(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右一対のビード部間にカーカス層を装架し、トレッド部におけるカーカス層の外周側にベルト層を配置し、各ビード部に埋設された環状のビードコアの外端部上に断面三角形状のビードフィラーを配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ビードフィラーを構成するゴム組成物のJIS-A 硬度が８０以上であると共に、前記ビードコアの外端部に当接する前記ビードフィラーの底部における該ビードフィラーの全幅をＷとし、前記ビードフィラーの底部から頂点までの高さをＨとし、前記ビードフィラーの断面積をＸとしたとき、前記高さＨが３５ｍｍ以下であり、前記断面積Ｘが１．１×Ｈ×Ｗ／２＜Ｘ＜１．６×Ｈ×Ｗ／２の関係を満足し、かつ前記ベルト層のエッジからタイヤ最大幅位置までの領域に存在するゴム部材のうち少なくともカーカス層より外側のサイドウォールゴム層を構成するゴム組成物のJIS-A 硬度が５０以下である空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
前記カーカス層のカーカスコードを被覆するゴム組成物のJIS-A 硬度が５０以下である請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】
前記ベルト層のエッジに対応する位置にタイヤ周方向に対するコード角度が０°〜５°である少なくとも１層のベルト補強層を配置した請求項１又は請求項２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、タイヤ部位に応じて剛性の配分を適正化した空気入りラジアルタイヤに関し、更に詳しくは、乗心地性能と操縦安定性と転がり抵抗とをバランス良く改善した空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りラジアルタイヤにおいては、乗心地性能や操縦安定性や転がり抵抗などの複数のタイヤ性能を同時に改善することが望まれている。その中でも、転がり抵抗は、車両の燃費に影響を与えるだけでなく、燃料の多量消費に伴う地球環境の悪化を招く要因になることから、可及的に低減されることが望まれており、このような要求を満たしたタイヤの需要が今後益々高まる傾向にある。
【０００３】
複数のタイヤ性能を同時に改善する技術として、例えば、特開平１１−２８９１６号公報、特開平９−１９３６３６号公報、特開平８−１３２８３０号公報が提案されている。
【０００４】
特開平１１−２８９１６号公報は、ロードノイズ及びタイヤの転がり抵抗を可及的に悪化させずに、タイヤの操縦安定性や乗心地ダンピングを向上することを目的としている。そのために、一対のビードコア間に跨がってトロイド状に延びるカーカスと、ビードコアに隣接しつつカーカスに沿ってタイヤ最大幅位置を越えて延びるビードフィラーとを備えた空気入りラジアルタイヤにおいて、ビードフィラーの上部をタイヤ最大幅位置とオーバーラップして配置される断面細幅部で構成する一方で、ビードフィラーの下部を断面太幅部で構成している。しかしながら、硬質ゴムからなるビードフィラーの上部をタイヤ最大幅位置よりタイヤ径方向外側まで延在させた場合、転がり抵抗の悪化は避けられない。
【０００５】
特開平９−１９３６３６号公報は、転がり抵抗の低減を図ると共に耐縁石カット性を改善することを目的としている。そのために、一対のビード部と、これらビード部に繋がるサイドウォール部と、両サイドウォール部に跨がるトレッド部とを有し、一対のビード部間にカーカス層を装架した空気入りタイヤにおいて、各ビード部に、リムフランジの先端部近傍におけるゲージが極端に厚く、トレッド部に向かって薄くなるようなビードフィラーを配置し、カーカス層の巻き上げ部をビードフィラーに沿わせると共に、その外側に補強層を配置している。このようにビードフィラーを特殊な形状にした場合、ビードフィラーの圧縮曲げ変形によるエネルギーロスを低減し、転がり抵抗を低減することが可能である。しかしながら、転がり抵抗と乗心地性能や操縦安定性などの他のタイヤ性能との両立を図ろうとした場合、フィラーゴムの使用量を多くしてビードフィラーを高くせざるを得ず、その結果として転がり抵抗の低減が困難になる。
