JP2011084152A - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】一対のビード部間にトロイダル状に跨るカーカスを骨格として、該カーカスのクラウン部の径方向外側に、傾斜ベルト層を有するベルトおよびトレッドを順に配置した空気入りタイヤであって、該タイヤを適用リムに装着した状態のタイヤ幅方向断面における、傾斜ベルト層の最外側層の幅BWに対する、当該最外側層の幅方向中心部と幅方向端部との径差BDの比BD/BWが0.01以上0.04以下である空気入りタイヤにおいて、少なくとも1層のカーカスプライの折り返し部の先端と、ビードトゥにタイヤの回転軸と平行に引いた線分との最短距離CSEhが、タイヤの最大幅位置にタイヤの回転軸と平行に引いた線分とビードトゥにタイヤの回転軸と平行に引いた線分との最短距離SWhよりも大きい。
【選択図】図2
Description
以下に、従来の改良方法をいくつか紹介する。
またさらに、ベルトラインがフラットなタイヤにしばしば見られるタイヤのサイド部の外観の耐久性についても、カーカスプライの折り返し高さを規定することにより、上述した耐摩耗性能および転がり抵抗低減性能を損なうことなく向上できることを見出し、本発明を完成するに到った。
なお、後述するタイヤ寸法に関しては、一般的なタイヤの幅方向断面を示す図1を参照されたい。
(1)一対のビードコアを埋設するビード部間にトロイダル状に跨るとともに、前記ビードコアの周りにタイヤ幅方向内側から外側に折り返してなるカーカスプライからなるカーカスを骨格として、該カーカスのクラウン部の径方向外側に、少なくとも1層の傾斜ベルト層を有するベルトおよびトレッドを順に配置した空気入りタイヤであって、
該タイヤを適用リムに装着した状態のタイヤ幅方向断面における、前記傾斜ベルト層の最外側層の幅BWに対する、当該最外側層の幅方向中心部と幅方向端部との径差BDの比BD/BWが0.01以上0.04以下である空気入りタイヤにおいて、
少なくとも1層のカーカスプライの折り返し部の先端と、ビードトゥにタイヤの回転軸と平行に引いた線分との最短距離CSEhが、タイヤの最大幅位置にタイヤの回転軸と平行に引いた線分とビードトゥにタイヤの回転軸と平行に引いた線分との最短距離SWhよりも大きいことを特徴とする空気入りタイヤ。
図2に、本発明の空気入りタイヤ(以下、タイヤと称する)について、その幅方向断面を示す。本発明のタイヤ6は、一対のビードコア1を埋設するビード部間にトロイダル状に跨るとともに、ビードコア1の周りにタイヤ幅方向内側から外側に折り返してなる少なくとも1層、図示例では1層のカーカスプライからなるカーカス2を骨格として、該カーカス2のクラウン部の径方向外側に、タイヤの赤道面CLに対して傾斜した向きに延びるコードの多数本をゴムで被覆した、少なくとも1層、図示例では2層の傾斜ベルト層3a、3bを配置し、その径方向外側にタイヤの赤道面CLに沿って延びるコードの多数本をゴムで被覆した、1層の周方向ベルト層4を配置し、このベルトの径方向外側にトレッド5を配置してなる。
なお、傾斜ベルト層は1層でも構わないが、その際には、少なくとも1層の周方向ベルト層との組み合わせにてベルトを構成することが好ましい。
なお、ここでいう傾斜ベルト層とは、カーカス2の最大幅CSWの0.6倍以上の幅を有するものである。
