JP4263934B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操縦安定性を確保しつつロードノイズを低減しうる空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
本発明は、ロードノイズの悪化を抑えながら操縦安定性を向上しうる空気入りタイヤに関する。
【０００３】
【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】
空気入りタイヤでは、通常、図４（Ａ）に示すように、カーカスｃのプライ本体部ｃ１とプライ折返し部ｃ２との間に、ビードコアｂから半径方向外方にのびる硬質ゴムからなるビードエーペックスゴムｅを配置し、これによって、ビード部からサイドウォール部にかけて補強し、必要なタイヤ剛性を確保している。そして、近年、タイヤ剛性を高め操縦安定性を向上させるために、前記ビードエーペックスゴムｅを大型化する傾向にある。
【０００４】
しかし、ビードエーペックスゴムｅの大型化は、タイヤが曲げ変形する際の曲げ中立線Ｎからの、前記プライ本体部ｃ１及びプライ折返し部ｃ２への距離を大とするため、プライ本体部ｃ１に作用する引張力及びプライ折返し部ｃ２に作用する圧縮力を増加させる。そしてこのことが、タイヤの周方向共振周波数の上昇を招き、車両側共振周波数に近づくことにより、低周波数域（例えば１２５Ｈｚ前後）のロードノイズ性能を悪化させる。
【０００５】
このように、操縦安定性と低周波側のロードノイズ性能とは、従来、二律背反の関係にあり、両者を両立させることは非常に難しい問題であった。なお特許文献１には、ビードエーペックスゴムｅを小型化するとともに、プライ折返し部ｃ２とクリンチゴムｆとの間に、前記ビードエーペックスゴムｅの外端で最大厚さを有する補助エーペックスゴムｇを配する技術が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−１６０５１０号公報
【０００７】
本発明は、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し、かつエーペックス本体部及びクリンチゴムを所定高さに規制するとともに、内圧状態におけるビード外側面のビード底面からの立上がり角度θを８０〜９０°とすることを基本として、周方向共振周波数の上昇を抑えロードノイズの悪化を抑制しながら、操縦安定性を向上しうる空気入りタイヤの提供を目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るプライ本体部に前記ビードコアの廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるプライ折返し部を一連に設けたカーカスプライからなるカーカスと、前記プライ本体部とプライ折返し部との間を通って前記ビードコアから半径方向外方にのびるビードエーペックスゴムと、該ビードエーペックスゴムのタイヤ軸方向外側に配されビード部の外側面をなすクリンチゴムとを具える空気入りタイヤであって、
前記ビードエーペックスゴムは、前記ビードコアから半径方向外方に点Ｐまで先細にのびる断面小三角形状のエーペックス本体部と、このエーペックス本体部から半径方向外方にのびる薄板状の翼部とから形成され、
前記点Ｐでの、該ビードエーペックスゴムのゴム厚さＴｅを０．８〜１．５ｍｍとし、かつ前記クリンチゴムは、前記点Ｐの位置で４．０〜５．０ｍｍの最大ゴム厚さＴｃを有するとともに、
正規リムにリム組みしかつ正規内圧の５％の内圧を充填した５％内圧状態において、
前記ビードエーペックスゴムの外端のビードベースラインからの高さＨｅはタイヤ断面高さＨの３０％〜４０％、前記点Ｐのビードベースラインからの高さＨｐはビードエーペックスゴムの前記高さＨｅの２５〜３５％、かつ前記クリンチゴムの外端のビードベースラインからの高さＨｃはビードエーペックスゴムの前記高さＨｅの７０〜８５％、