【０００６】
特開平８−１３２８３０号公報は、乗心地性能の悪化を抑制しながら操縦安定性を向上することを目的としている。そのために、ビードフィラーはタイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向内側にて括れ部分を有し、その括れ部分よりタイヤ径方向外側の部分が略三日月状の断面形状を形成しつつタイヤ最大幅位置を越えた位置まで延在している。この場合も、硬質ゴムからなるビードフィラーの上部をタイヤ最大幅位置よりタイヤ径方向外側まで延在させているので、転がり抵抗の悪化は避けられない。
【０００７】
つまり、上述したようにビードフィラーの断面形状を工夫するだけでは、乗心地性能と操縦安定性と転がり抵抗とをバランス良く改善することができず、特に転がり抵抗の低減は困難である。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、乗心地性能と操縦安定性を良好に維持しながら、転がり抵抗の大幅な低減を可能にした空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の空気入りラジアルタイヤは、左右一対のビード部間にカーカス層を装架し、トレッド部におけるカーカス層の外周側にベルト層を配置し、各ビード部に埋設された環状のビードコアの外端部上に断面三角形状のビードフィラーを配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ビードフィラーを構成するゴム組成物のJIS-A 硬度が８０以上であると共に、前記ビードコアの外端部に当接する前記ビードフィラーの底部における該ビードフィラーの全幅をＷとし、前記ビードフィラーの底部から頂点までの高さをＨとし、前記ビードフィラーの断面積をＸとしたとき、前記高さＨが３５ｍｍ以下であり、前記断面積Ｘが１．１×Ｈ×Ｗ／２＜Ｘ＜１．６×Ｈ×Ｗ／２の関係を満足し、かつ前記ベルト層のエッジからタイヤ最大幅位置までの領域に存在するゴム部材のうち少なくともカーカス層より外側のサイドウォールゴム層を構成するゴム組成物のJIS-A 硬度が５０以下であることを特徴とする。
【００１０】
タイヤの転がり抵抗は、タイヤの転動に伴う繰り返し変形によって消費されるエネルギーであって、かかるエネルギーにつき、タイヤを構成するトレッド部やサイドウォール部などの各部についてその消費量を比較すると、トレッド部が最も大きいことが知られている。そこで、トレッド部のゴムゲージを薄くすれば転がり抵抗を低減することが可能であるが、この場合、タイヤの耐久性の低下が避けられなくなる。
【００１１】
一方、トレッド部を除く部位について、転動時のエネルギーロスを詳細に調査したところ、エネルギーロスが大きい部位は、ベルト層のエッジからタイヤ最大幅位置までの領域（バットレス領域）と、ビードフィラーの上部であることが判明した。バットレス領域に大きなエネルギーロスを生じるのは、主に接地の際に当該部分に大きな圧縮応力が発生するからである。また、ビードフィラーは倒れ込みに伴って上部にて圧縮変形を受けるが、その応力の散逸はビードフィラーの高さに大きく影響される。
【００１２】
本発明では、上記知見に基づいて、バットレス領域の剛性を下げると共に、高剛性のビードフィラーの高さを低くし、タイヤ剛性の配分を適正化することにより、エネルギーロスを小さくし、転がり抵抗を低減するのである。また、ビードフィラーの硬さや断面積を特定することでタイヤの横方向のバネ定数を増加させているので、転がり抵抗を低減した場合であっても、乗心地性能と操縦安定性を良好に維持することが可能である。
【００１３】
