JP2018199454A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】タイヤ横剛性を向上しつつ、タイヤ縦剛性を抑制することで、操縦安定性能とノイズ性能とを両立し得る空気入りタイヤを提供する。【解決手段】車両への装着の向きが指定されたビード部４を有する空気入りタイヤ１である。ビード部４は、車両装着時に、車両内側Ｓｉに位置する内側ビード部４Ａと、車両外側Ｓｏに位置する外側ビード部４Ｂとを有している。内側ビード部４Ａの横剛性は、外側ビード部４Ｂの横剛性の９０％〜９９％である。【選択図】図１

Description

本発明は、操縦安定性能を確保しつつ、ロードノイズを低減し得る空気入りタイヤに関する。

近年、操縦安定性能を向上させるために、タイヤ剛性を高めた空気入りタイヤが強く望まれている。このため、ビードエーペックスゴムを大型化して、タイヤ横剛性を高めた空気入りタイヤが広く用いられている。しかしながら、ビードエーペックスゴムを大型化すると、タイヤ縦剛性も高くなり、ロードノイズが増加するという問題があった。

そこで、下記特許文献１では、ロードノイズを低減するために、ビードエーペックスゴムを断面小三角形状のエーペックス本体部と、そこからのびる薄板状の翼部とで形成することを提案している。このようなビードエーペックスゴムは、タイヤ縦剛性が高くなり過ぎず、ロードノイズを低減することができる。

特開２００４−３０６７４２号公報

しかしながら、上記特許文献１では、タイヤ横剛性も低くなり、その結果、操縦安定性能が低下するおそれがあった。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、タイヤ横剛性を向上しつつ、タイヤ縦剛性を抑制することで、操縦安定性能とノイズ性能とを両立し得る空気入りタイヤを提供することを主たる目的としている。

本発明は、車両への装着の向きが指定されたビード部を有する空気入りタイヤであって、前記ビード部は、車両装着時に、車両内側に位置する内側ビード部と、車両外側に位置する外側ビード部とを有し、前記内側ビード部の横剛性は、前記外側ビード部の横剛性の９０％〜９９％であることを特徴としている。

本発明に係る空気入りタイヤにおいて、前記内側ビード部は、内側ビードコアと、前記内側ビードコアからタイヤ半径方向外側にのびる断面三角形状の内側エーペックスゴムとを含み、前記外側ビード部は、外側ビードコアと、前記外側ビードコアからタイヤ半径方向外側にのびる断面三角形状の外側エーペックスゴムとを含み、前記内側エーペックスゴムのタイヤ半径方向の高さＨ１は、前記外側エーペックスゴムのタイヤ半径方向の高さＨ２よりも小さいのが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤにおいて、前記内側エーペックスゴムの高さＨ１は、前記外側エーペックスゴムの高さＨ２の２５％〜５０％であるのが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤにおいて、前記内側ビード部は、タイヤ半径方向の内端が前記内側エーペックスゴムに接続されてタイヤ半径方向外側にのびる補強ゴムを含むのが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤにおいて、前記内側エーペックスゴムのタイヤ半径方向の内端から前記補強ゴムのタイヤ半径方向の外端までの半径方向高さＨ３は、前記外側エーペックスゴムの高さＨ２の１００％〜２００％であるのが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤにおいて、前記補強ゴムの厚さｔは、０．８〜１．２mmであるのが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤにおいて、前記外側エーペックスゴムの高さＨ２は、２５〜４０mmであるのが望ましい。

本発明に係る空気入りタイヤにおいて、前記内側ビードコアと前記外側ビードコアとは、共通のビードコアが用いられるのが望ましい。

本発明の内側ビード部の横剛性は、外側ビード部の横剛性の９０％〜９９％である。このようなビード部を有する空気入りタイヤは、タイヤ縦剛性を全体的に低減しつつ、操縦安定性能に大きく影響する外側ビード部のタイヤ横剛性を確保することができる。このため、本発明の空気入りタイヤは、操縦安定性能を確保しつつ、ロードノイズを低減することができる。

本発明の空気入りタイヤの一実施形態を示す断面図である。 図１の内側ビード部を拡大して示す断面図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１は、本実施形態の５％内圧状態の空気入りタイヤ１を示すタイヤ子午線断面図である。ここで、「５％内圧状態」とは、空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」ということがある。）１を正規リム（図示省略）にリム組みし、かつ、正規内圧の５％の内圧に調整された無負荷の状態である。

ここで、「正規リム」とは、タイヤ１が基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば "標準リム" 、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、ＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim" である。

また、「正規内圧」とは、タイヤ１が基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば "最高空気圧" 、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" である。なお、正規内圧は、タイヤ１が乗用車用である場合、１８０ｋＰａとする。

