(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスを具える空気入りタイヤであって、
前記サイドウォール部に、前記カーカスの内面に沿いかつタイヤ最大巾点を中心としたタイヤ最大巾領域よりも半径方向外方で延在する外の補強ゴム層又は半径方向内方で延在する内の補強ゴム層を設けるとともに、
前記補強ゴム層は、損失正接（tan δ）が０．１以下かつゴム硬度が５０度以上のゴムからなり、かつ最大厚さＴＭが１．０〜５．０ｍｍの断面三日月状をなすとともに、この補強ゴム層の内面に沿った層巾Ｗ１を７０ｍｍ以下とし、
しかも５％内圧状態において、前記カーカスの輪郭形状は、前記補強ゴム層の最大厚さＴＭをなす頂点である最大厚さ点Ｋにおいて、タイヤ外方に向かってく字状に折れ曲がって突出する屈曲部分を有することを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
前記タイヤ最大巾領域は、タイヤ最大巾点を中心とした半径方向長さＬｙが１０ｍｍの領域であることを特徴とする請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
タイヤ子午断面において、前記サイドウォール部の外面は、
前記外の補強ゴム層の最大厚さ点の近傍に、タイヤ最大巾点とトレッド外縁点とを通る円弧からなるサイドウォール上基準線からタイヤ外方に突出する凸部を具える、
又は前記内の補強ゴム層の最大厚さ点の近傍に、ビード部の外面がリムフランジと離間する離間点とタイヤ最大巾点とを通る円弧からなるサイドウォール下基準線からタイヤ外方に突出する凸部を具えることを特徴とする請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
前記屈曲部分の曲率半径ＲＡは、この屈曲部分と隣接する部分の曲率半径ＲＢの０．１倍以下である請求項１乃至３のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記サイドウォール部のタイヤ内腔面が、前記５％内圧状態においては、前記タイヤ最大巾点Ｐを通るタイヤ軸方向線上に中心を有する円弧状曲線に近似して滑らかに湾曲する請求項１乃至４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、低燃費性を維持しながら、操縦安定性及びロードノイズ性能を改善した空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】
近年、地球環境改善の一環として、タイヤの転がり抵抗を低減した低燃費タイヤの開発が強く要求されている。
【０００３】
この低燃費タイヤは、タイヤ重量の低減およびタイヤの撓みに伴う発熱を抑えるため、タイヤ各部のゴム厚さが非常に薄く設計されるとともに、使用されるゴム材料も耐久性や発熱性の観点から、比較的柔らかいゴム配合のものが使用されている。その結果、ロードノイズ等の振動吸収性に劣るとともに、タイヤの縦剛性や横剛性が低くなるなど操縦安定性を損ねるという問題がある。
【０００４】
なおタイヤでは、荷重負荷時、剛性の低いサイドウォール部のタイヤ最大巾点付近で最も撓みが大きいが、このタイヤ最大巾点付近ではゴム厚さが非常に薄いため、転がり抵抗への寄与は小さく、逆にバットレス側部分やビード側部分では撓みは小さいもののゴム厚さが大であるため、転がり抵抗への寄与は非常に大きいことが知られている。
【０００５】
そこで、本発明者は、剛性の低い前記タイヤ最大巾点付近をそのままにして、前記バットレス側部分又はビード側部分を、比較的高硬度でかつ低発熱性のゴム層で補強することを提案した。これにより、補強された前記バットレス側部分又はビード側部分の撓みが減少し、サイドウォール中央の撓みが増加する。
【０００６】
