JP6839537B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、優れた操縦安定性能と乗心地性能を発揮できる空気入りタイヤに関する。

従来、操縦安定性能を高めるために、ビード部からサイドウォール部に亘ってタイヤ径方向に延在するサイド補強層を備えた空気入りタイヤが知られている。サイド補強層は、一般に、互いに平行に引き揃えられた複数のスチールコードをゴムで被覆したプライ（サイドプライ）により形成される。このため、サイド補強層の上端では剛性段差が大きく、それに伴う走行時の底突き感（ショック感）の増大によって乗心地性能が悪化する傾向にあった。

特許文献１〜３では、それぞれリムストリップゴムの上端を通常よりもタイヤ径方向外側に配置したタイヤ構造が記載されている。本発明者の知見によれば、そのようにリムストリップゴムの上端をタイヤ径方向外側に配置することにより、走行時の底突き感を吸収する効果が幾分か奏されるものの、サイド補強層の上端などに作用する負荷が依然として大きいために乗心地性能の改善効果が十分とは言えず、これを更に改善する余地があった。

特開２０１４−５４９２５号公報 特開２０１３−２４１０４３号公報 特開２００３−３１２２１３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、優れた操縦安定性能と乗心地性能を発揮できる空気入りタイヤを提供することにある。

本発明に係る空気入りタイヤは、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部に至るカーカス層と、前記ビード部から前記サイドウォール部に亘ってタイヤ径方向に延在するサイド補強層と、前記サイドウォール部の外表面を形成するサイドウォールゴムと、前記ビード部の外表面を形成するリムストリップゴムと、を備え、前記ビード部に、環状のビードコアと、前記ビードコアのタイヤ径方向外側に設けられたビードフィラーとが埋設されていて、それらを挟むようにして前記カーカス層が巻き上げられており、前記サイド補強層のタイヤ径方向の外側端が、前記ビードフィラーのタイヤ径方向の外側端よりもタイヤ径方向外側に配置されており、前記カーカス層と前記サイドウォールゴムとの間で前記リムストリップゴムがタイヤ径方向に延在して、前記リムストリップゴムのタイヤ径方向の外側端が、前記サイド補強層のタイヤ径方向の外側端よりもタイヤ径方向外側に配置されており、前記カーカス層の巻き上げ端が、前記サイド補強層のタイヤ径方向の外側端よりもタイヤ径方向外側に配置され、且つ、タイヤ径方向で５ｍｍ以下の距離を介して前記リムストリップゴムのタイヤ径方向の外側端に近接しているものである。

このタイヤでは、ビードフィラーのタイヤ径方向の外側端よりもタイヤ径方向外側にサイド補強層のタイヤ径方向の外側端が配置され、そのサイド補強層のタイヤ径方向の外側端よりもタイヤ径方向外側にリムストリップゴムのタイヤ径方向の外側端が配置され、そのリムストリップゴムのタイヤ径方向の外側端に近接してカーカス層の巻き上げ端が配置されている。このため、サイド補強層のタイヤ径方向の外側端やビードフィラーのタイヤ径方向の外側端と同様にリムストリップゴムのタイヤ径方向の外側端でも剛性段差が大きくなる。その結果、剛性段差の大きい３つの部位がタイヤ径方向に相互に離れて設けられ、それら３つの部位で負荷を分配して走行時の底突き感を低減し、優れた操縦安定性能と乗心地性能を発揮することができる。

リムストリップゴムのタイヤ径方向の外側端における剛性段差を更に高めて、サイド補強層のタイヤ径方向の外側端における剛性段差に近付ける観点から、前記カーカス層の巻き上げ端が、タイヤ径方向で３ｍｍ以下の距離を介して前記リムストリップゴムのタイヤ径方向の外側端に近接していることが好ましく、カーカス層の巻き上げ端がリムストリップゴムのタイヤ径方向の外側端に合致していることがより好ましい。

前記リムストリップゴムのタイヤ径方向の外側端が、前記サイド補強層のタイヤ径方向の外側端からタイヤ径方向外側に２０ｍｍ以上離れて配置されていることが好ましい。このようにサイド補強層のタイヤ径方向の外側端からリムストリップゴムのタイヤ径方向の外側端を適度に離すことにより、底突き感の吸収効果を良好に確保することができる。

