JP5654868B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、軽量化を図りつつ、操縦安定性と乗り心地とを高い次元で両立させた空気入りタイヤに関する。

従来より、操縦安定性の向上を図るために、サイドウォール部の剛性を高めることが一般的に行なわれている。サイドウォール部の剛性を高めるためには、例えば、サイド補強ゴム層を追加したり、インナーライナの厚さを大きくして、該サイドウォール部のゴム厚さを増加させることが有効である。なお、関連する技術としては次のものがある。

特開２００６−２１９０８７号公報

しかしながら、上記のようなタイヤは、ゴムボリュームの増大により、タイヤ質量の増加に伴って燃費性能が悪化するとともに、サイドウォール部の剛性が過度に高められ、乗り心地が低下しやすいという問題があった。

本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、外側サイドウォール部に、タイヤ半径方向にのびかつタイヤ周方向に隔設された複数本の半径方向溝を形成する一方、内側サイドウォール部に、タイヤ周方向にのびる少なくとも１本の周方向溝を形成することを基本として、軽量化を図りつつ、操縦安定性と乗り心地とを高い次元で両立させた空気入りタイヤを提供することを主たる目的としている。

本発明のうち請求項１記載の発明は、トレッド部と、該トレッド部の両端からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサイドウォール部と、各サイドウォール部の内方に設けられたビード部とを有する空気入りタイヤであって、前記サイドウォール部は、車両装着時に車両外側を向く外側サイドウォール部と、車両装着時に車両内側を向く内側サイドウォール部とからなり、前記外側サイドウォール部には、タイヤ半径方向にのびかつタイヤ周方向に隔設された複数本の半径方向溝のみが形成される一方、前記内側サイドウォール部には、タイヤ周方向にのびる少なくとも１本の周方向溝のみが形成されることを特徴とする。

また、請求項２記載の発明は、前記トレッド部からサイドウォール部を経てビード部に至るカーカスプライからなるカーカスを具えるとともに、前記周方向溝及び前記半径方向溝は、各サイドウォール部をのびるカーカスプライの内側に配されたゴム層に形成されている請求項１記載の空気入りタイヤである。

また、請求項３記載の発明は、前記ゴム層は、空気非透過性のゴムからなるインナーライナーである請求項２記載の空気入りタイヤである。

また、請求項４記載の発明は、前記インナーライナーの最大厚さが２．５〜６．０mmであり、前記周方向溝及び前記半径方向溝の深さが０．５〜３．５mmである請求項３に記載の空気入りタイヤである。

また、請求項５記載の発明は、前記半径方向溝及び前記周方向溝は、各サイドウォール部のタイヤ外面側に形成されている請求項１記載の空気入りタイヤである。

なお、本明細書では、特に断りがない限り、タイヤの各部の寸法は、正規リムにリム組みされかつ正規内圧が充填された無負荷の正規状態において特定される値とする。

また、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" 、ＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim" とする。

さらに「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。

本発明の空気入りタイヤは、トレッド部と、該トレッド部の両端からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサイドウォール部と、各サイドウォール部の内方に設けられたビード部とを有する。また、サイドウォール部は、車両装着時に車両外側を向く外側サイドウォール部と、車両装着時に車両内側を向く内側サイドウォール部とからなる。

外側サイドウォール部には、タイヤ半径方向にのびかつタイヤ周方向に隔設された複数本の半径方向溝が形成される一方、内側サイドウォール部には、タイヤ周方向にのびる少なくとも１本の周方向溝が形成される。

外側サイドウォール部には、旋回時に大きな荷重が作用するが、該外側サイドウォール部は、半径方向溝によって軽量化を図りつつ縦ばね定数を大きく維持することができるので、操縦安定性が向上しうる。

一方、内側サイドウォール部は、直進時に接地圧が高くなる傾向がある。このような内側サイドウォール部は、周方向溝によって軽量化を図りつつ縦ばね定数を小さくでき、その剛性を外側サイドウォール部に比して低下させることができるので、直進走行時の乗り心地を向上することができる。

