(57)【要約】【課題】  前後輪におけるタイヤの縦ばね定数を異ならせることにより、制動性能及び操縦安定性能を高いレベルで両立させるようにした空気入りタイヤユニットを提供する。【解決手段】  空気入りタイヤの縦ばね定数を後輪タイヤと前輪タイヤとで異ならせ、後輪タイヤの縦ばね定数Ｓｒと前輪タイヤの縦ばね定数Ｓｆとの比Ｓｒ／Ｓｆを１．０５〜１．２０にした。【選択図】  図１
2011246081.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右一対のビ−ド部と該ビ−ド部に連なる左右のサイドウォール部と該サイドウォール部を連結するトレッド部とからなり、前記ビ−ド部に埋設されたビードコアの周囲に、該ビードコアの外周に配置されたビードフィラーを包み込んでタイヤ内側から外側に向けてカーカス層を折り返した空気入りタイヤを後輪駆動車又は四輪駆動車の前後輪に装着した空気入りタイヤユニットにおいて、
前記空気入りタイヤの縦ばね定数を後輪タイヤと前輪タイヤとで異ならせ、後輪タイヤの縦ばね定数Ｓｒと前輪タイヤの縦ばね定数Ｓｆとの比Ｓｒ／Ｓｆを１．０５〜１．２０にしたことを特徴とする空気入りタイヤユニット。
【請求項２】
前記ビードフィラーの高さを後輪タイヤと前輪タイヤとで異ならせ、後輪タイヤのビードフィラーの高さＦＨｒと前輪タイヤのビードフィラーの高さＦＨｆとの比ＦＨｒ／ＦＨｆを１．０８〜１．７０にした請求項１に記載の空気入りタイヤユニット。
【請求項３】
前記ビードフィラーを構成するゴムの硬さを後輪タイヤと前輪タイヤとで異ならせ、後輪タイヤのビードフィラーのゴム硬さＦＳｒと前輪タイヤのビードフィラーのゴム硬さＦＳｆとの比ＦＳｒ／ＦＳｆを１．０５〜１．３５にした請求項１に記載の空気入りタイヤユニット。
【請求項４】
前記サイドウォール部を構成するサイドゴムの硬さを後輪タイヤと前輪タイヤとで異ならせ、後輪タイヤのサイドゴムの硬さＳＳｒと前輪タイヤのサイドゴムの硬さＳＳｆとの比ＳＳｒ／ＳＳｆを１．０５〜１．３５にした請求項１に記載の空気入りタイヤユニット。
【請求項５】
前記カーカス層の枚数を後輪タイヤにおいて２枚とし、前輪タイヤにおいて１枚とした請求項１に記載の空気入りタイヤユニット。
【請求項６】
後輪タイヤと前輪タイヤとのサイズが同じである請求項１〜５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空気入りタイヤユニットに関し、さらに詳しくは、制動性能及び操縦安定性能を高いレベルで両立させるようにした空気入りタイヤユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、車両の高性能化を受けて、空気入りラジアルタイヤには、旋回性能やトラクション性能を含めた高いレベルでの操縦安定性が強く望まれてきた。従来、この要請に応えるために、前輪に装着するタイヤ幅を狭幅にして、後輪に装着するタイヤ幅を広幅にすることにより、前輪タイヤにおける優れたハンドル応答性を確保しながら、後輪タイヤにおける優れた路面グリップ力を確保して、操縦安定性の向上を図る試みがなされてきた。
【０００３】
ところが、このような対策だけでは、前後輪に加わる負荷荷重の違いや操舵時の舵角の有無、ネガティブキャンバー角の付与など使用条件の違いにより、良好な制動性能を確保することが難しいという問題があった。特に、後輪駆動車又は四輪駆動車にあっては、制動時に前輪タイヤへの荷重移動が大きくなるため、制動時に前輪タイヤのトレッド踏面にバックルが生じ易くなり、これにより制動性能が低下するという問題があった。
【０００４】
