JP2013166503A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】操縦安定性及び乗心地性を両立するようにした空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】トレッド部１におけるカーカス層５の外周側にベルト層６を配置した構成を有し、かつ車両に対する装着方向が指定され、規格標準リムに装着し内圧を５０ｋＰａにしたときのタイヤ断面下端からタイヤ最大幅位置Ｄまでの垂直距離を最大幅位置高さＨ、タイヤ断面トレッド中心ＣＬから最大幅位置Ｐまでの水平距離を最大幅位置距離Ｗとするとき、車両装着時内側の最大幅位置高さＨ_inが車両装着時外側の最大幅位置高さＨ_outより大きく、かつ車両装着時内側の最大幅位置距離Ｗ_inが車両装着時外側の最大幅位置距離Ｗ_outより大きくすると共に、ベルト層６が円弧状に延長するベルトコード７を含み、円弧状ベルトコード７を車両装着時外側に向かって凸になるように配列する。
【選択図】図１

Description

本発明は、操縦安定性及び乗心地性を両立するようにした空気入りタイヤに関する。

一般に空気入りタイヤには、操縦安定性と乗心地性とを高いレベルで両立させることが求められる。しかし操縦安定性を改良するためにはタイヤ剛性を高くする必要があるのに対し、乗心地性を改良するにはタイヤ剛性を低くする必要があるため、両者は相反する関係にある。したがって操縦安定性及び乗心地性を両立させることは難しい課題であった。

特許文献１，２は、車両に対する装着方向が指定された空気入りタイヤにおいて、タイヤ最大幅を与える位置を、車両装着時内側と外側とで異ならせることにより、直進安定性、操縦安定性を調整するようにした空気入りタイヤを提案している。しかしこれらの空気入りタイヤでは、操縦安定性及び乗心地性を共に改良するという問題を解決することができなかった。

国際公開番号ＷＯ２００９／０９９１０８号 特開２００９−８３５２４号公報

本発明の目的は、操縦安定性及び乗心地性を従来レベル以上に向上するよう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本発明の空気入りタイヤは、トレッド部におけるカーカス層の外周側にベルト層を配置した構成を有し、かつ車両に対する装着方向が指定された空気入りタイヤにおいて、規格標準リムに装着し内圧を５０ｋＰａにしたときのタイヤ断面下端からタイヤ最大幅位置までの垂直距離を最大幅位置高さＨ、タイヤ断面トレッド中心から前記最大幅位置までの水平距離を最大幅位置距離Ｗとするとき、車両装着時内側の最大幅位置高さＨ_inが車両装着時外側の最大幅位置高さＨ_outより大きく、かつ車両装着時内側の最大幅位置距離Ｗ_inが車両装着時外側の最大幅位置距離Ｗ_outより大きくすると共に、前記ベルト層が円弧状に延長するベルトコードを含み、該円弧状ベルトコードが車両装着時外側に向かって凸になるように配列されたことを特徴とする。

本発明の空気入りタイヤは、ベルト層中の円弧状の補強コードを車両装着時外側に向かって凸になるように配列するようにしたので、ベルト層の車両装着時外側ではベルトコードのタイヤ周方向に対する角度が小さくなると共に配置密度が高くなるため面内曲げ剛性が高くなり操縦安定性が向上する。またベルト層の車両装着時内側には円弧状ベルトコードの端部が配置されるのでタイヤ周方向に対する角度が大きくなると共に配置密度が低くなるため面外内曲げ剛性が低くなり乗心地性が向上する。これは一般に空気入りタイヤが車両にネガティブキャンバーに装着されるため、直進時には主に面外曲げ剛性が低い車両内側が接地するため乗心地性が向上し、旋回時には面内曲げ剛性が高い車両外側が接地しそこに荷重が掛るので操縦安定性が向上する。更に直進時には主に車両内側が接地しベルト層のベルトコードの傾斜に起因するプライステア成分が小さくなるので車両流れを抑制することができる。またベルトコードが円弧状に配置されているため、ベルトコードの傾斜角度が徐々に変化するため、直進から旋回走行或いは旋回から直進走行への過渡的状態での挙動変化を穏やかにすることができる。

