JP2023069500A - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【課題】従来よりもサイド剛性の向上が可能な空気入りタイヤを提供する。【解決手段】ビードコア11及びビードコア11からタイヤ径方向外側に延びるビードフィラー12を有する一対のビード10と、一対のビード10のそれぞれからタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール20と、一対のサイドウォール20の間に配置されたトレッド30と、一対のビード10の間に架け渡されたカーカスプライ40と、ビードフィラー12のタイヤ幅方向内側に配置された内側サイド補強層60と、ビードフィラー12のタイヤ幅方向外側に配置された外側サイド補強層70と、を備え、内側サイド補強層60は、ビードフィラー12のタイヤ径方向外端12dよりもタイヤ径方向内側に配置され、外側サイド補強層70は、ビードフィラー12のタイヤ径方向外端12dからタイヤ径方向外側に延在する外側延在部72を有する。【選択図】図1
Description
本発明は、空気入りタイヤに関する。
一般に空気入りタイヤは、タイヤ幅方向の両端内周部に配置される一対のビードの間にカーカスプライを架け渡した骨格構造を、トレッドゴムやサイドウォールゴム等で被覆した構造を有する。従来、ビードを構成するビードフィラーのタイヤ幅方向両側に、カーカスプライによるセパレーションを抑制する補強層をそれぞれ配置した空気入りタイヤが知られている(例えば、特許文献1等参照)。
上記特許文献1においてビードフィラーのタイヤ幅方向両側に配置された補強層は、いずれもビードフィラーのタイヤ径方向長さよりも短い。このため、タイヤが横力を受けた際に、その横力に抵抗するいわゆるサイド剛性が不十分になることが推測され、改善の余地がある。
そこで本発明は、従来よりもサイド剛性の向上が可能な空気入りタイヤを提供することを目的としている。
本発明の空気入りタイヤは、ビードコア及び当該ビードコアからタイヤ径方向外側に延びるビードフィラーを有する一対のビードと、前記一対のビードのそれぞれからタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォールと、前記一対のサイドウォールの間に配置されたトレッドと、前記一対のビードの間に架け渡されたカーカスプライと、前記ビードフィラーのタイヤ幅方向内側に配置された内側サイド補強層と、前記ビードフィラーのタイヤ幅方向外側に配置された外側サイド補強層と、を備え、前記内側サイド補強層は、前記ビードフィラーのタイヤ径方向外端よりもタイヤ径方向内側に配置され、前記外側サイド補強層は、前記ビードフィラーのタイヤ径方向外端からタイヤ径方向外側に延在する外側延在部を有する。
本発明によれば、従来よりもサイド剛性の向上が可能な空気入りタイヤを提供することができる。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係る空気入りタイヤであるタイヤ1のタイヤ幅方向の半断面を示している。図2は、図1の一部を拡大した図であって、後述するビード10からサイドウォール20にわたる部分を示す断面図である。
本実施形態に係るタイヤ1は、例えば、乗用車用の空気入りタイヤである。なお、本実施形態に係るタイヤ1は、乗用車の他に、ライトトラック、トラック、バス等の各種車両用として採用することができる。
タイヤ1の基本的な構造は、タイヤ幅方向の断面において左右対称となっている。図1は、タイヤ1の右半分の半断面を示しており、不図示の左半分も同じ構造である。図1中、符号S1は、タイヤ赤道面である。タイヤ赤道面S1は、タイヤ回転軸(タイヤ子午線)に直交する面で、かつ、タイヤ幅方向中心に位置する面である。
なお、図1の断面図は、タイヤ1を規定リムに装着して規定内圧を充填した無負荷状態を示している。なお、規定リムとは、タイヤサイズに対応してJATMAに定められた標準となるリムを指す。また、規定内圧とは、例えばタイヤ1が乗用車用である場合には180kPaである。
ここで、タイヤ幅方向とは、タイヤ回転軸に平行な方向であり、図1における紙面左右方向である。図1においては、タイヤ幅方向Xとして図示している。タイヤ幅方向内側とは、タイヤ赤道面S1に近づく方向であり、図1においては紙面左側である。タイヤ幅方向外側とは、タイヤ赤道面S1から離れる方向であり、図1においては紙面右側である。
