(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略半径方向に延びる本体部および該本体部の軸方向外側において該本体部に沿って延びる折返し部を有するカーカス層と、前記本体部と折返し部との間に配置されたビードコアと、半径方向内側部が本体部と折返し部との間に密着配置されるとともに、その半径方向内端がビードコアに接し、半径方向外側部が本体部の軸方向外側に密着配置されたスティフナーと、カーカス層の半径方向外側に配置されたベルト層およびトレッドゴムと、を備え、タイヤ外側面に沿ってビードコアの中心からタイヤ最大幅位置までの距離をＬとしたとき、該スティフナーの半径方向外端を、ビードコアの中心からタイヤ外側面に沿って7/10Ｌだけ離れた点Ｐと9/10Ｌだけ離れた点Ｑとの間に位置させるようにした空気入りタイヤにおいて、前記スティフナーを硬度の異なる３種類のゴムから構成するとともに、ビードコアから半径方向外側に離れるに従い硬度の低いゴムを配置することで、前記スティフナーを、半径方向最内側に位置し最も硬度の高いゴムからなる第１スティフナー部と、半径方向最外側に位置し最も硬度の低いゴムからなる第３スティフナー部と、第１、第３スティフナー部間に位置し中間硬度のゴムからなる第２スティフナー部とから構成し、さらに、前記スティフナーは、前記第１スティフナー部と第２スティフナー部との境界に、軸方向外端がビードコア近傍に位置し、かつ、該軸方向外端から本体部に接近するに従い半径方向外側に向かうよう傾斜している境界面Ｘを有するとともに、前記第２スティフナー部と第３スティフナー部との境界に、軸方向外端が折返し部の半径方向外端より半径方向外側に位置し、かつ、該軸方向外端から本体部に接近するに従い半径方向内側に向かうよう傾斜している境界面Ｙを有することを特徴とする空気入りタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、振動乗り心地性およびビード部耐久性の両立を図った空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の空気入りタイヤとしては、例えば、略半径方向に延びる本体部および該本体部の軸方向外側において該本体部に沿って延びる折返し部を有するカーカス層と、半径方向内側部が前記本体部と折返し部との間に密着配置されるとともに、その半径方向内端がビードコアに接し、半径方向外側部が本体部の軸方向外側に密着配置されたスティフナーと、カーカス層の半径方向外側に配置されたベルト層およびトレッドゴムとを備え、前記スティフナーを硬度の異なる２種類以上のゴムから構成するとともに、ビードコアから半径方向外側に離れるに従い硬度の低いゴムを配置するようにしたものが知られている。
【０００３】
そして、このような空気入りタイヤを荷重を負荷した状態で走行させると、荷重直下（接地側）のサイドウォール部が撓みながら倒れ込むため、この撓みがビード部に伝達されるが、このとき、カーカス層の折返し部は内部にスチールコードが埋設されて剛性が高く殆ど変形することがないため、前記撓みによりこの折返し部の半径方向外側端の周囲を囲むゴムに大きな圧縮歪が発生するのである。そして、このような圧縮歪は走行により荷重直下となる毎に繰り返し発生するため、該折返し部の半径方向外側端近傍のゴムに亀裂が生じ、ついにはセパレーションへと進展することがある。
【０００４】
このような折返し端セパレーションを防止するため、例えば、折返し部の軸方向外側に密着し非伸長性コードが埋設されたチェーファーを、その半径方向外側端が折り返し部の半径方向外側端より半径方向外側になるよう配置して、ビード部およびサイドウォール部下部の曲げ剛性を向上させ、これにより、サイドウォール部の倒れ込みを抑制して前記圧縮歪を抑制するようにすることも提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなチェーファーを折返し部に密着配置した空気入りタイヤにあっては、前記チェーファーによってサイドウォール部下部の剛性（縦ばね定数）が高くなるため、該サイドウォール部を伝播していく路面からの振動がサイドウォール部に吸収されにくくなり、この結果、振動乗り心地性が低下してしまうという問題点がある。そして、このような問題はサイドウォール部の高さが低い（偏平比の小さな）偏平タイヤほど顕著となるのである。