また、車両装着時内側の最大幅位置高さＨ_inが車両装着時外側の最大幅位置高さＨ_outより大きく、かつ車両装着時内側の最大幅位置距離Ｗ_inが車両装着時外側の最大幅位置距離Ｗ_outより大きくしたため、車両装着時内側の縦バネが低減し、たわみやすくなるので乗心地性を一層向上することができる。

前記最大幅位置高さＨ_inのタイヤ断面高さＳＨに対する比Ｈ_in／ＳＨが０．５２〜０．６２、前記最大幅位置高さＨ_outのタイヤ断面高さＳＨに対する比Ｈ_out／ＳＨが０．４０〜０．５０であることが好ましい。比Ｈ_in／ＳＨ及び比Ｈ_out／ＳＨをそれぞれ上記の範囲内にすることにより、乗心地性と操縦安定性とのバランスをより優れたものにすることができる。

前記最大幅位置距離Ｗ_inのタイヤ総幅ＳＷに対する比Ｗ_in／ＳＷが０．５１〜０．５３であることが好ましい。幅の比Ｗ_in／ＳＷを上記の範囲内にすることにより、乗心地性と操縦安定性とのバランスをより優れたものにすることができる。

前記円弧状ベルトコードの端部が前記ベルト層の車両装着時内側端部に位置し、かつ前記円弧状ベルトコードのタイヤ幅方向外側の頂点が前記ベルト層の車両装着時外側端部に位置することが好ましい。

前記ベルト層の車両装着時内側端部における前記円弧状ベルトコードの接線のタイヤ周方向に対する角度θが５０〜９０°であることが好ましい。角度θをこのような範囲内にすることにより乗心地性を十分に改良すると共に、プライステア成分を小さくし車両流れを抑制することができる。

前記ベルト層の車両装着時内側端部において、前記円弧状ベルトコードの端部がタイヤ周方向に隣り合う円弧状ベルトコードの端部とのタイヤ周方向距離Ｐが１．５〜４．５ｍｍであることが好ましい。円弧状ベルトコードのタイヤ周方向距離Ｐをこのような範囲内にすることにより車両装着時内側端部及び外側端部におけるベルト剛性を適正にして操縦安定性及び耐久性を共に確保することができる。

本発明の空気入りタイヤの実施形態の一例を示すタイヤ子午線方向の断面図である。 本発明の空気入りタイヤのベルト層の実施形態の一例を模式的に示す説明図である。 図２のベルト層において、１本のベルトコードの配置を模式的に示す説明図である。 本発明の空気入りタイヤを構成するベルト層の実施形態の他の例を模式的に示す説明図である。

本発明の空気入りタイヤは、車両に対する装着方向が指定され、左右非対称のプロファイルを有する。本明細書において、空気入りタイヤを車両に装着するときの車両側を車両装着時内側と呼び、その反対側を車両装着時外側と呼ぶものとする。また以下に説明する図１〜４において、符号ＩＮは車両装着時内側、符号ＯＵＴは車両装着時外側を表わす。

図１は、本発明の空気入りタイヤの実施形態の一例を示す子午線方向断面図である。

図１において、空気入りタイヤＴはトレッド部１、サイドウォール部２、ビード部３から構成され、ビード部３に埋設された左右一対のビードコア４間にカーカス層５が装架され、その両端部がそれぞれビードコア４の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。トレッド部１のカーカス層５の外周側にベルト層６がタイヤ１周にわたって配置されている。

本発明の空気入りタイヤは、少なくとも１層のベルト層６が、図２に示すように、円弧状に延長するベルトコード７により構成され、それぞれの円弧状ベルトコード７は車両装着時外側ＯＵＴに向かって凸になるように配列される。

