JP2016088120A - 乗用車用空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】トレッド部に、タイヤ周方向に対し傾斜して延びるコードのゴム引き層からなる少なくとも2層の傾斜ベルト層からなる主ベルトと、当該主ベルトのタイヤ径方向外側に配設される、タイヤ周方向に沿って延びるコードのゴム引き層からなる少なくとも1層の周方向ベルト層からなる補強ベルトとを備え、前記主ベルトおよび前記補強ベルトが前記トレッド部のタイヤ赤道面からショルダー部側に亘って配設された乗用車用空気入りタイヤであって、相互に隣り合う2層の前記傾斜ベルト層の前記コード間の厚さが、前記トレッド部のセンター部よりも前記ショルダー部で大きいことを特徴とする乗用車用空気入りタイヤである。
【選択図】図1
Description
この発明の乗用車用空気入りタイヤによれば、コーナリングフォースの荷重依存性を十分に低減させることができる。
また、本発明において、「相互に隣り合う2層の傾斜ベルト層のコード間の厚さ」とは、タイヤ幅方向断面視で、タイヤ径方向内側の傾斜ベルト層のコードのタイヤ径方向外側端からタイヤ径方向外側の傾斜ベルト層のタイヤ径方向内側端まで、当該タイヤ径方向内側の傾斜ベルト層に垂直な方向に沿って測った長さを指すものとする。
また、本発明において、トレッド部の「センター部」とは、タイヤ赤道面からタイヤ幅方向外側にトレッド幅の30%の位置に挟まれる部分をさし、「ショルダー部」とは、センター部よりもタイヤ幅方向外側の部分を指すものとする。また、「コード間の厚さが、トレッド部のセンター部よりもショルダー部で大きくなっている」とは、ショルダー部の少なくとも一部の厚さがセンター部の厚さよりも大きければよく、またショルダー部の全体の厚さがセンター部の厚さt1よりも大きくなっていてもよい。
また、本発明において、「トレッド幅」とは、タイヤ幅方向両側のトレッド端の間を、タイヤ幅方向に沿って測った長さを指し、「トレッド端」とは、トレッド踏面のタイヤ幅方向最外位置を指し、さらに、「トレッド踏面」とは、タイヤを、適用リムに組み付け、規定内圧を適用し最大負荷能力に対応する負荷を加えた状態で転動させた際に、路面と接触することとなる、タイヤの全周にわたる外表(周)面のことを言う。また、「規定内圧」とは、後述のJATMA等に記載されている、適用サイズ・プライレーティングにおける単輪の最大負荷能力に対応する空気圧(最高空気圧)を指し、「最大負荷能力」とは、後述のJATMA等に記載されている、適用サイズ・プライレーティングにおける単輪の最大負荷能力を指す。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。
この構成によれば、コーナリングフォースの荷重依存性をより効果的に低減させることができる。
この構成によれば、低荷重時および高荷重時のコーナリングフォース全体を向上させることができる。
この構成によれば、主ベルトの耐久性を向上させることができる。
図1は、本発明の一実施形態に係る乗用車用空気入りタイヤ(以下、タイヤとも称す)1のタイヤ幅方向断面を示す図である。図1に示すように、本実施形態のタイヤ1は、一対のビード部2に埋設されたビードコア21間をトロイダル状に跨るカーカス3と、トレッド部4におけるカーカス3のタイヤ径方向外側に配設された主ベルト5と、主ベルト5のタイヤ径方向外側に配設された補強ベルト6と、補強ベルト6のタイヤ径方向外側に配設されたトレッド41とを備えている。なお、図示では、カーカス3が2層のカーカスプライからなっているが、任意の層数にすることができる。また、カーカス3のカーカスプライのコードの材質は、特には限定しないが、例えばスチールコードや各種の有機繊維コード等を用いることができる。乗用車用空気入りタイヤとして軽量化のメリットの大きい有機繊維コードを用いることが特に好ましい。
