JP4681497B2

JP4681497B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP4681497B2
Application number: JP2006129382A
Authority: JP
Inventors: 恭彰國安
Original assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Current assignee: Sumitomo Rubber Industries Ltd
Priority date: 2006-05-08
Filing date: 2006-05-08
Publication date: 2011-05-11
Anticipated expiration: 2026-05-08
Also published as: CN101426660B; US8235082B2; CN101426660A; WO2007129638A1; RU2008141415A; US20090188601A1; JP2007302018A; EP2017094B1; BRPI0711077A2; KR20090017486A; RU2409479C2; KR101370662B1; EP2017094A1; EP2017094A4

Description

本発明は、乗り心地性及び騒音性能の悪化を抑えながら、優れた耐ピンチカット性能を発揮しうる空気入りタイヤに関する。

空気入りタイヤでは、車両の高速化、高性能化に伴って偏平化が促進され、近年、偏平率が５０％、或いはそれ以下の低偏平タイヤも広く使用されている。しかしこのような低偏平タイヤでは、そのサイドウォール部の半径方向高さが小であるため、タイヤが路面上の大きな凹みに落ち込んだり、縁石などの突起を乗り上げたりする際には、サイドウォール部が路面とリムフランジとの間に挟まれるように大きく変形する。そして、そのとき生じる局部的な撓みによって、カーカスコードが切断したりカーカスコードとゴムとが剥離するなど所謂ピンチカットと呼ばれるタイヤ損傷を招きやすい。

そこで、従来においては、タイヤの骨格をなすカーカスを、両端部をビードコアの廻りで巻き上げた２枚のカーカスプライで形成し、カーカスを強化することにより耐ピンチカット性能の向上が図られていた。

しかしこのような手法では、カーカスを１枚のカーカスプライで形成したものに比して、タイヤ剛性が大幅に増加し、乗り心地性を大きく低下させるという問題がある。又タイヤの周方向共振周波数も上がるため、ロードノイズを悪化させるという問題も招く。

そこで本発明は、乗り心地性及びロードノイズ等の騒音性能の悪化を１枚のカーカスプライ構造とほぼ同レベルに低く抑えながら、耐ピンチカット性能を大幅に向上しうる空気入りタイヤを提供することを目的としている。

特開２００３−１７０７１１号公報特開２００５−３４３３３４号公報

前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、前記ビードコアから半径方向外方にのびるビードエーペックスゴムと、このビードエーペックスゴムのタイヤ軸方向外側に配されかつビード部外側面をなすリムずれ防止用のクリンチゴムとを具える空気入りタイヤであって、
前記カーカスプライは、前記ビードコア間を跨る本体部に、前記ビードコアの廻りをタイヤ軸方向内側から外側に巻き上げた巻上げ部を一連に設けた内のカーカスプライと、この内のカーカスプライの本体部の外面に沿ってのびかつ半径方向内端が前記内のカーカスプライの本体部と前記ビードエーペックスゴムとの間に挟まれて途切れる本体部からなる外のカーカスプライとからなり、
しかも前記内のカーカスプライの巻上げ部の半径方向外端のビードベースラインからの半径方向の巻上げ高さＬｃは、タイヤ断面高さＬの６０％以下、かつ前記外のカーカスプライの本体部の半径方向内端のビードベースラインからの半径方向の巻下ろし高さＬｄは、前記ビードエーペックスゴムの半径方向外端のビードベースラインからの半径方向のエーペックス高さＬ１の６０％以下とするとともに、
前記ビードエーペックスゴムのゴム硬度Ｈｓ１を８０〜９５、しかも前記クリンチゴムのゴム硬度Ｈｓ２を６５〜８５かつ前記ゴム硬度Ｈｓ１よりも小とし、
前記ビードエーペックスゴムは、前記ビードコアから半径方向外方に先細状にのびる断面略三角形状のエーペックス主部と、このエーペックス主部に連なり半径方向外方に実質的に一定の厚さＴでのびる薄い翼部とからなり、かつ前記厚さＴを０．８〜１．５ｍｍとするとともに、前記エーペックス高さＬ１を、前記タイヤ断面高さＬの３０〜４０％、かつ前記エーペックス主部の半径方向外端のビードベースラインからの半径方向のエーペックス主部高さＬ１ａを、前記エーペックス高さＬ１の２５〜３５％としたことを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記クリンチゴムは、その半径方向外端のビードベースラインからの半径方向のクリンチ高さＬ２が、前記エーペックス高さＬ１の７０〜８５％であり、しかも前記クリンチゴムは、厚さが最大となる最大厚さ部を有し、かつこの最大厚さ部の厚さ中心のビードベースラインからの半径方向の最大厚さ高さＬ２ａを、前記エーペックス主部高さＬ１ａの６５〜９５％とするとともに、前記最大厚さ部の最大厚さを４．０〜５．０ｍｍの範囲としたことを特徴としている。

