JP5364294B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
以下に、従来の改良方法をいくつか紹介する。
さらに、本発明では、タイヤの基本的性能の1つである、耐久性能にも着目し、特に乗用車用タイヤにおいて希求される、優れた高速耐久性能を、上記した耐摩耗性能及び転がり抵抗の改善に併せて実現することを目的とする。
そこで、歪エネルギーロスを低減する方途を鋭意究明したところ、トレッドのクラウン部に丸みを持たせると、タイヤの接地幅は狭くなり、接地幅を狭めることが出来れば、トレッド部で変形するゴムの体積が減少し、歪エネルギーロスが低減することを見出し、本発明を完成するに到った。
(1)一対のビード部間にトロイダル状に跨るカーカスを骨格として、該カーカスのクラウン部の径方向外側に、タイヤの赤道面に対して傾斜した向きに延びるコードの多数本をゴムで被覆した、少なくとも2層の傾斜ベルト層を含むベルトを有し、該ベルトの径方向外側にトレッドを配置した空気入りタイヤであって、
該タイヤを適用リムに装着した状態のタイヤ幅方向断面において、接地時に略接地域に対応した幅を持った前記傾斜ベルト層の最外側層の半幅HBWに対する、当該最外側層の幅方向中心部と幅方向端部との径差BDの比BD/HBWが0.10以上0.13以下であり、
前記タイヤの断面高さSHに対する、タイヤの最大幅位置にタイヤの回転軸と平行に引いた線分とビードトゥにタイヤの回転軸と平行に引いた線分との最短距離SWhの比SWh/SHが0.55以下であることを特徴とする空気入りタイヤ。
該タイヤを適用リムに装着した状態のタイヤ幅方向断面において、接地時に略接地域に対応した幅を持った前記傾斜ベルト層の最外側層の半幅HBWに対する、当該最外側層の幅方向中心部と幅方向端部との径差BDの比BD/HBWが0.10以上0.13以下であり、
前記傾斜ベルト層の最外側層の幅方向端部からビードコアの内側に至るカーカスラインにおいて最小曲率半径を示す部分が、タイヤの断面高さSHの1/2点より径方向内側に位置することを特徴とする空気入りタイヤ。
該少なくとも1層の周方向ベルト層は、前記傾斜ベルト層の径方向内側で、タイヤの赤道面を含む領域に配置される周方向ベルト層センター部と、前記傾斜ベルト層の径方向外側で、前記傾斜ベルト層のうち幅が最も広い傾斜ベルト層の幅方向最外側端を含む領域に配置される周方向ベルト層ショルダー部と、からなることを特徴とする空気入りタイヤ。
図1に、本発明に従うタイヤについて、その幅方向断面を示す。同図において、符号1は一対のビードコアであり、これらビードコア1間にトロイダル状に跨る、コードのラジアル配列プライからなるカーカス2を骨格として、該カーカス2のクラウン部の径方向外側に、タイヤの赤道面CLに対して傾斜した向きに延びるコードの多数本をゴムで被覆した、少なくとも2層、図示例で2層の傾斜ベルト層3aおよび3bを配置し、さらに傾斜ベルト層3aの径方向外側に、タイヤの赤道面CLに沿って延びるコードの多数本をゴムで被覆した、少なくとも1層、図示例で1層の周方向ベルト層4を配置し、これらベルトの径方向外側にトレッド5を配置してなる。
なお、比GB/GAは0.95以下であることが好ましい。なぜなら、0.95を超えると、発熱耐久性の向上や転がり抵抗の低減が十分に達成されない可能性がある。
そこで、図3に、周方向ベルト層4を傾斜ベルト層3の径方向外側に配置した場合のベルト変形をタイヤの側面側からみた模式図を示し、転がり抵抗について検討する。図3に示す場合は、周方向ベルト層4を設けない場合と比較して、周方向ベルト層4の径方向外側のトレッド部では周方向のせん断変形(2点鎖線参照)は低減されるが、周方向ベルト層4と傾斜ベルト層3との間ではせん断変形(2点鎖線参照)が発生することがわかる。それゆえ、周方向ベルト層4を傾斜ベルト層3の径方向外側に配置すると、トレッド部のせん断変形の低減が、周方向ベルト層4と傾斜ベルト層3との間のせん断変形によって相殺され、転がり抵抗低減の効果は、周方向ベルト層4を設けない場合よりわずかに改善されるだけであることが分かった。
一方、上記の高速耐久性に関する制約を受けないトレッド中央部分では、図5に示すように、傾斜ベルト層3の径方向内側であってタイヤの赤道面CLを含む領域に周方向ベルト層4を部分的に配置する。この部分を周方向ベルト層センター部4bという。