転がり抵抗は、前述したように、タイヤトレッド部のゴム中で発生するエネルギーロスが支配的であり、その変形の一つである幅方向断面内のせん断変形を抑えることが、転がり抵抗の低減に有効である。このせん断変形は、図3にサイズ195/65 R15の通常の断面形状を有するラジアルタイヤ(比BD/BW:0.052)の内圧充填前の無負荷状態を実線にておよび、210kPaの内圧充填後に4.41kNの荷重を負荷した状態を点線にて示すように、荷重負荷の前後における変形(矢印参照)によって、接地部分において湾曲していたベルトが平らに伸ばされる変形に起因している。さらに、図3に示すように、通常のラジアルタイヤでは、タイヤセンター対比ショルダーの半径が小さく径差を持っているため、ショルダー付近のベルトはタイヤ周方向に伸ばされる。すると、コードが交差して配置された傾斜ベルト層はパンタグラフ状に変形して周方向に伸びる結果として幅方向に縮むことになるため、上記せん断変形を助長することになり、結果としてトレッドゴムのヒステリシスロスを増加することになる。
サイド表層部のひび割れを抑制するためには、すなわち、サイド表層部の歪を抑制するためには、サイド部のたわみを抑制するようにサイド部の曲げ剛性を高めることが考えられる。しかし、たわみによる曲げをこのサイド部に集中させたのは、上述したように、トレッド部における変形を減らしてトレッド部のエネルギーロスを減らすためであるので、サイド部のたわみは大きいままで、サイド表面歪を低減することが必要である。本発明者らは、サイド部のたわみが大きいままで、サイド表面歪を低減する方途を各種試行したところ、カーカスプライのビード部からの折り返し高さCSEhを最大幅高さSWhよりも高くすることによって、サイド表層部の歪を抑制できることを確認した。サイド部の曲げが集中するタイヤの最大幅位置WMAXにおいて、カーカスプライの本体部にカーカスプライの折り返し部を重ねて2重にすることにより、この部分での曲げの中立軸を表層側に移動させている。その結果、表層の歪を抑制することができる。
本発明では、カーカスプライのビード部からの折り返し高さCSEhを最大幅高さSWhよりも高くすることによって、サイド部の曲げが集中するタイヤの最大幅位置WMAXにおいて、カーカスプライを2重にして、曲げの中立軸を表層側に移動させ、サイド部の表層の歪を抑制することができる。
なお、カーカスプライの折り返し高さCSEhを変更するだけであるため、タイヤ全体のたわみには大きな影響を及ぼさない。
比CSEh/SWhが1のとき、すなわち、カーカスプライの折り返し部2Oの先端2OEが最大幅位置WMAXにある場合、曲げの中心に折り返し部2Oの先端2OEが位置することとなり、この折り返し部2Oの先端2OEが起点となってひび割れが発生するおそれがある。よって、比CSEh/SWhは1より大きいことが肝要である。
比CSEh/SWhの好適範囲の下限を1.02としたのは、折り返し高さCSEhは製造によりわずかにばらつくためであり、折り返し高さCSEhが必ず最大幅高さSWhを超えさせるためである。
一方、比CSEh/SWhの好適範囲の上限を2.0としたのは、折り返し高さCSEhを、最大幅高さSWhを超えてさらに高くしても表面歪を抑制する効果は向上しないためである。さらに、多くのタイヤの場合、この比が2.0を超えるとカーカスプライの折り返し部2Oの先端2OEがベルト端を超える位置関係になるためである。また、過剰に折り返し部2Oを大きくすると、たわみにも影響を及ぼし、縦バネ増加による乗り心地悪化を引き起こすおそれもある。
後述する実施例により、比CSEh/SWhが1.25のとき、本発明の効果が十分に得られることが確認されている。
図6は、カーカス2が2層のカーカスプライ2a、2bからなり、半径方向最内側に配置されたカーカスプライ2aの折り返し部2aOの先端2aOEと、ビードトゥ10にタイヤの回転軸と平行に引いた線分との最短距離CSEhが、最大幅高さSWhよりも大きい。
また、図7は、カーカス2が2層のカーカスプライ2a、2bからなり、カーカスプライ2aおよびカーカスプライ2bの折り返し高さCSEhが、最大幅高さSWhよりも大きい。