また、タイヤ径方向とは、タイヤ回転軸に垂直な方向であり、図1における紙面上下方向である。図1においては、タイヤ径方向Yとして図示している。タイヤ径方向外側とは、タイヤ回転軸から離れる方向であり、図1においては紙面上側である。タイヤ径方向内側とは、タイヤ回転軸に近づく方向であり、図1においては紙面下側である。なお、図2についても同様である。
図1に示すように、タイヤ1は、タイヤ幅方向両側に設けられた一対のビード10と、一対のビード10のそれぞれからタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール20と、一対のサイドウォール20の間に配置されたトレッド30と、一対のビード10の間に架け渡されて配置されたカーカスプライ40と、カーカスプライ40のタイヤ内腔側に配置されたインナーライナー50と、サイドウォール20に設けられた内側サイド補強層60及び外側サイド補強層70と、を備えている。
ビード10は、ビードコア11と、ビードコア11からタイヤ径方向外側に延びるビードフィラー12と、チェーハー13と、リムプロテクタ15と、を有している。
ビードコア11は、ゴムが被覆された金属製のビードワイヤがタイヤ周方向に複数回巻かれた環状の部材である。ビードコア11は、空気が充填されたタイヤ1を、リムに固定する役目を果たす部材である。ビードフィラー12は、タイヤ径方向内側から外側に延びるにつれて先細り形状となっている。
図2に示すように、ビードフィラー12は、タイヤ周方向内側の内面12bと、タイヤ周方向外側の外面12cと、先細り形状先端であるタイヤ径方向外端12dと、タイヤ径方向内端12eと、を有する。ビードフィラー12の内面12b及び外面12cは、いずれもタイヤ径方向外側に向かうにつれてタイヤ幅方向の外側に広がるようになだらかに湾曲し、タイヤ径方向外端12dに収束している。ビードフィラー12のタイヤ径方向内端12eは、ビードコア11のタイヤ径方向外端11Aに密着している。
ビードフィラー12のタイヤ径方向内端12eのタイヤ幅方向寸法は、ビードコア11のタイヤ径方向外端11Aのタイヤ幅方向寸法よりも小さい。ビードコア11のタイヤ径方向外端11Aのタイヤ幅方向内側には、ビードフィラー12のタイヤ径方向内端12eで覆われずにタイヤ径方向外側に面する段部11bが形成されている。ビードコア11のタイヤ径方向外端11Aのタイヤ幅方向外側には、ビードフィラー12のタイヤ径方向内端12eで覆われずにタイヤ径方向外側に面する段部11cが形成されている。
ビードフィラー12は、ビード10の周辺部分の剛性を高め、高い操縦性および安定性を確保するために設けられる。ビードフィラー12は、例えば、周囲のゴム部材よりも硬度の高いゴムにより構成される。
チェーハー13は、ビードコア11周りに設けられたカーカスプライ40のタイヤ径方向内側に設けられている。リムプロテクタ15は、リムストリップゴム14を含んでいる。リムストリップゴム14は、チェーハー13およびカーカスプライ40のタイヤ幅方向外側に配置されている。リムストリップゴム14の外表面には、タイヤ周方向に沿った頂部14aが形成されている。リムストリップゴム14は、タイヤ1が装着されるリムの内側部分と接触する。リムプロテクタ15は、タイヤ周方向に環状に連続している。リムプロテクタ15は、外傷からリムを保護する機能を有する。
サイドウォール20は、カーカスプライ40のタイヤ幅方向外側に配置されたサイドウォールゴム21を含んでいる。サイドウォールゴム21は、タイヤ1の外壁面を構成する。サイドウォールゴム21は、タイヤ1がクッション作用をする際に最もたわむ部分であり、通常、耐疲労性を有する柔軟なゴムが採用される。
トレッド30は、無端状のベルト31及びキャッププライ32と、トレッドゴム33と、を備えている。
ベルト31は、カーカスプライ40のタイヤ径方向外側に配置されている。キャッププライ32は、ベルト31のタイヤ径方向外側に配置されている。ベルト31は、トレッド30を補強する部材である。実施形態のベルト31は、内側ベルト311と、外側ベルト312と、を備えた2層構造である。内側ベルト311及び外側ベルト312は、いずれも複数のスチールコード等のコードがゴムで覆われた構造を有している。
