JP4486200B2 - Pneumatic tire - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気入りタイヤに係り、特に、制動性能を向上させた空気入りタイヤに関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、ブレーキ時のタイヤのロックを防止するため、ABS(アンチロックブレーキシステム)を装着する車両が増加している。
【0003】
空気入りタイヤにおいては、特にウエット時の制動性能を向上させようとしてμ(摩擦係数)の高いトレッドゴムを変更したり、接地性向上を狙ってブロック剛性を大きくするトレッドデザインに変更する等の手法が従来とられてきた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、μ(摩擦係数)の高いトレッドゴムに変更したり、ブロック剛性を上げるべくトレッドデザインを変更することは、転がり抵抗の増大やハイドロプレーニング性の悪化等を招くという欠点を有することが多かった。
【0005】
また、上記手法によりピークμを増大させることはできても、ピークμよりも高いスリップ率領域でμを効果的に増大させられない場合が多いため、ABS作動時の制御ミスの発生頻度が高くなり、必ずしも制動距離を短縮できない場合が多かった。
【0006】
本発明は上記事実を考慮し、従来技術の有するこのような問題点を解消し、制動性能を向上させた空気入りタイヤを提供することが目的である。
【0007】
【課題を解決するための手段】
制動性能を物語る特性として、S−μ特性(スリップ率と摩擦係数との関係)がしばしば用いられる。
【0008】
発明者が、このS−μ特性を用いてABS作動時に制御ミスが発生し易い状況を詳細に解析した結果、ピークμを発生するスリップ率(約10%)よりも高いスリップ率領域において、μ低下分が大きいタイヤで制御ミスが多いことが判明した。
【0009】
このスリップ率領域では、接地面における踏面部のトレッド表面は殆ど路面に粘着せずに、進行方向(タイヤ回転方向とは逆向き)に滑っていることが判明した。
【0010】
これは、スリップ率によりトレッドベース(以下ベルト外層とほぼ等価)とトレッド表面との間に相対変位が生じて剪断力(タイヤ周方向)が発生し、それが最大静止摩擦係数を越えて相対変位を打ち消そうとトレッドが変形前に対応していたトレッドベースの位置まで戻ろうとするためである。
【0011】
この時、ベルト部のタイヤ周方向の引張剛性が高いと、トレッドベースは概略剛体リングの如く振る舞い伸び縮みが無視できるので、トレッドのブロックが滑り出すと同時に相対変位は減少し、剪断力も減少の一途を辿り、制動力の低下につながる。
【0012】
つまり、図10(A)に示すように、矢印F方向に走行している車両がブレーキングした時には、タイヤ100では路面102との摩擦によりトレッド表面(踏面)104A側が基部側より進行方向とは逆方向に変位するようにトレッドのブロック104が変形するが(図の実線の状態)、ブロック104が路面102に対して滑り出すと、矢印fで示すようにトレッド表面104A側が進行方向側へ戻ろうとし(ブロック104の形状は、破線で示す状態へ向かう。最終的には、図10(C)に示すような元の矩形の状態へ向かい、トレッドベース106とトレッド表面104Aとのタイヤ周方向の相対変位が減少するのである。
【0013】
しかし、ベルト部のタイヤ周方向の引張剛性が低いと、図10(D)に示すようにトレッドベース106(図10(D)では図示せず。)は荷重直下過ぎまで伸ばされ(概略aの領域で伸ばされる。)、それが蹴り出すまでに戻ろうとし、それが蹴り出すまで(概略bの領域。)は、図10(B)に示すように戻ろうとする方向f’がブロック104が滑って戻ろうとする方向fと同じとなるため、ブロック104が路面102に対して滑り出してもトレッドベース106とトレッド表面104Aとのタイヤ周方向の相対変位はなかなか減少せず、剪断力も大きくなり(即ち、ブロック104が滑らずに踏ん張り)、大きな制動力が得られる。
【0014】
更に、車両制動時は、慣性による荷重移動に伴い前輪の荷重が増大して制動力の大部分を担う。
【0015】
その前輪では、荷重増に伴ってタイヤの縦たわみが増大し、ショルダー部付近の接地圧及び接地長が増大して制動力発生の寄与が高くなることが判明した。
【0016】
そして、種々実験を重ねた結果、制動力発生の寄与が高くなるショルダー部付近においてベルト周方向引張剛性を低下させ、このショルダー部付近にて効果的に滑り域剪断力を稼ぐことにより、より大きな制動力を得られることが判明した。
【0017】
また、種々実験の結果、幅狭の方のベルトプライの幅を幅広の方のベルトプライの幅の3/5よりも広く設定すると、効果が小さくなることが判明した。
【0018】
また、幅広の方のベルトプライの内の幅がトレッド幅の3/4よりも狭く、あるいは幅狭の方のベルトプライの幅を幅広の方のベルトプライの幅の2/15より狭く設定すると、転舵時の操縦安定性や耐久性、耐外傷性の著しい低下を招く虞れがあることが判明した。
【0019】
本発明は、上記事実に鑑みて成されたものであって、請求項1記載の発明は、トレッドに、実質的にタイヤ周方向に沿って平行に延びる複数本の周方向溝を有する空気入りタイヤであって、複数本のコードを互いに平行に並べてゴムで被覆したカーカスプライからなるカーカスと、前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置され、複数本のコードを互いに平行に並べてゴムで被覆した幅の異なる2枚のベルトプライから構成され、トレッド幅をWT、幅広のベルトプライの幅をWw 、幅狭のベルトプライの幅をWn としたときに、WT > Ww ≧(3/4)WT、(3/5)Ww ≧Wn ≧(2/15)Wwの関係が成立するベルトと、主ゴムから構成されるタイヤサイド部と、を備え、タイヤサイド部には、主ゴムよりもヤング率の高い副ゴムによって形成された副ゴム層が配設されたことを特徴とする。
【0020】
請求項1記載の発明の作用について説明する。
【0021】
2枚のベルトプライの内の1枚、即ち、外層または内層のベルトプライの幅を他のベルトプライの幅より狭くすることにより、ショルダー部付近ではベルトが単層となり、周方向引張剛性を著しく低下できるので、滑り領域での剪断力を効果的に稼ぐことが可能となる。
【0022】
ところで、幅広のベルトプライの幅Wwをトレッド幅WTの3/4よりも狭くすることは、転舵時の操縦安定性や耐久性、耐外傷性の著しい低下を招く。したがって、幅広のベルトプライの幅をトレッド幅の3/4よりも広くすることで、所定の操縦安定性や耐久性、耐外傷性を確保した。
【0023】
幅狭の方のベルトプライの幅Wnを幅広の方のベルトプライの幅Wwの2/15より狭く設定することによっても、転舵時の操縦安定性や耐久性、耐外傷性の著しい低下を招く場合があるので、Wn ≧(2/15)Ww とすることが好ましい。
【0024】