本発明では、バットレス領域においてサイドウォールゴム層を構成するゴム組成物のJIS-A 硬度を５０以下にすることに加えて、カーカス層のカーカスコードを被覆するゴム組成物のJIS-A 硬度を５０以下にすれば、転がり抵抗を更に低減することができる。また、ベルト層のエッジに対応する位置にタイヤ周方向に対するコード角度が０°〜５°である少なくとも１層のベルト補強層を配置し、タイヤ周方向の剛性を補うようにすれば、乗心地性能と操縦安定性を更に改善することができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤを示し、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。左右一対のビード部３，３間にはカーカス層４が装架され、そのカーカス層４の端部が環状のビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。ビードコア５の外端部上には断面三角形状のビードフィラー６が配置されている。
【００１６】
一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側には複数層のベルト層７が埋設されている。これらベルト層７はコードがタイヤ周方向に対して傾斜し、かつ層間でコードが互いに交差するように配置されている。また、ベルト層７のエッジ７ｅに対応する位置にはタイヤ周方向に対するコード角度が０°〜５°であるベルト補強層８が配置されている。
【００１７】
上記空気入りラジアルタイヤにおいて、ビードフィラー６の高さを通常より低くし、その断面積を大きくすると共に、バットレス領域Ｂに配置されるゴム部材の剛性を低くすることにより、乗心地性能と操縦安定性を良好に維持しながら、転がり抵抗を低減することができる。
【００１８】
ビードフィラー６を構成するゴム組成物のJIS-A 硬度は、８０以上、より好ましくは８０〜１００にする。この硬度が８０未満であると操縦安定性が不十分になる。ビードコア５の外端部に当接するビードフィラー６の底部における該ビードフィラー６の全幅をＷとし、ビードフィラー６の底部から頂点までのタイヤ径方向に測定される高さをＨとし、ビードフィラー６の断面積をＸとしたとき、高さＨは３５ｍｍ以下、より好ましくは２０〜３５ｍｍにし、断面積Ｘは１．１×Ｈ×Ｗ／２＜Ｘ＜１．６×Ｈ×Ｗ／２の関係にする。つまり、ビードフィラー６は通常よりも低く、かつ底部の両隅と頂点とを直線で結んだ三角形状よりも太くする。この高さＨが３５ｍｍ超であると転がり抵抗の低減効果が得られなくなる。また、Ｘ≦１．１×Ｈ×Ｗ／２であるとタイヤの横方向のバネ定数の増加が不足して操縦安定性が不十分になり、逆にＸ≧１．６×Ｈ×Ｗ／２であると乗心地性能が不十分になる。
【００１９】
バットレス領域Ｂに存在するゴム部材のうち少なくともカーカス層４より外側のサイドウォールゴム層２ａを構成するゴム組成物のJIS-A 硬度は、５０以下、より好ましくは４５〜５０にする。この硬度が５０超であると乗心地性能が不十分になる。上記バットレス領域Ｂは、タイヤ子午線断面において、ベルト層７のタイヤ幅方向最外側のエッジ７ｅを通ってカーカス層４と直交する直線Ｌ１と、タイヤ最大幅位置ｍを通ってタイヤ軸方向と平行な直線Ｌ２とによって規定される。勿論、このバットレス領域Ｂに存在するインナーライナー層などのゴム部材についても上記硬さを適用することが可能である。
【００２０】
カーカス層４のカーカスコードを被覆するゴム組成物（コートゴム）のJIS-A 硬度は、５０以下、より好ましくは４５〜５０にすると良い。この硬度を５０以下にすることにより、転がり抵抗を更に低減することができる。
【００２１】
また、ベルト層７のエッジ７ｅに対応する位置にはタイヤ周方向に対するコード角度が実質的に０°であるベルト補強層８を配置すると良い。つまり、バットレス領域Ｂに存在するゴム部材の硬度を低くすることでタイヤ周方向の剛性が低下すると乗心地性能や操縦安定性が低下することになるが、これをベルト補強層８で補うのである。ベルト補強層８のコードとしては、低発熱かつ高弾性率のアラミド繊維コードに代表される有機繊維コードを用いると良い。
【００２２】
【実施例】
タイヤサイズ２０５／６５Ｒ１５  ９４Ｈの空気入りラジアルタイヤにおいて、ビードフィラーの高さＨ、ビードフィラーの底部の幅Ｗ、ビードフィラーの断面積Ｘ、断面積比Ｘ／（Ｈ×Ｗ／２）、サイドウォールゴムのJIS-A 硬度、ビードフィラーゴムのJIS-A 硬度、カーカスコートゴムのJIS-A 硬度、ベルト補強層の有無を種々異ならせた比較タイヤ１〜５及び本発明タイヤ１〜３をそれぞれ製作した。なお、ベルト補強層はアラミド繊維コード(1100dtex/2)をタイヤ周方向に対して実質的に０°で配列したものである。
