JP2004268768A

JP2004268768A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2004268768A
Application number: JP2003063183A
Authority: JP
Inventors: Jun Yoshino; 純吉野
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2003-03-10
Filing date: 2003-03-10
Publication date: 2004-09-30

Abstract

【課題】操縦安定性の確保、使用後の騒音の悪化の抑制、及び使用後の乗心地性能の低下の抑制を同時に実現すること。
【解決手段】ビードフィラー２２の高さＢＨをタイヤ断面高さＳＨの２０〜３５％の範囲内に設定して従来対比でビードフィラー２２のボリュームを減らすが、これによる剛性低下分は補強層４４が補うので、操縦安定性は確保される。ビードフィラー２２は、タイヤの使用に硬度が更に高くなるが、従来対比でボリュームが減っているので、硬度が高くなっても、騒音、及び乗心地性能の低下の度合いを小さくできる。補強層４４の劣化による硬化は、補強層４４がビードフィラー２２に比較して薄肉であり、曲げ剛性への影響は小さいため、騒音、乗心地に与える影響は小さく、新品時から走行中期以降も操縦安定性、騒音、乗心地がバランス良く保たれる。したがって、操縦安定性の確保、使用後の騒音の悪化の抑制、及び使用後の乗心地性能の低下の抑制を同時に実現することができる。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操縦安定性の確保、使用後の騒音の悪化の抑制、及び使用後の乗心地性能の低下の抑制を同時に実現することのできる空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りタイヤのビード部には、硬いゴムからなるビードフィラーが設けられ、ビードフィラーの高さは、一般的にタイヤ断面高さの４０〜５０％に設定されている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
また、空気入りタイヤは、使用によりそのゴムが劣化する問題がある。
【０００４】
例えば、ビードフィラーのゴムの硬度がタイヤの使用により更に高くなり、その結果、騒音や乗心地の性能低下の主要因の一つとなっていた。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１１−１１６７３５号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、騒音や乗心地の性能低下を抑えるためにビードフィラーのボリュームを落すことが考えられるが、これはビード部の剛性の低下につながり、操縦安定性や耐久性への影響が無視できなくなることから、安易にボリュームを落すことは出来なかった。
【０００７】
そこで、本発明は、上記事実を考慮し、操縦安定性の確保、使用後の騒音の悪化の抑制、及び使用後の乗心地性能の低下の抑制を同時に実現することのできる空気入りタイヤを提供することが目的である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の空気入りタイヤは、一対のビード部間をトロイド状に跨り、幅方向端部付近が前記ビード部に配置したビードコア周りにタイヤ幅方向内側から外側に巻き返した少なくとも１枚のカーカスプライと、前記１対のビード部をトロイド状に跨る前記カーカスプライの本体部と、前記ビードコアの周りを巻き返した前記カーカスプライの巻き返し部との間に配置され、前記ビードコアからタイヤ径方向外側に向けて延び、その高さタイヤ断面高さの２０〜３５％の範囲内に設定されたビードフィラーと、前記カーカスプライの前記巻き返し部よりもタイヤ幅方向外側に配置され、前記ビードフィラーと略同等の硬さのゴムからなり、少なくとも前記ビードフィラーのタイヤ径方向外端よりもタイヤ径方向外側へ延び、かつ前記ビードフィラーよりも薄肉に形成された補強層と、を有することを特徴としている。
【０００９】
次に、請求項１に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
【００１０】
請求項１に記載の空気入りタイヤでは、ビードフィラーの高さをタイヤ断面高さの２０〜３５％の範囲内に設定して従来対比でビードフィラーのボリュームを減らしているが、ビードフィラーのボリュームを減らしたことによる剛性低下分は補強層が補うので、操縦安定性は確保される。
【００１１】
ビードフィラーは、硬いゴムから構成されており、タイヤの使用により劣化して硬度が更に高くなるが、従来対比でボリュームが減っているので、硬度が高くなっても、騒音、及び乗心地性能の低下の度合いを小さくできる。