また、幅狭の方のベルトプライの幅Wnを幅広の方のベルトプライの幅Wwの3/5より狭く設定する((3/5)Ww ≧Wn)ことにより、ショルダー部付近でのベルト周方向引張剛性を一層低下させて、より効果的に滑り域剪断力を稼ぐことができる。
【0025】
また、タイヤサイド部を構成する主ゴムよりもヤング率の高い副ゴムからなる副ゴム層を設けることにより、タイヤサイド部の面内回転剛性が上がることは周知の事実であるが、これを利用して制動時のサイド回転、剪断変形を抑制することにより、タイヤサイド部とトレッドベースとの間に変位差が生じるためトレッドベース(ベルト)が荷重直下から蹴り出すまでの間にトレッドベースが戻ろうとする傾向を顕著にすることができる。
【0026】
このようなカーカス構造とベルト部構造を組み合わせることにより、効果的に滑り域の剪断力を稼ぐことが可能となり、高いスリップ率領域でのμの低下が抑制でき、車両のABSを効果的に利用することが可能となる。
【0027】
請求項2記載の発明は、トレッドに、実質的にタイヤ周方向に沿って平行に延びる複数本の周方向溝を有する空気入りタイヤであって、複数本のコードを互いに平行に並べてゴムで被覆したカーカスプライからなるカーカスと、前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置され、複数本のコードを互いに平行に並べてゴムで被覆した幅の異なる2枚のベルトプライから構成され、タイヤの接地幅をWS、幅広のベルトプライの幅をWw 、幅狭のベルトプライの幅をWn としたときに、WS > Ww ≧(3/4)WS、(3/5)Ww ≧Wn ≧(2/15)Wwの関係が成立するベルトと、主ゴムから構成されるタイヤサイド部と、を備え、タイヤサイド部には、主ゴムよりもヤング率の高い副ゴムによって形成された副ゴム層が配設されたことを特徴とする。
【0028】
請求項2記載の発明の作用について説明する。
【0029】
請求項2に記載の空気入りタイヤも請求項1に記載の空気入りタイヤと同様に、効果的に滑り域の剪断力を稼ぐことが可能となり、高いスリップ率領域でのμの低下が抑制でき、車両のABSを効果的に利用することが可能となる。
【0030】
請求項2に記載の空気入りタイヤと請求項1に記載の空気入りタイヤとの違いは、幅広のベルトプライの幅Ww 及び幅狭のベルトプライの幅Wn の規定の方法が異なるのみである。
【0031】
これは、ショルダー形状が、スクエアショルダー形状(角張った形状)のときにはトレッド幅WTを計測可能であるが、ラウンドショルダー形状(略円弧形状)のときにはトレッド端部の位置が不明瞭でトレッド幅WTを正確に計測できないため、ラウンドショルダー形状の空気入りタイヤの場合には、接地幅WSを基準にして幅広のベルトプライの幅Ww 及び幅狭のベルトプライの幅Wn を規定する方が都合が良いからである。
【0032】
ここで、接地幅とは、下記の荷重、内圧、荷重にて測定するものとする。
【0033】
荷重とは、下記規格に記載されている適用サイズ(プライレーティング)における単輪の最大荷重(最大負荷能力)のことであり、内圧とは下記規格に記載されている適用サイズにおける単輪の最大荷重(最大負荷能力)に対応する空気圧のことであり、リムとは下記規格に記載されている適用サイズにおける標準リム(または、”Approved Rim" 、”Recommended Rim")のことである。
【0034】
そして、規格とは、タイヤが生産又は使用される地域に有効な産業規格によって決められている。例えば、アメリカ合衆国では、”The Tire and Rim Association Inc. のYear Book"であり、欧州では”The European Tire and Rim Technical OrganizationのStandards Manual" であり、日本では日本自動車タイヤ協会の”JATMA Year Book"に規定されている。
【0035】
請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の発明において、プライ折り返し端から接地端までのカーカスラインに沿った長さをLとし、前記副ゴム層のカーカスラインに沿った長さをLsとすると、Ls<0.5×Lの関係が成立することを特徴とする。
【0036】
請求項3記載の発明の作用について説明する。
【0037】
副ゴム層のカーカスラインに沿った長さLを、接地端からプライ折り返し端までカーカスラインに沿った長さLsの0.5倍以上とすると、タイヤサイド部の面内剛性が上がり過ぎ、乗り心地の低下を招く。したがって、Ls<0.5×Lとすることによって、所定の乗り心地を確保することができる。
【0038】
請求項4記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1項記載の発明において、副ゴム層のビード側の一端が、最も接地面側のプライ折り返し端よりも接地面側に位置することを特徴とする。
【0039】
請求項4記載の発明の作用について説明する。
【0040】
従来、タイヤ側面部の面内剛性を向上させるためのゴム層は、プライ折り返し端近傍に配置されることが普通であった。しかしながら、本発明の場合には、路面に近い領域でのせん断剛性を向上させ、タイヤサイド部とトレッドベースとの間の変位差を大きくしたため、荷重直下から蹴り出す間にトレッドベースが戻ろうとする現象を効果的に引き出すことができる。
【0041】
請求項5記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項記載の発明において、副ゴム層の接地面側の一端が、接地端よりもビード側に位置することを特徴とする。
【0042】
請求項5記載の発明の作用について説明する。
【0043】
副ゴム層が接地端よりも内側(赤道面側)に配置されると、タイヤの耐久性が低下するため好ましくない。そこで、副ゴム層の接地面側の一端を接地端よりもビード側に配置することによって、タイヤの耐久性を確保する。
【0044】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の空気入りタイヤの一実施形態を図1乃至図3にしたがって説明する。
【0045】
図2に示すように、本実施形態の空気入りタイヤ10は、一対のビードコア12と、一対のビードコア12にトロイド状に跨がるカーカス14とを有している。
【0046】
カーカス14は、本実施形態では1枚のカーカスプライ16から構成されている。カーカスプライ16は、互いに平行に並べられた複数本のコードを備え、これら複数本のコードがコーティングゴム(図示せず)に埋設されている通常の構造のものである。
【0047】
カーカス14のタイヤ径方向外側には、ベルト22が配置されている。
【0048】
ベルト22は、ベルトプライ24及びベルトプライ26の二枚から構成されている。
【0049】
ベルトプライ24及びベルトプライ26は、何れも互いに平行に並べられた複数本の金属繊維からなるコード28を備え、これら複数本のコード28がコーティングゴム(図示せず)に埋設されている通常の構造のものである。
【0050】