この５％内圧状態のタイヤ１は、当該タイヤ１が加硫金型で加硫されているときの形状と略一致している。本明細書において、特に断りがない場合、タイヤ１の各部の寸法は、５％内圧状態で特定される値とする。

図１に示されるように、本実施形態のタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、このカーカス６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２に配されたベルト層７とを備えている。

カーカス６は、少なくとも１枚のカーカスプライ６Ａによって構成されている。カーカスプライ６Ａは、タイヤ周方向に対して、例えば７５〜９０度の角度でカーカスコード（図示省略）が配列されている。カーカスコードとしては、例えば、芳香族ポリアミド又はレーヨン等の有機繊維コードが採用され得る。

本実施形態のカーカスプライ６Ａは、トレッド部２からサイドウォール部３を経てビード部４のビードコア５に至る本体部６ａと、この本体部６ａに連なりかつビードコア５の廻りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部６ｂとを含んでいる。カーカスプライ６Ａの本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、ビードコア５からタイヤ半径方向外側にのびる断面三角形状のビードエーペックスゴム８が配されている。

ベルト層７は、少なくとも１枚、本実施形態では２枚のベルトプライ７Ａ，７Ｂを含んでいる。ベルトプライ７Ａ，７Ｂは、例えば、カーカス６側に配される内側ベルトプライ７Ａと、内側ベルトプライ７Ａのタイヤ半径方向外側に配される外側ベルトプライ７Ｂとから形成されている。本実施形態の内側ベルトプライ７Ａのタイヤ軸方向の幅は、外側ベルトプライ７Ｂのタイヤ軸方向の幅よりも大きい。

各ベルトプライ７Ａ，７Ｂは、ベルトコード（図示省略）が、タイヤ周方向に対して、好ましくは、１０〜４０度の角度で傾けて配列されている。本実施形態の内側ベルトプライ７Ａ及び外側ベルトプライ７Ｂは、ベルトコードが互いに交差する向きに重ね合わされている。ベルトコードとしては、例えば、スチール、芳香族ポリアミド又はレーヨン等が好適に採用され得る。

本実施形態のタイヤ１は、車両への装着の向きが指定されたビード部４を有している。このため、本実施形態のビード部４は、車両装着時に、車両内側Ｓｉに位置する内側ビード部４Ａと、車両外側Ｓｏに位置する外側ビード部４Ｂとを有している。本実施形態の内側ビード部４Ａの横剛性は、外側ビード部４Ｂの横剛性よりも小さい。内側ビード部４Ａの横剛性は、外側ビード部４Ｂの横剛性の、好ましくは９０％〜９９％、より好ましくは９４％〜９７％である。

このようなビード部４を有するタイヤ１は、タイヤ縦剛性を全体的に低減しつつ、操縦安定性能に大きく影響する外側ビード部４Ｂのタイヤ横剛性を確保することができる。このため、本実施形態のタイヤ１は、操縦安定性能を確保しつつ、ロードノイズを低減することができる。

ここで、「タイヤ縦剛性」とは、正規状態のタイヤ１に、正規荷重を負荷した状態で、さらに縦荷重を負荷して測定された縦バネ定数に基づいて評価される剛性である。また、「タイヤ横剛性」とは、正規状態のタイヤ１に、正規荷重を負荷した状態で、さらに横荷重を負荷して測定された横バネ定数に基づいて評価される剛性である。なお、横荷重を負荷する方向によって、車両内側Ｓｉに位置する内側ビード部４Ａのタイヤ横剛性と、車両外側Ｓｏに位置する外側ビード部４Ｂのタイヤ横剛性とが評価される。

「正規状態」とは、タイヤ１を正規リム（図示省略）にリム組みし、かつ、正規内圧に調整された無負荷の状態である。また、「正規荷重」とは、タイヤ１が基づいている規格を含む規格体系において、各規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば "最大負荷能力" 、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES"に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "LOAD CAPACITY" である。なお、タイヤが乗用車用の場合、上記荷重の８８％に相当する荷重とする。

本実施形態のビードコア５は、内側ビード部４Ａに配される内側ビードコア５Ａと、外側ビード部４Ｂに配される外側ビードコア５Ｂとを含んでいる。内側ビードコア５Ａと外側ビードコア５Ｂとは、共通のビードコア５が用いられるのが望ましい。このため、内側ビードコア５Ａと外側ビードコア５Ｂとは、その断面形状、撚り本数及び外径等が、略同一である。

また、本実施形態のビードエーペックスゴム８は、内側ビード部４Ａに配される内側エーペックスゴム８Ａと、外側ビード部４Ｂに配される外側エーペックスゴム８Ｂとを含んでいる。内側エーペックスゴム８Ａと外側エーペックスゴム８Ｂとは、その断面形状が異なるのが望ましい。

