JP2013035362A

JP2013035362A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2013035362A
Application number: JP2011171779A
Authority: JP
Inventors: Hisaya Oizumi; 尚也大泉
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2011-08-05
Filing date: 2011-08-05
Publication date: 2013-02-21

Abstract

【課題】サイド補強層を備えた空気入りタイヤにおいて、操縦安定性の改善と転がり抵抗の低減とを両立することを可能にした空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】
ビードフィラー６の少なくとも一方の側面に沿ってタイヤ周方向に延在する補強コード１０ａを含むサイド補強層１０を設け、サイド補強層１０を構成する補強コード１０ａをタイヤ径方向内側からタイヤ径方向外側に向かって徐々に打ち込み本数が減少するように配置し、且つサイド補強層１０のタイヤ径方向内側端部１０ｉをビードコア５よりもタイヤ径方向外側に配置し、サイド補強層１０のタイヤ径方向外側端部１０ｏをビードフィラー６よりもタイヤ径方向外側に配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、サイド補強層を備えた空気入りタイヤに関し、更に詳しくは、操縦安定性の改善と転がり抵抗の低減とを両立することを可能にした空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤにおいて、操縦安定性を改善するために、ビード部からサイドウォール部に至る領域に補強コードを含むサイド補強層を埋設することが提案されている（例えば、特許文献１〜３参照）。

ところが、空気入りタイヤにサイド補強層を付加した場合、サイドウォール部の剛性が増大し、トレッド部における転がり抵抗への寄与率が大きくなるため、転がり抵抗が増加する傾向がある。そのため、転がり抵抗を低減するという観点からはサイドウォール部の剛性を低減することが必要である。

特に、近年では、転がり抵抗の低減が強く求められており、そのような要望に応える為にサイド補強層の使用量を削減すると、タイヤの剛性が不足し、充分な操縦安定性が得られなくなると云う問題がある。このように操縦安定性と低転がり性能とは二律背反の関係にあり、両者を同時に満足することは困難である。

特開２００１−２３３０２５号公報特開２００３−２３７３１５号公報特開２００９−１４９１７６号公報

本発明の目的は、上述する問題点を解決するもので、サイド補強層を備えた空気入りタイヤにおいて、操縦安定性の改善と転がり抵抗の低減とを両立することを可能にした空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、一対のビード部間にカーカス層を装架し、該カーカス層の両端部をそれぞれビードコアの廻りにビードフィラーを挟むようにタイヤ内側から外側へ巻き上げた空気入りタイヤにおいて、前記ビードフィラーの少なくとも一方の側面に沿ってタイヤ周方向に延在する補強コードを含むサイド補強層を設け、該サイド補強層を構成する補強コードをタイヤ径方向内側からタイヤ径方向外側に向かって徐々に打ち込み本数が減少するように配置し、且つ前記サイド補強層のタイヤ径方向内側端部を前記ビードコアよりもタイヤ径方向外側に配置し、前記サイド補強層のタイヤ径方向外側端部を前記ビードフィラーよりもタイヤ径方向外側に配置したことを特徴とする。

本発明では、タイヤ周方向に延在する補強コードを含むサイド補強層を、そのタイヤ径方向外側端部がビードフィラーよりもタイヤ径方向外側となるように配置することでタイヤの横剛性及び周剛性の増大を図る一方で、その補強コードの打ち込み本数をタイヤ径方向内側からタイヤ径方向外側に向かって徐々に減少させることでタイヤの縦剛性の増加を抑制することが出来る。このようにサイド補強層に基づいて横剛性及び周剛性を増大させることにより、操縦安定性を改善することが出来る。また、サイド補強層に起因する縦剛性の増加を抑制することが出来るので、転がり抵抗を低減することが出来る。

本発明においては、サイド補強層を構成する補強コードをタイヤ回転軸の廻りに渦巻状に連続的に巻き付けると共に、補強コードの周回部分の相互間隔をタイヤ内径側からタイヤ外径側に向けて大きくすることが好ましい。これにより複数本の補強コードをタイヤ側面から見て同心円状に配置するよりも、生産性を大幅に向上することが出来る。

本発明においては、補強コードの打ち込み本数をタイヤ径方向内側端部からタイヤ径方向外側に１ｃｍまでの領域において６本超かつ１０本以下にし、タイヤ径方向外側端部からタイヤ径方向内側に１ｃｍまでの領域において１本〜６本にすることが好ましい。これにより転がり抵抗と操縦安定性とをより高度に両立することが出来る。

