JP4738918B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、ビード部に補強ゴム層を設けてカーカスプロファイルを適正化することにより、乗り心地性を向上させた空気入りタイヤに関する。

図４（Ａ）に示すように、空気入りタイヤの骨格をなすカーカスプライａは、ビードコアｂ、ｂ間を跨るプライ本体部ａ１の両端を、該ビードコアｂの廻りでタイヤ軸方向内から外に折り返すことにより係止されるとともに、前記プライ本体部ａ１と折返し部ａ２との間には、ビード補強用のビードエーペックスゴムｃが配されている。

そして、タイヤに正規内圧を充填した正規内圧状態において、前記プライ本体部ａ１は、ビードコアｂからタイヤ半径方向外側かつタイヤ軸方向外側に向かって、いったんタイヤ外側に中心を有する凹円弧状に湾曲し、しかる後タイヤ内腔側に中心を有する凸円弧状に湾曲しながらトレッドまで延在している。即ちビード側の逆Ｒの凹円弧領域ｙ１と、トレッド側の凸円弧領域ｙ２とからなる凹凸のカーカスプロファイルを有する。

このようなカーカスプロファイルでは、タイヤがたわみ変形する凸円弧領域ｙ２が少ないため、突起乗越し時の反力が大きく、ショック吸収性に劣るなど乗り心地性に問題がある。なお図４（Ｂ）に示す如く、ビードエーペックスゴムｃを小型化し、凸円弧領域ｙ２の占める割合を高めることも提案されている。しかし斯かる場合には、タイヤ剛性が不充分となりハンドル応答性が減じるとともに、振動の収束性が損なわれ、ブルブル感となってタイヤに揺れが発生する傾向となる。

そこで本発明は、ビード部かつカーカスのプライ本体部の内側に、タイヤ内腔側に中心を有する凸円弧状をなし前記プライ本体部の内面を保持する保持面を有する補強ゴム層を設けることを基本として、ハンドル応答性や振動の収束性を損ねることなく、ショック吸収性（突起乗り越し性）を高めることができ、操縦安定性を維持しながら乗り心地性を向上しうる空気入りタイヤを提供することを目的としている。

特開平３−１９３５１０号公報

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を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、前記ビードコアからタイヤ半径方向外方にのびるビードエーペックスゴムとを具えた空気入りタイヤであって、
前記ビード部に、前記プライ本体部のタイヤ内腔側内面に接してのびる保持面を有しかつ該保持面がタイヤ内腔側に中心を有する円弧状に湾曲する略三日月状の補強ゴム層を設けるとともに、
タイヤを正規リムに装着しかつ正規内圧を充填した無負荷の正規内圧状態において、前記プライ本体部は、前記保持面に沿いかつ該プライ本体部がタイヤ軸方向外側に最も突出するカーカス最大巾点から、プライ本体部がビードコアから離間を開始する離間開始点までの範囲の９５％以上の領域Ｙで、タイヤ内腔側に中心を有する円弧状に滑らかに湾曲することを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記補強ゴム層は、ゴム硬度が８０〜１００°の硬質のゴムからなることを特徴としている。
又請求項３の発明では、前記補強ゴム層は、そのタイヤ半径方向外端のビードベースラインからの半径方向高さＨ１を、前記ビードエーペックスゴムのタイヤ半径方向外端のビードベースラインからの半径方向高さＨ２より大、かつ前記カーカス最大巾点のビードベースラインからの半径方向高さＨ３より小としたことを特徴としている。
又請求項４の発明では、前記補強ゴム層は、その最大厚さＴmax を１．０〜１５．０ｍｍとしたことを特徴としている。

本明細書では、ゴム硬度は、温度２５℃の雰囲気下で測定したるデュロメータータイプＡによる硬さである。又前記「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" を意味するが、乗用車用タイヤの場合には１８０ｋＰａとする。なお特に断りがない限り、タイヤの各部の寸法等は、前記正規内圧状態で特定される値とする。