本実施形態の2層構造のベルト31は、内側ベルト311が外側ベルト312よりも幅広である。したがって、外側ベルト312のタイヤ幅方向外端312Aよりも、内側ベルト311のタイヤ幅方向外端311Aがタイヤ幅方向外側に位置している。ベルト31を設けることにより、タイヤ1の剛性が確保され、路面に対するトレッド30の接地性が向上する。なお、ベルト31は2層構造に限らず、1層、あるいは3層以上の構造を有していてもよい。
キャッププライ32は、ベルト31とともにトレッド30を補強する部材である。キャッププライ32は、例えば、ポリアミド繊維等の絶縁性を有する複数の有機繊維コードがゴムで覆われた構造を有している。キャッププライ32のタイヤ幅方向外側端32Aは、内側ベルト311のタイヤ幅方向外端311Aよりもタイヤ幅方向外側に位置している。キャッププライ32のタイヤ幅方向外側の端部32bは、内側ベルト311のタイヤ幅方向外側の端部311bを覆って密着している。これにより、外側ベルト312は、キャッププライ32と内側ベルト311とに挟まれた状態となっている。キャッププライ32を設けることにより、耐久性の向上、走行時のロードノイズの低減を図ることができる。
トレッドゴム33は、キャッププライ32のタイヤ径方向外側に配置されている。トレッドゴム33は、走行時に路面と接地する踏面331を構成する部材である。トレッドゴム33の踏面331には、例えば複数の溝で構成されるトレッドパターン34が設けられている。トレッドゴム33のタイヤ幅方向外側には、高モジュラスゴム36が配置されている。高モジュラスゴム36は、トレッドゴム33とサイドウォールゴム21との間に挟まれ、トレッドゴム33とサイドウォールゴム21とに密着されている。高モジュラスゴム36は、比較的厚さの薄い帯状のゴム部材であって、トレッドゴム33及びサイドウォールゴム21よりもモジュラス(ゴムの弾性率)が高いゴムで構成されている。
カーカスプライ40は、タイヤ1の骨格となるプライを構成している。カーカスプライ40は、一対のビード10の間を、一対のサイドウォール20及びトレッド30のタイヤ内腔側を通過する態様で、タイヤ1内に埋設されている。
カーカスプライ40は、タイヤ1の骨格となる複数の図示せぬカーカスコードを含んでいる。複数のカーカスコードは、例えばタイヤ幅方向に沿った面内に沿って延びており、タイヤ周方向に並んで配列されている。このカーカスコードは、ポリエステルやポリアミド等の絶縁性の有機繊維コード等により構成されている。複数のカーカスコードがゴムにより被覆されて、カーカスプライ40が構成されている。
カーカスプライ40は、プライ本体部401と、プライ折り返し部402と、屈曲部403と、を有する。プライ本体部401は、一方のビードコア11のタイヤ幅方向内側から、トレッド30を経て、他方のビードコア11のタイヤ幅方向内側まで延在する部分である。プライ折り返し部402は、プライ本体部401のタイヤ径方向内端からビードコア11周りに折り返されることにより、ビードフィラー12のタイヤ幅方向外側においてタイヤ径方向外側に延びている部分である。屈曲部403は、プライ本体部401からビードコア11周りにU字状に屈曲し、プライ折り返し部402につながる部分である。プライ本体部401とプライ折り返し部402とは、屈曲部403を介して連続している。
プライ本体部401は、タイヤ径方向内側においてビードコア11およびビードフィラー12のタイヤ幅方向内側に配置されている。プライ折り返し部402は、ビードコア11およびビードフィラー12のタイヤ幅方向外側に配置されている。屈曲部403は、カーカスプライ40においてタイヤ径方向の最も内側の部分を含んでいる。
本実施形態のカーカスプライ40は、第1カーカスプライ410および第2カーカスプライ420が重ねられた2層構造を有している。プライ本体部401においては、第1カーカスプライ410が第2カーカスプライ420のタイヤ内腔側に配置される。
プライ折り返し部402の第2カーカスプライ420は、タイヤ径方向内側からサイドウォール20の途中まで延びている。プライ折り返し部402の第2カーカスプライ420のタイヤ径方向外側の端部421は、サイドウォール20に配置されているプライ本体部401の第2カーカスプライ420に重ね合わされている。プライ折り返し部402の第2カーカスプライ420のタイヤ径方向外端421Aは、高モジュラスゴム36のタイヤ径方向内端36Aよりもタイヤ径方向外側に位置している。