【００１２】
なお、補強層自体の劣化による硬化は、補強層自体がビードフィラーに比較して薄肉であり、曲げ剛性への影響は小さいため、騒音、及び乗心地に与える影響は小さく、使用後も操縦安定性、騒音、及び乗心地がバランス良く保たれる。
【００１３】
したがって、請求項１に記載の空気入りタイヤによれば、操縦安定性の確保と、使用後の乗心地性能の低下抑制と、を同時に実現することができる。
【００１４】
したがって、操縦安定性の確保、使用後の騒音の悪化の抑制、及び使用後の乗心地性能の低下の抑制を同時に実現することができる。
【００１５】
ここで、ビードフィラーの高さが、タイヤ断面高さの２０％未満になると、タイヤ側部領域の剛性が不足し、操縦安定性や耐久性が十分に確保できなくなる。
【００１６】
一方、ビードフィラーの高さが、タイヤ断面高さの３５％を越えると、タイヤ側部領域の剛性が高くなり過ぎて、騒音、乗心地性能の低下抑制という本来の目的が達成できなくなる。
【００１７】
なお、ビードフィラーの高さは、タイヤ断面高さを測定する場合と同様にビードヒールの位置を基準としており、該基準からタイヤ径方向外側に計測した寸法である。
【００１８】
また、ここでいうゴムの硬さの略同等とは、±５度の範囲内を含むことを意味する。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空気入りタイヤにおいて、前記補強層のゴムの硬度が、９０〜１００度の範囲内である、ことを特徴としている。
【００２０】
次に、請求項２に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
【００２１】
補強層のゴムの硬度を９０〜１００度の範囲内とすることで、使用後の騒音、及び乗心地性能の低下抑制と、操縦安定性の確保とを高次元で確保できる。
【００２２】
なお、補強層のゴムの硬度が９０度未満になると、操縦安定性の確保が困難となる。
【００２３】
一方、補強層のゴムの硬度が１００度を越えると、乗り心地性能の確保が困難となる。
【００２４】
なお、本発明において、ゴムの硬度は、ＪＩＳＫ６２５３のスプリング式（デュロメータ硬さ）による硬さである。
【００２５】
請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤにおいて、前記補強層は、タイヤ径方向内端付近が、前記ビードフィラーのタイヤ径方向外端付近とオーバーラップしており、前記補強層のタイヤ径方向内端付近と前記ビードフィラーのタイヤ径方向外端付近とのオーバーラップ寸法が少なくとも５ｍｍに設定されている、ことを特徴としている。
【００２６】
次に、請求項３に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
【００２７】
補強層のタイヤ径方向内側の一部分がビードフィラーのタイヤ径方向外端付近に対してオーバーラップしていないと、ビード部からトレッド部にかけて硬いゴムの存在しない局所的に剛性の低い部分（ビードフィラーの径方向外端と補強層のタイヤ径方向内端との間）が生じ、該部分で大きな歪みが生じるので好ましくない。
【００２８】
したがって、補強層は、タイヤ径方向内側の一部分をビードフィラーのタイヤ径方向外端付近に対してオーバーラップさせることが好ましく、オーバーラップ寸法は少なくとも５ｍｍ確保することが好ましい。
【００２９】
請求項４に記載の発明は、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の空気入りタイヤにおいて、前記補強層は、タイヤ径方向内端が、前記ビードコアのタイヤ径方向外端よりもタイヤ径方向外側に位置し、前記補強層のタイヤ径方向外端が、タイヤ幅方向最外側の前記巻き返し部の端部からタイヤ径方向内側へ少なくとも１０ｍｍ以上離間している、ことを特徴としている。
【００３０】
次に、請求項４に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
【００３１】
補強層のタイヤ径方向外端とタイヤ幅方向最外側の巻き返し部の端部との距離が１０ｍｍ未満になると、端部同士が近づき過ぎてしまい、歪みに対して故障の核となり易くなる。
【００３２】
また、タイヤが転動すると、ビード部はタイヤ方向外側へ繰り返し倒れ込み、リムフランジに繰り返し押圧される。
【００３３】
補強層のタイヤ径方向内端が、ビードコアのタイヤ径方向外端よりもタイヤ径方向内側に位置すると、タイヤの転動によりビード部が倒れ込んだ際にビード部がリムフランジに強く押圧され、ビード部の内部の補強層も強く押圧される。
【００３４】
補強層のゴムは硬いので、リムフランジの押圧による歪みの繰り返しにより亀裂が入り易く、そこからセパレーションする等の可能性が生じ、ビード部の耐久性を低下させる懸念がある。
【００３５】