【００２３】
これら試験タイヤについて、下記の方法により、転がり抵抗、操縦安定性、乗心地性能を評価し、その結果を表１に示した。
【００２４】
転がり抵抗：
試験タイヤをリムサイズ１５×６．５ＪＪのホイールに組付け、ドラム径１７０７ｍｍのドラム試験機を用い、空気圧２００ｋＰａ、荷重４ｋＮ、速度５０ｋｍ／ｈの条件で抵抗力を測定し、これを転がり抵抗とした。評価結果は、測定値の逆数を用い、比較タイヤ１（従来タイヤ）を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど転がり抵抗が少ないことを意味する。
【００２５】
操縦安定性：
試験タイヤをリムサイズ１５×６．５ＪＪのホイールに組付け、国産２．５リットルクラスの試験車両に装着し、空気圧２００ｋＰａの条件で、平坦な周回路からなるテストコースを６０〜１２０ｋｍ／ｈで実車走行させ、レーン変更時及びコーナリング時の操舵性と直進時の安定性について、専門パネラー３名による感応評価を行った。評価結果は、比較タイヤ１（従来タイヤ）を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど操縦安定性が優れていることを意味する。
【００２６】
乗心地性能：
試験タイヤをリムサイズ１５×６．５ＪＪのホイールに組付け、国産２．５リットルクラスの試験車両に装着し、空気圧２００ｋＰａの条件で、凹凸を有する直進テストコースを５０ｋｍ／ｈで実車走行させ、専門パネラー３名による感応評価を行った。評価結果は、比較タイヤ１（従来タイヤ）を１００とする指数にて示した。この指数値が大きいほど乗心地性能が優れていることを意味する。
【００２７】
【表１】
0004179447.tif 000002
【００２８】
この表１から明らかなように、本発明タイヤ１〜３は、比較タイヤ１に比べて転がり抵抗、操縦安定性及び乗心地性能の全てが改善されていた。比較タイヤ２は、比較タイヤ１に比べてビードフィラーを低くしたものであり、その結果として、操縦安定性及び乗心地性能が低下していた。比較タイヤ３は、ビードフィラーゴムが柔らか過ぎるため操縦安定性が低下していた。比較タイヤ４は、ビードフィラーが太過ぎるため乗心地性能が低下していた。比較タイヤ５は、サイドウォールゴムが硬過ぎるため乗心地性能が低下していた。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、左右一対のビード部間にカーカス層を装架し、トレッド部におけるカーカス層の外周側にベルト層を配置し、各ビード部に埋設された環状のビードコアの外端部上に断面三角形状のビードフィラーを配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、ビードフィラーを構成するゴム組成物のJIS-A 硬度を８０以上にすると共に、ビードコアの外端部に当接するビードフィラーの底部における該ビードフィラーの全幅をＷとし、ビードフィラーの底部から頂点までの高さをＨとし、ビードフィラーの断面積をＸとしたとき、高さＨを３５ｍｍ以下にし、断面積Ｘを１．１×Ｈ×Ｗ／２＜Ｘ＜１．６×Ｈ×Ｗ／２の関係にし、かつベルト層のエッジからタイヤ最大幅位置までの領域に存在するゴム部材のうち少なくともカーカス層より外側のサイドウォールゴム層を構成するゴム組成物のJIS-A 硬度を５０以下にすることで、タイヤ剛性の配分を適正化したから、乗心地性能と操縦安定性を良好に維持しながら、転がり抵抗を大幅に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤを示す半断面図である。
【符号の説明】
１  トレッド部
２  サイドウォール部
２ａ  サイドウォールゴム層
３  ビード部
４  カーカス層
５  ビードコア
６  ビードフィラー
７  ベルト層
７ｅ  エッジ
８  ベルト補強層
ｍ  タイヤ最大幅位置
Ｈ  ビードフィラーの高さ
Ｗ  ビードフィラーの底部の幅
【図１】
0004179447.tif 000003