JP2012076641A

JP2012076641A - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP2012076641A
Application number: JP2010224807A
Authority: JP
Inventors: Keiichi Kurita; 圭一栗田
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 2010-10-04
Filing date: 2010-10-04
Publication date: 2012-04-19
Anticipated expiration: 2030-10-04
Also published as: JP5470216B2

Abstract

【課題】操縦安定性およびベルト耐久性の低下を防止し、かつタイヤの重量および転がり抵抗を低減することが可能な空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】交差ベルト７を構成する第１ベルト層５の端部に位置するコード中心と、カーカス４の厚み中心との間をタイヤ径方向に沿って測定したときの距離L₀が10〜30ｍｍの範囲にあり、かつ第２ベルト層６の端部から、タイヤ径方向に引いた第１直線L₁がカーカス４の厚み中心と交わる第１交点I₁と、第１直線L₁に平行でかつ第１直線L₁からタイヤ幅の10％の寸法だけタイヤ幅方向内側に引いた第２直線L₂がカーカス４の厚み中心と交わる第２交点I₂との間に位置するカーカス４の厚み中心部分を円弧の一部とする仮想円Cを描くとき、仮想円C上のタイヤ径方向最外側に引いた接線Tが、タイヤ赤道面E位置にて、カーカス厚み中心位置I₄と、該カーカス厚み中心位置I₄から５ｍｍだけタイヤ径方向内側の位置とで挟まれた領域にある。
【選択図】図１

Description

近年、環境問題への関心の高まりに伴う世界的な二酸化炭素排出規制の動きに関連し、自動車の低燃費化に対する要求が高まりつつある。このような自動車の燃料消費量を低減させる手段の一つとして、タイヤの転がり抵抗を低減させる技術が注目されている。

タイヤの転がり抵抗を減少させる技術としては、例えば、タイヤに適用するゴムを改良する技術や、タイヤの形状を改良する技術が挙げられる。特に、タイヤの形状を改良する技術のうち、タイヤに適用するゴムの使用量を削減する方法は、直接的にタイヤ重量の低減に結び付くことから、タイヤの転がり抵抗の低減に効果的である。

上記タイヤに適用するゴムの使用量を削減する場合において、例えば、ビード部に適用されるゴムの使用量を削減することが考えられる。ビード部は、ビードフィラー等で構成されるが、ビードフィラーのゴムの使用量を削減するには、ビードフィラーのタイヤ径方向の長さを小さくするか、ビードフィラーのタイヤ幅方向の厚みを薄くすることになるが、これらはタイヤの剛性を低下させるおそれがあり、タイヤの操縦安定性の低下が懸念される。

操縦安定性を確保するための一つの手段としては、追加の補強材を適用する手法がある。しかしながら、補強材は荷重が大きく変形量も大きいため、追加の補強材で性能補完を行う場合は、その補強材からの故障、セパレーションを考慮しなくてはならないという問題があった。

また、操縦安定性を確保するための別の手段としては、幅広のベルトを適用する手法がある。しかしながら、幅広のベルトを適用した場合、最も大きい部位であるタイヤのショルダー部に故障の核となるベルト端が位置するおそれがあり、ベルト耐久性の確保が困難であった。

本発明の目的は、上記問題を解決し、操縦安定性およびベルト耐久性の低下を防止し、かつタイヤの重量および転がり抵抗を低減することが可能な空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の要旨構成は以下の通りである。
（１）一対のビード部と、一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部とを有し、前記一対のビード部間にトロイド状に延在する一層以上のカーカスプライからなるカーカスと、該カーカスのクラウン部のタイヤ径方向外側に位置し、タイヤ赤道面に対し傾斜して延びる複数本のコードを平行配列状態でゴム被覆してなる複数枚のベルト層を、コードが互いにタイヤ赤道面を挟んで交差するように、タイヤ径方向外側に向かって順次積層して形成してなる交差ベルトと、前記ビードコアの各々のタイヤ径方向外側に配置した一対のビードフィラーとを具え、前記交差ベルトを構成するベルト層のうち、最も幅広のベルト層である第１ベルト層の端部に位置するコード中心と、前記カーカスの厚み中心との間をタイヤ径方向に沿って測定したときの距離が１０〜３０ｍｍの範囲にあり、かつ前記交差ベルトを構成するベルト層のうち、２番目に幅広のベルト層である第２ベルト層の端部から、タイヤ径方向に引いた第１直線が前記カーカスの厚み中心と交わる第１交点と、前記第１直線に平行でかつ該第１直線からタイヤ幅の１０％の寸法だけタイヤ幅方向内側に引いた第２直線が前記カーカスの厚み中心と交わる第２交点との間に位置するカーカスの厚み中心部分を円弧の一部とする仮想円を描くとき、該仮想円上のタイヤ径方向最外側に引いた接線が、タイヤ赤道面位置にて、カーカス厚み中心位置と、該カーカス厚み中心位置から５ｍｍだけタイヤ径方向内側の位置とで挟まれた領域にあることを特徴とする空気入りタイヤ。