本明細書では、特に断りがない限り、タイヤの各部の寸法等は、タイヤを正規リムにリム組みしかつ正規内圧の５％を充填した５％内圧状態において、特定される値とする。又前記「ゴム硬度Ｈｓ」は、ＪＩＳ−Ｋ６２５３に基づきデュロメータータイプＡにより測定したデュロメータＡ硬さである。なお前記「正規リム」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"を意味する。又前記「正規内圧」とは、前記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" を意味するが、乗用車用タイヤの場合には１８０ｋＰａとする。

本発明は叙上の如く構成しているため、最も撓みが大となりピンチカットが起こりやすいタイヤ最大幅位置付近を、２枚のカーカスプライによって補強でき、局部的な曲げ変形を抑えることにより耐ピンチカット性能を向上しうる。又外のカーカスプライが本体部のみからなり、かつ内のカーカスプライの本体部と重置しているため、タイヤ剛性の増加を極力抑えることができる。しかもビードエーペックスゴムとクリンチゴムとのゴム硬度バランスを適正化してビード変形時の曲げ中心をカーカス側に移行させていること、及び内のカーカスプライの巻上げ高さＬｃをタイヤ断面高さＬの６０％以下に規制していることとも相俟って、タイヤ剛性の増加をより低く抑えることができ、乗り心地性及び騒音性能の悪化を抑制することが可能となる。

以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。図１は本発明の空気入りタイヤの５％内圧状態を示す断面図、図２はそのビード部を拡大して示す断面図である。

図１に示すように、空気入りタイヤ１は、本例では、偏平率が５０％以下の低偏平の乗用車用ラジアルタイヤであって、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、前記ビードコア５から半径方向外方にのびるビードエーペックスゴム８と、このビードエーペックスゴム８のタイヤ軸方向外側に配されかつビード部４の外側面Ｓｓをなすリムずれ防止用のクリンチゴム９とを具える。なお前記トレッド部２には、前記カーカス６の半径方向外側をタイヤ周方向に延在する強靱なベルト層７が配される。

前記ベルト層７は、スチールコードなどの高強力のベルトコードをタイヤ周方向に対して例えば１０〜３５゜の角度で配列した２枚以上、本例では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから形成され、各ベルトコードがプライ間相互で交差することにより、ベルト剛性を高め、トレッド部２の略全巾をタガ効果を有して強固に補強する。又このベルト層７の半径方向外側には、高速耐久性を高める目的で、例えばナイロン等の有機繊維のバンドコードを周方向に対して５度以下の角度で螺旋状に巻回させたバンド層１０を設けることができる。このバンド層１０として、前記ベルト層７のタイヤ軸方向外端部のみを被覆する左右一対のエッジバンドプライ、及びベルト層７の略全巾を覆うフルバンドプライが適宜使用でき、本例では、左右一対のエッジバンドプライと、１枚のフルバンドプライとを組み合わせて使用した場合を例示している。

次に、前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して例えば７５〜９０゜の角度で配列した半径方向内外の２枚のカーカスプライ６Ａ、６Ｂから形成される。カーカスコードとしては、ナイロン、ポリエステル、レーヨン等の周知の有機繊維コードが好適に採用される。

前記内のカーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間を跨る本体部１１と、この本体部１１に連なりかつ前記ビードコア５の廻りをタイヤ軸方向内側から外側に巻き上げられて係止される巻上げ部１２とを有する所謂巻き上げのカーカスプライとして形成されるとともに、この本体部１１と巻上げ部１２との間には、前記ビードコア５から半径方向外方にのびる硬質のビードエーペックスゴム８が配される。

前記外のカーカスプライ６Ｂは、前記内のカーカスプライ６Ａの本体部１１の外面に沿ってトレッド部２からタイヤ最大幅位置Ｐｍを越えて半径方向内方に巻き下ろされる本体部１３のみから形成される。この本体部１３の半径方向内端は、前記内のカーカスプライ６Ａの本体部１１と前記ビードエーペックスゴム８との間に挟まれて途切れる。