サイド補強層のタイヤ径方向の外側端で剛性段差が大きくなり過ぎないようにする観点から、前記サイド補強層のタイヤ径方向の外側端が、前記ビードフィラーのタイヤ径方向の外側端からタイヤ径方向外側に５ｍｍ以上離れて配置されていることが好ましい。

前記ビードコアの外径位置を基準にした前記リムストリップゴムの高さがタイヤ外径位置の高さの７０％以上であることが好ましい。このようにリムストリップゴムの高さを大きくすることにより、バットレス領域の剛性を高めて操縦安定性能を効果的に向上できるとともに、リムストリップゴムによる底突き感の吸収効果を高めて乗心地性能を効果的に向上できる。

サイド補強層の配設による乗心地性能の悪化を抑える観点から、前記サイド補強層のタイヤ径方向の外側端が、タイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向内側に配置されていることが好ましい。

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部分断面図

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。

図１に示す空気入りタイヤＴは、一対のビード部１と、そのビード部１の各々からタイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部２と、そのサイドウォール部２の各々のタイヤ径方向外側端に連なるトレッド部３とを備える。ビード部１には、環状のビードコア１ａと、そのビードコア１ａのタイヤ径方向外側に設けられたビードフィラー１ｂとが埋設されている。ビードコア１ａは、鋼線などの収束体をゴムで被覆して形成されている。ビードフィラー１ｂは、タイヤ径方向外側に延びた断面三角形状の硬質ゴムにより形成されている。バットレス領域２Ｂは、サイドウォール部２のタイヤ径方向外側の領域であって、平坦な舗装路での通常走行時には接地しない領域である。

この空気入りタイヤＴは、更に、トレッド部３からサイドウォール部２を経てビード部１に至るカーカス層４と、トレッド部３の外表面を形成するトレッドゴム５と、ビード部１からサイドウォール部２に亘ってタイヤ径方向に延在するサイド補強層６と、サイドウォール部２の外表面を形成するサイドウォールゴム７と、ビード部１の外表面を形成するリムストリップゴム８とを備える。カーカス層４の内側には、空気圧を保持するためのインナーライナーゴム９が設けられている。トレッドゴム５のタイヤ径方向内側には、カーカス層４に積層されたベルト層１０と、そのベルト層１０に積層されたベルト補強層１１が設けられている。

カーカス層４は、タイヤ周方向に対して略直交する方向に配列した複数のコードをゴムで被覆したカーカスプライにより形成されている。このコードの材料には、ポリエステル、レーヨン、ナイロン、アラミドなどの有機繊維が好ましく用いられる。カーカス層４は、１枚のカーカスプライにより構成されているが、これに代えて、積層した複数枚のカーカスプライを使用しても構わない。

カーカス層４は、ビードコア１ａとビードフィラー１ｂを挟むようにして、ビード部１において巻き上げられている（ターンアップされている）。別の言い方をすると、カーカス層４は、トレッド部３からサイドウォール部２を経てビード部１に至る本体プライに、ビードコア１ａ及びビードフィラー１ｂのタイヤ幅方向外側に配置された巻き上げプライを一連に設けてある。巻き上げ端４Ｅは、その巻き上げられたカーカス層４（の巻き上げプライ）の端部である。

ベルト層１０は、タイヤ周方向に対して傾斜する方向に配列した複数のコードをゴムで被覆したベルトプライにより形成されている。ベルト層１０は、複数枚（本実施形態では２枚）のベルトプライにより構成され、そのプライ間でコードが互いに逆向きに交差するように積層されている。このコードの材料には、スチールが好ましく用いられる。ベルト補強層１１は、実質的にタイヤ周方向に延びるコードをゴムで被覆した補強プライにより形成されている。このコードの材料には、前述したような有機繊維が好ましく用いられる。ベルト層１０の端部をベルト補強層１１で覆うことにより、高速走行時のベルトプライの浮き上がりを抑えて高速耐久性を向上できる。

サイド補強層６は、互いに平行に引き揃えられた複数のスチールコードをゴムで被覆したサイドプライにより形成されている。本実施形態では、タイヤ周方向に対して傾斜する方向にスチールコードが配列されている。サイド補強層６の下端（タイヤ径方向の内側端）は、ビードコア１ａの側方に配置されている。サイド補強層６は、ビードフィラー１ｂとカーカス層４の巻き上げプライとの間に介在するようにして設けられているが、カーカス層４のタイヤ幅方向外側に貼り合わせるようにして設けられる場合もある。

