(57)【要約】【課題】サイドウォール部の適正化を図ることにより、耐久性を損なうことなく、乗心地性と操縦性を高いレベルで両立した空気入りタイヤを提供する。【解決手段】タイヤ１は、ビードコア２及びビードフィラー３を埋設した一対のビード部４、ビード部４からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部５、及び両サイドウォール部５間にまたがって延びるトレッド部６を具える。ビードフィラー３のタイヤ径方向最外端位置Ｐとリム径ライン位置Ｒとの間をタイヤ径方向に沿って測定した距離ｈ１が、タイヤ最大幅位置Ｑとリム径ライン位置Ｒとの間をタイヤ径方向に沿って測定した距離ｈ２の７０％未満である。外被ゴム７が、低モジュラスゴム製の外方ゴム部分８と、高モジュラスゴム製の内方ゴム部分９とで構成される。サイドウォール部５の外表面上に、少なくとも外方ゴム部分と内方ゴム部分の境界１０を覆って全周に延びるカバーゴム１１を配置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビードコア及びビードフィラーを埋設した一対のビード部、該ビード部からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部、及び両サイドウォール部間にまたがって延びるトレッド部を具える空気入りタイヤにおいて、
前記ビードフィラーのタイヤ径方向最外端位置とリム径ライン位置との間をタイヤ径方向に沿って測定した距離が、タイヤ最大幅位置とリム径ライン位置との間をタイヤ径方向に沿って測定した距離の７０％未満であり、
サイドウォール部を構成する外被ゴムが、タイヤ径方向外方に位置する低モジュラスゴム製の外方ゴム部分と、タイヤ径方向内方に位置する高モジュラスゴム製の内方ゴム部分とで構成され、
サイドウォール部の外表面上に、少なくとも外方ゴム部分と内方ゴム部分の境界を覆って全周に延びるカバーゴムを配置することを特徴とする空気入りタイヤ。
【請求項２】
外方ゴム部分の３００％伸張時モジュラスが８．０ＭＰａ以下であり、内方ゴム部分の３００％伸張時モジュラスが９．５ＭＰａ以上である請求項１記載の空気入りタイヤ。
【請求項３】
外方ゴム部分の３００％伸張時モジュラスと内方ゴム部分の３００％伸張時モジュラスの差が２．０〜４．０ＭＰａである請求項１又は２記載の空気入りタイヤ。
【請求項４】
カバーゴムの３００％伸張時モジュラスが、外方ゴム部分のそれよりも大きく、かつ、内方ゴム部分のそれよりも小さい請求項１〜３のいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
【請求項５】
前記外被ゴムが、外方ゴム部分と内方ゴム部分を押出成形法により一体に形成したゴム部材から構成される請求項１〜４のいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
【請求項６】
前記外被ゴムが、リボン状のゴムストリップをらせん巻回して形成したゴム部材からなる請求項１〜４のいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
【請求項７】
タイヤ幅方向断面にて、前記境界の仮想延長線とサイドウォール部の外表面とのなす角が４０°以下である請求項１〜６のいずれか一項記載の空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ビードコア及びビードフィラーを埋設した一対のビード部、ビード部からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部、及び両サイドウォール部間にまたがって延びるトレッド部を具える空気入りタイヤに関し、特にかかるタイヤの耐久性を損なうことなく、乗心地性と操縦性を高いレベルで両立する。