タイヤ径方向内側(矢印IN方向側)に配置されるベルトプライ24は、図1に示すように、コード28が左上がりにタイヤ赤道面CLに対して角度θ1(本実施形態では22°)で傾斜している。
【0051】
一方、タイヤ径方向外側に配置されるベルトプライ26は、コード28が右上がりにタイヤ赤道面CLに対して角度θ2(本実施形態では22°)で傾斜している。
【0052】
ベルトプライ26は、ベルトプライ24よりも幅が狭く形成されており、ベルトプライ24の幅W1は150mm、ベルトプライ26の幅W2は75mmに設定されている。すなわち、W2=0.5×W1の関係が成立するように設定している。
【0053】
図2及び図3に示すように、ベルト22のタイヤ径方向外側には、厚肉のゴムからなるトレッド幅WT(本実施形態では接地幅WSと同じ。)のトレッド30が配設されている。なお、本実施形態のトレッド30のトレッド幅WTは160mmである。
【0054】
トレッド30は、タイヤ周方向(矢印A方向及び矢印B方向)に沿って延びる複数本(本実施形態では4本)周方向溝32と、タイヤ幅方向(矢印L方向及び矢印R方向)に沿って延びる複数本の横溝34とによって区画される矩形のブロック状陸部36を備えている。
【0055】
さらに、タイヤ側面部38には、カーカスラインに沿ってプライ折り返し端40とトレッド30の接地端42の間に、タイヤ側面部38を構成している主ゴムと物性の異なるゴム(以下、副ゴムという)から構成された副ゴム層44を配設している。ここで、副ゴムのヤング率Es、主ゴムのヤング率Eとすると、Es=1.7×Eの関係が成立している。また、カーカスラインに沿ったプライ折り返し端40から接地端42までの距離をLとし、カーカスラインに沿った副ゴム層44の長さをLsとすると、Ls=0.4×Lであり、副ゴム層44の厚さは0.5mmとされている。
【0056】
(作用)
本実施形態の空気入りタイヤ10では、外層のベルトプライ26の幅W2を内層のベルトプライ24の幅W1よりも狭くすることにより、ショルダー部付近でベルト22が単層となり、周方向引張剛性を著しく低下できるので、ブレーキ時の滑り領域でのブロック36に作用する剪断力を効果的に稼ぐことが可能となる。
【0057】
また、タイヤサイド部38の内部に、タイヤサイド部38を構成する主ゴムよりもヤング率の高い副ゴムからなる副ゴム層44を配設させたため、タイヤサイド部38において高い面内回転剛性が得られる。
【0058】
したがって、制動時のタイヤサイド部38の回転、剪断変形を抑制することができ、タイヤサイド部38とベルト22との間に変位差が生じるため、ベルト22が荷重直下から蹴り出すまでの間にベース22が戻ろうとする傾向を顕著にすることができる。
【0059】
本実施形態の空気入りタイヤ10では、上記のカーカス構造とベルト部構造とを組み合わせているため、ブレーキ時に効果的に滑り域の剪断力を稼ぐことが可能となり、高いスリップ率領域でのμの低下が抑制でき、車両のABSを効果的に利用することが可能となる。
【0060】
また、本実施形態のベルト22は、上層のベルトプライ26を幅狭とし、下層のベルトプライ24を幅広としたので、ショルダー部のベルト最外層が下層のベルトになり、トレッドベースが伸びる分、上下関係を逆にしたものより効果を大きくできる。
【0061】
なお、副ゴム層44のカーカスラインに沿った長さLsがトレッド端部42からプライ折り返し端までのカーカスラインに沿った長さLの0.5倍より長くなる(Ls>0.5×L)と、タイヤサイド部38の面内回転剛性が上がり過ぎて乗り心地性が低下する。したがって、Ls≦0.5×Lとすることによって、制動性能の向上を図りつつ、所定の乗り心地を確保することができる。
【0062】
また、あるいは幅狭のベルトプライ26の幅W2が幅広のベルトプライ24の幅W1の3/5より大きくなると、ショルダー部付近でベルト22の周方向引張剛性を著しく低下させることが出来なくなる。
【0063】
したがって、Wn≦(3/5)×Wwとすることによって、周方向引張剛性を著しく低下させることができる。
【0064】
さらに、幅広のベルトプライ24の幅W1がトレッド幅WTの3/4より狭く、あるいは幅狭のベルトプライ26の幅W2が幅広のベルトプライ24の幅W1の2/15より狭く設定すると、転舵時の操縦安定性や耐久性、耐外傷性の著しい低下を招く虞れがある。
【0065】
したがって、Ww≧(3/4)×WT、Wn≧(2/15)×Wwとすることによって、所定の操縦安定性や耐久性などを確保している。
[第2の実施形態]
次に、本実施形態の空気入りタイヤの第2の実施形態を図4にしたがって説明する。なお、第1の実施形態と同一構成に関しては同一の符号を付しその詳細な説明を省略する。
【0066】
図4に示すように、本実施形態のベルト22は、上層のベルトプライ26が幅広で、下層のベルトプライ24が幅狭に設定されており、幅狭のベルトプライ24の幅W1は75mm、幅広のベルトプライ26の幅W2は150mmに設定されている。
【0067】
本実施形態のベルト22は、上層のベルトプライ26を幅広とし、下層のベルトプライ24を幅狭としたので、第1の実施形態と比較するとトレッドベースの伸びが減る分、若干効果は減少するが、ほぼ同様の効果が得られる。
【0068】
なお、その他の作用、効果は第1の実施形態と同様である。
(その他の実施形態)
上記実施形態では、幅広のベルトプライ24(又はベルトプライ26)と幅狭のベルトプライ26(又はベルトプライ24)とを組み合わせ、トレッド幅WT(又は接地幅WS)、ベルトプライ24の幅W1及びベルトプライ26の幅W2の関係を規定することによってベルト22の幅方向中央部分(ベルトプライ24とベルトプライ26との2層部分)のタイヤ周方向の引張剛性と比較して、幅方向両端部分(ベルトプライ24又はベルトプライ26との1層部分)のタイヤ周方向の引張剛性を大幅に下げた(約1/2とした)が、本発明はこれに限らず、例えば、幅広の方のベルトプライの打ち込みを疎とし、幅狭の方のベルトの打ち込みを密として組み合せても良い。
【0069】
また、ベルトプライのコード角度を、ベルト幅方向中央部分でタイヤ周方向に対して小さい角度とし、ベルト幅方向両端部分でタイヤ周方向に対して大きな角度としても良い。
【0070】
さらに、本実施形態のベルト22は2枚のベルトプライから構成されているが、3枚以上のベルトプライから構成されていても良い。
【0071】
本実施形態のコード28は金属繊維コードであったが、他の材質のコードであっても良い。
(試験例)
本発明の効果を確かめるため、従来例のタイヤ1種、比較例のタイヤ4種及び本発明の適用された実施例のタイヤ3種を用意し、制動試験を行った。
【0072】
制動試験は、試験タイヤを5.5Jのリムに内圧200KPaで組み付け、実車に装着して行った。試験条件は次の通りである。
タイヤサイズ:195/65R14
車両:FF乗用車(ABS装着車)
装着位置:4輪
前輪荷重:4.01kN
後輪荷重:3.14kN
路面:アスファルト
水深:2mm
初速度:80km/h
ABS作動