本発明においては、ビードヒールからのビードフィラーのタイヤ径方向外側端部までの高さをタイヤ断面高さＳＨの３０％以下にすると共に、ビードヒールからサイド補強層のタイヤ径方向外側端部までの高さをタイヤ断面高さＳＨの４０％以上にすることが好ましい。このようにビードフィラーの高さを低く設定し、サイド補強層の高さを高く設定することで、転がり抵抗と操縦安定性をより高度に両立することが出来る。

本発明においては、カーカス層の巻き上げ端の前記ビードヒールからの高さを２０ｍｍ以下にすることが好ましい。このように巻き上げ端の高さが低いローターンナップ構造とすることで、転がり抵抗を効果的に低減することが出来る。

本発明の実施形態からなる空気入りタイヤの子午線半断面図である。本発明の他の実施形態からなる空気入りタイヤの子午線半断面図である。本発明のサイド補強層の補強コードを側面から見た模式図である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態からなる空気入りタイヤを示す。図１において、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。左右一対のビード部３，３間には１層のカーカス層４が装架され、これらカーカス層４の端部がビードコア５の周りにタイヤ内側から外側に折り返されている。ビードコア５の外周側にはゴムからなる断面三角形状のビードフィラー６が配置されている。トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には、２層のベルト層７がタイヤ全周に亘って配置されている。これらベルト層７は、タイヤ周方向に対して傾斜する補強コードを含み、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。また、ベルト層７の外周側に２層のベルト補強層８が配置されている。

本発明は、このような一般的な空気入りタイヤに適用されるが、その具体的な構造は上述の基本構造に限定されるものではない。

本発明の空気入りタイヤにおいては、図１に示すように、ビードフィラー６のタイヤ幅方向外側の側面に沿ってサイド補強層１０が設けられている。このサイド補強層１０は、タイヤ周方向に延在する補強コード１０ａを含んでいる。そして、サイド補強層１０において、この補強コード１０ａがタイヤ径方向内側からタイヤ径方向外側に向かって徐々に打ち込み本数が減少するように配置されている。更に、サイド補強層１０のタイヤ径方向内側端部１０ｉがビードコア５よりもタイヤ径方向外側に配置され、サイド補強層１０のタイヤ径方向外側端部１０ｏがビードフィラー６よりもタイヤ径方向外側に配置されている。

このように、サイド補強層１０をタイヤ径方向外側端部１０ｏがビードフィラー６よりもタイヤ径方向外側となるように配置することで、タイヤの横剛性及び周剛性の増大を図り、操縦安定性を改善することが出来る。その一方で、補強コード１０ａの打ち込み本数をタイヤ径方向内側からタイヤ径方向外側に向かって徐々に減少させることで、タイヤの縦剛性の増加を抑制し、転がり抵抗を低減することが出来る。このようにサイド補強層１０の配置と補強コード１０ａの打ち込み本数とを規定することで、横剛性及び周剛性と縦剛性とのバランスを取り、操縦安定性の向上と転がり抵抗の低減とを両立することが出来る。

このとき、打ち込み本数がタイヤ径方向内側からタイヤ径方向外側に向かって徐々に増加するようにしたり、サイド補強層１０の全域に亘って打ち込み本数を一定にしたのでは、縦方向の剛性が増加するため転がり抵抗を低減する効果が阻害される。サイド補強層１０のタイヤ径方向外側端部１０ｏがビードフィラー６よりもタイヤ径方向内側に位置すると、サイド補強層１０が小さいため剛性が不足して操縦安定性の改善効果が小さくなる。尚、サイド補強層１０のタイヤ径方向内側端部１０ｉはビードコア５の外周面に当接するように配置すると良い。

図１の実施形態では、サイド補強層１０は、ビードフィラー６のタイヤ幅方向外側の側面に沿って設けられているが、この配置に限定されず、図２に示すように、ビードフィラー６のタイヤ幅方向内側の側面に沿ってサイド補強層１０を設けることも出来る。この位置にサイド補強層１０を設けた場合も上述と同様の効果を得ることが出来る。特に、ビードフィラー６のタイヤ幅方向内側の側面に沿って設ける場合、カーカス層４の巻き上げ端４ｅがサイド補強層１０に接触し難くなるので、タイヤの耐久性を向上することが出来る。