【背景技術】
【０００２】
空気入りタイヤが車両の操縦性の良し悪しに影響を及ぼす要素のひとつとして、車軸から受けた駆動力や、ハンドル操作により生じた操舵角の変化を、どれだけ正確に路面に伝えることができるかということが挙げられる。このため、タイヤは、リムと接触するビード部内にスチールコード等からなるビードコアを埋設し、リムに対してしっかりと圧着できるような構造となっている。また、このビードコアのタイヤ径方向外方には、高モジュラスゴムからなるビードフィラーを配置し、車軸から受けた駆動力を効率良く路面に伝達できるように構成している。さらに、実際に路面と接触するトレッド部は、車両の諸性能を無駄なく発揮すべく、グリップ性や耐摩耗性など様々な要求性能を満たすようにそのゴム配合、構造、及び／又は形状が決められている。これらビード部とトレッド部の間に位置するサイドウォール部は、ビード部を介して車両から伝えられた駆動力や操舵力を、路面と接触しているトレッド部に伝える役目と、反力、滑り等の路面の反応を車両側に伝達するという役目の双方を同時に果たしている。
【０００３】
一般に、車両の操縦性を向上させるには、ビードフィラーの配設範囲をタイヤ径方向外方に延ばすことによりタイヤの前後剛性や横剛性を向上させて、車両からタイヤへの駆動力及び操舵力の伝達ロスを抑制するのが有効であるが、タイヤの剛性を向上させることは、同時に路面の凹凸や振動をダイレクトに車両に伝えることとなり、乗心地性を悪化させる。逆に、乗心地性を向上させるには、ビードフィラーの配設範囲を狭くすることによりタイヤの剛性を低下させて、路面の凹凸や振動をタイヤに吸収させるのが有効であるが、剛性の低いタイヤでは操縦性が劣る。このように、従来のタイヤでは、操縦性と乗心地性は二律背反の関係にあった。
【０００４】
これに対して、ビードフィラー構造の改良によって操縦性と乗心地性を両立させることが試みられてきた。例えば、ビードフィラーを細長く配置した、いわゆるスリムハイビードフィラー構造や、ビードフィラーをタイヤ径方向に分割し、分割されたビードフィラー部分を高モジュラスゴムと低モジュラスゴムとで構成した、いわゆる硬軟ビードフィラー構造等が提案されている。これらのビードフィラー構造は、ある程度の効果は認められるものの、操縦性と乗心地性を双方を満足させることはできない上、タイヤの組立ての作業性を損ない、生産性を阻害する要因ともなる。
【０００５】
また、例えば特許文献１には、タイヤのサイドウォールを、タイヤ最大幅位置上側近傍に位置する中央部と、該中央部とトレッド部を連結する上端部と、前記中央部とクリンチエーペックスを連結する下端部に３分割するとともに、中央部には複素弾性率が３０〜５０ｋｇ／ｃｍ２のゴムを上端部及び下端部には複素弾性率が５０〜８０ｋｇ／ｃｍ２のゴムをそれぞれ配置したタイヤが記載されている。また、特許文献２には、タイヤのサイドウォール部をタイヤ半径方向内外に区分した外サイドウォール部と内サイドウォール部とからなり、かつ外サイドウォール部を衝撃吸収性のよい軟質ゴムで構成し、内サイドウォール部を硬質ゴムで形成したタイヤが記載されている。これらのタイヤは、サイドウォール部を軟質ゴムと硬質ゴムとの組み合わせにより構成することで剛性の適正な配分を行い、これによって操縦性と乗心地性の両立を図っている。しかし、サイドウォール部は車両荷重を支えるために変形が大きい領域であり、特に一般ユーザーの中では適正圧力よりも空気圧が低い状態で使用している場合も多いため、内外サイドウォール部の境界には、それらを構成するゴムのモジュラス差が大きいために変形歪が集中しやすく、これが原因となって境界に微小なクラックを生じて耐久性が低下するという問題があった。
【特許文献１】特開昭６０−１４３１１０号公報
【特許文献２】特開平１−１５３３０８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
