(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記補強層のタイヤ径方向の内側端部と前記ビードフィラーのタイヤ径方向の外側端部のタイヤ径方向における長さは、10mm以下である、請求項1から請求項3のいずれかに記載のタイヤ。
前記タイヤのトレッド幅方向に沿い、かつタイヤ周方向に直交する断面において、前記タイヤ最大幅位置を通りかつ前記トレッド幅方向に延びる延長線上におけるカーカス層の曲率半径は、60mm以下である、請求項1から請求項4のいずれかに記載のタイヤ。
前記折返しプライの端部は、前記ベルト層のタイヤ径方向内側までのびるとともに、前記ベルト層のトレッド幅方向の端部よりもトレッド幅方向内側に配置される、請求項1から請求項6のいずれかに記載のタイヤ。
前記タイヤのトレッド幅方向に沿い、かつタイヤ周方向に直交する断面において、前記タイヤ最大幅位置を通り、かつ前記トレッド幅方向に延びる延長線上における前記カーカス層の曲率半径は、50mm以下である、請求項1から請求項8のいずれかに記載のタイヤ。
【発明を実施するための形態】
【0009】
次に、本発明に係るタイヤの実施の形態及び比較評価について、図面を参照しながら説明する。
図1は、本実施の形態に係るタイヤのタイヤ周方向と直交し、かつタイヤ幅方向に沿った断面図の一部である。なお、タイヤは、赤道面Oを挟んだ対称の構造を有するので、
図1では赤道面Oを中心とする片面のみ示す。また、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。
【0010】
したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【0011】
(1)タイヤの全体構成
タイヤ1は、一対のビード部2と、サイドウォール部4と、トレッド部5と、を有する。
【0012】
一対のビード部2は、ビードコア21と、ビードフィラー22と、をそれぞれ有する。ビード部2は、タイヤ径方向Rの内側においてリムに接するように構成されている。ビードフィラー22の高さ22Rは、タイヤ断面高さSRに対する30%以下である。より好ましくは、ビードフィラー22の高さ22Rは、タイヤ断面高さSRに対する25%以下である。また、ビードフィラー22の高さ22Rは、タイヤ断面高さSRに対する5%以上であることが好ましい。
【0013】
なお、タイヤ断面高さSRは、正規内圧充填、無負荷でのタイヤの径方向の長さであり、換言すると、正規内圧充填、無負荷でのタイヤ最大高さである。また、タイヤ最大高さとは、ビード部の底面からタイヤ赤道面位置におけるトレッド表面までのタイヤ径方向距離である。ここでのビード底面は、ビード底面のうちタイヤ幅方向外側部に位置するビードヒール部における底面とする。また、ビードフィラーの高さ22Rは、ビードフィラーの径方向の長さである。
【0014】
ここで、本発明における正規内圧とは、JATMAで規定する「最高空気圧」、TRAで規定する「TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES」に記載の最大値、あるいはETRTOで規定する「INFLATION PRESSURES」である。
【0015】
カーカス層3は、一対のビードコア21間にトロイド状に延びる。カーカス層3は、ビードコア21間に配置され、トレッド部からビードコアに至る本体プライ部分31と、ビード部2において、ビードコア21の周りでタイヤ径方向外側に向けて折り返された折返しプライ部分32とから形成されている。
【0016】
トレッド部5は、路面と接する接地面を有する。トレッド部5のタイヤ径方向内側には、トレッド部5を補強するベルト層6が設けられている。ベルト層6は、タイヤ周方向に対して傾斜するスチール繊維を備えた傾斜ベルト層と、タイヤ周方向にのびる有機繊維を備えた周方向ベルト層とから構成されている。
【0017】
ベルト層6の一部は、折返しプライの一部に重なっている。より詳細には、
