JP2012176678A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】サイド部に、三日月状の高硬度の補強ゴムを配設したランフラットタイヤにおいて、乗心地の低下を防止しつつ、ビード部のリムフィット性を高め、すぐれた操縦安定性能等を確保できる空気入りラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】偏平率が４５%以下であり、リム径の呼びが１８（インチ）以上で、サイド部に配設した横断面形状が三日月状の補強ゴム１１、および、一枚以上のカーカスプライからなり、ビードコア１４の周りで半径方向外側へ巻上げてなるラジアルカーカス１３を具え、適用リム２のビードシート６への接触姿勢のビードベース７のタイヤ中心軸線方向の幅を、適用リム２のリムフランジ８からハンプ９に到るまでのビードシート６の中心軸線方向の幅より狭幅にするとともに、カーカスプライを形成する有機繊維コードの径を０．７２ｍｍ以下とし、ビードコア１４に対し、カーカスより外側部分に、有機繊維コード補強層１６を配設する。
【選択図】図１

Description

この発明は、空気入りラジアルタイヤ、なかでも、タイヤサイド部に横断面形状（幅方向断面形状）が三日月状の補強ゴムを具える、いわゆるランフラットタイヤに関するものであり、とくには、タイヤビード部のリムフィット性を向上させて、車両の操縦安定性等の性能を高める技術を提案するものである。

とくに偏平率が４５％以下で、リム径の呼びが１８（インチ）以上のタイヤを、スポーツカー等の、旋回走行時の発生横力の大きくなる車両に適用した場合は、適用リムのビードシートに接触するビードベースのトウ側部部分が、ビードシートに設けたハンプを乗り越えることがあって、操縦安定性能が低下し易いことから、特許文献１〜３のそれぞれには、ビードベースの幅を、適用リムのリムフランジとハンプとの間のビードシート幅より小さくし、ビードベースのリムフィット性を高めてすぐれた操縦安定性能を確保する技術が開示されている。

特開平０５−１６６２０号公報 特開平０６−３４４７０７号公報 特開平１０−２４７１３号公報

この一方で、ビード部の剛性が小さくなりすぎると、リムフィット性および操縦安定性能等の低下が余儀なくされることになるため、従来は、有機繊維コードやスチールコードをもってビード部を補強してビード部剛性を高めることで、ビード部の倒れ込み変形等を抑制して、リムフィット性を高めることとしているも、ビード部の剛性を高めすぎると、タイヤの上下剛性が高くなりすぎて、車両への乗心地が悪化するという他の問題が生じることになり、このことは、タイヤのサイド部に、横断面形状が三日月状の高硬度の補強ゴムを配設してなるランフラットタイヤのように、該補強ゴムを配設しない、一般的なノーマルタイヤに比して、ビード部への負荷の大きいタイヤにおいてとくに重大であった。

この発明は、従来技術のこのような問題点を解決することを課題とするものであり、それの目的とするところは、タイヤサイド部に、横断面形状が三日月状の高硬度の補強ゴムを配設したランフラットタイヤにおいてなお、車両への乗心地の著しい低下を防止しつつ、ビード部のリムフィット性を高め、すぐれた操縦安定性能等を確保できる空気入りラジアルタイヤを提供するにある。

この発明の空気入りラジアルタイヤは、偏平率が４５％以下であり、リム径の呼びかけが１８（インチ）以上であって、サイド部に配設した、横断面形状が三日月状の補強ゴムおよび、一枚以上のカーカスプライからなり、各側部部分をビードコアの周りで半径方向外側へ巻上げてなるラジアルカーカスを具えたものであって、適用リムに組付けて規定の空気圧を充填した、無負荷状態のタイヤで、適用リムのビードシートへの接触姿勢のビードベースの、タイヤ中心軸線方向に測った幅を、適用リムのリムフランジからハンプに到るまでのビードシートの、中心軸線方向に測った幅より狭幅にするとともに、カーカスプライを形成する有機繊維コードの径を０．７２ｍｍ以下とし、ビードコアに対し、ラジアルカーカスより外側部分に、有機繊維コード補強層を配設してなるものである。

ここで「適用リム」とは、タイヤのサイズに応じて下記の規格に規定されたリムを、「規定の空気圧」とは、下記の規格において、最大負荷能力に対応して規定される空気圧をいい、最大負荷能力とは、下記の規格で、タイヤに負荷することが許容される最大の質量をいう。
なお、ここでいう空気は、窒素ガス等の不活性ガスその他に置換することも可能である。
そして規格とは、タイヤが生産または使用される地域に有効な産業規格によって決められたものであり、たとえば、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 European Tyre and Rim Technical OrganisationのSTANDARDS 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。