したがって、この発明の目的は、サイドウォール部の適正化を図ることにより、耐久性を損なうことなく、乗心地性と操縦性を高いレベルで両立した空気入りタイヤを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、この発明は、ビードコア及びビードフィラーを埋設した一対のビード部、該ビード部からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部、及び両サイドウォール部間にまたがって延びるトレッド部を具える空気入りタイヤにおいて、
前記ビードフィラーのタイヤ径方向最外端位置とリム径ライン位置との間をタイヤ径方向に沿って測定した距離が、タイヤ最大幅位置とリム径ライン位置との間をタイヤ径方向に沿って測定した距離の７０％未満であり、サイドウォール部を構成する外被ゴムが、タイヤ径方向外方に位置する低モジュラスゴム製の外方ゴム部分と、タイヤ径方向内方に位置する高モジュラスゴム製の内方ゴム部分とで構成され、サイドウォール部の外表面上に、少なくとも外方ゴム部分と内方ゴム部分の境界を覆って全周に延びるカバーゴムを配置することを特徴とする空気入りタイヤである。
【０００８】
ここで、「リム径ライン位置」とは、ＪＡＴＭＡまたはこれに準ずる規格に記載されている適用サイズにおける標準リムにタイヤを組み付け、そのタイヤ内に同規格に定める最高空気圧を適用した無負荷状態で、リム径を測定する位置を意味する。
【０００９】
また、「低モジュラスゴム」とは、路面の凹凸を有効に吸収することのできる程度のモジュラスを有するゴムのことをいい、「高モジュラスゴム」とは、車両の駆動力を効率的に路面に伝えることのできる程度のモジュラスを有するゴムのことをいうものとし、より詳細には、低モジュラスゴムは、３００％伸張時モジュラスが８．０ＭＰａ以下であり、高モジュラスゴムは、３００％伸張時モジュラスが９．５ＭＰａ以上であることが好ましい。
【００１０】
また、外方ゴム部分の３００％伸張時モジュラスと内方ゴム部分の３００％伸張時モジュラスの差が２．０〜４．０ＭＰａであることが好ましい。
【００１１】
さらに、カバーゴムの３００％伸張時モジュラスが、外方ゴム部分のそれよりも大きく、かつ、内方ゴム部分のそれよりも小さいことが好ましい。
【００１２】
さらにまた、外被ゴムが、外方ゴム部分と内方ゴム部分を押出成形法により一体に形成したゴム部材から構成されるか、あるいはリボン状のゴムストリップをらせん巻回して形成したゴム部材からなることが好ましい。
【００１３】
加えて、タイヤ幅方向断面にて、境界の仮想延長線とサイドウォール部の外表面とのなす角が４０°以下であることが好ましい。ここで、「境界の仮想延長線とサイドウォール部の外表面とのなす角」とは、鋭角側から測定した角度をいうものとする。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、サイドウォール部の剛性の適正化を図ることにより、耐久性を損なうことなく、乗心地性と操縦性を高いレベルで両立した空気入りタイヤを提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態を説明する。図１は、この発明に従う代表的な空気入りタイヤ（以下「タイヤ」という。）の幅方向半断面図である。
【００１６】
図１に示すタイヤ１は、ビードコア２及びビードフィラー３を埋設した一対のビード部４、ビード部４からタイヤ径方向外側に延びる一対のサイドウォール部５、及び両サイドウォール部５間にまたがって延びるトレッド部６を具える。そして、この発明の構成上の主な特徴は、ビードフィラー３のタイヤ径方向最外端位置Ｐとリム径ライン位置Ｒとの間をタイヤ径方向に沿って測定した距離ｈ１が、タイヤ最大幅位置Ｑとリム径ライン位置Ｒとの間をタイヤ径方向に沿って測定した距離ｈ２の７０％未満であり、サイドウォール部５を構成する外被ゴム７が、タイヤ径方向外方に位置する低モジュラスゴム製の外方ゴム部分８と、タイヤ径方向内方に位置する高モジュラスゴム製の内方ゴム部分９とで構成され、サイドウォール部５の外表面上に、少なくとも外方ゴム部分と内方ゴム部分の境界１０を覆って全周に延びるカバーゴム１１を配置することにある。
