JP6086355B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は空気入りタイヤに関するものである。

一般に、空気入りタイヤは、路面に直接接触するトレッド部１０（Ｔｒｅａｄ）と、トレッド部１０の内側に設けられ、他の構成要素の保護層としての役割を果たすキャッププライ２０（Ｃａｐｐｌｙ）と、タイヤの枠組みを構成するカーカス３０（Ｃａｒｃａｓｓ）と、リムに係合するビード４０（Ｂｅａｄ）と、ビード４０を被覆してビード４０に加えられる衝撃を緩和するアペックス５０（Ａｐｅｘ）と、カーカス３０の内側に設けられ、内側空気の漏出を防止するインナーライナ６０（ＩｎｎｎｅｒＬｉｎｅｒ）と、トレッド部１０とビード４０とを接続し、タイヤが屈伸運動するようにするサイドウォール７０（Ｓｉｄｅ ｗａｌｌ）と、トレッド部１０とカーカス３０との間に設けられる１つ以上のベルト８０（Ｂｅｌｔ）とを含む。図１及び図２は一般的な空気入りタイヤ１，２の断面構造を示した図である。

ここで、空気入りタイヤのアスペクト比（ＡｓｐｅｃｔＲａｔｉｏ）とは、タイヤの断面幅ＴＳＷに対するタイヤの断面高さＨの比率に１００を掛けた値をいう。図１に示したようにアスペクト比が５５以上である高アスペクト比のタイヤ１は、一般的に乗心地性、騒音性能などに優れた長所を有し、図２に示したようにアスペクト比が５５未満である低アスペクト比のタイヤ２は、高アスペクト比のタイヤ１に比べて、制動、ハンドリング及び偏りの性能、燃費、高速走行安全性などに優れた長所を有する。

前記二通りのタイヤの長所を組み合わせるために、従来、走行方向を基準として左右リムの直径が互いに異なる非対称構造を有するタイヤが開発された。図３は、非対称構造を有する従来のタイヤ３の断面を示した図である。

しかし、上述したように左右リムの直径を異ならせる場合、乗心地性及びハンドリングの性能は向上するものの、タイヤの左右剛性が対称とならないため、車両の荷重を支持するのに最適の性能を示し難い。

また、ハンドリング性能が僅かに向上するものの、タイヤの他の各種の走行性能は効果的に向上し難い。

韓国実用新案登録第０３８８３４９号公報

本発明の実施形態は、向上した走行性能だけでなく、優れた耐久力性能及び燃費を効果的に確保し得る非対称構造の空気入りタイヤを提供する。

前記課題を解決するために、本発明は、トレッド部、キャッププライ、カーカス、アペックス、ビード、サイド部及びベルトを含み、幅方向中心線Ｃを基準として非対称構造を有する空気入りタイヤにおいて、左側及び右側のタイヤの外径は同じながらリム直径が互いに異なり、左側及び右側の前記サイド部の厚さが互いに異なることを特徴とする。

本発明の実施形態によれば、車両の走行性能だけでなく、耐久力性能、燃費及び発熱性能をも向上させ得るという効果を奏する。

従来の高アスペクト比のタイヤの断面構造を示した図である。 従来の低アスペクト比のタイヤの断面構造を示した図である。 従来の左右リムの直径が互いに異なるタイヤの断面構造を示した図である。 本発明の実施形態に係る空気入りタイヤの断面構造を示した図である。 従来のタイヤと図４の空気入りタイヤとのタイヤ剛性、転がり抵抗及び耐久力性能を比較した実験結果を示すデータである。 従来のタイヤと図４の空気入りタイヤとのベルト端での歪みエネルギーを比較した実験結果を示す図である。 従来のタイヤと図４の空気入りタイヤとの走行中の温度分布を比較した実験結果を示す図である。 従来のタイヤと図４の空気入りタイヤとの操縦安定性を比較した実験結果を示す図である。