しかも正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した正規内圧状態において、前記正規リムのフランジに向き合うビード部の前記外側面の、ビード底面からの立上がり角度θを８０〜９０°としたことを特徴としている。
【０００９】
又請求項２の発明では、前記クリンチゴムはゴム硬度（デュロメータＡ硬さ）Ｈｓ１が６５〜８５°、ビードエーペックスゴムはゴム硬度（デュロメータＡ硬さ）Ｈｓ２が８０〜９５°かつ前記ゴム硬度Ｈｓ１より大としたことを特徴としている。
【００１０】
又請求項３の発明では、前記折返し部は、その外端のビードベースラインからの高さｈをビードエーペックスゴムの前記高さＨｅより大かつ前記タイヤ断面高さＨの６０％以下としたことを特徴としている。
【００１１】
なお本明細書において、前記「正規リム」とは、タイヤ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" 、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"を意味する。また前記「正規内圧」とは、前記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" であるが、乗用車用タイヤである場合には１８０ＫＰａとする
【００１２】
又前記「ビードベースライン」とは、前記規格で定められるリム径位置を通るタイヤ軸方向線を意味する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
図１は、本発明の空気入りタイヤ１が乗用車用タイヤとして形成されるとともに正規リムＲにリム組みしかつ正規内圧の５％の内圧を充填した５％内圧状態における子午線断面を示している。
【００１４】
図１において、空気入りタイヤ１は、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、トレッド部２の内方かつ前記カーカス６の外側に配されるベルト層７とを具える。
【００１５】
前記ベルト層７は、高弾性のベルトコードをタイヤ周方向に対して例えば１０〜３５°の角度で配列した２枚以上、本例では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから構成される。各ベルトプライ７Ａ、７Ｂは、ベルトコードがプライ間相互で交差することによりベルト剛性を高め、トレッド部２の略全巾をタガ効果を有して強固に補強する。ベルトコードとしては、スチールコード或いは、これに匹敵する例えば芳香族ポリアミド繊維等のハイモジュラスの有機繊維コードが好適に使用できる。
【００１６】
なおベルト層７のさらに外側に、ナイロン等の有機繊維コードをタイヤ周方向に対して５度以下の角度で例えば螺旋巻きしたバンド層１０を形成し、高速走行にともなうトレッド部２のリフティングを防止することが好ましい。
【００１７】
又前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して例えば７５〜９０°の角度で配列した１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａからなり、カーカスコードとして、ナイロン、レーヨン、ポリエステルなどの有機繊維コードが好適に採用される。このカーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間を跨るプライ本体部６ａの両端に、前記ビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるプライ折返し部６ｂを一連に具える。
【００１８】
そして、前記ビード部４には、前記プライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとの間を通り前記ビードコア５から半径方向外方に立上がるビードエーペックスゴム８と、このビードエーペックスゴムのタイヤ軸方向外側に配され前記ビード部４の外側面Ｓ１（便宜上ビード外側面Ｓ１と呼ぶ場合がある）をなすクリンチゴム９とが設けられる。