試験タイヤは以下の通りである。なお、説明は実施例1(第1の実施形態の空気入りタイヤ)を基準として、異なる点のみを記載している。
【0073】
実施例1:前述した第1の実施形態の空気入りタイヤである。
【0074】
実施例2:前述した第2の実施形態の空気入りタイヤである。
【0075】
比較例1:前述した第1の実施形態に準じた構造であるが、図5に示すように、ベルトプライ24の幅W1を150mm、ベルトプライ26の幅W2を135mmに設定したタイヤである。因みにW2=0.9×W1である。
【0076】
比較例2:前述した第1の実施形態に準じた構造であるが、図6に示すように、タイヤサイド部38に副ゴム層44がない構造のタイヤである。
【0077】
比較例3:前述した第1の実施形態に準じた構造であるが、図7に示すように、副ゴム層44のビード部12側端部がプライ折り返し端40よりもカーカスラインに沿って10mmも下方に位置している。
【0078】
比較例4:前述した第1の実施形態に準じた構造であるが、図8に示すように、ベルトプライ24及びベルトプライ26共に幅狭とし、なおかつ内層のベルトプライ24の幅を外層のヘルトプライ26の幅よりも若干幅広としたタイヤである。なお、ベルトプライ24の幅W1は80mm、ベルトプライ26の幅W2は75mmに設定されている。因みに、W1=0.5×WTである。
【0079】
従来例:前述した第1の実施形態に準じた構造であるが、図9に示すように、ベルトプライ24の幅W1が150mm、ベルトプライ26の幅W2が141mmに設定したタイヤである。因みにW2=0.94×W1である。
【0080】
ここで、各タイヤのベルト層のショルダー側の引張剛性Msとセンターの引張剛性Mcの比(Ms/Mc)を計測した。ここで、ベルト層のショルダー側とは、所定荷重を作用させた場合に、タイヤ幅方向において接地幅の一端から接地幅の90%の位置を中心にした10%幅のベルト層をさし、ベルト層のセンターとは、赤道面を中心にした10%幅のベルト層をさす。なお、比較例4では、ベルト層のショルダー側にベルト層が存在しないため、Ms/Mcの値を0.0とした。
【0081】
比較評価は、上記条件下で実施した制動距離(制動開始から停止までに走った距離)で、従来例のタイヤを100として指数表示した。数値は便宜上小さいほど制動距離が短く良好であることを示している。結果は以下の表1に示すりおりである。
【0082】
【表1】
【0083】
試験の結果、本発明の適用された実施例1、2のタイヤは、比較例1〜4及び従来例のタイヤに比較して制動距離が大幅に短縮されており、制動性能が向上していることが分かる。
【0084】
【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によれば、車両のABSを効果的に利用することが可能となり、制動性能を向上できる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る空気入りタイヤのベルト及びカーカスの平面図である。
【図2】本発明の第1の実施形態に係る空気入りタイヤの回転軸に沿った断面図である。
【図3】本発明の第1の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッドの平面図である。
【図4】本発明の第2の実施形態に係る空気入りタイヤのベルト及びカーカスの平面図である。
【図5】比較例1の空気入りタイヤのベルト及びカーカスの平面図である。
【図6】比較例2の空気入りタイヤの回転軸に沿った断面図である。
【図7】比較例3の空気入りタイヤの回転軸に沿った断面図である。
【図8】比較例4の空気入りタイヤのベルト及びカーカスの平面図である。
【図9】従来例の空気入りタイヤのベルト及びカーカスの平面図である。
【図10】(A)は従来の空気入りタイヤの接地しているブロックの変形状態を示す説明図であり、(B)は本発明の空気入りタイヤの接地しているブロックの変形状態を示す説明図であり、(C)は変形していないブロックの断面図であり、(D)はブレーキング時のタイヤの接地面付近の状態を説明する説明図である。
【符号の説明】
10 空気入りタイヤ
14 カーカス
16 カーカスプライ
22 ベルト
24 ベルトプライ
26 ベルトプライ
28 コード
30 トレッド
32 周方向溝[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a pneumatic tire, and more particularly, to a pneumatic tire with improved braking performance.
[0002]
[Prior art]
In recent years, an increasing number of vehicles are equipped with ABS (anti-lock brake system) in order to prevent tire locking during braking.
[0003]
For pneumatic tires, especially tread rubber with a high μ (friction coefficient) to improve braking performance when wet, or tread design to increase block rigidity to improve grounding Has been taken.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, changing to a tread rubber with a high μ (friction coefficient) or changing the tread design to increase block rigidity often has the disadvantage of increasing rolling resistance and deteriorating hydroplaning. .
[0005]
In addition, even though the peak μ can be increased by the above method, since it is often not possible to effectively increase μ in a slip ratio region higher than the peak μ, the frequency of occurrence of control mistakes during ABS operation is high. Therefore, there are many cases where the braking distance cannot always be shortened.
[0006]