以下、本発明の技術思想を具現するための具体的な実施形態について図面を参照して詳細に説明する。

なお、関連する公知の構成又は機能に関する具体的な説明が本発明の要旨を曖昧にするおそれがあると判断された場合には、その詳細な説明を省略する。

以下、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤについて図４〜図８を参照して説明する。

図４は、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤのタイヤ断面構造を示した図である。

図４を参照すれば、本発明の実施形態に係る空気入りタイヤ１００は、トレッド部１１０、キャッププライ１２０、カーカス１３０、ビード１４０、アペックス１５０、サイド部１７０及びベルト１８０を含み、幅方向中心線Ｃを基準として左側及び右側のタイヤ１００の外径は同じながら左右リムの直径が互いに異なり、且つ左側及び右側のサイド部１７０の厚さが互いに異なり得る。ここで、幅方向とは、タイヤ１００の回転軸の延長方向をいう。

タイヤ１００の左右リムの直径が互いに異なるため、タイヤ１００の断面両側の高さが異に形成され得る。ここで、サイド部１７０はタイヤ１００の左側及び右側でトレッド部１１０及びリムを連結する部分であって、カーカス１３０と、インナーライナ（図示せず）と、カーカス１３０及びインナーライナを被覆するゴム造成物のサイドウォールとを含み得る。また、サイド部１７０の厚さとは、左側又は右側のサイド部１７０の各々で最も薄い部分の厚さをいう。

具体的に、タイヤ１００の左側及び右側のリム直径を各々Ｄ１，Ｄ２とし、左側及び右側のサイド部１７０の厚さを各々Ｔ１，Ｔ２とし、左側及び右側のアスペクト比を各々Ｓ１，Ｓ２とするとき、本実施形態の空気入りタイヤ１００は以下の式（１）を満たす。ここで、左側及び右側のアスペクト比であるＳ１，Ｓ２は各々Ｓ１＝（Ｈ１／ＴＳＷ）×１００，Ｓ２＝（Ｈ２／ＴＳＷ）×１００によって求められる。Ｈ１及びＨ２は各々タイヤ１００の断面の左側及び右側の高さであり、ＴＳＷはタイヤ１００の断面幅である。
［数１］
（Ｄ１／Ｄ２）×（Ｓ１／Ｓ２）≠１
Ｔ１≠Ｔ２

また、本実施形態の空気入りタイヤ１００は、左側及び右側のリム直径の比と左側及び右側のアスペクト比とを掛け合わせた値が１とならず、且つ左側及び右側の厚さが互いに異なるという条件を満たす。

また、左側及び右側のうちのアスペクト比の小さい方でサイド部１７０の厚さが更に大きいことがある。つまり、Ｓ１値がＳ２値より小さい場合、Ｔ１がＴ２より大きく、Ｓ１値がＳ２値より大きい場合、Ｔ１がＴ２より小さいことがある。

一方、本発明の他の実施形態に係る空気入りタイヤ１００では、左側及び右側のタイヤ１００の外径は同じながら左側及び右側のリム直径が互いに異なり、左側及び右側のサイド部１７０の厚さが互いに異なり、且つトレッド部１１０の表面の左側及び右側のパターン形状が互いに異なり得る。ここで、パターン形状とは、延長されたパターンの形状、パターンを形成する溝深さ、パターン数、パターンの間隔などを含み得る。

例えば、図４を参照すれば、高アスペクト比を有する部分であるＴＳＷ２には四季用パターン形状を適用し、低アスペクト比を有する部分であるＴＳＷ１には夏季用パターン形状を適用し得る。ここで、夏季用パターン形状は、四季用パターン形状よりパターンブロックの剛性が大きく設計され得る。但し、これは一例に過ぎず、本発明の技術思想がこれに限定されるわけではない。

また、本発明の他の実施形態に係る空気入りタイヤ１００では、左側及び右側のカーカス１３０の延長長さが異なり得る。例えば、左側及び右側のうち何れか一方のカーカス１３０の延長長さが他方のそれより長いことがある。かかる場合、カーカス１３０の延長長さの長い側でタイヤ１００の剛性が更に大きくなり、非対称構造をなし得る。

