JP4287709B2

JP4287709B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4287709B2
Application number: JP2003196624A
Authority: JP
Inventors: 元郎林
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2003-07-14
Filing date: 2003-07-14
Publication date: 2009-07-01
Anticipated expiration: 2023-07-14
Also published as: JP2005029017A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操縦安定性を維持しつつ乗り心地、ノイズ性能を向上しうる空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば乗用車用ラジアルタイヤを製造する際には、実車の特性に応じて種々のチューニングが施される。その一つとして、ビード部に設けられたビードエーペックスの高さ、厚さ、ゴムボリューム又はゴム硬さなどを変更してタイヤ横剛性を調整することが行われる。例えば旋回時の限界性能等の操縦安定性を高めるためには、ビードエーペックスのゴムボリュームを増加させてタイヤ横剛性を高めるチューニングが行われる（下記特許文献１ないし２参照）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平５−１３１８１５号公報
【特許文献２】
特開平９−３００９２５号公報
【０００４】
しかしながら、ビードエーペックスのゴムボリューム等を増加させると、通常、タイヤの縦剛性も増加するため乗り心地の悪化を招くという欠点がある。また、このようなゴムボリュームの増加は、タイヤの共振周波数を、車両側の１００〜１６０Hz付近の振動ピークに接近させる傾向があり、低周波数域の走行ノイズが増大するという不具合がある。このように、乗り心地又は低周波数域でのノイズ性能は操縦安定性と背反事項となる。
【０００５】
本発明は、以上のような問題点に鑑み案出なされたもので、ビード部とリムフランジとが接触する領域付近のビードエーペックスの厚さを適切に限定することを基本として、乗り心地、低周波数域でのノイズ性能、操縦安定性などをバランス良く向上しうる空気入りタイヤ、とりわけ乗用車用空気入りタイヤを提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明のうち請求項１記載の発明は、ビード部に、ビードコアの外面からタイヤ半径方向外側に先細状でのびるビードエーペックスが設けられた空気入りタイヤであって、前記ビードエーペックスは、ゴム硬さが７５〜９５度のゴム組成物からなり、かつ正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した無負荷の基準状態におけるタイヤ子午線断面において、前記ビードエーペックスは、そのタイヤ半径方向の外端と内端とを結ぶ直線Ｋの長さが４０mm以上であり、かつビードコアのタイヤ半径方向の内側面からタイヤ半径方向外側に１５mmを隔てた位置Ｙでのビードエーペックスのタイヤ軸方向の厚さｂが、該ビードエーペックスのビードコアに面した基端部のタイヤ軸方向の厚さａの３５〜５０％であり、しかも前記ビードエーペックスは前記位置Ｙから前記外端まで厚さが滑らかに漸減することを特徴としている。
【０００７】
ここで、「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"とする。また、「正規内圧」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、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" とするが、タイヤが乗用車用である場合には一律に１８０ｋＰａとする。
【０００９】
また請求項２記載の発明は、前記ビードエーペックスは、ビードベースラインから前記外端までのタイヤ半径方向の高さであるビードエーペックス高さがＨａがタイヤ断面高さＨの３０〜５５％であることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を図面に基づき説明する。
図１には本実施形態の空気入りタイヤのタイヤ軸を含むタイヤ子午線断面図を示す。この図は、空気入りタイヤ１を正規リム１０にリム組みしかつ正規内圧を充填した無負荷である基準状態を示している。図において本実施形態の空気入りタイヤ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の内部に配されたベルト層７とを具えた乗用車用のラジアルタイヤが例示される。
【００１１】