この対策として、従来、前輪タイヤにおける補助ベルト層の周方向剛性を後輪タイヤにおける補助ベルト層の周方向剛性よりも大きくしたり（特許文献１参照）、前輪タイヤにおけるトレッドパターン剛性を後輪タイヤにおけるトレッドパターン剛性よりも大きくする（特許文献２参照）ようにした提案がある。
【０００５】
特許文献１では、補助ベルト層の中央域における周方向剛性を、前輪タイヤでは、後輪タイヤに比して大きくすることにより、ハンドル応答性を高めると共に、後輪タイヤでは、前輪タイヤに比して低減させることにより、タイヤの接地性を向上させて、グリップ力を確保するようにしている。また、特許文献２では、パターン剛性の大きいタイヤを大きな制動力を必要とする前輪に装着して、良好な制動性能を確保すると共に、これに伴い低下する排水性能を補うために、エッジ成分や溝部面積を増加させたパターン剛性の小さいタイヤを後輪に装着することによって、湿潤路面での操縦安定性を確保するようにしている。
【０００６】
しかしながら、いずれの提案にあっても、制動性能を向上させるには限界があり、さらには、高負荷荷重下における操縦安定性能、特に旋回走行時における操縦安定性能が確保できないという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平５−４５０５号公報
【特許文献２】特開２００２−２４８９０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の目的は、上述する従来の問題点を解消するもので、制動性能及び操縦安定性能を高いレベルで両立させるようにした空気入りタイヤユニットを提供することにある
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤユニットは、左右一対のビ−ド部と該ビ−ド部に連なる左右のサイドウォール部と該サイドウォール部を連結するトレッド部とからなり、前記ビ−ド部に埋設されたビードコアの周囲に、該ビードコアの外周に配置されたビードフィラーを包み込んでタイヤ内側から外側に向けてカーカス層を折り返した空気入りタイヤを後輪駆動車又は四輪駆動車の前後輪に装着した空気入りタイヤユニットにおいて、前記空気入りタイヤの縦ばね定数を後輪タイヤと前輪タイヤとで異ならせ、後輪タイヤの縦ばね定数Ｓｒと前輪タイヤの縦ばね定数Ｓｆとの比Ｓｒ／Ｓｆを１．０５〜１．２０にしたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の空気入りタイヤユニットによれば、後輪タイヤと前輪タイヤとで縦ばね定数を異ならせ、後輪タイヤの縦ばね定数Ｓｒと前輪タイヤの縦ばね定数Ｓｆとの比Ｓｒ／Ｓｆを１．０５〜１．２０にしたので、制動時には前輪タイヤの低い剛性により撓みが増大されるため、トレッド踏面のバックルが抑えられて、制動性能を向上させることができると共に、高速走行時には後輪タイヤの高い剛性により路面に対する駆動力が高められて、操縦安定性を向上させることができる。
【００１１】
本発明において、後輪タイヤ及び前輪タイヤの縦ばね定数を調整するに当たり、以下（１）〜（４）に記載するように構成することができる。これにより、制動性能及び操縦安定性能を確実に高いレベルで両立させることができる。
【００１２】
（１）ビードフィラーの高さを後輪タイヤと前輪タイヤとで異ならせ、後輪タイヤのビードフィラーの高さＦＨｒと前輪タイヤのビードフィラーの高さＦＨｆとの比ＦＨｒ／ＦＨｆを１．０８〜１．７０にする。
（２）ビードフィラーを構成するゴムの硬さを後輪タイヤと前輪タイヤとで異ならせ、後輪タイヤのビードフィラーのゴム硬さＦＳｒと前輪タイヤのビードフィラーのゴム硬さＦＳｆとの比ＦＳｒ／ＦＳｆを１．０５〜１．３５にする。
