JP2014065415A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】操縦安定性と乗り心地とを高いレベルで兼ね備えたタイヤの提供。
【解決手段】空気入りタイヤ２では、カーカス１０の第一プライ２６と第二プライ２８とが積層されている。この第一プライ２６は、両ビード８の間に掛け渡された本体部２６ａと、ビード８で半径方向外向きに折り返された折り返し部２６ｂとを備えている。この第二プライ２８は、両ビード８の間に架け渡された本体部２８ａと、ビード８で半径方向外向きに折り返された折り返し部２８ｂとを備えている。この第一プライ２６の折り返し部２８ｂの外端がベルト１２に積層されている。この折り返し部２６ｂのコードは、傾斜角度θαで周方向向きに傾斜して延びている。折り返し部２８ｂのコードは、傾斜角度θβで周方向向きに傾斜して延びている。この傾斜角度θαと傾斜角度θβとは、周方向に逆向きの角度である。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。詳しくは、本発明は、乗り心地と操縦安定性を兼ね備えたタイヤに関する。

空気入りタイヤでは、サイドウォール部の剛性を高めることで操縦安定性が向上する。サイドウォール部の剛性を高めるために、例えば、サイドウォールやビードエイペックスのゴムが厚くされたり、補強ゴム層が追加されたりしている。一方で、サイドウォール部の剛性を高めると、乗り心地が悪化し易い。この操縦安定性と乗り心地とのバランスが調整されて、タイヤの性能が高められている。

特開平１１−１７０８０７公報では、ビード部の過度の撓みが抑制されたタイヤが開示されている。このタイヤのカーカスは、本体部及び折り返し部を備えている。本体部と折り返し部とが隣り合う隣接領域を形成している。この隣接領域を設けることで、ビードの過度の撓みが抑制されている。この隣接領域では、折り返し部のカーカスコードの延びる方向が周方向に傾けられている。

特開平１１−１７０８０７公報

車両の高性能化に伴い、操縦安定性と乗り心地とに更に優れるタイヤが求められている。本発明の目的は、操縦安定性と乗り心地とを高いレベルで兼ね備えたタイヤの提供にある。

本発明に係る空気入りタイヤは、その外面がトレッド面をなすトレッドと、このトレッドの半径方向内側に位置する一対のビードと、トレッドの内側に沿って両ビードの間に架け渡されたカーカスと、トレッドとカーカスとの間に積層されたベルトとを備えている。このカーカスは、第一プライ及び第二プライを備えている。第一プライと第二プライとが積層されている。このビードは、コアを備えている。この第一プライは、両ビードの間に掛け渡された本体部と、ビードで半径方向外向きに折り返された折り返し部とを備えている。この第二プライは、両ビードの間に架け渡された本体部と、ビードで半径方向外向きに折り返された折り返し部とを備えている。この第一プライの折り返し部の外端がベルトに積層されている。この第一プライの折り返し部のコードは、傾斜角度θαで周方向向きに傾斜して延びている。第二プライの折り返し部のコードは、傾斜角度θβで周方向向きに傾斜して延びている。この傾斜角度θαと傾斜角度θβとは、周方向に逆向きの角度である。

好ましくは、この空気入りタイヤでは、上記傾斜角度θαと上記傾斜角度θβとの絶対値が等しい。好ましくは、上記傾斜角度θα及びθβの絶対値は、１０°以上４０°以下である。

好ましくは、上記ビードは、コアと、コアから半径方向外向きに延びるエイペックスとを備えている。このエイペックスの高さは、０ｍｍを超えて３０ｍｍ以下である。

好ましくは、上記エイペックスの高さは、５ｍｍ以下である。好ましくは、上記ビードは、コアからなり、エイペックスを備えていない。

好ましくは、この空気入りタイヤは、バンドを備えている。このバンドは、周方向に螺旋状に巻かれるコードを備えている。このバンドがベルトの半径方向外側に積層されている。このバンドは、ベルトの軸方向端を覆っている。