図1に示すように、折返しプライ部分32の端部32WEは、ベルト層6のうち、前述した傾斜ベルト層のタイヤ径方向内側までのびるとともに、傾斜ベルト層のトレッド幅方向における端部6WEよりもトレッド幅方向内側に配置される。
【0018】
ただし折返しプライ部分32の端部は、この形態に限定されることなく、少なくともタイヤ最大幅高さをタイヤ径方向外側に超えて延びていれば、十分なサイド剛性を得ることができる。好ましくは上述のようにベルト層の端部まで延在するのがよい。
【0019】
サイドウォール部4は、ビード部2の径方向外側に連なる。サイドウォール部4は、ビード部2とトレッド部5の間にのびている。サイドウォール部4には、補強層の一つである補強ゴム層7が設けられている。補強ゴム層7は、カーカス層3よりもトレッド幅方向外側に配置されている。
【0020】
補強ゴム層7は、カーカス層3のトレッド幅方向外側或いは内側に隣接して配置されている。補強ゴム層7を設けることにより、サイドウォール部4及びカーカス層3の剛性を高めることができる。なお、補強ゴム層
7に代えて補強コード層とした場合は、カーカス層3に隣接していればよいが、好ましくはカーカス層3とビードフィラー22の間に位置されることが望ましい。
【0021】
補強ゴム層7は、タイヤ径方向においてビードフィラー22に重なっている。より詳細には、補強ゴム層7のタイヤ径方向の内側端部7IEは、ビードフィラー22のタイヤ径方向の外側端部22OEよりもタイヤ径方向内側に位置する。補強ゴム層7のタイヤ径方向Rの内側端部7IEとビードフィラー22のタイヤ径方向Rの外側端部22OEのタイヤ径方向における長さD1は、10mm以下であることが好ましい。また、補強ゴム層7のタイヤ径方向の外側端部7OEは、タイヤのトレッド幅方向の長さが最も長くなるタイヤ最大幅位置SWMよりもタイヤ径方向外側に位置する。さらに、補強ゴム層7のタイヤ径方向の長さは、タイヤ断面高さの40%未満である。
【0022】
本実施形態では、補強ゴム層7に変えて、補強コード層を用いてもよい。ここで、補強コード層とは、ポリエチレンテレフタラート (PET) やポリエチレンナフタレート(PEN)、又はナイロンといった有機繊維で構成されたコード層をゴム被覆してなるものである。このような補強コード層を用いる場合には、このような補強コード層は、タイヤ径方向に対して傾斜していることで剛性を高めることができ、最大幅位置までのびていなくても十分剛性は確保可能である。なお、転がり抵抗の観点からは、補強ゴム層
7を用いることが好ましい。
【0023】
タイヤ最大幅位置SWMは、タイヤのトレッド幅方向の外側端部である。なお、タイヤのトレッド幅方向の長さが最も長くなるタイヤ最大幅位置SWMは、正規内圧充填、無負荷での最大幅であり、リムガード、凸文字を含まない仮想外輪郭での最大幅位置である。
【0024】
また、補強ゴム層7のゴム硬さは、サイドウォール部4のゴム硬さよりも硬いものとする。好ましくは、補強ゴム層7のゴム硬さは、ビードフィラー
22のゴム硬さと略同等であることが望ましい。
【0025】
タイヤのトレッド幅方向に沿い、かつタイヤ周方向に直交する断面(
図1に示す断面)において、タイヤ最大幅位置SWMを通りかつトレッド幅方向に延びる延長線FL1上におけるカーカス層3の曲率半径は、30mm以上である。当該曲率半径は、
図1に示す断面におけるカーカス層
3の曲率半径である。なお、当該曲率半径は、正規内圧充填、無負荷での曲率半径である。
【0026】
またこの曲率半径は、タイヤ最大幅位置SWMを挟んでタイヤ径方向内側、及び外側に向かってそれぞれタイヤ断面高さの5%程度の範囲で上記数値範囲を有していることが好ましい。
【0027】
補強ゴム層7は、ビードフィラー22よりもその厚みが薄く構成されている。より詳細には、
図1に示す断面において、補強ゴム層7の最大厚さ7Tは、ビードフィラー22の最大厚さ22Tよりも薄い。好ましくはサイドウォールゴム厚さよりも薄いことで、転がり抵抗を抑えつつ補強することができる。
【0028】