本実施形態の空気入りタイヤを示す断面図である。 図１の外側サイドウォール部を示す部分斜視図である。 図１の内側サイドウォール部を示す部分斜視図である。 （ａ）は他の実施形態の半径方向溝を示す側面図、（ｂ）はさらに他の実施形態の半径方向溝を示す側面図である。 タイヤ加硫金型の断面図である。 他の実施形態の空気入りタイヤを示す断面図である。 図６の外側サイドウォール部を示す部分斜視図である。 図６の内側サイドウォール部を示す部分斜視図である。

以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図１に示されるように、本実施形態の空気入りタイヤ１（以下、単に「タイヤ」ということがある）は、トレッド部２と、該トレッド部２の両端からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサイドウォール部３、３と、各サイドウォール部３の内方に設けられたビード部４とを具えるとともに、車両への装着の向きが指定された乗用車用タイヤとして構成される。なお、車両への装着の向きは、タイヤ１のサイドウォール部３などに文字（例えば"INSIDE"及び／又は"OUTSIDE"）等によって明示される（図示省略）。

また、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とを具える。

前記カーカス６は、少なくとも１枚以上、本実施形態では１枚のカーカスプライ６Ａにより構成される。このカーカスプライ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とを含む。

また、本体部６ａと折返し部６ｂとの間には、ビードコア５からタイヤ半径方向外側にのびかつ硬質ゴムからなるビードエーペックス８が配され、ビード部４が適宜補強される。

また、カーカスプライ６Ａは、タイヤ赤道Ｃに対して例えば８０〜９０度の角度で配列されたカーカスコードを有する。このカーカスコードとしては、例えば、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好適に採用される。

前記ベルト層７は、ベルトコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば１０〜４０度の小角度で傾けて配列した少なくとも２枚、本実施形態ではタイヤ半径方向に内、外２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂを、ベルトコードが互いに交差する向きに重ね合わせて構成される。本実施形態のベルトコードには、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。

本実施形態のタイヤ１は、車両への装着向きが特定されることにより、前記サイドウォール部３は、車両装着時に、車両外側を向く外側サイドウォール部３ｏと、車両内側を向く内側サイドウォール部３ｉとから構成される。

本実施形態では、図１、２に示されるように、外側サイドウォール部３ｏのカーカスプライ６Ａの内側に配されたゴム層９に、タイヤ半径方向にのびかつタイヤ周方向に隔設された複数本の半径方向溝１１が形成される。また、図１、３に示されるように、内側サイドウォール部３ｉのゴム層９には、タイヤ周方向にのびる少なくとも１本、本実施形態では３本の周方向溝１２が形成される。

このような外側サイドウォール部３ｏは、半径方向溝１１によってタイヤの軽量化を図りつつも、半径方向溝１１、１１間のリブ部１３によってタイヤ半径方向の撓みが抑制され、その縦ばね定数が大きくなる。これにより、タイヤ１は、外側サイドウォール部３ｏの剛性が適度に維持され、操縦安定性が向上する。しかも、旋回外側のタイヤにおいては、荷重が最も大きくなる外側サイドウォール部３ｏの縦ばね定数が大きくなるため、操縦安定性を確実に向上させることができる。

一方、内側サイドウォール部３ｉは、軽量化を図りつつ、周方向溝１２によってタイヤ半径方向の撓みが大きく促進され、その縦ばね定数が小さくなる。これにより、タイヤ１は、内側サイドウォール部３ｉの剛性を、外側サイドウォール部３ｏに比して低下させることができるので、直進走行時、とりわけネガティブキャンバーを有する車両用として、より一層乗り心地が向上する。しかも、旋回内側のタイヤにおいては、内側サイドウォール部３ｉが路面からの横力に対して柔軟に撓み、トレッド部２の接地面を増やしてグリップを発揮することができるので、操縦安定性をさらに向上しうる。

