JP7014594B2 - 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。

サイドウォール部の内径側端部に配置されたビードコアと、該ビードコアに連なってタイヤ径方向外側に延びるビードフィラーと、該ビードフィラーの側方においてタイヤ径方向外側へ延びるサイド補強層とを備えた空気入りタイヤが知られている（例えば特許文献１～３参照）。サイド補強層は、長手方向に引き揃えられた複数のスチールコードがゴム被覆して構成されており、スチールコードはタイヤ周方向に対して傾斜した方向に延びている。

サイド補強層によれば、主に、空気入りタイヤのサイドウォール部のタイヤ幅方向における剛性が増大し、例えばレーンチェンジ、旋回等、タイヤ幅方向に力が作用する場合のサイドウォール部の変形が抑制されるので操縦安定性が向上する。

特開２０１１－９３３９５号公報 特開２００３－１８２３１８号公報 特開２００８－２２２０７２号公報

空気入りタイヤにサイド補強層を設けた場合、タイヤ幅方向における剛性が増大するのみならず、タイヤ径方向の剛性が向上する。この結果、空気入りタイヤの径方向弾性係数が増大するため接地圧の増大によりノイズ性能が悪化しやすく、さらに縦方向の振動吸収性が悪化するため乗心地性能が悪化しやすい。

特許文献１～３は、サイド補強層を設けることを開示しているものの、ノイズ性能の悪化及び乗心地性能の悪化について検討していない。すなわち、サイド補強層を設けて操縦安定性を向上させるに際して、ノイズ性能の悪化及び乗心地性能の悪化を抑制する観点で更に改良する余地がある。

本発明は、サイド補強層を設けて操縦安定性を向上させながら、ノイズ性能の悪化と乗心地性能の悪化とを抑制できる空気入りタイヤを提供することを課題とする。

本発明は、
サイドウォール部の内径側端部に配置されたビードコアと、
前記ビードコアに連なってタイヤ径方向外側に延びるビードフィラーと、
前記ビードフィラーの側方においてタイヤ径方向外側へ延びており、長手方向に引き揃えられた複数の補強コードがゴム被覆して構成されたサイド補強層と
を備え、
前記補強コードは、コード湾曲部を介して湾曲しており、前記コード湾曲部のタイヤ径方向外側に位置しており直線状に延びる外径側コード部分は、前記コード湾曲部のタイヤ径方向内側に位置しており直線状に延びる内径側コード部分に対してタイヤ周方向に対する傾斜角度が小さい空気入りタイヤを提供する。

補強コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度とは、補強コードの内径側端部におけるタイヤ周方向に対する接線を基準線として、該基準線に対する角度を意味する。

本発明によれば、サイド補強層のうち接地面に近接した部分に補強コードをタイヤ周方向に沿わせて配設しやすいので、この部分の周方向弾性係数が増大する一方で、径方向弾性係数の増大が抑制される。周方向弾性係数の増大によりタイヤ周方向における接地長が短くなり、この結果、接地領域に含まれるサイプ、スリット、横溝等を画定するエッジが低減するので、エッジに起因したノイズが低減する。さらに、径方向弾性係数の増大抑制により縦方向の振動吸収性を確保しやすくノイズが低減するとともに乗心地性能の悪化を抑制できる。

しかも、サイド補強層をノイズ性能及び乗心地性能に影響を及ぼしやすい接地面に近い領域において周方向弾性係数を増大させると共に径方向弾性係数の増大を抑制することにより、操縦安定性を向上させながらも、ノイズ性能の悪化と乗心地性能の悪化とをより効果的に抑制できる。

好ましくは、前記コード湾曲部は、前記ビードフィラーの外径側端部に対してタイヤ径方向に１０ｍｍ以上オフセットして位置している。

本構成によれば、歪みの集中しやすい、コード湾曲部及びビードフィラーの外径側端部がタイヤ径方向に位置を異にして配置されているので、サイドウォール部の変形時における歪みがタイヤ径方向に分散される。歪みの集中を抑制することにより空気入りタイヤの耐久性を確保しやすい。

