JP5461874B2 - タイヤ - Google Patents

Description

本発明は、ビードコア及びビードフィラーを含む一対のビード部と、一方のビード部から他方のビード部にかけて設けられたカーカス層とを備えるタイヤに関し、特に、タイヤの重量を増加させることなく、操縦安定性をさらに向上できるタイヤに関する。

従来、自動車に装着されるタイヤ、特に、扁平率が低く、車両の高速安定性能や、旋回性能等、いわゆるスポーツ走行性能が優れたタイヤでは、スポーツ走行性能の向上に伴い、操縦安定性能に対しても、更なる向上が要求されるため、２層からなるカーカス層を備える方法や、サイドウォール部全体に有機繊維などの補強層を追加する方法が広く知られている（特許文献１参照）。

特開２００２−３２１５１０号公報（第３−４頁、第１図）

ところで、近年、自動車に対して燃費の向上が更に要求される傾向にある。しかしながら、上述した従来のタイヤには次のような問題があった。すなわち、２層からなるカーカス層又はサイドウォール部全体に有機繊維などの補強層を備えたタイヤでは、サイドウォール部の剛性が高まる反面、タイヤの重量が増加してしまうため、自動車の燃費が悪くなる。つまり、タイヤの重量の抑制と、操縦安定性能の向上との両立には、改善の余地があった。

そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、タイヤの重量を増加させることなく、操縦安定性をさらに向上できるタイヤの提供を目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。少なくともビードコア（ビードコア１０ａ）及びビードフィラー（ビードフィラー１０ｂ）を含む一対のビード部（ビード部１０）と、一方のビード部から他方のビード部にかけて設けられたカーカス層（カーカス層２０）とを備えるタイヤであって、ビードフィラーに沿って、タイヤ径方向外側に延びる補強層（例えば、補強層３０）を備え、補強層のタイヤ径方向内側端部（端部３２）は、タイヤが装着されるリムのタイヤ径方向外側端部を示す基準線であるリムベースライン（リムベースラインＢＬ）よりもタイヤ径方向外側に位置し、補強層のタイヤ径方向外側端部（端部３４）は、タイヤの断面高さ（断面高さＨ１）に対して、５５％以下の領域に位置することを要旨とする。

このようなタイヤによれば、補強層のタイヤ径方向内側端部は、リムベースラインよりも、タイヤ径方向外側に位置する。このため、補強層は、ビード部の近傍で、タイヤをリム・ホイールに組んだ際に、リムに密着する部分よりもタイヤ径方向外側の領域を補強することができる。なお、このようなタイヤにおいて、リムベースラインよりもタイヤ径方向内側に位置する領域には、密着したリムにより補強されるため、車両走行時にタイヤの剛性に影響を及ぼすようなせん断力が発生しない。

補強層は、タイヤの断面高さに対して、タイヤ径方向外側に位置するほどに操縦安定性を向上できる。これに対して、補強層のタイヤ径方向外側端部は、タイヤの断面高さに対して、５５％以下の領域に位置する。このため、補強層は、タイヤの重量を過度に増加させることなく、操縦安定性を向上できる。なお、補強層のタイヤ径方向外側端部は、タイヤの断面高さに対して、５５％よりも大きい領域に位置する場合、タイヤの転動により生じる遠心力が大きくなる。このため、タイヤの重量の増大による制動性能の低下が生じてしまう。

つまり、このようなタイヤによれば、補強層は、必要な領域のみを補強できるため、タイヤの重量を過度に増加させることなく、操縦安定性を更に向上できる。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、補強層の弾性率は、カーカス層の弾性率よりも高いことを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、本発明の第１または２の特徴に係り、補強層のタイヤ径方向内側端部は、ビードコアのタイヤ径方向外側端部からタイヤ径方向外側７ｍｍ以上１７ｍｍ以下までの領域に位置し、補強層のタイヤ径方向外側端部は、タイヤの断面高さに対して、４５％以上５０％以下の領域に位置することを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、本発明の第１乃至３の何れか一つの特徴に係り、カーカス層のタイヤ径方向外側に設けられるベルト層（ベルト層１２）を備え、カーカス層は、ビードコアのトレッド幅方向外側に折り返され、タイヤ径方向外側に延びる折り返し部（折り返し部２２）を備え、折り返し部のタイヤ径方向外側の端部（端部２２ａ）は、ベルト層のタイヤ径方向内側に位置し、ベルト層に覆われることを要旨とする。