プライ折り返し部402の第1カーカスプライ410は、タイヤ径方向内側から第2カーカスプライ420のタイヤ径方向外端421Aを越えてタイヤ径方向外側に延び、さらにサイドウォール20を経てトレッド30のタイヤ幅方向外側の端部まで延びている。プライ折り返し部402の第1カーカスプライ410のタイヤ径方向外側の端部411は、プライ本体部401の第2カーカスプライ420におけるサイドウォール20からトレッド30にわたる部分に重ね合わされている。プライ折り返し部402の第1カーカスプライ410のタイヤ径方向外端411Aは、外側ベルト312のタイヤ幅方向外端312Aよりもタイヤ幅方向内側に位置している。
本実施形態のカーカスプライ40は2層構造であるが、カーカスプライ40は、1層であってもよいし、3層以上であってもよい。カーカスプライ40が2層、あるいはそれ以上の層構造のプライにより構成されると、タイヤ1がリム装着部付近で局所的に変形することが十分に抑制されるので好ましい。
上述したビード10のチェーハー13は、屈曲部403を含むカーカスプライ40のタイヤ径方向内側の端部を取り囲むように設けられている。また、リムストリップゴム14は、カーカスプライ40のプライ折り返し部402及びチェーハー13の、タイヤ幅方向外側に配置されている。リムストリップゴム14のタイヤ径方向外側の端部は、サイドウォールゴム21で覆われている。
インナーライナー50は、一対のビード10の間のタイヤ内面を覆っている。したがってインナーライナー50は、タイヤ1の内壁面を構成する。インナーライナー50は、トレッド30及びトレッド30からサイドウォール20にわたる領域では、プライ本体部401の内面を覆っている。また、インナーライナー50は、サイドウォール20からビード10にわたる領域では、プライ本体部401及びチェーハー13の内面を覆っている。インナーライナー50は、耐空気透過性ゴムにより構成されており、タイヤ内腔内の空気が外部に漏れるのを防ぐ。
ここで、ビードフィラー12に採用するゴムとしては、少なくともサイドウォールゴム21およびインナーライナー50よりも硬度が高いゴムが用いられる。ゴムの硬度は、JIS K6253に準拠して、23℃雰囲気において、タイプAデュロメータで測定される値(デュロメータ硬さ)である。
例えば、サイドウォールゴム21の硬度を基準としたとき、ビードフィラー12の硬度は、サイドウォールゴム21の硬度の1.2倍~2.3倍程度の硬度のゴムを用いることが好ましい。リムストリップゴム14の硬度は、サイドウォールゴム21の硬度の1倍~1.6倍程度の硬度のゴムを用いることがより好ましい。このような硬度とすることで、タイヤとしての柔軟性とビード10付近の剛性のバランスを確保することができる。
図2に示すように、内側サイド補強層60は、ビードフィラー12のタイヤ幅方向内側に配置されている。内側サイド補強層60は、タイヤ周方向に沿った環状の補強層である。内側サイド補強層60のタイヤ幅方向の断面形状は、タイヤ径方向の内側から外側に延びている。
内側サイド補強層60は、そのタイヤ径方向内端60aがビードフィラー12の内側の段部11bに係合した状態で、ビードフィラー12の内面12bに密着している。したがって、内側サイド補強層60のタイヤ径方向内端60aは、ビードコア11のタイヤ径方向外端11Aよりもタイヤ径方向外側に位置している。内側サイド補強層60のタイヤ径方向長さL1は、ビードフィラー12のタイヤ径方向長さLよりも短い。したがって、内側サイド補強層60のタイヤ径方向外端60bは、ビードフィラー12のタイヤ径方向外端12dよりもタイヤ径方向内側に位置している。すなわち内側サイド補強層60は、ビードフィラー12のタイヤ径方向外端60bよりもタイヤ径方向内側に配置されている。
また、内側サイド補強層60は、カーカスプライ40の、プライ本体部401の第2カーカスプライ420に密着している。すなわち内側サイド補強層60は、ビードフィラー12とプライ本体部401との間に挟まれており、かつ、これらビードフィラー12及びプライ本体部401の第2カーカスプライ420の双方に密着している。これにより、内側サイド補強層60のタイヤ径方向内端60a及びタイヤ径方向外端60bがカーカスプライ40で保護されるため、内側サイド補強層60によりインナーライナー50が損傷を受けることが回避される。
ここで、ビードフィラー12のタイヤ径方向外端12dと内側サイド補強層60のタイヤ径方向外端60bとは、製造上タイヤ径方向Xの位置が合致しないことがよいが、内側サイド補強層60のタイヤ径方向長さは、剛性向上の面からできるだけ長いことが好ましい。この観点から、本実施形態においては、内側サイド補強層60のタイヤ径方向長さL1は、ビードフィラー12のタイヤ径方向長さLの60%以上90%以下が好ましく、70%以上90%以下であればより好ましい。