In view of the above facts, the present invention has an object to provide a pneumatic tire in which such problems of the prior art are solved and braking performance is improved.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
S-μ characteristics (relationship between slip ratio and friction coefficient) are often used as characteristics that describe braking performance.
[0008]
As a result of detailed analysis by the inventor of the situation in which a control error is likely to occur during ABS operation using this S-μ characteristic, in the slip ratio region higher than the slip ratio (about 10%) that generates the peak μ, It was found that there were many control errors in tires with a large decrease.
[0009]
In this slip ratio region, it was found that the tread surface of the tread portion on the ground contact surface was hardly sticking to the road surface and slipped in the traveling direction (opposite to the tire rotation direction).
[0010]
This is because the slip rate causes a relative displacement between the tread base (substantially equivalent to the belt outer layer) and the tread surface to generate a shear force (tire circumferential direction), which exceeds the maximum static friction coefficient and is displaced relatively. This is because the tread is going to return to the position of the tread base corresponding to the deformation before the deformation.
[0011]
At this time, if the tensile rigidity of the belt in the tire circumferential direction is high, the tread base behaves almost like a rigid ring and the expansion and contraction can be ignored. This leads to a decrease in braking force.
[0012]
That is, as shown in FIG. 10A, when a vehicle traveling in the direction of arrow F brakes, the tread surface (treading surface) 104A side of the
[0013]
However, when the tensile rigidity of the belt portion in the tire circumferential direction is low, the tread base 106 (not shown in FIG. 10D) is extended to just below the load as shown in FIG. Stretched in the region.) Until it kicks out, and until it kicks out (region b), the direction f ′ in which it tries to return as shown in FIG. Since it is the same as the direction f in which it tries to slip back, even if the
[0014]
Furthermore, during vehicle braking, the load on the front wheels increases with the movement of the load due to inertia, and bears most of the braking force.
[0015]
In the front wheel, it was found that the vertical deflection of the tire increases with an increase in load, and the contact pressure and contact length near the shoulder portion increase to increase the contribution of braking force generation.
[0016]
And as a result of repeating various experiments, the belt circumferential direction tensile rigidity is reduced near the shoulder portion where the contribution of braking force generation is high, and the slip region shear force is effectively increased near this shoulder portion, thereby increasing the greater It turns out that braking force can be obtained.
[0017]
As a result of various experiments, it has been found that the effect becomes small when the width of the narrow belt ply is set wider than 3/5 of the width of the wide belt ply.