本発明は叙上の如く、ビード部かつカーカスのプライ本体部の内側に、タイヤ内腔側中心を有する凸円弧状をなしかつ前記プライ本体部の内面に接する保持面を有する略三日月状の補強ゴム層を設け、これにより、カーカス最大巾点と、ビードコア離間開始点との間の範囲の９５％以上の領域Ｙにおいてカーカスプロファイルを、タイヤ内腔側に中心を有する滑らかな円弧としている。従って、タイヤのたわみ変形域を十分確保でき、突起乗越し時の反力を抑え、ショック吸収性を向上しうる。又前記補強ゴム層の形成によってタイヤ剛性が確保されるため、ハンドル応答性等の操縦安定性の低下、及び振動収束性等の低下をそれぞれ抑制することができる。

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の正規内圧状態を示す断面図、図２はそのビード部を拡大して示す断面図である。
図１に示すように、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、前記ビードコア５からタイヤ半径方向外方にのびるビードエーペックスゴム８と、ビード部４かつ前記カーカス６のタイヤ内腔側に配される略三日月状の補強ゴム層１０とを具える。又カーカス６の半径方向外側かつトレッド部２の内部には、トレッド補強用の強靱なベルト層７が配される。

前記ベルト層７は、スチールコード等の高強力のベルトコードをタイヤ周方向に対して例えば１０〜３５゜程度で配列した２枚以上、本例では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから形成される。このベルト層７は、各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。本例では、ベルト層７の半径方向外側には、高速耐久性を高める目的で、例えばナイロン等の有機繊維のバンドコードを周方向に対して５度以下の角度で螺旋巻きしたバンド層９が配される。バンド層９としては、前記ベルト層７のタイヤ軸方向外端部のみを被覆する左右一対のエッジバンドプライ、及びベルト層７の略全巾を覆うフルバンドプライが適宜使用でき、本例では、１枚のフルバンドプライからなるものを例示している。

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から形成される。カーカスコードとしては、ナイロン、ポリエステル、レーヨン、芳香族ポリアミド等の有機繊維コードが好適に採用される。又カーカスプライ６Ａは、ビードコア５，５間を跨るプライ本体部６ａの両側に、該ビードコア５の周りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返して係止されるプライ折返し部６ｂを一連に具える。

そしてビード部４には、図２に示すように、このプライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとの間を通り、前記ビードコア５から半径方向外側にのびるビードエーペックスゴム８が配されるとともに、前記プライ本体部６ａのタイヤ内腔側には、補強ゴム層１０が配される。

前記補強ゴム層１０は、ゴム硬度Ｈｓ１が８０〜１００°の硬質のゴムからなり、厚肉の中央部１０Ａから、それぞれ半径方向内方及び外方に向かって厚さを漸減させてのびる略三日月状断面を有する。又補強ゴム層１０のタイヤ軸方向外側面Ｓｏは、前記プライ本体部６ａのタイヤ内腔側内面に接して該プライ本体部６ａを保持する保持面Ｓ１をなし、しかもこの保持面Ｓ１はタイヤ内腔側に中心を有する凸円弧状に湾曲している。

ここで、補強ゴム層１０のタイヤ半径方向外端のビードベースラインＢＬからの半径方向高さＨ１は、前記ビードエーペックスゴム８のタイヤ半径方向外端のビードベースラインＢＬからの半径方向高さＨ２よりも大、かつ該プライ本体部６ａがタイヤ軸方向外側に最も突出するカーカス最大巾点ＰｍのビードベースラインＢＬからの半径方向高さＨ３よりも小に設定するのが好ましい。このとき前記補強ゴム層１０は、前記中央部１０Ａに最大厚さＴmax を有し、かつその最大厚さＴmax を、１．０〜１５．０ｍｍの範囲に設定している。

又補強ゴム層１０のタイヤ半径方向外端、及び内端は、この補強ゴム層１０のタイヤ軸方向内側面Ｓｉ（タイヤ内腔側内面）が、前記プライ本体部６ａのタイヤ内腔側内面と滑らかに繋がるように、直径０．５ｍｍ以下の小円弧、或いはシャープなエッジ状に形成される。