このようなタイヤにおいて好ましくは、ビードベースの前記幅を、ビードシートの前記幅の９０％以下とし、また好ましくは、一枚のカーカスプライでラジアルカーカスを形成するとともに、ビードコアの周りで半径方向外側へ巻上げた、ラジアルカーカスの側部部分をトレッド部内で終了させる。

そしてまた好ましくは、ビードコアの横断面内でのコード本数をたとえば２０本以上の一定本数としつつ、その横断面寸法を、半径方向で幅方向より大きくし、加えて、該幅方向の寸法を６ｍｍ以下とする。

ところで、適用リムに組付けて規定の空気圧を充填した、無負荷状態のタイヤ姿勢の下での、リムフランジの半径方向外端を通る水平線分と、該水平線分とタイヤ外表面との交点で、タイヤ外表面に引いた接線との交角であるビード背面角は６５°以上とすることが好ましい。

ここにおいて、「規定の空気圧」とは、前記の規格において、最大負荷能力に対応して規定される空気圧をいい、最大負荷能力とは、前記の規格で、タイヤに負荷することが許容される最大の質量をいう。
なお、ここでいう空気は、窒素ガス等の不活性ガスその他に置換することも可能である。

この発明の、偏平率が４５％以下、リム径の呼びが１８（インチ）以上のサイド補強式のランフラットタイヤでは、それを発生横力の大きくなるスポーツカー等に適用した場合であっても、ビードベースの幅を、ビードシートの幅より狭幅にしていることになるから、ビード部のすぐれたリムフィット性、ひいては、すぐれた操縦安定性能等を確保することができる。

またここでは、カーカスプライコードとして、従来一般に使用されているコード径（約 ０．８８mm）より細径の、０．７２ｍｍ以下の有機繊維コードを用いることで、十分な操縦安定性能等が得られるだけの剛性を確保しつつ、ビードベース幅の広幅化を抑えることができる。
しかも、従来のカーカスプライコードより細径の有機繊維プライコードを適用することで、タイヤの上下剛性が低下する傾向にあるので、有機繊維コード補強層をもってビード部を補強して、倒れ込み変形等に対するビード部剛性を高めてなお、従来技術に比して乗心地の悪化を有効に抑制することができる。

このようなタイヤにおいて、ビードベースの前記幅を、ビードシートの前記幅の９０％以下としたときは、ビードベースのトウ側部分がハンプに乗り上げたり、ハンプを乗り越えたりするおそれをより有効に取り除いて、一層すぐれた操縦安定性能等を実現することができる。

ここで、一枚のカーカスプライでラジアルカーカスを形成するとともに、ビードコアの周りで半径方向外側へ巻上げた、ラジアルカーカスの側部部分をトレッド部内で、たとえばベルトの内周側にて終了させた、いわゆる一プライエンベロープ構造としたときは、タイヤの十分なる軽量化を実現してなお、有機繊維コードからなるビード部補強層と相俟って、高いビード部剛性を担保して、すぐれた操縦安定性能等を発揮させることができる。

そしてまた、ビードコアの横断面内でのコード本数をたとえば２０本以上の一定本数とし、このコード本数を維持しつつ、ビードコアの横断面を、半径方向で幅方向より大きくし、該幅方向の寸法を６ｍｍ以下とした場合は、所要のビードコア強度を確保しつつ、ビードベース幅の狭幅化を実現することができる。
ここで幅寸法を６ｍｍ以下とするのは、ビードコアの周りに、カーカスに加えて有機繊維コード補強層を配設してなお、ビードベース幅をビードシート幅の９０％以下とするためである。一方、６ｍｍを越えると、ビードベース幅を ビードシート幅の９０％以下に維持することが難しくなる。

ところで、規定の空気圧を充填したときのビード背面角を６５°以上としたときは、ビード部のリムフィット性を一層高めて、大きな入力によってビード部が変形してなお、そのビード部の、リムフランジによる突き上げを抑えて、ビードベースの、ビードシートの所定位置への着座状態を十分に維持することができる。

この発明の実施の形態を、リム組みタイヤへの規定の内圧の充填姿勢で示す幅方向の半部断面図である。 図１の要部を拡大して示す断面図である。 ビードコアの半径方向寸法と幅方向寸法との変更例を示す断面図である。