このとき、前記ゴム層の材質、厚さ、配置位置などを最適に設定することにより、タイヤ全体としての転がり抵抗の増加を最小限に止める、或いは場合によっては若干の転がり抵抗の低減を達成しながら、前記補強効果による剛性アップによって、操縦安定性の向上を同時に実現しうることを見出し得た。
【０００７】
又前記ゴム層を、カーカスの内側に配することにより、このゴム層に沿う部分でのカーカスの内圧分担が軽減され、その結果、カーカスコードの張力が部分的に低くなることによって振動減衰性が改善され、ロードノイズ性能が向上されることも究明し得た。
【０００８】
即ち本発明は、前記ゴム層の材質、厚さ、配置位置などを特定することにより、転がり抵抗への犠牲を最小限に止める、或いは若干の転がり抵抗の低減を達成しながら、操縦安定性とロードノイズ性能とを向上でき、低燃費タイヤとして好適な空気入りタイヤの提供を目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、トレッド部からサイドウォール部をへてビード部のビードコアに至るカーカスを具える空気入りタイヤであって、前記サイドウォール部に、前記カーカスの内面に沿いかつタイヤ最大巾点を中心としたタイヤ最大巾領域よりも半径方向外方で延在する外の補強ゴム層又は半径方向内方で延在する内の補強ゴム層を設けるとともに、前記補強ゴム層は、損失正接（tan δ）が０．１以下かつゴム硬度が５０度以上のゴムからなり、かつ最大厚さＴＭが１．０〜５．０ｍｍの断面三日月状をなすとともに、この補強ゴム層の内面に沿った層巾Ｗ１を７０ｍｍ以下とし、しかも５％内圧状態において、前記カーカスの輪郭形状は、前記補強ゴム層の最大厚さＴＭをなす頂点である最大厚さ点Ｋにおいて、タイヤ外方に向かってく字状に折れ曲がって突出する屈曲部分を有することを特徴としている。
【００１０】
又請求項２の発明では、前記タイヤ最大巾領域は、タイヤ最大巾点を中心とした半径方向長さＬｙが１０ｍｍの領域であることを特徴としている。
【００１１】
又請求項３の発明では、タイヤ子午断面において、前記サイドウォール部の外面は、
前記外の補強ゴム層の最大厚さ点の近傍に、タイヤ最大巾点とトレッド外縁点とを通る円弧からなるサイドウォール上基準線からタイヤ外方に突出する凸部を具える、又は前記内の補強ゴム層の最大厚さ点の近傍に、ビード部の外面がリムフランジと離間する離間点とタイヤ最大巾点とを通る円弧からなるサイドウォール下基準線からタイヤ外方に突出する凸部を具えることを特徴としている。又請求項４の発明では、前記屈曲部分の曲率半径ＲＡは、この屈曲部分と隣接する部分の曲率半径ＲＢの０．１倍以下であることを特徴としている。又請求項４の発明では、前記サイドウォール部のタイヤ内腔面が、前記５％内圧状態においては、前記タイヤ最大巾点Ｐを通るタイヤ軸方向線上に中心を有する円弧状曲線に近似して滑らかに湾曲することを特徴としている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
図１は、本発明のタイヤが、低燃費タイヤであり、正規リムにリム組されつ正規内圧の５％内圧を付加した状態（５％内圧状態）を示す子午断面図である。
【００１３】
なお、前記「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、当該規格がタイヤサイズ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" 、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"を意味する。又前記「正規内圧」とは、前記規格が定める空気圧であり、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" を意味し、乗用車用タイヤの場合には２００ｋＰａとしている。
【００１４】