円弧状ベルトコード７は、図３に１本のコードについて示すように、その端部ｅ，ｅがベルト層６の車両装着時内側端部６ｉに位置し、かつ円弧状ベルトコード７のタイヤ幅方向外側の円弧状の頂点ａがベルト層６の車両装着時外側端部６ｏに位置することが好ましい。

本発明では、ベルト層６を構成するすべての円弧状ベルトコード７の配列を車両装着時外側ＯＵＴに向かって凸にしたので、ベルト層６の車両装着時外側ではベルトコード７のタイヤ周方向Ｒに対する角度が小さくなると共に配置密度が高くなるため面内曲げ剛性が高くなる。またベルト層６の車両装着時内側には円弧状ベルトコード７の端部ｅが配置されるのでタイヤ周方向に対する角度が大きくなると共に配置密度が低くなるため面外内曲げ剛性が低くなる。本発明の空気入りタイヤは車両にネガティブキャンバーに装着される。このため、車両の直進時には、空気入りタイヤの車両内側が主に接地し、この車両内側の面外曲げ剛性を低くしたので乗心地性が向上する。また、車両の旋回時には、空気入りタイヤの車両外側に主に荷重が掛り、この車両外側の面内曲げ剛性を高くしたので操縦安定性が向上する。

また本発明において、車両の直進時に主に車両内側が接地するため、ベルト層のベルトコードの傾斜に起因するプライステア成分が小さくなる。このようにプライステア成分を抑制したので車両流れを抑制することができる。更にベルトコードの傾斜角度が徐々に変化するように、ベルトコードを円弧状に配置したので、車両が直進から旋回走行へ移行し空気入りタイヤの装着時内側から外側へ荷重が移るとき、或いは旋回から直進走行へ移行し空気入りタイヤの装着時外側から内側へ荷重が移るときに、荷重が掛かる領域の過渡的状態での挙動変化を穏やかにすることができる。

図４は、本発明の空気入りタイヤの他の実施形態を構成するベルト層を模式的に示した説明図である。符号は、図２，３に示した符号と共通する。

図４において、本発明の空気入りタイヤは、ベルト層６の車両装着時内側端部６ｉにおける円弧状ベルトコード７の接線のタイヤ周方向Ｒに対する角度θが、好ましくは５０°〜９０°、より好ましくは８０°〜９０°であるとよい。角度θが５０°未満であると車両装着時内側の面外剛性が高くなるため乗心地性を改良する効果が十分に得られない。またベルトコードの傾斜角度に起因するプライステア成分も徐々に増加するので車両流れを抑制するのが難しくなる。

また本発明の空気入りタイヤは、図４に示すように、ベルト層６の車両装着時内側端部６ｉにおいて、円弧状ベルトコード７の端部ｅがタイヤ周方向Ｒに隣り合う円弧状ベルトコード７の端部ｅとのタイヤ周方向距離Ｐが、好ましくは１．５〜４．５ｍｍ、より好ましくは２．２〜２．８ｍｍであるとよい。距離Ｐが１．５ｍｍ未満であるとベルト層６の車両装着時外側における円弧状ベルトコード７の頂点ａの周囲の密度が過大になり、ベルト層の剛性が大きくなり過ぎる。また距離Ｐが４．５ｍｍを超えると。ベルト層６の車両装着時内側におけるベルト剛性が小さくなり過ぎる。いずれの場合も空気入りタイヤの運動性能が悪化するだけでなく、タイヤ耐久性も低下する。なおタイヤ周方向に隣り合う円弧状ベルトコードとは、互いに円弧の凸部の頂点近くで重なり合うベルトコード同士をいうものとする。またベルトコード間の距離は、二つのベルトコードの中心点同士のタイヤ周方向の距離とする。

ベルトコードの材質は、特に制限されるものではないが、好ましくはスチールコードがよい。ベルトコードをスチールコードで構成することにより、円弧状にしたベルトコードの配置形態を保持しやすくなる。