図2に示すように、外側サイド補強層70は、ビードフィラー12のタイヤ幅方向外側に配置されている。外側サイド補強層70は、タイヤ周方向に沿った環状の補強層である。外側サイド補強層70のタイヤ幅方向の断面形状は、タイヤ径方向の内側から外側に延びている。
外側サイド補強層70は、そのタイヤ径方向内端70aがビードフィラー12の外側の段部11cに係合した状態で、ビードフィラー12の外面12cに密着している。したがって、外側サイド補強層70のタイヤ径方向内端70aは、ビードコア11のタイヤ径方向外端11Aよりもタイヤ径方向外側に位置している。
外側サイド補強層70のタイヤ径方向長さL2は、ビードフィラー12のタイヤ径方向長さLよりも長い。外側サイド補強層70は、ビードフィラー12の外面12cに密着するタイヤ径方向内側の内側延在部71と、ビードフィラー12のタイヤ径方向外端12dよりもタイヤ径方向外側に延在する外側延在部72と、を有する。外側延在部72の先端、すなわち外側サイド補強層70のタイヤ径方向外端70bは、タイヤ径方向においてタイヤ1の最大幅位置W1と略同じ位置、もしくは、タイヤ1の最大幅位置W1とビードフィラー12のタイヤ径方向外端12dとの間にある。
外側サイド補強層70の全体、すなわち内側延在部71及び外側延在部72は、いずれも、カーカスプライ40の、プライ折り返し部402の第2カーカスプライ420に密着している。ここで、内側延在部71は、ビードフィラー12とプライ折り返し部402との間に挟まれており、かつ、これらビードフィラー12及びプライ折り返し部402の第2カーカスプライ420の双方に密着している。すなわち、外側サイド補強層70の一部である内側延在部71は、ビードフィラー12とプライ折り返し部402との間に挟まれている。
一方、ビードフィラー12のタイヤ径方向外端12dを越えてタイヤ径方向外側に延びる部分である外側延在部72は、プライ本体部401側の第2カーカスプライ420と、プライ折り返し部402側の第2カーカスプライ420とに挟まれている。すなわち、外側延在部72は、プライ本体部401とプライ折り返し部402とに挟まれている。外側延在部72は、プライ本体部401側の第2カーカスプライ420及びプライ折り返し部402側の第2カーカスプライ420の双方に密着している。これにより、外側サイド補強層70のタイヤ径方向外端70bがサイドウォール20の外表面に段差を形成することが抑制され、良好な外観性が保持される。また、外側サイド補強層70のタイヤ径方向外端70bがカーカスプライ40で保護されるため、外側サイド補強層70によりインナーライナー50が損傷を受けることが回避される。
本実施形態において、外側サイド補強層70のタイヤ径方向長さL2は、ビードフィラー12のタイヤ径方向長さLの110%以上170%以下が好ましく、120%以上160%以下であればより好ましい。
本実施形態では、内側サイド補強層60のタイヤ径方向外端60bは、ビードフィラー12のタイヤ径方向外端12dよりもタイヤ径方向内側に位置している。また、外側サイド補強層70のタイヤ径方向外端70bは、ビードフィラー12のタイヤ径方向外端12dよりもタイヤ径方向外側に位置している。このように、内側サイド補強層60及び外側サイド補強層70のそれぞれのタイヤ径方向外端がビードフィラー12のタイヤ径方向外端に揃うことなく、タイヤ径方向にずれていることにより、応力集中が生じにくい。その結果、耐久性の向上が図られる。
図2に示すように、上述した内側サイド補強層60におけるタイヤ径方向の外側端部61は、外側サイド補強層70に指向している。この外側端部61の指向する方向に延びる仮想延長線611は、外側サイド補強層70に交差している。
本実施形態の内側サイド補強層60及び外側サイド補強層70は、金属繊維を含む金属繊維コード層が好適に用いられる。図3は、金属繊維コード層による外側サイド補強層70の一部を示す図であって、タイヤ1内に配置されている外側サイド補強層70を、タイヤ幅方向外側からタイヤ幅方向内側に向かって見た場合の仮想的な図である。なお、内側サイド補強層60も外側サイド補強層70と同様に金属繊維コード層で構成される。したがって、ここでは図3により、内側サイド補強層60及び外側サイド補強層70の両者について、外側サイド補強層70を代表してその構造を詳述する。