【００１９】
このうち、前記ビードエーペックスゴム８は、ゴム硬度（デュロメータＡ硬さ）Ｈｓ２が８０〜９５°の硬質ゴムからなり、図２に拡大して示すように、前記ビードコア５から半径方向外方に点Ｐまで先細にのびる断面小三角形状のエーペックス本体部８Ａと、このエーペックス本体部８Ａから半径方向外方にのびる翼部８Ｂとから構成される。
【００２０】
ここで、前記エーペックス本体部８Ａは、前記点Ｐにおけるゴム厚さＴｅを０．８〜１．５ｍｍとしている。又前記翼部８Ｂは、前記点Ｐから実質的に一定の厚さを有してのびる薄板状をなし、従って翼部８Ｂは、前記ゴム厚さＴｅと略等しい厚さで延在する。なお前記「実質的に一定の厚さ」とは、タイヤ成形時の加硫圧力等に伴う厚さバラツキ、及び先端部での先細りなどを許容しうることを意味する。
【００２１】
又前記５％内圧状態において、前記ビードエーペックスゴム８は、その外端のビードベースラインＢＬからの高さＨｅ（便宜上エーペックス高さＨｅと呼ぶ場合がある）を、タイヤ断面高さＨの３０％〜４０％とするとともに、前記点Ｐのビードベースラインからの高さＨｐ（便宜上Ｐ点高さＨｐと呼ぶ場合がある）を、前記エーペックス高さＨｅの２５〜３５％としている。即ち前記Ｐ点高さＨｐは、タイヤ断面高さＨの７．５〜１４％の範囲と非常に低く設定されている。
【００２２】
なお前記カーカス６のプライ折返し部６ｂは、前記ビードエーペックスゴム８のタイヤ軸方向外側面に沿ってのび、本例では、ビードエーペックスゴム８を越えた後は、プライ本体部６ａに沿って延在する。このときプライ折返し部６ｂの外端の、ビードベースラインＢＬからの高さｈ（便宜上折返し高さｈと呼ぶ場合がある）は、本例では、前記タイヤ断面高さＨの６０％以下に設定している。
【００２３】
次に、前記クリンチゴム９は、ゴム硬度（デュロメータＡ硬さ）Ｈｓ１を６５〜８５°かつ前記ビードエーペックスゴム８のゴム硬度Ｈｓ２よりも小としたリムズレ防止用のゴム部材であって、本例では、ビードヒール部分４ｈからプライ折返し部６ｂに沿って半径方向外方に立上がり、かつサイドウォールゴム３Ｇと接合している。このときクリンチゴム９は、前記正規リムＲのフランジＲｆと向き合う領域で露出し、少なくともビード外側面Ｓ１の一部を形成する。
【００２４】
ここで、前記クリンチゴム９は、前記点Ｐの位置で４．０〜５．０ｍｍの最大ゴム厚さＴｃを有するとともに、その半径方向内方及び外方に向かってゴム厚さを漸減している。又クリンチゴム９は、前記前記５％内圧状態において、その外端のビードベースラインＢＬからの高さＨｃ（便宜上クリンチ高さＨｃと呼ぶ）を、前記エーペックス高さＨｅの７０〜８５％に設定している。
【００２５】
そしてこのような構造を採用することにより、ロードノイズ性能の改善効果を発揮しながら、操縦安定性を向上させることが可能となる。
【００２６】
そのメカニズムを説明すると、タイヤ１は、前記エーペックス本体部８Ａを小型化させるとともに、その外端点である前記点Ｐより半径方向外方において、カーカス６のプライ本体部６ａと折返し部６ｂとを近接させて配している。これにより、前記プライ本体部６ａ及びプライ折返し部６ｂでは、タイヤが曲げ変形する際の曲げ中立線からの距離が減じられ、プライ本体部６ａに作用する引張力及びプライ折返し部６ｂに作用する圧縮力が低減される。その結果、タイヤの周方向共振周波数の上昇を抑えることができ、低周波数域でのロードノイズ性能を改善することができる。そのためには、ビードエーペックスゴム８の前記ゴム硬度Ｈｓ２をクリンチゴム９のゴム硬度Ｈｓ１より大（Ｈｓ２＞Ｈｓ１）に設定することが必要であり、もし、Ｈｓ２≦Ｈｓ１とした場合には、曲げ中立線がクリンチゴム９側にずれるため、前記効果が充分に達成されなくなる。従って、ゴム硬度の差Ｈｓ２−Ｈｓ１は、３°以上さらには８°以上とするのが好ましい。
【００２７】