（３）サイドウォール部を構成するサイドゴムの硬さを後輪タイヤと前輪タイヤとで異ならせ、後輪タイヤのサイドゴムの硬さＳＳｒと前輪タイヤのサイドゴムの硬さＳＳｆとの比ＳＳｒ／ＳＳｆを１．０５〜１．３５にする。
（４）カーカス層の枚数を後輪タイヤにおいて２枚にし、前輪タイヤにおいて１枚にする。
【００１３】
なお、本発明の空気入りタイヤユニットでは、上述する（１）〜（４）の構成を、それぞれ任意に組み合わせて構成することができる。これにより、制動性能及び操縦安定性能を一層高いレベルで両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の実施形態によるタイヤユニットにおける空気入りタイヤの一例を示す断面図である。
【図２】本発明のタイヤユニットにおける前後輪タイヤのばね定数を説明するための負荷荷重−縦撓み曲線を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１６】
図１は本発明の実施形態によるタイヤユニットにおける空気入りタイヤの一例を示す断面図である。図１において、空気入りタイヤ１は左右一対のビード部２、２と、これらビード部２、２に連なる左右のサイドウォール部３、３と、これらサイドウォール部３、３を連結するトレッド部４とからなり、ビード部２、２に埋設されたビードコア６、６の周囲に、ビードコア６、６の外周に配置されたビードフィラー７、７を包み込んでタイヤ内側から外側に向けてカーカス層５を折り返している。なお、図中８はベルト層を、９はベルトカバー層をそれぞれ示している。
【００１７】
そして、本発明のタイヤユニットでは、空気入りタイヤ１の縦ばね定数を後輪タイヤと前輪タイヤとで異ならせ、後輪タイヤの縦ばね定数Ｓｒと前輪タイヤの縦ばね定数Ｓｆとの比Ｓｒ／Ｓｆを１．０５〜１．２０、好ましくは１．１０〜１．１５にしている。
【００１８】
これにより、制動時には前輪タイヤの低い剛性により撓みが増大されるため、トレッド踏面のバックルが抑えられて、制動性能を向上させることができると共に、高速走行時には後輪タイヤの高い剛性により路面に対する駆動力が高められて、操縦安定性を向上させることができる。
【００１９】
ここで、後輪タイヤと前輪タイヤとの縦ばね定数の比Ｓｒ／Ｓｆが１．０５未満になると良好な制動性能を確保することが難しくなり、１．７０超になると後輪タイヤと前輪タイヤとの剛性差が大きくなり過ぎて、操縦安定性が低下することになる。
【００２０】
本発明において、空気入りタイヤ１の縦ばね定数Ｓｒ、Ｓｆとは、以下のように定義される。すなわち、空気入りタイヤ１に規定の空気圧（２３０ｋＰａ）を充填し、この空気入りタイヤ１に荷重を負荷させて、図２に示すような負荷荷重−縦撓み曲線を得る。そして、この空気圧に対応する負荷能力の８０％に相当する荷重Ｙに対して±０．５ｋＮの荷重が負荷されたときの縦撓みＤｂ、Ｄａ（ｍｍ）を読み取り、荷重Ｙ±０．５ｋＮ間における縦撓み（Ｄａ−Ｄｂ）ｍｍの勾配から、以下に示す縦ばね定数を求める。なお、図中Ｘは荷重Ｙにおける縦撓み量を示している。
【００２１】
縦ばね定数＝１ｋＮ／（Ｄａ−Ｄｂ）ｍｍ
【００２２】
本発明において、後輪タイヤの縦ばね定数Ｓｒと前輪タイヤの縦ばね定数Ｓｆとの比Ｓｒ／Ｓｆを上述する範囲内に設定する方法は、特に限定されるものではないが、ビードフィラー７、７の高さＦＨを後輪タイヤと前輪タイヤとで異ならせ、後輪タイヤのビードフィラーの高さＦＨｒと前輪タイヤのビードフィラーの高さＦＨｆとの比ＦＨｒ／ＦＨｆが１．０８〜１．７０、好ましくは１．３０〜１．５０となるように調整するとよい。これにより、制動性能及び操縦安定性能を確実に高いレベルで両立させることができる。
【００２３】