本実施形態のタイヤＴのビード部１には、その外表面をタイヤ幅方向外側に隆起させてなるリムプロテクタ１２が形成されている。リムプロテクタ１２は、路肩の縁石などと接触することによるリムフランジの変形や損傷を防止する機能を有する。サイドウォールゴム７のタイヤ径方向内側にはリムストリップゴム８が連なっており、それらの界面の露出位置はリムプロテクタ１２に設定されている。尚、本発明の空気入りタイヤは、このようなリムプロテクタが形成されたものに限られない。

タイヤ最大幅位置１４は、サイドウォール部２におけるタイヤＴの外表面のプロファイルラインが、タイヤ赤道からタイヤ幅方向において最も離れる位置である。このプロファイルラインは、リムプロテクタ１２などの突起を除いたサイドウォール部本体の外表面の輪郭であり、通常、複数の円弧を滑らかに接続することで規定されるタイヤ子午線断面形状を有する。

リムストリップゴム８は、タイヤＴが装着される不図示のリムと接触する部位に設けられている。リムストリップゴム８は耐摩滅性に優れたゴムにより形成され、リムストリップゴム８のモジュラスはサイドウォールゴム７のモジュラスよりも高い。但し、本実施形態のリムストリップゴム８はタイヤ径方向に長く延びてサイドウォール部２に配置されるため、タイヤＴの縦剛性を過度に上昇させない観点から、リムストリップゴム８のモジュラスはビードフィラー１ｂのモジュラスよりも低いことが好ましい。上記モジュラスは、ＪＩＳＫ６２５１に準拠して測定した１００％伸長モジュラス（Ｍ１００）を指す。

この空気入りタイヤＴでは、サイド補強層６の上端６Ｅが、ビードフィラー１ｂの上端１ｂＥよりもタイヤ径方向外側に配置されている。また、カーカス層４とサイドウォールゴム７との間でリムストリップゴム８がタイヤ径方向に延在し、そのリムストリップゴム８の上端８Ｅが、サイド補強層６の上端６Ｅよりもタイヤ径方向外側に配置されている。更に、カーカス層４の巻き上げ端４Ｅが、サイド補強層６の上端６Ｅよりもタイヤ径方向外側に配置され、且つ、タイヤ径方向で５ｍｍ以下の距離を介してリムストリップゴム８の上端８Ｅに近接している。上端は、その部材におけるタイヤ径方向の外側端を指す。

スチールコードを含むサイド補強層６の上端６Ｅでは剛性段差が大きく、硬質ゴムにより形成されるビードフィラー１ｂの上端１ｂＥにおいても剛性段差が大きい。リムストリップゴム８の上端８Ｅやカーカス層４の巻き上げ端４Ｅでは、上端６Ｅや上端１ｂＥに比べて剛性段差が小さいものの、このタイヤＴでは上端８Ｅに巻き上げ端４Ｅを近接させているため、上端６Ｅや上端１ｂＥと同様にリムストリップゴム８の上端８Ｅでも剛性段差が大きくなる。その結果、剛性段差の大きい３つの部位がタイヤ径方向に相互に離れて設けられ、それら３つの部位で負荷を分配して走行時の底突き感を低減し、優れた操縦安定性能と乗心地性能を発揮することができる。

リムストリップゴム８の上端８Ｅにおける剛性段差を更に高めて、サイド補強層６の上端６Ｅにおける剛性段差に近付ける観点から、カーカス層４の巻き上げ端４Ｅが、タイヤ径方向で３ｍｍ以下の距離を介してリムストリップゴム８の上端８Ｅに近接していることが好ましく、カーカス層４の巻き上げ端４Ｅがリムストリップゴム８の上端８Ｅに合致していることがより好ましい。本実施形態では、巻き上げ端４Ｅを上端８Ｅに合致させており、かかる場合には、タイヤ成形時のエア入りを防止するうえで、上端８Ｅを先細りに形成することが有効である。