また、本発明の他の実施形態に係る空気入りタイヤ１００において、左側及び右側のベルト１８０端のうち何れか一方のみにキャッププライ１２０を適用し、他方にはキャッププライ１２０を適用しなくてもよい。かかる場合、キャッププライ１２０が適用された側でタイヤ１００の剛性が更に大きくなるため、非対称構造をなし得る。

また、本発明の他の実施形態に係る空気入りタイヤ１００では、左側及び右側のサイド部１７０の弾性係数（Ｍｏｄｕｌｕｓ）が互いに異なり得る。ここで、モジュラス(modulus)は応力と変形量との比（応力／変形量）を指す。一例として、サイド部１７０を構成するゴム造成物の弾性係数に差異があり得る。具体的に、左側及び右側のうち何れか一方のサイド部１７０を構成するゴム造成物の弾性係数が他方を構成するゴム造成物の弾性係数の１．３倍以上であり得る。その他、サイド部１７０の内部に設けられる左側及び右側のアペックス１５０が互いに異なり得る。かかる場合、一方のアペックス１５０の弾性係数が他方のアペックス１５０の弾性係数の１．２倍以上であり得る。

また、本発明の他の実施形態に係る空気入りタイヤ１００では、左側及び右側のアペックス１５０を構成する物質が互いに異なり得る。例えば、左側及び右側のうち何れか一方に繊維コードが含まれたアペックス１５０が提供され、他方には繊維コードが含まれないアペックス１５０が提供され得る。

上述した様々な実施形態は１つの空気入りタイヤ１００に各々適用され得、それとも２つ以上の実施形態が組み合わせられ、１つの空気入りタイヤ１００に適用され得る。２つ以上の実施形態が組み合わせられる場合、タイヤ１００の円周方向の中心線を基準として左右非対称となるように組み合わせられ得る。

図５は、従来のタイヤ１〜３と図４の空気入りタイヤ１００とのタイヤ剛性、転がり抵抗及び耐久力性能を比較した実験結果を示すデータである。

図５の表において、左側列から従来の高アスペクト比を有するタイヤ１（図１）、従来の低アスペクト比を有するタイヤ２（図２）、従来の左右リムの直径が互いに異なるタイヤ３（図３）及び本実施例の空気入りタイヤ１００に関する実験結果を示す。本実施例の空気入りタイヤ１００において、左右リムの直径及びアスペクト比は（Ｄ１／Ｄ２）×（Ｓ１／Ｓ２）＝１．０２７を満たし、且つリム直径の大きい側でのサイド部の厚さが他側の１．１倍である。また、リム直径の大きい側でカーカスターンナップ（ｔｕｒｎ−ｕｐ）高さを更に高め、アペックスとして繊維コードが適用されたフリッパー（Ｆｌｉｐｐｅｒ）を適用した。

図５は、空気圧３０ｐｓｉ及び荷重５００ｋｇｆを適用することで、タイヤの縦ばね定数（ＶＳＲ，ＶｅｒｔｉｃａｌＳｐｒｉｎｇ Ｒａｔｅ）、転がり抵抗係数（ＲＲｃ，Ｒｏｌｌｉｎｇ Ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）及び耐久力性能を分析した有限要素解釈の結果を示す。図５を参照すれば、本実施例における非対称タイヤ１００を適用した場合、従来の左右リムの直径のみが互いに異なるタイヤ３や低アスペクト比を有するタイヤ２に比べてタイヤの縦ばね定数（ＶＳＲ）が向上した。また、本実施例の非対称タイヤ１００は、従来の左右リムの直径のみが互いに異なるタイヤ３や高アスペクト比を有するタイヤ１に比べて転がり抵抗係数（ＲＲｃ）が小さい。転がり抵抗係数が小さくなるほど燃費が向上し得る。

本実施例の非対称タイヤ１００を適用する場合、低アスペクト比を有するタイヤ２よりもタイヤの剛性を更に確保しつつ、高アスペクト比を有するタイヤ１を用いる場合に比べて燃費を向上させ得る。また、従来の左右リムの直径のみが互いに異なるタイヤ３を適用する場合に比べてより優れた効果を奏し得る。

