生してハンドル応答性能を向上することができる。

このとき、前記ベースゴムＧ２のゴム硬度Ｈｓ２が大となるため、路面からの入力緩和効果が減じて乗り心地性が低下する懸念を招く。しかしながら、本発明者の研究の結果、前記ゴム硬度Ｈｓ１，Ｈｓ２が前記範囲をなし、かつベルトコードの前記曲げ剛性Ｍが１５．０〜３５．０ｇ・ｃｍ、かつ引張強さＴが４００〜８００Ｎの範囲となる場合には、例えベースゴムＧ２のゴム硬度Ｈｓ２が大となったとしても、入力緩和効果が確保され、乗り心地性がほぼ同等に維持されうることを究明し得た。

これは、前述の如くゴム硬度Ｈｓ１、Ｈｓ２、ベルトコードの曲げ剛性Ｍ及び引張強さＴを前記範囲に規制することにより、キャップゴムＧ１とベースゴムＧ２とベルト層７との間の剛性バランスが適正化し、路面からの入力を、これらキャップゴムＧ１とベースゴムＧ２とベルト層７との全体でいなすことが可能となり、乗り心地性が維持されるものと推測される。

このような剛性バランスの適正化のために、前記ゴム硬度Ｈｓ１、Ｈｓ２、コードの曲げ剛性Ｍ（単位ｇ・ｃｍ）、及びコードの引張強さＴ（単位Ｎ）において、以下の関係（１）、（２）を充足することが好ましい。
Ｍ＜（Ｈｓ１／Ｈｓ２）×３５ −−−−（１）
Ｔ＜（Ｈｓ１／Ｈｓ２）×８００ −−−−（２）

これにより剛性バランスがより適正化され、ハンドル応答性能を向上しながらも、乗り心地性を高レベルで維持することが可能になる。なおゴム硬度Ｈｓ１が５８°を下回る、及びゴム硬度Ｈｓ２が７２°を下回る場合には、ハンドル応答性能の向上が難しくなる傾向となり、逆にゴム硬度Ｈｓ１が７２°を上回る、及びゴム硬度Ｈｓ２が９２°を上回る場合には、乗り心地性の確保が難しくなる傾向となる。又コードの曲げ剛性Ｍが１５．０ｇ・ｃｍを下回る、及び引張強さＴが４００Ｎを下回ると、ハンドル応答性能の向上が難しくなる傾向となり、逆にコードの曲げ剛性Ｍが３５．０ｇ・ｃｍを上回る、及び引張強さＴが８００Ｎを上回ると乗り心地性の確保が難しくなる傾向となる。このように、ゴム硬度Ｈｓ１、Ｈｓ２、コードの曲げ剛性Ｍ、コードの引張強さＴの何れかが、前記範囲を外れると、ハンドル応答性能と乗り心地性との両立ができなくなる。

このような観点から、前記ゴム硬度Ｈｓ１では、その下限値を６０°以上、上限値を７０°以下とするのが好ましく、ゴム硬度Ｈｓ２では、その下限値を７６°以上、上限値を８８°以下とするのが好ましく、又曲げ剛性Ｍでは、その下限値を２０ｇ・ｃｍ以上、上限値を３０ｇ・ｃｍ以下とするのが好ましく、又引張強さＴでは、その下限値を５００Ｎ以上、上限値を７００Ｎ以下とするのが好ましい。

又前記曲げ剛性Ｍが、前記関係（１）を充足しない、及び引張強さＴが前記関係（２）を充足しない場合には、乗り心地性の確保が難しくなる。

例えば、後述する表１の従来例１と比較例１と実施例１とを比較する。これらはゴム硬度Ｈｓ２のみが相違している。従来例１と比較例１とでは、ゴム硬度Ｈｓ２が５８°から６５°に増加し、これによりハンドル応答性が増加するものの、乗り心地性が大きく低下している。しかし、比較例１と実施例１とでは、ゴム硬度Ｈｓ２が６５°から７９°にさらに増加しているものの、乗り心地性が逆に向上するという予期せぬ結果が生じている。これは、ゴム硬度Ｈｓ１、Ｈｓ２、曲げ剛性Ｍ、引張り強さＴが前記範囲を満たし、とりわけ前記関係（１）、（２）を充足することで、キャップゴムＧ１とベースゴムＧ２とベルト層７との間の剛性バランスが適正化し、ゴム硬度Ｈｓ２が増加するとはいえ乗り心地性が逆に向上したものと考えられる。