さらに、本実施形態では、半径方向溝１１及び周方向溝１２が、カーカスプライ６Ａの内側に配されたゴム層９に形成されるので、タイヤ１の外観を悪化させることもない。

なお、半径方向溝１１は、図２に示されるように、タイヤ内腔面に沿ったタイヤ半径方向の長さＬ１が小さくなると、軽量化が期待できず、逆に、前記長さＬ１が大きくなると、外側サイドウォール部３ｏのゴムボリュームが過度に減少し、操縦安定性の低下や、
タイヤのユニフォミティの悪化が生じやすく、とりわけコニシティが大きくなるおそれがある。このような観点より、前記長さＬ１は、タイヤ断面高さＨの好ましくは４０％以上、さらに好ましくは６０％以上が望ましく、また、好ましくは８０％以下、さらに好ましくは７０％以下が望ましい。

同様に、前記半径方向溝１１のタイヤ周方向の幅Ｗ１は、好ましくは１０mm以上、さらに好ましくは１４mm以上が望ましく、また、好ましくは２０mm以下、さらに好ましくは１８mm以下が望ましい。さらに、半径方向溝１１の深さＤ１は、好ましくは０．５mm以上、さらに好ましくは２．０mm以上が望ましく、また、好ましくは３．５mm以下、さらに好ましくは３．０mm以下が望ましい。

また、タイヤ周方向に隣り合う半径方向溝１１、１１の間隔Ｓ１が小さいと、ゴム層９のゴムボリュームが過度に減少するとともに、隣り合う半径方向溝１１、１１間のリブ部１３で生じる歪みによりクラック等の損傷が発生するおそれがある。逆に、間隔Ｓ１が大きくなると、軽量化を期待できないおそれがある。このような観点より、前記間隔Ｓ１は、好ましくは１５mm以上、さらに好ましくは１７mm以上が望ましく、また、好ましくは２５mm以下、さらに好ましくは２１mm以下が望ましい。なお、間隔Ｓ１は、半径方向溝１１のタイヤ半径方向の中央位置１１ｃで測定されるものとする。

本実施形態の前記半径方向溝１１は、タイヤ半径方向に沿ってのびるものが例示されたが、図４（ａ）に示されるように、傾斜するものでもよい。このような半径方向溝１１は、タイヤ半径方向に沿ってのびるものに比べて、縦ばね定数をやや高まり、操縦安定性を向上しうる。

なお、前記半径方向溝１１のタイヤ半径方向に対する角度α１が大きくなると、縦ばね定数が過度に低下し、操縦安定性が悪化するおそれがある。このような観点より、前記角度α１は、好ましくは４０°以下、さらに好ましくは３０°以下が望ましい。

さらに、図４（ｂ）に示されるように、半径方向溝１１には、前記長さＬ１、及び幅Ｗ１が異なる複数種類を含むものでもよい。本実施形態の半径方向溝１１は、長さＬ１及び幅Ｗ１が大きい長尺半径方向溝１１Ａと、長さＬ１及び幅Ｗ１が小さい短尺半径方向溝１１Ｂとを含み、それぞれ交互に配される。

前記短尺半径方向溝１１Ｂは、外側サイドウォール部３ｏのタイヤ半径方向外側に寄せられて配されるのが好ましい。このような短尺半径方向溝１１Ｂは、サイドウォール部３のタイヤ半径方向外側を中心に、縦ばね定数を緩和させることができるので、操縦安定性を維持しつつ、乗り心地を向上することができる。

図３に示されるように、周方向溝１２は、タイヤ内腔面に沿ったタイヤ半径方向の幅Ｗ２が小さくなると、縦ばね定数を小さくして乗り心地を十分に向上できないおそれがある。逆に、前記幅Ｗ２が大きくなると、ゴム層９のゴムボリュームが過度に減少し、コニシティが大きくなるおそれがある。このような観点より、前記幅Ｗ２は、好ましくは４．０mm以上、さらに好ましくは５．０mm以上が望ましく。また、好ましくは７．０mm以下、さらに好ましくは６．０mm以下が望ましい。

