JP2016088221A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】たとえサイドウォール部が薄肉に形成されたとしても十分な操縦安定性を維持し、しかも乗心地性能を高める。【解決手段】両側のビードコア５と、各ビードコア５に連接されるビードフィラー６と、中央部に配置されるベルト８とにカーカス９を掛け渡し、ビードコア５及びビードフィラー６が位置するビード部２と、ベルト８が位置するトレッド部３と、ビード部２とトレッド部３とを結ぶサイドウォール部４とを形成する。ビードフィラー６は、先端位置がビードコア側からタイヤ最大高さ寸法の５０％以下の範囲とする。カーカス９は、タイヤ最大幅位置に対し、ビードコア５とは反対側での内面側の曲率半径を、ビードコア側での内面側の曲率半径に比べて大きくする。【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りタイヤに関するものである。

一般に、空気入りタイヤでは、トレッド部からサイドウォール部を介してビード部のビードコアに至るカーカスを備えている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、特許文献１に開示される空気入りタイヤでは、乗心地性能と操縦安定性能とを高めるための構成については言及がない。特に近年、サイドウォール部が薄肉化し、横剛性の不足が問題となっているが、そのための対策が十分になされていない。
そこで、本発明者らは、ビードフィラーの先端位置とカーカスの湾曲形状とをうまく調整すれば、乗心地性能と操縦安定性能を両立させることができる点に着目し、本発明を想到するに至った。

特開平１１−２６８５０７号公報

本発明は、たとえサイドウォール部が薄肉に形成されたとしても十分な乗り心地性能を維持し、しかも操縦安定性を高めることができる空気入りタイヤを提供することを課題とする。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、
両側のビードコアと、各ビードコアに連接されるビードフィラーと、中央部に配置されるベルトとにカーカスを掛け渡してなる空気入りタイヤであって、
前記ビードフィラーは、先端位置が前記ビードコア側からタイヤ最大高さ寸法の５０％以下の範囲にあり、
前記カーカスは、タイヤ最大幅位置に対し、ビードコアとは反対側での内面側の曲率半径を、ビードコア側での内面側の曲率半径に比べて大きいことを特徴とする空気入りタイヤを提供する。

この構成により、ビードフィラーの延在範囲を抑制して、所望の乗心地性能を得ることが可能となる。またカーカスの内面側の曲率半径をタイヤ最大幅位置を挟んでトレッド部側を大きくしたので、横剛性が低下せず、所望の操縦安定性能を確保することができる。

前記ビードコアの外径面にタイヤ幅方向に突出するリムプロテクターを形成するのが好ましい。

前記リムプロテクターの頂点から前記カーカスの内面までの最短距離をＴ１とし、
前記カーカスの内面からタイヤ最大幅寸法の位置までの最短距離をＴ２とし、
サイドウォール部での厚みをＴ３とした場合、Ｔ１＞Ｔ２及びＴ３＞Ｔ２が成立するように構成するのが好ましい。

前記ビードコアは、タイヤ最大幅寸法の８０％から９０％の間隔で配置するのが好ましい。

前記タイヤ最大幅位置での高さ寸法ＳＷＨとタイヤ最大高さ寸法Ｈとが、０．５≦ＳＷＨ／Ｈ≦０．６を満足するのが好ましい。

前記ビードフィラーは、先端位置が前記タイヤ最大幅位置での高さ寸法の８０％から９０％の範囲にあるのが好ましい。

前記カーカスは、タイヤ最大幅寸法の位置に対し、ビードコア側での内面側の曲率半径を、ビードコアとは反対側での内面側の曲率半径の２５％から５０％の範囲となるようにするのが好ましい。

この構成により、耐久性を悪化させずに横剛性を向上させることができる。

前記ビードフィラーは、曲率半径の中心が外面に位置する断面湾曲形状を有するのが好ましい。

本発明によれば、ビードフィラーの先端位置とカーカスの内面側の曲率半径とを工夫するようにしたので、所望の乗心地性能と操縦安定性能を発揮させることができる。

本実施形態に係る空気入りタイヤの子午線に於ける半断面図を示す。 図１の部分拡大図である。

以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは相違している。

図１は、本実施形態に係る空気入りタイヤ１の子午線に於ける半断面図を示す。この空気入りタイヤ１は、両側のビード部２と、中央部のトレッド部３と、ビード部２とトレッド部３とを結ぶサイドウォール部４とで構成されている。ビード部２には、ビードコア５と、各ビードコア５に連接されるビードフィラー６とが配置されている。ビード部２の外面側にはリムプロテクター７が一体化されている。ベルト部には、複数層に積層されたベルト８が配置されている。ベルト８、ビードコア５、ビードフィラー６には、カーカス９が掛け渡されている。

