JP5312219B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、非対称のカーカス構造により運動性能を高められるようにした空気入りタイヤに関する。

下記特許文献１には、カーカス層を車両外側のプライと車両内側のプライとの二種で構成した、非対称のカーカス構造を有する空気入りタイヤが記載されている。この車両外側のプライは、車両内側に位置するベルト層の一端部から車両外側に延び、実質的にラジアルに配列されたコードを有する。また、車両内側のプライは、上記ベルト層の一端部の領域からビードコアに至るプライ片部と、そのビードコアの周りを折り返してベルト層に至るプライ片部とからなり、バイアスに配列されたカーカスコードを有する。

しかし、かかる空気入りタイヤでは、車両内側に位置するベルト層の一端部の近傍領域にて、カーカス層のプライ剛性が高くなることから、タイヤの縦剛性が上がり過ぎて乗心地が悪化する恐れがある。即ち、上記のような非対称のカーカス構造では、タイヤの運動性能が向上するとしても、それによって乗心地が損なわれる心配があった。実用上は、旋回性や制動性などの運動性能を高めながらも、乗心地を犠牲にすることのない手法が望まれる。

特開２０００−３４３９０８号公報

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、乗心地を犠牲にすることなく、タイヤの運動性能を高められる空気入りタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち、本発明の空気入りタイヤは、トレッド部に埋設されたベルト層と、前記ベルト層の内周側に積層された２層以上のプライからなるカーカス層とを備える空気入りタイヤにおいて、前記ベルト層の一端部の近傍領域には、前記カーカス層のコードがプライ間で逆向きに交差するバイアス部が設けられ、前記ベルト層の他端部の近傍領域には、前記カーカス層のコードがプライ間で交差しないラジアル部が設けられ、タイヤ赤道と前記ベルト層の一端部とを基準とした前記バイアス部側の前記ベルト層の半幅Ｗｂが、タイヤ赤道と前記ベルト層の他端部とを基準とした前記ラジアル部側の前記ベルト層の半幅Ｗｒよりも小さくなるように、前記ベルト層が非対称に配置されているものである。

本発明に係る空気入りタイヤでは、ベルト層の一端部の近傍領域にカーカス層のバイアス部が、ベルト層の他端部の近傍領域にカーカス層のラジアル部が設けられており、かかる非対称のカーカス構造の特性を活かして、旋回性や制動性などタイヤの運動性能を高めることができる。それでいて、バイアス部ではカーカス層のプライ剛性が高くなるものの、非対称に配置されたベルト層がバイアス部側で幅狭となるために、タイヤの縦剛性の上昇が抑えられる。その結果、乗心地を犠牲にすることなく、タイヤの運動性能を高めることができる。

本発明では、前記カーカス層を構成するプライのうち前記ベルト層に内接する外プライと、その外プライに内接する内プライとが、前記バイアス部にてタイヤ周方向に対するコード角度を違えており、前記内プライのコード角度が前記外プライのコード角度よりも大きいものが好ましい。

内プライは、外プライに比べてタイヤのばね定数に対する寄与が大きいため、内プライのコード角度を大きくすることにより、縦ばね定数を抑えて乗心地を好適に確保することができる。また、コード角度の小さい外プライをベルト層に内接させることで、ベルト層とカーカス層との間でコード角度が段階的に変化し、コード間でのせん断歪みを小さくして耐久性を向上できる。

本発明では、前記バイアス部側の前記ベルト層の半幅Ｗｂが、前記ラジアル部側の前記ベルト層の半幅Ｗｒに対して、半幅Ｗｒの３〜１０％小さいものが好ましい。これにより、ベルト層をバイアス部側にて確実に幅狭とし、タイヤの縦剛性の上昇を抑えて乗心地を良好に確保できる。それでいて、バイアス部側におけるベルト層の半幅を適度に確保し、タイヤの運動性能を損なわない程度に接地性を保持できる。

本発明に係る空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線断面図 本発明の別実施形態に係る空気入りタイヤを示すタイヤ子午線断面図

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る空気入りタイヤの一例を示すタイヤ子午線断面図である。この空気入りタイヤは、一対の環状のビード部１と、ビード部１からタイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部２と、各サイドウォール部２のタイヤ径方向外側端に連なるトレッド部３と、トレッド部３に埋設されたベルト層５と、ベルト層５の内周側に積層されたカーカス層４とを備える。

