JP2017056791A - 空気入りタイヤ - Google Patents

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真依子 田邊
Maiko Tanabe
真依子 田邊
拓士 楠本
Takushi Kusumoto
拓士 楠本
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Abstract

【課題】転がり抵抗の上昇を抑えつつ、操縦安定性の向上が達成された空気入りタイヤ22の提供。
【解決手段】このタイヤ22は、トレッド24、一対のサイドウォール26、一対のビード30、カーカス32及びベルト34を備えている。このタイヤ22では、サイドウォール26の第一端S1は、カーカス32とベルト34との間に位置している。サイドウォール26は、本体80及び補強部82を備えている。補強部82は、サイドウォール26の第一端S1からカーカス32に沿って半径方向略内向きに延在している。補強部82の複素弾性率E*rは、本体80の複素弾性率E*mよりも高い。補強部82の長さLRは、サイドウォール26とベルト34との重複長さLBよりも長い。
【選択図】図2

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。詳細には、本発明は、乗用車のための空気入りタイヤに関する。
図5には、従来の空気入りタイヤ2の一部が示されている。このタイヤ2は、トレッド4、サイドウォール6、カーカス8、ベルト10及びバンド12を備えている。
このタイヤ2では、サイドウォール6はトレッド4の端から半径方向内向きに延在している。図5に示されているように、このタイヤ2のトレッド4は半径方向においてサイドウォール6の外側に位置している。このタイヤ2のバットレスは、トレッド・オン・サイドウォール(TOS)構造を有している。
このタイヤ2では、サイドウォール6の端14の部分はカーカス8とベルト10との間に挟まれている。ベルト10の端16の部分は、このサイドウォール6の端14の部分に積層されている。サイドウォール6は、軟質な架橋ゴムからなる。このサイドウォール6の端14の部分は、クッションとして機能する。このサイドウォール6の端14の部分は、ベルト10の端16への歪みの集中を抑える。このサイドウォール6の端14の部分は、ベルトエッジルースという損傷の発生防止に寄与する。
環境への影響が考慮され、小さな転がり抵抗を有するタイヤ2が求められている。走行状態にあるタイヤ2では、変形と復元とが繰り返される。このタイヤ2には、歪みが生じる。歪みの大きさ、そして、その発生位置は、転がり抵抗に影響する。このため、タイヤ2に発生する歪みの大きさを抑えたり、性能への影響の少ない位置で歪みを発生させるという具合に、歪みをコントロールすることは重要である。タイヤ2の構成を調整して歪みをコントロールする技術に関しては、様々な検討がなされている。この検討の一例が、特開2013−173512公報に開示されている。
上記特開2013−173512公報記載のタイヤでは、そのバットレスの部分に外側ゴムシートが設けられ、そのビードの部分に内側ゴムシートが設けられている。外側ゴムシート及び内側ゴムシートのそれぞれは、ビードフィラー以上の硬さを有している。
特開2013−173512公報
タイヤ2において、操縦安定性は重要である。操縦安定性の観点から、タイヤ2のバットレス18に補強層を設けることがある。補強層は、バットレス18に高い剛性を招来する。しかしこの補強層は、歪みの大きさ、そして、その発生位置に影響する。このため、バットレス18に補強層を採用し操縦安定性の向上は図れても、転がり抵抗が上昇する恐れがある。
バットレス18の部分に、並列した多数のコードを含む補強層を設けることがある。この補強層は、このバットレス18の部分の剛性に寄与する。この補強層は、コードの延在方向においては高い剛性を有しているが、このコードの並列方向においては低い剛性を有している。この補強層は、その剛性に異方性を有している。この補強層では、力の作用する向きによって剛性が変わる。この補強層では、歪みを精密にコントロールできない恐れがある。
上記公報に記載のタイヤでは、ベルトの端の部分にクッションゴムが設けられている。このクッションゴムは、サイドウォールとは別の部材である。前述したように、このタイヤでは、撓みのコントロールのために、内側ゴムシート及び外側ゴムシートが設けられている。このタイヤの構造は、複雑である。複雑な構造は、タイヤの生産性に影響する。
タイヤの生産性をも考慮すると、転がり抵抗の上昇を抑えつつ、操縦安定性の向上を達成するための技術は確立されていないのが現状である。
本発明の目的は、転がり抵抗の上昇を抑えつつ、操縦安定性の向上が達成された空気入りタイヤの提供にある。