外側サイド補強層70は、複数の金属繊維を撚り合わせて形成した複数の金属コード81と、複数の金属コード81を被覆して一体化するトッピングゴム82とを含んで構成される。
複数の金属コード81は、タイヤ1のラジアル方向Rに対して傾斜して延び、傾斜状態でタイヤ周方向Cに間隔をあけて配置されている。タイヤ周方向Cに並ぶ複数の金属コード81間の間隔は、タイヤ径方向外側に向かうにしたがって広がっている。
タイヤ1のラジアル方向Rと、外側サイド補強層70の金属コード81の延在方向とのなす角度θは、10°以上40°以下であることが好ましい。なお、本実施形態においては、カーカスプライ40を構成するプライコードは、タイヤ1の中心から放射状(ラジアル方向R)に配置されている。よって、本実施形態においては、カーカスプライ40のプライコードの延在方向と、内側サイド補強層60及び外側サイド補強層70のそれぞれの金属コード81の延在方向とのなす角度θは、10°以上40°以下となっている。内側サイド補強層60の金属コード81の傾斜方向は、外側サイド補強層70の金属コード81の傾斜方向と逆方向であってもよい。
このように、カーカスプライ40のプライコードと、内側サイド補強層60及び外側サイド補強層70のそれぞれの金属コード81とを、側面視において交差させることで、カーカスプライ40と、内側サイド補強層60及び外側サイド補強層70が重なる部分の剛性を高めることができる。
金属コード81を構成する金属としては、高強度でありながら柔軟性を有し、かつ、耐疲労性の高い金属コード材料が好ましく、例えばスチールコードがより好ましく用いられる。スチールコードの場合には、例えばφ0.1~φ0.5mm程度の高炭素鋼からなる素線を数本から数十本撚り合わせ、必要に応じてゴムとの接着性を高めるメッキが施されたものなどが用いられる。本実施形態の金属コード81は、その外径(コード径)が例えば0.5mm以上1.2mm以下のものが好ましく用いられる。
なお、内側サイド補強層60及び外側サイド補強層70は、例えばキャッププライ32と同様に、ポリアミド繊維等の絶縁性を有する複数の有機繊維コードがゴムで覆われた補強層であってもよい。
本実施形態のタイヤ1によれば、タイヤ1がコーナリング時などにおいて横力を受けた際に、外側サイド補強層70がその横力に強く抵抗し、十分なサイド剛性を発揮する。また、横力を受けた際、内側サイド補強層60がビードフィラー12の撓みを効果的に抑制し、これによっても十分なサイド剛性を発揮する。したがって内側サイド補強層60及び外側サイド補強層70によりサイド剛性が大幅に高くなり、その結果、コーナリング性能の向上が可能となる。
本実施形態のように、内側サイド補強層60のタイヤ径方向長さL1がビードフィラー12のタイヤ径方向長さLの60%以上90%以下であると、内側サイド補強層60がビードフィラー12の撓みを抑制する上で特に好ましい。
ここで、本実施形態と同様の構成を備え、ビードフィラー12のタイヤ径方向長さLに対する内側サイド補強層60のタイヤ径方向長さL1の異なるタイヤの解析モデルを3種類作成し、それらタイヤの剛性に関する特性をシミュレーションにより測定した。また、比較のために、内側サイド補強層60を有さず、外側サイド補強層70のみを有するタイヤをモデル0として作成し、同様にして剛性に関する特性をシミュレーションにより測定した。その結果を、表1に示す。
表1に示すように、タイヤのモデル1~3は、ビードフィラー12のタイヤ径方向長さLに対する内側サイド補強層60のタイヤ径方向長さL1の割合L1/L(%)が、それぞれ50%、70%、80%である。シミュレーションにより測定した特性は、加速時及び減速時に前後方向から受ける荷重に対する抵抗性である「前後剛性」、横方向からの荷重に抗する「横剛性」、上方から下方に向けてかかる縦荷重に抗する「縦剛性」の3種を、剛性値として測定した。表1では、内側サイド補強層60なしのモデル0に対して、モデル1~3のそれぞれの剛性がどれだけ向上したかを示す剛性向上率を、剛性値とともに併記している。
なお、測定した各モデルのタイヤは、19×10.0J(リム径19インチ、リム幅10インチ フランジ形状:J)のリムに対応するものとし、そのリムに装着した状態での内圧を220kpaに設定した。また、タイヤに対する縦荷重は680kg、前後荷重は204kg、横荷重は204kgとして、それぞれの荷重をタイヤに負荷した。
