JP2015113043A - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
【課題】ウエット性能や耐摩耗性能を犠牲にすることなく、転がり抵抗性能を向上させた空気入りタイヤを提供する。【解決手段】空気入りタイヤ1は、トレッド部2からサイドウォール部3を経てビード部4に至るカーカス6と、カーカス6のタイヤ半径方向外側かつトレッド部2の内部に配されたベルト層7とを有する。サイドウォール部3は、カーカス6のタイヤ軸方向外側に配されるゴムからなる第1層31と、第1層31のタイヤ軸方向外側に配され、第1層31よりも熱伝導率の小さい材料からなる第2層32とを有する。第2層32は、タイヤ最大幅位置Mよりもタイヤ半径方向の内側に形成されている。【選択図】図1
Description
本発明は、転がり抵抗性能を向上させた空気入りタイヤに関する。
従来から、空気入りタイヤの転がり抵抗を低減する手法として、例えば、トレッドゴムに損失正接tanδの小さいゴムを用いる手法や、トレッドゴムのゴムボリュームを減少させる手法が提案されている。
しかしながら、一般に、損失正接tanδの小さいゴムを用いると、ウエット性能が低下するおそれがある。また、トレッドゴムのゴムボリュームを減少させると、耐摩耗性能が低下する。
一方、多孔構造体をなす材料を、空気入りタイヤに適用する技術も種々提案されている。例えば、下記特許文献1では、ロードノイズ等の車内騒音を低減させるために、多孔構造体からなる吸音部材をサイドウォール部及びビード部のタイヤ内腔面に貼り付けた空気入りタイヤが開示されている。
しかしながら、上記特許文献1に開示のタイヤ内腔面に設けられた吸音部材によっても、空気入りタイヤの転がり抵抗を低減する効果は得られず、さらなる改良が期待されている。
本発明は、以上のような実状に鑑み案出されたもので、ウエット性能や耐摩耗性能を犠牲にすることなく、転がり抵抗性能を向上させた空気入りタイヤを提供することを主たる目的としている。
本発明は、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と、前記カーカスのタイヤ半径方向外側かつ前記トレッド部の内部に配されたベルト層とを有する空気入りタイヤであって、前記サイドウォール部は、前記カーカスのタイヤ軸方向外側に配されるゴムからなる第1層と、前記第1層のタイヤ軸方向外側に配され、前記第1層よりも熱伝導率の小さい材料からなる第2層とを有し、前記第2層は、タイヤ最大幅位置よりもタイヤ半径方向の内側に形成されていることを特徴とする。
本発明に係る前記空気入りタイヤにおいて、前記第2層は、多孔構造体をなすことが望ましい。
本発明に係る前記空気入りタイヤにおいて、前記トレッド部には、前記ベルト層のタイヤ半径方向外側にトレッドゴムが配されており、前記トレッドゴムは、30゜Cでの損失正接tanδが0.1〜0.15の低エネルギーロスゴムを含むことが望ましい。
本発明に係る前記空気入りタイヤにおいて、前記第2層の厚さDは、1〜4mmであることが望ましい。
本発明に係る前記空気入りタイヤにおいて、前記第2層のタイヤ半径方向の内端から外端までのタイヤ外表面に沿う長さLは、タイヤ断面高さSHの10%〜25%であることが望ましい。
本発明に係る前記空気入りタイヤにおいて、ビードベースラインから前記第2層のタイヤ半径方向の内端までの高さhは、25〜35mmであることが望ましい。
本発明に係る前記空気入りタイヤにおいて、前記第2層のタイヤ半径方向の内端又は外端は、端に向かって厚さが減少するテーパー状であることが望ましい。
本発明に係る前記空気入りタイヤにおいて、前記第2層のタイヤ半径方向の内端又は外端のテーパー角θは、10゜〜60゜であることが望ましい。
本発明の空気入りタイヤは、サイドウォール部が、カーカスのタイヤ軸方向外側に配されるゴムからなる第1層と、第1層のタイヤ軸方向外側に配される第2層とを有する。第2層は、第1層よりも熱伝導率の小さい材料からなる。タイヤの転動に伴って第1層で生じた熱は、第2層によって断熱され、大気への放熱が抑制される。一般に、タイヤの転がり抵抗に影響を及ぼす振動の周波数帯域では、ゴムの損失正接tanδは、ゴムの温度が高くなるほど低下する傾向を有する。本発明では、熱伝導率の小さい第2層によって、第1層が高温の状態に維持されるので、第1層の損失正接tanδは小さくなる。これにより、第1層でのエネルギーロスが低減され、ウエット性能や耐摩耗性能を犠牲にすることなく、転がり抵抗性能を向上させることが可能となる。