【００１７】
以下、この発明が上記構成を採用するに至った経緯を作用とともに説明する。
ビードフィラーは、その配設範囲や体積によってタイヤの操縦性や乗心地性に大きな影響を与えるが、前述のように、これら操縦性と乗心地性は二律背反の関係にあり、単純に配設範囲や体積を調整しただけでは、両性能を高いレベルで同時に満たすことは困難である。これを解決するため、従来よりスリムハイビードフィラー構造や硬軟ビードフィラー構造が提案されてきたが、ビードフィラーがタイヤ全体に占める割合は小さく、これらの構造のみでは効果的な解決には至らなかった。また、タイヤ組立工程において、これらの構造のビードフィラーは、その先端部のゴム質やゲージ厚に起因して柔軟で曲がりやすく、他の部材にくっついたり、寸法が変化したりしやすいため、タイヤの組立て精度を低下させたり、タイヤのユニフォミティが悪化したり、不良品の発生率を増加させたりし、生産性を阻害する要因となりやすい。そこで発明者は、ビードフィラーの配設範囲について鋭意研究を重ねたところ、操縦性と乗心地性の両立という観点から、ビードフィラーのタイヤ径方向最外端位置とリム径ライン位置との間をタイヤ径方向に沿って測定した距離を、タイヤ最大幅位置とリム径ライン位置との間をタイヤ径方向に沿って測定した距離の７０％未満、好適には５０％未満とすればよいとの着想を得た。しかし、かかる構造のみでは、操縦性と乗心地性のバランスは取れるものの、各々の性能が不十分であり、より高いレベルでの両立が必要と考えられた。
【００１８】
そこで、次にサイドウォール部を構成する外被ゴムの適正化についても鋭意研究を重ねたところ、サイドウォール部は荷重によって大きなたわみ変形をすることから、従来のようにゴムの硬度に着目したのでは不十分であり、３００％伸張という大変形領域での物性に着目してゴムの選択を行う必要があるとの知見を得た。そこで発明者は、タイヤ径方向外方を上記の大変形領域におけるモジュラスの低いゴムで構成し、タイヤ径方向内方をモジュラスの高いゴムで構成することによって、高いレベルで操縦性と乗心地性の両立を図ることができることを見出した。しかし、サイドウォール部は上記のように大きなたわみ変形をする部分であり、変形歪が生じやすいため、物性の異なる２種類のゴムで外被ゴムを構成すると、この歪が境界の低モジュラスゴム側に集中しやすく、ここから亀裂が発生して、耐久性が低下する。そこで発明者は、サイドウォール部の外表面上に、少なくとも外方ゴム部分と内方ゴム部分の境界を覆って全周に延びるカバーゴムを配置すれば、歪を分散させることができ、境界からの亀裂の発生を抑制することができる結果、タイヤの耐久性を維持できることを見出し、この発明を完成させるに至ったのである。
【００１９】
操縦性が特に重視される場合には、距離ｈ１が距離ｈ２の５０％以上であることが好ましく、７０％以上であることが好ましい。また、カバーゴム１１は、少なくとも境界１０を覆う範囲に配置すればよいが、境界１０を中心としてタイヤ径方向外方及び内方にそれぞれ５ｍｍ以上の範囲に配設することが好ましく、５〜１０ｍｍの範囲に配設することがより好ましい。
【００２０】