本発明の空気入りタイヤは左右非対称のプロファイルを有し、車両装着時内側の最大幅位置高さＨ_inが車両装着時外側の最大幅位置高さＨ_outより大きく、かつ車両装着時内側の最大幅位置距離Ｗ_inが車両装着時外側の最大幅位置距離Ｗ_outより大きくなっている。最大幅位置高さＨ_inを最大幅位置高さＨ_outより大きく、かつ最大幅位置距離Ｗ_inを最大幅位置距離Ｗ_outより大きくすることにより、車両装着時内側の縦バネを低減し、乗心地を一層改良することができる。また車両装着時外側ではタイヤ剛性が確保されるので操縦安定性を損なうことがない。

本明細書において、タイヤ最大幅位置Ｄ_in，Ｄ_out、タイヤ断面下端、タイヤ断面トレッド中心ＣＬ、タイヤ断面高さＳＨ及びタイヤ総幅ＳＷはＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ（日本自動車タイヤ協会規格）に記載された規格標準リムに空気入りタイヤを装着し、空気を内圧５０ｋＰａに充填し、無負荷状態のタイヤ子午線方向断面により求められる。

タイヤ最大幅位置は、上記タイヤ端面において、タイヤ側面の模様又は文字など、すべてを含むサイドウォールのタイヤ幅方向最外側の点である。タイヤ総幅ＳＷは、車両装着時内側のタイヤ最大幅位置Ｄ_inと車両装着時外側のタイヤ最大幅位置Ｄ_outとのタイヤ幅方向の水平距離である。タイヤ断面トレッド中心ＣＬは、上記タイヤ断面における車両装着時内側及び外側のビードコア間の水平距離の中心を通りタイヤ軸に垂直な平面により定義される。車両装着時内側の最大幅位置距離Ｗ_inはタイヤ装着時内側のタイヤ最大幅位置Ｄ_inとタイヤ断面トレッド中心ＣＬとのタイヤ幅方向距離（水平距離）、車両装着時外側の最大幅位置距離Ｗ_outはタイヤ装着時外側のタイヤ最大幅位置Ｄ_outとタイヤ断面トレッド中心ＣＬとのタイヤ幅方向距離（水平距離）である。最大幅位置距離Ｗ_inと最大幅位置距離Ｗ_outとの合計が、タイヤ総幅ＳＷとなる。

タイヤ断面下端は、上記タイヤ端面におけるビードトゥのタイヤ径方向最下端である。タイヤ断面高さＳＨは、このタイヤ断面下端と、トレッド部のタイヤ径方向最上端とのタイヤ径方向距離（垂直距離）である。車両装着時内側の最大幅位置高さＨ_inはタイヤ装着時内側のタイヤ最大幅位置Ｄ_inと前記タイヤ断面下端とのタイヤ径方向距離（垂直距離）、車両装着時外側の最大幅位置高さＨ_outはタイヤ装着時外側のタイヤ最大幅位置Ｄ_outと前記タイヤ断面下端とのタイヤ径方向距離（垂直距離）である。

本発明の空気入りタイヤは、図１に示すように、車両装着時内側ＩＮの最大幅位置高さＨ_inが車両装着時外側ＯＵＴの最大幅位置高さＨ_outより大きくなるようにする。これにより車両装着時外側の最大幅位置高さＨ_outが低くなり車両装着時外側の補強作用が大きくなると共に、車両装着時内側の最大幅位置高さＨ_inが高くなり車両装着時内側の補強作用が小さくなる。このため上述した通り円弧状ベルトコードを、凸部が車両装着時外側、両端部が車両装着時外側になるように、配置することとの相乗効果により、車両装着時内側ではタイヤ剛性が低くなり乗心地性を一層向上することができる。また車両装着時外側ではタイヤ剛性が高くなり旋回時の操縦安定性を一層向上することができる。