ここで、後輪タイヤと前輪タイヤとのビードフィラーの高さの比ＦＨｒ／ＦＨｆが１．０８未満になると良好な制動性能を確保することが難しくなり、１．７０超になると後輪タイヤと前輪タイヤとの剛性差が大きくなり過ぎて、操縦安定性が低下することになる。
【００２４】
また、上記の構成に代えて、ビードフィラー７、７を構成するゴムの硬さを後輪タイヤと前輪タイヤとで異ならせ、後輪タイヤのビードフィラー７、７のゴム硬さＦＳｒと前輪タイヤのビードフィラー７、７のゴム硬さＦＳｆとの比ＦＳｒ／ＦＳｆが１．０５〜１．３５、好ましくは１．１５〜１．２５となるように調整するとよい。これにより、制動性能及び操縦安定性能を確実に高いレベルで両立させることができる。
【００２５】
ここで、後輪タイヤと前輪タイヤとのビードフィラーのゴム硬さの比ＦＳｒ／ＦＳｆが１．０５未満になると良好な制動性能を確保することが難しくなり、１．３５超になると後輪タイヤと前輪タイヤとの剛性差が大きくなり過ぎて、操縦安定性が低下することになる。
【００２６】
さらに、上記の構成に代えて、サイドウォール部３、３を構成するサイドゴムの硬さを後輪タイヤと前輪タイヤとで異ならせ、後輪タイヤのサイドゴムの硬さＳＳｒと前輪タイヤのサイドゴムの硬さＳＳｆとの比ＳＳｆ／ＳＳｒが１．０５〜１．３５、好ましくは１．１５〜１．２５となるように調整するとよい。これにより、制動性能及び操縦安定性能を確実に高いレベルで両立させることができる。
【００２７】
ここで、後輪タイヤと前輪タイヤとのサイドゴムの硬さの比ＳＳｆ／ＳＳｒが１．０５未満になると良好な制動性能を確保することが難しくなり、１．３５超になると後輪タイヤと前輪タイヤとの剛性差が大きくなり過ぎて、操縦安定性が低下することになる。
【００２８】
また、上記の構成に代えて、カーカス層５の枚数を後輪タイヤにおいて２枚とし、前輪タイヤにおいて１枚とすることができる。これにより、制動性能及び操縦安定性能を確実に高いレベルで両立させることができる。ここで、後輪タイヤにおけるカーカス層の枚数を３枚以上にすると、後輪タイヤと前輪タイヤとの剛性差が大きくなり過ぎて、操縦安定性が低下することになる。
【００２９】
さらに、本発明の空気入りタイヤユニットでは、上述する構成、すなわちビードフィラー７、７の高さやゴムの硬さ、サイドゴムの硬さ、又はカーカス層５の枚数に関する構成を任意に組み合わせて構成することができる。これにより、制動性能及び操縦安定性能を一層高いレベルで両立させることができる。
【００３０】
なお、上述する説明では、後輪タイヤと前輪タイヤとが同一のサイズからなる空気入りタイヤ１である場合を前提にして説明してきたが、本発明の空気入りタイヤユニットでは、操縦安定性をさらに向上させる観点から、後輪タイヤと前輪タイヤとのタイヤ幅を異ならせて、後輪タイヤのタイヤ幅を前輪タイヤに比して広幅に形成することができる。
【００３１】
上述するように、本発明のタイヤユニットは、後輪タイヤと前輪タイヤとで縦ばね定数を異ならせ、後輪タイヤの縦ばね定数Ｓｒと前輪タイヤの縦ばね定数Ｓｆとの比Ｓｒ／Ｓｆを１．０５〜１．２０にしたことにより、制動性能及び操縦安定性を高いレベルで両立させるようにしたもので、特にネガティブキャンバー角の付与された車両におけるタイヤユニットとして好ましく適用することができる。
【実施例】
【００３２】
＜従来例１、比較例１〜３、実施例１〜３＞
タイヤサイズを２０５／６０Ｒ１６、タイヤ構造を図１として、縦ばね定数の異なる複数種類のタイヤを製作し、これらタイヤに空気圧２３０ｋＰａを充填したうえで、後輪タイヤの縦ばね定数と前輪タイヤの縦ばね定数との比Ｓｒ／Ｓｆが表１となるように組み合わせて、車両（国産ＦＲ車、ネガティブキャンバー角：前輪０°１５' 、後輪１°１０' ）の前後車輪に装着して、従来例１、比較例１〜３、実施例１〜３の空気入りタイヤユニットとした。