本発明においては、サイド補強層１０はどのように構成しても良いが、好ましくは、図３に示すように、サイド補強層１０を構成する補強コード１０ａをタイヤ回転軸Ｘの廻りに渦巻状に連続的に巻き付けることが好ましい。このとき、補強コード１０ａの周回部分の相互間隔ｄ₁〜ｄ₅はタイヤ内径側（ｄ₁）からタイヤ外径側（ｄ₅）に向けて徐々に大きくなっている（ｄ₁＜ｄ₂＜ｄ₃＜ｄ₄＜ｄ₅）。これにより複数本の補強コードをタイヤ回転軸Ｘの廻りに同心円状に配置するよりも、生産性を大幅に向上することが出来る。また、１本の連続するコードでコード間隔のみを変化させているので、部位に応じた補強のためにコード材や素線径等を代える必要が無く生産性を向上することが出来る。

本発明では、補強コード１０ａの打ち込み本数をタイヤ径方向内側端部１０ｉからタイヤ径方向外側に１ｃｍまでの領域Ａにおいて６本超かつ１０本以下にし、タイヤ径方向外側端部１０ｏからタイヤ径方向内側に１ｃｍまでの領域Ｂにおいて１本〜６本にすることが好ましい。タイヤ径方向内側からタイヤ径方向外側に向かって補強コード１０ａが密の状態から疎の状態へと徐々に変化する構成において、最内径側の領域Ａと最外径側の領域Ｂにおける打ち込み本数を規定することで、転がり抵抗の低減と操縦安定性の向上とをより高度に両立することが出来る。

このとき、領域Ａにおける打ち込み本数が６本以下であると剛性が低下し操縦安定性を充分に向上することが出来ない。領域Ａにおける打ち込み本数が１０本より大きいと剛性が高くなり過ぎて転がり抵抗が悪化する。また、領域Ｂにおける打ち込み本数が１本より少ないと打ち込み密度が疎になり過ぎて内径側との繋がりが無くなる。領域Ｂにおける打ち込み本数が６本より大きいと剛性が高くなり過ぎて転がり抵抗が悪化する。

本発明において、ビードヒール３ｈからビードフィラー６のタイヤ径方向外側端部６ｏまでの高さＨ₆をタイヤ断面高さＳＨの３０％以下にすると共に、ビードヒール３ｈからサイド補強層１０のタイヤ径方向外側端部１０ｏまでの高さＨ₁₀をタイヤ断面高さＳＨの４０％以上にすることが好ましい。より好ましくは、ビードヒール３ｈからサイド補強層１０のタイヤ径方向外側端部１０ｏまでの高さＨ₁₀をタイヤ断面高さＳＨの５０％以上にすると良い。このようにビードフィラー６の高さを低く設定することで縦剛性を抑制すると共に、サイド補強層１０の高さを高く設定することで横剛性及び周剛性を向上し、転がり抵抗の低減と操縦安定性の向上をより高度に達成することが出来る。

このとき、ビードフィラー６の高さＨ₆がタイヤ断面高さＳＨの３０％より大きいと、縦剛性が増大して転がり抵抗を充分に低減することが出来ない。また、サイド補強層１０の高さＨ₁₀がタイヤ断面高さＳＨの４０％より小さいと、横剛性及び周剛性が不充分になり操縦安定性が低下する。

本発明においては、本発明においては、カーカス層４の巻き上げ端４ｅのビードヒール３ｈからの高さＨ₄を２０ｍｍ以下にすることが好ましい。このように巻き上げ端４ｅの高さＨ₄が低いローターンナップ構造とすることで、転がり抵抗を効果的に低減することが出来る。このとき、カーカス層４の巻き上げ端４ｅの高さＨ₄が２０ｍｍより大きいと、縦剛性が増加して転がり抵抗を低減する効果が低下する。尚、カーカス層４の巻き上げ端４ｅの巻き上げ高さＨ₄の下限は耐久性の観点から１２ｍｍが好ましい。

タイヤサイズをタイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤにおいて、タイヤ構造を図１又は２とし、サイド補強層の仕様として、サイド補強層の有無、材質、ビードフィラーに対する配置位置、高さ（実数値及びタイヤ断面高さＳＨに対する割合）、角度、領域Ａ及び領域Ｂにおける打ち込み本数、更にビードフィラー高さ及びカーカス層の巻き上げ端の高さ（実数値及びタイヤ断面高さＳＨに対する割合）をそれぞれ表１のように異ならせた従来例１〜５，比較例１〜４，実施例１〜４の１３種類の試験タイヤを製作した。

尚、比較例３は、サイド補強層の全域に亘って打ち込み本数は一定であるが、内径側のコード径を太くすると共に外径側のコード径を細くすることで、内径側から外径側に向かって徐々に剛性が低くなるように設定した例である。また、比較例４は、径方向に３枚の補強層を断続的に設けた例であり、各補強層のコードの打ち込み本数は一定で、領域Ａ，Ｂに相当する位置の打ち込み本数は表に示した通りである。