カーカス層４は２層以上のカーカスプライからなり、本実施形態では、ベルト層５に内接する外プライ４ａと、その外プライ４ａに内接する内プライ４ｂとの２層で構成されている例を示す。カーカス層４は、一対のビード部１の間を補強しており、その端部はビードコア１ａとビードフィラー１ｂを挟み込むようにして巻き上げられている。カーカス層４を構成するコードとしては、ポリエステルやレーヨン、ナイロン、アラミド等の有機繊維コード、若しくはスチールコードが好ましく採用される。

ベルト層５は、内外に積層された２枚のベルトプライ５ａ，５ｂからなり、たが効果によってカーカス層４を補強している。各ベルトプライ５ａ，５ｂは、タイヤ周方向に対して２０〜３０°の角度で傾斜して延びるコードを有し、そのコードがプライ間で互いに逆向きに交差するように配設されている。ベルト層５の外周側にはベルト補強層６が積層され、更にその外周側にトレッドゴム７が設けられている。

ベルト層５の両端部５１，５２は、トレッド部３のショルダー領域に配されている。ショルダー領域は、トレッド部３のタイヤ幅方向外側の領域であり、主として最外側に位置する主溝８よりもタイヤ幅方向外側の領域である。この空気入りタイヤでは、ベルト層５の一端部５１の近傍領域に、カーカス層４のコードがプライ間で逆向きに交差するバイアス部４Ｂが設けられ、ベルト層５の他端部５２の近傍領域に、カーカス層４のコードがプライ間で交差しないラジアル部４Ｒが設けられている。

バイアス部４Ｂは、ベルト層５の一端部５１を跨いで拡がっており、ベルト層５の下部からバットレス部に至る。バットレス部は、サイドウォール部２のタイヤ径方向外側に位置し、平坦な舗装路での通常走行時には接地しない部位である。バイアス部４Ｂが設けられた領域は、ＷＡ＋ＷＢの幅を有する。この幅ＷＡと幅ＷＢは、ベルト層５の端部５１の位置を境にして仕切られており、幅ＷＡはベルト幅Ｗの１０〜４０％、幅ＷＢはベルト幅Ｗの５〜１５％である。ベルト層５の端部５１，５２やベルト幅Ｗは、幅広のベルトプライ５ｂを基準にして定められる。

バイアス部４Ｂでは、タイヤ周方向に対するカーカス層４のコード角度が例えば６８〜８９°であり、これが６８°を下回ると、タイヤの縦剛性が上がり過ぎる傾向にある。外プライ４ａにおけるコードの傾斜方向は、ベルトプライ５ｂのコードと同じでも構わないが、ハンドル流れを抑える観点から逆向きであることが好ましい。ラジアル部４Ｒでは、タイヤ周方向に対するカーカス層４のコード角度が略９０°のラジアル配列になっている。バイアス部４Ｂは、コード角度に関してラジアル部４Ｒよりも低角度の領域である。残りの領域、即ちバイアス部４Ｂとラジアル部４Ｒとの間の領域、並びに両側のサイドウォール部２からビード部１に至る領域では、いずれもラジアル配列になっている。

この空気入りタイヤでは、タイヤ赤道ＣＬを基準としたベルト層５の半幅がラジアル部４Ｒ側（図１左側）よりもバイアス部４Ｂ側（図１右側）で小さくなるように、即ち半幅Ｗｂが半幅Ｗｒよりも小さくなるように、ベルト層５が非対称に配置されている。このようにベルト層５をバイアス部４Ｂ側で幅狭にすることにより、バイアス部４Ｂによるタイヤの縦剛性の上昇を抑え、乗心地を犠牲にすることなく、タイヤの運動性能を高めることができる。また、ベルト幅Ｗを小さくしている分、タイヤ重量を低減できる。

車両装着時のアライメントの影響はあるものの、カーカス層が単調に設けられていると、概ね次のような傾向を示す。即ち、カーカス層のコードが専らラジアル配列であると、旋回時における接地中心のずれは小さいが、接地面が大きく変形する。また、カーカス層のコードが専らバイアス配列であると、接地長（接地面のタイヤ周方向長さ）が比較的長く、旋回時における接地面の形状変化は小さいが、接地中心が大きくずれてしまう。これに対し、本発明に係る空気入りタイヤでは、上記の如き非対称のカーカス構造を有することにより、旋回性や制動性などの運動性能を高めることができる。