また、外方ゴム部分８の３００％伸張時モジュラスが８．０ＭＰａ以下であり、内方ゴム部分９の３００％伸張時モジュラスが９．５ＭＰａ以上であることが好ましい。外方ゴム部分８の３００％伸張時モジュラスが８．０ＭＰａを超える場合には、路面の凹凸や振動を有効に吸収することができず乗心地性が損なわれるおそれがあるからであり、内方ゴム部分９の３００％伸張時モジュラスが９．５ＭＰａ未満の場合には、車両からタイヤへの駆動力及び操舵力の伝達ロスが増加して操縦性が損なわれるおそれがあるからである。より好ましくは、外方ゴム部分８の３００％伸張時モジュラスが６．０〜８．０ＭＰａの範囲であり、内方ゴム部分９の３００％伸張時モジュラスが９．５〜１２ＭＰａである。
【００２１】
さらに、外方ゴム部分８の３００％伸張時モジュラスと内方ゴム部分９の３００％伸張時モジュラスの差が２．０〜４．０ＭＰａであることが好ましい。市場調査の結果によると、一般ユーザーの中には、空気圧の低下に気付かず、１３０ｋＰａ（相対圧）程度と極端な低内圧でタイヤを使用している場合があることが分かっている。このような場合には、タイヤのサイドウォール部は正常内圧時に比べてより一層変形が大きくなり、境界１０への歪の集中はより一層大きくなるが、外方ゴム部分８と内方ゴム部分９の３００％伸張時モジュラスの差を４．０ＭＰａ以下とすれば、両ゴム部分８、９の物性差が極端とならず、低内圧状態でも歪の集中を抑制することができる。但し、３００％伸張時モジュラスの差が２．０ＭＰａ未満の場合には、両ゴム部分８、９の機能分離が充分でなくなり、本来意図する操縦性と乗心地性の両立が困難となることから、３００％伸張時モジュラスの差を２．０ＭＰａ以上とすることが好ましい。
【００２２】
さらにまた、カバーゴム１１の３００％伸張時モジュラスが、外方ゴム部分８のそれよりも大きく、かつ、内方ゴム部分９のそれよりも小さいことが好ましい。カバーゴム１１の３００％伸張時モジュラスが、外方ゴム部分８のそれ以下の場合には、カバーゴム１１が柔かすぎ、境界１０に発生する亀裂を防止できなくなるおそれがあるからであり、内方ゴム部分９のそれ以上の場合には、カバーゴム１１と外方ゴム部分８との物性差が大きくなりすぎ、これらの間に新たな亀裂が生じるおそれがあるからである。カバーゴム１１の３００％伸張時モジュラスのより好適な範囲は、３．０〜８．０ＭＰａである。
【００２３】
加えて、外被ゴム７が、外方ゴム部分８と内方ゴム部分９を押出成形法により一体に形成したゴム部材から構成されることが好ましい。一体に押出成形することにより、外方ゴム部分８と内方ゴム部分９との境界１０が相溶して強固に接合されるので、境界１０に亀裂が発生した場合にもこれが進展することを防止できるからである。
【００２４】
図２は、この発明に従う他のタイヤの幅方向半断面図である。図２に示すように、外被ゴム７が、リボン状のゴムストリップ１２、１２´をらせん巻回して形成したゴム部材からなることが好ましい。これによれば、異なるゴムを効果的に配置することができる上、外被ゴム７の厚さを各部で微妙に変化させることができるからである。
【００２５】
図３は、図１に示すタイヤ１の境界１０付近のタイヤ幅方向拡大断面図である。図３に示すように、境界１０の仮想延長線ｌとサイドウォール部５の外表面とのなす角θが４０°以下であることが好ましい。サイドウォール部５の外表面付近での変形は主として最大幅位置Ｑを屈曲点とする引張変形であり、角θが４０°を超えると外方ゴム部分８と内方ゴム部分９とを引き剥がす方向に力がかかり、境界１０に亀裂を生じやすくなるからである。
【００２６】
なお、上述したところは、この発明の実施形態の一部を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。例えば、図１〜３では、外方ゴム部分８と内方ゴム部分９の断面積が略同一の例を示したが、これらを異ならせてもよく、外方ゴム部分８の断面積を大きくすれば乗心地性が向上し、内方ゴム部分９の断面積を大きくすれば操縦性が向上するが、両者を両立させて総合的な性能を向上させる観点からは、これらの断面積の比を０．８〜１．２の範囲とすることが好ましい。
【実施例】
【００２７】