本発明に係る空気入りタイヤは、乗り心地と操縦安定性とがより高いレベルで両立されている。

図１は、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤの一部が示された断面図である。 図２は、図１のカーカスの一部が示された説明図である。 図３は、図１のタイヤの一部の拡大図である。 図４は、本発明の他の実施形態に係る空気入りタイヤの一部が示された部分拡大図である。

以下、適宜図面が参照されつつ、好ましい実施形態に基づいて本発明が詳細に説明される。

図１には、空気入りタイヤ２が示されている。図１において、上下方向がタイヤ２の半径方向であり、左右方向がタイヤ２の軸方向であり、紙面との垂直方向がタイヤ２の周方向である。一点鎖線ＣＬは、タイヤ２の赤道面を表わす。このタイヤ２の形状は、トレッドパターンを除き、赤道面に対して対称である。

このタイヤ２は、トレッド４、サイドウォール６、ビード８、カーカス１０、ベルト１２、バンド１４及びインナーライナー１６を備えている。このタイヤ２は、チューブレスタイプである。

トレッド４は、半径方向外向きに凸な形状を呈している。トレッド４は、路面と接地するトレッド面１８を形成する。トレッド面１８には、溝２０が刻まれている。この溝２０により、トレッドパターンが形成されている。トレッド４は、図示されないが、ベース層とキャップ層とを有している。キャップ層は、ベース層の半径方向外側に位置している。キャップ層は、ベース層に積層されている。ベース層は、接着性に優れた架橋ゴムからなる。ベース層の典型的な基材ゴムは、天然ゴムである。キャップ層は、耐摩耗性、耐熱性及びグリップ性に優れた架橋ゴムからなる。

サイドウォール６は、トレッド４の端から半径方向略内向きに延びている。このサイドウォール６の半径方向外側は、トレッド４と接合されている。このサイドウォール６は、耐カット性及び耐候性に優れた架橋ゴムからなる。このサイドウォール６は、カーカス１０の損傷を防止する。

ビード８は、トレッド４の半径方向内側であって、サイドウォール６の半径方向内側に位置している。ビード８は、コア２２と、このコア２２から半径方向外向きに延びるエイペックス２４とを備えている。コア２２は周方向にリング状であり、巻回された非伸縮性ワイヤーを含む。ワイヤーの典型的な材質は、スチールである。エイペックス２４は、半径方向外向きに先細りである。エイペックス２４は、高硬度な架橋ゴムからなる。

カーカス１０は、第一プライ２６及び第二プライ２８からなる。第一プライ２６及び第二プライ２８は、両側のビード８の間に架け渡されており、トレッド４及びサイドウォール６に沿っている。第一プライ２６は、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。第二プライ２８は、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。それぞれのコードが赤道面に対してなす角度の絶対値は、７５°から９０°である。換言すれば、このカーカス１０はラジアル構造を有する。それぞれのコードは、有機繊維からなる。好ましい有機繊維として、ポリエステル繊維、ナイロン繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。

ベルト１２は、トレッド４の半径方向内側に位置している。ベルト１２は、カーカス１０を補強する。ベルト１２は、内側層３４及び外側層３６からなる。軸方向において、内側層３４の幅は外側層３６の幅よりも若干大きい。図示されていないが、内側層３４及び外側層３６のそれぞれは、並列された多数のコードとトッピングゴムとからなる。各コードは、赤道面に対して傾斜している。傾斜角度の絶対値は、通常は１０°以上３５°以下である。内側層のコードの赤道面に対する傾斜方向は、外側層のコードの赤道面に対する傾斜方向とは逆である。コードの好ましい材質は、スチールである。コードに、有機繊維が用いられてもよい。ベルトの軸方向幅は、タイヤの最大幅の０．７倍以上が好ましい。ベルト１２が、１層を備えてもよいし、３以上の層を備えてもよい。

