JP6227855B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、ビード部に埋設されたビードコアと、ビードコアのタイヤ径方向外側に配置されたビードフィラーと、ビードコアの回りで内側から外側に巻き上げられたカーカスプライと、タイヤの外壁面を構成するサイドウォールゴムとを備える空気入りタイヤに関する。

近年、車両の燃費向上のために、タイヤの軽量化に対する要求は一段と高まってきている。タイヤの軽量化のためには、サイドウォールゴムの質量を減らしてサイドウォール部の厚みを薄くすることが有効であるが、サイドウォール部を薄くすると、タイヤの横剛性が低下して操縦安定性能が悪化する傾向にある。

サイドウォールゴムの質量を減らしつつ、タイヤの横剛性を高めて操縦安定性能を向上させるため、ビードフィラーを大型化することが考えられる。しかし、ビードフィラーを大型化すると、タイヤの縦剛性が増加してしまい、乗り心地の悪化に繋がる。このように、操縦安定性能と乗り心地とをバランス良く両立させることは難しかった。

下記特許文献１及び２には、操縦安定性能を向上させる目的で、ビードエーペックスゴム（ビードフィラーに相当）が、ビードコアからタイヤ径方向外方に先細に延びる断面小三角形状のエーペックス本体部と、このエーペックス本体部からタイヤ径方向外方に延びる実質的に一定厚さの薄板状の翼部とから形成された空気入りタイヤが開示されている。これらの空気入りタイヤは、トレッド部からサイドウォール部を経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でタイヤ軸方向内側から外側へ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を備えている。

特許文献１及び２の空気入りタイヤにおいて、ビードエーペックスの翼部は実質的に一定厚さとなっており、タイヤの縦剛性が高くなり過ぎて、乗り心地が悪化する可能性がある。また、プライ折返し部は、ビードエーペックスの翼部を越えてタイヤ径方向外方へ延出するとともに、この延出部分は前記プライ本体部に隣接して終端している。このようにカーカスプライの端部がビードエーペックスのタイヤ径方向外側端を越えると、バットレス部付近に歪みが集中して耐久性能の悪化が懸念される。

特開２００４−３０６７４２号公報 特開２００４−１２３０４９号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、タイヤ質量を抑えつつ、操縦安定性能及び乗り心地をバランス良く向上させた空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成することができる。即ち、本発明に係る空気入りタイヤは、ビード部に埋設されたビードコアと、前記ビードコアのタイヤ径方向外側に配置されたビードフィラーと、前記ビードコアの回りで内側から外側に巻き上げられたカーカスプライと、タイヤの外壁面を構成するサイドウォールゴムとを備える空気入りタイヤにおいて、前記ビードコアのタイヤ径方向外端を基準とした前記ビードフィラーの断面高さは、タイヤ断面高さの５０〜７０％であり、前記ビードフィラーの厚みは、前記ビードコアのタイヤ径方向外端からタイヤ径方向外側へ２０ｍｍの位置で１．７ｍｍ以下であって、かつタイヤ径方向外側へ向かって徐々に減少しており、前記カーカスプライの巻上げ端は、前記ビードフィラーの外周端よりもタイヤ径方向内側で終端しているものである。

本発明の空気入りタイヤでは、ビードフィラーの断面高さが、タイヤ断面高さの５０〜７０％となっており、サイドウォールゴムの質量を減らしつつ、タイヤの横剛性を高めることができるため、タイヤ質量を抑えつつ、操縦安定性能を維持することできる。また、ビードフィラーの厚みは、ビードコアのタイヤ径方向外端からタイヤ径方向外側へ２０ｍｍの位置で１．７ｍｍ以下と薄く、かつタイヤ径方向外側へ向かって徐々に減少しており、タイヤの縦剛性を低減させて乗り心地を向上させることができる。また、カーカスプライの巻上げ端が、ビードフィラーの外周端よりもタイヤ径方向内側で終端しているため、カーカスプライによってタイヤの縦剛性が高くなり過ぎることもない。その結果、本発明の空気入りタイヤによれば、タイヤ質量を抑えつつ、操縦安定性能及び乗り心地をバランス良く向上させることができる。なお、本発明における厚み測定は、ビードコアのタイヤ径方向外端からタイヤ径方向外側へ２０ｍｍの位置からの水平線とビードフィラーの中線との交点からタイヤ内面に９０°になるような法線上の厚みをとる。また、本発明におけるビードフィラーの厚みは、隣接するカーカスプライのトッピングゴムの厚みも含む。