なお補強ゴム層１０のタイヤ軸方向内側面Ｓｉは、特に規制されることがなく、例えばタイヤ内腔側に中心を有する凸円弧状、或いは本例の如く略直線状に形成することもできる。又図３に示すように、タイヤ外側に中心を有する凹円弧状に形成することもできる。

又前記ビードエーペックスゴム８は、前記ビードコア５から半径方向外側に先細状にのびる断面略三角形状をなし、その外端の前記半径方向高さＨ２は、前記カーカス最大巾点Ｐｍの半径方向高さＨ３の０．１〜０．５倍の範囲と低く設定されている。なおビードエーペックスゴム８も、ゴム硬度Ｈｓ２が７０〜１００°の硬質のゴムから形成され、前記補強ゴム層１０と協働して、ビード部４からサイドウォール部３にかけて補強し、タイヤ横剛性を確保して、ハンドル応答性を含む操縦安定性を高く維持する。

そして本実施形態のタイヤ１では、前記補強ゴム層１０の凸円弧状の保持面Ｓ１に、カーカス６のプライ本体部６ａが保持される。これにより、前記正規内圧状態において、前記プライ本体部６ａは、前記カーカス最大巾点Ｐｍから、離間開始点Ｐｅまでの範囲の９５％以上の領域Ｙにおけるカーカスプロファイルを、タイヤ内腔側に中心を有して滑らかに曲する凸円弧形状ｚＬで構成している。即ちカーカス最大巾点Ｐｍよりも半径方向内側のカーカスプロファイルにおいて凸円弧形状ｚＬとなる凸円弧プロファイル域の半径方向長さＬａを、前記カーカス最大巾点Ｐｍから離間開始点Ｐｅまでの半径方向長さＬ０の９５％以上としている。なお前記「離間開始点Ｐｅ」とは、プライ本体部６ａがビードコア５から離間を開始する点を意味する

前記凸円弧形状ｚＬは、単一の曲率半径からなる円弧、もしくは複数の曲率半径を組み合わせた複合円弧であっても良い。又カーカスプロファイルは、当然ではあるが、前記カーカス最大巾点Ｐｍよりも半径方向外側の領域においてもタイヤ内腔側に中心を有する凸円弧形状ｚＵで構成され、この凸円弧形状ｚＵと前記凸円弧形状ｚＬとは、滑らかに連続している。

このように、カーカス最大巾点Ｐｍからビードコア離間開始点Ｐｅまでの範囲の９５％以上、さらに好ましくは１００％の領域Ｙにおいて、プライ本体部６ａが、凸円弧形状ｚＬのプロファイルを有する。即ち、Ｌａ／Ｌ０を９５％以上、さらに好ましくは１００％としているため、タイヤのたわみ変形域を十分に確保することが可能となる。従って、突起乗越し時の衝撃を分散でき、その反力を低く抑えうるなどショック吸収性を向上することができる。又前記補強ゴム層１０の形成によってタイヤ剛性、特にタイヤ横剛性が確保されるため、ハンドル応答性を含む操縦安定性を高く維持することができる。しかもタイヤ剛性の適度のアップにより、前記たわみ変形域の増加による振動収束性の低下を抑制することができ、ブルブル感、フワフワ感といったタイヤの揺れを防止することが可能となる。

なお前記補強ゴム層１０のゴム硬度Ｈｓ１が８０°より小では、補強効果が不充分となって操縦安定性の低下を招くとともに、未加流状態での粘弾性に劣り、加流成型時のカーカスプライ６Ａへの押し付け力が不足して、前記凸円弧形状ｚＬのプロファイルをうることが難しくなる。逆に、ゴム硬度Ｈｓ１が１００°を超えると、補強ゴム層１０がカーカスプライ６Ａから剥離傾向となるなど、新たな損傷の恐れを招く。