本発明の特徴によれば、タイヤの重量を増加させることなく、操縦安定性をさらに向上できるタイヤを提供することができる。

本発明の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド幅方向の断面を含む一部分解斜視図である。 本発明の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド幅方向の断面図である。 本発明の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド幅方向の断面を含む一部分解斜視図である。 本発明のその他の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド幅方向の断面図である。

次に、本発明に係るタイヤの実施形態について、図面を参照しながら説明する。具体的には、(１)タイヤの全体構成、（２）比較評価、（３）作用・効果、及び（４）その他の実施形態について説明する。

なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。

したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

(１)タイヤの全体構成
図１は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ１のトレッド幅方向の断面を含む一部分解斜視図である。図２は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ１のトレッド幅方向の断面図である。図３（ａ）は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ１のトレッド幅方向の断面を含む一部分解斜視図である。図３（ｂ）は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ１のカーカス層２０の側面図であり、カーカス層２０を構成する、カーカスコード２４と、補強層３０を構成する補強コード３６との配置関係を説明する図である。

空気入りタイヤ１は、扁平率が低いタイヤであり、高速安定性能や、旋回性能等を有する、いわゆる高性能な乗用四輪自動車に装着される。

空気入りタイヤ１を構成する各部位について、説明する。具体的には、（１．１）ビード部、（１．２）カーカス層、（１．３）ベルト層、及び（１．４）補強層について説明する。

（１．１）ビード部
図１に示すように、空気入りタイヤ１は、少なくともビードコア１０ａ及びビードフィラー１０ｂを含む一対のビード部１０を備える。具体的には、ビード部１０を構成するビードコア１０ａには、スチールコードなどが用いられる。

（１．２）カーカス層
空気入りタイヤ１は、一方のビード部１０から他方のビード部１０にかけて設けられたカーカス層２０を備える。カーカス層２０は、カーカスコード２４（後述）と、カーカスコード２４を覆うゴムとにより構成され、空気入りタイヤ１の骨格を形成する。空気入りタイヤ１は、扁平率が低いタイヤであるため、カーカス層２０は、トレッド部に位置するカーカス層２０のトレッド幅方向Ｗに沿った長さに対して、サイドウォール部に位置するカーカス層２０のタイヤ径方向Ｄに沿った長さが短い。

カーカス層２０は、ビードコア１０ａのトレッド幅方向外側に折り返され、タイヤ径方向外側に延びる折り返し部２２を備える。折り返し部２２のタイヤ径方向外側の端部２２ａは、ベルト層１２のタイヤ径方向内側に位置し、ベルト層１２に覆われる。具体的には、端部２２ａは、タイヤ径方向Ｄにおいて、第1ベルト層１２ａと、カーカス層２０との間に位置する。カーカス層２０は、折り返し部２２の端部２２ａが、第1ベルト層１２ａと、カーカス層２０との間に位置するように折り返される、いわゆる、エンベローブ構造を用いて形成される。
（１．３）ベルト層
空気入りタイヤ１は、トレッド幅方向Ｗに沿って配設され、カーカス層２０のタイヤ径方向外側に設けられるベルト層１２を備える。具体的には、空気入りタイヤ１は、カーカス層２０のタイヤ径方向外側に配設される第1ベルト層１２ａと、第1ベルト層１２ａのタイヤ径方向外側に配設される第２ベルト層１２ｂとを備える。第1ベルト層１２ａ及び第２ベルト層１２ｂは、スチールによって形成される。

（１．４）補強層
空気入りタイヤ１は、カーカス層２０を補強する補強層を備える。具体的には、空気入りタイヤ１は、一対のビードフィラー１０ｂに沿って、タイヤ径方向外側に延びる一対の補強層３０を備える。具体的には、補強層３０は、ビードフィラー１０ｂのトレッド幅方向内側に位置する。補強層３０の弾性率は、カーカス層２０の弾性率よりも高い。補強層３０は、補強コード３６（後述）と、カーカスコード２４を覆うゴムとにより構成される。