本発明の空気入りタイヤは、タイヤ内面からの法線上において、最外層カーカスプライのプライコードからタイヤの外表面までのゴムの厚み、又は前記最外層カーカスプライが無い部分ではサイドウォールゴムの厚みに対する前記ビードフィラーの厚みの比率は、前記ビードフィラーの外周端の位置では２０〜５０％、かつ前記ビードコアのタイヤ径方向外端からタイヤ径方向外側へ２０ｍｍの位置では１０〜４０％であることが好ましい。この比率によれば、サイドウォールゴムの質量を減らしてタイヤ質量を効果的に抑えつつ、操縦安定性能及び乗り心地をバランス良く向上させることができる。

本発明の空気入りタイヤは、前記ビードフィラーのゴム硬度は９３〜９９であることが好ましい。このような硬度の高いゴムでビードフィラーを構成することにより、ビードフィラーの厚みを薄くした場合にも、タイヤの横剛性を十分高めることができる。

本発明の空気入りタイヤは、前記ビードフィラーの厚みは、前記ビードコアのタイヤ径方向外端からタイヤ径方向外側へ１０ｍｍの位置で４．９ｍｍ以上であることが好ましい。この構成によれば、ビードフィラーの厚みを薄く、断面高さを高くした場合にも、ビードコア近傍での故障を防ぐことができるため、タイヤの耐久性能を維持できる。

本発明の空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線半断面図 図１の空気入りタイヤの要部を拡大して示す断面図 本発明の別実施形態における空気入りタイヤのタイヤ子午線半断面図

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線半断面図である。図２は、図１の空気入りタイヤの要部を拡大して示す断面図である。

この空気入りタイヤＴは、一対のビード部１と、ビード部１からタイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部２と、サイドウォール部２のタイヤ径方向外側端に連なって踏面を構成するトレッド部３とを備える。ビード部１には、ゴム被覆したビードワイヤを積層巻回した収束体よりなる環状のビードコア１１が埋設され、そのビードコア１１のタイヤ径方向外側にビードフィラー１２が配置されている。

カーカスプライ４は、一対のビード部１に配設されたビードコア１１間で延在し、そのビードコア１１の回りで内側から外側に巻き上げられている。ビードコア１１及びビードフィラー１２のタイヤ幅方向外側には、カーカスプライ４の巻き上げ部が配置され、その先端が巻き上げ端４Ｅとなる。カーカスプライ４は、タイヤ周方向に対して略直交する方向に配列したプライコードを、トッピングゴムで被覆して形成されている。プライコードとしては、スチールコードや有機繊維コードが好適に使用される。

カーカスプライ４の内側には、タイヤＴの内周面を構成するインナーライナーゴム５が設けられている。インナーライナーゴム５は、タイヤ内に充填された気体の透過を阻止する機能を有する。また、サイドウォール部２では、カーカスプライ４の外側に、タイヤＴの外壁面を構成するサイドウォールゴム９が設けられている。

リムストリップゴム８は、サイドウォールゴム９のタイヤ径方向内側に連続するように設けられている。リムストリップゴム８は、ビード部１の底面からタイヤ径方向外側に立ち上がり、少なくともリムフランジＲｆに接触する部分に設けられている。

ビードフィラー１２は、硬質のゴムで構成され、ビードコア１１のタイヤ径方向外端１１Ｅからタイヤ径方向外側に先細状に延びている。このような硬質のゴムからなるビードフィラー１２をカーカスプライ４に沿って配置することにより、タイヤの横剛性を向上させることができるため、操縦安定性能を向上させることができる。ビードコア１１のタイヤ径方向外端１１Ｅを基準としたビードフィラー１２の断面高さＨ１は、タイヤ断面高さＨの５０〜７０％であり、より好ましくは５０〜６０％である。ビードフィラー１２の断面高さＨ１がタイヤ断面高さＨの７０％を越えると、ビードフィラー１２の外周端１２Ｅがバットレス部に接近するため、バットレス部に歪みが集中しやすくなる。なお、タイヤ断面高さＨは、タイヤ子午線断面において、ＪＡＴＭＡ規定の空気圧を充填した状態で、ノミナルリム径からトレッド部３のトレッド表面までの高さである。