同様に、タイヤ半径方向に隣り合う周方向溝１２の間隔Ｓ２は、好ましくは１０mm以上、さらに好ましくは１１mm以上が望ましく、また、好ましくは１５mm以下、さらに好ましくは１４mm以下が望ましい。さらに、周方向溝１２の深さＤ２は、好ましくは０．５mm以上、さらに好ましくは２mm以上が望ましく、また、好ましくは３．５mm以下、さらに好ましくは３mm以下が望ましい。

また、前記周方向溝１２の本数は、１本以上であれば適宜設定することができるが、少ないと、縦ばね定数を十分に小さくできないおそれがある。逆に、前記本数が多いと、ゴムボリュームが過度に減少し、クラック等の損傷が発生するおそれがある。このような観点より、前記本数は、１本以上、さらに好ましくは２本以上が望ましく、また、好ましくは５本以下、さらに好ましくは４本以下が望ましい。

前記ゴム層９は、空気非透過性のゴムからなるインナーライナー１０からなるのが好ましい。これにより、タイヤ１は、新たにゴム材料を追加することなく、半径方向溝１１及び周方向溝１２を設けることができるため、乗り心地の低下や、タイヤ質量の増加に伴う燃費性能の悪化を防ぐことができる。

なお、図１に示されるように、インナーライナー１０の最大厚さＷ３が小さいと、半径方向溝１１及び周方向溝１２の深さＤ１、Ｄ２を十分に形成することができず、操縦安定性能及び乗り心地を十分に向上できないおそれがある。逆に、前記最大厚さＷ３が大きくても、ゴムボリュームが過度に増加して、乗り心地及び燃費性能が悪化するおそれがある。このような観点より、前記最大厚さＷ３は、好ましくは２．５mm以上、さらに好ましくは３．０mm以上が望ましく、また、好ましくは６．０mm以下、さらに好ましくは５．０mm以下が望ましい。

上記のような半径方向溝１１及び周方向溝１２を有するタイヤ１の製造方法について説明する。
本実施形態の製造方法では、図５に示されるように、例えば、生タイヤ１Ｌの外面を形成するキャビティ１６ｓを有する加硫金型１６、及び生タイヤ１Ｌのタイヤ内腔面をなすインナーライナー１０を押圧するブラダー１７が用いられる。ブラダー１７には、半径方向溝１１（図示省略）及び周方向溝１２を反転させた突起１８が設けられる。このようなブラダー１７が、加硫成形時に、生タイヤ１Ｌのタイヤ内腔面を押し付けることにより、半径方向溝１１及び周方向溝１２を容易に形成することができる。なお、半径方向溝１１及び周方向溝１２は、このような製造方法に限定されることなく、例えば、加硫成形後に加工されてもよいことは言うまでもない。

図６、７、８には、本発明の他の実施形態のタイヤ１が示される。
上記図に示されるように、この実施形態のタイヤ１は、半径方向溝１１、及び周方向溝１２が、各サイドウォール部３のタイヤ外面２１側に形成されている。このようなタイヤ１も、半径方向溝１１及び周方向溝１２によって、軽量化を図りつつ、操縦安定性及び乗り心地を両立しうる。

さらに、本実施形態の半径方向溝１１及び周方向溝１２は、前実施形態のように、インナーライナー１０に設けることなくタイヤ外面２１側に形成されるので、内圧保持性を損ねることがない。また、半径方向溝１１及び周方向溝１２の幅Ｗ１、Ｗ２等については、前実施形態と同範囲内に設定されるのが好ましい。

このような半径方向溝１１及び周方向溝１２を有するタイヤ１を製造するには、例えば、図５に示される加硫金型１６のうち、サイドウォール成形型２２のサイドウォール成形面２２ｓに、図６に示される半径方向溝１１及び周方向溝１２を反転させた凹部（図示省略）を設け、生タイヤ１Ｌがブラダー１７によってサイドウォール成形面２２ｓに押し付けられることにより容易に形成できる。