好ましくは、前記補強コードのタイヤ外径側端部は、前記ビードフィラーの外径側端部に対してタイヤ径方向に１０ｍｍ以上オフセットして位置している。

本構成によれば、歪みの集中しやすい、補強コードの外径側端部及びビードフィラーの外径側端部がタイヤ径方向に位置を異にして配置されているので、サイドウォール部の変形時における歪みがタイヤ径方向に分散される。歪みの集中を抑制することにより空気入りタイヤの耐久性を確保しやすい。

好ましくは、前記内径側コード部分は、タイヤ周方向に対する傾斜角度が２０度以上３０度以下である。

本構成によれば、内径側コード部分は、タイヤ径方向成分を適度に有するように構成されるので、径方向弾性係数を向上させやすく操縦安定性が向上する。傾斜角度が２０度より小さいとタイヤ径方向成分が小さくなるため操縦安定性の向上代が不足する。傾斜角度が３０度より大きいとタイヤ径方向成分が過度に大きくなるため乗心地性能が悪化する。

好ましくは、前記外径側コード部分は、タイヤ周方向に対する傾斜角度が１５度以上２５度以下である。

本構成によれば、外径側コード部分は、タイヤ周方向成分を適度に有するように構成されるので、周方向弾性係数を向上させやすくノイズ低減と乗り心地の悪化抑制とが好適に実現される。傾斜角度が１５度より小さいとタイヤ周方向成分が過度に増大するため操縦安定性の向上代が不足する。傾斜角度が２５度より大きいとタイヤ周方向成分が小さくなるためノイズ低減と乗り心地悪化抑制とが不足する。

本発明によれば、空気入りタイヤにおいて、サイド補強層を設けることにより操縦安定性を向上させながら、ノイズ性能の悪化と乗心地性能の悪化とを抑制できる。

本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤの子午線半断面図。 サイドウォール部の一部を透過して、補強コードの配置を示す空気入りタイヤの側面図。 図２の部分拡大図。

以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明は、本質的に例示に過ぎず、本発明、その適用物、あるいは、その用途を制限することを意図するものではない。また、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは相違している。

図１は、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤ１の子午線半断面図であり、タイヤ赤道線ＣＬに対してタイヤ幅方向の一方側のみが示されている。空気入りタイヤ１は、トレッド部１０と、トレッド部１０のタイヤ幅方向端部からタイヤ径方向内側に延びる一対のサイドウォール部２０と、一対のサイドウォール部２０それぞれのタイヤ径方向内側の端部に位置する一対のビード部３０とを備える。

一対のビード部３０の間には、トレッド部１０及びサイドウォール部２０のタイヤ内面側にわたってカーカスプライ４が掛け渡されている。トレッド部１０とカーカスプライ４との間には、複数層のベルト層７及びベルト補強層８がタイヤ径方向内側から順にタイヤ周方向に巻き付けられている。カーカスプライ４のタイヤ内面側には、インナーライナー３が配置されている。

ビード部３０は、ビードコア３１と、これに連接されてタイヤ径方向外側に延びるビードフィラー３２とを備えている。ビードコア３１は、複数本のビードワイヤを束ねて環状に構成したものである。ビードコア３１はタイヤ径方向外側の端面に、外径側端面３１ａを有している。ビードフィラー３２は、断面三角形状のゴム材料を、ビードコア３１の外径側端面３１ａに沿って環状に構成したものである。

ビード部３０の周囲には、チェーファー層５が配置されている。チェーファー層５は、カーカスプライ４の外面側（ビード部３０とは反対側）に隣接して配置されており、カーカスプライ４と共に、ビード部３０の周囲においてタイヤ幅方向内側から外側へ折り返されてタイヤ径方向の外径側へ巻き上げられている。

また、ビード部３０には、巻き上げられたカーカスプライ４とビードフィラー３２との間にサイド補強層４０（ハッチングを付して示している）が配置されている。サイド補強層４０は、長手方向に引き揃えられたスチール製の補強コード４１（図２参照）がゴム被覆されたものである。すなわち、本実施形態では、ビードフィラー３２のタイヤ幅方向外側にサイド補強層４０が配置されている。なお、複数の補強コード４１は、タイヤ周方向に間隔をあけて配置されている。