本発明において、車両装着時内側の最大幅位置高さＨ_inのタイヤ断面高さＳＨに対する比Ｈ_in／ＳＨは好ましくは０．５２〜０．６２、より好ましくは０．５５〜０．５７である。比Ｈ_in／ＳＨが０．５２未満であると、車両装着時内側の縦バネを小さくする効果が十分に得られず乗心地を十分に改良することができない。また比Ｈ_in／ＳＨが０．６２を超えると車両装着時外側との剛性差が大きくなり過ぎ操縦安定性を改良することができない。また車両装着時外側の最大幅位置高さＨ_outのタイヤ断面高さＳＨに対する比Ｈ_out／ＳＨは好ましくは０．４０〜０．５０、より好ましくは０．４４〜０．４６である。比Ｈ_in／ＳＨが０．４０未満であると、車両装着時内側との剛性差が大きくなり過ぎ操縦安定性を改良することができない。また比Ｈ_in／ＳＨが０．５０を超えると車両装着時外側の縦バネが低減し操縦安定性を維持できない虞がある。

本発明において、車両装着時内側ＩＮの最大幅位置距離Ｗ_inが車両装着時外側ＯＵＴの最大幅位置距離Ｗ_outより大きくなるようにする。これにより車両装着時内側の最大幅位置距離Ｗ_inが高くなり車両装着時内側の縦バネが小さくなり、乗心地性が一層向上する。車両装着時内側の最大幅位置距離Ｗ_inのタイヤ総幅ＳＷに対する比Ｗ_in／ＳＷは好ましくは０．５０より大きく、好ましくは０．５１〜０．５３である。比Ｗ_in／ＳＷが０．５１未満であると、車両装着時内側の縦バネを十分に低減できない虞がある。また比Ｗ_in／ＳＷが０．５３を超えると、車両装着時内側のタイヤ剛性が低くなり過ぎ操縦安定性が却って低下する虞がある。

以下、実施例によって本発明を更に説明するが、本発明の範囲はこれらの実施例に限定されるものではない。

タイヤサイズ２２５／５５Ｒ１７の空気入りタイヤにおいて、ベルト層のベルトコード及びタイヤプロファイル（最大幅位置Ｄ_in，Ｄ_outの高さＨ_in，Ｈ_out及び距離Ｗ_in，Ｗ_out）を表１，２に示すように異ならせた１４種類の空気入りタイヤ（実施例１〜９、比較例１〜５）を製造した。表１，２において、「ベルトコードの形態」の欄の記載は、ベルトコードが直線状又は円弧状のいずれかの形態のスチールコードであることを示す。「ベルトコードの凸部の向き」の欄の記載は、円弧状ベルトコードにおいて円弧の凸部の向きが車両装着時外側又は内側のいずれの向きであるかを示す。「ベルトコードの角度θ」の欄の記載は、直線状ベルトコードではタイヤ周方向に対する傾斜角度、円弧状ベルトコードでは、その端部における接線のタイヤ周方向に対する傾斜角度を示す。また「ベルトコード間の距離Ｐ」の欄の記載は、直線状ベルトコードではタイヤ周方向に隣り合うベルトコード間のタイヤ周方向距離、円弧状ベルトコードでは、タイヤ周方向に隣り合うベルトコード同士のその端部間のタイヤ周方向距離を示す。

またタイヤプロファイルについて、「Ｈ_in／ＳＨ」の欄の記載は、車両装着時内側の最大幅位置高さＨ_inのタイヤ断面高さＳＨに対する比、「Ｈ_out／ＳＨ」の欄の記載は、車両装着時外側の最大幅位置高さＨ_outのタイヤ断面高さＳＨに対する比であり、両者を対比することにより、車両装着時内側の最大幅位置高さＨ_inと車両装着時外側の最大幅位置高さＨ_outとの大小が分かる。また「Ｗ_in／ＳＷ」の欄の記載は、車両装着時内側の最大幅位置距離Ｗ_inのタイヤ総幅ＳＷに対する比であり、この値が０．５０より大きいとき、車両装着時内側の最大幅位置距離Ｗ_inが車両装着時外側の最大幅位置距離Ｗ_outより大きいことを意味する。