したがって、補強層は、タイヤ径方向内端をビードコアのタイヤ径方向外端よりもタイヤ径方向外側に位置させ、タイヤ径方向外端をタイヤ幅方向最外側の巻き返し部の端部からタイヤ径方向内側へ少なくとも１０ｍｍ以上離間させることが好ましい。
【００３６】
請求項５に記載の発明は、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の空気入りタイヤにおいて、前記補強層は、厚みが０．５〜１．５ｍｍの範囲内である、ことを特徴としている。
【００３７】
次に、請求項５に記載の空気入りタイヤの作用を説明する。
【００３８】
補強層の厚みを０．５〜１．５ｍｍの範囲内とするこで、ビード部を充分に補強することができ、その分、ビードフィラーのボリュームを充分に減らすことが出来る。
【００３９】
なお、補強層の厚みが０．５ｍｍ未満になると、ビード部の補強効果が不足し、ビードフィラーのボリュームを充分に減らすことが出来なくなる。
【００４０】
一方、補強層の厚みが１．５ｍｍを越えると生タイヤの製造工程において、カーカスプライの外面に貼り付けられた補強層の上に更にサイドゴムを貼り付ける際、補強層の端部、カーカス表面、及びサイドゴムで囲まれる大きな空間、即ち空気溜まりが生じてしまい、セパレーション等の原因となる。
【００４１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して、本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤについて説明する。
【００４２】
図１に示すように、空気入りタイヤ１０は、１対のビードコア１２（図１では片側のみ図示。）と、１対のビードコア１２にトロイド状に跨るカーカス１４を有している。
【００４３】
このカーカス１４は、本実施形態ではタイヤ内側のカーカスプライ１５、及びタイヤ外側のカーカスプライ１６の２枚のカーカスプライから構成されている。
【００４４】
カーカスプライ１５，１６は、幅方向端付近がビード部１７に埋設されたビードコア１２の回りをタイヤ軸方向内側から外側へ向けて折返されている。
【００４５】
なお、カーカスプライ１５の端部１５Ｅは、カーカスプライ１６の端部１６Ｅよりもタイヤ径方向外側へ離れた位置に配置されている。
【００４６】
１対のビードコア１２をトロイド状に跨るカーカスプライ１６の本体部１６Ａと、外側へ向けて折返されたカーカスプライ１６の折返部１６Ｂとの間には、ビード部２０の剛性を確保するために、比較的硬度の高いゴム（後述するサイドゴム層２４、インナーライナー３４、トレッドゴム層４２対比で）からなるビードフィラー２２が配設されている。
【００４７】
ビードフィラー２２の高さＢＨは、タイヤ断面高さＳＨの２０〜３５％の範囲内に設定されている。
【００４８】
また、カーカス１４のタイヤ軸方向外側には、サイドゴム層２４が形成されている。
【００４９】
一方、カーカス１４のタイヤ軸方向内側にはインナーライナー３４が設けられている。
【００５０】
また、カーカス１４のタイヤ径方向外側には、少なくとも１枚、本実施形態では２枚のベルトプライ４０Ａ、４０Ｂからなるベルト４０が設けられている。
【００５１】
ベルト４０のタイヤ径方向外側には、補強層４１Ａ、および補強層４１Ｂが配置され、さらにそのタイヤ径方向外側には、トレッドゴム層４２が配置されている。
【００５２】
カーカスプライ１５の折返部１５Ｂのタイヤ幅方向外側には、ビードフィラー２２を構成するゴムに対し、略同等の硬度を有するゴムからなる補強層４４がカーカス１４のタイヤ幅方向最外面、本実施形態では折返部１５Ｂの外面に密着して設けられている。
【００５３】
補強層４４を構成するゴムの硬度は、ビードフィラー２２を構成するゴムの硬度に対して±５度以内が好ましい。
【００５４】
また、補強層４４を構成するゴムの硬度は、９０〜１００度の範囲内であることが好ましい。
【００５５】
補強層４４は、ビードコア１２のタイヤ径方向内端１２Ｅからタイヤ断面高さＳＨの６０％位置までの範囲内に設けられていることが好ましい。
【００５６】
補強層４４は、ビードフィラー２２のタイヤ径方向外端２２Ｅよりもタイヤ径方向外側へ延ばし、タイヤ径方向外端４４ＥＯを隣接するプライの端部、本実施形態ではカーカスプライ１５の巻き返し部１５Ｂの端部１５Ｅから少なくとも１０ｍｍ以上離すことが好ましい。
【００５７】
また、補強層４４は、タイヤ径方向内端４４ＥＩをビードフィラー２２のタイヤ径方向外端２２Ｅよりもタイヤ径方向内側へ配置し、タイヤ径方向内側の一部分をビードフィラー２２のタイヤ径方向外端２２Ｅ付近にオーバーラップさせることが好ましい。
【００５８】
なお、補強層４４のタイヤ径方向内端４４ＥＩと、ビードフィラー２２のタイヤ径方向外端２２Ｅ付近とは、少なくとも５ｍｍはオーバーラップしていることが好ましい。
【００５９】
また、補強層４４の厚みは、０．５〜１．５ｍｍの範囲内が好ましい。
（作用）