本発明に係る空気入りタイヤは、トレッド、一対のサイドウォール、一対のビード、カーカス及びベルトを備えている。それぞれのサイドウォールは、上記トレッドの端から半径方向略内向きに延在している。それぞれのビードは、上記サイドウォールよりも半径方向内側に位置している。上記カーカスは、上記トレッド及び上記サイドウォールに沿って、一方のビードと他方のビードとの間に架け渡されている。上記ベルトは、上記トレッドの半径方向内側において上記カーカスと積層されている。上記サイドウォールの第一端は、上記カーカスと上記ベルトとの間に位置している。上記サイドウォールは、本体及び補強部を備えている。上記補強部は、上記第一端から上記カーカスに沿って半径方向略内向きに延在している。上記補強部の複素弾性率E*rは、上記本体の複素弾性率E*mよりも高い。上記補強部の長さLRは、上記サイドウォールと上記ベルトとの重複長さLBよりも長い。
好ましくは、この空気入りタイヤでは、上記本体は上記ベルトの端の半径方向内側に位置している。
好ましくは、この空気入りタイヤでは、上記補強部の突出長さLPは上記重複長さLBの1.3倍以上である。
好ましくは、この空気入りタイヤでは、上記補強部の厚さは0.5mm以上2.0mm以下である。
好ましくは、この空気入りタイヤでは、上記複素弾性率E*mに対する上記複素弾性率E*rの比は1.6以上である。
好ましくは、この空気入りタイヤでは、上記補強部の損失正接Trは0.12以下である。
本発明に係る空気入りタイヤでは、サイドウォールの第一端がカーカスとベルトとの間に位置している。このタイヤでは、ベルトの端の部分はサイドウォールに積層される。このサイドウォールは、ベルトの端への歪みの集中を抑える。このサイドウォールは、クッションとして機能する。
このタイヤでは、サイドウォールは本体と補強部とを備えている。補強部はサイドウォールの第一端からカーカスに沿って半径方向略内向きに延在している。さらにこの補強部の複素弾性率E*rは、本体の複素弾性率E*mよりも高い。そしてこの補強部は、ベルトの端から突出している。この補強部は、タイヤのバットレスに適度な剛性を付与する。この補強部は、タイヤの周方向せん断歪みの精密なコントロールに寄与する。このタイヤでは、転がり抵抗の上昇が効果的に抑えられ、良好な操縦安定性が得られる。
しかもこのタイヤでは、ベルトの端への歪みの集中を抑えるために、サイドウォールとは別の部材を設ける必要はない。このサイドウォールは、本体と補強部とが一体をなすように構成されている。このタイヤの構造は、シンプルである。このタイヤが生産性に与える影響は小さい。このタイヤでは、生産性を損なうことなく、転がり抵抗の上昇を抑えつつ、操縦安定性の向上が達成される。
本発明によれば、転がり抵抗の上昇を抑えつつ、操縦安定性の向上が達成された空気入りタイヤが得られる。
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のタイヤの一部が示された拡大断面図である。 図3は、タイヤにおけるせん断歪みの計測位置が示された断面図である。 図4は、せん断歪みの計測結果の一例が示されたグラフである。 図5は、従来の空気入りタイヤの一部が示された拡大断面図である。
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22が示されている。図1において、上下方向がタイヤ22の半径方向であり、左右方向がタイヤ22の軸方向であり、紙面との垂直方向がタイヤ22の周方向である。図1において、一点鎖線CLはタイヤ22の赤道面を表わす。このタイヤ22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。
本発明では、タイヤ22の各部材の寸法及び角度は、特に言及のない限り、タイヤ22が正規リム(図示されず)に組み込まれ、正規内圧となるようにタイヤ22に空気が充填された状態で測定される。測定時には、タイヤ22には荷重がかけられない。乗用車用タイヤ22の場合は、内圧が180kPaの状態で、寸法及び角度が測定される。
本明細書において正規リムとは、タイヤ22が依拠する規格において定められたリムを意味する。JATMA規格における「標準リム」、TRA規格における「Design Rim」、及びETRTO規格における「Measuring Rim」は、正規リムである。
本明細書において正規内圧とは、タイヤ22が依拠する規格において定められた内圧を意味する。JATMA規格における「最高空気圧」、TRA規格における「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に掲載された「最大値」、及びETRTO規格における「INFLATION PRESSURE」は、正規内圧である。
本明細書において正規荷重とは、タイヤ22が依拠する規格において定められた荷重を意味する。JATMA規格における「最高負荷能力」、TRA規格における「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に掲載された「最大値」、及びETRTO規格における「LOAD CAPACITY」は、正規荷重である。