バンド１４は、ベルト１２の半径方向外側に位置している。このタイヤ２では、軸方向において、バンド１４の幅はベルト１２の幅と等しいかそれより大きい。図示されていないが、このバンド１４は、コードとトッピングゴムとからなる。コードは、螺旋状に巻かれている。このバンド１４は、いわゆるジョイントレス構造を有する。コードは、実質的に周方向に延びている。周方向に対するコードの角度は、５°以下、さらには２°以下である。このコードによりベルト１２が拘束されるので、ベルト１２のリフティングが抑制される。バンド１４がベルト１２の軸方向端を覆っているので、ベルト１２の軸方向端のリフティングが抑制されている。コードは、有機繊維からなる。好ましい有機繊維としては、ナイロン繊維、ポリエステル繊維、レーヨン繊維、ポリエチレンナフタレート繊維及びアラミド繊維が例示される。

ベルト１２及びバンド１４は、補強層を構成している。ベルト１２のみから、補強層が構成されてもよい。

インナーライナー１６は、カーカス１０の内側に位置している。赤道面の近傍において、インナーライナー１６は、カーカス１０の内面に接合されている。インナーライナー１６は、架橋ゴムからなる。インナーライナー１６は、タイヤ２の内圧を保持する。インナーライナー１６には、空気遮蔽性に優れたゴムが用いられている。インナーライナー１６の典型的な基材ゴムは、ブチルゴム又はハロゲン化ブチルゴムである。

このタイヤ２では、カーカス１０の第一プライ２６は、コア２２の周りにて、軸方向内側から外側に向かって折り返されている。この折り返しにより、第一プライ２６は、両側のビードの間に掛け渡される本体部２６ａと、ビード８で折り返される折り返し部２６ｂとが形成されている。第二プライ２８も、コア２２の周りにて、軸方向内側から外側に向かって折り返されている。この折り返しにより、第二プライ２８にも、本体部２８ａと折り返し部２８ｂとが形成されている。

図１に示されるように、第一プライ２６の本体部２６ａの外側に、第二プライ２８の本体部２８ａが積層されている。折り返し部２６ｂの内側に、折り返し部２８ｂが積層されている。折り返し部２６ｂの端は、折り返し部２８ｂの端よりも半径方向外側に位置している。折り返し部２８ｂの端は、折り返し部２６ｂに覆われている。

ここでは、本体部２８ａが本体部２６ａの半径方向外側に積層されたが、本体部２８ａが本体部２６ａの半径方向内側に積層されてもよい。折り返し部２８ｂが折り返し部２６ｂの軸方向外側に積層されてもよい。折り返し部２８ｂの端は、折り返し部２６ｂに覆われていなくてもよい。

このタイヤ２では、このサイドウォール６と、ビード８と、カーカス１０及びインナーライナー１６のうちサイドウォール６及びビード８に沿って位置する部分とが、このタイヤ２のサイドウォール部を構成している。

図２は、図１の矢印Ａの向きに見た状態が示されている。この矢印Ａの向きは、折り返し部２６ｂの外側表面に直交する向きである。図２において、一点鎖線Ｌｒは、半径方向を示している。図２の左右方向は、タイヤ周方向である。実線Ｌαは、第一プライ２６の折り返し部２６ｂでのコードの延びる方向を示している。折り返し部２６ｂのコードの延びる方向は、周方向向きに傾斜している。二点鎖線Ｌβは、第二プライ２８の折り返し部２８ｂでのコードの延びる方向を示している。折り返し部２８ｂのコードの延びる方向は、周方向向きに傾斜している。図示されないが、第一プライ２６の本体部２６ａでのコードの延びる方向と、第二プライ２８の本体部２８ａでのコードの延びる方向とは、図１の矢印Ａの向きに見た状態において、いずれも半径方向であり、一点鎖線Ｌｒの方向である。

図２のθαは、一点鎖線Ｌｒと実線Ｌαとのなす角度である。この角度θαは、折り返し部２６ｂのコードの傾斜角度である。θβは、折り返し部２８ｂのコードの傾斜角度である。図２に示される様に、折り返し部２６ｂのコードの延びる方向と折り返し部２８ｂのコードの延びる方向とが周方向に逆向きに傾斜している。更に、このタイヤ２では、傾斜角度θαの絶対値と傾斜角度θβの絶対値とが等しくされている。