さらに、第2層は、負荷時の変形が大きくなるタイヤ最大幅位置よりもタイヤ半径方向の内側に形成されているので、第2層自体の変形によるエネルギーロスが低減され、転がり抵抗性能が向上する。
以下、本発明の実施の一形態が図面に基づき説明される。
図1は、本実施形態の空気入りタイヤ1の正規状態におけるタイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面図である。ここで、正規状態とは、タイヤを正規リム(図示省略)にリム組みし、かつ、正規内圧を充填した無負荷の状態である。以下、特に言及されない場合、タイヤの各部の寸法等はこの正規状態で測定された値である。
図1は、本実施形態の空気入りタイヤ1の正規状態におけるタイヤ回転軸を含むタイヤ子午線断面図である。ここで、正規状態とは、タイヤを正規リム(図示省略)にリム組みし、かつ、正規内圧を充填した無負荷の状態である。以下、特に言及されない場合、タイヤの各部の寸法等はこの正規状態で測定された値である。
「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" 、ETRTOであれば "Measuring Rim" である。
「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" である。
図1に示されるように、本実施形態の空気入りタイヤ(以下、単に「タイヤ」ということがある)1は、トレッド部2からサイドウォール部3を経てビード部4のビードコア5に至るカーカス6と、カーカス6のタイヤ半径方向外側かつトレッド部2の内方に配されるベルト層7とを具え、本実施形態では乗用車用のものが示されている。ベルト層7のタイヤ半径方向の外側に、バンド層が適宜配されていてもよい。
カーカス6は、例えば、1枚のカーカスプライ6Aにより構成されている。このカーカスプライ6Aは、ビードコア5、5間を跨る本体部6aの両端に、ビードコア5の廻りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返されることによりビードコア5に係止される折返し部6bを一連に具えている。カーカスプライ6Aには、例えば、芳香族ポリアミド、レーヨンなどの有機繊維コードがカーカスコードとして採用されている。カーカスコードは、タイヤ赤道Cに対して、例えば、70〜90°の角度で配列されている。本体部6aと折返し部6bとの間には、ビードコア5からタイヤ半径方向外方に向かって先細状にのびるビードエーペックスゴム8が配されている。
カーカス6の外側には、接地面を形成するトレッドゴムTg、サイドウォール部3を形成するサイドウォール外皮部Sg、ビード部4の外面を形成するビードゴムAg、リムシート面に接するクリンチゴムrg、トレッドゴムTgとサイドウォールゴムSgとの間に配されたクッションゴムCgなどが配されている。一方、カーカス6の内側には、タイヤ内圧を保持するためのインナーライナーゴムLgなどが配されている。
トレッドゴムTgは、例えば、30゜Cでの損失正接tanδが0.1〜0.15の低エネルギーロスゴムを含むことが望ましい。上記損失正接tanδが0.1未満である場合、ウエット性能が低下するおそれがある。上記損失正接tanδが0.15を超える場合、転がり抵抗性能が低下するおそれがある。
ベルト層7は、本実施形態では、ベルトコードがタイヤ赤道Cに対して、例えば、15〜45゜の角度で傾斜して配列された2枚のベルトプライ7A、7Bを、ベルトコードが互いに交差する向きにタイヤ半径方向で重ね合わされてなる。このベルトコードには、例えば、スチール、アラミド又はレーヨン等が好適に採用されている。
サイドウォール外皮部Sgは、カーカス6のタイヤ軸方向外側に配される第1層31と、第1層31のタイヤ軸方向外側に配される第2層32とを有する。
第1層31は、ゴムからなる。第1層31を構成するゴムは、例えば、従来の空気入りタイヤのサイドウォール部を構成するゴムと同等である。第1層31は、クッションゴムCgのタイヤ半径方向内側からタイヤ最大幅位置Mを経てビードゴムAgのタイヤ軸方向外側にわたって配されている。
第2層32は、第1層31を構成するゴムよりも熱伝導率の小さい材料からなる。より具体的には、第2層32は、海綿状の多孔構造体をなすスポンジ材等からなり、例えば、ゴムや合成樹脂を発泡させた連続気泡又は独立気泡を有するスポンジ材の他、動物繊維、植物繊維又は合成繊維等を絡み合わせて一体に連結したものであってもよい。本実施形態では、ポリウレタンからなる連続気泡のスポンジ材が用いられている。