表1によれば、内側サイド補強層60を有するタイヤは、すべて剛性が向上しており、内側サイド補強層60の剛性向上効果が確認された。しかし、モデル1は、モデル2及びモデル3よりも、横剛性は低く、かつ、縦剛性は高い。これは、モデル1は横力に抗するサイド剛性が比較的低く、また、縦剛性が高いことによる乗り心地の低下が懸念される。したがって、内側サイド補強層60のタイヤ径方向長さL1はビードフィラー12のタイヤ径方向長さLに対して、50%以上あることが好ましい。また、内側サイド補強層60のタイヤ径方向長さL1がビードフィラー12のタイヤ径方向長さLと同等であると、両者のタイヤ径方向外端が揃うことになるが、これは応力集中をその部分に招いて耐久性の低下を招来するおそれがある。これらのことから、ビードフィラー12のタイヤ径方向長さLに対する内側サイド補強層60のタイヤ径方向長さL1の割合L1/Lは、60%以上90%以下が好ましいといえる。
本実施形態のタイヤ1によれば、以下の効果を奏する。
(1)本実施形態に係るタイヤ1は、ビードコア11及びビードコア11からタイヤ径方向外側に延びるビードフィラー12を有する一対のビード10と、一対のビード10のそれぞれからタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール20と、一対のサイドウォール20の間に配置されたトレッド30と、一対のビード10の間に架け渡されたカーカスプライ40と、ビードフィラー12のタイヤ幅方向内側に配置された内側サイド補強層60と、ビードフィラー12のタイヤ幅方向外側に配置された外側サイド補強層70と、を備え、内側サイド補強層60は、ビードフィラー12のタイヤ径方向外端よりもタイヤ径方向内側に配置され、外側サイド補強層70は、ビードフィラー12のタイヤ径方向外端からタイヤ径方向外側に延在する外側延在部72を有する。
これにより、従来よりもサイド剛性の向上を図ることが可能となり、その結果、コーナリング性能の向上が可能となる。
(2)本実施形態に係るタイヤ1においては、カーカスプライ40は、トレッド30とビード10のタイヤ幅方向内側との間に延在するプライ本体部401と、プライ本体部401のタイヤ径方向内端からビードコア11周りに折り返されることによりビードフィラー12のタイヤ幅方向外側においてタイヤ径方向外側に延びるプライ折り返し部402と、を有し、内側サイド補強層60は、ビードフィラー12とプライ本体部401との間に挟まれており、外側サイド補強層70の一部は、ビードフィラー12とプライ折り返し部402との間に挟まれていることが好ましい。
これにより、カーカスプライ40と、内側サイド補強層60及び外側サイド補強層70との協働によるサイド剛性の大幅な向上効果を得ることができる。また、タイヤ1の製造時においては、内側サイド補強層60及び外側サイド補強層70をビードフィラー12に接触させることができるため、内側サイド補強層60及び外側サイド補強層70の位置決めがしやすく、製造が容易となる。
(3)本実施形態に係るタイヤ1においては、内側サイド補強層60のタイヤ径方向内端60a及び外側サイド補強層70のタイヤ径方向内端70aは、いずれもビードコア11のタイヤ径方向外端よりもタイヤ径方向外側に位置することが好ましい。
これにより、内側サイド補強層60及び外側サイド補強層70のそれぞれによるビードフィラー12の撓み抑制効果を、ビードコア11に阻害されることなく十分に発揮することが可能となり、サイド剛性を的確に向上させることができる。
(4)本実施形態に係るタイヤ1においては、外側サイド補強層70の外側延在部72は、プライ本体部401とプライ折り返し部402とに挟まれていることが好ましい。
これにより、カーカスプライ40と、外側サイド補強層70の外側延在部72との協働によるサイド剛性の大幅な向上効果を得ることができる。また、外側サイド補強層70の外側延在部72がカーカスプライ40により保護され、外側延在部72によるタイヤ外表面及びタイヤ内表面への悪影響が回避される。
(5)本実施形態に係るタイヤ1においては、内側サイド補強層60のタイヤ径方向長さL1は、ビードフィラー12のタイヤ径方向長さLの60%以上90%以下であることが好ましい。
これにより、内側サイド補強層60によるビードフィラー12の撓み抑制効果を的確に得ることができる。