つまり、この空気入りタイヤにおいてバイアス部４Ｂが車両外側に配されていると、車両外側のショルダー領域にてカーカス層４のプライ剛性が高くなり、旋回時には、接地面が車両外側に広がるものの、車両内側よりは広くならないために接地面の形状変化が小さく、またバイアス部４Ｂによって接地中心のズレが小さくなるため、旋回性が向上する。他方、バイアス部４Ｂが車両内側に配されていると、車両内側において接地長を確保でき、また車両外側では接地面が車両外側に広がって周方向にも延びるため、タイヤの前後剛性を高めて制動性を高めることができる。

ベルト層５の半幅Ｗｂは、半幅Ｗｒに対して、半幅Ｗｒの３〜１０％小さいことが好ましく、つまりは０．０３Ｗｒ≦Ｗｒ−Ｗｂ≦０．１０Ｗｒを満たすことが好ましい。これが３％以上であることにより、タイヤの縦剛性の上昇を抑える効果を確実に発現せしめて、乗心地を十分に確保することができる。また、これが１０％以下であることにより、半幅Ｗｂを適度に確保して、バイアス部４Ｂ側における接地性を良好に保持することができる。

本実施形態では、カーカス層４を構成する外プライ４ａと内プライ４ｂとが、バイアス部４Ｂにてタイヤ周方向に対するコード角度を違えており、内プライ４ｂのコード角度が外プライ４ａのコード角度よりも大きい。そのため、縦ばね定数を抑えて乗心地を好適に確保するとともに、ベルト層５とカーカス層４との間でコード角度が段階的に変化し、コード間でのせん断歪みを小さくして耐久性を向上できる。この場合のコード角度は、外プライ４ａで６８〜８８°、内プライ４ｂで７０〜８９°が例示される。捩りモーメントを小さくして直進性を高める観点から、これらの角度差は３°未満が好ましい。

本実施形態では、両側のサイドウォール部２からビード部１に至る領域にて、カーカス層４のコードがラジアル配列になっている。かかる構成によれば、サイドウォール部２の全域をバイアス配列にした場合に比べて、サイドウォール部２の剛性を確実に抑えることができ、乗心地を良好に確保することができる。

本発明の空気入りタイヤは、ベルト層とカーカス層を上記の如く構成する程度の改変で、その他は従来のタイヤ製造工程と同様にして製造を行うことができる。なお、上記のような所定の領域でコード角度を異ならせたカーカスプライは、例えば、本出願人による特開２００２−１２７７１１号公報に記載の製造装置を利用して、コードを１本ずつ又は数本ずつ順次に且つコード角度を変えながら配置することで作製することができる。

図１では、カーカス層４が両側のショルダー領域の間で連続的に延在する例を示したが、本発明はこれに限られず、カーカス層がタイヤ幅方向に分断されていても構わない。また、そのカーカス層４では、外プライ４ａと内プライ４ｂが別個のカーカスプライからなる例を示したが、これらを同じカーカスプライで構成することも可能である。

図２は、本発明の別実施形態に係る空気入りタイヤを示すタイヤ子午線断面図である。カーカス層１４は、タイヤ幅方向に分断された中抜き構造を有し、これによりタイヤ重量の軽減が図られている。トレッド部３のセンター領域にはカーカスプライが存在しないが、両側のショルダー領域ではベルト層５の内周側に２層のプライ１４ａ，１４ｂが積層されている。このタイヤも、バイアス部１４Ｂとラジアル部１４Ｒを設けた非対称のカーカス構造を有し、ベルト層５はバイアス部１４Ｂ側（図２右側）が幅狭になるように配置されている。

外プライ１４ａ及び内プライ１４ｂは、ビードコア１ａにて巻き上げた１枚のカーカスプライからなり、ベルト層５の下部からビードフィラー１ｂの外側を通ってビードコア１ａに至る部分が外プライ１４ａ、ベルト層５の下部からビードフィラー１ｂの内側を通ってビードコア１ａに至る部分が内プライ１４ｂである。バイアス部１４Ｂ側では、サイドウォール部２からビード部１に至る領域にて、カーカス層１４のコードをバイアス配列にしてもよく、その場合には、通常のカーカスプライを左右別々に準備して対応できるためタイヤ製造が簡便となる。また、カーカス層１４のコードの材質を左右で違えてもよい。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例について説明する。