上述の構成により、本実施形態の内側ビード部４Ａは、内側ビードコア５Ａと、内側ビードコア５Ａからタイヤ半径方向外側にのびる断面三角形状の内側エーペックスゴム８Ａとを少なくとも含んでいる。同様に、本実施形態の外側ビード部４Ｂは、外側ビードコア５Ｂと、外側ビードコア５Ｂからタイヤ半径方向外側にのびる断面三角形状の外側エーペックスゴム８Ｂとを少なくとも含んでいる。このようなビード部４は、内側ビード部４Ａと外側ビード部４Ｂとでその剛性に差を設けることができる。

内側エーペックスゴム８Ａのタイヤ半径方向の高さＨ１は、外側エーペックスゴム８Ｂのタイヤ半径方向の高さＨ２よりも小さいのが望ましい。このようなビードエーペックスゴム８を有するタイヤ１は、タイヤ縦剛性を全体的に低減しつつ、操縦安定性能に大きく影響する外側ビード部４Ｂのタイヤ横剛性を確保することができる。このため、本実施形態のタイヤ１は、操縦安定性能を確保しつつ、ロードノイズを低減することができる。

内側エーペックスゴム８Ａの高さＨ１は、好ましくは、１０〜１５mmである。また、外側エーペックスゴム８Ｂの高さＨ２は、好ましくは、２５〜４０mmである。このようなビードエーペックスゴム８は、タイヤ１のタイヤ縦剛性を全体的に低減しつつ、操縦安定性能に大きく影響する外側ビード部４Ｂのタイヤ横剛性を確保することができる。

内側エーペックスゴム８Ａの高さＨ１は、好ましくは、外側エーペックスゴム８Ｂの高さＨ２の２５％〜５０％である。高さＨ１が高さＨ２の２５％よりも小さいと、内側ビード部４Ａと外側ビード部４Ｂとの剛性差が大きくなり、タイヤ１が接地したときの接地長が車両内側Ｓｉと車両外側Ｓｏとで大きく異なるおそれがある。このようなタイヤ１は、局所的に接地圧が大きくなることから、操縦安定性能及び耐偏摩耗性能が低下するおそれがある。一方、高さＨ１が高さＨ２の５０％よりも大きいと、タイヤ縦剛性の低減効果が小さく、ノイズ性能が向上しないおそれがある。

内側ビード部４Ａは、タイヤ半径方向の内端が内側エーペックスゴム８Ａに接続されてタイヤ半径方向外側にのびる補強ゴム９を含んでいるのが望ましい。このような補強ゴム９は、タイヤ縦剛性を高くすることなく、内側ビード部４Ａと外側ビード部４Ｂとの質量差を低減することができ、タイヤ１のラテラルフォースバリエーション（以下、「ＬＦＶ」という。）を改善し得る。ここで、「ＬＦＶ」とは、タイヤ１を路面上で転動させたときに路面と接地面との間に発生する横方向に変動する力である。

図２は、内側ビード部４Ａの拡大断面図である。図２に示されるように、本実施形態の内側エーペックスゴム８Ａは、ビードコア５から小高さで突出する断面三角形状をなしている。補強ゴム９の半径方向内端は、例えば、内側エーペックスゴム８Ａのタイヤ軸方向内側面に接続されている。補強ゴム９の半径方向外端は、タイヤ最大幅位置よりも半径方向内側で終端するのが望ましい。

本実施形態の補強ゴム９は、内側エーペックスゴム８Ａのタイヤ半径方向上端部と重なる重なり部１０を有する。重なり部１０の半径方向長さＬは、内側エーペックスゴム８Ａの高さＨ１の２５％〜７５％である。このような重なり部１０は、タイヤ形成時における内側エーペックスゴム８Ａと補強ゴム９との剥離を防止でき、確実な接合を保証し得る。

内側エーペックスゴム８Ａのタイヤ半径方向の内端から補強ゴム９のタイヤ半径方向の外端までの半径方向高さＨ３は、好ましくは、２５〜６０mmである。また、補強ゴム９の厚さｔは、好ましくは、０．８〜１．２mmである。このような補強ゴム９は、タイヤ縦剛性を増加させることなく、ＬＦＶを改善することができる。

図１に示されるように、内側エーペックスゴム８Ａのタイヤ半径方向の内端から補強ゴム９のタイヤ半径方向の外端までの半径方向高さＨ３は、外側エーペックスゴム８Ｂの高さＨ２の、好ましくは、１００％〜２００％、より好ましくは、１００％〜１５０％である。このようなビード部４は、タイヤ１の車両内側Ｓｉと車両外側Ｓｏとにおける剛性差を低減しつつ、タイヤ縦剛性を低くすることができ、操縦安定性能と耐偏摩耗性能とを確保しつつ、ロードノイズを低減することができる。