（２）前記ビードフィラーのタイヤ径方向外側端位置が、タイヤ断面高さの２０〜４０％の範囲にある上記（１）に記載の空気入りタイヤ。

（３）前記ビードフィラーのタイヤ径方向外側端位置から、タイヤ径方向外側に向かってタイヤ断面高さの３０〜５０％の幅で、前記カーカスからタイヤ外表面までの外皮ゴムの厚さが一定の部分を有する上記（１）または（２）に記載の空気入りタイヤ。

（４）所定空気圧を適用した無負荷条件下のタイヤにて、前記第１ベルト層のベルト幅が、前記カーカスのタイヤ断面幅に対して８０〜１００％の範囲である上記（１）、（２）または（３）に記載の空気入りタイヤ。

（５）所定空気圧を適用した無負荷条件下のタイヤにて、前記第２ベルト層の端部位置に対応するタイヤ外径の成長量が、±０．３％の範囲内である上記（１）〜（４）のいずれか一に記載の空気入りタイヤ。

本発明によれば、上記構成を採用することにより、操縦安定性およびベルト耐久性の低下を防止し、かつタイヤの重量および転がり抵抗を低減することが可能な空気入りタイヤを提供することができる。

本発明の実施形態に従う空気入りタイヤの右半部についてのタイヤ幅方向断面図である。本発明の別の実施形態に従う空気入りタイヤの右半部についてのタイヤ幅方向断面図である。

次に、本発明の空気入りタイヤの実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に従う空気入りタイヤのうち、右半部についてだけ示したタイヤ幅方向断面図である。

本発明に従う空気入りタイヤ１００は、図１に一例として示されるように、基本構造として、一対のビード部１，１(片側のみ図示)と、一対のサイドウォール部２，２(片側のみ図示)と、両サイドウォール部に連なるトレッド部３とを有する。そして、本発明に従う空気入りタイヤ１００は、一対のビード部１，１間にトロイド状に延在する一層以上のカーカスプライ、図１では一層のカーカスプライからなるカーカス４と、カーカス４のクラウン部のタイヤ径方向外側に位置し、タイヤ赤道面に対し傾斜して延びる複数本のコードを平行配列状態でゴム被覆してなる複数枚のベルト層(図１では４枚のベルト層)を、コードが互いにタイヤ赤道面を挟んで交差するようにタイヤ径方向外側に向かって順次積層して形成してなる交差ベルト７と、ビードコア１，１の各々のタイヤ径方向外側に配置した一対のビードフィラー８，８(片側のみ図示)とを具える。

本発明に従う空気入りタイヤ１００は、特に、交差ベルト７を構成するベルト層のうち、最も幅広のベルト層である第１ベルト層５の端部に位置するコード中心と、カーカス４の厚み中心との間をタイヤ径方向に沿って測定したときのタイヤ径方向距離Ｌ₀が１０〜３０ｍｍの範囲にあり、かつ交差ベルト７を構成するベルト層のうち、２番目に幅広のベルト層である第２ベルト層６の端部６ａから、タイヤ径方向に引いた第１直線Ｌ₁がカーカス４の厚み中心と交わる第１交点Ｉ₁と、第１直線Ｌ₁に平行でかつ第１直線Ｌ₁からタイヤ幅Ｗの１０％の寸法だけタイヤ幅方向内側に引いた第２直線Ｌ₂がカーカス４の厚み中心と交わる第２交点Ｉ₂との間に位置するカーカス４の厚み中心部分を円弧の一部とする仮想円Ｃを描くとき、仮想円Ｃ上のタイヤ径方向最外側に引いた接線Ｔが、タイヤ赤道面位置Ｉ₃にて、カーカス厚み中心位置Ｉ₄と、このカーカス厚み中心位置Ｉ₄から５ｍｍだけタイヤ径方向内側の位置とで挟まれた領域にあることを特徴とする。
なお、第１ベルト層５および第２ベルト層６の配設順序は図１に示した例に限定されず、第１ベルト層５を第２ベルト層６のタイヤ径方向外側に配設してもよい。