図1において、符号PWはタイヤ22の外面上の特定の位置を表している。このタイヤ22は、この位置PWにおいて最大の軸方向幅を示す。この位置PWは、このタイヤ22が最大幅を示す位置である。なお、このタイヤ22の外面に溝、ディンプル等の凹凸が設けられている場合には、この凹凸がないと仮定して得られる仮想外面、すなわち、プロファイルに基づいて、前述の位置PWは決められる。本発明においては、タイヤ22を正規リムに組み込み、正規内圧となるようにこのタイヤ22に空気を充填し、このタイヤ22に荷重がかけられない状態での、このタイヤ22の外面が、このプロファイルのベースとされる。
このタイヤ22は、トレッド24、一対のサイドウォール26、一対のクリンチ28、一対のビード30、カーカス32、ベルト34、バンド36、インナーライナー38、一対のチェーファー40、一対のストリップエイペックス42及び一対のクリンチエイペックス44を備えている。このタイヤ22は、チューブレスタイプである。このタイヤ22は、乗用車に装着される。
トレッド24は、半径方向外向きに凸な形状を呈している。トレッド24は、路面と接地するトレッド面46を形成する。トレッド24には、溝48が刻まれている。この溝48により、トレッドパターンが形成されている。トレッド24は、ベース層50とキャップ層52とを有している。キャップ層52は、ベース層50の半径方向外側に位置している。キャップ層52は、ベース層50に積層されている。ベース層50は、接着性に優れた架橋ゴムからなる。ベース層50の典型的な基材ゴムは、天然ゴムである。キャップ層52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。
それぞれのサイドウォール26は、トレッド24の端54から半径方向略内向きに延在している。このサイドウォール26の半径方向外側部分は、トレッド24と接合されている。このサイドウォール26の半径方向内側部分は、クリンチ28と接合されている。
このタイヤ22では、半径方向においてサイドウォール26の外側に、トレッド24は位置している。詳細には、サイドウォール26の半径方向外側部分にトレッド24の端54の部分が積層されている。このタイヤ22では、トレッド24とサイドウォール26との境界部分56(以下、バットレス)において、トレッド24がサイドウォール26に載せられた構成が採用されている。このタイヤ22のバットレス56は、トレッド・オン・サイドウォール(TOS)構造を有している。
このタイヤ22では、サイドウォール26の半径方向外側端S1(以下、第一端)の部分はカーカス32とベルト34との間に挟まれている。このサイドウォール26の半径方向内側端S2(以下、第二端)は、このタイヤ22の外面上にある。この第二端S2は、半径方向において位置PWよりも内側に位置している。
それぞれのクリンチ28は、サイドウォール26の半径方向略内側に位置している。クリンチ28は、軸方向において、ビード30及びカーカス32よりも外側に位置している。クリンチ28の半径方向外側端58は、サイドウォール26で覆われている。このクリンチ28の半径方向外側端58は、サイドウォール26の第二端S2よりも半径方向外側に位置している。クリンチ28は、耐摩耗性に優れた架橋ゴムからなる。クリンチ28は、リムのフランジと当接する。
それぞれのビード30は、クリンチ28の軸方向内側に位置している。このビード30は、サイドウォール26よりも半径方向内側に位置している。ビード30は、コア60と、このコア60から半径方向外向きに延びるエイペックス62とを備えている。コア60はリング状であり、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62は、半径方向外向きに先細りである。エイペックス62は、架橋ゴムからなる。図1において、両矢印LAはエイペックス62の長さを表している。このタイヤ22では、このエイペックス62の長さLAは5mm以上20mm以下である。
このタイヤ22では、エイペックス62の複素弾性率E*aは10MPa以上が好ましく、15MPa以上がより好ましい。この複素弾性率E*aは100MPa以下が好ましい。このエイペックス62は、タイヤ22のビード30の部分の剛性に寄与する。
本発明において、前述のエイペックス62も含めて、架橋ゴムからなる部材の複素弾性率及び損失正接(tanδ)は、「JIS K 6394」の規定に準拠して測定される。測定条件は、以下の通りである。
粘弾性スペクトロメーター:岩本製作所の「VESF−3」
初期歪み:10%
動歪み:±1%
周波数:10Hz
変形モード:引張
測定温度:70℃