図２に示すように、補強層３０のタイヤ径方向内側端部である端部３２は、ビードコア１０ａのタイヤ径方向外側に位置する。また、端部３２は、リムベースラインＢＬのタイヤ径方向外側に位置する。なお、リムベースラインＢＬは、ＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）、ＴＲＡ（米国タイヤ・リム協会）及びＥＴＲＴＯ（欧州タイヤ・リム技術機関）のリム規格で定められるリム径を決めるタイヤ軸方向線として定義される。具体的には、端部３２は、ビードコア１０ａのタイヤ径方向外側端部よりもタイヤ径方向外側７ｍｍ以上、１７ｍｍ以下までの領域に位置する。

補強層３０のタイヤ径方向外側端部である端部３４は、タイヤの断面高さＨ１に対して、５５％以下の領域に位置する。

なお、タイヤの断面高さＨ１とは、タイヤ径方向Ｄに沿ったリムベースラインＢＬからタイヤのタイヤ径方向外側端部までの高さを示す。つまり、タイヤ径方向Ｄに沿ったリムベースラインＢＬから端部３４までの高さＨ２は、断面高さＨ１の５５％以下に設定される。端部３４は、断面高さＨ１に対して、４５％以上５０％以下の領域に位置することがより好ましい。

図３に示すように、カーカス層２０を構成するカーカスコード２４は、タイヤ径方向Ｄに沿って、設けられている。また、補強層３０を構成する補強コード３６は、カーカスコード２４に沿った直線に対して、傾斜角θ１を有するように設けられる。例えば、傾斜角θ１は、45度に設定されている。補強コード３６は、カーカスコード２４に沿った直線であるラジアル方向に対して、傾斜角θ１を有するように設けられるとも言える。

（２）比較評価
次に、本発明の効果を更に明確にするために、以下の比較例及び実施例に係る空気入りタイヤを用いて行った比較評価について説明する。具体的には、（２．１）評価方法、（２．２）評価結果について説明する。なお、本発明はこれらの例によって何ら限定されるものではない。

（２．１）評価方法
比較例１乃至３及び実施例１、２の空気入りタイヤを用いて、ドライバーによるフィーリング評価、重量測定、製造コスト評価を行った。比較評価に用いた比較例及び実施例に係る空気入りタイヤについて、具体的に説明する。なお、空気入りタイヤに関するデータは、以下に示す条件において測定された。

・ タイヤサイズ ：２３5/４０Ｒ１８
・ リムサイズ ： ＥＴＲＴＯ記載の標準リムサイズ
・ 内圧条件（フロント／リア） ： ２４０／２２０ｋＰａ
・ 荷重条件 ： 車両本体に運転者１名＋６０ｋｇ相当の搭載
・ 試験車種 ： ＦＦセダン（排気量２０００ｃｃ）
・ 試験コース（条件） ：周回コース（乾燥路面）
・ 評価方法 ：
（操縦安定性評価）：各空気入りタイヤについて、ドライバーによるテストコースでのフィーリング評価。評価結果は、１０点満点で評価。７点以上で市場投入しても問題ないとされている。

（重量測定）：各空気入りタイヤについて重量を測定した。なお、測定結果は、比較例１に係る空気入りタイヤの重量を１００として指数表示した。指数値が大きい程、重量が大きいことを示す。

（製造コスト評価）：各空気入りタイヤについて、製造にかかる費用を評価した。なお、評価結果は、比較例１に係る空気入りタイヤの重量を１００として指数表示した。指数値が大きい程、製造コストが高いことを示す。

比較例１乃至３及び実施例１、２の空気入りタイヤは、補強層の有無、補強層の構成、カーカス層の構成以外の構成は、同一である。

比較例１に係る空気入りタイヤには、補強層が備えられておらず、エンベローブ構造のカーカス層が備えられている。

比較例２に係る空気入りタイヤには、補強層が備えられておらず、ベルト層まで至らない折り返し部を含む、２層のカーカス層が備えられている。

比較例３に係る空気入りタイヤには、リムベースラインＢＬよりもタイヤ径方向内側の範囲を含む広範囲に延びる補強層が備えられており、エンベローブ構造のカーカス層が備えられている。

実施例１、２に係る空気入りタイヤには、タイヤ径方向内側端部が、ビードコアのタイヤ径方向外側端部からタイヤ径方向外側１７ｍｍの領域と、タイヤ径方向外側端部が、タイヤの断面高さに対して、５０％の領域に位置する補強層が備えられている。