例えば相互に隣り合う2層の傾斜ベルト層のコード間の厚さが、トレッド部のセンター部からショルダー部まで一定になっている従来のタイヤでは、コーナリングフォースが荷重によって変動する荷重依存性があり、特に高荷重時のコーナリングフォースが高くなる傾向があった。そこで、本発明者は、コーナリングフォースの荷重依存性を低減するための方途につき鋭意検討を重ねたところ、以下の理由でコーナリングフォースの荷重依存性が生じることが明らかになった。即ち、高荷重時でのタイヤの路面への接地面積は、低荷重時でのタイヤの接地面積よりも大きくなるため、路面とタイヤ間で伝わるコーナリングフォースは大きくなる。高荷重時のコーナリングフォースを低減するには、ベルト部の面内曲げ剛性を低減する必要があるが、ベルト部の剛性を低減させると低荷重時のコーナリングフォースも同様に大きく低減してしまう虞があった。
そこで、本発明では、図2(b)に示すように、相互に隣り合う2層の傾斜ベルト層50のコード間の厚さtを、トレッド部4のセンター部4cよりもショルダー部4sで大きくして主ベルト5を形成することにより、ショルダー部4sの主ベルト5の面内曲げ剛性が局所的に小さなり、高荷重時におけるコーナリングフォースを効率的に低減することができ、それ故に、低荷重時および高荷重時のコーナリングフォースの荷重依存性を十分に低下させることができる。
なお、本発明では、コーナリングフォースの荷重依存性の低下を、傾斜ベルト層50のコード間の厚さtを相対的にショルダー部4sで大きくするという簡便な手法により達成することができ、したがって、タイヤ1の主ベルト5以外の構造を大きく変更する必要がない。さらに、コード間の厚さtを相対的にショルダー部4sで大きくすることにより、層間の剪断応力を小さくすることができるので、タイヤ1の転がり抵抗も低減させることができる。
この構成によれば、コーナリングフォースの荷重依存性をより効果的に低減させることができる。具体的には、当該領域Rが存在することにより、ショルダー部4sの主ベルト5の面内曲げ剛性を効果的に小さくすることができ、また、前記領域Rの幅の合計を重複範囲Dの幅に対して10%以上にすることにより、高荷重時のコーナリングフォースを十分に小さくすることができる。なお、前記領域Rの幅の合計が大きすぎると、低荷重時のコーナリングフォースが小さくなる虞があることから、前記領域Rの幅の合計を重複範囲Dの幅に対して50%以下にすることにより、低荷重時のコーナリングフォースも十分確保することができる。なお、同様な観点から、上記のタイヤ幅方向両方の前記領域Rの幅の合計は、2層の傾斜ベルト層50を相互に重複する重複範囲Dの幅に対して25〜35%とすることがより好ましい。
また、ショルダー部4s内の、相互に隣り合う2層の傾斜ベルト層50のコード間の厚さtが相対的に大きい部分の厚さt2が大きくなりすぎると、主ベルト5の外側のトレッドゴムが薄くなり耐摩耗性が低下する虞があるので、ショルダー部4sでの、相互に隣り合う2層の傾斜ベルト層50のコード間の厚さt2と、センター部4cでのコード間の厚さt1との差を3.0mm以下にすることが好ましい。
なお、コーティングゴムの弾性率は、5〜8MPaであり、当該挟み込むゴムの弾性率は、1.0〜5MPaであることが好ましい。ここで、弾性率は、「100%モジュラス」をさし、「100%モジュラス」とは、JISダンベル状3号形サンプルを用意し、JIS K6251に準拠して、温度30℃、速度500±25mm/minの条件下で引張試験を行って測定した、100%伸長時の引張応力である。
なお、当該厚さt1の最小値は、小さければ小さいほどコーナリングフォース全体を向上させることができるが、主ベルト5を安定して製造するために0.2mm以上であることが好ましい。
なお、同様な観点からは、補強ベルト6の引張剛性は、ショルダー部4sのなかでも、相対的に厚さtが大きくなる部分に位置する補強ベルト6が、センター部4cに位置する補強ベルト6の2倍以上であることが好ましい。