リムストリップゴム８の上端８Ｅは、サイド補強層６の上端６Ｅからタイヤ径方向外側に２０ｍｍ以上離れて配置されていることが好ましい。このようにサイド補強層６の上端６Ｅからリムストリップゴム８の上端８Ｅを適度に離すことにより、リムストリップゴム８による底突き感の吸収効果を良好に確保できる。

ビードコア１ａの外径位置を基準にしたリムストリップゴム８の高さＨｒは、タイヤ外径位置の高さＨｔの７０％以上が好ましい。リムストリップゴム８の高さを大きくすることにより、バットレス領域２Ｂの剛性を高めて操縦安定性能を向上できるとともに、リムストリップゴム８による底突き感の吸収効果を高めて乗心地性能を効果的に向上できる。基準線ＳＬは、ビードコア１ａの外径位置を通ってタイヤ幅方向に延びる仮想直線である。この基準線ＳＬからリムストリップゴム８の上端８Ｅまでのタイヤ径方向距離が高さＨｒとなり、同じくタイヤ外径位置までのタイヤ径方向距離が高さＨｔとなる。

バットレス領域２Ｂの剛性を高める観点から、ビードベースラインＢＬを基準にしたリムストリップゴム８の高さＨｒ’はタイヤ断面高さＨｔ’の７５％以上であることが好ましい。本実施形態では、リムストリップゴム８の上端８Ｅがトレッドゴム５に到達していないが、これに限られない。リムストリップゴム８の高さは、タイヤ周方向に沿って実質的に一定である。

本実施形態では、サイドウォールゴム７とリムストリップゴム８との界面の露出位置からタイヤ径方向外側に向かってリムストリップゴム８の厚みが漸減している。そのため、リムストリップゴム８による剛性変化が緩やかとなり、乗心地性能を向上するうえで都合が良い。リムストリップゴム８の厚みは、上述した界面の露出位置の近傍で最大となり、そこからタイヤ径方向外側に向かって漸減し、タイヤ最大幅位置１４やそのタイヤ径方向外側では略一定の大きさになっている。リムストリップゴム８の厚みは、カーカス層４に対して垂直な方向に沿って測定される。

本実施形態では、バットレス領域２Ｂの外表面に段部１５が形成されている。段部１５は、加硫成形用金型のセクターとサイドプレートとの嵌合部に対応した位置に設けられる。段部１５の頂点を通ってカーカス層４に垂線に延びる法線とカーカス層４（の本体プライ）の外表面との交点よりもタイヤ径方向外側に上端８Ｅが位置する場合、その交点から上端８Ｅまでの距離は５ｍｍ以下であることが好ましい。

サイド補強層６の上端６Ｅで剛性段差が大きくなり過ぎないようにする観点から、その上端６Ｅは、ビードフィラー１ｂの上端１ｂＥからタイヤ径方向外側に５ｍｍ以上離れて配置されていることが好ましい。また、乗心地性能の悪化を抑える観点から、サイド補強層６の上端６Ｅはタイヤ最大幅位置１４よりもタイヤ径方向内側に配置されていることが好ましい。ビードコア１ａの外径位置を基準として、サイド補強層６の高さＨｓは、ビードフィラー１ｂの高さＨｂよりも大きくて、カーカス層４（の巻き上げプライ）の高さＨｃよりも小さい。高さＨｓは、例えば高さＨｔの２５〜５０％に設定される。

リムストリップゴム８の高さＨｒなど上述したタイヤＴの各寸法は、タイヤを標準リムに装着して正規内圧を充填した無負荷の状態で測定したものとする。図示したようなゴム界面は、加硫成形後のタイヤ断面において特定が可能であり、例えば鋭利な刃物でタイヤを切断することによって、その断面に薄く観察されるゴム界面の性状によって判別することができる。

標準リムとは、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"、或いはETRTOであれば "Measuring Rim" とする。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。

本発明の空気入りタイヤは、リムストリップゴムなど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に構成でき、従来公知の材料、形状、製法などが何れも本発明に採用できる。上述したリムストリップゴムなどの構造は、少なくともタイヤの片側に適用されていればよいが、改善効果を高めるうえではタイヤの両側で適用されることが好ましい。