ビードフィラー１２の厚みｔ１は、タイヤ径方向外側へ向かって徐々に減少しており、ビードフィラー１２の外周端１２Ｅで最も薄くなっている。具体的には、ビードフィラー１２の厚みｔ１は、ビードコア１１のタイヤ径方向外端１１Ｅからタイヤ径方向外側へ２０ｍｍの位置Ｑで１．７ｍｍ以下となっている。ここで、位置Ｑでのビードフィラー１２の厚みｔ１は、位置Ｑでの水平線とビードフィラー１２の中線１２ａとの交点からタイヤ内面に９０°になるような法線上の厚みである。また、ビードフィラー１２の厚みｔ１は、外周端１２Ｅで０．５ｍｍ以下となっている。ここで、外周端１２Ｅでのビードフィラー１２の厚みｔ１は、外周端１２Ｅからタイヤ内面に９０°となるような法線上の厚みである。

厚みが略一定で断面高さが高い従来のビードフィラーではタイヤの縦剛性が大きくなり過ぎて乗り心地が悪化するが、ビードフィラー１２の高い位置での厚みを薄くすることにより、縦剛性を従来より抑えることができるため、乗り心地を向上させることができる。また、ビードフィラー１２を徐々に薄くすることにより、ビードフィラー１２の外周端１２Ｅでの歪み集中を抑制し、サイドウォール部２の歪みをビードフィラー１２、サイドウォールゴム９、及びカーカスプライ４の全体へ分散することが可能となる。

本実施形態では、サイドウォール部２のビード部１に近い部分にタイヤ幅方向外側に突出するリムライン７が設けられている。リムライン７は、リムＲに対するタイヤ装着時にリムフランジＲｆの外周との間隔が一定となるようにタイヤ周方向に延びており、空気入りタイヤＴがリムＲに対して適切に装着されたか否かを確認するためのものである。ビードフィラー１２の厚みｔ１は、リムライン７の位置で１．７ｍｍ以下となっている。ここで、リムライン７の位置でのビードフィラー１２の厚みｔ１は、リムライン７からタイヤ内面に９０°となるような法線上の厚みである。また、本実施形態では、リムライン７からタイヤ内面に９０°となるような法線と、位置Ｑでの水平線とビードフィラー１２の中線１２ａとの交点からタイヤ内面に９０°になるような法線とが重なっている。

また、ビードフィラー１２の厚みｔ１は、ビードコア１１のタイヤ径方向外端１１Ｅからタイヤ径方向外側へ１０ｍｍの位置Ｐで４．９ｍｍ以上である。位置Ｐでの厚みｔ１が４．９ｍｍよりも小さいと、ビード部１での故障が懸念される。ここで、位置Ｐでのビードフィラー１２の厚みｔ１は、位置Ｐでの水平線とビードフィラー１２の中線１２ａとの交点からタイヤ内面に９０°になるような法線上の厚みである。

タイヤ内面からの法線上において、最外層カーカスプライ４ａ（カーカスプライ４の巻上げ部）のプライコードからタイヤの外表面までのゴムの厚み、又は最外層カーカスプライ４ａが無い部分ではサイドウォールゴム９の厚みｔ２に対するビードフィラー１２の厚みｔ１の比率は、ビードフィラー１２の外周端１２Ｅの位置Ｒでは２０〜５０％、かつビードコア１１のタイヤ径方向外端１１Ｅからタイヤ径方向外側へ２０ｍｍの位置Ｑでは１０〜４０％、かつビードコア１１のタイヤ径方向外端１１Ｅからタイヤ径方向外側へ１０ｍｍの位置Ｐでは９８〜４００％、かつリムライン７の位置では１０〜４０％である。例えば、位置Ｒではビードフィラー１２の厚みｔ１が０．５ｍｍ、サイドウォールゴム９の厚みｔ２が２．４ｍｍで、位置Ｑではビードフィラー１２の厚みｔ１が１．７ｍｍ、最外層カーカスプライ４ａのプライコードからタイヤの外表面までのゴムの厚みｔ２が５．５ｍｍで、位置Ｐではビードフィラー１２の厚みｔ１が４．９ｍｍ、最外層カーカスプライ４ａのプライコードからタイヤの外表面までのゴムの厚みｔ２が２．０ｍｍで、リムライン７の位置ではビードフィラー１２の厚みｔ１が１．７ｍｍ、最外層カーカスプライ４ａのプライコードからタイヤの外表面までのゴムの厚みｔ２が５．５ｍｍである。