図６は、従来のタイヤ（図１〜図３）及び図４の空気入りタイヤのベルト端での歪みエネルギー（ＳｔｒａｉｎＥｎｅｒｇｙ）を比較した実験データを示す図である。

図６において、上側から従来の高アスペクト比を有するタイヤ１、従来の低アスペクト比を有するタイヤ２、従来の左右リムの直径が互いに異なるタイヤ３及び本実施例の空気入りタイヤ１００についての実験結果を示す。本実施例の空気入りタイヤ１００は、上述した図５の実験時と同様の非対称構造を有する。

図６は、標準空気圧下で同一の荷重を適用した際に、ベルト端での歪みエネルギーを解釈して色相及び数値で示したものである。一般に、荷重が適用されたとき、鋼製のベルト端が最も脆弱であり、歪みエネルギーの値が大きいほど耐久力性能は小さくなる。図６を参照すれば、従来の高アスペクト比を有するタイヤ１、低アスペクト比を有するタイヤ２及び左右リムの直径のみが互いに異なるタイヤ３に比べて本実施例の非対称タイヤ１００は大抵低い歪みエネルギー値を示す。

したがって、本実施例の非対称タイヤ１００は、従来のタイヤ１，２，３よりも向上した耐久力性能を示すことが分かる。

図７は、従来のタイヤ（図１〜図３）と図４の空気入りタイヤとの走行中の温度分布を比較した実験結果を示す図である。

図７において、上側から従来の高アスペクト比を有するタイヤ１、従来の低アスペクト比を有するタイヤ２、従来の左右リムの直径が互いに異なるタイヤ３及び本実施例の空気入りタイヤ１００についての実験結果を示す。本実施例の空気入りタイヤ１００は、上述した図５の実験時と同様の非対称構造を有する。

図７は、標準空気圧下で同一の荷重を適用し、タイヤが８０ｋｍ／ｈの速度で回転しているとき、タイヤの内部で発生する温度分布を解釈して示したものである。温度に関しては、ベルト端が最も脆弱であるが、図７を参照すれば、従来の高アスペクト比を有するタイヤ１、低アスペクト比を有するタイヤ２及び左右リムの直径のみが互いに異なるタイヤ３よりも本実施例の非対称タイヤ１００において低い温度分布を示している。

つまり、本実施例の非対称タイヤ１００は、従来のタイヤ１，２，３よりも走行中の発熱性能も向上した効果を奏することが分かる。

図８は、従来のタイヤ（図１〜図３）と図４の空気入りタイヤとの操縦安定性を比較した実験結果を示す図である。

図８の表において、左側列から従来の高アスペクト比を有するタイヤ１、従来の低アスペクト比を有するタイヤ２、従来の左右リムの直径が異なるタイヤとその左右が逆になったタイヤ３，３'及び本実施例の空気入りタイヤとその左右が逆になったタイヤ１００，１００'に対する実験結果を示す。本実施例の空気入りタイヤ１００において、左右リムの直径及びアスペクト比は（Ｄ１／Ｄ２）×（Ｓ１／Ｓ２）＝０．９７４を満たし、その他の条件は上述した図５の実験に適用された非対称構造のそれと同様である。

図８は、標準空気圧下で同一の荷重を適用することで、Ｆｏｒｃｅ＆Ｍｏｍｅｎｔを分析した解釈結果を示す。ここで、コーナリング剛性（ＣＣ，Ｃｏｒｎｅｒｉｎｇ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）及びアライニングトルク剛性（ＡＴＣ，ＡｌｉｇｎｉｎｇＴｏｒｑｕｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）はハンドリング性能又は操縦安定性を示す。操縦安定性は、タイヤを走行方向から所定の角度だけ（スリップ角）解放することで試験され得、括弧内の数字は前記スリップ角を指す。また、水平力（ＬＦ，ＬａｔｅｒａｌＦｏｒｃｅ）は、タイヤが走行方向から離脱したときに発生する横方向の力であって、走行方向から離脱した際にタイヤが壊れずに耐えられる力を示す。一般的にＣＣ値が大きくＡＴＣ値が小さく、そしてＬＦ値が大きいほど、操縦安定性に優れていることを意味する。