本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変更が可能である。

本発明の構成と効果を具体的に示す実施例について説明する。下記（１）及び（２）の性能評価では、それぞれサイズ２９５／４０Ｒ２０ １０６Ｙのタイヤを２０ｘ１０．５Ｊのリムに装着し、空気圧を２５０ｋＰａとした。

（１）乗心地性能
タイヤを車両（３０００ｃｃクラスのＳＵＶ）に装着して乾燥した評価路面を走行し、ドライバーによる官能評価を行った。比較例１の結果を１００として指数で評価し、数値が大きいほど乗心地性能に優れることを示す。

（２）操縦安定性能
タイヤを車両（３０００ｃｃクラスのＳＵＶ）に装着して評価路面を走行し、旋回や制動、加速試験を実施してドライバーによる官能評価を行った。比較例１の結果を１００として指数で評価し、数値が大きいほど操縦安定性能に優れることを示す。

比較例１〜３及び実施例１
前述の実施形態においてリムストリップゴムの高さなどを異ならせ、それぞれ比較例１〜３及び実施例１とした。比較例１は、リムストリップゴムの上端がサイド補強層の上端からタイヤ径方向内側へ２０ｍｍ離れて位置する構成とした。比較例２は、リムストリップゴムの上端がサイド補強層の上端からタイヤ径方向外側へ５ｍｍ離れて位置する構成とした。比較例３は、サイド補強層を備えない構成とした。実施例１は、リムストリップゴムの上端がサイド補強層の上端からタイヤ径方向外側へ２０ｍｍ離れて位置し、そのリムストリップゴムの上端にカーカス層の巻き上げ端が合致する構成とした。その他のタイヤの構成については、各例において共通である。

表１に示すように、比較例１〜３と比べて、実施例１は、操縦安定性能と乗心地性能の両方に優れている。

１ ビード部
１ａ ビードコア
１ｂ ビードフィラー
１ｂＥ ビードフィラーの上端
２ サイドウォール部
２Ｂ バットレス領域
３ トレッド部
４ カーカス層
４Ｅ カーカス層の巻き上げ端
５ トレッドゴム
６ サイド補強層
６Ｅ サイド補強層の上端
７ サイドウォールゴム
８ リムストリップゴム
８Ｅ リムストリップゴムの上端
１４ タイヤ最大幅位置
１５ 段部

Claims (5)

1. 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層と、前記ビード部から前記サイドウォール部に亘ってタイヤ径方向に延在するサイド補強層と、前記サイドウォール部の外表面を形成するサイドウォールゴムと、前記ビード部の外表面を形成するリムストリップゴムと、を備え、
   前記ビード部に、環状のビードコアと、前記ビードコアのタイヤ径方向外側に設けられたビードフィラーとが埋設されていて、それらを挟むようにして前記カーカス層が巻き上げられており、
   前記サイド補強層のタイヤ径方向の外側端が、前記ビードフィラーのタイヤ径方向の外側端よりもタイヤ径方向外側に配置されており、
   前記カーカス層と前記サイドウォールゴムとの間で前記リムストリップゴムがタイヤ径方向に延在して、前記リムストリップゴムのタイヤ径方向の外側端が、前記サイド補強層のタイヤ径方向の外側端よりもタイヤ径方向外側に配置されており、
   前記カーカス層の巻き上げ端が、前記サイド補強層のタイヤ径方向の外側端よりもタイヤ径方向外側に配置され、且つ、タイヤ径方向で５ｍｍ以下の距離を介して前記リムストリップゴムのタイヤ径方向の外側端に近接しており、
   前記リムストリップゴムのタイヤ径方向の外側端が、前記サイド補強層のタイヤ径方向の外側端からタイヤ径方向外側に２０ｍｍ以上離れて配置されている空気入りタイヤ。
2. 前記カーカス層の巻き上げ端が、タイヤ径方向で３ｍｍ以下の距離を介して前記リムストリップゴムのタイヤ径方向の外側端に近接している請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記サイド補強層のタイヤ径方向の外側端が、前記ビードフィラーのタイヤ径方向の外側端からタイヤ径方向外側に５ｍｍ以上離れて配置されている請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ビードコアの外径位置を基準にした前記リムストリップゴムの高さがタイヤ外径位置の高さの７０％以上である請求項１〜３いずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記サイド補強層のタイヤ径方向の外側端が、タイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向内側に配置されている請求項１〜４いずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

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