ビードフィラー１２のゴム硬度は９３〜９９であることが好ましく、９５〜９７であることがより好ましい。また、サイドウォールゴム９の硬度は、５５〜６５であることが好ましい。本発明では、このような硬度の高いゴムでビードフィラー１２を構成することにより、ビードフィラー１２の厚みｔ１を薄くした場合にも、タイヤＴの横剛性を十分高めることができる。本発明におけるゴム硬度は、ＪＩＳＫ６２５３のデュロメータ硬さ試験（タイプＡ）に準じて測定したゴム硬度である。

カーカスプライ４の巻上げ端４Ｅは、ビードフィラー１２の外周端１２Ｅよりもタイヤ径方向内側で終端していることが好ましい。これにより、ビードコア１１間に延在しているカーカスプライ４の本体部に巻上げ端４Ｅが接触せず、カーカスプライ４によってビードフィラー１２が拘束されないため、タイヤの縦剛性が高くなり過ぎることはない。また、トレッド面からの衝撃伝達経路を絶ち、振動エネルギーを熱（撓み）に変え、ホイールに伝わるノイズを低減させることができる。

カーカスプライ４の巻上げ端４Ｅは、ビードフィラー１２の外周端１２Ｅよりもタイヤ断面高さＨの８％以上タイヤ径方向内側に位置するのが好ましい。また、ビードコア１１のタイヤ径方向外端１１Ｅから巻上げ端４Ｅまでの高さＨ２は、タイヤ断面高さＨの１２〜６２％が好ましい。

本発明の空気入りタイヤは、ビード部とサイドウォール部を上記の如く構成すること以外は、通常の空気入りタイヤと同等であり、従来公知の材料、形状、構造、製法などが何れも本発明に採用することができる。

＜別実施形態＞
前述の実施形態では、サイドウォール部２のビード部１の近い部分にタイヤ幅方向外側に突出するリムライン７が設けられている例を示したが、リムライン７は必ずしも設けられなくともよい。例えば、図３に示すようにサイドウォール部２のビード部１に近い部分にタイヤ幅方向外側に突出するリムプロテクター１７が設けられてもよい。リムプロテクター１７は、リムの損傷を防止するため、タイヤ周方向に延びるタイヤ幅方向外側に突出する環状の突条である。リムプロテクター１７が設けられている場合、リムプロテクター１７の頂点の位置で、最外層カーカスプライ４ａのプライコードからタイヤの外表面までのゴムの厚みｔ２に対するビードフィラー１２の厚みｔ１の比率は、１０〜３０％である。例えば、リムプロテクター１７の頂点の位置ではビードフィラー１２の厚みｔ１が１．７ｍｍ、最外層カーカスプライ４ａのプライコードからタイヤの外表面までのゴムの厚みｔ２が８．０ｍｍである。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例等について説明する。なお、実施例等における評価項目は、下記のようにして測定を行った。試験に供したタイヤのサイズは１９５／６５Ｒ１５であり、ＪＡＴＭＡ規定のリムサイズのリムに装着した。

（１）操縦安定性能
実車（国産３．５Ｌミニバン車）にテストタイヤを装着して走行させ、ドライバーの官能評価により１０点満点における採点を行った。点数が多いほど操縦安定性能に優れることを示す。

（２）乗り心地性能
実車（国産３．５Ｌミニバン車）にテストタイヤを装着して走行させ、ドライバーの官能評価により１０点満点における採点を行った。点数が多いほど乗り心地性能に優れることを示す。

（３）ロードノイズ
実車（国産３．５Ｌミニバン車）にテストタイヤを装着し、テストコースを６０ｋｍ／ｈの速度で走行したときの車内騒音をドライバーの官能評価により１０点満点における採点を行った。点数が多いほどロードノイズが少ないことを示す。

