JP2015030288A - タイヤ - Google Patents
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Abstract
【課題】補強材を追加することなく、タイヤ側面のリムライン上における径方向の圧縮歪を低減し、サイドクラックの発生を抑制するタイヤを提供する。【解決手段】ETRTO又はJATMAで規格されるタイヤ寸法を有するタイヤ1であって、上記規格により規定されるリム9に組み付けられ、上記規格により規定される内圧を印加したときの無負荷状態のタイヤ形状において、タイヤ1の総幅W1が測定される最大幅位置Pの幅寸法を上記規格で規定される範囲のうち最大から最大の80%の範囲で設定し、上記最大幅位置Pの高さH2を上記規格で規定される断面高さH1の51%よりも小さく設定した。【選択図】図1
Description
本発明は、タイヤ側面において経年劣化により生じるサイドクラックの発生を抑制できるタイヤに関する。
従来、タイヤは、経年的な劣化によりタイヤ側面に生じるサイドクラックの発生を抑制するため、タイヤ側面における剛性を向上させることで、タイヤ側面に生じる歪を小さくする対策が講じられている。特に、リムに組み付けられた状態のタイヤ側面のリムライン近傍では、タイヤの扁平率の大小にかかわらず、径方向の圧縮歪が大きいことが知られている。このような径方向への圧縮歪は、タイヤ側面のリムライン近傍に発生するサイドクラックの要因となるため、径方向の圧縮歪を低減させるように補強材等を追加することにより、当該部位の剛性をタイヤ側面の他の部位に対して高くすることで、サイドクラックの発生を抑制している(特許文献1)。
しかしながら、サイドクラックの発生を抑制するための補強材の追加は、コストアップにつながり、また、製造工程における工数の増加とともにタイヤを軽量化する上で足かせとなっているという問題があった。
しかしながら、サイドクラックの発生を抑制するための補強材の追加は、コストアップにつながり、また、製造工程における工数の増加とともにタイヤを軽量化する上で足かせとなっているという問題があった。
そこで本発明は、補強材を追加することなく、タイヤ側面のリムライン近傍における径方向の圧縮歪を低減し、サイドクラックの発生を抑制するタイヤを提供することを目的とする。
上記課題を解決するための本発明に係るタイヤの形態として、ETRTO又はJATMAで規格されるタイヤ寸法を有するタイヤであって、上記規格により規定されるリムに組み付けられ、上記規格により規定される内圧を印加したときの無負荷状態のタイヤ形状において、タイヤの総幅が測定される最大幅位置の幅寸法を上記規格で規定される範囲のうち最大から最大の80%の範囲で設定し、上記最大幅位置の高さを上記規格で規定される断面高さの51%よりも小さく設定したので、タイヤ側部のリム側における傾斜角を小さくすることにより、補強材を追加することなく、タイヤ側部のリムライン近傍において生じる径方向の圧縮歪が低減されるため、リムライン近傍に蓄積される歪が小さくなり、経年劣化によりタイヤ側面に生じるサイドクラックの発生を抑制することができる。
また、本発明に係るタイヤの他の形態として、上記最大幅位置の高さを上記規格で規定される断面高さの44%以下に設定したので、タイヤ側部のリムライン上において生じる径方向の圧縮歪を確実に低減させることができる。
また、本発明に係るタイヤの他の形態として、上記最大幅位置の高さを上記規格で規定される断面高さの44%以下に設定したので、タイヤ側部のリムライン上において生じる径方向の圧縮歪を確実に低減させることができる。
図1は、本発明の一実施形態を示すタイヤ1の断面図である。同図に示すように、タイヤ1は、ETRTO又はJATMAで規格されるタイヤ寸法を有し、上記規格により規定されるリムに組み付けられ、上記規格により規定される内圧を印加したときの無負荷状態のタイヤ形状において、タイヤの総幅W1が測定される最大幅位置P,P間の寸法が上記規格の100%から80%の範囲で設定されるとともに、最大幅位置P,Pの高さ(以下最大幅位置高さという)H2が、上記規格で規定される断面高さの45%以下に設定されている。