【０００６】
この発明は、スティフナーを複数種類のゴムから構成した空気入りタイヤにおいて、ビード部耐久性と振動乗り心地性との両立を図ることができる空気入りタイヤを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
このような目的は、略半径方向に延びる本体部および該本体部の軸方向外側において該本体部に沿って延びる折返し部を有するカーカス層と、前記本体部と折返し部との間に配置されたビードコアと、半径方向内側部が本体部と折返し部との間に密着配置されるとともに、その半径方向内端がビードコアに接し、半径方向外側部が本体部の軸方向外側に密着配置されたスティフナーと、カーカス層の半径方向外側に配置されたベルト層およびトレッドゴムと、を備え、タイヤ外側面に沿ってビードコアの中心からタイヤ最大幅位置までの距離をＬとしたとき、該スティフナーの半径方向外端を、ビードコアの中心からタイヤ外側面に沿って7/10Ｌだけ離れた点Ｐと9/10Ｌだけ離れた点Ｑとの間に位置させるようにした空気入りタイヤにおいて、前記スティフナーを硬度の異なる３種類のゴムから構成するとともに、ビードコアから半径方向外側に離れるに従い硬度の低いゴムを配置することで、前記スティフナーを、半径方向最内側に位置し最も硬度の高いゴムからなる第１スティフナー部と、半径方向最外側に位置し最も硬度の低いゴムからなる第３スティフナー部と、第１、第３スティフナー部間に位置し中間硬度のゴムからなる第２スティフナー部とから構成し、さらに、前記スティフナーは、前記第１スティフナー部と第２スティフナー部との境界に、軸方向外端がビードコア近傍に位置し、かつ、該軸方向外端から本体部に接近するに従い半径方向外側に向かうよう傾斜している境界面Ｘを有するとともに、前記第２スティフナー部と第３スティフナー部との境界に、軸方向外端が折返し部の半径方向外端より半径方向外側に位置し、かつ、該軸方向外端から本体部に接近するに従い半径方向内側に向かうよう傾斜している境界面Ｙを有することにより達成することができる。
【０００８】
【作用】
空気入りタイヤが走行すると、荷重直下（接地側）のサイドウォール部に撓みが発生し、この撓みがビード部に伝達される。ここで、スティフナーを硬度の異なる２種類以上のゴムから構成するとともに、ビードコアから半径方向外側に離れるに従い硬度の低いゴムを配置するようにしているので、スティフナーの半径方向最外側に位置するゴムは最も硬度の低い（最軟質の）ゴムとなるが、このような最軟質のゴムが折返し部の半径方向外側端とサイドウォール部の撓み部分との間に適正な量だけ存在していると、前記撓みはビード部に伝達される途中でこの最軟質のゴムの変形により吸収されるため、折返し部の半径方向外側端近傍のゴムに付与される圧縮歪が低減し、該部位のセパレーションが効果的に抑制されてビード耐久性が良好となるのである。また、前述のように空気入りタイヤが走行すると、路面からの振動がサイドウォール部を通じて車体に伝播されるが、このとき、サイドウォール部の下部に位置しているスティフナーが適正量の最軟質ゴムであると、該サイドウォール部の下部の剛性（縦ばね定数）が低い値となるため、偏平タイヤであっても振動乗り心地性が良好となるのである。このようなことからビード部耐久性と振動乗り心地性の両立が図られるのである。そして、前述のビード部耐久性は最軟質のゴムの量が多くなるほど、即ちスティフナーの半径方向外端が半径方向外側に位置するほど良好となり、一方、振動乗り心地性はサイドウォール部下部のゴム量が少なくなるほど、即ちスティフナーの半径方向外端が半径方向内側に位置するほど良好となるが、このスティフナーの半径方向外端がビードコアの中心から9/10Ｌだけ離れた点Ｑより半径方向外側となると、サイドウォール部下部のゴム量が多くなり過ぎて振動乗り心地性が悪化し、一方、スティフナーの半径方向外端がビードコアの中心から7/10Ｌだけ離れた点Ｐより半径方向内側となると、最軟質のゴムの量が少なくなり過ぎてビード部耐久性が悪化してしまうのである。このようなことからスティフナーの半径方向外端を、ビードコアの中心からタイヤ外側面に沿って7/10Ｌだけ離れた点Ｐと9/10Ｌだけ離れた点Ｑとの間に位置させる必要があるのである。