[0018]
If the width of the wider belt ply is narrower than 3/4 of the tread width, or the width of the narrower belt ply is set to be smaller than 2/15 of the width of the wider belt ply. It has been found that there is a risk that the steering stability, durability, and trauma resistance during turning may be significantly reduced.
[0019]
The present invention has been made in view of the above-mentioned fact, and the invention according to claim 1 is a pneumatic in which a tread has a plurality of circumferential grooves extending substantially in parallel along the tire circumferential direction. A tire, a carcass made of a carcass ply in which a plurality of cords are arranged in parallel with each other and covered with rubber, and a width in which a plurality of cords are arranged in parallel with each other and covered with rubber, arranged on the outer side in the tire radial direction of the carcass WT> Ww ≧ (3/4) WT, where the width of the tread is WT, the width of the wide belt ply is Ww, and the width of the narrow belt ply is Wn. (3/5) A belt having a relationship of Ww ≧ Wn ≧ (2/15) Ww and a tire side portion composed of a main rubber are provided, and the tire side portion has a Young's modulus higher than that of the main rubber. High secondary rubber Secondary rubber layer formed Te, characterized in that it is disposed.
[0020]
The operation of the first aspect of the invention will be described.
[0021]
By making the width of one of the two belt plies, that is, the outer layer or the inner layer, smaller than the width of the other belt plies, the belt becomes a single layer in the vicinity of the shoulder portion, and the circumferential tensile rigidity is remarkably increased. Since it can reduce, the shear force in a sliding area | region can be earned effectively.
[0022]
By the way, making the width Ww of the wide belt ply narrower than 3/4 of the tread width WT causes a significant decrease in steering stability, durability, and trauma resistance during turning. Therefore, by making the width of the wide belt ply wider than 3/4 of the tread width, predetermined steering stability, durability, and damage resistance are secured.
[0023]
By setting the width Wn of the narrower belt ply to be smaller than 2/15 of the width Ww of the wider belt ply, the steering stability, durability and trauma resistance during turning can be significantly reduced. In some cases, Wn ≧ (2/15) Ww is preferable.
[0024]
Further, by setting the width Wn of the narrower belt ply to be smaller than 3/5 of the width Ww of the wider belt ply ((3/5) Ww ≧ Wn), the belt circumference near the shoulder portion is set. The directional tensile rigidity can be further reduced, and the sliding region shear force can be more effectively obtained.
[0025]
In addition, it is a well-known fact that the in-plane rotational rigidity of the tire side portion increases by providing a sub rubber layer made of a sub rubber having a higher Young's modulus than the main rubber constituting the tire side portion. By suppressing side rotation and shear deformation during braking, a difference in displacement occurs between the tire side and the tread base, so the tread base returns before the tread base (belt) kicks out from directly under the load. The tendency to try can be made remarkable.
[0026]
By combining such a carcass structure and the belt structure, it is possible to effectively obtain shear force in the slip region, and can suppress the decrease in μ in the high slip rate region, and effectively use the ABS of the vehicle. It becomes possible to do.
[0027]
The invention according to claim 2 is a pneumatic tire having a plurality of circumferential grooves extending substantially parallel to the tire circumferential direction on the tread, wherein the plurality of cords are arranged in parallel to each other and covered with rubber. Carcass ply and two belt plies arranged on the outer side in the tire radial direction of the carcass and having different widths in which a plurality of cords are arranged parallel to each other and covered with rubber. When the width of the wide belt ply is Ww and the width of the narrow belt ply is Wn, WS> Ww ≧ (3/4) WS, (3/5) Ww ≧ Wn ≧ (2/15) Ww And a tire side portion composed of a main rubber, and the tire side portion is provided with a sub rubber layer formed of a sub rubber having a higher Young's modulus than the main rubber. That features To.
[0028]
The operation of the second aspect of the invention will be described.
[0029]
Similarly to the pneumatic tire according to claim 1, the pneumatic tire according to claim 2 can effectively obtain a shearing force in a slip region, and can suppress a decrease in μ in a high slip rate region. The ABS of the vehicle can be used effectively.
[0030]
The difference between the pneumatic tire according to claim 2 and the pneumatic tire according to claim 1 is only in the method of defining the width Ww of the wide belt ply and the width Wn of the narrow belt ply.
[0031]
When the shoulder shape is a square shoulder shape (angular shape), the tread width WT can be measured, but when the shoulder shape is a round shoulder shape (substantially arc shape), the position of the tread edge is unclear and the tread width WT is In the case of a round shoulder-shaped pneumatic tire, it is more convenient to specify the width Ww of the wide belt ply and the width Wn of the narrow belt ply on the basis of the ground contact width WS because it cannot be measured accurately. It is.
[0032]
Here, the contact width is measured with the following load, internal pressure, and load.
[0033]
The load is the maximum load (maximum load capacity) of a single wheel at the applicable size (ply rating) described in the following standard, and the internal pressure is the maximum single wheel at the applicable size described in the following standard. The air pressure corresponding to the load (maximum load capacity), and the rim is a standard rim (or “Approved Rim” or “Recommended Rim”) in the applicable size described in the following standards.
[0034]
The standard is determined by an industrial standard effective in the region where the tire is produced or used. For example, in the United States it is “The Tire and Rim Association Inc. Year Book”, in Europe it is “The European Tire and Rim Technical Organization Standards Manual”, and in Japan it is the Japan Automobile Tire Association “JATMA Year Book”. It is prescribed.
[0035]
The invention according to
[0036]
The operation of the third aspect of the invention will be described.