本発明に従う空気入りタイヤは、かかる構成を有することにより、タイヤの重量を低減して転がり抵抗を減少させても、操縦安定性およびベルト耐久性の低下を防止することができる。特に、最も幅広のベルト層である第１ベルト層５の端部に位置するコード中心と、カーカス４の厚み中心との間をタイヤ径方向に沿って測定したときのタイヤ径方向距離Ｌ₀が１０〜３０ｍｍの範囲とすることにより、第１ベルト層５とカーカス４との間の距離を確保し、セパレーションを防止してベルト耐久性の低下を防ぎ、仮想円Ｃ上のタイヤ径方向最外側に引いた接線Ｔが、タイヤ赤道面位置Ｉ₃にて、カーカス厚み中心位置Ｉ₄から５ｍｍ以下だけタイヤ径方向内側に配設することにより、ベルト層およびカーカスをスチールコードで構成したことによる横剛性の低下を防止することができる。

交差ベルト７は、内圧時の形状保持のため、第１ベルト層および第２ベルト層をタイヤ赤道面に対し２０〜３０度の範囲で交互に傾斜させて形成するのが好ましい。

ビードフィラー８のタイヤ径方向外側端位置８ａの高さ（フィラー高さH_f）は、タイヤ断面高さH_tの２０〜４０％の範囲とするのが好ましい。従来タイヤにおいて、ビードフィラーのタイヤ径方向外側端位置は、タイヤ断面高さの４０％を超える位置にあるのが一般であるが、このような位置では、ビードフィラーのゴム量を低減することはできず、転がり抵抗を十分に小さくする効果が得られなくなるおそれがあり、一方、ビードフィラー８のタイヤ径方向外側端位置８ａが、タイヤ断面高さの２０％未満の位置にあると、カーカスの端の位置がセパレーションし易くなる位置となるおそれがあるためである。なお、タイヤ断面高さの基準位置は、図中、参照符号Ｒで示されるリム径ラインとする。

本発明に従う空気入りタイヤは、ビードフィラー８のタイヤ径方向外側端位置８ａから、タイヤ径方向外側に向かってタイヤ断面高さの３０〜５０％の幅で、カーカスからタイヤ外表面までの外皮ゴムの厚さが一定の部分を有するのが好ましい。外皮ゴムの厚さが一定の部分を有することにより、その範囲でタイヤのたわみ変形を負担し易く、その他のゴムの厚い部分の変形を減らすことができるという効果がある。また、ビードフィラー８のタイヤ径方向外側端位置８ａから、タイヤ径方向外側に向かってタイヤ断面高さの３０〜５０％の幅で上記部分を有することは、たわみの変形が大きいところにゴム厚さが一定の部分が配置されるので、効果的である。

また、本発明に従う空気入りタイヤは、所定空気圧を適用した無負荷条件下のタイヤにて、第１ベルト層５のベルト幅Ｗ₁が、カーカス４のタイヤ断面幅Ｗ₂に対して８０〜１００％の範囲とするのが好ましい。第１ベルト層５のベルト幅Ｗ₁が、カーカス４のタイヤ断面幅Ｗ₂に対して８０％未満だと、操縦安定性を十分に補完することができず、一方、カーカス４のタイヤ断面幅Ｗ₂に対して１００％を超えると、タイヤショルダー部での耐久性が低下するおそれがあるためである。
なお、ここでいう「所定空気圧」とは、規格に定められた最大負荷能力に対応する空気圧（最高空気圧）のことを言う。