図において、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へてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、トレッド部２の内方かつ前記カーカス６の外側に配されるベルト層７とを具える。
【００１５】
又前記サイドウォール部３には、前記カーカス６の内面に沿ってタイヤ最大巾領域Ｙよりも半径方向外方で延在する外の補強ゴム層９、又は半径方向内方で延在する内の補強ゴム層１０を設けている。なお「タイヤ最大巾領域Ｙ」とは、タイヤ最大巾点Ｐを中心とした半径方向長さＬｙが１０ｍｍの領域であり、荷重負荷時、最も撓みが大きい部位である。
【００１６】
前記ベルト層７は、スチールコード等の高弾性のベルトコードをタイヤ赤道Ｃに対して例えば１０〜３５度の角度で配列した２枚以上、本例では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから形成される。このベルトプライ７Ａ、７Ｂは、ベルトコードがプライ間相互で交差するように向きを違えて重置され、これによってベルト剛性を高め、トレッド部２の略全巾をタガ効果を有して補強する。
【００１７】
又前記カーカス６は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して例えば７５〜９０度の角度で配列した１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａから形成され、カーカスコードとして、例えばナイロン、ポリエステル、レーヨン、芳香族ポリアミド等の有機繊維コードが好ましく採用される。又カーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間を跨る本体部の両端に、ビードコア５の廻りで折返される折返し部を具えるとともに、この本体部と折返し部との間には、ビード補強用のビードエーペックスゴム８が配される。
【００１８】
該ビードエーペックスゴム８は、ビードコア５から半径方向外方にのびる断面三角形状をなし、ゴム硬度が８０〜９８度の硬質のゴムによって形成することにより、必要なビード剛性を付与する。ビードエーペックスゴム８のビードベースラインＢＬからの半径方向高さＨ１は、ビード耐久性や低燃費性の観点から２５〜４５ｍｍの範囲が好ましい。
【００１９】
又本例では、前記カーカスプライ６Ａのトッピングゴムに低空気透過性ゴム組成物を用い、カーカスプライ６Ａに空気圧保持力を持たせることにより、従来的なインナーライナゴムを排除した所謂インナーライナレスタイヤとして形成した場合を例示している。これによって、タイヤのいっそうの軽量化が図られ、低燃費タイヤとしてさらに好ましいものとなる。
【００２０】
ここで、低空気透過性ゴム組成物として、ブチルゴム、ハロゲン化ブチルゴム、及びイソブチレン・パラメチルスチレン共重合体のハロゲン化物等である低空気透過性ゴムを、ゴム基材中に２５重量％以上含んだものが好適に使用できる。なお市販のイソブチレン・パラメチルスチレン共重合体のハロゲン化物としては、例えばエクソン化学社製のＥＸＸＰＲＯ９０−１０、ＥＸＸＰＲＯ８９−４、ＥＸＸＰＲＯ９３−５などがある。また前記ゴム基材の残部としては、天然ゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、イソプレンゴム、クロロプレンゴム、アクリロニトリルブタジエンゴムなどのジエン系ゴムを、単独或いは組み合わせて使用できる。
【００２１】
なお前記トッピングゴムとしては、タイヤ内腔側のみを低空気透過性ゴム組成物で形成し、外側を例えばジエン系ゴムで形成した所謂二層構造とすることもできる。
【００２２】