カーカス32は、プライ64を備えている。プライ64は、両側のビード30の間に架け渡されており、トレッド24、サイドウォール26及びクリンチ28に沿っている。プライ64は、コア60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、このプライ64には、主部66と一対の折り返し部68とが形成されている。主部66は、赤道面からそれぞれのビード30に向かって延在している。それぞれの折り返し部68は、このビード30から半径方向略外向きに延在している。このタイヤ22では、折り返し部68の端70は、半径方向において、位置PWの近くに位置している。このタイヤ22のカーカス32は、ハイターンアップ(HTU)構造を有している。歪みの集中が効果的に抑えられるとの観点から、この折り返し部68の端70は半径方向においてストリップエイペックス42の半径方向外側端72とクリンチ28の半径方向外側端58との間に位置するのが好ましい。
このタイヤ22では、カーカス32は1枚のプライ64からなる。このカーカス32が、2枚以上のプライ64で構成されてもよい。
図示されていないが、プライ64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32はラジアル構造を有する。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34は、トレッド24の半径方向内側に位置している。ベルト34は、カーカス32と積層されている。ベルト34は、カーカス32を補強する。ベルト34は、内側層74及び外側層76からなる。ベルト34が、3以上の層を備えてもよい。図1から明らかなように、軸方向において、内側層74の幅は外側層76の幅よりも若干大きい。ベルト34の軸方向幅は、タイヤ22の最大幅の0.7倍以上が好ましい。このベルト34の軸方向幅は、タイヤ22の最大幅の0.9倍以下が好ましい。より好ましくは、このベルト34の軸方向幅は、タイヤ22の最大幅の0.77倍以上0.83倍以下である。
図示されていないが、内側層74及び外側層76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。それぞれのコードは、赤道面に対して傾斜している。傾斜角度の一般的な絶対値は、10°以上35°以下である。内側層74のコードの赤道面に対する傾斜方向は、外側層76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。この有機繊維としては、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。
バンド36は、ベルト34の半径方向外側に位置している。軸方向において、バンド36の幅はベルト34の幅よりも大きい。図示されていないが、このバンド36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36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34が拘束されるので、ベルト34のリフティングが抑制される。コードは、有機繊維からなる。好ましい有機繊維として、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34及びバンド36は、補強層を構成している。ベルト34のみから、補強層が構成されてもよい。バンド36のみから、補強層が構成されてもよい。
インナーライナー38は、カーカス32の内側に位置している。インナーライナー38は、カーカス32の内面に接合されている。インナーライナー38は、空気遮蔽性に優れた架橋ゴムからなる。インナーライナー38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。インナーライナー38は、タイヤ22の内圧を保持する。
それぞれのチェーファー40は、ビード30の近傍に位置している。タイヤ22がリムに組み込まれると、このチェーファー40がリムと当接する。この当接により、ビード30の近傍が保護される。このチェーファー40は、布とこの布に含浸したゴムとからなる。このチェーファー40が架橋ゴムから構成されてもよい。
それぞれのストリップエイペックス42は、軸方向において、主部66と折り返し部68との間に位置している。このストリップエイペックス42は、ビード30のエイペックス62から半径方向略外向きに延在している。このストリップエイペックス42の半径方向外側端72は、半径方向において位置PWの近くに位置している。ストリップエイペックス42は、架橋ゴムからなる。
このタイヤ22では、ストリップエイペックス42がタイヤ22のビード30の部分の剛性に寄与するとの観点から、このストリップエイペックス42の複素弾性率E*sはエイペックス62の複素弾性率E*aの0.7倍以上1.3倍以下が好ましい。
このタイヤ22では、ストリップエイペックス42はエイペックス62の材質と同じ材質で構成されてもよい。このストリップエイペックス42がこのエイペックス62の材質とは異なる材質で構成されてもよい。