サイド補強層４０は、タイヤ径方向において、ビードコア３１とタイヤ最大幅位置Ｗ０との間に配置されている。本実施形態では、サイド補強層４０は、ビードコア３１よりタイヤ外径側に配置されているが、ビードコア３１の外径側端面３１ａに連なってタイヤ径方向外側へ延びるように配置してもよい。

図２は空気入りタイヤ１を路面Ｇに接地させた接地状態を示す側面図であり、サイドウォール部２０を一部透過させて補強コード４１を示している。図３は、図２において透過して示された部分が拡大して示されている。

図３に示すように、補強コード４１は、タイヤ幅方向に見て、タイヤ径方向外側へ向かってタイヤ周方向のＲ側（図中右側）へ傾斜した方向に直線状に延びており、コード湾曲部４２を介して湾曲してタイヤ周方向のＲ側へ更に傾斜した方向に直線状に延びている。換言すれば、補強コード４１は、コード湾曲部４２と、このタイヤ径方向の内径側及び外径側に位置する内径側コード部分４３及び外径側コード部分４４とを有し、外径側コード部分４４の傾斜角度θ２が、内径側コード部分４３の傾斜角度θ１より小さい。

ここで、本明細書では、補強コード４１の傾斜角度とは、補強コード４１の内径側端部に位置するコード内端部４１ａにおけるタイヤ周方向に対する接線を基準線ＳＬとして、基準線ＳＬに対する角度を意味している。なお、傾斜角度θ２は、基準線ＳＬに平行な直線ＳＬ１に対する角度である。

内径側コード部分４３の傾斜角度θ１は、２０度以上３０度以下の角度範囲に設定されている。外径側コード部分４４の傾斜角度θ２は、１５度以上２５度以下の角度範囲であって、好ましくは傾斜角度θ１より２度以上小さく設定されている。

外径側コード部分４４は、傾斜角度θ２が小さく、タイヤ径方向に延びる成分よりタイヤ周方向に延びる成分をより多く有している。このため、外径側コード部分４４が配置された領域では、タイヤ周方向における弾性係数（周方向弾性係数）が相対的に大きくなる一方で、タイヤ径方向における弾性係数（径方向弾性係数）が相対的に小さくなる。

この結果、図２に示すように、空気入りタイヤ１は、周方向弾性係数の増大により路面Ｇとの接地部における屈曲が小さくなり、接地長ＧＬが短くなる。なお、図２には参考としてサイド補強層４０を備えていない空気入りタイヤ１００が二点鎖線により示されており、この場合の接地長ＧＬ０は空気入りタイヤ１の接地長ＧＬよりも長い。

コード湾曲部４２は、ビードフィラー３２のタイヤ外径側端部に位置するフィラー外端部３２ａに対してタイヤ径方向に１０ｍｍ以上オフセットして位置している。すなわち、コード湾曲部４２とフィラー外端部３２ａとの間のタイヤ径方向における距離ｄ１は１０ｍｍ以上である。本実施形態では、コード湾曲部４２が、フィラー外端部３２ａよりタイヤ径方向内側に位置しているが、距離ｄ１が１０ｍｍ以上確保できるのであれば、コード湾曲部４２をフィラー外端部３２ａのタイヤ径方向外側に配置してもよい。

また、補強コード４１のタイヤ外径側端部に位置するコード外端部４１ｂは、フィラー外端部３２ａに対してタイヤ径方向に１０ｍｍ以上オフセットして位置している。すなわち、コード外端部４１ｂとフィラー外端部３２ａとの間のタイヤ径方向における距離ｄ２は１０ｍｍ以上である。本実施形態では、コード外端部４１ｂがフィラー外端部３２ａよりタイヤ径方向外側に位置しているが、距離ｄ２が１０ｍｍ以上確保できるのであれば、コード外端部４１ｂをフィラー外端部３２ａのタイヤ径方向内側に配置してもよい。