図１に示す幅方向半部断面図において、１は空気入りラジアルタイヤの全体を、２は、空気入りラジアルタイヤ１のビード部を組付けた適用リムをそれぞれ示す。
ここで、このタイヤ１は４５％以下の偏平率、たとえば３５％の偏平率を有し、また、適用リム２は、１８（インチ）以上のリム径の呼び、たとえば２０（インチ）のリム径の呼びを有する。

図示の空気入りラジアルタイヤ１は、トレッド部３と、トレッド部３の各側部に連続して半径方向内側へ延びるそれぞれのサイドウォール部４と、各サイドウォール部４の半径方向内側に連続するビード部５とを有し、このビード部５は、適用リム２のビードシート６に面接触するビードベース７を有する。

また適用リム２につき、８はリムフランジを、９はハンプを、そして、１０はウェルをそれぞれ示す。

このようなタイヤ１のサイド部には、横断面（タイヤ幅方向断面）形状が三日月状をなす高硬度（たとえばＪＩＳ Ｋ６２５３に準拠して測定したＡ硬度が７０〜９０の範囲）の補強ゴム１１を、インナーライナーゴム１２と、後述するラジアルカーカス１３との間に配置して設け、また、トレッド部３からビード部５にかけては、一枚以上のカーカスプライ、図では一枚のカーカスプライからなり、各側部部分をビードコア１４の周りで半径方向外側へ巻上げてなる、骨格構造部材としてのラジアルカーカス１３を配設する。

またここでは、トレッド部３の補強部材として、ラジアルカーカス１３の半径方向外側のクラウン域に、たとえば、層間でコードが相互に交差して延在する二層のベルト層からなるベルト１５を配設し、好ましくは、ベルト層コードを、タイヤ赤道面Ｅに対して相互に逆方向に延在させてなるこのようなベルト１５の側部部分の内周側で、ビードコア１４の周りに巻上げたラジアルカーカス１３の側部部分を終了させる。

そしてこの発明に係るタイヤでは、図２に拡大断面図で示すように、適用リム２のビードシート６への接触姿勢のビードベース７の、タイヤ中心軸線方向に測った幅Ｗを適用リム２のリムフランジ８からハンプ９に到るまでのビードシート６の、中心軸線方向に測った幅Ｗ１より狭幅にするとともに、カーカスプライを形成する有機繊維コードの径を０．７２ｍｍ以下、たとえば０．７１ｍｍとして、その有機繊維コードの、コーティングゴムをも含む径を、これもたとえば１．１４ｍｍとする。
加えてここでは、ビードコア１４に対し、ラジアルカーカス１３より外側の部分に、有機繊維コード、たとえばコード径が０．６３ｍｍ、コーティングゴムをも含むコード径が、たとえば１．１１ｍｍのコードからなる補強層１６をラジアルカーカス１３に沿わせて配設する。

このように構成してなる空気入りラジアルタイヤでは、先に述べたように、ビードベース７の幅Ｗをビードシート６の幅Ｗ１より狭幅にしていることに基き、ビード部５のすぐれたリムフィット性をもたらして、高い操縦安定性能等を実現することができ、また、一枚のカーカスプライでラジアルカーカス１３を形成すること、および、カーカスプライを形成する有機繊維コードを、従来技術のコード径（たとえば０．８８ｍｍ）より細径の０．７２ｍｍ以下のものとして、タイヤの上下剛性の低下傾向をもたらすことで、ビードベース７の幅Ｗの広幅化をもたらすことなく、十分な操縦安定性能等を確保することができる他、ラジアルカーカス１３の外側に有機繊維コード補強層１６を配設してビード部５の剛性を高めてなお、乗心地の悪化を効果的に抑制することができる。

かかるタイヤにおいてより好ましくは、ビードベース７の前記幅Ｗを、ビードシート６の前記Ｗ１の９０％以下として、大きな横力の発生に対しても、ビードベース７のトウ側部分の、ハンプ９への、意図しない乗り上げおよび乗り越しのおそれをより十分に取り除く。

またここでは、一枚のカーカスプライでラジアルカーカス１３を形成することで、ビードベース７の広幅化をより有効に防止し、そして、ラジアルカーカス１３の巻上げ側部部分をトレッド部内、図ではベルト１５の内周側で終了させて、カーカス１３を一プライエンベロープ構造とすることで、ラジアルカーカス１３による、ビード部補強機能をより高めて、ビード部剛性の一層の増加を担保する。