このとき、図２に拡大して示すように、ビードベースラインＢＬから、前記内のカーカスプライ６Ａの巻上げ部１２の半径方向外端までの半径方向高さである巻上げ高さＬｃを、タイヤ断面高さＬ（図１に示す）の６０％以下としている。又ビードベースラインＢＬから、前記外のカーカスプライ６Ｂの本体部１３の半径方向内端までの半径方向高さである巻下ろし高さＬｄを、ビードベースラインＢＬから前記ビードエーペックスゴム８の半径方向外端までの半径方向高さであるエーペックス高さＬ１の６０％以下としている。

このように、本実施形態のカーカス６では、最も撓みが大となりピンチカットが起こりやすいタイヤ最大幅位置Ｐｍの付近を、従来的な２枚のカーカスプライ構造と同様、２枚の本体部１１、１３によって補強している。これにより、局部的な曲げ変形を抑え、ピンチカットの発生を抑制する。又カーカス６では、外のカーカスプライ６Ｂを前記本体部１３のみで形成するとともに、その巻下ろし高さＬｄ及び内のカーカスプライ６Ａの巻上げ高さＬｃを、上記の如く規制している。従ってタイヤ剛性を減じることができ、周方向共振周波数に影響するロードノイズなどの騒音性能、及び乗り心地性の悪化を抑制することが可能となる。なお前記巻上げ高さＬｃがタイヤ断面高さＬの６０％を越えると、タイヤ剛性が高くなり、騒音性能及び乗り心地性の悪化抑制が困難となる。又前記巻下ろし高さＬｄがエーペックス高さＬ１の６０％を越えると、ピンチカット抑制効果が充分発揮されなくなるとともに、タイヤ剛性が減じて操縦安定性の低下を招く。なお前記巻上げ高さＬｃが低すぎても、操縦安定性に不利を招くとともに、ビード変形時、巻上げ部１２の外端に圧縮応力が作用してビード耐久性を低下させる傾向となる。このような観点から、前記巻上げ高さＬｃの下限値は、タイヤ断面高さＬの３５％以上が好ましい。又前記巻下ろし高さＬｄは、乗心地の確保とタイヤ質量軽減の観点から、その下限値をエーペックス高さＬ１の２０％以上とするのが好ましい。

次に、前記ピンチカット抑制効果を高く確保しながら、騒音性能及び乗り心地性の悪化抑制効果をより高めるために、前記ビードエーペックスゴム８を、前記ビードコア５から半径方向外方に先細状にのびる断面略三角形状のエーペックス主部８Ａと、このエーペックス主部８Ａに連なり半径方向外方に実質的に一定の厚さＴでのびる薄い翼部８Ｂとで形成している。このとき、前記厚さＴは、０．８〜１．５ｍｍの範囲である。又ビードエーペックスゴム８の前記エーペックス高さＬ１は、前記タイヤ断面高さＬの３０〜４０％の範囲であり、かつ前記エーペックス主部８Ａの半径方向外端のビードベースラインＢＬからの半径方向高さであるエーペックス主部高さＬ１ａは、前記エーペックス高さＬ１の２５〜３５％に設定されている。なお「実質的に一定の厚さＴ」とは、例えば加硫成形などのタイヤ製造工程に起因する±１０％の厚さの変動、及び外端部における先細状の厚さ変動を許容するものである。

このようにビードエーペックスゴム８は、前記エーペックス主部８Ａが小高さで形成されながらも、その半径方向外側に薄い翼部８Ｂを延設している。そのため、必要なタイヤ横剛性（横バネ）を確保して操縦安定性を維持しながら、タイヤ縦剛性（縦バネ）を減じることができ、騒音性能及び乗り心地性の悪化抑制をより高めうる。なお前記エーペックス主部高さＬ１ａが前記エーペックス高さＬ１の２５％未満では、充分なビード剛性が得られずに操縦安定性の低下を招き、逆に３５％を越えると、エーペックス主部８Ａの半径方向外端で歪みの集中が大きく起こり耐久性に不利となる。又前記エーペックス高さＬ１が前記タイヤ断面高さＬの３０％未満では、充分な横剛性が得られずに操縦安定性の低下を招き、逆に４０％を越えると、ビードエーペックスゴム８の半径方向外端が、最も撓みが大となるタイヤ最大幅位置Ｐｍに近づくため、該外端を起点として損傷が生じやすくなる。又厚さＴが０．８ｍｍでは、タイヤ横剛性が確保できず操縦安定性を損ね、逆に１．５ｍｍを越えると、縦剛性が大きくなって、特に周方向共振周波数が増加しロードノイズの悪化を招く。