【００３３】
これら７種類のタイヤユニットについて、以下に記載する試験方法により制動性及び操縦安定性を評価し、この結果を表１に併記した。
【００３４】
〔制動性の評価〕
乾燥したアスファルト路面からなるテストコースにおいて、初速度４０ｋｍ／ｈからの制動試験を行い、制動停止距離の逆数を以って制動性能の評価とした。その結果を従来例１を１００とする指数により表１に示した。数値が大きいほど優れていることを示している。
【００３５】
〔操縦安定性の評価〕
乾燥したアスファルト路面からなるテストコースにおいて、平均速度８０ｋｍ／ｈにて走行させ、この走行を通じて旋回走行性能を主とした操縦安定性の評価を、熟練された３名のテストドライバーによる官能評価にて行った。この評価結果を従来例１を３とする５点法により集計し、その平均値を表１に併記した。数値が大きいほど操縦安定性が優れていることを示している。
【００３６】
【表１】
2011246081.tif 000003
【００３７】
表１の結果より、本発明による実施例１〜３は、従来例１及び比較例１に比して、制動性及び操縦安定性がバランスよく向上していることがわかる。なお、比較例２は操縦安定性が従来例１と同等のレベルであり、比較例３は従来例１に比して操縦安定性が悪化していたため、それぞれ本発明タイヤから除外した。
【００３８】
＜従来例２、比較例４、５、実施例４〜６＞
タイヤサイズを２０５／６０Ｒ１６、タイヤ構造を図１として、ビードフィラーの高さを除く全ての構成を共通にして、ビードフィラーの高さ（ｍｍ）の異なる複数種類のタイヤを製作し、これらタイヤに空気圧２３０ｋＰａを充填したうえで、後輪タイヤのビードフィラーの高さと前輪タイヤのビードフィラーの高さとの比ＦＨｒ／ＦＨｆが表２となるように組み合わせて、車両（国産ＦＲ車、ネガティブキャンバー角：前輪０°１５' 、後輪１°１０' ）の前後車輪に装着して、従来例２、比較例４、５、実施例４〜６の空気入りタイヤユニットとした。
【００３９】
これら６種類のタイヤユニットについて、上記と同様な試験方法により制動性及び操縦安定性を評価し、この結果を制動性の評価については従来例２を１００とする指数により、操縦安定性の評価については従来例２を３とする数値により、それぞれ表２に併記した。
【００４０】
【表２】
2011246081.tif 000004
【００４１】
表２の結果より、本発明による実施例４〜６は、従来例２に比して、制動性及び操縦安定性がバランスよく向上していることがわかる。なお、比較例４は操縦安定性が従来例２と同等のレベルであり、比較例５は従来例２に比して操縦安定性が悪化していたため、それぞれ本発明タイヤから除外した。
【００４２】
＜従来例３、比較例６、７、実施例７〜９、＞
タイヤサイズを２０５／６０Ｒ１６、タイヤ構造を図１として、ビードフィラーを構成するゴム硬さを除く全ての構成を共通にして、ビードフィラーのゴム硬さ（ＪＩＳ−Ａ）の異なる複数種類のタイヤを製作し、これらタイヤに空気圧２３０ｋＰａを充填したうえで、後輪タイヤのビードフィラーのゴム硬さと前輪タイヤのビードフィラーのゴム硬さとの比ＦＳｒ／ＦＳｆが表３となるように組み合わせて、車両（国産ＦＲ車、ネガティブキャンバー角：前輪０°１５' 、後輪１°１０' ）の前後車輪に装着して、従来例３、比較例６、７、実施例７〜９の空気入りタイヤユニットとした。
【００４３】
これら６種類のタイヤユニットについて、上記と同様な試験方法により制動性及び操縦安定性を評価し、この結果を制動性の評価については従来例３を１００とする指数により、操縦安定性の評価については従来例３を３とする数値により、それぞれ表３に併記した。