以上説明した空気入りタイヤ１によれば、以下の効果を奏する。

（１）サイド補強層４０のうち接地面を構成するトレッド部１０に近接した部分に補強コード４１をタイヤ周方向に沿わせて配設しやすいので、この部分の周方向弾性係数が増大する一方で、径方向弾性係数の増大が抑制される。周方向弾性係数の増大によりタイヤ周方向における接地長ＧＬが短くなり、この結果、接地領域に含まれるサイプ、スリット、横溝等を画定するエッジが低減するので、エッジに起因したノイズが低減する。さらに、径方向弾性係数の増大抑制により縦方向の振動吸収性を確保しやすくノイズが低減するともに乗心地性能の悪化を抑制できる。

しかも、サイド補強層４０をノイズ性能及び乗心地性能に影響を及ぼしやすい接地面に近い領域において周方向弾性係数を増大させると共に径方向弾性係数の増大を抑制することにより、操縦安定性を向上させながらも、ノイズ性能の悪化と乗心地性能の悪化とをより効果的に抑制できる。

（２）歪みの集中しやすい、コード湾曲部４２、フィラー外端部３２ａ、及びコード外端部４１ｂがタイヤ径方向に位置を異にして配置されているので、サイドウォール部２０の変形時における歪みがタイヤ径方向に分散される。歪みの集中を抑制することにより空気入りタイヤ１の耐久性を確保しやすい。

（３）内径側コード部分４３は、傾斜角度θ１が２０度以上３０度以下の角度範囲に設定されており、すなわちタイヤ径方向成分を適度に有するように構成されるので、径方向弾性係数を向上させやすく操縦安定性が向上する。傾斜角度が２０度より小さいとタイヤ径方向成分が小さくなるため操縦安定性の向上代が不足する。傾斜角度が３０度より大きいとタイヤ径方向成分が過度に大きくなるため乗心地性能が悪化する。

（４）外径側コード部分４４は、傾斜角度θ２が１５度以上２５度以下の角度範囲に設定されており、すなわちタイヤ周方向成分を適度に有するように構成されるので、周方向弾性係数を向上させやすくノイズ低減と乗り心地の悪化抑制とが好適に実現される。傾斜角度が１５度より小さいとタイヤ周方向成分が過度に増大するため操縦安定性の向上代が不足する。傾斜角度が２５度より大きいとタイヤ周方向成分が小さくなるためノイズ低減と乗り心地悪化抑制とが不足する。

（５）サイド補強層４０は、タイヤ径方向においてタイヤ最大幅位置Ｗ０より内側に配置されているので、サイドウォール部２０の変形時のタイヤ最大幅位置Ｗ０に位置するサイドウォール部２０のタイヤ幅方向への変形を過度に妨げることがない。これによって、サイドウォール部２０の変形代を確保しやすく、サイド補強層４０を設けたことによる乗心地性能の悪化が抑制される。

なお、本発明は、上記実施形態に記載された構成に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。

上記実施形態では、補強コード４１は、内径側コード部分４３及び外径側コード部分４４が共に直線状に延びているが、傾斜角度θ１及びθ２が上記角度範囲に設定されるのであれば湾曲して延びていてもよい。この場合、補強コード４１は、タイヤ周方向に対する傾斜角度が、タイヤ径方向の外側へ向かって小さくなるように構成すればよい。

上記実施形態では、サイド補強層４０が、ビードフィラー３２と巻き上げられたカーカスプライ４との間に配置されているがこれに限らない。本実施形態の他、サイド補強層４０を（１）カーカスプライ４（巻き上げ前）のタイヤ内面側、（２）カーカスプライ４（巻き上げ前）とビードフィラー３２との間、（３）カーカスプライ４（巻き上げ後）のタイヤ外面側に配置してもよい。

なお、サイド補強層４０を、カーカスプライ４とビードフィラー３２との間に配置したほうが図示しない成形ドラムに巻き付ける際の効率がよい。

また、カーカスプライ４は、ビード部３０間に掛け渡された部分はコードの張力が高いため剛性が高い一方で、ビード部３０の周りに巻き上げられた部分はコードの張力が相対的に低いため剛性が相対的に低くなる。このため、好ましくは、サイド補強層４０を、ビードフィラー３２のタイヤ幅方向外側、すなわち巻き上げられたカーカスプライ４に隣接させて配置するほうがよく、これにより効果的に剛性を向上させやすい。