また、角度の欄に関して、「０」との表示は、±１°の誤差を含むものである。

これら１３種類の試験タイヤについて、下記の評価方法により操縦安定性、乗心地性、転がり抵抗を評価し、その結果を表１に併せて示した。

操縦安定性
各試験タイヤをリムサイズ１５×６ＪＪのホイールに組み付け、空気圧２３０ｋＰａを充填して、排気量１５００ｃｃの乗用車に装着し、テストコースを速度１００ｋｍ／ｈで走行させ、５名のテストドライバーによる官能評価を行い、その評価点を平均して操縦安定性の評価とした。評価結果は、従来例１の値を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど操縦安定性が優れていることを意味する。

乗心地性
各試験タイヤをリムサイズ１５×６ＪＪのホイールに組み付け、空気圧２３０ｋＰａを充填して、排気量１５００ｃｃの乗用車に装着し、テストコースを速度１００ｋｍ／ｈで走行させ、５名のテストドライバーによる官能評価を行い、その評価点を平均して乗心地性の評価とした。評価結果は、従来例１の値を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど操縦安定性が優れていることを意味する。

転がり抵抗
各試験タイヤをリムサイズ１５×６ＪＪのホイールに組み付け、ドラム径１７０７ｍｍのドラム試験機を用い、空気圧２００ｋＰａ、荷重５．３１ｋＮの条件で、速度４０ｋｍ／ｈ〜１５０ｋｍ／ｈの間で転動抵抗値を測定し、その総和を求めて転がり抵抗の値とした。評価結果は、比較例１の値の逆数を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど転がり抵抗が少ないことを意味する。

表１から判るように、実施例１〜５は、操縦安定性、乗心地性、及び転がり抵抗を高度に両立することが出来た。

一方、サイド補強層を設けずにフィラー高さを低くした従来例２は、乗心地性及び転がり抵抗を改善することが出来るものの操縦安定性が悪化した。また、打ち込み本数が一定で角度のついたサイド補強層を設けた従来例３〜５はいずれも操縦安定性を向上することが出来るものの、乗心地性及び転がり抵抗が悪化した。

また、打ち込み本数が一定で角度のついたサイド補強層を設けた比較例１，２は操縦安定性を向上することが出来るものの、乗心地性及び転がり抵抗が悪化した。また、径方向に３枚の補強層を断続的に設けた比較例４は、操縦安定性を向上することが出来るものの、乗心地性及び転がり抵抗が悪化した。

１トレッド部
２サイドウォール部
３ビード部
４カーカス層
５ビードコア
６ビードフィラー
７ベルト層
８ベルト補強層
１０サイド補強層
１０ａ補強コード
１０ｉタイヤ径方向内側端部
１０ｏタイヤ径方向外側端部

Claims

一対のビード部間にカーカス層を装架し、該カーカス層の両端部をそれぞれビードコアの廻りにビードフィラーを挟むようにタイヤ内側から外側へ巻き上げた空気入りタイヤにおいて、
前記ビードフィラーの少なくとも一方の側面に沿ってタイヤ周方向に延在する補強コードを含むサイド補強層を設け、該サイド補強層を構成する補強コードをタイヤ径方向内側からタイヤ径方向外側に向かって徐々に打ち込み本数が減少するように配置し、且つ前記サイド補強層のタイヤ径方向内側端部を前記ビードコアよりもタイヤ径方向外側に配置し、前記サイド補強層のタイヤ径方向外側端部を前記ビードフィラーよりもタイヤ径方向外側に配置したことを特徴とする空気入りタイヤ。
前記サイド補強層を構成する補強コードをタイヤ回転軸の廻りに渦巻状に連続的に巻き付けると共に、前記補強コードの周回部分の相互間隔をタイヤ内径側からタイヤ外径側に向けて大きくしたことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記補強コードの打ち込み本数を前記タイヤ径方向内側端部からタイヤ径方向外側に１ｃｍまでの領域において６本超かつ１０本以下にし、前記タイヤ径方向外側端部からタイヤ径方向内側に１ｃｍまでの領域において１本〜６本にしたこと特徴と請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
ビードヒールからの前記ビードフィラーのタイヤ径方向外側端部までの高さをタイヤ断面高さＳＨの３０％以下にすると共に、前記ビードヒールから前記サイド補強層のタイヤ径方向外側端部までの高さをタイヤ断面高さＳＨの４０％以上にしたことを特徴とする請求項１，２又は３に記載の空気入りタイヤ。
前記カーカス層の巻き上げ端の前記ビードヒールからの高さを２０ｍｍ以下にしたことを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。