それぞれのクリンチエイペックス44は、軸方向において、カーカス32とクリンチ28との間に位置している。クリンチエイペックス44は、折り返し部68の軸方向外側に位置している。この折り返し部68とクリンチエイペックス44との間に、チェーファー40の一部が挟まれている。このクリンチエイペックス44は、ビード30のエイペックス62の近くから半径方向略外向きに延在している。このクリンチエイペックス44の半径方向外側端78は、半径方向において位置PWよりも内側に位置している。このタイヤ22では、このクリンチエイペックス44の半径方向外側端78は、半径方向において、クリンチ28の半径方向外側端58よりも内側に位置している。このクリンチエイペックス44の半径方向外側端78の位置が、半径方向において、クリンチ28の半径方向外側端58の位置と一致していてもよい。このクリンチエイペックス44は、架橋ゴムからなる。
このタイヤ22では、クリンチエイペックス44がタイヤ22のビード30の部分の剛性に寄与するとの観点から、このクリンチエイペックス44の複素弾性率E*sはエイペックス62の複素弾性率E*aの0.7倍以上1.3倍以下が好ましい。
このタイヤ22では、クリンチエイペックス44はエイペックス62の材質と同じ材質で構成されてもよい。このクリンチエイペックス44がこのエイペックス62の材質とは異なる材質で構成されてもよい。
図2には、図1のタイヤ22のバットレス56の部分が示されている。この図2において、上下方向がタイヤ22の半径方向であり、左右方向がタイヤ22の軸方向であり、紙面との垂直方向がタイヤ22の周方向である。
このタイヤ22では、サイドウォール26は本体80及び補強部82を備えている。より詳細には、このサイドウォール26は本体80及び補強部82で構成されている。
本体80は、サイドウォール26の一部をなす。この本体80は、サイドウォール26の大部分を占める。この本体80は、カーカス32の軸方向外側に位置している。この本体80は、カーカス32の損傷を防止する。この本体80は、耐カット性及び耐候性に優れた架橋ゴムからなる。
前述したように、本体80はサイドウォール26の大部分を占める。この本体80は、タイヤ22の撓みに寄与する。この観点から、この本体80の複素弾性率E*mは7MPa以下が好ましい。タイヤ22に掛かる荷重の支持の観点から、この本体80の複素弾性率E*mは3MPa以上が好ましい。
このタイヤ22では、本体80の損失正接Tmは0.09以下が好ましい。これにより、この本体80による発熱が抑えられ、この本体80が転がり抵抗の低減に効果的に寄与する。損失正接Tmは小さいほど好ましいので、この損失正接Tmの好ましい下限は設定されない。
補強部82は、サイドウォール26の他の一部をなす。この補強部82は、サイドウォール26の小部分を占める。この補強部82は、サイドウォール26の第一端S1からカーカス32に沿って半径方向略内向きに延在している。この補強部82の半径方向内側端84は、半径方向においてストリップエイペックス42の半径方向外側端72よりも外側に位置している。このタイヤ22では、補強部82の半径方向内側端84は本体80で覆われている。
このタイヤ22の補強部82では、その第一端S1からベルト34の端86までの部分は、軸方向内向きに先細りな形状を呈している。このベルト34の端86から半径方向内側端84の近くまでの部分では、この補強部82は概ね一様な厚みを有している。図示されていないが、この内側端84の部分は先細りな形状を呈する傾向にある、
図2において、両矢印LRは補強部82の長さである。この長さLRは、第一端S1から半径方向内側端84までの長さで表される。両矢印L1は、補強部82の内面の法線である。この法線L1は、ベルト34の端86を通る。この法線L1とこの補強部82の内面との交点が、PBで表されている。両矢印LBは、第一端S1から交点PBまでの長さである。本発明においては、この長さLBがサイドウォール26とベルト34との重複長さである。
このタイヤ22では、補強部82の半径方向内側端84は、軸方向において、ベルト34の端86よりも外側に位置している。このタイヤ22では、長さLRは長さLBよりも長い。
このタイヤ22では、補強部82は架橋ゴムからなる。この補強部82は、力の作用する向きが変わってもほぼ一様な剛性を有する。
走行状態にあるタイヤ22では、ベルト34の端86の部分には歪みが集中しやすい。このタイヤ22では、サイドウォール26の第一端S1はカーカス32とベルト34との間に位置している。このタイヤ22では、ベルト34の端86の部分はサイドウォール26に積層されている。このサイドウォール26は、クッションとして機能する。このサイドウォール26は、ベルト34の端86への歪みの集中を抑える。このタイヤ22は、耐久性に優れる。このタイヤ22では、本体80の複素弾性率E*mは補強部82の複素弾性率E*rよりも低い。ベルト34の端86への歪みの集中が効果的に防止されるとの観点から、ベルト34の端86の半径方向内側に本体80が位置しているのが好ましい。これにより、ベルト34の端86が軟質な本体80に積層され、この本体80がクッションとして効果的に機能するからである。