ビードコア５は、詳細については図示しないが、１本のビードワイヤ（スチールワイヤ）を複数回巻き重ねて環状とし、１つに束ねた構成である。ビードコア５は、タイヤの両側に配置され、空気入りタイヤ１を図示しないホイールのリムフランジ部に固定すると共に、空気入りタイヤ１の内圧によって発生するカーカス９のコード張力を支える。ここでは、ビードコア５の間隔ＢＷは、タイヤ最大幅寸法ＳＷとの間に０．８≦ＢＷ／ＳＷ≦０．９を満足するように設定されている。また図１では、ビードコア５は断面略矩形状に形成されており、その環状上面にはビードフィラー６が連接されている。

ビードフィラー６は、ゴム材料を、断面三角形状で、ビードコア５の環状上面に沿う環状となるように形成したもので、ビードコア５を補強する。ビードコア５から延びるビードフィラー６の先端位置は、最大タイヤ高さ寸法の５０％以下の範囲とされている。ここに、タイヤ最大高さ寸法とは、ビード部２の最下端位置（インナーライナーの最下端位置）からトレッド部３の中心位置までの寸法である。この場合、ビードフィラー６の先端位置の高さ寸法ＢＦＨは、さらにタイヤ最大幅位置の高さ寸法ＳＷＨとの間に０．８≦ＢＦＨ／ＳＷＨ≦０．９を満足するように設定するのが好ましい。また、ビードフィラー６は、上方に向かうに従って徐々に側方へと湾曲するように形成されている。つまり、曲率半径の中心がタイヤ外側（図１中右側）に位置する断面湾曲形状となっている。

このように、ビードフィラー６の先端位置をタイヤ最大高さ寸法の５０％以下の範囲とすることにより、サイドウォール部４での肉厚を薄くした変形容易な構造とすることができ、乗り心地性能を向上させることが可能となる。また、ビードフィラー６の先端位置の高さ寸法ＢＦＨを、前述のように設定したので、サイドウォール部４での肉厚を薄くすることによるタイヤ横剛性の低下を抑制して、所望の操縦安定性能を確保することが可能となる。

ベルト８は、有機繊維（ナイロン（登録商標）、ポリエステル、レーヨン、アラミド等）又はスチール等からなる複数のコードを平行に配置してゴム材で被覆したものを、２層以上に積層した多層構造である。ベルト８は、タイヤ周方向に配置されて、後述するカーカス９を覆う。

カーカス９は、有機繊維（ナイロン（登録商標）、ポリエステル等）又はスチール等からなる複数のカーカスコード（図示せず）を平行に配置してゴム材で被覆した構成である。カーカスコードは、タイヤ赤道線に直交してタイヤ子午線方向に沿いつつタイヤ周方向に複数並設されている。カーカス９は、ビード間にトロイド状に掛け渡される。カーカス９の両端部はビードコア５でタイヤ内側から外側に折り返された後、ビードフィラー６に沿って延びている。

カーカス９は、ビード間に掛け渡された状態で、内面側の曲率半径を、タイヤ最大幅位置から上方側（ビードコア５とは反対側）と下方側（ビードコア側）とで相違させている。すなわち、図２に示すように、タイヤ最大幅位置に対し、上方側での内面側の曲率半径Ｒ１を、下方側での内面側の曲率半径Ｒ２に比べて大きくしている。詳しくは、曲率半径Ｒ１の中心位置は、最大幅位置での外面に於ける法線上に位置し、曲率半径Ｒ１とする範囲はベルト端に対応する内面位置から最大幅寸法に対応する内面位置の間としている。また、曲率半径Ｒ２の中心位置も、曲率半径１と同様に、最大幅位置での外面に於ける法線上に位置し、曲率半径Ｒ２とする範囲はビードフィラー端に対応する内面位置から最大幅位置に対応する内面位置の間としている。また、曲率半径Ｒ１と曲率半径Ｒ２との間に、０．２５≦Ｒ２／Ｒ１≦０．５が成立するように形成している。０．２５未満では耐久性の点で問題があり、０．５を超えればタイヤの横剛性を高める上で効果が望めない。
なお、カーカス９の外面には、図示しないホイールリムに接触するリムストリップ１０が設けられている。

前記構成の空気入りタイヤ１では、さらに各部の寸法が次のように設定されている。すなわち、リムプロテクター７の頂点Ａからカーカス９の内面までの最短距離をＴ１とし、カーカス９の内面からタイヤ最大幅寸法の位置までの最短距離をＴ２とし、サイドウォール部４での厚みをＴ３とした場合、Ｔ１＞Ｔ２及びＴ３＞Ｔ２が成立するように設定されている。詳しくは、前記距離Ｔ１と、前記距離Ｔ２との間に、２．５≦Ｔ１／Ｔ２≦３．５が成立し、前記厚みＴ３と、前記距離Ｔ２との間に、０．７≦Ｔ２／Ｔ３≦０．８が成立するように設定されている。