【０００９】
【実施例】
以下、この発明の第１実施例を図面に基づいて説明する。
図１、２において、11は空気入りラジアルタイヤであり、このタイヤ11は一対のビードコア12と、トロイダル状をしたカーカス層13を有し、このカーカス層13は少なくとも１枚、ここでは１枚のカーカスプライ14から構成されている。このカーカス層13は両方のビードコア12の軸方向内側で略半径方向外側に向かって延びる本体部15と、本体部15の半径方向内端からビードコア12を囲みながら折り返されることにより、本体部15の軸方向外側に配置されるとともに、半径方向外側に向かって該本体部15とほぼ平行に延びる折返し部16とを有する。そして、前記カーカスプライ14内にはスチール、アラミド繊維等からなりラジアル方向（子午線方向）に延びるコードが多数本埋設されている。
【００１０】
20は一対のスティフナーであり、これらスティフナー20の半径方向内端はビードコア12に接し、また、その半径方向内側部は前記本体部15と折返し部16との間にこれらに密着した状態で配置され、一方、その半径方向外側部は本体部15の軸方向外側にこれに密着した状態で配置されている。各スティフナー20は硬度（ショアＡ硬度）の異なる２種類以上のゴム、この実施例では３種類のゴム21、22、23から構成され、最も硬度の高いゴム21は半径方向最内側に位置する第１スティフナー部24を構成し、最も硬度の低いゴム23は半径方向最外側に位置する第３スティフナー部26を構成し、中間硬度のゴム22は第１、第３スティフナー部24、26の間に位置する第２スティフナー部25を構成する。この結果、各スティフナー20を構成するゴム21、22、23は、ビードコア12から半径方向外側に離れるに従い順次硬度が低くなるよう配置されていることになるが、この半径方向位置はこれらゴム21、22、23の重心の位置により決定される。ここで、前述のように第１スティフナー部24を最も硬度の高いゴム21から構成したのは、本体部15の変形およびビードコア12の形崩れを効果的に抑制するためであり、一方、第３スティフナー部26を最も硬度の低いゴム23から構成したのは、後述のように伝達中の歪を効果的に吸収するためである。そして、この実施例では、最も硬質である第１スティフナー部24をショアＡ硬度が75度以上、例えば83度のゴム21から、また、最も軟質である第３スティフナー部26をショアＡ硬度が58度以下（数値が小さくなるほど好ましいが、ここでは例えば53度）のゴム23から、さらに、第２スティフナー部25をショアＡ硬度が58度から68度まで、例えば61度のゴム22から構成するとともに、前記第３スティフナー部26のスティフナー20全体に対する体積割合を10％以上としている。また、前記スティフナー20は、前記第１スティフナー部24と第２スティフナー部25との境界に、軸方向外端がビードコア12近傍に位置して折返し部16に接し、かつ、該軸方向外端から本体部15に接近するに従い半径方向外側に向かうよう傾斜している境界面Ｘを有するとともに、前記第２スティフナー部25と第３スティフナー部26との境界に、軸方向外端が折返し部16の半径方向外端より半径方向外側に位置してサイドゴム27に接し、かつ、該軸方向外端から本体部15に接近するに従い半径方向内側に向かうよう傾斜している境界面Ｙを有する。また、これら境界面Ｘ、Ｙの軸方向内端は本体部15上の同一点において交わっている。
【００１１】