[0037]
If the length L along the carcass line of the auxiliary rubber layer is 0.5 times or more of the length Ls along the carcass line from the ground contact end to the ply turn-up end, the in-plane rigidity of the tire side portion will increase too much and It causes a decrease in comfort. Therefore, a predetermined riding comfort can be ensured by setting Ls <0.5 × L.
[0038]
The invention according to claim 4 is the invention according to any one of claims 1 to 3, wherein one end of the auxiliary rubber layer on the bead side is located closer to the ground plane than the ply turn-up end on the ground plane. It is characterized by.
[0039]
The operation of the fourth aspect of the invention will be described.
[0040]
Conventionally, the rubber layer for improving the in-plane rigidity of the tire side surface portion is usually disposed in the vicinity of the ply folding end. However, in the case of the present invention, since the shear rigidity in the region close to the road surface is improved and the displacement difference between the tire side portion and the tread base is increased, the tread base attempts to return while kicking from directly under the load. The phenomenon can be effectively extracted.
[0041]
The invention according to claim 5 is characterized in that, in the invention according to any one of claims 1 to 4, one end of the auxiliary rubber layer on the grounding surface side is located on the bead side with respect to the grounding end.
[0042]
The operation of the invention described in claim 5 will be described.
[0043]
If the auxiliary rubber layer is disposed on the inner side (equatorial plane side) than the ground contact end, the durability of the tire is lowered, which is not preferable. Therefore, the durability of the tire is ensured by disposing one end of the auxiliary rubber layer on the ground contact surface side on the bead side with respect to the ground contact end.
[0044]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an embodiment of the pneumatic tire of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0045]
As shown in FIG. 2, the
[0046]
The
[0047]
A
[0048]
The
[0049]
Each of the
[0050]
As shown in FIG. 1, the belt ply 24 arranged on the inner side in the tire radial direction (arrow IN direction side) has an angle θ <b> 1 (22 ° in the present embodiment) with the
[0051]
On the other hand, in the belt ply 26 arranged on the outer side in the tire radial direction, the
[0052]
The belt ply 26 is formed to be narrower than the
[0053]
As shown in FIGS. 2 and 3, a
[0054]
The
[0055]
Further, the tire
[0056]
(Function)
In the
[0057]
Further, since the
[0058]
Accordingly, the rotation and shear deformation of the
[0059]
In the
[0060]
Further, since the
[0061]
The length Ls along the carcass line of the
[0062]
Alternatively, if the width W2 of the narrow belt ply 26 is larger than 3/5 of the width W1 of the
[0063]
Therefore, by setting Wn ≦ (3/5) × Ww, the circumferential tensile rigidity can be significantly reduced.
[0064]
Further, if the width W1 of the wide belt ply 24 is set to be smaller than 3/4 of the tread width WT, or the width W2 of the narrow belt ply 26 is set to be smaller than 2/15 of the width W1 of the
[0065]
Therefore, predetermined steering stability, durability, and the like are ensured by setting Ww ≧ (3/4) × WT and Wn ≧ (2/15) × Ww.
[Second Embodiment]
Next, 2nd Embodiment of the pneumatic tire of this embodiment is described according to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected about the same structure as 1st Embodiment, and the detailed description is abbreviate | omitted.
[0066]
As shown in FIG. 4, the
[0067]
In the
[0068]
Other operations and effects are the same as those in the first embodiment.
(Other embodiments)
In the above embodiment, the wide belt ply 24 (or the belt ply 26) and the narrow belt ply 26 (or the belt ply 24) are combined, and the tread width WT (or ground contact width WS), the width W1 of the
[0069]
The cord angle of the belt ply may be a small angle with respect to the tire circumferential direction at the center portion in the belt width direction, and may be a large angle with respect to the tire circumferential direction at both ends in the belt width direction.
[0070]
Furthermore, the
[0071]
The
(Test example)
In order to confirm the effect of the present invention, one type of tire of a conventional example, four types of tires of comparative examples, and three types of tires of examples to which the present invention was applied were prepared and subjected to a braking test.
[0072]
The braking test was performed by assembling a test tire on a 5.5 J rim at an internal pressure of 200 KPa and mounting it on an actual vehicle. The test conditions are as follows.
Tire size: 195 / 65R14
Vehicle: FF passenger car (ABS equipped car)
Installation position: 4 wheel front wheel load: 4.01 kN
Rear wheel load: 3.14kN
Road surface: Asphalt water depth: 2mm
Initial speed: 80km / h
The ABS operation test tire is as follows. In addition, description is only described about a different point on the basis of Example 1 (pneumatic tire of 1st Embodiment).
[0073]
Example 1: The pneumatic tire according to the first embodiment described above.
[0074]
Example 2: A pneumatic tire according to the second embodiment described above.
[0075]
Comparative Example 1: Although the structure conforms to the first embodiment described above, as shown in FIG. 5, the tire has a
[0076]
Comparative Example 2: Although the structure conforms to the first embodiment described above, as shown in FIG. 6, the tire has a structure in which the
[0077]
Comparative Example 3: Although the structure conforms to the first embodiment described above, as shown in FIG. 7, the end portion of the
[0078]
Comparative Example 4: Although the structure conforms to the first embodiment described above, as shown in FIG. 8, both the
[0079]
Conventional Example: A structure according to the first embodiment described above, but as shown in FIG. 9, a tire in which the width W1 of the belt ply 24 is set to 150 mm and the width W2 of the belt ply 26 is set to 141 mm. Incidentally, W2 = 0.94 × W1.