第一プライ２６の折り返し部２６ｂの外端は、ベルト１２に積層されている。折り返し部２６ｂの外端は、ベルト１２の半径方向内側に積層されている。この積層により、折り返し部２６ｂがベルト１２と連続している。サイドウォール６に折り返し部２６ｂの外端が位置しないので、サイドウォール部に剛性が大きく異なる境界が生じない。これにより、カーカス１０に補強層を積層することなく、サイドウォール部の剛性が向上している。サイドウォール部の剛性の向上は、操縦安定性の向上に寄与する。剛性が大きく異なる境界が存在しないことは、乗り心地の向上にも寄与している。

更に、このタイヤ２では、ベルト１２がバンド１４に覆われているので、折り返し部２６ｂの外端が強固に固定されている。これにより、サイドウォール部の剛性が向上すると共に、タイヤ２の耐久性が向上している。

この折り返し部２６ｂのコードが周方向向きに傾斜して延びているので、サイドウォール部の半径方向の剛性が大きくなり過ぎることが抑制されている。サイドウォール部の半径方向の剛性の抑制は、乗り心地の低下を抑制する。この観点から、傾斜角度θαの絶対値は、好ましくは１０°以上であり、更に好ましくは１５°以上である。

一方で、この傾斜角度θαが小さいタイヤ２では、サイドウォール部の半径方向に高い剛性が得られる。サイドウォール部の半径方向の剛性の向上は、操縦安定性が向上に寄与する。この観点から、傾斜角度θαの絶対値は、好ましくは４０°以下であり、更に好ましくは３５°以下である。

更に、この折り返し部２６ｂには、第二プライ２８の折り返し部２８ｂと積層されている。折り返し部２６ｂのコードの延びる方向と、折り返し部２８ｂのコードの延びる方向とは、周方向に逆向きにされている。これにより、折り返し部２６ｂと折り返し部２８ｂとが積層された範囲で、サイドウォール部に更に高い剛性が得られる。

この折り返し部２８ｂのコードが周方向向きに傾斜して延びているので、サイドウォール部の半径方向の剛性が大きくなり過ぎることが抑制されている。この観点から、傾斜角度θβの絶対値は、好ましくは１０°以上であり、更に好ましくは１５°以上である。

一方で、この傾斜角度θβが小さいタイヤ２では、サイドウォール部の半径方向に高い剛性が得られる。この観点から、傾斜角度θαの絶対値は、好ましくは４０°以下であり、更に好ましくは３５°以下である。

また、このタイヤ２では、傾斜角度θαの絶対値と傾斜角度θβの絶対値とが等しくされている。これにより、剛性のコントロールが容易にされている。

図３の両矢印Ｈ１は、第二プライ２８の折り返し部２８ｂの高さを示している。この高さＨ１は、ビードベースライン（ＢＢＬ）から折り返し部２８ｂの半径方向外端までの距離である。両矢印Ｈ２は、エイペックス２４の高さを示している。この高さＨ２は、コア２２の半径方向外端からエイペックス２４の半径方向外端までの距離である。この高さＨ１及び高さＨ２は、半径方向の距離として測られる。

このコア２２から高さＨ１までの範囲で、折り返し部２６ｂと折り返し部２８ｂとが重ね合わされている。この重ね合わせにより、コア２２から折り返し部２８ｂの外端までの範囲が補強されている。ビード８から高さＨ１までの範囲のサイドウォール部の剛性が向上している。この剛性の向上は、操縦安定性の向上に寄与する。

操縦安定性の向上の観点から、高さＨ１は、好ましくは１５ｍｍ以上であり、更に好ましくは２５ｍｍ以上である。この高さＨ１が小さいタイヤ２は、乗り心地に優れている。この観点から、高さＨ１は、好ましくは３０ｍｍ以下であり、更に好ましくは２０ｍｍ以下である。