前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば７５゜〜９０゜の角度で配列したラジアル構造の１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａから構成される。カーカスコードは、好ましくはポリエステル、ナイロン、レーヨン、アラミドなどの有機繊維コードが採用される。ただし、必要によりスチールコード等も用いることができる。
【００１２】
またカーカスプライ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からのびて前記ビードコア５の廻りでタイヤ軸方向内側から外側に折り返された折返し部６ｂとを有する。折返し部６ｂは、その端部をタイヤ軸方向最外側の総巾位置Ｍよりもタイヤ半径方向外側に位置させている。このようなハイターンアップ構造のカーカスプライ６Ａは、ビード部４からサイドウォール部３にかけての横剛性の向上に役立つ。またカーカスプライ６Ａの本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、ビードコア５の外面からタイヤ半径方向外側にのびるビードエーペックス８が配されている。このビードエーペックスを用いてビード部４の剛性が調節される。
【００１３】
前記ベルト層７は、ベルトコードをタイヤ赤道に対して例えば１０〜３５°の小角度で傾けて配列した少なくとも２枚、本例ではタイヤ半径方向内、外２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂを前記コードが互いに交差する向きに重ね合わせて構成されている。ベルトコードは、好ましくはスチールコードが採用されるが、アラミド、レーヨン等の高弾性の有機繊維コードも必要に応じて用いることができる。なお前記ビードコア５は、スチールワイヤ又は樹脂によって形成される。
【００１４】
本発明では、前記ビードエーペックス８が、ゴム硬さ（ＪＩＳデュロメータＡ硬さ）が７５〜９５度のゴム組成物で構成される。ゴム硬さが７５度未満であると、ビード部４の基本的な剛性を得ることができず操縦安定性が著しく低下する傾向があり、逆に９５度を超えると縦剛性を過度に高め乗り心地の著しい悪化を招くため好ましくない。特に好ましくは、ビードエーペックス８には、ゴム硬さが８０〜９５度、より好ましくは８５〜９３度のゴム組成物を用いることが望ましい。
【００１５】
また空気入りタイヤ１は、図２に示すように、前記基準状態におけるタイヤ子午線断面において、ビードエーペックス８のタイヤ半径方向の外端８ｔと内端８ｅとを結ぶ直線Ｋの長さＫＬが４０mm以上に設定される。ビードエーペックス８の内端８ｅは、図２に示すように、ビードコア５と接触している基端部８Ａのタイヤ軸方向の中間位置とする。前記長さＫＬが４０mm未満の場合、ビードエーペックスのゴムボリュームが小となり、タイヤの横剛性を十分に高めることができず操縦安定性が悪化する。一方、前記長さＫＬが大きすぎると、タイヤの横剛性を過度に高める傾向があり好ましくない。特に好ましくは、図１に示すように、ビードベースラインＢＬ（リム径位置を通るタイヤ軸方向線）からビードエーペックス８の外端８ｔまでのタイヤ半径方向の高さであるビードエーペックス高さがＨａをタイヤ断面高さＨの３０〜５５％、より好ましくは３５〜４５％の範囲内に位置するように前記長さＫＬを設定するのが望ましい。
【００１６】
また、本発明者らがビード部４の横剛性に関して種々の実験を行ったところ、車両の横剛性に最も強く影響を与えるのは、前記基準状態においてリムフランジ１１とビード部４の外面とが接触するタイヤ半径方向最外側点である離間点Ｐと、そこからタイヤ半径方向外側数ミリ（例えば５mm程度）の領域Ｆであることが判明した。この領域Ｆは、荷重の負荷走行時にあってはリムフランジ１１と接触、離間を繰り返すため、この領域Ｆの横剛性を適切に限定することによって、操縦安定性を確保しつつ乗り心地及び低周波数域でのノイズ性能をバランス良く向上しうるものである。
【００１７】
一方、乗用車用ラジアルタイヤは、通常、フランジ記号Ｊの５゜深底リムに装着される。該リムは、図１ないし２に示されるように、ビードベースラインＢＬからのリムフランジ１１の高さＧが１７．５〜１８．０mmに規格化されている。
【００１８】
本発明では、前記領域Ｆの上限位置をビードコア５の内面５ｉを基準とし、そこからタイヤ半径方向外側に１５mmの距離Ｓを隔てる位置Ｙとして定める。そして、この位置Ｙでのビードエーペックス８のタイヤ軸方向の厚さｂを基端部８Ａのタイヤ軸方向の厚さａの３５〜５０％に限定している。ビードエーペックス８は、基端部８Ａから前記位置Ｙまで厚さが滑らか漸減している。このように、位置Ｙでのビードエーペックス８の厚さｂを限定することにより、操縦安定性を維持しつつ乗り心地及び低周波数域でのノイズ性能の悪化を防止できる。
【００１９】