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に示す基本構造をなし、表１に示す半径方向溝及び周方向溝を有するタイヤが製造され、それらの性能が評価された。また、比較として、半径方向溝及び周方向溝が設けられていないタイヤ（比較例１）、や外側サイドウォール部のゴムボリュームを増加させたタイヤ（比較例２）についても、同様にテストされた。なお、共通仕様は以下のとおりである。
タイヤサイズ：２５５／４０Ｒ１８
リムサイズ：１０ＪＪ×１８
タイヤ断面高さＨ：６０mm
テスト方法は、次のとおりである。

＜タイヤ質量＞
タイヤ１本当たりの質量を測定した。結果は、比較例１の質量を１００とする指数で表示している。数値が小さいほど良好である。

＜コニシティ＞
ユニフォミティー試験機を用いて、各供試タイヤ２０本のコニシティ（ＣＯＮ）が測定され、その標準偏差が求められた。結果は、各標準偏差の逆数に関し、比較例１を１００とする指数で表示されている。数値が大きいほど良好である。

＜操縦安定性＞
各供試タイヤを上記リムにリム組みし、内圧１９０ｋＰａ充填して、排気量２０００ccの四輪駆動車の全輪に装着するとともに、ドライアスファルト路面のテストコースをドライバー１名乗車で走行し、旋回時のハンドル応答性、剛性感及びグリップ等に関する特性が、プロのドライバーの官能により評価された。結果は、比較例１の値を１００とする評点で表示されている。数値が大きいほど良好である。

＜乗り心地＞
各供試タイヤを上記リムに上記条件でリム組みしかつ上記車両に装着して、ドライアスファルト路面の段差路、ベルジャン路及びビッツマン路をそれぞれ走行させた。そして、プロドライバーによる官能により、ゴツゴツ感、突き上げ及びダンピングが、総合的に評価された。結果は、比較例１の値を１００とする評点で表示されている。数値が大きいほど良好である。
テストの結果を表１に示す。

テストの結果、実施例のタイヤは、軽量化を図りつつ、操縦安定性と乗り心地とを高い次元で両立しうることが確認できた。

１ 空気入りタイヤ
２ トレッド部
３ サイドウォール部
３ｏ 外側サイドウォール部
３ｉ 内側サイドウォール部
４ ビード部
１１ 半径方向溝
１２ 周方向溝

Claims (5)

1. トレッド部と、該トレッド部の両端からタイヤ半径方向内方にのびる一対のサイドウォール部と、各サイドウォール部の内方に設けられたビード部とを有する空気入りタイヤであって、
   前記サイドウォール部は、車両装着時に車両外側を向く外側サイドウォール部と、車両装着時に車両内側を向く内側サイドウォール部とからなり、
   前記外側サイドウォール部には、タイヤ半径方向にのびかつタイヤ周方向に隔設された複数本の半径方向溝のみが形成される一方、
   前記内側サイドウォール部には、タイヤ周方向にのびる少なくとも１本の周方向溝のみが形成されることを特徴とする空気入りタイヤ。
   
2. 前記トレッド部からサイドウォール部を経てビード部に至るカーカスプライからなるカーカスを具えるとともに、
   前記周方向溝及び前記半径方向溝は、各サイドウォール部をのびるカーカスプライの内側に配されたゴム層に形成されている請求項１記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ゴム層は、空気非透過性のゴムからなるインナーライナーである請求項２記載の空気入りタイヤ。
4. 前記インナーライナーの最大厚さが２．５〜６．０mmであり、前記周方向溝及び前記半径方向溝の深さが０．５〜３．５mmである請求項３に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記半径方向溝及び前記周方向溝は、各サイドウォール部のタイヤ外面側に形成されている請求項１記載の空気入りタイヤ。

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