そしてまた好ましくは、ビードコア１４の横断面内でのコード本数をたとえば２０本以上の一定本数としつつ、図３（ａ）に例示するように、ビードコアの横断面寸法を、幅方向で半径方向より小さくして、ビードベース幅Ｗの狭幅化に有効に寄与させる。
図３はこのことを例示するものであり、ここでは、横断面内のコード本数を２０本に維持しつつ、従来は、図３（ｂ）に例示するように幅広に構成されていたビードコアを、図３（ａ）に例示するように、四列×五段の構成として、ビードコア１４に従来と同様の強度ないしは剛性を付与する。
なおこの場合は、ビードコア１４の横断面内の幅方向寸法を６ｍｍ以下とすることで、ビードベース幅Ｗの狭幅化をより実効あるものとすることが好ましい。

以上に述べたようなタイヤにおいて好適には、適用リム２に組み付けて規定の空気圧を充填した、図２に要部拡大断面図で例示するようなタイヤ姿勢で、リムフランジ８の半径方向外端を通る直線状の水平線分ｌと、この水平線分ｌとタイヤ外表面との交点ｃで、タイヤ外表面に引いた接線ｔとの交角であるビード背面角θを６５°以上とする。
これによれば、大入力、大変形を原因とするリムフランジ８による、ビード部５の突き上げを抑えて、ビードベース７のビードシート６の所定位置への着座状態をより有効に維持することができる。

サイズが２４５／４５Ｒ１８の、従来タイヤ、比較例タイヤおよび実施例タイヤの、表１に各種諸元を示すそれぞれを準備するとともに、１８×８Ｊの適用リムに組み付けて実車（ＢＭＷ ５３５ｉ）に装着するとともに、前輪タイヤには２４０ｋＰａの、そして後輪タイヤには２６０ｋＰａの空気圧をそれぞれ充填し、運転者１名乗車の荷重条件下で、３０〜１８０ｋｍ／ｈでテストコースを走行したときの、リムフィット性に原因をおく性能変化、操縦安定性能および乗心地のそれぞれを運転者のフィーリングをもって評価したところ、表２に示す結果を得た。
なお、リムフランジからハンプに至るまでのビードシートの幅は１６．０ｍｍであった。

表２に示すところによれば、実施例タイヤでは、リムフィット性を高めて性能変化を抑制し得るとともに、操縦安定性能を従来タイヤと同等のものとしつつ、有機繊維コード補強層でビードを補強してなお、乗心地の低下を効果的に抑制できることが解かる。

１ 空気入りラジアルタイヤ
２ 適用リム
３ トレッド部
４ サイドウォール部
５ ビード部
６ ビードシート
７ ビードベース
８ リムフランジ
９ ハンプ
１０ ウェル
１１ 三日月状補強ゴム
１２ インナーライナゴム
１３ ラジアルカーカス
１４ ビードコア
１５ ベルト
１６ 有機繊維コード補強層
Ｅ タイヤ赤道面
Ｗ ビードベース幅
Ｗ１ ビードシート幅
ｌ 水平線分
ｃ 交点
ｔ 接線
θ ビード背面角

Claims (5)

1. 偏平率が４５%以下であり、リム径の呼びが１８以上であって、サイド部に配設した、横断面形状が三日月状の補強ゴム、および、一枚以上のカーカスプライからなり、各側部部分をビードコアの周りで半径方向外側へ巻上げでなるラジアルカーカスを具えた空気入りラジアルタイヤであって、
   適用リムのビードシートへの接触姿勢のビードベースの、タイヤ中心軸線方向に測った幅を、適用リムのリムフランジからハンプに到るまでのビードシートの、中心軸線方向に測った幅より狭幅にするとともに、カーカスプライを形成する有機繊維コードの径を０．７２ｍｍ以下とし、ビードコアに対し、ラジアルカーカスより外側部分に、有機繊維コード補強層を配設してなる空気入りラジアルタイヤ。
2. ビードベースの前記幅を、ビードシートの前記幅の９０％以下としてなる請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. 一枚のカーカスプライでラジアルカーカスを形成するとともに、ビードコアの周りで半径方向外側へ巻上げた、ラジアルカーカスの側部部分をトレッド部内で終了させてなる請求項１もしくは２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
4. ビードコアの横断面寸法を半径方向で幅方向より大きくし、該幅方向の寸法を６ｍｍ以下としてなる請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
5. 適用リムに組み付けて規定の空気圧を充填した、無負荷状態のタイヤ姿勢での、リムフランジの半径方向外端を通る水平線分と、該水平線分とタイヤ外表面との交点で、タイヤ外表面に引いた接線との交角であるビード背面角を６５°以上としてなる請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。