本実施形態の空気入りタイヤ１０では、ビードフィラー２２の高さＢＨをタイヤ断面高さＳＨの２０〜３５％の範囲内に設定して従来対比でビードフィラー２２のボリュームを減らしているが、ビードフィラー２２のボリュームを減らしたことによる剛性低下分は補強層４４が補うので、操縦安定性は確保される。
【００６０】
ビードフィラー２２は、硬いゴムから構成されており、タイヤの使用により劣化して硬度が更に高くなるが、従来対比でボリュームが減っているので、硬度が高くなっても、騒音、及び乗心地性能の低下の度合いを小さくできる。
【００６１】
なお、補強層４４の劣化による硬化は、補強層４４がビードフィラー２２に比較して薄肉であり、曲げ剛性への影響は小さいため、騒音、及び乗心地に与える影響は小さく、使用後も操縦安定性、騒音、及び乗心地がバランス良く保たれる。
【００６２】
したがって、本実施形態の空気入りタイヤ１０によれば、操縦安定性の確保、使用後の騒音の悪化の抑制、及び使用後の乗心地性能の低下の抑制を同時に実現することができる。
【００６３】
また、補強層４４のゴムの硬度を９０〜１００度の範囲内とすることで、使用後の騒音、及び乗心地性能の低下抑制と、操縦安定性の確保とを高次元で確保できる。
【００６４】
ここで、ビードフィラー２２の高さＢＨが、タイヤ断面高さＳＨの２０％未満になると、タイヤ側部領域の剛性が不足し、操縦安定性や耐久性が十分に確保できなくなる。
【００６５】
一方、ビードフィラー２２の高さＢＨが、タイヤ断面高さＳＨの３５％を越えると、タイヤ側部領域の剛性が高くなり過ぎて、騒音、乗心地性能の低下抑制という本来の目的が達成できなくなる。
【００６６】
なお、補強層４４のゴムの硬度が９０度未満になると、操縦安定性の確保が困難となる。
【００６７】
一方、補強層４４のゴムの硬度が１００度を越えると、乗り心地性能の確保が困難となる。
【００６８】
補強層４４のタイヤ径方向外端４４ＥＯと巻き返し部１５Ｂの端部１５Ｅとの距離が１０ｍｍ未満になると、端部同士が近づき過ぎてしまい、歪みに対して故障の核となり易くなる。
【００６９】
一方、補強層４４のタイヤ径方向内端４４ＥＩが、ビードコア１２のタイヤ径方向外端よりもタイヤ径方向内側に位置すると、補強層４４に亀裂が入り、ビード部１７の耐久性を低下させる懸念がある。
【００７０】
補強層４４の厚みが０．５ｍｍ未満になると、ビード部１７の補強効果が不足し、ビードフィラーのボリュームを充分に減らすことが出来なくなる。
【００７１】
一方、補強層４４の厚みが１．５ｍｍを越えると、生タイヤの製造工程において、カーカス１４の外面に貼り付けられた補強層４４の上にサイドゴム層２４を貼り付ける際、図２に示すように、補強層４４の端部、カーカス表面、及びサイドゴム２４で囲まれる大きな空間、即ち空気溜まり４６が生じてしまい、セパレーション等の原因となる。
（試験例）
本発明の効果を確かめるために、従来例に係る空気入りタイヤ、本発明に係る実施例のタイヤ、及び比較例に係る空気入りタイヤを用意し、それぞれの新品及び劣化品について騒音、乗心地、及び操縦安定性の試験を行った。
【００７２】
以下に、従来例、比較例、及び実施例の空気入りタイヤに付いて説明する。
【００７３】
実施例：図１に示すように、補強層を有する。
【００７４】
従来例、比較例１：図３に示すように、補強層が設けられていない点以外は、実施例と同様の構成を有する。
【００７５】
比較例２〜比較例８：補強層を設けているが、各部の寸法、ゴム硬度が実施例とは異なる。
【００７６】
なお、何れもタイヤサイズは２０５／６５Ｒ１５である。
次に、試験方法を説明する。
【００７７】
試験は、新品の供試タイヤと劣化品の供試タイヤをそれぞれ用意し、乗用車に装着して行った。
【００７８】
なお、劣化品は、以下のようにして作った。
【００７９】
先ず、タイヤをリムに装着し、酸素を充填した。内圧を３５０ｋＰａに設定し、６０°Ｃの環境で１週間放置した。
【００８０】
その後、酸素を抜いて空気を充填した。内圧を３５０ｋＰａに設定し、８０°Ｃの環境で１週間放置した。
【００８１】
騒音：アスファルト路面を走行させたときの騒音計による車内音の計測と、評価パネラーによる官能評価との総合判定。従来品を１００とした相対評価であり、数値が大きいほど騒音が少ないことを表している。
【００８２】
乗心地：評価パネラーによる官能評価試験。従来品を１００とした相対評価であり、数値が大きいほど乗り心地が良いことを表している。
【００８３】
操縦安定性：評価パネラーによる官能評価試験。従来品を１００とした相対評価であり、数値が大きいほど操縦安定性が良いことを表している。
【００８４】
なお、供試タイヤの緒元、及び試験結果を以下の表１〜５に示す。
【００８５】
また、表内の補強層上端高さと、補強層下端高さは、それぞれタイヤ断面高さと同様にビードヒールを基準としてタイヤ径方向外側に計測した寸法である。
【００８６】
また、補強層範囲とは、補強層上端高さと補強層下端高さとの差である。
【００８７】
【表１】