また、補強ベルト6の引張剛性の変化は、本実施形態では周方向ベルト層60の層数を変化させることで行ったが、例えば補強ベルト6を、タイヤ赤道面CLからショルダー部4s側に亘って配設される周方向ベルト層60のみで構成して、傾斜ベルト層51のコード間の厚さtが相対的に大きくなる部分に位置する周方向ベルト層60に含まれるコードの打ち込み本数や当該コードのヤング率等を変更して、引張剛性を変化させてもよい。
なお、図1や図2(b)には示していないが、トレッド41には、溝およびサイプ等からなる任意のパターン形状のトレッドパターンが形成されている。
実施例1のタイヤは、タイヤサイズ225/50R17であって、コードが層間で互いに交錯する、2層の傾斜ベルト層(第1および第2傾斜ベルト層)からなる主ベルトと、当該主ベルトのタイヤ径方向外側に配設される補強ベルトとを備えている。また、補強ベルトは、トレッド部のタイヤ赤道面からショルダー部側に亘って配設される1層の第1周方向ベルト層と、第1周方向ベルト層のタイヤ径方向外側で、トレッド部のタイヤ幅方向両方のショルダー部に配設され、互いに分離した1対の第2周方向ベルト層とからなっている。そして、2層の傾斜ベルト層のコード間の、ショルダー部およびセンター部での厚さ等を表1に示すようにした。なお、各ベルト層のコーティングゴムは、厚さ1.0mmであり、弾性率6.1MPaである。
実施例2〜7のタイヤは、表1に示すように諸元を変化させた以外、実施例1のタイヤと同様である。
比較例1のタイヤは、コード間の厚さをショルダー部およびセンター部で一定にした以外、実施例1のタイヤと同様である。
<コーナリングフォース>
実施例、比較例のタイヤをリム(サイズは7.5J−17)に組み付け、内圧220kPaを付与した後、車両に装着し、フラットベルト式コーナリング試験機において測定を行った。なお、当該試験機のベルト速度を100km/hとし、2つの異なる荷重条件下、即ち、適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力に対応する荷重条件の80%(高荷重時)および30%(低荷重時)にあたる荷重条件下において得られるコーナリングフォースを測定した。そして、低荷重時における比較例1のタイヤについてのコーナリングフォースを100として指数評価し、その結果を、表1に示す。数値が大きいほどコーナリングフォースが大きいことを示す。
Claims (4)
- トレッド部に、タイヤ周方向に対し傾斜して延びるコードのゴム引き層からなる少なくとも2層の傾斜ベルト層からなる主ベルトと、当該主ベルトのタイヤ径方向外側に配設される、タイヤ周方向に沿って延びるコードのゴム引き層からなる少なくとも1層の周方向ベルト層からなる補強ベルトとを備え、前記主ベルトおよび前記補強ベルトが前記トレッド部のタイヤ赤道面からショルダー部側に亘って配設された乗用車用空気入りタイヤであって、
相互に隣り合う2層の前記傾斜ベルト層の前記コード間の厚さが、前記トレッド部のセンター部よりも前記ショルダー部で大きいことを特徴とする乗用車用空気入りタイヤ。 - 前記相互に隣り合う2層の傾斜ベルト層は、前記ショルダー部での、当該2層の傾斜ベルト層の前記コード間の厚さが、前記センター部での、当該2層の傾斜ベルト層の前記コード間の厚さの最小値よりも0.6mm以上大きくなる領域Rを、タイヤ幅方向両方の前記ショルダー部に有し、
前記領域Rの幅の合計は、前記2層の傾斜ベルト層が相互に重複する重複範囲の幅に対して10〜50%である、請求項1に記載の乗用車用空気入りタイヤ。 - 前記センター部での、前記相互に隣り合う2層の傾斜ベルト層の前記コード間の厚さは、その最小値が0.8mm以下である、請求項1または2に記載の乗用車用空気入りタイヤ。
- 前記補強ベルトの引張剛性は、相互に隣り合う2層の前記傾斜ベルト層の前記コード間の厚さが前記センター部よりも大きくなる部分に位置する前記補強ベルトが、前記センター部に位置する前記補強ベルトよりも大きい、請求項1〜3のいずれか1項に記載の乗用車用空気入りタイヤ。
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