また、所定空気圧を適用した無負荷条件下のタイヤにて、第２ベルト層６の端部位置６ａに対応するタイヤ外径の成長量が、±０．３％の範囲内とするのが好ましい。ここで、トレッド部３の径成長量とは、内圧充填後の第２ベルト層６の端部位置６ａと、内圧充填前の第２ベルト層６の端部位置６ａとの差をタイヤ半径で除したものに１００をかけた値をいう。所定空気圧を適用した無負荷条件下のタイヤにて、第２ベルト層６の端部位置６ａに対応するタイヤ外径の成長量が、±０．３％の範囲内とすることにより、第１ベルト層５のベルト端部のセパレーションを抑制することができるという効果が得られる。

図２は、本発明の別の実施形態に従う空気入りタイヤのうち、右半部についてだけ示したタイヤ幅方向断面図である。図２において、ビードコアは六角形の断面形状を有し、カーカスプライの、ビードコアの角部に対応する箇所を塑性変形させた状態でビードコアの周りに巻きつけた、いわゆるＷＩＮＤビード構造を有する。この構造では、カーカスプライの折返し端部をビード部の歪みの少ない領域に配置するため、カーカスプライを被覆しているゴムとカーカスプライとのセパレーションを抑制することができる。その他の構成は上述した図１に示す実施形態と同様である。

上述したところは、この発明の実施形態の例を示したにすぎず、特許請求の範囲において種々の変更を加えることができる。

図１に示す構造を有するサイズ２７５／８０Ｒ２２．５のタイヤを試作し、各供試タイヤをリムサイズ７．５０Ｊラ２２．５のリムに空気圧９００ｋＰａにて装着し、下記の方法で、タイヤ重量、転がり抵抗、ベルト耐久性および操縦安定性を評価した。結果を表１に示す。ここで、表１に示される「タイヤ径方向距離Ｌ_０」は、第１ベルト層の端部に位置するコード中心と、カーカスの厚み中心との間のタイヤ径方向距離(ｍｍ)を示す。「接線Ｔの位置」は、第２ベルト層の端部から、タイヤ径方向に引いた第１直線がカーカスの厚み中心と交わる第１交点と、第１直線に平行でかつ第１直線からタイヤ幅の１０％の寸法だけタイヤ幅方向内側に引いた第２直線がカーカスの厚み中心と交わる第２交点との間に位置するカーカスの厚み中心部分を円弧の一部とする仮想円を描くとき、仮想円上のタイヤ径方向最外側に引いた接線が、タイヤ赤道面位置にて、カーカス厚み中心位置からどれだけタイヤ径方向内側の位置(ｍｍ)にあるかを示し、カーカス厚み中心位置からタイヤ径方向内側を正、外側を負とする。「フィラー高さH_f／タイヤ断面高さH_tの比」は、ビードフィラーのタイヤ径方向外側端位置が、タイヤ断面高さの何％の位置にあるかを示す。「外皮ゴムの厚さが一定の部分」は、ビードフィラーのタイヤ径方向外側端位置から、タイヤ径方向外側に向かって外皮ゴムの厚さが一定の部分を有するか、および、その部分がタイヤ断面高さの何％の幅かを示す。「第１ベルト層のベルト幅Ｗ_１／カーカス断面幅Ｗ_２比」は、第１ベルト層のベルト幅が、カーカスのタイヤ断面幅に対して何％かを示す。「タイヤ外径の成長量」は、第２ベルト層の端部位置に対応するタイヤ外径の成長量(％)を示す。

（タイヤ重量）
従来例のタイヤの重量を１００として、各試験タイヤの重量を指数表示した。指数値が小さい程、タイヤが軽く良好であることを示す。

（転がり抵抗）
直径１．７ｍの鉄製ドラム上にタイヤを接触させながらドラムを回転させ、８０ｋｍ／ｈまで上昇後、ドラムの駆動スイッチを切り、ドラムを自由回転させ、減速の度合いより転がり抵抗を求め、従来例のタイヤの転がり抵抗を１００として指数表示した。指数値が小さい程、転がり抵抗が小さく良好であることを示す。