トレッド部のトレッド幅方向長さであるトレッド幅TWは、タイヤ最大幅SWに対する81%以上である。更に、トレッド幅TWは、タイヤ最大幅SWに対する95%以下であることが好ましい。トレッド幅TWとは、トレッド端部間のトレッド幅方向における距離である。トレッド端部は、トレッド部とサイドウォール部との間のタイヤ外周面の角部において、当該角部のトレッド部側のタイヤ外周面の接線と当該角部のサイドウォール部側のタイヤ外周面の接線とが交差する点である。ここで角部は、トレッド〜サイド間の中で最小の曲率半径で円弧状に形成されていることが一般的である。なお、トレッド幅は、正規内圧充填、無負荷でのトレッドの幅方向長さである。また、タイヤ最大幅SWは、正規内圧充填、無負荷でのタイヤの最大幅であり、リムガード、凸文字を含まない、サイド外輪郭線での最大幅である。
【0029】
また、トレッド部5(トレッド接地面)には、トレッドパターンとして、複数の周方向溝を備えるとともに、少なくとも車両装着方向内側の最外側のショルダー周方向溝の外側に位置する内側ショルダー陸部にラグ溝を備え、該ラグ溝は周方向溝(主溝)に開口せず、接地端上を超えて延びるようなものが好ましい。さらに、ショルダー周方向溝間の中央領域の陸部には陸部を横断するラグ溝は形成されてないことが好ましい。陸部内で一端が終端するラグ溝については陸部の剛性を維持しつつ排水性も確保できるため、形成してもよいものとする。
【0030】
本発明はトレッド幅がタイヤ最大幅の81%以上と広く、タイヤショルダー陸部に一層負担が多くなる傾向にあるが、上述のように特にネガティブキャンバー等で負荷がかかる内側ショルダー陸部に、周方向溝に開口しないラグ溝を配置することで十分な剛性を確保しつつも排水性を確保できるため、好ましい。ただし車両装着外側の外側ショルダー陸部については、周方向主溝に開口するラグ溝を備えていても良いが、その場合は主溝開口位置に底上げ部を備えるものとすることで剛性を確保可能。
【0031】
補強ゴム層7を設け、折返しプライ部分32のトレッド幅方向の端部32WEをベルト層6に重ねて配置することで、サイドウォール部4及びカーカス層3の剛性を高め、操縦安定性を向上させることができる。また、ビードフィラー22の高さ22Rは、タイヤ断面高さSRに対する30%以下であり、ビードフィラー22は、タイヤ全体に対する容積が小さい。ビードフィラー
22の重量を低減でき、軽量化を図ることができる。更に、ビードフィラー22よりも最大厚みの薄い補強ゴム層7を設けることにより、ビードフィラー22の容積を小さくしても、その剛性を維持することが可能となる。よって、軽量化を図りつつ、剛性を維持することができる。
【0032】
また、高速旋回時等で横力が掛かる場合には、特にサイドウォール部に歪による変形がかかる。このとき、タイヤ最大幅位置SWMを通りかつトレッド幅方向に延びる延長線FL1上におけるカーカス層3の曲率半径が30mm以上であると、当該変形をサイドウォール部4全体で受けることができる。一方、タイヤ最大幅位置SWMを通りかつトレッド幅方向に延びる延長線上におけるカーカス層3の曲率半径が30mm未満であると、カーカス層3を構成するコードの張力の高めることができず、サイドウォール部4において局所的な変形が発生するおそれがある。サイドウォール部4が局所的に変形すると、当該変形部分に歪みが集中し、転がり抵抗の悪化や操縦安定性の低下を招く懸念がある。しかし、タイヤ最大幅位置
SWMを通りかつトレッド幅方向に延びる延長線上におけるカーカス層
3の曲率半径が30mm以上であるため、サイドウォール部の局所的な変形を抑制し、転がり抵抗の悪化や操縦安定性の低下を抑制できる。
【0033】
補強ゴム層
7のタイヤ径方向の内側端部は、ビードフィラー
22のタイヤ径方向の外側端部よりもタイヤ径方向内側に位置するため、補強ゴム層
7とビードフィラー
22が連なることによって剛性段差が生じ難くなり、局所的な変形を抑制し、操安性能の低下を抑制できる。また、補強ゴム層7のタイヤ径方向の長さは、タイヤ断面高さの40%未満としているので、操作性の寄与を維持させつつ、質量が増加することを防止して、低燃費性(RR)を向上させることができる。