【００８８】
【表２】

【００８９】
【表３】

【００９０】
【表４】

【００９１】
【表５】

上記表１〜５に示すように、本発明の適用された実施例のタイヤは、劣化後の性能低下が、従来例、及び比較例に対して小さいことが分かる。
【００９２】
【発明の効果】
本発明の空気入りタイヤは上記構成としたので、操縦安定性の確保、使用後の騒音、及び乗心地性能の低下抑制を同時に実現することができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る空気入りタイヤの断面図である。
【図２】補強層端部付近の断面図である。
【図３】従来例に係る空気入りタイヤの断面図である。
【符号の説明】
１０空気入りタイヤ
１２ビードコア
１５カーカスプライ
１６カーカスプライ
１７ビード部
２２ビードフィラー
４４補強層

Claims

一対のビード部間をトロイド状に跨り、幅方向端部付近が前記ビード部に配置したビードコア周りにタイヤ幅方向内側から外側に巻き返した少なくとも１枚のカーカスプライと、
前記１対のビード部をトロイド状に跨る前記カーカスプライの本体部と、前記ビードコアの周りを巻き返した前記カーカスプライの巻き返し部との間に配置され、前記ビードコアからタイヤ径方向外側に向けて延び、その高さタイヤ断面高さの２０〜３５％の範囲内に設定されたビードフィラーと、
前記カーカスプライの前記巻き返し部よりもタイヤ幅方向外側に配置され、前記ビードフィラーと略同等の硬さのゴムからなり、少なくとも前記ビードフィラーのタイヤ径方向外端よりもタイヤ径方向外側へ延び、かつ前記ビードフィラーよりも薄肉に形成された補強層と、を有することを特徴とする空気入りタイヤ。
前記補強層のゴムの硬度が、９０〜１００度の範囲内である、ことを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記補強層は、タイヤ径方向内端付近が、前記ビードフィラーのタイヤ径方向外端付近とオーバーラップしており、前記補強層のタイヤ径方向内端付近と前記ビードフィラーのタイヤ径方向外端付近とのオーバーラップ寸法が少なくとも５ｍｍに設定されている、ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の空気入りタイヤ。
前記補強層のタイヤ径方向外端が、タイヤ幅方向最外側の前記巻き返し部の端部からタイヤ径方向内側へ少なくとも１０ｍｍ以上離間している、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の空気入りタイヤ。
前記補強層は、厚みが０．５〜１．５ｍｍの範囲内である、ことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の空気入りタイヤ。