（ベルト耐久性）
直径１．７ｍの鉄製ドラム上にタイヤを接触させながらドラムを回転させ、該供試タイヤをドラム上で時速６０ｋｍ／ｈ、荷重はステップロードの（荷重：ＴＲＡ規格１６５％、１２時間ごとに荷重を１５％ずつアップする）条件で、タイヤが故障するまで走行させ、その走行距離を求め、従来例のタイヤの走行距離を１００として指数表示した。指数値が大きい程、ベルト耐久性が高く良好であることを示す。
により評価した。

（操縦安定性）
直径１．７ｍの鉄製ドラム上にタイヤを接触させながらドラムを回転させ、スリップアングル（ＳＡ）が１°のとき横力の値を求め、従来例のタイヤの横力の値を１００として指数表示した。指数値が大きい程、操縦安定性が高く良好であることを示す。

表１に示すように、本発明に従う空気入りタイヤを示す実施例１〜３は、比較例１と比較して、タイヤの重量を低減して転がり抵抗を減少させても、操縦安定性が優れており、ベルト耐久性についても同等以上である。一方、タイヤ構造が本発明の範囲を外れた比較例２〜４は、いずれもベルト耐久性と操縦安定性を両立できていない。

本発明は、上述した構成を採用することにより、操縦安定性およびベルト耐久性の低下を防止し、かつタイヤの重量および転がり抵抗を低減することが可能な空気入りタイヤを提供することができる。

１００空気入りタイヤ
１ビード部
２サイド部
３トレッド部
４カーカス
５第１ベルト層
６第２ベルト層
７交差ベルト
８ビードフィラー

Claims

一対のビード部と、一対のサイドウォール部と、両サイドウォール部に連なるトレッド部とを有し、
前記一対のビード部間にトロイド状に延在する一層以上のカーカスプライからなるカーカスと、該カーカスのクラウン部のタイヤ径方向外側に位置し、タイヤ赤道面に対し傾斜して延びる複数本のコードを平行配列状態でゴム被覆してなる複数枚のベルト層を、コードが互いにタイヤ赤道面を挟んで交差するように、タイヤ径方向外側に向かって順次積層して形成してなる交差ベルトと、前記ビードコアの各々のタイヤ径方向外側に配置した一対のビードフィラーとを具え、
前記交差ベルトを構成するベルト層のうち、最も幅広のベルト層である第１ベルト層の端部に位置するコード中心と、前記カーカスの厚み中心との間をタイヤ径方向に沿って測定したときの距離が１０〜３０ｍｍの範囲にあり、かつ
前記交差ベルトを構成するベルト層のうち、２番目に幅広のベルト層である第２ベルト層の端部から、タイヤ径方向に引いた第１直線が前記カーカスの厚み中心と交わる第１交点と、前記第１直線に平行でかつ該第１直線からタイヤ幅の１０％の寸法だけタイヤ幅方向内側に引いた第２直線が前記カーカスの厚み中心と交わる第２交点との間に位置するカーカスの厚み中心部分を円弧の一部とする仮想円を描くとき、該仮想円上のタイヤ径方向最外側に引いた接線が、タイヤ赤道面位置にて、カーカス厚み中心位置と、該カーカス厚み中心位置から５ｍｍだけタイヤ径方向内側の位置とで挟まれた領域にあることを特徴とする空気入りタイヤ。
前記ビードフィラーのタイヤ径方向外側端位置が、タイヤ断面高さの２０〜４０％の範囲にある請求項１に記載の空気入りタイヤ。
前記ビードフィラーのタイヤ径方向外側端位置から、タイヤ径方向外側に向かってタイヤ断面高さの３０〜５０％の幅で、前記カーカスからタイヤ外表面までの外皮ゴムの厚さが一定の部分を有する請求項１または２に記載の空気入りタイヤ。
所定空気圧を適用した無負荷条件下のタイヤにて、前記第１ベルト層のベルト幅が、前記カーカスのタイヤ断面幅に対して８０〜１００％の範囲である請求項１、２または３に記載の空気入りタイヤ。
所定空気圧を適用した無負荷条件下のタイヤにて、前記第２ベルト層の端部位置に対応するタイヤ外径の成長量が、±０．３％の範囲内である請求項１〜４のいずれか一項に記載の空気入りタイヤ。