図2には、空気入りタイヤ1のサイドウォール部3の表面温度の分布が示されている。横軸は、図1に示されるビードベースラインからの高さHとタイヤ断面高さSHとの比(H/SH)である。図中実線L1は、第2層32を有する本実施形態の空気入りタイヤ1のサイドウォール部3の表面温度の分布であり、破線L2は、第2層32を有さない従来の空気入りタイヤのサイドウォール部の表面温度の分布である。図2中、領域Aが第2層32の配されている領域を示している。
本実施形態の空気入りタイヤ1は、第1層31のタイヤ軸方向外側に配されている第2層32が、断熱効果を発揮するので、従来の空気入りタイヤと比較すると、第2層32が配されている領域Aの表面温度が低くなる。従って、領域Aから大気に放出される熱量は、従来の空気入りタイヤよりも小さく、そのタイヤ軸方向内側にある第1層31の温度は、高く維持される。
既に述べたように、タイヤの転がり抵抗に影響を及ぼす振動の周波数帯域では、ゴムの損失正接tanδは、ゴムの温度が高くなるほど低下する。本実施形態では、熱伝導率の小さい第2層32によって、第1層31が高温の状態に維持されるので、第1層31の損失正接tanδは小さくなる。これにより、第1層31でのエネルギーロスが低減され、ウエット性能や耐摩耗性能を犠牲にすることなく、転がり抵抗性能を向上させることが可能となる。
通常、ビードエーペックスゴム8を構成するゴムは、大きな損失正接tanδを有する。さらに、ビードエーペックスゴム8が配されている領域のゴムボリュームが大きいことから、かかる領域にて生ずるエネルギーロスを低減できれば、タイヤ全体の転がり抵抗を効率よく低減できる。本実施形態では、ビードエーペックスゴム8が配されている領域が第2層32によって覆われていることにより、転がり抵抗をより一層低減することが可能となる。
図1に示されるように、第2層32は、タイヤ最大幅位置Mよりもタイヤ半径方向内側に形成されている。一般に、負荷時の空気入りタイヤでは、タイヤ最大幅位置Mからタイヤ半径方向外側のバットレス部にかけての変形が大きく、タイヤ最大幅位置Mからタイヤ半径方向内側のビード部にかけての変形は比較的小さい。本実施形態では、第2層32が変形の小さい領域であるタイヤ最大幅位置Mよりもタイヤ半径方向内側の領域に形成されているので、第2層32自体の変形によるエネルギーロスが低減され、転がり抵抗性能が向上する。さらに、第2層32自体の変形により、第2層32が損傷するおそれが抑制される。
第2層32の厚さDは、例えば、1〜4mmであるのが望ましい。上記厚さDが1mm未満の場合、第2層32による断熱効果が十分に得られなくなり、転がり抵抗性能が低下するおそれがある。一方、上記厚さDが4mmを超える場合、第2層32自体の発熱が大きくなり、転がり抵抗性能を十分に向上させることができないおそれがある。
第2層32のタイヤ半径方向の内端32iから外端32oまでのタイヤ外表面に沿う長さLは、例えば、タイヤ断面高さSHの10%〜25%であるのが望ましい。上記長さLがタイヤ断面高さSHの10%未満の場合、第2層32によって第1層31が覆われる領域が狭くなる。従って、第2層32による断熱効果が十分に得られなくなり、転がり抵抗性能が低下するおそれがある。一方、長さLがタイヤ断面高さSHの25%を超える場合、第2層32の外端32oが負荷時の変形の大きい領域に配される。従って、第2層32自体の変形により転がり抵抗性能が低下するおそれがある。さらに、第2層32自体の変形により、第2層32が損傷するおそれがある。
ビードベースラインBLから第2層32のタイヤ半径方向の内端32iまでの高さhは、例えば、25〜35mmであるのが望ましい。上記高さhが25mm未満の場合、第2層32がリムフランジと接触して損傷するおそれがある。一方、上記高さhが35mmを超える場合、第2層32が発熱の大きい領域であるビード部4を十分に覆うことができない。従って、第2層32による断熱効果が十分に得られなくなり、転がり抵抗性能を十分に向上させることができないおそれがある。
図3には、第2層32及びその周辺部が示されている。第2層32のタイヤ半径方向の内端32i又は外端32oは、端に向かって厚さが減少するテーパー状に形成されている。このような内端32i又は外端32oは、第2層32の損傷を抑制する。
内端32iのテーパー角θ1は、例えば、10゜〜60゜が望ましい。上記テーパー角θ1が10゜未満の場合、負荷時の変形により第2層32が損傷するおそれがある。一方、上記テーパー角θ1が60゜を超える場合、内端32iの近傍での第2層32の厚さが不足し、第2層32による断熱効果が十分に得られなくなり、転がり抵抗性能を十分に向上させることができないおそれがある。外端32oのテーパー角θ2についても、上記と同様である。