又補強ゴム層１０の最大厚さＴmax が１．０ｍｍより小、及び半径方向高さＨ１がビードエーペックスゴム８の半径方向高さＨ２以下の場合には、補強効果が不充分となって操縦安定性の低下を招く。逆に、最大厚さＴmax が１５．０ｍｍより大では、ビード部４のボリュウムが過大となって、不必要な重量増加を招くほか、内部発熱が高まりビード耐久性を低下させる。又前記半径方向高さＨ１がビードエーペックスゴム８の半径方向高さＨ２以上では、補強ゴム層１０の外端に応力が集中して損傷を起こす傾向となる。

なお本例では、前記カーカス６のプライ折返し部６ｂの外端のビードベースラインＢＬからの半径方向高さＨ４は、前記補強ゴム層１０の半径方向高さＨ１より大であることが、ビードエーペックスゴム８の外端及び補強ゴム層１０の外端での剛性変化を円滑化し応力集中を抑制する上で好ましい。

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うる。

図１の構造をなすタイヤサイズが１９５／６５Ｒ１５の空気入りタイヤを表１の仕様に基づき試作するとともに、各試供タイヤの突起乗り越し性、及び操縦安定性をテストした。

（１）突起乗り越し性：
供試タイヤをリム（１５×５．５Ｊ）、内圧（２３０ｋＰａ）の条件下で、ミニバン（排気量２０００ｃｃ、ＦＦ車）の全輪に装着し、タイヤ１本当たり４．３６ｋＮの荷重のもとに６０km／Ｈの速度で路上に設置した１０mm×１０mmの角材をのりこえたときの、衝撃をドライバーの官能評価により比較例１を３とする５点法で表示している。数値の大きい方が良好である。

（２）操縦安定性：
前記車両を用い、ドライアスファルト路のタイヤテストコースを走行し、ハンドル応答性、剛性感、グリップ等に関する特性をドライバーの官能評価により比較例１を１００とする指数で表示している。指数の大きい方が良好である。

表１の如く実施例のタイヤは、操縦安定性を損ねることなく、ショック吸収性を高め突起乗越し性を向上しうるのが確認できる。

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。 そのビード部を拡大して示す断面図である。 補強ゴム層の他の例を示す断面図である。 （Ａ）は従来タイヤのカーカスプロファイルの一例を示す断面図、（Ｂ）は、他の例を示す断面図である。

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
１０ 補強ゴム層
ＢＬ ビードベースライン
Ｐｍ カーカス最大巾点
Ｐｅ 離間開始点
Ｓ１ 保持面

Claims (4)

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を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、前記ビードコアからタイヤ半径方向外方にのびるビードエーペックスゴムとを具えた空気入りタイヤであって、
   前記ビード部に、前記プライ本体部のタイヤ内腔側内面に接してのびる保持面を有しかつ該保持面がタイヤ内腔側に中心を有する円弧状に湾曲する略三日月状の補強ゴム層を設けるとともに、
   タイヤを正規リムに装着しかつ正規内圧を充填した無負荷の正規内圧状態において、前記プライ本体部は、前記保持面に沿いかつ該プライ本体部がタイヤ軸方向外側に最も突出するカーカス最大巾点から、プライ本体部がビードコアから離間を開始する離間開始点までの範囲の９５％以上の領域Ｙで、タイヤ内腔側に中心を有する円弧状に滑らかに湾曲することを特徴とする
   空気入りタイヤ。
   
2. 前記補強ゴム層は、ゴム硬度が８０〜１００°の硬質のゴムからなることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記補強ゴム層は、そのタイヤ半径方向外端のビードベースラインからの半径方向高さＨ１を、前記ビードエーペックスゴムのタイヤ半径方向外端のビードベースラインからの半径方向高さＨ２より大、かつ前記カーカス最大巾点のビードベースラインからの半径方向高さＨ３より小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。
4. 前記補強ゴム層は、その最大厚さＴmax を１．０〜１５．０ｍｍとしたことを特徴とする請求項１〜３記載の何れかに記載の空気入りタイヤ。

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