又カーカス６への引張力及び圧縮力が減少することから、ビード部４にしなやかさが付与され、正規内圧を充填した際（図３に示す）、タイヤ軸方向外側への膨出量が増加する。これにより、フランジＲｆの上部との接触圧が増し、ビード部４の動きが強く拘束される結果、操縦安定性を向上することができる。なお、フランジＲｆの上部との圧接により、ビード底面Ｓ２及びビードヒール部分４ｈをリムシートＲ１及びヒール部Ｒ２に強く押し付ける力が作用するため、前記ビード部４への拘束が確実化し、かつ着座を安定化させる。
【００２８】
そのためには、前記正規内圧状態において、ビード外側面Ｓ１の、ビード底面Ｓ２からの立上がり角度θを８０〜９０°に設定する必要がある。この立上がり角度θとは、ビード外側面Ｓ１の根元部分Ｓ１ａと、ビード底面Ｓ２とで挟む角度を意味する。なお非リム組状態においては、ビード外側面Ｓ１は、ビードヒール部分４ｈからタイヤ軸方向線に対して略直角にのびる直線状の根元部分Ｓ１ａと、タイヤ外方に中心を有する凹円弧状をなし前記根元部分Ｓ１ａとサイドウォール部３とを継ぐ湾曲部Ｓ１ｂとで形成され、前記５％内圧状態では、根元部分Ｓ１ａから湾曲部Ｓ１ｂに至りフランジＲｆと密接している。しかし、正規内圧状態においては、前記フランジＲｆの上部との圧接により、その圧接部Ｊ１とビードヒール部分４ｈとの間で、前記根元部分Ｓ１ａはフランジＲｆから離間し、これによって、前記立上がり角度θが８０〜９０°に減じられる。
【００２９】
ここで、前記立上がり角度θが９０°より大では、フランジＲｆとの圧接が不十分となって操縦安定性の向上効果が得られず、逆に８０°より小では、フランジＲｆと離間する部分でのエアー残りが過大となってフォースバリエーション（ＦＶ）に悪影響を招く。
【００３０】
又前記操縦安定性の向上効果を有効に発揮させるのためには、ビード部４が適度な弾性・剛性を有することも必要であり、そのために、前述の如く、ビードエーペックスゴム８におけるエーペックス高さＨｅ、Ｐ点高さＨｐ、翼部８Ｂのゴム厚さＴｅ、及びクリンチゴム９におけるクリンチ高さＨｃ、点Ｐでの最大ゴム厚さＴｃなどを前記範囲に規制している。
【００３１】
即ちビードエーペックスゴム８において、
・前記エーペックス高さＨｅが、タイヤ断面高さＨの３０％未満、
・前記Ｐ点高さＨｐが、エーペックス高さＨｅの２５％未満、
・ゴム厚さＴｅが、０．８ｍｍ未満のとき、及び
クリンチゴム９において、
・クリンチ高さＨｃが、エーペックス高さＨｅの７０％未満、
・点Ｐでの最大ゴム厚さＴｃが、４．０ｍｍ未満のとき、
夫々、ビード部４の弾性・剛性が過小となり、操縦安定性の向上効果が発揮でず、又耐久性にも不利となる。なおクリンチゴム９の前記最大ゴム厚さＴｃが、５．０ｍｍより大のときには、剛性が大となってフランジＲｆとの接触圧が減じ、同様に操縦安定性の向上効果が得られなくなる。
【００３２】
又ビードエーペックスゴム８において、
・前記エーペックス高さＨｅが、タイヤ断面高さＨの４０％より大、
・前記Ｐ点高さＨｐが、エーペックス高さＨｅの３５％より大、
・ゴム厚さＴｅが、１．５ｍｍより大のとき、及び
クリンチゴム９において、
・クリンチ高さＨｃが、エーペックス高さＨｅの８５％より大のとき、
夫々、タイヤの周方向共振周波数の上昇を招き、ロードノイズ性能の改善効果が達成できなくなる。
【００３３】
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うる。
【００３４】
【実施例】
図１の構造をなすタイヤサイズが１７５／６５Ｒ１４の乗用車用タイヤを表１の仕様に基づき試作するとともに、各試供タイヤの、操縦安定性、乗り心地性、ロードノイズ性能を測定し比較した。なお表１の仕様以外は同一仕様とした。
【００３５】
（１） 操縦安定性、乗り心地性；
試供タイヤを、リム（５．５Ｊ×１４）、内圧（２２０ｋＰａ）にて車両（１０００ｃｃ、ＦＦ車）の４輪に装着し、ドライアスファルト路面のタイヤテストコースを走行したときの操縦安定性（剛性感およびハンドル応答性）、及び乗り心地性能を、ドライバーの官能評価により従来例を６点とする１０点法で評価した。値の大きい方が良好である。
【００３６】
（２） ロードノイズ性能；
前記車両を用い、ノイズ評価用の荒れたアスファルト路面を速度５０ｋｍ／ｈにて走行させ、運転席左耳許にてオーバーオールの騒音レベルを測定し、従来例を１００とする指数で評価した。値の大きい方が良好である。