従来例
ビードフィラー１２の断面高さＨ１をタイヤ断面高さＨの２８％とし、かつビードフィラー１２の厚みｔ１をビードコア１１のタイヤ径方向外端からタイヤ径方向外側へ２０ｍｍの位置Ｑで２．６ｍｍとした従来公知の空気入りタイヤを製造した。かかる空気入りタイヤを用いて、上記評価を行った結果を表１に示す。

実施例１，２
ビードフィラー１２の断面高さＨ１をタイヤ断面高さＨの５０％とし、かつビードフィラー１２の厚みｔ１をビードコア１１のタイヤ径方向外端からタイヤ径方向外側へ２０ｍｍの位置Ｑで１．７ｍｍとし、カーカスプライ４の巻上げ端４Ｅをビードフィラー１２の外周端１２Ｅよりもタイヤ径方向内側で終端させた空気入りタイヤを製造した。かかる空気入りタイヤを用いて、上記評価を行った結果を表１に示す。

比較例１
ビードフィラー１２の断面高さＨ１をタイヤ断面高さＨの５０％とし、かつビードフィラー１２の厚みｔ１をビードコア１１のタイヤ径方向外端からタイヤ径方向外側へ２０ｍｍの位置Ｑで５．０ｍｍとし、カーカスプライ４の巻上げ端４Ｅをビードフィラー１２の外周端１２Ｅよりもタイヤ径方向外側で終端させた空気入りタイヤを製造した。かかる空気入りタイヤを用いて、上記評価を行った結果を表１に示す。

比較例２及び比較例３
カーカスプライ４の巻上げ端４Ｅをビードフィラー１２の外周端１２Ｅよりもタイヤ径方向外側で終端させたこと以外は実施例１と同じ空気入りタイヤを製造した。かかる空気入りタイヤを用いて、上記評価を行った結果を表１に示す。

表１に示すとおり、実施例１，２に係る空気入りタイヤでは、従来例に係る空気入りタイヤに比べて、操縦安定性能が同程度かもしくは向上し、乗り心地は向上することがわかる。一方、比較例１〜３に係る空気入りタイヤでは、従来例に比べると、操縦安定性能は向上するものの乗り心地は悪化している。

１ ビード部
２ サイドウォール部
３ トレッド部
４ カーカスプライ
４ａ 最外層カーカスプライ
４Ｅ カーカスプライの巻上げ端
７ リムライン
８ リムストリップゴム
９ サイドウォールゴム
１１ ビードコア
１１Ｅ タイヤ径方向外端
１２ ビードフィラー
１２Ｅ ビードフィラーの外周端
Ｈ タイヤ断面高さ
Ｈ１ ビードフィラーの断面高さ
ｔ１ ビードフィラーの厚み

Claims (4)

1. ビード部に埋設されたビードコアと、前記ビードコアのタイヤ径方向外側に配置されたビードフィラーと、前記ビードコアの回りで内側から外側に巻き上げられたカーカスプライと、タイヤの外壁面を構成するサイドウォールゴムとを備える空気入りタイヤにおいて、
   前記ビードコアのタイヤ径方向外端を基準とした前記ビードフィラーの断面高さは、タイヤ断面高さの５０〜７０％であり、
   前記ビードフィラーの厚みは、前記ビードコアのタイヤ径方向外端からタイヤ径方向外側へ２０ｍｍの位置で１．７ｍｍ以下であって、かつ前記ビードコアのタイヤ径方向外端からタイヤ径方向外側へ向かって等厚部を含むことなく徐々に減少しており、
   前記カーカスプライの巻上げ端は、前記ビードフィラーの外周端よりもタイヤ径方向内側で終端していることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. タイヤ内面からの法線上において、最外層カーカスプライのプライコードからタイヤの外表面までのゴムの厚み、又は前記最外層カーカスプライが無い部分ではサイドウォールゴムの厚みに対する前記ビードフィラーの厚みの比率は、前記ビードフィラーの外周端の位置では２０〜５０％、かつ前記ビードコアのタイヤ径方向外端からタイヤ径方向外側へ２０ｍｍの位置では１０〜４０％であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ビードフィラーのゴム硬度は９３〜９９であることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ビードフィラーの厚みは、前記ビードコアのタイヤ径方向外端からタイヤ径方向外側へ１０ｍｍの位置で４．９ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

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