実施例１と、実施例２とに係る空気入りタイヤは、補強層の弾性率が異なっている。

（２．２）評価結果
上述した比較例１乃至３及び実施例１、２に係る空気入りタイヤを用いた評価結果について、表１を参照しながら説明する。

実施例１、２に係る空気入りタイヤは、比較例１に係る空気入りタイヤと比べて略同等の重量を維持しつつ、操縦安定性を向上できた。特に、実施例２に係る空気入りタイヤは、実施例１に係る空気入りタイヤと比べて略同等の重量を維持しつつ、操縦安定性を更に向上できた。

比較例２に係る空気入りタイヤは、比較例１に係る空気入りタイヤと比べて、操縦安定性を向上できたものの、重量が増加している。

比較例３に係る空気入りタイヤは、実施例２に係る空気入りタイヤと比べて、同等の重量を示したが、操縦安定性で劣る。また、実施例１に係る空気入りタイヤと比べて、同等の操縦安定性を示したが、重量が増加している。

（３）作用・効果
以上説明したように、本実施形態に係る空気入りタイヤ１によれば、補強層３０のタイヤ径方向内側端部である端部３２は、リムベースラインＢＬよりも、タイヤ径方向外側に位置する。このため、補強層３０は、ビード部１０の近傍で、空気入りタイヤ１をリム・ホイールに組んだ際に、リムに密着する部分よりもタイヤ径方向外側の領域を補強することができる。なお、このような空気入りタイヤ１において、リムベースラインＢＬよりもタイヤ径方向内側に位置する領域には、密着したリムにより補強されるため、車両走行時に空気入りタイヤ１の剛性に影響を及ぼすようなせん断力が発生しない。

補強層３０は、空気入りタイヤ１の断面高さＨ１に対して、タイヤ径方向外側に位置するほどに操縦安定性を向上できる。これに対して、補強層３０のタイヤ径方向外側端部は、空気入りタイヤ１の断面高さＨ１に対して、５５％以下の領域に位置する。このため、補強層３０は、タイヤの重量を過度に増加させることなく、操縦安定性を向上できる。なお、補強層３０のタイヤ径方向外側端部は、空気入りタイヤ１の断面高さＨ１に対して、５５％よりも大きい領域に位置する場合、空気入りタイヤ１の転動により生じる遠心力が大きくなる。このため、タイヤの重量の増大による制動性能の低下が生じてしまう。

つまり、このような空気入りタイヤ１によれば、補強層３０は、必要な領域のみを補強できるため、タイヤの重量を過度に増加させることなく、操縦安定性を更に向上できる。また、タイヤの重量を過度に増加させることを抑制できるため、空気入りタイヤ１を装着する車両の燃費が悪化することも抑制できる。

本実施形態では、補強層３０の弾性率は、カーカス層２０の弾性率よりも高いため、補強層３０は、タイヤの重量を過度に増加させることなく、カーカス層２０を効果的に補強できる。従って、補強層３０は、空気入りタイヤ１の操縦安定性を更に向上できる。

本実施形態では、補強層３０のタイヤ径方向内側端部である端部３２は、ビードコア１０ａのタイヤ径方向外側端部からタイヤ径方向外側７ｍｍ以上１７ｍｍ以下までの領域に位置し、補強層３０のタイヤ径方向外側端部である端部３４は、空気入りタイヤ１の断面高さＨ１に対して、４５％以上５０％以下の領域に位置する。このため、空気入りタイヤ１は、タイヤの重量を過度に増加させない範囲で、必要な領域のみを補強層３０で補強し、操縦安定性を更に向上できる。

本実施形態では、空気入りタイヤ１は、カーカス層２０のタイヤ径方向外側に設けられるベルト層１２を備える。カーカス層２０は、ビードコア１０ａのトレッド幅方向外側に折り返され、タイヤ径方向外側に延びる折り返し部２２を備える。折り返し部２２のタイヤ径方向外側の端部２２ａは、ベルト層１２のタイヤ径方向内側に位置し、ベルト層１２に覆われる。折り返し部２２の端部２２ａでは、端部２２ａと、折り返し部２２に覆われていない領域との境界領域で剛性に大きな差が生じてしまう。このため、前記境界領域に応力が集中し、セパレーションが発生することが懸念される。