このタイヤ２では、折り返し部２６ｂの外端がベルト１２に積層されて、折り返し部２６ｂがコア２２とベルト１２とに連続している。この折り返し部２６ｂに折り返し部２８ｂの外端が重ね合わされることにより、折り返し部２８ｂの外端の位置で剛性の大きな変化が生じない。このタイヤ２では、折り返し部２８ｂの外端の位置での剛性の大きな変化を抑制しつつ、コア２２から折り返し部２８ｂの外端までの範囲が補強されている。

図４には、本発明に係る他の空気入りタイヤ３２の一部が示されている。ここでは、タイヤ２と同様の構成については、その説明が省略される。

このタイヤ３２は、カーカス３４及びビード３６を備えている。カーカス３４は、第一プライ３８及び第二プライ４０を備えている。第一プライ３８は、本体部３８ａ及び折り返し部３８ｂを備えている。第二プライ４０は、本体部４０ａ及び折り返し部４０ｂを備えている。ビード３６は、コア４２及びエイペックス４４を備えている。

このタイヤ３２では、図示されないが、タイヤ２と同様に、第一プライ３８の折り返し部３８ｂの外端がベルトに積層されている。折り返し部３８ｂのコードの傾斜方向と第二プライ４０の折り返し部４０ｂのコードの傾斜方向とが周方向に逆向きにされている。このように構成されたタイヤ３２は、操縦安定性と乗り心地とに優れている。更に、折り返し部３８ｂと折り返し部４０ｂとが重ね合わされているので、エイペックス４４を小さくしても、操縦安定性の低下が抑制される。

このタイヤ３２は、タイヤ２に比べて、エイペックス４４が小さくされている。タイヤ３２は、タイヤ２に比べて軽量化されている。軽量化は、燃費の向上に寄与する。この観点から、エイペックス４４の高さＨ２は、好ましくは３０ｍｍ以下であり、更に好ましくは２０ｍｍ以下である。

このタイヤ３２では、折り返し部３８ｂと折り返し部４０ｂとを重ね合わせることで高い剛性が得られうる。タイヤ３２では、エイペックス４４を極力小さくしうる。タイヤを構成するゴム部材の量の軽減は、タイヤ３２の軽量化に寄与する。このタイヤ３２は、実質的にエイペックス４４を備えなくても、操縦安定性の低下を抑制しうる。このタイヤ３２では、エイペックス４４を備えなくても、十分な操縦安定性が得られうる。

一方で、エイペックス４４が極端に小さいタイヤ３２では、第一プライ３８及び第二プライ４０がコア４２で折り返し難い。エイペックス４４を備えることで、タイヤ３２の製造が容易にされている。この観点から、高さＨ２は、好ましくは０ｍｍより大であり、更に好ましくは５ｍｍ以上であり、特に好ましくは８ｍｍ以上である。

以下、実施例によって本発明の効果が明らかにされるが、この実施例の記載に基づいて本発明が限定的に解釈されるべきではない。

［実施例１］
図１に示されたタイヤが準備された。このタイヤのサイズは、「２１５／５５Ｒ１７」であった。このタイヤの仕様は、下記の表１に示される通りとされた。なお、下記の表１から表４において、第一カーカスの折り返し部高さの欄の「−」は、折り返し部の外端がベルトに積層されていることを示している。

［比較例１］
比較例として基準タイヤが準備された。このタイヤの仕様は、表１に示される通りであった。

［比較例２］
第一カーカスの折り返し部の高さと、第一カーカス及び第二カーカスのコード傾斜角度とを表１の示すようにした他は、実施例１と同様にしてタイヤが得られた。

［比較例３］
補強層を備える他は、比較例１と同様にしてタイヤが得られた。この補強層は、スチールコードを含むスチールフィラーであり、このスチールフィラーはサイドウォールの部分のカーカスに積層された。

［実施例２から１２］
第一カーカス及び第二カーカスのコードの傾斜角度を下記の表１から表３に示される通りとした他は実施例１と同様にして、タイヤを得た。

［比較例４］
第二カーカスの折り返し部の高さと、第一カーカス及び第二カーカスのコードの傾斜角度とを下記の表２に示される通りとした他は実施例１と同様にして、タイヤを得た。