そして、このようなタイヤ11を荷重を負荷した状態で走行させると、荷重直下（接地側）のサイドウォール部31に撓みが発生し、この撓みがビード部32に繰り返し伝達される。ここで、前述のようにスティフナー20の半径方向最外側に位置するゴムは最も硬度の低い（最軟質の）ゴム23であるが、このような最軟質のゴム23（第３スティフナー部26）が折返し部16の半径方向外側端とサイドウォール部31の撓み部分との間に適正な量だけ存在していると、前記撓みはビード部32に伝達される途中でこの最軟質のゴム23（第３スティフナー部26）の変形により吸収されるため、折返し部16の半径方向外側端近傍のゴムに付与される圧縮歪が低減し、該部位のセパレーションが効果的に抑制されてビード部耐久性が良好となるのである。また、前述のようにタイヤ11が走行すると、路面からの振動がサイドウォール部31を通じて車体に伝播されるが、このとき、サイドウォール部31の下部に位置しているスティフナー20が適正量の最軟質ゴム23（第３スティフナー部26）であると、該サイドウォール部31の下部の剛性（縦ばね定数）が低い値となるため、タイヤ11が偏平タイヤであっても振動乗り心地性が良好となるのである。このようなことからビード部耐久性と振動乗り心地性の両立が図られるのである。そして、前述のビード部耐久性は最軟質のゴム23（第３スティフナー部26）の量が多くなるほど、即ちスティフナー20の半径方向外端Ｋが半径方向外側に位置するほど良好となり、一方、振動乗り心地性はサイドウォール部31の下部のゴム量が少なくなるほど、即ちスティフナー20の半径方向外端Ｋが半径方向内側に位置するほど良好となるが、このスティフナー20の半径方向外端Ｋがビードコア12の中心Ｇから9/10Ｌだけ離れた点Ｑより半径方向外側となると、サイドウォール部31の下部のゴム量が多くなり過ぎて振動乗り心地性が悪化し、一方、スティフナー20の半径方向外端Ｋがビードコア12の中心Ｇから7/10Ｌだけ離れた点Ｐより半径方向内側となると、最軟質のゴム23（第３スティフナー部26）の量が少なくなり過ぎてビード部耐久性が悪化してしまうのである。このようなことからスティフナー20の半径方向外端Ｋを、ビードコア12の中心Ｇからタイヤ外側面に沿って7/10Ｌだけ離れた点Ｐと9/10Ｌだけ離れた点Ｑとの間に位置させる必要があるのである。ここで、前述した距離Ｌとは、タイヤ外側面に沿って測定したビードコア12の中心Ｇからタイヤ最大幅位置Ｈまでの距離をいう。
【００１２】
前記カーカス層13の半径方向外側にはベルト層36が設けられ、このベルト層36は内部に非伸張性コードが埋設されたベルトプライ37を少なくとも２枚積層することにより構成している。そして、これらベルトプライ37にそれぞれ埋設されたコードは、タイヤ赤道面Ｓに対して所定の角度で交差するとともに、これらベルトプライ37間において互いに逆方向に傾斜し交差している。前記ベルト層36の半径方向外側にはトレッドゴム38が配置され、このトレッドゴム38の外表面には周方向に延びる複数本の主溝39および該主溝39に交差する図示していない横溝が形成されている。
【００１３】
図３はこの発明の第２実施例を示す図である。この実施例においては、第３スティフナー部26の半径方向内端を前記境界面Ｘの軸方向内端より半径方向内側に位置させ、これにより、第１スティフナー部24の半径方向外端部と本体部15との間に最も硬度の低い第３スティフナー部26の半径方向内端部を侵入させている。なお、他の構成、作用は前述の第１実施例とほぼ同様である。
図４はこの発明の第３実施例を示す図である。この実施例においては、第１スティフナー部24より半径方向外側のゴムを本体部15にほぼ平行な曲面で軸方向に２分割し、軸方向外側に位置するとともに半径方向長さの短い部位を中間硬度のゴム22からなる第２スティフナー部25とし、軸方向内側に位置するとともに半径方向長さの長い部位を最軟質のゴム23からなる第３スティフナー部26としている。なお、他の構成、作用は前述の第１実施例とほぼ同様である。
【００１４】