このタイヤ22では、補強部82の複素弾性率E*rは本体80の複素弾性率E*mよりも高い。この補強部82は、ベルト34の端86から軸方向外向きに突出している。この補強部82は、タイヤ22のバットレス56に適度な剛性を付与する。
図3には、このタイヤ22の周方向のせん断歪みの計測結果が、従来のタイヤ2のそれと対比して示されている。従来のタイヤ2では、サイドウォール6は単一の部材で構成されている。このサイドウォール6の材質は、このタイヤ22のサイドウォール26の本体80のそれと同等である。このサイドウォール6には、このタイヤ22のサイドウォール26のように、補強部82は設けられていない。
この図3において、縦軸は周方向のせん断歪みを表している。横軸は、せん断歪みの計測位置を表している。この横軸に示された、1から12の計測位置が、図4に示されている。これらの計測位置は、タイヤ22を正規リムRに組み込み、正規内圧となるようにこのタイヤ22に空気を充填し、このタイヤ22に荷重がかけられない状態で得られるタイヤ22のプロファイルにより特定される。位置1は、このタイヤ22が装着されるリムRのフランジの位置に対応する。位置7は、最大幅位置PWに対応する。位置11は、このタイヤ22の製造のために用いられるモールドの、セグメントとサイドプレートとの境界位置に対応する。
せん断歪みは、歪み測定試験機を用いて計測される。この計測で使用したタイヤ22のサイズは、205/55R16である。この計測のための条件は、次の通りである。
使用リム:16×6.5J
内圧:200kPa
荷重:4.3kN
前後力:1.5kN
車輌に装着されたタイヤ22には、リムRからトレッド24に向かって力が作用する。図3に示されているように、従来タイヤ2では、位置10において最大のせん断歪みが確認されている。これに対してこのタイヤ22では、位置7において略最大のせん断歪みが確認され、このせん断歪みが位置11まで持続している。しかもこのタイヤ22の最大のせん断歪みは、従来タイヤ2のそれよりも小さい。このタイヤ22では、従来のタイヤ2に比べて、リムRとトレッド24との間で、力が歪みに変えられることが抑制されている。このタイヤ22では、周方向せん断歪みが精密にコントロールされている。言い換えれば、このタイヤ22のサイドウォール26の一部をなす補強部82は、タイヤ22の周方向せん断歪みの精密なコントロールに寄与する。
このタイヤ22では、従来のタイヤ2に比して力の伝達ロスが小さい。このため、このタイヤ22では、力がリムRからトレッド24に向かって十分に伝達される。このタイヤ22では、転がり抵抗の上昇が効果的に抑えられ、良好な操縦安定性が得られる。
このタイヤ22では、ベルト34の端86への歪みの集中を抑えるために、サイドウォール26とは別の部材を設ける必要はない。しかもこのサイドウォール26は、本体80と補強部82とが一体をなすように構成されている。このタイヤ22の構造は、シンプルである。このタイヤ22が生産性に与える影響は小さい。このタイヤ22では、生産性を損なうことなく、転がり抵抗の上昇を抑えつつ、操縦安定性の向上が達成される。本発明によれば、転がり抵抗の上昇を抑えつつ、操縦安定性の向上が達成された空気入りタイヤ22が得られる。
前述したように、このタイヤ22では、補強部82の複素弾性率E*rは本体80の複素弾性率E*mよりも高い。補強部82が周方向歪みの精密なコントロールに寄与するとの観点から、本体80の複素弾性率E*mに対するこの補強部82の複素弾性率E*rの比は、1.6以上が好ましい。補強部82と本体80との界面において剛性差に基づく歪みの集中が抑えられるとの観点から、この比は4以下が好ましい。
このタイヤ22では、補強部82の複素弾性率E*rは8MPa以上が好ましい。これにより、補強部82が周方向歪みの精密なコントロールに効果的に寄与する。このタイヤ22では、補強部82の複素弾性率E*rがエイペックス62の複素弾性率E*a以上に設定されると、周方向歪みを精密にコントロールできないだけでなく、補強部82と本体80との界面に剛性差に基づく歪みが集中する恐れがある。周方向歪みが精密にコントロールされ、補強部82の剛性と本体80の剛性との差が適切に維持されるとの観点から、この複素弾性率E*rは14MPa以下が好ましい。
このタイヤ22では、補強部82の損失正接Trは0.12以下が好ましい。これにより、この補強部82による発熱が抑えられ、この補強部82が転がり抵抗の低減に効果的に寄与する。損失正接Trは小さいほど好ましいので、この損失正接Trの好ましい下限は設定されない。
図2において、両矢印LPは交点PBから補強部82の半径方向内側端84までの長さである。本発明においては、この長さLPが補強部82の突出長さである。
このタイヤ22では、長さLPは長さLBの1.3倍以上が好ましい。これにより、補強部82が周方向歪みの精密なコントロールに効果的に寄与する。この観点から、この長さLPは長さLBの1.6倍以上がより好ましい。この周方向歪みの精密なコントロールの維持の観点から、この長さLPは長さLBの2倍以下が好ましい。