内側エーペックスゴム８Ａと補強ゴム９とは、例えば、そのゴム組成が異なるものである。本実施形態の内側エーペックスゴム８Ａのゴム硬度ＨｓＡは、補強ゴム９のゴム硬度ＨｓＢよりも小である。一方、内側エーペックスゴム８Ａと外側エーペックスゴム８Ｂとは、ゴム組成が同じゴムで形成され、同一のゴム硬度ＨｓＡを有するのが望ましい。ゴム硬度ＨｓＡ，ＨｓＢ（デュロメータＡ硬さ）は、それぞれ、８０〜９５°であるのが好ましい。なお、内側エーペックスゴム８Ａと補強ゴム９とは、ゴム組成が同じゴムで形成されてもよい。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は、図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施し得る。

図１のタイヤ構造を有する空気入りタイヤが、表１の仕様に基づいて試作された。これら試作タイヤのタイヤ縦剛性及びタイヤ横剛性が測定されるとともに、操縦安定性能及びノイズ性能が評価された。各試作タイヤの共通仕様や評価方法は、以下の通りである。

タイヤサイズ：２０５／６０Ｒ１６
リムサイズ：１６×６．５Ｊ
内圧：２５０ｋＰａ
荷重：４．３４ｋＮ

＜タイヤ縦剛性＞
静的試験機を用い、上記条件から、さらに縦荷重を負荷したときの縦荷重／縦たわみ量の比を、縦バネ定数として測定し、比較例１を１００とする指数で示される。

＜タイヤ横剛性＞
静的試験機を用い、上記条件から、さらに横荷重を負荷したときの横荷重／横たわみ量の比を、横バネ定数として測定した。車両に装着したときに車両外側に位置する方向から横荷重を負荷した外側ビード部のタイヤ横剛性と、車両内側に位置する方向から横荷重を負荷した内側ビード部のタイヤ横剛性とが測定され、比較例１を１００とする指数で示される。

＜操縦安定性能＞
フラットベルト試験機を用い、各試作タイヤの平均のコーナリングパワーが測定された。結果は、比較例１を１００とする指数で示され、数値が大きい程コーナリングパワーが大きく、操縦安定性能に優れていることを示す。

＜ノイズ性能＞
台上ロードノイズ試験機を用い、各試作タイヤのロードノイズが測定された。結果は、測定値の逆数が比較例１を１００とする指数で示され、数値が大きい程ロードノイズが小さく、ノイズ性能に優れていることを示す。

テストの結果が表１に示される。

テストの結果、実施例のタイヤは、比較例に対して、操縦安定性能を確保しつつ、ノイズ性能が向上していることが確認できた。

１ 空気入りタイヤ
２ トレッド部
４ ビード部
４Ａ 内側ビード部
４Ｂ 外側ビード部

Claims (8)

1. 車両への装着の向きが指定されたビード部を有する空気入りタイヤであって、
   前記ビード部は、車両装着時に、車両内側に位置する内側ビード部と、車両外側に位置する外側ビード部とを有し、
   前記内側ビード部の横剛性は、前記外側ビード部の横剛性の９０％〜９９％である空気入りタイヤ。
2. 前記内側ビード部は、内側ビードコアと、前記内側ビードコアからタイヤ半径方向外側にのびる断面三角形状の内側エーペックスゴムとを含み、
   前記外側ビード部は、外側ビードコアと、前記外側ビードコアからタイヤ半径方向外側にのびる断面三角形状の外側エーペックスゴムとを含み、
   前記内側エーペックスゴムのタイヤ半径方向の高さＨ１は、前記外側エーペックスゴムのタイヤ半径方向の高さＨ２よりも小さい請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記内側エーペックスゴムの高さＨ１は、前記外側エーペックスゴムの高さＨ２の２５％〜５０％である請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記内側ビード部は、タイヤ半径方向の内端が前記内側エーペックスゴムに接続されてタイヤ半径方向外側にのびる補強ゴムを含む請求項２又は３に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記内側エーペックスゴムのタイヤ半径方向の内端から前記補強ゴムのタイヤ半径方向の外端までの半径方向高さＨ３は、前記外側エーペックスゴムの高さＨ２の１００％〜２００％である請求項４に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記補強ゴムの厚さｔは、０．８〜１．２mmである請求項４又は５に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記外側エーペックスゴムの高さＨ２は、２５〜４０mmである請求項２〜６のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
8. 前記内側ビードコアと前記外側ビードコアとは、共通のビードコアが用いられる請求項２〜７のいずれかに記載の空気入りタイヤ。

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