図1に示すタイヤ1は、ラジアルタイヤであって、トレッド部2と、トレッド部2の各側部に連続して半径方向内側へそれぞれ延びるサイド部3;3と、各サイド部3;3の半径方向内側に連続するビード部4;4とを有し、このビード部4;4は、適用リム9のビードシート9Aに面接触するビードベース5を有する。このタイヤ1が組み付けられる適用リム9は、タイヤ1のビード部4が当接するリムフランジ9B、ハンプ9C、ウェル9Dを備える。適用リム9とは、上記規格によりタイヤサイズにおいて規定された寸法を有するリムホイールである。
タイヤ1は、コード部材を主体として構成されるビードコア11、カーカス12、ベルト層13Aと、補強ベルト13B、キャップベルト13Cと、コード部材からなる骨格を肉付けする複数種類のゴム部材を主体とするビードフィラーゴム15、インナーライナーゴム16、チェーファーゴム18、サイドゴム19、トレッドゴム20、補強ゴム17を備える。
ビードコア11は、ビードコードと呼ばれるスチールコードを束ねてリング状に形成された部材であって、タイヤ1におけるビード部4にそれぞれ設けられている。カーカス12は、一対のビードコア11に巻きつけられ、カーカスゴムによって被覆された補強コードをタイヤ半径方向(ラジアル方向)に配向して、タイヤ1においてトロイダル状に形成される。ベルト層13Aは、複数のベルトを積層して形成される。ベルト層13Aを構成する各ベルトは、それぞれベルトゴムによって被覆され、補強コードの延長方向がタイヤ1の円周方向に対して傾斜するように配向され、例えば隣接して重なるベルトの補強コードが互いに交錯するように積層して形成される。補強ベルト13Bは、上記ベルト層13Aの両端部にそれぞれ設けられ、ベルト層13Aを構成する各ベルトの浮き上がり及び剥離を防止する。キャップベルト13Cは、補強ベルト13B;13Bを跨ぎ、ベルト層に重複して設けられる。
ビードフィラーゴム15は、タイヤ1におけるビード部4を補強するようにビードコア11の半径方向外側に隣接して設けられ、カーカス12の端部側によってビードコア11とともに巻き上げられる。インナーライナーゴム16は、カーカス12の内周面全域を被覆するように設けられる。なお、補強ベルト13Bが重複するベルト層13Aの端部側には、タイヤ使用時のベルトの端部におけるクッションとなるベルトアンダーゴム14がカーカス12との間に設けられている。
チェーファーゴム18は、タイヤ1におけるビード部4となるタイヤ1の内径部分を包囲するように設けられ、一端側がビードフィラーゴム15に沿ってタイヤ側面の一部を構成するように設けられる。
サイドゴム19は、カーカス12の側面全域を覆い、半径方向外側の端部が、上記ベルト層13Aの端部内側まで延長し、半径方向内側の端部がチェーファーゴム18の端部に重複して設けられ、タイヤ1におけるタイヤ側部を形成する。
トレッドゴム20は、キャップベルト13Cの幅方向両端が露出するように、当該キャップベルト13Cに重複して設けられる。
補強ゴム17は、サイドゴム19の径方向外側端部、キャップベルト13Cの端部及びトレッドゴム20の端部に重複して設けられ、タイヤ1のハンプ部を構成する。
サイドゴム19は、カーカス12の側面全域を覆い、半径方向外側の端部が、上記ベルト層13Aの端部内側まで延長し、半径方向内側の端部がチェーファーゴム18の端部に重複して設けられ、タイヤ1におけるタイヤ側部を形成する。
トレッドゴム20は、キャップベルト13Cの幅方向両端が露出するように、当該キャップベルト13Cに重複して設けられる。
補強ゴム17は、サイドゴム19の径方向外側端部、キャップベルト13Cの端部及びトレッドゴム20の端部に重複して設けられ、タイヤ1のハンプ部を構成する。
図1に示すように、上記タイヤ1の各部の寸法は、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規格される。この規格は、例えば、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(E.T.R.T.O.)のSTANDARDS MANUAL”であり、日本では“日本自動車タイヤ協会(J.A.T.M.A.)のYEAR BOOK”である。なお、本実施形態では、JATMAにより規格される寸法の定義に従って説明する。