このタイヤ22では、長さLPは20mm以上が好ましい。これにより、補強部82が周方向歪みの精密なコントロールに効果的に寄与する。この周方向歪みの精密なコントロールの維持の観点から、この長さLPは30mm以下が好ましい。
図2において、両矢印tsはベルト34の端86におけるサイドウォール26の厚さを表している。両矢印trは、このベルト34の端86における補強部82の厚さを表している。この厚さts及び厚さtrは、法線L1に沿って計測される。
このタイヤ22では、厚さtrは0.5mm以上が好ましい。これにより、補強部82が周方向歪みの精密なコントロールに効果的に寄与する。この周方向歪みの精密なコントロールの維持の観点から、この厚さtrは2.0mm以下が好ましく、1.0mm以下がより好ましい。
このタイヤ22では、厚さtsに対する厚さtrの比は0.3以上0.7以下が好ましい。この比が0.3以上に設定されることにより、補強部82が周方向歪みの精密なコントロールに効果的に寄与する。この観点から、この比は0.33以上がより好ましい。この比が0.7以下に設定されることにより、本体80がクッションとして効果的に機能する。この観点から、この比は0.67以下がより好ましい。
このタイヤ22の製造では、複数のゴム部材がアッセンブリーされて、ローカバー(未加硫タイヤ22)が得られる。このローカバーが、モールドに投入される。ローカバーの外面は、モールドのキャビティ面と当接する。ローカバーの内面は、ブラダー又は中子に当接する。ローカバーは、モールド内で加圧及び加熱される。加圧及び加熱により、ローカバーのゴム組成物が流動する。加熱によりゴムが架橋反応を起こし、タイヤ22が得られる。
このタイヤ22の製造では、本体80のためのゴム組成物及び補強部82のためのゴム組成物を同時に押し出しして、本体80と補強部82とが一体的に形成されたサイドウォール26が準備される。このサイドウォール26を用いて、ローカバーが準備される。このタイヤ22の製造では、サイドウォール26を2つの部材で構成しているにもかかわらず、このサイドウォール26による生産性への影響が抑えられている。このタイヤ22は、生産性に優れる。
前述したように、このタイヤ22では、エイペックス62の長さLAは5mm以上20mm以下である。これに対して従来タイヤ2のエイペックスの長さは通常20mm以上である。このタイヤ22のエイペックス62は、従来のエイペックスよりも概ね小さい。小さなエイペックス62は、主部66に適正な輪郭(ケースラインとも称される。)を付与する。詳細には、このタイヤ22では、その周方向に対して垂直な断面において、ベルト34の端86の近くからコア60の近くに至る主部66の輪郭が、タイヤ22の内面よりも内側に中心を有する、円弧で近似される。言い換えれば、このタイヤ22の断面において、主部66は単一の円弧に近い輪郭を有している。この輪郭は、歪みの集中を抑える。この輪郭は、耐久性に寄与する。
前述したように、このタイヤ22では、主部66は単一の円弧に近い輪郭を有している。この輪郭は、タイヤ22のサイドウォール26の部分において、特異な剛性を有する部分の形成を抑える。このタイヤ22では、サイドウォール26の部分全体が適正に撓む。このタイヤ22では、サイドウォール26の部分が全体として効果的に剛性に寄与する。このような撓みは、タイヤ22の操縦安定性に寄与する。しかもこのタイヤ22では、補強部82により周方向歪みが精密にコントロールされている。このタイヤ22では、転がり抵抗の上昇がより効果的に抑えられ、操縦安定性の一層の向上が図られている。
このタイヤ22では、ストリップエイペックス42の長さは、30mm以上が好ましく、70mm以下が好ましい。これにより、ストリップエイペックス42がビード30の部分の剛性に効果的に寄与する。なお、このストリップエイペックス42の長さは、図1に示された断面における、このストリップエイペックス42の内側端88からその外側端72までの長さで表される。
図1において、両矢印HCはビードベースラインからクリンチエイペックス44の半径方向外側端78までの半径方向長さである。本発明においては、この高さHCはクリンチエイペックス44の半径方向高さとして表される。
このタイヤ22では、高さHCは、30mm以上が好ましく、60mm以下が好ましい。これにより、クリンチエイペックス44がビード30の部分の剛性に効果的に寄与する。
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1−2に示されたタイヤを製作した。このタイヤのサイズは、205/55R16である。サイドウォールを構成する本体及び補強部の仕様は、下記の表2に示される通りである。
[比較例1]
比較例1は、従来のタイヤである。この比較例1のサイドウォールには、補強部は設けられていない。この比較例1のサイドウォールは、実施例1の本体と同じ材質で構成されている。この比較例1のバットレスの部分が、図5に示されている。図3に示された従来タイヤの計測結果は、この比較例1の計測結果である。