図6および図7に示すように、カーカス2が2層のカーカスプライ2a、2bからなる場合は、最内層のカーカスプライ2aの折り返し高さCSEhが、最大幅高さSWhよりも大きく、タイヤの最大幅位置WMAXにおいて、カーカスプライが3重以上となり、この位置における曲げの中立軸を表層側に移動させ、サイド部の表層の歪を抑制することができる。
従来例タイヤは図8に示すタイヤ形状および構造を有する。
発明例タイヤおよび比較例タイヤはいずれも、図2に示すタイヤ形状および構造を有し、カーカスプライの折り返し部の高さCSEhおよび最大幅高さSWhを変化させたものである。タイヤ最大幅位置WMAXのタイヤ内表面からタイヤ外表面までの厚さはほぼ同じである。
また、縦バネ性能は転がり抵抗試験の際に、たわみ量を測定し、「荷重/たわみ量」で算出したバネを指数化したものであり、値が大きいほどたわみにくいことを示している。すなわち、値が小さい程たわみやすく乗り心地がよいことを意味する。たわみ量の測定は、無負荷時のタイヤ軸高さ−荷重負荷時の軸高さによって求める。
なお、この試験法では摩耗した重量を比較するため、耐摩耗試験の意味合いが強い。しかし偏摩耗性能が悪いタイヤでは早期に摩耗が進むため、本試験でも検出が可能である。つまり、この見方は耐偏摩耗並びに耐摩耗の両面からの見方を行うことができるものである。
比CSEh/SWhが1.25までは(発明例1〜3、5〜8)、サイド割れに対する耐久性能が向上しているが、比CSEh/SWhが1.25から1.36になっても(発明例3、4の比較)サイド割れに対する耐久性能が1しか向上していないこと、および縦バネ性能も2.6と大きく増加していることから、比CSEh/SWhが1.25以下で十分に本発明の効果が得られるといえる。
一方、比CSEh/SWhが1.0以下となる比較例タイヤ1、2ではサイド割れに対する耐久性能が確実に低下する傾向となっている。
以上の結果から、比CSEh/SWhが1.0を超える設定により、サイド部のひび割れに対する耐久性能を向上できることを確認できた。
2 カーカス
2a カーカスプライ
2b カーカスプライ(最外側層)
2O カーカスプライの折り返し部
3a 傾斜ベルト層
3b 傾斜ベルト層(最外側層)
4 周方向ベルト層
5 トレッド
6 タイヤ
7 リム
10 ビードトゥ
Claims (3)
- 一対のビードコアを埋設するビード部間にトロイダル状に跨るとともに、前記ビードコアの周りにタイヤ幅方向内側から外側に折り返してなるカーカスプライからなるカーカスを骨格として、該カーカスのクラウン部の径方向外側に、少なくとも1層の傾斜ベルト層を有するベルトおよびトレッドを順に配置した空気入りタイヤであって、
該タイヤを適用リムに装着した状態のタイヤ幅方向断面における、前記傾斜ベルト層の最外側層の幅BWに対する、当該最外側層の幅方向中心部と幅方向端部との径差BDの比BD/BWが0.01以上0.04以下である空気入りタイヤにおいて、
少なくとも1層のカーカスプライの折り返し部の先端と、ビードトゥにタイヤの回転軸と平行に引いた線分との最短距離CSEhが、タイヤの最大幅位置にタイヤの回転軸と平行に引いた線分とビードトゥにタイヤの回転軸と平行に引いた線分との最短距離SWhよりも大きいことを特徴とする空気入りタイヤ。 - カーカスの径方向最外側とビードトゥとの間のタイヤ径方向の距離CSHに対する、前記カーカスの最大幅位置にタイヤの回転軸と平行に引いた線分とビードトゥにタイヤの回転軸と平行に引いた線分との最短距離CSWhの比CSWh/CSHが0.6以上0.9以下であることを特徴とする請求項1に記載の空気入りタイヤ。
- 前記タイヤの断面高さSHに対する前記最短距離SWhの比SWh/SHが0.5以上0.8以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の空気入りタイヤ。
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