そして、本実施形態では、サイドウォール部３に、前記外の補強ゴム層９、又は内の補強ゴム層１０の少なくとも一方を形成し、転がり抵抗を低く維持しながら、操縦安定性とロードノイズ性能とを向上している。なお本例では、外の補強ゴム層９、及び内の補強ゴム層１０の双方が形成される好ましい場合を例示している。
【００２３】
前記外の補強ゴム層９は、前記カーカス６の内面に沿い、前記タイヤ最大巾領域Ｙよりも半径方向外方で延在することにより、サイドウォール部３のバットレス側部分を補強する。
【００２４】
この外の補強ゴム層９は、図２に拡大して示すように、最大厚さＴＭａを有する中央部から両側に向かって厚さを漸減させた断面三日月状をなし、その内面９Ｓに沿った層巾Ｗ１ａを７０ｍｍ以下に、又前記最大厚さＴＭａを１．０〜５．０ｍｍの範囲に規制している。
【００２５】
なお、外の補強ゴム層９では、その半径方向外方端９Ｕを、前記ベルト層７外端のタイヤ軸方向内側で終端せしめ、このベルト層７との間に０〜３０ｍｍのタイヤ軸方向巾Ｗ２の重なり部１１を形成することが、補強効果を高める上で好ましい。このとき、前記内面９Ｓから最も隔たることにより前記最大厚さＴＭをなす頂点Ｋ（最大厚さ点Ｋ）を、前記タイヤ最大巾点Ｐから半径方向に２０ｍｍ以上の距離Ｌ１ａを隔てて設定することが望ましい。なお外の補強ゴム層９の半径方向内方端９Ｌの、前記タイヤ最大巾点Ｐからの半径方向距離Ｌ２ａは、当然ではあるが５ｍｍより大であり、８ｍｍ以上が望ましい。
【００２６】
又外の補強ゴム層９は、損失正接（tan δ）が０．１以下、かつゴム硬度が５０度以上の、比較的硬質かつ低発熱のゴムから形成する。この損失正接（tan δ）は、岩本製作所製の粘弾性スペクトロメータを用いて、温度７０℃、周波数１０Ｈｚ、初期歪１０％、動歪±１％の条件で測定した値であり、又ゴム硬度は、ＪＩＳ−Ｋ６２５３に基づいて測定したデュロメータＡ硬さを意味する。
【００２７】
次に、前記内の補強ゴム層１０は、前記カーカス６の内面に沿って、前記タイヤ最大巾領域Ｙよりも半径方向内方で延在することによってサイドウォール部３のビード側部分を補強する。
【００２８】
この内の補強ゴム層１０は、図３に拡大して示すように、外の補強ゴム層９と同様に、最大厚さＴＭｂを有する中央部から両側に向かって厚さを漸減させた断面三日月状をなし、その内面１０Ｓに沿った層巾Ｗ１ｂを７０ｍｍ以下に、又最大厚さＴＭｂを１．０〜５．０ｍｍの範囲に規制している。
【００２９】
なお、本例では、内の補強ゴム層１０の半径方向内方端１０Ｌが、前記ビードエーペックスゴム８の外端近傍で終端した場合を例示しており、又前記内面１０Ｓから最も隔たる最大厚さ点Ｋの、前記タイヤ最大巾点Ｐからの半径方向距離Ｌ１ｂを２０ｍｍ以上としている。なお半径方向外方端１０Ｕの、前記タイヤ最大巾点Ｐからの半径方向距離Ｌ２ｂは、当然ではあるが５ｍｍより大であり、８ｍｍ以上が望ましい。
【００３０】
この内の補強ゴム層１０も同様に、損失正接（tan δ）が０．１以下、かつゴム硬度が５０度以上の、比較的硬質かつ低発熱のゴムから形成する。なお損失正接（tan δ）及びゴム硬度が前記範囲であるならば、外内の補強ゴム層９、１０は、互いにゴム組成を違えても良い。
【００３１】
そして、本実施形態では、前記内面９Ｓ、１０Ｓを含むサイドウォール部３のタイヤ内腔面ＴＳが、前記５％内圧状態においては、従来的なタイヤと同様に、前記タイヤ最大巾点Ｐを通るタイヤ軸方向線上に中心を有する円弧状曲線に近似して滑らかに湾曲する。従って、カーカス６の輪郭形状は、従来とは異なり、前記補強ゴム層９、１０の最大厚さ点Ｋにおいて、タイヤ外方に向かってく字状に折れ曲がって突出する屈曲部分１２を形成している。なお該屈曲部分１２の曲率半径ＲＡは、この屈曲部分１２と隣接する部分の曲率半径ＲＢより充分小さく、本例では、曲率半径ＲＢの０．１倍以下とした好ましい場合を例示している。
【００３２】