【0034】
また、タイヤ断面高さに対してビードフィラー22の高さ22Rが占める割合が高過ぎる(例えば、ビードフィラーの高さは、タイヤ断面高さに対する30%よりも高い)と、ビードフィラーのタイヤ径方向端部近傍において歪が集中するおそれがある。しかし、ビードフィラーの高さは、タイヤ断面高さに対する30%以下であるため、ビードフィラーのタイヤ径方向端部近傍において歪が集中することを抑制できる。更に、サイドウォール部4には、補強ゴム層7が配置されているため、当該補強ゴム層7によっても歪を抑制できる、よって、サイドウォール部4全体で歪を緩和することができる。
【0035】
タイヤ最大幅SWに対するトレッド幅TWの比率が低すぎる(例えば、トレッド幅は、タイヤ最大幅に対する81%未満)と、トレッド部5の摩耗性能が悪化するおそれがある。しかし、トレッド幅TWは、タイヤ最大幅SWに対する81%以上であることから、摩耗性能を確保することができる。
【0036】
特に、トレッド幅TWが広くなると、タイヤの中央と端部側とでは、より径差が大きくなる傾向にあることから、トレッド幅TW方向の外側端に近い領域では、すべりによるショルダー摩耗が生じやすい。そこで、ショルダー陸部にラグ溝を配置することでタイヤ剛性を低下させて接地長をかせぐとともに、ラグ溝を周方向溝には開口しない構成とすることで、タイヤの端部付近での径差が極端に小さくなることを抑制し、偏摩耗を防ぐことができる。さらに、ショルダー周方向溝間の中央領域の陸部にラグ溝を形成させない構成としたので、よりタイヤの端部付近での径差が極端に小さくなることを抑制し、偏摩耗を防ぐことができる。なお、溝の幅が1mm以下のサイプは、上記の影響が小さいため、中央領域の陸部に用いることができる。
【0037】
以上のように本実施の形態のタイヤによれば、タイヤ全体の軽量化を図りつつ、サイドウォール部の歪みを抑制することができ、転がり抵抗の悪化を抑制しつつ、操縦安定性を高めることができる。
【0038】
また、サイドウォール部4の剛性を確保し、操縦安定性を確保する観点から、ビードフィラー22の高さは、タイヤ断面高さに対する5%以上であることが好ましい。
【0039】
トレッド幅TWは、タイヤ最大幅SWに対する95%以下であることが望ましい。例えば、トレッド幅TWは、タイヤ最大幅に対する95%より長い場合には、トレッド部とサイドウォール部との境界であるショルダー部に歪が集中しトレッド部での発熱が大きくなることで、転がり抵抗が低下するおそれがある。しかし、トレッド幅は、タイヤ最大幅に対する95%以下であることにより、当該歪みの集中を抑制し、転がり抵抗の低下を抑制できる。
【0040】
カーカス層3は、1層であることが好ましい。カーカス層3が複数層である場合に比べて、軽量化を図ることができる。また、カーカス層3を構成するコードとトレッド幅方向との傾斜角度は、20度以下であることが好ましい。カーカス層3を構成するコードとトレッド幅方向との傾斜角度が0度より大きく(傾斜しており)20度以下であることにより、カーカス層
3の剛性を確保することができる。一方、カーカス層
3を構成するコードとトレッド幅方向との傾斜角度が大きすぎる(20度よりも大きい)と、カーカス層
3の剛性が高くなりすぎる。よって、当該構成によれば、カーカス層
3の軽量化を図ることで転がり抵抗を抑えつつ、カーカス層
3の剛性を確保することで操縦安定性を向上させることができる。
【0041】
補強ゴム層7のタイヤ径方向の内側端部7IEとビードフィラー22のタイヤ径方向の外側端部22OEのタイヤ径方向における長さD1は、10mm以下であることが好ましい。補強ゴム層
7のタイヤ径方向の内側端部とビードフィラー
22のタイヤ径方向の外側端部を重ねることにより、サイドウォール部及びカーカス層
3の剛性を高め、操縦安定性を向上させることができる。補強ゴム層
7のタイヤ径方向の内側端部とビードフィラー
22のタイヤ径方向の外側端部のタイヤ径方向における長さが1〜10mmである場合に当該効果を得ることができる。また、補強ゴム層