【００４４】
【表３】
2011246081.tif 000005
【００４５】
表３の結果より、本発明による実施例７〜９は、従来例３に比して、制動性及び操縦安定性がバランスよく向上していることがわかる。なお、比較例６は操縦安定性が従来例３と同等のレベルであり、比較例７は従来例３に比して操縦安定性が悪化していたため、それぞれ本発明タイヤから除外した。
【００４６】
＜従来例４、比較例８、９、実施例１０〜１２＞
タイヤサイズを２０５／６０Ｒ１６、タイヤ構造を図１として、サイドウォール部を構成するサイドゴムのゴム硬さを除く全ての構成を共通にして、サイドウォール部を構成するサイドゴムのゴム硬さ（ＪＩＳ−Ａ）の異なる複数種類のタイヤを製作し、これらタイヤに空気圧２３０ｋＰａを充填したうえで、後輪タイヤのサイドゴムのゴム硬さと前輪タイヤのサイドゴムのゴム硬さとの比ＳＳｒ／ＳＳｆが表４となるように組み合わせて、車両（国産ＦＲ車、ネガティブキャンバー角：前輪０°１５' 、後輪１°１０' ）の前後車輪に装着して、従来例４、比較例８、９、実施例１０〜１２の空気入りタイヤユニットとした。
【００４７】
これら６種類のタイヤユニットについて、上記と同様な試験方法により制動性及び操縦安定性を評価し、この結果を制動性の評価については従来例４を１００とする指数により、操縦安定性の評価については従来例４を３とする数値により、それぞれ表４に併記した。
【００４８】
【表４】
2011246081.tif 000006
【００４９】
表４の結果より、本発明による実施例１０〜１２は、従来例４に比して、制動性及び操縦安定性がバランスよく向上していることがわかる。なお、比較例８は操縦安定性が従来例４と同等のレベルであり、比較例９は従来例４に比して操縦安定性が悪化していたため、それぞれ本発明タイヤから除外した。
【００５０】
＜従来例５、実施例１３＞
タイヤサイズを２０５／６０Ｒ１６、タイヤの基本構造を図１として、カーカス層の枚数を除く全ての構成を共通にして、カーカス層の枚数を１枚又は２枚にした２種類のタイヤを製作し、これらタイヤに空気圧２３０ｋＰａを充填したうえで、車両（国産ＦＲ車、ネガティブキャンバー角：前輪０°１５' 、後輪１°１０' ）の後輪には２枚のカーカス層からなるタイヤを、前輪には１枚のカーカス層からなるタイヤを装着して、従来例５、実施例１３の空気入りタイヤユニットとした。
【００５１】
これら２種類のタイヤユニットについて、上記と同様な試験方法により制動性及び操縦安定性を評価し、この結果を制動性の評価については従来例５を１００とする指数により、操縦安定性の評価については従来例５を３とする数値により、それぞれ表５に併記した。
【００５２】
【表５】
2011246081.tif 000007
【００５３】
表５の結果より、本発明による実施例１３は、従来例５に比して、制動性及び操縦安定性がバランスよく向上していることがわかる。
【符号の説明】
【００５４】
１  空気入りタイヤ
２  ビード部
３  サイドウォール部
４  トレッド部
５  カーカス層
６  ビードコア
７  ビードフィラー
Ｓｒ  後輪タイヤの縦ばね定数
Ｓｆ  前輪タイヤの縦ばね定数
ＦＨｒ  後輪タイヤのビードフィラーの高さ
ＦＨｆ  前輪タイヤのビードフィラーの高さ
ＦＳｒ  後輪タイヤのビードフィラーのゴム硬さ
ＦＳｆ  前輪タイヤのビードフィラーのゴム硬さ
ＳＳｒ  後輪タイヤのサイドゴムのゴム硬さ
ＳＳｆ  前輪タイヤのサイドゴムのゴム硬さ
【図１】
2011246081.tif 000008
【図２】
2011246081.tif 000009