総幅W1は、タイヤ1を適用リム9に装着して規定の内圧が印加されるように空気を注入し、無負荷状態におけるタイヤ側面の模様又は文字などすべてを含むサイド部3;3間の直線距離で定義される。断面幅W2は、タイヤ1の総幅W1からタイヤ側面に凸状に成型された模様文字Mなどの高さを除いた幅で定義される。この断面幅W2が測定される位置は、タイヤ1において幅方向に最も膨出する最大幅位置Pである。すなわち、タイヤ1における側面部分の実質的な表面であり、この断面幅W2が測定される位置は、総幅W1が測定される半径方向の位置と同じ位置である。
断面高さH1は、タイヤ外径D1とリム外径D2の差の1/2で定義される。
断面高さH1は、タイヤ外径D1とリム外径D2の差の1/2で定義される。
タイヤ外径D1は、タイヤ1を適用リム9に装着し、規定の内圧を印加したときの無負荷状態における最大外径の寸法をいう。リム外径D2は、タイヤ1のサイズに応じて規定されたリムのビード部4の着座位置における外径をいう。規定の内圧とは、最大負荷能力に対応して規定される空気圧をいう。また、最大負荷能力とは、タイヤ1に負荷することが許容される最大の荷重(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。
本発明に係るタイヤ1は、断面幅W2が、上記規格により設定される各タイヤサイズの100%から80%の範囲で設定される。また、上記最大幅位置Pは、タイヤ1において断面高さH1に対して最大幅位置高さH2が45%以下となるように設定される。つまり、断面幅W2が測定される最大幅位置Pが、従来のタイヤに比べてタイヤ側部においてやや下側に位置することになる。
この場合、適用リム9に組み付けられた状態のタイヤ1は、半径方向に対して、ビード部4側のタイヤ側面が、リムフランジ9Bから幅方向に大きく傾斜するように形成される。この傾斜する角度を背面角θと呼び、背面角θ=tan−1(最大幅位置高さH2/(断面高さH1/2−リム幅W3/2))で定義する。なお、リム幅W3は、適用リム9のリムフランジ9B:9B間の距離であって、タイヤサイズに応じて上記規格により寸法が規定される。
背面角θは、図2に示すように、タイヤ1を適用リム9に組み付け、規定の空気圧を充填したときの無負荷状態のタイヤ形状において、リムフランジ9Bの径方向最外側位置Qにおいて、タイヤ回転軸に沿う接線T1と、タイヤ1の外表面とが交差する交差位置におけるタイヤ外表面における半径方向に沿う接線T2との角度で定義される。なお、本実施形態では、この交差位置をリムラインSに相当するものとして説明するが、リムラインSは、リムフランジ9Bの外径よりも径大な位置に形成されていても実質的には同じである。最大幅位置高さH2/断面高さH1の高さ比αが小さいほど、断面幅W2が広いほど、リムラインS上におけるタイヤ側面の背面角θが寝る方向となる。このように、背面角θを小さくすることにより、リムラインS近傍の径方向の圧縮歪を低減させることが可能となる。
図3(a),(b)は、本実施例として、タイヤ形状を変化させたときタイヤ側面に作用する歪のシミュレーション結果を示す。
なお、シミュレーションでは、タイヤサイズに195/65R15で表示されるタイヤを想定した。上記タイヤサイズは、JATMAによれば、タイヤにおける測定リム幅の呼び(寸法):6.00インチ、設計寸法:断面幅W2=201mm,外径=635mm、成長寸法:総幅最大=209mm,外径=645mm、新品寸法:総幅最大=209mm,外径=627mm〜643mmとなるように規定されている。つまり、新品寸法において627mm〜643mmの範囲で外径を許容していることから、総幅W1が209mm以下で偏平率65%を満たすように総幅W1に許容範囲が規定されることになり、断面幅W2においても同様の許容範囲が規定される。
なお、シミュレーションでは、タイヤサイズに195/65R15で表示されるタイヤを想定した。上記タイヤサイズは、JATMAによれば、タイヤにおける測定リム幅の呼び(寸法):6.00インチ、設計寸法:断面幅W2=201mm,外径=635mm、成長寸法:総幅最大=209mm,外径=645mm、新品寸法:総幅最大=209mm,外径=627mm〜643mmとなるように規定されている。つまり、新品寸法において627mm〜643mmの範囲で外径を許容していることから、総幅W1が209mm以下で偏平率65%を満たすように総幅W1に許容範囲が規定されることになり、断面幅W2においても同様の許容範囲が規定される。