7のタイヤ径方向の内側端部とビードフィラー
22のタイヤ径方向の外側端部のタイヤ径方向における長さが10mmよりも長い場合であっても、操縦安定性の効果は、大きく変化しない。また、補強ゴム層
7のタイヤ径方向の内側端部とビードフィラー
22のタイヤ径方向の外側端部のタイヤ径方向における長さが長すぎると、タイヤの重量が重くなる。よって、補強ゴム層
7のタイヤ径方向の内側端部とビードフィラー
22のタイヤ径方向の外側端部のタイヤ径方向における長さは、10mm以下であることが好ましい。
【0042】
タイヤのトレッド幅方向に沿い、かつタイヤ周方向に直交する断面において、タイヤ最大幅位置
SWMを通りかつトレッド幅方向に延びる延長線上におけるカーカス層
3の曲率半径は、60mm以下であることが望ましい。当該カーカス層
3の曲率半径が60mmを超えると、タイヤ最大幅位置
SWMよりもタイヤ径方向外側への歪みや、タイヤ最大幅位置
SWMよりもタイヤ径方向内側への歪みが大きくなることがある。しかし、当該カーカス層
3の曲率半径が60mm以下であることにより、全体的にバランスよく歪を受けることができ、局所的な歪みを抑制できる。なお、タイヤのトレッド幅方向に沿い、かつタイヤ周方向に直交する断面において、タイヤ最大幅位置
SWMを通りかつトレッド幅方向に延びる延長線上におけるカーカス層
3の曲率半径は、40mm以下であることがより好ましい。
【0043】
ビードフィラー22の高さ22Rは、タイヤ断面高さSRに対する25%以下であることが望ましい。タイヤ断面高さに対するビードフィラー
22の高さの比率が高すぎると、軽量化を図ることができず、操縦安定性と転がり抵抗の双方を向上させにくい。しかし、ビードフィラー
22の高さが、タイヤ断面高さに対する25%以下であることにより、タイヤの軽量化を図ることができ、操縦安定性と転がり抵抗の双方をより向上できる。
【0044】
次いで、本発明の効果を検証するため、実施例と比較例とを比較評価した。実施例1〜実施例14及び比較例1〜4に係るタイヤを用いて、操縦安定性能及び転がり抵抗性能を評価した。
【0045】
実施例1〜実施例14及び比較例1〜4に係るタイヤのサイズは、225/45R17であり、リム幅は8Jであり、タイヤ内圧が240kPaである。車両(BMW325i)に装着して評価した。また、実施例1〜実施例14及び比較例1〜4に係るタイヤは、いずれもカーカス層の折返しプライ部分の端部がベルト層のトレッド幅方向の外側端部よりもトレッド幅方向内側まで延びている。その他の条件については、表1に示す。比較例1のタイヤの操縦安定性能及び転がり抵抗性能を100として、当該タイヤを基準として比較評価した。なお、操縦安定性に関しては、上記車両に装着して試験走行した際の、テストドライバーによるフィーリングで評価した。また、転がり抵抗性に関しては、各タイヤを上記リムに組み付けて転がり抵抗試験ドラムに装着し、正規荷重、所定の試験速度(80km/h)で転がり抵抗の値を測定することで、転がり抵抗性を評価した。
【0047】
当該評価結果から、操縦安定性能と転がり抵抗性能を転がり抵抗の悪化を抑制しつつ、操縦安定性を高めるためには、以下の構成を具備することが望ましいことがわかった。
・ビードフィラーの高さ22Rは、タイヤ断面高さSRに対する30%以下である。
・トレッド幅は、タイヤ最大幅の81%以上97%以下である。
・タイヤ最大幅位置を通りかつトレッド幅方向に延びる延長線上におけるカーカス層の曲率半径は、30mm以上70mm以下である。
・補強ゴム層を備える。
【0048】
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。
【0049】
この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【0050】
なお、日本国特許出願2013−148412号(2013年07月17日出願)の全内容が、参照により、本願明細書に組み込まれている。