［比較例１３から１７］
エイペックスの高さを表４に示される通りとした他は実施例１と同様にして、タイヤを得た。なお、実施例１７は、エイペックスを備えていないタイヤである。

［操縦安定性及び乗り心地］
タイヤを正規リムに組み込み、このタイヤに内圧が２３０ｋＰａとなるように空気を充填した。このタイヤを、排気量が３５００ｃｃである乗用車に装着した。ドライバーに、この乗用車をレーシングサーキットで運転させて、操縦安定性及び乗り心地を評価させた。レーシングサーキットの路面は、ドライのアスファルト路面であった。操縦安定性については、６０ｋｍ／ｈから１４０ｋｍ／ｈのスピードで走行して、レーンチェンジ安定性（Ｌ／Ｃ安定性）と限界コントロール性とが評価された。乗り心地については、６０ｋｍ／ｈから８０ｋ／ｍのスピードで走行させて、タイヤの硬さと、ダンピング（タイヤの振動の収まり易さ）とが評価された。この評価は、比較例１のタイヤの評価値を基準値６として、１０段階で指数評価した。この結果が、指数として下記の表１から表４に示されている。この数値が大きいほど好ましい。

表１から４に示されるように、実施例のタイヤは、比較例のタイヤに比べて評価が高い。この評価結果から、本発明の優位性は明らかである。

以上説明された空気入りタイヤは、カーカスとビードを備える空気入りタイヤに広く適用しうる。このタイヤは、乗用車に限らず二輪車を含む種々の車輌に装着されうる。

２、３２・・・タイヤ
４・・・トレッド
６・・・サイドウォール
８・・・ビード
１０、３４・・・カーカス
１２・・・ベルト
１４・・・バンド
１６・・・インナーライナー
１８・・・トレッド面
２０・・・溝
２２、４２・・・コア
２４、４４・・・エイペックス
２６、３８・・・第一プライ
２６ａ、３８ａ・・・本体部
２６ｂ、３８ｂ・・・折り返し部
２８、４０・・・第二プライ
２８ａ、４０ａ・・・本体部
２８ｂ、４０ｂ・・・折り返し部

Claims (7)

1. その外面がトレッド面をなすトレッドと、このトレッドの半径方向内側に位置する一対のビードと、トレッドの内側に沿って両ビードの間に架け渡されたカーカスと、トレッドとカーカスとの間に積層されたベルトとを備えており、
   このカーカスが、第一プライ及び第二プライを備えており、第一プライと第二プライとが積層されており、
   このビードが、コアを備えており、
   この第一プライが両ビードの間に掛け渡された本体部と、ビードで半径方向外向きに折り返された折り返し部とを備えており、
   この第二プライが両ビードの間に架け渡された本体部と、ビードで半径方向外向きに折り返された折り返し部とを備えており、
   この第一プライの折り返し部の外端がベルトに積層されており、
   この第一プライの折り返し部のコードが傾斜角度θαで周方向向きに傾斜して延びており、第二プライの折り返し部のコードが傾斜角度θβで周方向向きに傾斜して延びており、この傾斜角度θαと傾斜角度θβとが周方向に逆向きの角度である空気入りタイヤ。
2. 上記傾斜角度θαと上記傾斜角度θβとの絶対値が等しい請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 上記傾斜角度θαの絶対値及び傾斜角度θβの絶対値が１０°以上４０°以下である請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 上記ビードがコアと、コアから半径方向外向きに延びるエイペックスとを備えており、 このエイペックスの高さが０ｍｍより大きく３０ｍｍ以下である請求項１から３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
5. 上記エイペックスの高さが５ｍｍ以下である請求項４に記載の空気入りタイヤ。
6. 上記ビードがコアからなり、エイペックスを備えていない請求項１から３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
7. バンドを備えており、
   このバンドが周方向に螺旋状に巻かれるコードを備えており、
   このバンドがベルトの半径方向外側に積層されており、
   このバンドがベルトの軸方向端を覆っている請求項１から６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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