これに対して、上述した折り返し部２２によれば、折り返し部２２の端部２２ａは、ベルト層１２のタイヤ径方向内側に位置し、ベルト層１２に覆われるため、前記境界領域もベルト層１２に覆われる。従って、上述した折り返し部２２によれば、端部２２ａでのセパレーションの発生を抑制できる。

本実施形態では、補強層３０を構成する補強コード３６は、カーカスコード２４に沿った直線に対して、傾斜角θ１を有するように設けられる。このため、補強層３０は、カーカス層２０とは、異なる方向からの入力に対して空気入りタイヤ１を補強できるため、効果的にサイドウォール部の剛性を向上できる。特に、傾斜角θ１が、４５度の場合、空気入りタイヤ１のたわみ方向に対する補強層３０の強度が増すため、操縦安定性を更に向上できる。

（４）その他の実施形態
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、本発明の実施形態は、次のように変更することができる。

上述した本発明の実施形態では、空気入りタイヤ１は、ビードフィラー１０ｂのトレッド幅方向内側に位置する補強層３０を備えているが、これに限られず、例えば、図４に示すように、補強層３０の位置が異なっていてもよい。図４は、その他の実施形態に係る空気入りタイヤのトレッド幅方向の断面図である。図４（ａ）に示すように、補強層３０Ａは、ビードフィラー１０ｂのトレッド幅方向外側に位置してもよい。また、図４（ｂ）に示すように、補強層３０Ｂは、ビードフィラー１０ｂ及び折り返し部２２のトレッド幅方向外側に位置してもよい。図４（ｃ）に示すように、補強層３０Ｃは、ビードフィラー１０ｂ及びカーカス層２０のトレッド幅方向内側に位置してもよい。

上述した本発明の実施形態では、空気入りタイヤ１は、車両の内側及び外側に一対の補強層３０を備えているが、空気入りタイヤ１は、車両の内側又は外側の何れか一方のみに設けられていてもよい。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

θ１…傾斜角、ＢＬ…リムベースライン、Ｄ…タイヤ径方向、Ｗ…トレッド幅方向、１…空気入りタイヤ、１０…ビード部、１０ａ…ビードコア、１０ｂ…ビードフィラー、１２…ベルト層、１２ａ…第1ベルト層、１２ｂ…第２ベルト層、２０…カーカス層、２２…折り返し部、２２ａ…端部、２４…カーカスコード、３０、３０Ａ、３０Ｂ、３０Ｃ…補強層、３２、３４…端部、３６…補強コード

Claims (1)

1. 少なくともビードコア及びビードフィラーを含む一対のビード部と、一方の前記ビード部から他方の前記ビード部にかけて設けられたカーカス層とを備えるタイヤであって、
   前記ビードフィラーに沿って、タイヤ径方向外側に延びる補強層と、
   前記カーカス層のタイヤ径方向外側に設けられるベルト層とを備え、
   前記補強層は、前記ビードフィラーのトレッド幅方向内側かつ前記カーカス層のトレッド幅方向内側に配置されており、
   前記補強層のタイヤ径方向内側端部は、前記タイヤが装着されるリムのタイヤ径方向外側端部を示す基準線であるリムベースラインよりもタイヤ径方向外側に位置し、
   前記補強層のタイヤ径方向外側端部は、前記タイヤの断面高さに対して、４５％以上５０％以下の領域に位置し、
   前記補強層の弾性率は、前記カーカス層の弾性率よりも高く、
   前記補強層のタイヤ径方向内側端部は、前記ビードコアのタイヤ径方向外側端部からタイヤ径方向外側７ｍｍ以上１７ｍｍ以下までの領域に位置し、
   前記カーカス層は、前記ビードコアのトレッド幅方向外側に折り返され、タイヤ径方向外側に延びる折り返し部を備え、
   前記折り返し部のタイヤ径方向外側の端部は、前記ベルト層のタイヤ径方向内側に位置し、前記ベルト層に覆われており、
   前記補強層を構成する補強コードは、前記カーカス層を構成するカーカスコードに沿った直線に対して傾斜角θ１を有するタイヤ。

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