次に、この発明に従う方法によりタイヤを試作し、性能評価を行ったので、以下に説明する。
【００２８】
実施例のタイヤは、タイヤサイズが２１５／４５Ｒ１７の乗用車用ラジアルタイヤであり、図１に示す構造を有し、カーカスが、ポリエステルコードをゴム被覆してなる１枚のプライからなり、ベルトが、タイヤ赤道面に対し２８°で配列したスチールコードをゴム被覆してなる２枚のベルト層を、タイヤ赤道面を挟んでコードが互いに交差する向きに配置した交差ベルトであり、ベルトの外周に、らせん巻回によりタイヤ赤道面とほぼ平行に配列したナイロンコードをゴム被覆してなる２層のベルト保護層を配置してなり、表１に示す諸元を有する。
【００２９】
比較のため、外方ゴム部分及び内方ゴム部分を低モジュラスゴムで形成し、カバーゴムを有していないことを除いて実施例と同一の構成を有するタイヤ（従来例１）、外方ゴム部分及び内方ゴム部分を高モジュラスゴムで形成し、カバーゴムを有していないことを除いて実施例と同一の構成を有するタイヤ（従来例２）、外方ゴム部分を軟質ゴムで形成し、内方ゴム部分を硬質ゴムで形成し、カバーゴムを有していないことを除いて実施例と同一の構成を有するタイヤ（比較例１〜３）についても併せて試作した。
【００３０】
前記各供試タイヤをＪＡＴＭＡに定める標準リム（７ＪＪ）に取り付けてタイヤ車輪とし、次の各試験を行った。
【００３１】
（操縦性及び乗心地性）
前記各タイヤ車輪をテスト車両の４輪に装着し、前輪のタイヤ内圧を２３０ｋＰａ（相対圧）、後輪のタイヤ内圧を２１０ｋＰａ（相対圧）、タイヤ負荷荷重：４．５ｋＮの条件下で、テストコースを各種走行モードで走行したときの操縦性及び乗心地性をプロのドライバーによるフィーリングにより評価した。
【００３２】
（耐久性）
前記各タイヤ車輪をドラム試験機に装着し、タイヤ内圧：１３０ｋＰａ（相対圧）、タイヤ負荷荷重：３．９ｋＮ、走行速度：６０ｋｍ／ｈの条件下で１０，０００ｋｍ走行させた後、サイドウォール部の亀裂の発生の有無を目視にて確認し、この結果から耐久性を評価した。
【００３３】
操縦性、乗心地性及び耐久性の各評価結果を表１に示す。なお、表１に示す操縦性及び乗心地性の評価結果は、１０点満点で評価したものであり、数値が大きいほど性能が優れている。
【００３４】
【表１】
2005350006.tif 000003
【００３５】
表１に示す結果から、実施例のタイヤは、従来例１及び２のタイヤに比べて、耐久性を同等のレベルに維持しながら操縦性及び乗心地性をより高いレベルで両立しており、比較例１〜３のタイヤに比べて、操縦性及び乗心地性を同等以上のレベルに維持しながら耐久性に優れていることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
この発明により、サイドウォール部の適正化を図ることにより、耐久性を損なうことなく、乗心地性と操縦性を高いレベルで両立した空気入りタイヤを提供することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】この発明に従う代表的な空気入りタイヤのタイヤ幅方向半断面図である。
【図２】この発明に従う他の空気入りタイヤのタイヤ幅方向半断面図である。
【図３】図１に示すタイヤの境界付近のタイヤ幅方向拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１  タイヤ
２  ビードコア
３  ビードフィラー
４  ビード部
５  サイドウォール部
６  トレッド部
７  外被ゴム
８  外方ゴム部分
９  内方ゴム部分
１０  境界
１１  カバーゴム
１２、１２´  ゴムストリップ
【図１】
2005350006.tif 000004
【図２】
2005350006.tif 000005
【図３】
2005350006.tif 000006