[0080]
Here, the ratio (Ms / Mc) of the tensile rigidity Ms on the shoulder side of the belt layer of each tire and the tensile rigidity Mc of the center was measured. Here, the shoulder side of the belt layer refers to a belt layer having a width of 10% centered on a position of 90% of the ground contact width from one end of the ground contact width in the tire width direction when a predetermined load is applied. The center of the belt layer refers to a belt layer having a width of 10% around the equator plane. In Comparative Example 4, since the belt layer does not exist on the shoulder side of the belt layer, the value of Ms / Mc was set to 0.0.
[0081]
In the comparative evaluation, the braking distance (the distance traveled from the start to the stop of the braking) performed under the above-described conditions was indicated as an index with the conventional tire as 100. The numerical value indicates that the smaller the distance for convenience, the shorter and better the braking distance. The results are shown in Table 1 below.
[0082]
[Table 1]
[0083]
As a result of the test, the tires of Examples 1 and 2 to which the present invention is applied have a significantly shortened braking distance as compared with the tires of Comparative Examples 1 to 4 and the conventional example, and the braking performance is improved. I understand that.
[0084]
【The invention's effect】
As described above, according to the pneumatic tire of the present invention, it is possible to effectively use the ABS of the vehicle, and there is an excellent effect that the braking performance can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a belt and a carcass of a pneumatic tire according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the rotation axis of the pneumatic tire according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a plan view of the tread of the pneumatic tire according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a plan view of a belt and a carcass of a pneumatic tire according to a second embodiment of the present invention.
5 is a plan view of a belt and a carcass of a pneumatic tire of Comparative Example 1. FIG.
6 is a cross-sectional view of the pneumatic tire of Comparative Example 2 along the rotation axis. FIG.
7 is a cross-sectional view of the pneumatic tire of Comparative Example 3 along the rotation axis. FIG.
8 is a plan view of a belt and a carcass of a pneumatic tire of Comparative Example 4. FIG.
FIG. 9 is a plan view of a belt and a carcass of a conventional pneumatic tire.
FIG. 10A is an explanatory view showing a deformed state of a grounded block of a conventional pneumatic tire, and FIG. 10B shows a deformed state of a grounded block of the pneumatic tire of the present invention. It is explanatory drawing, (C) is sectional drawing of the block which is not deform | transforming, (D) is explanatory drawing explaining the state of the contact surface vicinity of the tire at the time of braking.
[Explanation of symbols]
10
Claims (5)
複数本のコードを互いに平行に並べてゴムで被覆したカーカスプライからなるカーカスと、
前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置され、複数本のコードを互いに平行に並べてゴムで被覆した幅の異なる2枚のベルトプライから構成され、トレッド幅をWT、幅広のベルトプライの幅をWw 、幅狭のベルトプライの幅をWn としたときに、WT > Ww ≧(3/4)WT、(3/5)Ww ≧ Wn ≧(2/15)Wwの関係が成立するベルトと、
主ゴムから構成されるタイヤサイド部と、
を備え、タイヤサイド部には、主ゴムよりもヤング率の高い副ゴムによって形成された副ゴム層が配設されたことを特徴とする空気入りタイヤ。A pneumatic tire having a plurality of circumferential grooves extending substantially parallel to the tire circumferential direction on the tread,
A carcass made of a carcass ply in which a plurality of cords are arranged in parallel with each other and covered with rubber;
It is arranged on the outer side in the tire radial direction of the carcass, and is composed of two belt plies having different widths in which a plurality of cords are arranged in parallel with each other and covered with rubber, the tread width is WT, the width of the wide belt ply is Ww, When the width of the narrow belt ply is Wn, a belt satisfying the relationship of WT> Ww ≧ (3/4) WT, (3/5) Ww ≧ Wn ≧ (2/15) Ww,
Tire side parts composed of main rubber,
A pneumatic tire characterized in that a secondary rubber layer formed of a secondary rubber having a higher Young's modulus than the main rubber is disposed on the tire side portion.
複数本のコードを互いに平行に並べてゴムで被覆したカーカスプライからなるカーカスと、
前記カーカスのタイヤ径方向外側に配置され、複数本のコードを互いに平行に並べてゴムで被覆した幅の異なる2枚のベルトプライから構成され、タイヤの接地幅をWS、幅広のベルトプライの幅をWw 、幅狭のベルトプライの幅をWn としたときに、WS > Ww ≧(3/4)WS、(3/5)Ww ≧ Wn ≧(2/15)Wwの関係が成立するベルトと、
主ゴムから構成されるタイヤサイド部と、
を備え、タイヤサイド部には、主ゴムよりもヤング率の高い副ゴムによって形成された副ゴム層が配設されたことを特徴とする空気入りタイヤ。A pneumatic tire having a plurality of circumferential grooves extending substantially parallel to the tire circumferential direction on the tread,
A carcass made of a carcass ply in which a plurality of cords are arranged in parallel with each other and covered with rubber;
It is arranged on the outer side in the tire radial direction of the carcass, and is composed of two belt plies with different widths in which a plurality of cords are arranged in parallel to each other and covered with rubber, and the ground contact width of the tire is WS and the width of the wide belt ply is Ww, where the width of the narrow belt ply is Wn, and a belt satisfying the relationship WS> Ww ≧ (3/4) WS, (3/5) Ww ≧ Wn ≧ (2/15) Ww,
Tire side parts composed of main rubber,
A pneumatic tire characterized in that a secondary rubber layer formed of a secondary rubber having a higher Young's modulus than the main rubber is disposed on the tire side portion.
Ls<0.5×L
の関係が成立することを特徴とする請求項1または2記載の空気入りタイヤ。When the length along the carcass line from the ply folded end to the ground end is L, and the length along the carcass line of the sub rubber layer is Ls,
Ls <0.5 × L
The pneumatic tire according to claim 1, wherein the relationship is established.
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