このように、周方向ベルト層を、傾斜ベルト層3の径方向内側のタイヤ赤道面CLを含む領域に配置される周方向ベルト層センター部4bと、傾斜ベルト層3の径方向外側の傾斜ベルト層幅方向最外側端を含む領域に配置される周方向ベルト層ショルダー部4aとから構成することで、転がり抵抗の低減および高速耐久性の向上を達成することができる。
サイズ225/45R17 91Wのタイヤを、表1に示す仕様の下に作製し、7.5J×17のリムに装着し、JIS D4230高速性能試験Aを外径2mドラムで実施した。
各供試タイヤの基本形状は図1に示す通りであり、ベルト構造は図8(a)、(b)に示すとおりである。従来構造1のタイヤは、傾斜ベルト層3a、3bは赤道面CLに対して24°の傾斜角度で配置したスチールコードを層間で相互に交差させた2層からなり、ベルト全幅は、外層3aが165mm、内層3bが175mmである。検討構造1〜3のタイヤは、傾斜ベルト層3a、3bの径方向外側に、ナイロンコードによる周方向ベルト層40(ベルト全幅が180mmにわたる)と周方向ベルト層ショルダー部4aとを具える。周方向ベルト層ショルダー部4aの幅方向外側端部は、傾斜ベルト層の幅方向外側端部より2.5mm幅方向外側に位置する。検討構造1〜3のタイヤは、周方向ベルト層ショルダー部4aの幅を表1に示すとおりに変更したものである。
表1より、周方向ベルト層ショルダー部4aの幅が、傾斜ベルト層の最外側層3aの半幅HBWの20%以上のとき、高速性能が良化していることが分かる。
図5に示す形状及び構造で、サイズ225/45R17 91Wのタイヤを作製し、7.5J×17のリムに装着し、内圧を230kPaに調整した上で、荷重を4.5kN、時速80.0km/hの条件にて転がり抵抗測定を実施し、結果を図7に示す。なお、この転がり抵抗測定は、ISO18164に準拠し、スムースドラム、フォース式にて実施したものである。
図7の縦軸は、上述した従来構造1のタイヤ(2層の傾斜ベルト層を有し、周方向ベルト層を有さない)に対する転がり抵抗の改良率を表し、横軸は、周方向ベルト層センター部の幅の径方向最外層の傾斜ベルト層の半幅HBWに対する比を表す。
図7より、周方向ベルト層センター部の幅が半幅HBWに対して20%以上のとき、転がり抵抗が大きく改良されることがわかる。
サイズ225/45R17 91Wのタイヤを、表2に示す仕様の下に作製し、7.5J×17のリムに装着し、JIS D4230高速性能試験Aを外径2mドラムで実施した。
各供試タイヤの基本形状は図1に示す通りであり、ベルト構造は図8(c)、(d)に示すとおりである。従来構造2のタイヤは、傾斜ベルト層3a、3bと周方向ベルト層40と第1の周方向ベルト層ショルダー部4aとを具える。傾斜ベルト層3a、3bは赤道面CLに対して24°の傾斜角度で配置したスチールコードを層間で相互に交差させた2層からなり、ベルト全幅は、外層3aが165mm、内層3bが175mmである。周方向ベルト層40のベルト全幅は180mmである。第1の周方向ベルト層ショルダー部4aの幅方向外側端部は、幅広の傾斜ベルト層3aの幅方向外側端部より2.5mm幅方向外側に位置する。
検討構造4〜8のタイヤは、従来構造2の周方向ベルト層40を、周方向ベルト層センター部40bと周方向ベルト層ショルダー部40a(以下、第2の周方向ベルト層ショルダー部という)に分割し、周方向ベルト層センター部40bを傾斜ベルト層3a、3bの径方向内側に、第2の周方向ベルト層ショルダー部を第1の周方向ベルト層ショルダー部の径方向外側に具える。第1および第2の周方向ベルト層ショルダー部および周方向ベルト層センター部の幅と各層間の隙間は表2に示すとおりである。表2の隙間の幅で、「+」は隙間の幅を表し、「−」は重なりの幅を示す。
表2より、第1および第2の周方向ベルト層ショルダー部の幅が、傾斜ベルト層の最外側層3aの半幅HBWの20%以上のとき、高速性能が良化していることが分かる。
比較タイヤ1は、BD/HBW=0.145としてベルトを更に丸くした事例である。
その評価結果を、表3に併記するように、本発明に従う発明タイヤは、転がり抵抗並びに耐摩耗性の両方において、従来タイヤ1に対する有意差が認められた。