このようなタイヤ１は、内圧が充填された際、前記補強ゴム層９、１０が圧力の一部を支承しカーカス６の内圧分担が部分的に軽減される。即ちカーカスコードの張力が部分的に減少し、振動減衰性が改善される結果、ロードノイズ性能が向上する。特に、前記屈曲部分１２の形成により、振動伝達特性が大きく変化するため、ロードノイズ性能の向上効果はいっそう高められる。
【００３３】
他方、前記補強ゴム層９、１０では、カーカス６の内側に配されているため、荷重負荷時のタイヤの撓みを、この補強ゴム層９、１０の圧縮剛性によって担持することができるようになる。従って、より少ないゴムボリュームで、タイヤの撓みを効率よく軽減でき、重量増加を抑えつつタイヤ剛性を高め操縦安定性を向上できる。特にこの補強ゴム層９、１０を前述の比較的硬質かつ低発熱のゴムで形成しているため、転がり抵抗への犠牲を最小限に止める、或いは場合によっては若干の転がり抵抗の低減を達成しながら、補強効果による剛性アップによって、操縦安定性の向上を同時に達成できる。
【００３４】
ここで、もしタイヤ最大巾領域Ｙに補強ゴム層を設けた場合には、タイヤ最大巾点で応力が集中するため、撓みを抑えることが難しく、むしろゴム厚さの増加によって発熱が過大となり、転がり抵抗の大巾な上昇を招いてしまう。
【００３５】
なお前記補強ゴム層９、１０の損失正接（tan δ）が０．１を越えると、転がり抵抗の過度の増加を招き、低燃費タイヤとして不適となる。又ゴム硬度が５０度未満では、補強効果が不十分となって操縦安定性の向上が充分達成できなくなる。なお損失正接（tan δ）が０．０３未満では、必要な弾性力を確保しながら５０度以上のゴム硬度を得ることが難しく、逆にゴム硬度が９０度を越えると、必要な弾性力を確保しながら０．１以下の損失正接（tan δ）を得ることが難しい。従って、損失正接（tan δ）としては、好ましくは、０．０３〜０．１の範囲であり、又ゴム硬度としては、好ましくは、５０〜９０度の範囲である。
【００３６】
又前記補強ゴム層９、１０の最大厚さＴＭが１．０ｍｍ未満では、補強効果が不十分である。又最大厚さＴＭが５．０ｍｍより大、及び層巾Ｗ１が７０ｍｍより大では、重量及び発熱が上がり、転がり抵抗を不必要に増加する。又補強効果をバランス良くうるために、前記層巾Ｗ１を最大厚さＴＭの５〜２０倍の範囲とするのが好ましい。
【００３７】
次に、サイドウォール部３をなすサイドウォールゴム１３は、前記カーカス６の外面に沿ってビード部４から半径方向外方にのび、その外端部１３Ｅは、本例では、カーカス６とベルト層７の外端部との間に挟まれて終端している。
【００３８】
このとき、サイドウォールゴム１３は、前記カーカス６の屈曲部分１２、１２の間では、略一定の厚さＴを有して延在しており、従って、前記サイドウォール部３の外面３Ｓには、前記屈曲部分１２、１２に臨む位置に、タイヤ外方に突出する凸部１５、１５が形成される。
【００３９】
言い換えると、前記外の補強ゴム層９の最大厚さ点Ｋの近傍に、サイドウォール上基準線Ｊａからタイヤ外方に突出する凸部１５ａを具える。又前記内の補強ゴム層１０の最大厚さ点Ｋの近傍に、サイドウォール下基準線Ｊｂからタイヤ外方に突出する凸部１５ｂを具えている。
【００４０】
ここで前記「サイドウォール上基準線Ｊａ」とは、タイヤ最大巾点Ｐとトレッド外縁点ＴＥとを通る円弧であって、前記タイヤ最大巾点Ｐを通るタイヤ軸方向線上にその中心を有している。又前記「サイドウォール下基準線Ｊｂ」とは、ビード部４の外面がリムフランジと離間する離間点Ｐ１とタイヤ最大巾点Ｐとを通る円弧であって、前記タイヤ最大巾点Ｐを通るタイヤ軸方向線上にその中心を有している。
【００４１】
又各凸部１５の頂部は、本例では、最大厚さ点Ｋを通って補強ゴム層９、１０の内面９Ｓ、１０Ｓに直交する最大厚さ線Ｘからの距離Ｌ３を１０ｍｍ以下としている。
【００４２】