次に、試験例を説明する。この試験に当っては、スティフナーの半径方向外端Ｋをビードコアの中心から 13/20Ｌだけ半径方向外側に離れた点に位置させている従来タイヤと、スティフナーの半径方向外端Ｋをビードコアの中心から5/10Ｌだけ半径方向外側に離れた点に位置させている比較タイヤ１と、スティフナーの半径方向外端Ｋをビードコアの中心から6/10Ｌだけ半径方向外側に離れた点に位置させている比較タイヤ２と、スティフナーの半径方向外端Ｋをビードコアの中心から7/10Ｌだけ半径方向外側に離れた点に位置させている供試タイヤ１と、スティフナーの半径方向外端Ｋをビードコアの中心から8/10Ｌだけ半径方向外側に離れた点に位置させている供試タイヤ２と、スティフナーの半径方向外端Ｋをビードコアの中心から9/10Ｌだけ半径方向外側に離れた点に位置させている供試タイヤ３と、スティフナーの半径方向外端Ｋをビードコアの中心から 10/10Ｌだけ半径方向外側に離れた点（タイヤ最大幅位置Ｈ上）に位置させている比較タイヤ３と、を準備した。ここで、従来タイヤのスティフナーを構成する第１、第２スティフナー部のショアＡ硬度はそれぞれ83度、61度、体積割合はそれぞれ40％、60％であり、また、比較、供試タイヤのスティフナーを構成する第１、第２、第３スティフナー部のショアＡ硬度はそれぞれ83度、61度、53度、体積割合はそれぞれ40％、40％、20％であり、タイヤサイズは 11/70Ｒ22.5であった。次に、これら各タイヤにＪＡＴＭＡ規格の正規内圧（ 8kg/cm２）を充填し、同規格の正規荷重の 250％の荷重を負荷しながらドラム上を時速60kmでビード部にセパレーションに基づく故障が発生するまで走行させた。そして、従来タイヤの走行距離を 100として各タイヤのビード部耐久性を表１に指数で示した。
【表１】
0003850049.tif 000002
また、このような各タイヤを国産乗用車に装着した後、テストコースを時速60kmで走行し、各タイヤの振動乗り心地性をドライバーによるフィーリングで評価した。その結果を表１に示す。次に、これら各タイヤにＪＡＴＭＡ規格の0〜100％の荷重を負荷しながら平面に押し付けてそのときの撓み量を測定し、従来タイヤの撓み量を指数 100として各タイヤの縦バネ定数を求めた。その結果を表１に示す。さらに、これら各タイヤを外周に突起が形成された周速度60km/hで回転しているドラムにＪＡＴＭＡ規格の 100％の荷重で押し付けて、該タイヤが突起を乗り越したときにタイヤの回転軸に与えられる前後方向軸反力、上下方向軸反力を従来タイヤの値を指数 100として求めた。その結果を表１に示す。この試験結果から明らかなように、スティフナーの半径方向外端Ｋ、即ち最も硬度の低いゴムの半径方向外端Ｋを点Ｐと点Ｑとの間に位置させると、タイヤのビード部耐久性と振動乗り心地性との両立を図ることができる。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、スティフナーを複数種類のゴムから構成した空気入りタイヤにおいて、ビード部耐久性と振動乗り心地性との両立を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】    この発明の第１実施例を示す子午線断面図である。
【図２】    ビード部近傍の拡大断面図である。
【図３】    この発明の第２実施例を示す図２と同様の拡大断面図である。
【図４】    この発明の第３実施例を示す図２と同様の拡大断面図である。
【符号の説明】
11…空気入りタイヤ         12…ビードコア
13…カーカス層             15…本体部
16…折返し部               20…スティフナー
21、22、23…ゴム           36…ベルト層
38…トレッドゴム           Ｇ…ビードコアの中心
Ｌ…距離                   Ｐ…点
Ｑ…点                     Ｈ…タイヤ最大幅位置
Ｋ…スティフナーの半径方向外端
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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