図８を参照すれば、本実施例の非対称タイヤ１００，１００'を適用した場合、従来の高アスペクト比を有するタイヤ１及び低アスペクト比を有するタイヤ２よりもＣＣ値及びＬＦ値が大きい。そこで、アスペクト比の大きさと関係なく、従来の対称構造のタイヤよりも本実施例の非対称タイヤ１００のハンドリング性能又は操縦安定性が更に向上したことが分かる。

また、従来の左右リムの直径のみが互いに異なるタイヤ３，３'よりも本実施例の非対称タイヤ１００のＣＣ値及びＬＦ値が大きい。図５〜図７の実験結果を一緒に考慮すれば、本実施例の非対称タイヤ１００は左右リムの直径のみが異なる従来の非対称構造のタイヤ３，３'より向上した操縦安定性を示し、且つ優れた耐久力性能、燃費及び発熱性能を示し得る。

以上、本発明の実施例に係る空気入りタイヤの具体的な実施形態について説明したが、これは例示に過ぎないものであって、本発明はこれに限定されるものではなく、本明細書に開示された基礎思想に基づく最も広い範囲を有するものと解釈されるべきである。当業者は、開示された実施形態を組み合わせ／置換して摘示されていない形状のパターンを実施できるが、これも本発明の範囲から逸脱しないものである。その他にも当業者は本明細書に基づいて開示された実施形態を容易に変更又は変形でき、このような変更又は変形も本発明の権利範囲に属するのは明白である。

１，２，３…タイヤ、１０…トレッド部、２０…キャッププライ、３０…カーカス、４０…ビード、５０…アペックス、６０…インナーライナ、７０…サイドウォール、８０…ベルト、１００…タイヤ、１１０…トレッド部、１２０…キャッププライ、１３０…カーカス、１４０…ビード、１５０…アペックス、１７０…サイド部、１８０…ベルト。

Claims (9)

1. トレッド部、前記トレッド部の内側で保護層の役割をするキャッププライ、タイヤの枠組みを形成するカーカス、リムに係合されるビード、前記ビードを被覆するように備えられ、前記ビードが受ける衝撃を緩和させるアペックス、前記トレッド部と前記ビードとを接続するサイド部及び前記トレッド部とカーカスとの間に設けられたベルトを含み、幅方向中心線Ｃを基準として非対称構造を有する空気入りタイヤにおいて、
   左側及び右側のタイヤの外径は同じながらリム直径が互いに異なり、
   左側及び右側の前記サイド部の各々で最も薄い部分の厚さが互いに異なり、前記ベルトの左側端及び右側端のうち何れか一方のみに前記キャッププライが適用された空気入りタイヤ。
2. 前記左側及び右側のリム直径が各々Ｄ１，Ｄ２であり、左側及び右側のアスペクト比（Ｓｅｒｉｅｓ）が各々Ｓ１，Ｓ２であり、前記左側及び右側のサイド部の各々で最も薄い部分の厚さが各々Ｔ１，Ｔ２であるとき、
   （Ｄ１／Ｄ２）×（Ｓ１／Ｓ２）≠１，Ｔ１≠Ｔ２
   を同時に満たす、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記トレッド部の表面の左側及び右側のパターン形状が互いに異なる、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 左側及び右側の前記ビードのコード構造は材質、形状又は剛性のうち少なくとも一方が互いに異なるように形成されている、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記左側及び右側のサイド部の弾性係数（Ｍｏｄｕｌｕｓ）が互いに異なる、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記左側及び右側のうち何れか一方のサイド部を構成するゴム造成物の弾性係数が、他方を構成するゴム造成物の弾性係数の１．３倍以上である、請求項５に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記左側及び右側のアペックスの弾性係数が互いに異なり、
   前記左側及び右側のうち何れか一方のアペックスの弾性係数が他方のアペックスの弾性係数の１．２倍以上である、請求項５に記載の空気入りタイヤ。
8. 前記左側及び右側のアペックスを構成する物質が互いに異なる、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
9. 前記左側及び右側のうち何れか一方のみに繊維コードが含まれたアペックスが用いられている、請求項８に記載の空気入りタイヤ。