JP6489917B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Description
本発明によれば、サイドウォールゴムを薄ゲージにしたタイヤや、軽自動車用のリム幅の比較的小さいタイヤにおいても、乗り心地性能を維持しつつ、高い耐偏摩耗性能が得られる空気入りタイヤを提供することができる。
また、「規定内圧」とは、上記のJATMA YEAR BOOK等に記載されている、適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力に対応する空気圧を指す。
「タイヤの断面幅の呼び」とは、例えばJATMA Year Bookに規定されたタイヤサイズ毎のタイヤの断面幅の呼び幅であり、例えばタイヤサイズの表記が「195/65R15」である場合、先頭の「195」に単位ミリメートルを付加して得られる幅をいう。なお、呼び幅は、タイヤが生産または使用される地域が日本国以外の地域の場合には、その地域に適用されている産業規格に準拠したものをいう。
「カーカスのタイヤ径方向最内側端」とは、カーカスが複数枚のプライからなる場合は、タイヤ径方向最内側にあるプライにおけるタイヤ径方向最内側端である。また、カーカスが、タイヤ径方向最内側端においてタイヤ幅方向に延在する場合には、その中心を指す。
また、カーカスが本体部と折り返し部とを有する場合におけるカーカスによる規定は、特に断りのない限り、カーカスの本体部のタイヤ幅方向外側の面を基準としたものである。
これにより、タイヤにサイドフォースが加わったときの接地形状変化が小さくなり、ショルダー部の偏摩耗をより抑制することができる。
仮にカーカス5のタイヤ幅方向最外側端CWの、カーカス5のタイヤ径方向最内側端Bからのタイヤ径方向高さCWhが0.47h以下の場合、タイヤに旋回時のサイドフォースが加わった場合に、カーカス5は、ビード部3近傍のカーカス5の本体部5aの部分が地面に倒れ込むような形状となりやすくなり、旋回時のビード部3の周辺の変形を十分に抑制できなくなる。
また、カーカス5のタイヤ幅方向最外側端CWの、カーカス5のタイヤ径方向最内側端Bからのタイヤ径方向高さCWhが0.67h以上となると、カーカス張力の増大代が大きくなり、ビード耐久性の悪化の懸念が生じうる。
一方、カーカス5のタイヤ幅方向最外側端CWが、カーカス5のタイヤ径方向最内側端Bからのタイヤ径方向高さCWhが0.47h<CWh<0.67hを満たすタイヤ径方向仮想領域内にある場合には、サイドウォール部2でのカーカス5の本体部5aの部分は、曲率が全体的に大きくなるため、当該該部分において張力が局所的に低下するのを抑制し、ゆえにサイドフォース作用時でのタイヤの変形を抑制することができる。
そのため、旋回時にビード部3にサイドフォースが加わった際のビード部3の変形を、ビード部3を中心とする剛体に近似した変形とすることができる。そのため、カーカス5の本体部5aが地面に倒れ込むような形状となりにくくなり、さらにビード部3に加わるモーメントを低減できるので、ビード部3全体の剛性を確保して、旋回時のビード部3の周辺の変形を十分に抑制できる。
仮想領域Tよりも外側にカーカス5が存在する従来のタイヤでは、内圧を充填することにより、カーカス5にタイヤ内側への変形が生じる。またショルダー部は、内圧により径成長するため、ショルダー部のベルト張力が高まる。そのため従来のタイヤでは、ショルダー部のカーカス5による曲げ剛性が小さくなるため、サイドフォースによる曲げ変形が生じやすく、ショルダー接地長が大きくなりやすい。
本実施形態では、仮想領域T内にカーカス5の本体部5aを配置することで、内圧充填時においてカーカス5が変形しないか、又はタイヤ外側へ内圧時変形する。またショルダー部では、内圧による径成長が抑制されるのでショルダー部のベルト張力が高まらず、カーカス5の張力は大きくなる。そのため本発明の一実施形態では、ショルダー部のカーカスによる曲げ剛性が大きくなり、サイドフォースによる曲げ変形をバットレス部が主に負担することとなるので、ショルダー接地長は大きくなりづらい。
よって、旋回時のサイドフォースにより変形が生じても、サイドフォースによる曲げ変形の大部分をバットレス部が負担することができるとともに、ショルダー部がバットレス部の変形に追従して変形しなくなるため、旋回時にショルダー部がタイヤ幅方向内側に押し込まれるような接地形状の変化を抑制することができる。よって、旋回時におけるショルダー部の接地長が長くなることが抑制でき、ショルダー部の偏摩耗を抑制することができる。