なお位置Ｙでのビードエーペックス８の厚さｂが、基端部８Ａの厚さａの３５％未満であると、前記領域Ｆでの剛性が不足して操縦安定性の悪化が生じ、逆に５０％を超えると乗り心地、低周波数域でのノイズ性能が悪化する。特に好ましくは前記位置Ｙでの厚さｂを、基端部８Ａの厚さａの３８〜５０％、より好ましくは４０〜５０％とするのが望ましい。なおビードエーペックス８は、前記位置Ｙから外端８ｔまでの間は、厚さが滑らかに漸減している。このため、ビード部４には大きな剛性段差などが生じない。
【００２０】
ビードエーペックス８の前記基端部８Ａの幅ａは特に限定されるものではないが、小さすぎると、ビード部４の基本的な剛性が得られない傾向があり、逆の大きすぎても乗り心地が悪化する。特に好ましくは、ビードエーペックス８の基端部８Ａの厚さａは、４〜１３mm、より好ましくは５．５〜１１．５mmとすることが望ましい。特に好ましくは、ビードエーペックス８は、前記基端部８Ａから前記位置Ｙまでのタイヤ半径方向の高さＮが前記長さＫＬの０．３倍よりも小であることが望ましい。これにより、乗り心地とノイズ性能とをさらに向上するのに役立つ。
【００２１】
【実施例】
図１の基本構成を有するタイヤサイズが１９５／６５Ｒ１５の乗用車用ラジアルタイヤを表１の仕様にて試作するとともに、乗り心地、操縦安定性、ノイズ性能についてテストを行い性能を比較した。なお各タイヤはビードエーペックスのみ異ならせており、他の部分は同一の仕様としている。またＨａ／Ｈは４０％に統一した。テスト方法は次の通りである。
【００２２】
＜乗り心地＞
供試タイヤを１５×６．０のリムに装着し、内圧２００ｋＰａを充填するとともに、排気量２０００cm³の国産ＦＦ乗用車の四輪に装着して高さ１０mmの突起を有するテストコースを速度６０km／ｈで走行し、突起乗り越え時の衝撃の緩和性能をドライバの官能により１０点法で評価した。なお１０点法では、比較例３を基準（６点）として相対的な評価を行った。数値が大きいほど良好である。
【００２３】
＜操縦安定性＞
上記車両を使用して乾燥アスファルト路面の高速旋回走行を行い、限界安定性をドライバの官能により１０点法で評価した。なお１０点法では、比較例３を基準（６点）として相対的な評価を行った。数値が大きいほど良好である。
【００２４】
＜ノイズ性能＞
前記と同一条件の車両を用い、スムース路面を速度５０ｋｍ／ｈにて走行させ、運転席左耳許での位置にて０〜２００Ｈｚの周波数帯域においてオーバーオールの騒音レベルｄＢ（Ａ）を測定し、比較例３を基準値とした相対値で示した。マイナス値が良好である。テストの結果などを表１に示す。
【００２５】
【表１】

【００２６】
テストの結果より、実施例のものは、比較例と比べて乗り心地、操縦安定性及びノイズ性能をバランス良く向上していることが確認できる。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の空気入りタイヤでは、ビード部とリムフランジとが接触する領域付近のビードエーペックスの厚さを適切に限定することによって、乗り心地、低周波数域でのノイズ性能、操縦安定性などをバランス良く向上しうる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気入りタイヤの基準状態の断面図である。
【図２】そのビード部を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
１空気入りタイヤ
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カーカスプライの本体部
６ｂカーカスプライの折返し部
７ベルト層
８ビードエーペックス
８ｔビードエーペックスの外端
８ｅビードエーペックスの内端
８Ａビードエーペックスの基端部
１０リム
Ｋ直線

Claims

ビード部に、ビードコアの外面からタイヤ半径方向外側に先細状でのびるビードエーペックスが設けられた空気入りタイヤであって、
前記ビードエーペックスは、ゴム硬さが７５〜９５度のゴム組成物からなり、かつ正規リムにリム組みしかつ正規内圧を充填した無負荷の基準状態におけるタイヤ子午線断面において、
前記ビードエーペックスは、そのタイヤ半径方向の外端と内端とを結ぶ直線Ｋの長さが４０mm以上であり、
かつビードコアのタイヤ半径方向の内側面からタイヤ半径方向外側に１５mmを隔てた位置Ｙでのビードエーペックスのタイヤ軸方向の厚さｂが、該ビードエーペックスのビードコアに面した基端部のタイヤ軸方向の厚さａの３５〜５０％であり、
しかも前記ビードエーペックスは前記位置Ｙから前記外端まで厚さが滑らかに漸減することを特徴とする空気入りタイヤ。
前記ビードエーペックスは、ビードベースラインから前記外端までのタイヤ半径方向の高さであるビードエーペックス高さがＨａがタイヤ断面高さＨの３０〜５５％であることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。