なお前記凸部１５は、タイヤの金型の当該部分に、この凸部１５に合う凹み部を設けることにより形成される。加硫時には、風船状に脹らむブラダー等のよってタイヤ内腔面ＴＳが押し圧されるため、金型に前記凹み部があると、カーカス６は、補強ゴム層９、１０により押出され易くなり、前記屈曲部分１２を容易に形成することができる。このとき、前記サイドウォールゴム１３の前記厚さＴを均一に保つことができ、又タイヤ表面の歪みも分散されるので、転がり抵抗や耐久性の面からも有利となる。
【００４３】
なお前記サイドウォールゴム１３は、低燃費性を確保するため、前記厚さＴを０．５〜３．０ｍｍの範囲、好ましくは１．０〜２．０ｍｍの範囲とするのが良く、又損失正接（tan δ）を０．１５以下、好ましくは０．０６〜０．１２の範囲とするのが良い。
【００４４】
なお本発明では、内外の補強ゴム層９、１０のうち、何れか一方のみ形成しても良く、特に外の補強ゴム層９は、内外の補強ゴム層１０に比して、操縦安定性への向上効果が高く好ましい。又、カーカス６の内側にインナーライナゴムを設けても良く、係る場合には、前記補強ゴム層９、１０は、インナーライナゴムの内側に配しても、又インナーライナゴムとカーカス６との間に配することもできる。
【００４５】
以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【００４６】
【実施例】
タイヤサイズが１９５／６５Ｒ１５でありかつ図１に示す構成を有する低燃費タイヤを表１の仕様に基づき試作するとともに、各試供タイヤの転がり抵抗、操縦安定性、乗り心地性、ロードノイズ性能を測定し、その結果を表１に示す。テスト条件は次の通り。
【００４７】
（１）転がり抵抗
転動抵抗試験機を用い、リム（１５×６ＪＪ）、内圧（２００ｋＰＡ）、荷重（４ｋＮ）の条件で転がり抵抗を測定し、従来例を１００とする指数で示した。数値が小さいほど、転がり抵抗が少なく良好である。
【００４８】
（２）操縦安定性及び乗心地性
試供タイヤを、リム（１５×６ＪＪ）、内圧（２００ｋＰＡ）の条件で乗用車両（２０００ｃｃ）の全輪に装着するとともに、テストコースのドライアスファルト路面上にて走行させ、操縦安定性及び乗り心地性をドライバーの官能評価により従来例を６とする１０点法で評価した。数値が大きいほど良好である。
【００４９】
（３）ロードノイズ性能
前記乗用車両を用い、スムース路面を速度５０ｋｍ／ｈにて走行させ、運転席左耳許にてオーバーオールの騒音レベルｄＢ（Ａ）を測定した。
【００５０】
【表１】
0004673496.tif 000002
【００５１】
実施例のタイヤは、低燃費性を維持しながら、操縦安定性及びロードノイズ性能を向上しうるのが確認できる。
【００５２】
【発明の効果】
本発明は叙上の如く構成しているため、転がり抵抗への犠牲を最小限に止める、或いは若干の転がり抵抗の低減を達成しながら、操縦安定性とロードノイズ性能とを向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例のタイヤの断面図である。
【図２】外の補強ゴム層を拡大して示す断面図である。
【図３】内の補強ゴム層を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
２      トレッド部
３      サイドウォール部
４      ビード部
５      ビードコア
６      カーカス
９      外の補強ゴム層
１０    内の補強ゴム層
１５、１５ａ、１５ｂ    凸部
Ｋ      最大厚さ点
Ｊａ    サイドウォール上基準線
Ｊｂ    サイドウォール下基準線
Ｐ      タイヤ最大巾点
Ｐ１    離間点
ＴＥ    トレッド外縁点
Ｙ      タイヤ最大巾領域
【図１】
0004673496.tif 000003
【図２】
0004673496.tif 000004
【図３】
0004673496.tif 000005