また、図2(b)に示すようにコードが層間で互いに交差してなる2層の傾斜ベルト層と、この傾斜ベルト層の端部のみを覆う周方向コードからなるベルト補強層(レイヤー層)とからなる構成とすることができる。図2(b)のような構造では、張力を負担する周方向部材が増えるため、ショルダー部のカーカス張力は低下する。また、レイヤー層により内圧によるショルダー部の径成長が抑制されるので、平押し時の接地形状や、サイドフォースの入力の無い車両直進状態ではショルダー部の接地長は大きくなりづらい。しかしながら上述のように、カーカス張力が低下しているため、サイドフォースの入力時では、ショルダー部のカーカスによる曲げ剛性は小さくなるため、曲げ変形が生じやすく、ショルダー接地長が大きくなりやすくショルダー部の偏摩耗が悪化しやすい。しかしながら本発明の一実施形態によれば、タイヤの軽量性及び乗り心地性能を維持しつつ、ショルダー部の偏摩耗を十分に抑制することができる。
なお、乗用車用のタイヤ用で一般的に使用される、コードが層間で互いに交差してなる2層の傾斜ベルト層と、タイヤ赤道面を跨いで傾斜ベルト層の大半を覆う周方向コード層からなるベルト補強層と、を備えたもの(図2(c))とすることができるのは勿論である。
またコードは、モノフィラメントコードや、複数のフィラメントを撚り合せたコードを用いることができる。撚り構造も種々の設計が採用可能であり、断面構造、撚りピッチ、撚り方向、隣接するフィラメント同士の距離も様々なものが使用できる。さらには異なる材質のフィラメントを縒り合せたコードを採用することもでき、断面構造としても特に限定されず、単撚り、層撚り、複撚りなど様々な撚り構造を取ることができる。
コードの傾斜角度は、タイヤ周方向に対して10°以上が好ましく、30°以下が特に好ましい。
コードの打ち込み数は、一般的には15〜60本/50mmの範囲であるが、この範囲に限定されるのもではない。
また、重複仮想領域Mのタイヤ幅方向寸法をMW(mm)は、トレッド幅の80%〜100%であることが好ましい。
ここで、タイヤ外径TRは、「(タイヤのサイド高さ)×2+リム幅」により求めることができる。「タイヤのサイド高さ」は、タイヤの断面幅の呼びTWに、タイヤの偏平比の呼びを乗じて100で除した値である。
また、「タイヤの偏平比の呼び」とは、例えばJATMA Year Bookに規定されたタイヤサイズ毎の偏平率の呼び幅であり、例えばタイヤサイズの表記が「195/65R15」である場合、「65」の値である。
タイヤ幅TW(mm)をタイヤ外径TR(mm)で除した値が、0.31より小さい空気入りタイヤでは、直進時に、センター部とショルダー部の径差が小さくなりやすく、ショルダー部の接地長が増大しやすいため、ショルダー部の偏摩耗が悪化する傾向がある。そこで、タイヤ幅TW(mm)をタイヤ外径TR(mm)で除した値が、0.31より小さいタイヤに本発明を適用することにより、旋回時及び直進時の両方の偏摩耗を十分に抑制することが可能となる。
なお、このようなタイヤとしては、乗用車用空気入りラジアルタイヤが想定され、特に軽自動車向けのタイヤが想定される。具体的なタイヤサイズとしては、165/50R15、165/50R16、155/55R14、165/55R14、185/55R14、165/55R15、175/55R15、185/55R15、185/55R16、175/60R13、185/60R13、165/60R14、175/60R14、185/60R14、155/60R15、165/60R15、175/60R15、185/60R15、175/60R16、185/60R16、155/65R12、145/65R13、155/65R13、165/65R13、145/65R14、155/65R14、165/65R14、175/65R14、185/65R14、145/65R15、165/65R15、175/65R15、185/65R15、145/70R12、155/70R12、165/70R12、175/70R12、145/70R13、155/70R13、165/70R13、175/70R13、185/70R13、165/70R14、175/70R14、185/70R14、135/80R12、145/80R12、155/80R12、135/80R13、145/80R13、155/80R13、165/80R13、175/80R13、165/80R14、175/80R14、185/80R14、175/80R15、175/80R16といったサイズが例示できる。