なお図２には、ゴム硬度Ｈｓ２＝７９°、曲げ剛性Ｍ＝２２ｇ・ｃｍ、引張強さＴ＝４５０Ｎと一定とし、ゴム硬度Ｈｓ１を変化させたときのハンドル応答性能、及び乗り心地性への影響が示され、図３には、ゴム硬度Ｈｓ１＝６５°、曲げ剛性Ｍ＝２２ｇ・ｃｍ、引張強さＴ＝４５０Ｎと一定とし、ゴム硬度Ｈｓ２を変化させたときのハンドル応答性能、及び乗り心地性への影響が示され、図４、５には、ゴム硬度Ｈｓ１＝６５°ゴム硬度Ｈｓ２＝７９°と一定とし、曲げ剛性Ｍ、及び引張強さＴを変化させたときのハンドル応答性能、及び乗り心地性への影響が示されている。

図２、３に示すように、ハンドル応答性能に対しては、ゴム硬度Ｈｓ１よりもゴム硬度Ｈｓ２の影響が大きいこと、及びゴム硬度Ｈｓ２が増加しても乗り心地性が向上する場合があることが解る。又図４、５に示すように、比Ｍ／｛（Ｈｓ１／Ｈｓ２）×３５｝、及び比Ｔ／｛（Ｈｓ１／Ｈｓ２）×８００｝は、ハンドル応答性能に対しての影響は小さいが、乗り心地性に対しての影響は大きく、各比が大きくなるに従って乗り心地性が低下するのが解る。

なお上記作用効果を確実化するために、ベルトプライの５ｃｍ巾当たりのベルトコードの打ち込み本数ｎと前記曲げ剛性Ｍとの積であるプライ曲げ剛性Ｍ×ｎは、７００〜１３００ｇ・ｃｍの範囲、かつ前記打ち込み本数ｎと引張強さＴとの積であるプライ強さＴ×ｎは、２１０００〜３００００Ｎの範囲であるのが好ましい。

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はなく、例えば乗用車用タイヤ以外の種々なカテゴリーのタイヤとして形成しうるなど、本発明は種々の態様に変形して実施しうる。

図１の構造をなす乗用車用ラジアルタイヤ（タイヤサイズ ２４５／４５Ｒ１８）を、表１の仕様にて試作するとともに、各試供タイヤの乗り心地性、操縦安定性をテストし比較した。表１以外の仕様は互いに同仕様としている。

（１）乗り心地性；
試供タイヤを、リム（７．５ＪＪ）、内圧（２３０ｋＰａ）の条件下にて、乗用車（４３００ｃｃ、ＦＲ車）の４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。そのときの乗り心地性をドライバーの官能評価により従来例１を１００とする指数で表示している。指数が大きい方が乗り心地性に優れている。

（２）操縦安定性；
前記タイヤテストコースでの実車走行において、ハンドル応答性能をドライバーの官能評価により従来例１を１００とする指数で表示している。指数が大きい方が操縦安定性に優れている。

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。 キャップゴムのゴム硬度と、ハンドル応答性能及び乗り心地性との関係を示すグラフである。 ベースゴムのゴム硬度と、ハンドル応答性能及び乗り心地性との関係を示すグラフである。 比Ｍ／｛（Ｈｓ１／Ｈｓ２）×３５｝と、ハンドル応答性能及び乗り心地性との関係を示すグラフである。 比Ｔ／｛（Ｈｓ１／Ｈｓ２）×８００｝と、ハンドル応答性能及び乗り心地性との関係を示すグラフである。 スチールコードの曲げ剛性の測定方法を説明する図面である。

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
６Ａ カーカスプライ
７ ベルト層
７Ａ、７Ｂ ベルトプライ
Ｇ トレッドゴム
Ｇ１ キャップゴム
Ｇ２ ベースゴム

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プライからなるカーカスと、このカーカスの半径方向外側かつ前記トレッド部の内方に配されるベルトプライからなるベルト層とを具える空気入りタイヤであって、
   前記ベルト層とトレッド面との間に配されるトレッドゴムは、ゴム硬度Ｈｓ１が５８〜７２°の範囲のトレッド面側のキャップゴムと、ゴム硬度Ｈｓ２が７２〜９２°の範囲のベルト層側のベースゴムとからなり、
   かつ前記ベルトプライのベルトコードに、スチールコードを用いるとともに、このスチールコードは、コード１本当たりの曲げ剛性Ｍを１５．０〜３５．０ｇ・ｃｍ、かつ引張強さＴを４００〜８００Ｎとしたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記ゴム硬度Ｈｓ１、Ｈｓ２、前記コードの曲げ剛性Ｍ、及び前記コードの引張強さＴは、以下の関係（１）、（２）を充足することを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
   Ｍ＜（Ｈｓ１／Ｈｓ２）×３５ −−−−（１）
   Ｔ＜（Ｈｓ１／Ｈｓ２）×８００ −−−−（２）

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