高速耐久性試験は、上記の実験例と同様に、JIS D4230に準拠し、高速性能試験Aを外径2mドラムで実施した。この測定結果は、比較タイヤ20対比での高速耐久性を示す。
比較タイヤ20は、傾斜ベルト層3a、3bは赤道面CLに対して24°の傾斜角度で配置したスチールコードを層間で相互に交差させた2層からなり、2層のべルト全幅は、外層3aが165mm、内層3bが175mmである。
比較タイヤ21は、比較タイヤ20に、傾斜ベルト層3a、3bの径方向外側に、ナイロンコードによる周方向ベルト層40(ベルト全幅180mm)を追加したものである。
発明例タイヤ20〜22は、傾斜ベルト層3a、3bの径方向外側に、ナイロンコードによる周方向ベルト層ショルダー部4aと、傾斜ベルト層3a、3bの径方向内側に、ナイロンコードによる周方向ベルト層センター部4bを設けたものである。発明例タイヤ20〜22は、周方向ベルト層ショルダー部のベルト幅を表4に示すように変化させたものである。
2 カーカス
3a 傾斜ベルト層(最外側層)
3b 傾斜ベルト層
4、40 周方向ベルト層
5 トレッド
6 タイヤ
7 適用リム
10 ビードトゥ
Claims (5)
- 一対のビード部間にトロイダル状に跨るカーカスを骨格として、該カーカスのクラウン部の径方向外側に、タイヤの赤道面に対して傾斜した向きに延びるコードの多数本をゴムで被覆した、少なくとも2層の傾斜ベルト層を含むベルトを有し、該ベルトの径方向外側にトレッドを配置した空気入りタイヤであって、
該タイヤを適用リムに装着した状態のタイヤ幅方向断面において、接地時に略接地域に対応した幅を持った前記傾斜ベルト層の最外側層の半幅HBWに対する、当該最外側層の幅方向中心部と幅方向端部との径差BDの比BD/HBWが0.10以上0.13以下であり、
前記タイヤの断面高さSHに対する、タイヤの最大幅位置にタイヤの回転軸と平行に引いた線分とビードトゥにタイヤの回転軸と平行に引いた線分との最短距離SWhの比SWh/SHが0.55以下であることを特徴とする空気入りタイヤ。 - 一対のビード部間にトロイダル状に跨るカーカスを骨格として、該カーカスのクラウン部の径方向外側に、タイヤの赤道面に対して傾斜した向きに延びるコードの多数本をゴムで被覆した、少なくとも2層の傾斜ベルト層を含むベルトを有し、該ベルトの径方向外側にトレッドを配置した空気入りタイヤであって、
該タイヤを適用リムに装着した状態のタイヤ幅方向断面において、接地時に略接地域に対応した幅を持った前記傾斜ベルト層の最外側層の半幅HBWに対する、当該最外側層の幅方向中心部と幅方向端部との径差BDの比BD/HBWが0.10以上0.13以下であり、
前記傾斜ベルト層の最外側層の幅方向端部からビードコアの内側に至るカーカスラインにおいて最小曲率半径を示す部分が、タイヤの断面高さSHの1/2点より径方向内側に位置することを特徴とする空気入りタイヤ。 - 請求項1又は2に記載の空気入りタイヤにおいて、さらに、タイヤの赤道面に沿って延びるコードの多数本をゴムで被覆した、少なくとも1層の周方向ベルト層を有し、
該少なくとも1層の周方向ベルト層は、前記傾斜ベルト層の径方向内側で、タイヤの赤道面を含む領域に配置される周方向ベルト層センター部と、前記傾斜ベルト層の径方向外側で、前記傾斜ベルト層のうち幅が最も広い傾斜ベルト層の幅方向最外側端を含む領域に配置される周方向ベルト層ショルダー部と、からなることを特徴とする空気入りタイヤ。 - 前記周方向ベルト層センター部は、少なくとも、前記傾斜ベルト層のうち、径方向最外側に配置された傾斜ベルト層の半幅HBWの1/2点相互間の領域に配置され、前記周方向ベルト層ショルダー部は、少なくとも、前記傾斜ベルト層の半幅HBWの1/2点より幅方向外側に配置されることを特徴とする請求項3に記載の空気入りタイヤ。
- 前記傾斜ベルト層の最外側層の幅方向中心におけるトレッドゴム厚みGAと幅方向端部におけるトレッドゴム厚みGBとの比GB/GAが、0.75以上であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
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