なお、各タイヤは図1に示すように、一対のビード部に埋設されたビードコアに係止されるカーカス5と、該カーカス5のクラウン部のタイヤ径方向外側に設けられた2層の傾斜ベルト層からなるベルト6及びトレッドゴム7とを備えるタイヤである。
カント路面上走行時と同様の負荷を与え、摩耗状態を室内で再現する摩耗ドラム試験を行うことにより行った。具体的には、路面端から路面中央に向かって水平方向に対して0.2°の傾斜角度を有するカント路面上を、70km/hの一定速度下で車両を5000km走行させた。そして、タイヤセンター仮想領域とショルダー仮想領域の主溝のそれぞれにおいて、新品時の溝深さと摩耗後の溝深さを測定し、この結果から各溝の摩耗ライフを算出し、タイヤセンター仮想領域の摩耗ライフに対するショルダー仮想領域の摩耗ライフの比で評価した。表1中の耐摩耗性の値は、比較例1における摩耗ライフの比の値に対する、各タイヤの摩耗ライフの比の指数の数値((各タイヤのおける摩耗ライフの比/比較例1における摩耗ライフの比)×100)であり、この指数の値が小さいほどショルダー偏摩耗がしづらい、すなわち耐偏摩耗性能が良いことを意味する。なお、ここで言うタイヤセンター仮想領域の主溝とは、図1のタイヤ赤道面C上の周方向主溝であり、ショルダー仮想領域の溝とは、タイヤ幅方向最外側の周方向主溝のことである。
乾燥路のコース上において、舗装の粗さの異なる5種類の路面上を走行し、テストドライバーが、車室内に伝わってくる振動と音とに基づいて走行中のタイヤの乗り心地性についてフィーリング評価を行った。表1中の乗り心地性能の値は、比較例1における乗り心地性能の値に対する、各タイヤでの車室内に伝わってくる振動と音の大きさの比の指数の数値((各タイヤのおける振動と音の大きさ/比較例1における振動と音の大きさ)×100)であり、この指数の値が小さいほど振動と音が小さい、すなわち乗り心地性能が良いことを意味する。
Claims (2)
- 一対のビードコア間をトロイド状に跨る少なくとも一層のカーカスプライからなるカーカスを備え、リム幅RW(mm)をタイヤの断面幅の呼びTW(mm)で除した値RW/TWが、0.78よりも小さい空気入りタイヤであって、
タイヤが適用リムに組み付けられるとともに実質的に内圧が充填されず無負荷であるリム組状態において、タイヤ幅方向に沿う断面にて、前記カーカスのタイヤ径方向外側端の、前記カーカスのタイヤ径方向最内側端からのタイヤ径方向高さであるカーカス高さをhとした場合に、
前記リム組状態において、タイヤ幅方向に沿う断面にて、前記カーカスのタイヤ幅方向最外側端は、前記カーカスのタイヤ径方向最内側端からのタイヤ径方向高さCWhが0.47h<CWh<0.67hを満たすタイヤ径方向仮想領域内にあり、
前記リム組状態において、タイヤ幅方向に沿う断面にて、前記カーカスの前記タイヤ幅方向最外側端と前記カーカスのタイヤ径方向最内側端とを結んだ傾斜直線と、タイヤ回転軸に平行な直線とのなす鋭角θが、θ≧63°であり、
前記リム組状態において、タイヤ幅方向に沿う断面にて、前記カーカスは、前記タイヤ幅方向最外側端と前記タイヤ径方向最内側端との間の部分が、前記傾斜直線からの距離が0.045hである平行な2つの平行直線で挟まれた仮想領域内に存在する、ことを特徴とする空気入りタイヤ。 - タイヤが適用リムに組み付けられるとともに実質的に内圧が充填されず無負荷であるリム組状態において、タイヤ幅方向に沿う断面にて、
前記カーカスは、2以上のベルト層がタイヤ径方向で重複する重複仮想領域のタイヤ幅方向外側端を通りタイヤ赤道面に平行な径方向直線上の重複端位置と前記タイヤ幅方向最外側端との間の部分が、前記径方向直線と前記タイヤ幅方向最外側端を通りタイヤ回転軸に平行な軸方向直線との間を結び曲率半径が0.36hである第1の円弧と、前記径方向直線と前記軸方向直線との間を前記第1の円弧と並行に結び曲率半径が0.42hである第2の円弧とで挟まれる円弧状仮想領域内に存在する、ことを特徴とする請求項1に記載の空気入りタイヤ。
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