【００３７】
（３） 縦バネ；
前記リム組タイヤに、荷重（３．５３ｋＮ）の負荷状態を中心として、荷重を±（０．５ｋＮ）変化させたときの縦撓み量の差の逆数を従来例を１００とする指数で評価した。値が大きい方が、タイヤ変形が少ない。
【００３８】
【表１】

【００３９】
【発明の効果】
本発明は叙上の如く構成しているため、周方向共振周波数の上昇を抑えロードノイズの悪化を抑制しながら、操縦安定性を向上しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気入りタイヤの一実施例を示す断面図である。
【図２】５％内圧状態におけるビード部を拡大して示す断面図である。
【図３】正規内圧状態におけるビード部を拡大して示す断面図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）は、従来技術が有する問題点を説明する断面図である。
【符号の説明】
２ トレッド部
３ サイドウォール部
４ ビード部
５ ビードコア
６ カーカス
６Ａ カーカスプライ
６ａ プライ本体部
６ｂ プライ折返し部
８ ビードエーペックスゴム
８Ａ エーペックス本体部
８Ｂ 翼部
９ クリンチゴム
Ｒ 正規リム
Ｒｆ フランジ

Claims (3)

1. トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るプライ本体部に前記ビードコアの廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返されるプライ折返し部を一連に設けたカーカスプライからなるカーカスと、前記プライ本体部とプライ折返し部との間を通って前記ビードコアから半径方向外方にのびるビードエーペックスゴムと、該ビードエーペックスゴムのタイヤ軸方向外側に配されビード部の外側面をなすクリンチゴムとを具える空気入りタイヤであって、
   前記ビードエーペックスゴムは、前記ビードコアから半径方向外方に点Ｐまで先細にのびる断面小三角形状のエーペックス本体部と、このエーペックス本体部から半径方向外方にのびる薄板状の翼部とから形成され、
   前記点Ｐでの、該ビードエーペックスゴムのゴム厚さＴｅを０．８〜１．５ｍｍとし、かつ前記クリンチゴムは、前記点Ｐの位置で４．０〜５．０ｍｍの最大ゴム厚さＴｃを有するとともに、
   正規リムにリム組みしかつ正規内圧の５％の内圧を充填した５％内圧状態において、
   前記ビードエーペックスゴムの外端のビードベースラインからの高さＨｅはタイヤ断面高さＨの３０％〜４０％、前記点Ｐのビードベースラインからの高さＨｐはビードエーペックスゴムの前記高さＨｅの２５〜３５％、かつ前記クリンチゴムの外端のビードベースラインからの高さＨｃはビードエーペックスゴムの前記高さＨｅの７０〜８５％、
   しかも正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した正規内圧状態において、前記正規リムのフランジに向き合うビード部の前記外側面の、ビード底面からの立上がり角度θを８０〜９０°としたことを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記クリンチゴムはゴム硬度（デュロメータＡ硬さ）Ｈｓ１が６５〜８５°、ビードエーペックスゴムはゴム硬度（デュロメータＡ硬さ）Ｈｓ２が８０〜９５°かつ前記ゴム硬度Ｈｓ１より大としたことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記折返し部は、その外端のビードベースラインからの高さｈをビードエーペックスゴムの前記高さＨｅより大かつ前記タイヤ断面高さＨの６０％以下としたことを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。

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