図3(a)は、断面高さH1に対する最大幅位置Pの高さH2の高さ比αを変化させたときのタイヤ表面の形状を示し、図3(b)は、そのときの背面角θを纏めた表である。図3(a)において、Aは、従来例であり高さ比αが51%、断面幅W2が規格の80%、背面角θが71.2度に設定されている。Bは、実施例であり高さ比αが44%、背面角θが68.5度に設定されている。また、C及びDは、それぞれ比較例であり、高さ比αが57%,67%、背面角θが73.1度,74.4度にそれぞれ設定されている。従来例Aに比べて実施例Bでは、背面角θが71.2度から68.5度に減少しているため、最大幅位置Pがビード部4側に移動している。また、従来例Aよりも背面角θの大きい比較例C,Dでは、最大幅位置Pがトレッド部2側に移動している。なお、上記高さ比αの比率は、タイヤがゴム製品であることを考慮すれば、実質的には多少の前後が許容される。
図3(b)は、図3(a)で示した形状を有するタイヤのタイヤ側面に生じる歪を測定した結果である。u1はビード部付近における歪、u2は最大幅位置Pにおける歪をそれぞれ示している。同図に示すように、ビード部付近では、従来例Aに比べて実施例Bでは圧縮歪が減少し、比較例C,Dでは、圧縮歪が増加している。
また、最大幅位置Pでは、従来例Aに比べて実施例B,比較例C,Dにおいて引張歪にほとんど変化が見られていない。
つまり、従来例Aよりも高さ比α及び背面角θを小さくすることで、ビード部付近における圧縮歪が小さくなることが分かった。
また、最大幅位置Pでは、従来例Aに比べて実施例B,比較例C,Dにおいて引張歪にほとんど変化が見られていない。
つまり、従来例Aよりも高さ比α及び背面角θを小さくすることで、ビード部付近における圧縮歪が小さくなることが分かった。
図4(a)乃至(c)は、タイヤ形状を変化させたときタイヤ側面に作用する歪のシミュレーション結果を示す。
図4(a)は、最大幅位置Pをタイヤ幅方向に変化させたときのタイヤ表面の形状を示し、図4(c)は、そのときの背面角θを纏めた表である。同図において、従来例Aの形状は上記と同じで有り、高さ比αが51%、断面幅W2が規格の80%、背面角θが71.2度に設定されている。この形状は、最大幅位置Pのタイヤ高さ方向の基準とする。Eは、実施例であり最大幅位置Pが従来例Aに比べて幅方向に5mm幅広、すなわち、規格最大、背面角θが69.3度に設定されている。また、F及びGは、それぞれ比較例であり、最大幅位置Pが、従来例に比べて幅方向に5mm、10mm幅狭、背面角θが73.3度,75.3度にそれぞれ設定されている。
従来例Aに比べて実施例Eでは、タイヤ側面のビード部付近における背面角θが小さく、比較例F,Gでは、背面角θが大きくなっている。
図4(a)は、最大幅位置Pをタイヤ幅方向に変化させたときのタイヤ表面の形状を示し、図4(c)は、そのときの背面角θを纏めた表である。同図において、従来例Aの形状は上記と同じで有り、高さ比αが51%、断面幅W2が規格の80%、背面角θが71.2度に設定されている。この形状は、最大幅位置Pのタイヤ高さ方向の基準とする。Eは、実施例であり最大幅位置Pが従来例Aに比べて幅方向に5mm幅広、すなわち、規格最大、背面角θが69.3度に設定されている。また、F及びGは、それぞれ比較例であり、最大幅位置Pが、従来例に比べて幅方向に5mm、10mm幅狭、背面角θが73.3度,75.3度にそれぞれ設定されている。
従来例Aに比べて実施例Eでは、タイヤ側面のビード部付近における背面角θが小さく、比較例F,Gでは、背面角θが大きくなっている。
図4(b)は、図4(a)で示した形状を有するタイヤのタイヤ側面に生じる歪を測定した結果である。v1はビード部付近における歪、v2は最大幅位置Pにおける歪をそれぞれ示している。同図に示すように、リムラインSでは、従来例Aに比べて実施例Eでは圧縮歪が減少し、比較例F,Gでは、圧縮歪が増加している。
また、最大幅位置Pでは、従来例Aに比べて実施例E,比較例F,Gにおいて引張歪にほとんど変化が見られていない。
また、最大幅位置Pでは、従来例Aに比べて実施例E,比較例F,Gにおいて引張歪にほとんど変化が見られていない。