（１）縦剛性及び横剛性
圧縮試験機を用いてタイヤに基準負荷（７１０ｋｇｆ）の１１０％及び９０％の荷重をかけてそれぞれの縦撓み量を測定し、それらの平均値で基準負荷値を除して縦剛性を測定した。また、タイヤに基準負荷値をかけた状態で、基準負荷の３０％の横方向の力を更にタイヤにかけて横撓み量を測定し、その横撓み量の値で横方向の力を除して横剛性を測定した。いずれも比較例１の結果を１００として指数で評価し、当該指数が大きいほど剛性が高いことを示す。

（２）運動性能
テストタイヤを車両に装着して旋回走行や制動、直進走行を実施し、その各々についてドライバーの官能試験により評価した。比較例１の結果を１００として指数で評価し、当該指数が大きいほど運動性能に優れていることを示す。

（３）乗心地
テストタイヤを実車に装着して走行し、ドライバーの官能試験により評価した。比較例１の結果を１００として指数で評価し、当該指数が大きいほど乗心地に優れていることを示す。

（４）耐久性
ＦＭＶＳＳ１１９に準拠した試験方法により、タイヤが故障するまでの走行距離を測定して耐久性を評価した。比較例１の結果を１００として指数で評価し、当該指数が大きいほど耐久性に優れていることを示す。

比較例１〜３
図１に示した構造のタイヤ（サイズ２３５／４０Ｒ１７ ９４Ｗ）において、カーカス層を一律にラジアル構造としたものを比較例１、車両内側のショルダー領域だけにバイアス部を設けたものを比較例２、両側のショルダー領域にバイアス部を設けたものを比較例３とした。比較例１〜３では、ベルト層をタイヤ赤道に関して対称に配置し、左右の半幅を同じにした。また、ラジアル部のコード角度は、外プライで８７°、内プライで８８°とし、残りの領域ではコード角度を９０°とした。

実施例１，２
図１に示した構造のタイヤ（サイズ２３５／４０Ｒ１７ ９４Ｗ）において、車両外側のショルダー領域にバイアス部を設けたものを実施例１、車両内側のショルダー領域にバイアス部を設けたものを実施例２とした。実施例１，２では、ベルト層をタイヤ赤道に関して非対称に配置し、いずれもバイアス部側にて幅狭とした。また、コード角度については、上記比較例と同じとした。各例の評価結果を表１に示す。

表１に示すように、実施例１、２では、比較例１〜３に比べて、乗心地や耐久性を犠牲にすることなく、タイヤの運動性能を向上できている。これに対し、比較例１では運動性能が比較的低く、比較例２，３では乗心地が損なわれている。

３ トレッド部
４ カーカス層
４ａ 外プライ
４ｂ 内プライ
４Ｂ バイアス部
４Ｒ ラジアル部
５ ベルト層
５１ 一端部
５２ 他端部
ＣＬ タイヤ赤道
Ｗ ベルト幅
Ｗｂ バイアス部側のベルト層の半幅
Ｗｒ ラジアル部側のベルト層の半幅

Claims (4)

1. トレッド部に埋設されたベルト層と、前記ベルト層の内周側に積層された２層以上のプライからなるカーカス層とを備える空気入りタイヤにおいて、
   前記ベルト層の一端部の近傍領域には、前記カーカス層のコードがプライ間で逆向きに交差するバイアス部が設けられ、前記ベルト層の他端部の近傍領域には、前記カーカス層のコードがプライ間で交差しないラジアル部が設けられ、
   タイヤ赤道と前記ベルト層の一端部とを基準とした前記バイアス部側の前記ベルト層の半幅Ｗｂが、タイヤ赤道と前記ベルト層の他端部とを基準とした前記ラジアル部側の前記ベルト層の半幅Ｗｒよりも小さくなるように、前記ベルト層が非対称に配置されていることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記カーカス層を構成するプライのうち前記ベルト層に内接する外プライと、その外プライに内接する内プライとが、前記バイアス部にてタイヤ周方向に対するコード角度を違えており、前記内プライのコード角度が前記外プライのコード角度よりも大きい請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記バイアス部側の前記ベルト層の半幅Ｗｂが、前記ラジアル部側の前記ベルト層の半幅Ｗｒに対して、半幅Ｗｒの３〜１０％小さい請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記カーカス層が両側のショルダー領域の間で連続的に延在する請求項１〜３いずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
   

Images