以上、本発明の空気入りタイヤが詳細に説明されたが、本発明は上記の具体的な実施形態に限定されることなく種々の態様に変更して実施される。
図1の基本構造をなすサイズ195/65R15の空気入りタイヤが、表1の仕様に基づき試作され、転がり抵抗性能及び耐久性能がテストされた。テスト方法は、以下の通りである。
<転がり抵抗性能>
各試供タイヤが、リム15×6.00に装着され、転がり抵抗試験機を用い、内圧230kPa、荷重4.24kNの条件下で転がり抵抗が測定された。結果は、測定値の逆数を用い、比較例の値を100とする指数で表示されている。評価は、数値が大きいほど転がり抵抗が小さく良好である。
各試供タイヤが、リム15×6.00に装着され、転がり抵抗試験機を用い、内圧230kPa、荷重4.24kNの条件下で転がり抵抗が測定された。結果は、測定値の逆数を用い、比較例の値を100とする指数で表示されている。評価は、数値が大きいほど転がり抵抗が小さく良好である。
<耐久性能>
各試供タイヤが、リム15×6.00に装着され、ドラム試験機を用いて、内圧230kPa、荷重4.24kN、速度80km/hの条件下で、第2層及びその近傍が損傷するまでの距離が測定された。結果は、比較例の値を100とする指数で表示されている。評価は、数値が大きいほど耐久性能が高く良好である。
各試供タイヤが、リム15×6.00に装着され、ドラム試験機を用いて、内圧230kPa、荷重4.24kN、速度80km/hの条件下で、第2層及びその近傍が損傷するまでの距離が測定された。結果は、比較例の値を100とする指数で表示されている。評価は、数値が大きいほど耐久性能が高く良好である。
表1から明らかなように、実施例の空気入りタイヤは、比較例に比べて転がり抵抗性能及び耐久性能が有意に向上していることが確認できた。
1 空気入りタイヤ
2 トレッド部
3 サイドウォール部
4 ビード部
6 カーカス
7 ベルト層
31 第1層
32 第2層
32i 内端
32o 外端
2 トレッド部
3 サイドウォール部
4 ビード部
6 カーカス
7 ベルト層
31 第1層
32 第2層
32i 内端
32o 外端
Claims (8)
- 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と、前記カーカスのタイヤ半径方向外側かつ前記トレッド部の内部に配されたベルト層とを有する空気入りタイヤであって、
前記サイドウォール部は、前記カーカスのタイヤ軸方向外側に配されるゴムからなる第1層と、前記第1層のタイヤ軸方向外側に配され、前記第1層よりも熱伝導率の小さい材料からなる第2層とを有し、
前記第2層は、タイヤ最大幅位置よりもタイヤ半径方向の内側に形成されていることを特徴とする空気入りタイヤ。 - 前記第2層は、多孔構造体をなす請求項1記載の空気入りタイヤ。
- 前記トレッド部には、前記ベルト層のタイヤ半径方向外側にトレッドゴムが配されており、前記トレッドゴムは、30゜Cでの損失正接tanδが0.1〜0.15の低エネルギーロスゴムを含む請求項1又は2に記載の空気入りタイヤ。
- 前記第2層の厚さDは、1〜4mmである請求項1乃至3のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
- 前記第2層のタイヤ半径方向の内端から外端までのタイヤ外表面に沿う長さLは、タイヤ断面高さSHの10%〜25%である請求項1乃至4のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
- ビードベースラインから前記第2層のタイヤ半径方向の内端までの高さhは、25〜35mmである請求項1乃至5のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
- 前記第2層のタイヤ半径方向の内端又は外端は、端に向かって厚さが減少するテーパー状である請求項1乃至6のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
- 前記第2層のタイヤ半径方向の内端又は外端のテーパー角θは、10゜〜60゜である請求項7記載の空気入りタイヤ。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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-
2013
- 2013-12-12 JP JP2013257307A patent/JP2015113043A/ja active Pending
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