以下の表１に示す比較例１，２及び実施例１の空気入りタイヤを対象に、操縦安定性及びノイズ性能について評価試験を行った。各空気入りタイヤは、タイヤサイズ２９５／４０Ｒ２０ １０６Ｙであり、サイド補強層の有無及び仕様が異なっている。以下に特に言及しない諸元は、各空気入りタイヤにおいて共通している。

表１に示されるように、比較例１はサイド補強層を有していない。比較例２はサイド補強層を有しているが、補強コードはコード湾曲部を有しておらず傾斜角度２３度一定で直線状に延びている。実施例１は上記実施形態で説明したサイド補強層４０を有しており、タイヤ径方向外側へ向かって、内径側コード部分４３が傾斜角度２３度で直線状に延びており、コード湾曲部４２を介して外径側コード部分４４が傾斜角度１８度で直線状に延びている。

操縦安定性及びノイズ性能は、各空気入りタイヤを２５０ｋＰａの空気圧に設定し試験車両（ＳＵＶ）に装着して評価した。操縦安定性は、旋回走行や制動、加速試験におけるドライバーによる官能評価を行った。ノイズ性能は、乾燥した評価路面でのドライバーによる官能評価を行った。いずれの評価においても、比較例１の場合を１００として、比較例２及び実施例１を指数で示している。値が大きいほど各性能が優れていることを示す。

比較例２は、サイド補強層を有するため、操縦安定性が比較例１より優れているが、サイドウォール部の剛性増大による接地圧増大のためノイズ性能が悪化している。

実施例１は、サイド補強層４０を有するため、操縦安定性が比較例１より優れているが、ノイズ性能が比較例１と同等である結果となった。これは、サイド補強層４０に埋設された補強コード４１は、外径側コード部分４４がタイヤ周方向に沿うように傾斜角度θ２が小さく設定されているため、サイド補強層４０のうち接地面に近い領域において周方向弾性係数が増大すすると共に径方向弾性係数が小さくなっている。この結果、周方向弾性係数の増大により接地長ＧＬが短くなり、接地領域に含まれるエッジ成分が減少すると共に、径方向弾性係数が小さくなることにより縦方向の振動を吸収しやすく、ノイズが低減したと考えられる。

１ 空気入りタイヤ
４ カーカスプライ
１０ トレッド部
２０ サイドウォール部
３０ ビード部
３１ ビードコア
３２ ビードフィラー
４０ サイド補強層
４１ 補強コード
４２ コード湾曲部
４３ 内径側コード部分
４４ 外径側コード部分
Ｇ 路面
Ｗ０ タイヤ最大幅位置
θ１ 内径側コード部分の傾斜角度
θ２ 外径側コード部分の傾斜角度

Claims (5)

1. サイドウォール部の内径側端部に配置されたビードコアと、
   前記ビードコアに連なってタイヤ径方向外側に延びるビードフィラーと、
   前記ビードフィラーの側方においてタイヤ径方向外側へ延びており、長手方向に引き揃えられた複数の補強コードがゴム被覆して構成されたサイド補強層と
   を備え、
   前記補強コードは、コード湾曲部を介して湾曲しており、前記コード湾曲部のタイヤ径方向外側に位置しており直線状に延びる外径側コード部分は、前記コード湾曲部のタイヤ径方向内側に位置しており直線状に延びる内径側コード部分に対してタイヤ周方向に対する傾斜角度が小さい空気入りタイヤ。
2. 前記コード湾曲部は、前記ビードフィラーの外径側端部に対してタイヤ径方向に１０ｍｍ以上オフセットして位置している、
   請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記補強コードのタイヤ外径側端部は、前記ビードフィラーの外径側端部に対してタイヤ径方向に１０ｍｍ以上オフセットして位置している、
   請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記内径側コード部分は、タイヤ周方向に対する傾斜角度が２０度以上３０度以下である、
   請求項１～３のいずれか１つに記載の空気入りタイヤ。
5. 前記外径側コード部分は、タイヤ周方向に対する傾斜角度が１５度以上２５度以下である、
   請求項１～４のいずれか１つに記載の空気入りタイヤ。

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