(6)本実施形態に係るタイヤ1においては、内側サイド補強層60におけるタイヤ径方向の外側端部61は、外側サイド補強層70に指向しており、この外側端部61の指向する方向に延びる仮想延長線611が、外側サイド補強層70に交差することが好ましい。
これにより、強い横力を受けた際に外側サイド補強層70がタイヤ幅方向内側へ撓む変形を内側サイド補強層60により効果的に抑えることができ、より一層のサイド剛性の向上が可能となる。
なお、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の目的を達成できる範囲で変形、改良などを行っても、本発明の範囲に含まれる。
例えば、内側サイド補強層60及び外側サイド補強層70はビードフィラー12に密着していなくてもよく、例えば、内側サイド補強層60及び外側サイド補強層70のそれぞれと、ビードフィラー12との間に、別のゴム層が介在してもよい。
外側サイド補強層70の外側延在部72は、ビードフィラー12よりもタイヤ径方向外側に延在していれば、その長さは限定されず、例えば、カーカスプライ40のプライ折り返し部402の代わりに、サイドウォール20からトレッド30にわたって延在してもよい。
1 タイヤ(空気入りタイヤ)
10 ビード
11 ビードコア
12 ビードフィラー
L ビードフィラーのタイヤ径方向長さ
20 サイドウォール
30 トレッド
40 カーカスプライ
60 内側サイド補強層
L1 内側サイド補強層のタイヤ径方向長さ
61 内側サイド補強層のタイヤ径方向の外側端部
70 外側サイド補強層
72 外側延在部
401 プライ本体部
402 プライ折り返し部
611 仮想延長線
10 ビード
11 ビードコア
12 ビードフィラー
L ビードフィラーのタイヤ径方向長さ
20 サイドウォール
30 トレッド
40 カーカスプライ
60 内側サイド補強層
L1 内側サイド補強層のタイヤ径方向長さ
61 内側サイド補強層のタイヤ径方向の外側端部
70 外側サイド補強層
72 外側延在部
401 プライ本体部
402 プライ折り返し部
611 仮想延長線
Claims (6)
- ビードコア及び当該ビードコアからタイヤ径方向外側に延びるビードフィラーを有する一対のビードと、
前記一対のビードのそれぞれからタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォールと、
前記一対のサイドウォールの間に配置されたトレッドと、
前記一対のビードの間に架け渡されたカーカスプライと、
前記ビードフィラーのタイヤ幅方向内側に配置された内側サイド補強層と、
前記ビードフィラーのタイヤ幅方向外側に配置された外側サイド補強層と、を備え、
前記内側サイド補強層は、前記ビードフィラーのタイヤ径方向外端よりもタイヤ径方向内側に配置され、
前記外側サイド補強層は、前記ビードフィラーのタイヤ径方向外端からタイヤ径方向外側に延在する外側延在部を有する、空気入りタイヤ。 - 前記カーカスプライは、
前記トレッドと前記ビードのタイヤ幅方向内側との間に延在するプライ本体部と、
前記プライ本体部のタイヤ径方向内端から前記ビードコア周りに折り返されることにより前記ビードフィラーのタイヤ幅方向外側においてタイヤ径方向外側に延びるプライ折り返し部と、を有し、
前記内側サイド補強層は、前記ビードフィラーと前記プライ本体部との間に挟まれており、
前記外側サイド補強層の一部は、前記ビードフィラーと前記プライ折り返し部との間に挟まれている、請求項1に記載の空気入りタイヤ。 - 前記内側サイド補強層のタイヤ径方向内端及び前記外側サイド補強層のタイヤ径方向内端は、いずれも前記ビードコアのタイヤ径方向外端よりもタイヤ径方向外側に位置する、請求項1または2に記載の空気入りタイヤ。
- 前記外側延在部は、前記プライ本体部と前記プライ折り返し部とに挟まれている、請求項2に記載の空気入りタイヤ。
- 前記内側サイド補強層のタイヤ径方向長さは、前記ビードフィラーのタイヤ径方向長さの60%以上90%以下である、請求項1~4のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
- 前記内側サイド補強層におけるタイヤ径方向の外側端部は、前記外側サイド補強層に指向しており、当該外側端部の指向する方向に延びる仮想延長線が、前記外側サイド補強層に交差する、請求項1~5のいずれか1項に記載の空気入りタイヤ。
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