又前記クリンチゴム９は、前記ビード部４の底面Ｓｂから半径方向外側に立ち上がり、少なくともリムフランジＲｆと接触する領域においては、外に露出することによりビード部４の外側面Ｓｓを構成している。又クリンチゴム９は、その厚さｔが最大となる最大厚さ部９Ｍを有し、この最大厚さ部９Ｍからは、厚さを漸減しながら半径方向外方に延在するとともに、半径方向外端のビードベースラインＢＬからの半径方向高さであるクリンチ高さＬ２を、前記エーペックス高さＬ１の７０〜８５％としている。又前記最大厚さ部９Ｍにおける最大厚さｔｍは、４．０〜５．０ｍｍの範囲であり、かつ前記最大厚さ部９Ｍの厚さ中心ＭｐのビードベースラインＢＬからの半径方向高さである最大厚さ高さＬ２ａは、前記エーペックス主部高さＬ１ａの６５〜９５％としている。

なお前記クリンチ高さＬ２が前記エーペックス高さＬ１の７０％未満では、タイヤ横剛性が不足して操縦安定性の低下を招き、逆に８５％を超えると、クリンチゴム９の半径方向外端とビードエーペックスゴム８の半径方向外端とが近づくため、各外端に歪みの集中が大きく起こり耐久性能に不利となる。又前記最大厚さｔｍが４．０ｍｍ未満では、タイヤ横剛性が不足して操縦安定性の低下を招き、逆に５．０ｍｍを越えると、剛性が過大となって、リムフランジＲｆとの接触圧が不足する。又クリンチゴム９の前記最大厚さ高さＬ２ａが、エーペックス主部高さＬ１ａの６５〜９５％の範囲から外れると、エーペックス主部８Ａの半径方向外端で屈曲しやすくなるなど歪みが集中して耐久性を損ねる傾向となる。

ここで、前記ビードエーペックスゴム８のゴム硬度Ｈｓ１は、８０〜９５、しかも前記クリンチゴム９のゴム硬度Ｈｓ２は、６５〜８５かつ前記ゴム硬度Ｈｓ１よりも小に設定される。このように、ビードエーペックスゴム８をクリンチゴム９よりも硬質としてゴム硬度バランスを適正化しているため、ビード変形時の曲げ中心（応力の中心）をタイヤ外面側からカーカスプライ６Ａ、６Ｂの本体部側に移行させることができる。従って、曲げ変形時に本体部１１、１３に作用する局部的な応力を減じることができ、カーカスコードの破断損傷などを抑制しうるなど、前述のカーカスプライ構造と相俟って、ピンチカット抑制により高い効果を発揮しうる。又曲げ変形が広範囲に分散されるため、騒音性能及び乗り心地性にも有利となる。又特に本例では、ビードエーペックスゴム８に翼部８Ｂを形成しているため、曲げ変形時の応力の中心を前記本体部側により移行させることができ、ピンチカット抑制効果と、騒音性能及び乗り心地性の向上効果とをいっそう高く発揮させることができる。

そのために、前記ゴム硬度の差（Ｈｓ１−Ｈｓ２）は、２．０以上、さらには５．０以上確保するのが好ましい。なおクリンチゴム９の前記ゴム硬度Ｈｓ２が６５未満では剛性が不足し、逆に８５を超えるとクリンチゴム９が硬質化し過て靱性を減じ、耐疲労性を低下するとともに乗心地性等にも不利となる。従って、ゴム硬度Ｈｓ２の上限は、８０より小が好ましい。

又本例では、前記外のカーカスプライ６Ｂの本体部１３は、エーペックス主部８Ａの内側面上で終端したものを例示しているが、翼部８Ｂの内側面上で終端させることもできる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

図１に示す構造を有するタイヤサイズが２２５／４５Ｒ１７の低偏平の乗用車用タイヤを表１の仕様に基づいて試作するとともに、各試供タイヤの縦バネ、横バネ、操縦安定性、乗り心地性、騒音性、耐ピンチカット性能をテストしその結果を表１に記載した。

（１）横バネ、縦バネ：
リム（１７×８ＪＪ）、内圧（２３０ｋＰａ）の条件にて縦荷重（４．１ｋＮ）を作用させたときの縦撓みを計測し、この縦撓みで前記縦荷重を除すことにより縦バネ定数を求めた。また縦荷重（４．１ｋＮ）、横力（２．０ｋＮ）を作用させたときの横変位を計測し、この横変位で横力を除すことにより横バネ定数を求めた。いずれも従来例１を１００とする指数で表示し、値が大な方がバネ定数が高い。