すなわち、実施例Bで示すように高さ比αを小さく、また、実施例Eで示すように、最大幅位置Pが幅方向に規格最大に位置するようにタイヤ形状を形成するとともに、背面角θを70度よりも小さくすることで、タイヤに補強材を追加することなく、タイヤ側面のリムラインS上における径方向の圧縮歪を低減することができる。なお、背面角θの下限としては、上述した背面角θを求める式、tan−1(最大幅位置高さH2/(断面高さH1/2−リム幅W3/2))を満たす最小の角度が設定される。
このように、ビード部付近における径方向の圧縮歪を低減することにより、ビード部4を構成するゴム部材のチェーファーゴム18やサイドゴム19に歪が長期間蓄積されないので、この歪に起因するサイドクラックの発生が抑制され、タイヤの耐久性をより向上させることができる。また、最大幅位置Pにおける引張歪が従来とほとんど変わらないことから、本発明のようにタイヤの形状を変化させても、乗り心地や操縦安定性能に影響を及ぼさないので、耐久性に優れたタイヤを提供することができる。
このように、ビード部付近における径方向の圧縮歪を低減することにより、ビード部4を構成するゴム部材のチェーファーゴム18やサイドゴム19に歪が長期間蓄積されないので、この歪に起因するサイドクラックの発生が抑制され、タイヤの耐久性をより向上させることができる。また、最大幅位置Pにおける引張歪が従来とほとんど変わらないことから、本発明のようにタイヤの形状を変化させても、乗り心地や操縦安定性能に影響を及ぼさないので、耐久性に優れたタイヤを提供することができる。
1 タイヤ、W1 総幅、W2 断面幅、W3 リム幅、H1 断面高さ、
H2 最大幅位置高さ、θ 背面角。
H2 最大幅位置高さ、θ 背面角。
Claims (2)
- ETRTO又はJATMAで規格されるタイヤ寸法を有するタイヤであって、
上記規格により規定されるリムに組み付けられ、上記規格により規定される内圧を印加したときの無負荷状態のタイヤ形状において、タイヤの総幅が測定される最大幅位置の幅寸法を上記規格で規定される範囲のうち最大から最大の80%の範囲で設定し、上記最大幅位置の高さを上記規格で規定される断面高さの51%よりも小さく設定したことを特徴とするタイヤ。 - 上記最大幅位置の高さを上記規格で規定される断面高さの44%以下に設定したことを特徴とする請求項1記載のタイヤ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2013158931A JP2015030288A (ja) | 2013-07-31 | 2013-07-31 | タイヤ |
Applications Claiming Priority (1)
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JP2013158931A JP2015030288A (ja) | 2013-07-31 | 2013-07-31 | タイヤ |
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JP2013158931A Pending JP2015030288A (ja) | 2013-07-31 | 2013-07-31 | タイヤ |
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JP (1) | JP2015030288A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101970004B1 (ko) * | 2017-10-24 | 2019-04-17 | 넥센타이어 주식회사 | 타이어의 설계 방법 및 이를 이용하여 제조된 타이어 |
-
2013
- 2013-07-31 JP JP2013158931A patent/JP2015030288A/ja active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101970004B1 (ko) * | 2017-10-24 | 2019-04-17 | 넥센타이어 주식회사 | 타이어의 설계 방법 및 이를 이용하여 제조된 타이어 |
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