前記構成を有する空気入りタイヤ１を試験車両に装着し、次のようにして、乗心地性能、操縦安定性能、耐久性能、及び、転がり抵抗（ＲＲＣ：Rolling Resistance Coefficient）について試験を行った。
乗心地性能は、試験車両で乗心地評価コースを走行し、実車フィーリングを評価した。
操縦安定性能は、試験車両でハンドリング評価コース（乾燥状態のアスファルト舗装路）を走行し、実車フィーリングを評価した。
耐久性能は、空気入りタイヤ１を時速８０ｋｍ／ｈで走行する際と同等となるように回転させ、破損したときの走行距離を記録した。この場合、空気入りタイヤ１に作用させる負荷と空気入りタイヤ１の空気圧とは、JATMA YEAR BOOKに規定の最大負荷能力と対応する空気圧とで行った。
転がり抵抗は、空気入りタイヤ１を時速８０ｋｍ／ｈで走行する際と同等となるように回転させ、ドラム式転がり抵抗試験機（外径1708mm）にて計測した。この場合、計測はJATMA YEAR BOOKに規定された最大負荷能力と、それに対応する空気圧で実施した。

以上のように、各性能を確認するための実験を行い、比較例１を基準（指数１００）として、各実施例を指数化したものを表１に示す。表１中、比較例１では、カーカスの上方側曲率半径Ｒ１と下方側曲率半径Ｒ２が同じで、ビードフィラー６の先端位置の高さ寸法ＢＦＨとタイヤ最大幅位置の高さ寸法ＳＷＨとの関係（ＢＦＨ／ＳＷＨ）が０．８５となる空気入りタイヤを使用した。比較例２では、Ｒ１とＲ２が同じで、ＢＦＨ／ＳＷＨが０．９５となる空気入りタイヤを使用した。比較例３では、Ｒ２がＲ１よりも大きく、ＢＦＨ／ＳＷＨが０．６となる空気入りタイヤを使用した。実施例１から３では、Ｒ１がＲ２よりも大きい空気入りタイヤを使用した。また実施例１ではＢＦＨ／ＳＷＨを０．８５、実施例２では０．９、実施例３では０．８とした。

表１から明らかなように、乗心地は多少悪化したものの、操安性（操縦安定性能）については実施例１から３の全てにおいて向上が見られた。また、耐久性及び転がり抵抗が悪化することもなかった。

１…空気入りタイヤ
２…ビード部
３…トレッド部
４…サイドウォール部
５…ビードコア
６…ビードフィラー
７…リムプロテクター
８…ベルト
９…カーカス
１０…リムストリップ

Claims (9)

1. 両側のビードコアと、各ビードコアに連接されるビードフィラーと、中央部に配置されるベルトとにカーカスを掛け渡してなる空気入りタイヤであって、
   前記ビードフィラーは、先端位置が前記ビードコア側からタイヤ最大高さ寸法の５０％以下の範囲にあり、
   前記カーカスは、タイヤ最大幅位置に対し、ビードコアとは反対側での内面側の曲率半径を、ビードコア側での内面側の曲率半径に比べて大きいことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記ビードコアの外径面にタイヤ幅方向に突出するリムプロテクターを形成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。
3. 前記リムプロテクターの頂点から前記カーカスの内面までの最短距離をＴ１とし、
   前記カーカスの内面からタイヤ最大幅寸法の位置までの最短距離をＴ２とし、
   サイドウォール部での厚みをＴ３とした場合、Ｔ１＞Ｔ２及びＴ３＞Ｔ２が成立するように構成した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. 前記リムプロテクターの頂点から前記カーカスの内面までの最短距離Ｔ１と、前記カーカスの内面からタイヤ最大幅寸法の位置までの最短距離Ｔ２との間に、２．５≦Ｔ１／Ｔ２≦３．５が成立し、前記サイドウォール部での厚みＴ３と、前記カーカスの内面からタイヤ最大幅位置までの最短距離Ｔ２との間に、０．７≦Ｔ２／Ｔ３≦０．８が成立するように構成したことを特徴とする請求項３に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記ビードコアは、タイヤ最大幅寸法の８０％から９０％の間隔で配置したことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記タイヤ最大幅位置での高さ寸法ＳＷＨとタイヤ最大高さ寸法Ｈとが、０．５≦ＳＷＨ／Ｈ≦０．６を満足することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記ビードフィラーは、先端位置が前記タイヤ最大幅位置での高さ寸法の８０％から９０％の範囲にあることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
8. 前記カーカスは、タイヤ最大幅寸法の位置に対し、ビードコア側での内面側の曲率半径を、ビードコアとは反対側での内面側の曲率半径の２５％から５０％の範囲となるようにしたことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
9. 前記ビードフィラーは、曲率半径の中心が外面に位置する断面湾曲形状を有することを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

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