（２）操縦安定性、及び乗り心地性：
リム（１７×８ＪＪ）、内圧（２３０ｋＰａ）の条件にて、車両（国産２０００ｃｃ、ＦＲ車）の全輪に装着して、ドライアスファルト路面のタイヤテストコースを走行し、操縦安定性、及び乗り心地性をドライバーの官能評価により、従来例１を６とする１０点法で表示した。値が大きい方が良好である。

（３）騒音性（ロードノイズ性）：
前記車両を用い、１名乗車にてロードノイズ計測路（アスファルト粗面路）を速度６０km／H で走行した。そしてそのときの車内騒音を、ドライバーの官能評価により、従来例１を１００とする指数で表示し、値が大な方が騒音性に優れている。

（４）耐ピンチカット性能：
試験路上の側方に設けた高さ１１０mm、巾１００mm、長さ１５００mmの鉄製突起に対して、試供タイヤを装着した前記車両を、前記突起の長さ方向に対して１５°の角度で進入させ該突起を乗り越す、突起乗越しテストを行った。このとき、進入速度を１５km／Ｈから１km／Ｈのステップで逐次上昇させ、パンクが発生したときの速度を比較例１を１００とする指数で表示した。値が大なほど良好である。

実施例のタイヤは、乗り心地性及び騒音性を１枚のカーカスプライ構造とほぼ同レベルに低く抑えながら、耐ピンチカット性能が大幅に向上されるのが確認できる。

本発明の空気入りタイヤの一実施例を示す断面図である。そのビード部を拡大して示す断面図である。

符号の説明

２トレッド部
３サイドウォール部
４ビード部
５ビードコア
６カーカス
６Ａ内のカーカスプライ
６Ｂ外のカーカスプライ
８ビードエーペックスゴム
８Ａエーペックス主部
８Ｂ翼部
９クリンチゴム
９Ｍ最大厚さ部
１１本体部
１２巻上げ部
１３本体部
Ｍｐ厚さ中心

Claims

トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスと、前記ビードコアから半径方向外方にのびるビードエーペックスゴムと、このビードエーペックスゴムのタイヤ軸方向外側に配されかつビード部の外側面をなすリムずれ防止用のクリンチゴムとを具える空気入りタイヤであって、
前記カーカスプライは、前記ビードコア間を跨る本体部と、この本体部に連なりかつ前記ビードコアの廻りをタイヤ軸方向内側から外側に巻き上げられる巻上げ部とを有する内のカーカスプライ、及び該内のカーカスプライの本体部の外面に沿ってのびかつ半径方向内端が前記内のカーカスプライの本体部と前記ビードエーペックスゴムとの間に挟まれて途切れる本体部からなる外のカーカスプライからなり、
しかも前記内のカーカスプライの巻上げ部の半径方向外端のビードベースラインからの半径方向の巻上げ高さＬｃは、タイヤ断面高さＬの６０％以下、かつ前記外のカーカスプライの本体部の半径方向内端のビードベースラインからの半径方向の巻下ろし高さＬｄは、前記ビードエーペックスゴムの半径方向外端のビードベースラインからの半径方向のエーペックス高さＬ１の６０％以下とするとともに、
前記ビードエーペックスゴムのゴム硬度Ｈｓ１を８０〜９５、しかも前記クリンチゴムのゴム硬度Ｈｓ２を６５〜８５かつ前記ゴム硬度Ｈｓ１よりも小とし、
前記ビードエーペックスゴムは、前記ビードコアから半径方向外方に先細状にのびる断面略三角形状のエーペックス主部と、このエーペックス主部に連なり半径方向外方に実質的に一定の厚さＴでのびる薄い翼部とからなり、かつ前記厚さＴを０．８〜１．５ｍｍとするとともに、
前記エーペックス高さＬ１を、前記タイヤ断面高さＬの３０〜４０％、かつ前記エーペックス主部の半径方向外端のビードベースラインからの半径方向のエーペックス主部高さＬ１ａを、前記エーペックス高さＬ１の２５〜３５％としたことを特徴とする空気入りタイヤ。
前記クリンチゴムは、その半径方向外端のビードベースラインからの半径方向のクリンチ高さＬ２が、前記エーペックス高さＬ１の７０〜８５％であり、しかも前記クリンチゴムは、厚さが最大となる最大厚さ部を有し、かつこの最大厚さ部の厚さ中心のビードベースラインからの半径方向の最大厚さ高さＬ２ａを、前記エーペックス主部高さＬ１ａの６５〜９５％とするとともに、前記最大厚さ部の最大厚さを４．０〜５．０ｍｍの範囲としたことを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。