[実施例2]
補強部の材質を変えて、補強部の複素弾性率E*r、本体の複素弾性率E*mに対するこの複素弾性率E*rの比(E*r/E*m)及びこの補強部の損失正接Trを下記の表1に示される通りとした他は実施例1と同様にして、実施例2のタイヤを得た。
[実施例3−9]
補強部の突出長さLP、サイドウォールとベルトとの重複長さLBに対するこの長さLPの比(LP/LB)及びベルトの端における補強部の厚さtrを下記の表1及び2の通りとした他は実施例1と同様にして、実施例3−9のタイヤを得た。
[転がり抵抗係数]
転がり抵抗試験機を用い、下記の測定条件で転がり抵抗係数(RRC)を測定した。
使用リム:16×6.5J(アルミニウム合金製)
内圧:210kPa
荷重:4.82kN
速度:80km/h
この結果が、指数として下記の表1−2に示されている。数値が大きいほど転がり抵抗係数は小さく好ましい。
[周方向せん断歪み]
歪み測定試験機を用い、下記の測定条件で周方向のせん断歪みを測定した。
使用リム:16×6.5J
内圧:200kPa
荷重:4.3kN
前後力:1.5kN
測定は、図4に示された12箇所について実施した。図3に示されたように測定結果をまとめ、周方向のせん断歪みが最大となる位置を確認した。この結果が、下記の表1−2に示されている。せん断歪みが最大となる位置が、位置7に近いほど好ましい。
[操縦安定性]
タイヤを16×6.5Jのリムに組み込み、このタイヤに内圧が200kPaとなるように空気を充填した。このタイヤを、排気量が1200ccである乗用車に装着した。ドライバーに、この乗用車(1名乗車)をレーシングサーキットで運転させて、操縦安定性を評価させた。この結果が、指数として下記の表1−2に示されている。数値が大きいほど好ましい。
Figure 2017056791
Figure 2017056791
表1−2に示されるように、実施例のタイヤでは、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。
以上説明されたサイドウォールに関する技術は、種々のタイヤにも適用されうる。
2、22・・・タイヤ
4、24・・・トレッド
6、26・・・サイドウォール
8、32・・・カーカス
10、34・・・ベルト
14・・・サイドウォール6の端
16・・・ベルト10の端
18・・・バットレス
28・・・クリンチ
30・・・ビード
42・・・ストリップエイペックス
44・・・クリンチエイペックス
46・・・トレッド面
48・・・溝
56・・・トレッド24とサイドウォール26との境界部分(バットレス)
60・・・コア
62・・・エイペックス
64・・・プライ
66・・・主部
68・・・折り返し部
80・・・本体
82・・・補強部
84・・・補強部82の半径方向内側端
86・・・ベルト34の端

Claims (6)

  1. トレッド、一対のサイドウォール、一対のビード、カーカス及びベルトを備えており、
    それぞれのサイドウォールが上記トレッドの端から半径方向略内向きに延在しており、
    それぞれのビードが上記サイドウォールよりも半径方向内側に位置しており、
    上記カーカスが上記トレッド及び上記サイドウォールに沿って、一方のビードと他方のビードとの間に架け渡されており、
    上記ベルトが上記トレッドの半径方向内側において上記カーカスと積層されており、
    上記サイドウォールの第一端が上記カーカスと上記ベルトとの間に位置しており、
    上記サイドウォールが本体及び補強部を備えており、
    上記補強部が上記第一端から上記カーカスに沿って半径方向略内向きに延在しており、
    上記補強部の複素弾性率E*rが上記本体の複素弾性率E*mよりも高く、
    上記補強部の長さLRが上記サイドウォールと上記ベルトとの重複長さLBよりも長い、空気入りタイヤ。
  2. 上記本体が、上記ベルトの端の半径方向内側に位置している、請求項1に記載の空気入りタイヤ。
  3. 上記補強部の突出長さLPが上記重複長さLBの1.3倍以上である、請求項1又は2に記載の空気入りタイヤ。
  4. 上記補強部の厚さが0.5mm以上2.0mm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. 上記複素弾性率E*mに対する上記複素弾性率E*rの比が1.6以上である、請求項1から4のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
  6. 上記補強部の損失正接Trが0.12以下である、請求項1から5のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
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