得られた１４種類の空気入りタイヤについて、下記に示す方法で操縦安定性及び乗心地性を評価した。

操縦安定性
得られた空気入りタイヤをリムサイズ１７×７１／２Ｊのホイールに組付け、国産ＳＵＶのネガティブキャンバーの試験車両に装着し、空気圧２３０ｋＰａの条件で、４ｋｍの周回テストコースを１２０ｋｍ／ｈで実車走行させ、専門パネラー３名による感応評価を行った。評価結果は、比較例１を１００にした指数として、表１，２の「操縦安定性」の欄に示した。この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
得られた空気入りタイヤをリムサイズ１７×７１／２Ｊのホイールに組付け、国産ＳＵＶのネガティブキャンバーの試験車両に装着し、空気圧２３０ｋＰａの条件で、凹凸を有する直進テストコースを５０ｋｍ／ｈで実車走行させ、専門パネラー３名による感応評価を行った。評価結果は、比較例１を１００にした指数として、表１，２の「乗心地性」の欄に示した。この値が大きいほど乗心地性能が優れていることを意味する。

１ トレッド部
３ ビード部
４ ビードコア
５ カーカス層
６ ベルト層
６ｉ ベルト層の車両装着時内側端部
６ｏ ベルト層の車両装着時外側端部
７ 円弧状ベルトコード
ａ 円弧状ベルトコードの凸部の頂点
ｅ 円弧状ベルトコードの端部
Ｄ_in 車両装着時内側の最大幅位置
Ｄ_out 車両装着時外側の最大幅位置
Ｈ_in 車両装着時内側の最大幅位置高さ
Ｈ_out 車両装着時外側の最大幅位置高さ
Ｗ_in 車両装着時内側の最大幅位置距離
Ｗ_out 車両装着時外側の最大幅位置距離
Ｔ 空気入りタイヤ
Ｒ タイヤ周方向

Claims (6)

1. トレッド部におけるカーカス層の外周側にベルト層を配置した構成を有し、かつ車両に対する装着方向が指定された空気入りタイヤにおいて、
   規格標準リムに装着し内圧を５０ｋＰａにしたときのタイヤ断面下端からタイヤ最大幅位置までの垂直距離を最大幅位置高さＨ、タイヤ断面トレッド中心から前記最大幅位置までの水平距離を最大幅位置距離Ｗとするとき、車両装着時内側の最大幅位置高さＨ_inが車両装着時外側の最大幅位置高さＨ_outより大きく、かつ車両装着時内側の最大幅位置距離Ｗ_inが車両装着時外側の最大幅位置距離Ｗ_outより大きくすると共に、前記ベルト層が円弧状に延長するベルトコードを含み、該円弧状ベルトコードが車両装着時外側に向かって凸になるように配列されたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記最大幅位置高さＨ_inのタイヤ断面高さＳＨに対する比Ｈ_in／ＳＨが０．５２〜０．６２、前記最大幅位置高さＨ_outのタイヤ断面高さＳＨに対する比Ｈ_out／ＳＨが０．４０〜０．５０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。
3. 前記最大幅位置距離Ｗ_inのタイヤ総幅ＳＷに対する比Ｗ_in／ＳＷが０．５１〜０．５３であることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 円弧状ベルトコードの端部が前記ベルト層の車両装着時内側端部に位置し、前記円弧状ベルトコードのタイヤ幅方向外側の頂点が前記ベルト層の車両装着時外側端部に位置することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記ベルト層の車両装着時内側端部における前記円弧状ベルトコードの接線のタイヤ周方向に対する角度θが５０〜９０°である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。
6. 前記ベルト層の車両装着時内側端部において、前記円弧状ベルトコードの端部がタイヤ周方向に隣り合う円弧状ベルトコードの端部とのタイヤ周方向距離Ｐが１．５〜４．５ｍｍであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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