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Patent Searching and Data


Title:
STUDLESS TIRE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/099108
Kind Code:
A1
Abstract:
Disclosed is a studless tire with which straight-running stability can be increased even with low tread rigidity. In a cross-section passing through the center axis with the studless tire (10) mounted on a specified rim (11) and filled to a specified internal pressure, where the ratio B/A of the distance A in the radial direction of the tire from the bladder ring split position to the position of the greatest tire width to the distance B in the radial direction of the tire from the bladder ring split position to the tread ring split position, is referred to as the side shape factor, the side shape factor is 0.52 to 0.55 on the mounted outboard half in the tire width direction and 0.45 to 0.5 on the mounted inboard half in the tire width direction, or is 0.5 to 0.55 on the mounted outboard half in the tire width direction and 0.45 to 0.48 on the mounted inboard half in the tire width direction.

Inventors:
WATABE RYOICHI (JP)
KUROKAWA MAKOTO (JP)
Application Number:
JP2009/051899
Publication Date:
August 13, 2009
Filing Date:
February 04, 2009
Export Citation:
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Assignee:
BRIDGESTONE CORP (JP)
WATABE RYOICHI (JP)
KUROKAWA MAKOTO (JP)
International Classes:
B60C3/06; B60C5/00; B60C9/08; B60C11/00
Domestic Patent References:
WO2008001913A12008-01-03
WO2007072924A12007-06-28
Foreign References:
JP2007015596A2007-01-25
JPS61188203A1986-08-21
JP2003191710A2003-07-09
JP2009090912A2009-04-30
JP2007176417A2007-07-12
Other References:
See also references of EP 2248681A4
Attorney, Agent or Firm:
SUGIMURA, Kenji et al. (3-2-1 Kasumigaseki, Chiyoda-k, Tokyo 13, JP)
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Claims:
 所定リムに装着され所定内圧が充填された状態における中心軸線を通る断面において、
ブラダリング割位置からトレッドリング割位置までのタイヤ半径方向距離Bに対する、ブラダリング割位置からタイヤ最大幅を与える位置までのタイヤ半径方向距離Aの比B/Aをサイド形状係数と呼ぶとき、このサイド形状係数は、車両への装着下で車両の幅方向両外側(以下、車両装着外側という)のタイヤ幅方向半部では0.52~0.55であってかつ車両への装着下で車両の幅方向内側(以下、車両装着内側という)のタイヤ幅方向半部では0.45~0.5であるか、もしくは、車両装着外側のタイヤ幅方向半部では0.5~0.55であってかつ車両装着内側のタイヤ幅方向半部では0.45~0.48であることを特徴とするスタッドレスタイヤ。
 タイヤ内面に沿ったペリフェリ長さは、前記車両装着外側に配置されるタイヤ幅方向半部で長く、車両装着内側に配置されるタイヤ幅方向半部で短く、それらのペリフェリ長さの差は2%以内であることを特徴とする請求項1に記載のスタッドレスタイヤ。
 車両装着外側に対するサイド形状係数Xdと車両装着内側に対するサイド形状係数Xcとするとともに、前記所定内圧を充填し所定荷重下で-0.5°のキャンバ角を付けて接地したときの、タイヤ接地面の幅方向中心から接地幅の40%離れた位置における、車両装着内側の接地長さをCとし、車両装着外側の接地長さをDとしたとき、式(1)で表されるサイド形状非対称度Xと、式(2)で表される接地形状非対称度Yとは、式(3)を満足することを特徴とする請求項1もしくは2に記載のスタッドレスタイヤ。
Description:
スタッドレスタイヤ

 本発明は、氷雪上を走行する車両に取り けられるスタッドレスタイヤに関し、特に 直進走行安定性を向上させることができる のに関する。

 スタッドレスタイヤにおいては、ドライ路 における操縦安定性を確保しつつも氷雪走 性能を高めるため、サイプを多数本設けた 、極めて柔らかいゴムを用いたりすること よりトレッド剛性を低く抑えている。

特開2007-176417号公報

 しかしながら、トレッド剛性が低いこと より、直進安定性が十分でなくこの点にお る改善が求められているが、このためにト ッド剛性を高くしてしまっては必要な氷雪 行性能を得ることはできない。

 本発明は、このような問題点に鑑みてな れたものであり、低いトレッド剛性でも直 安定性を高めることのできるスタッドレス イヤを提供することを目的とする。

 なお、本発明のスタッドレスタイヤは、 記目的を達成するために、その車両への装 下での車両幅方向外側の半部の断面形状と 車両幅方向内側の半部の断面形状とに所定 範囲の非対称性を付与するものであり、こ ような非対称タイヤは、夏用タイヤとして 知られているものの、スタッドレスタイヤ しては未だ実現していない。スタッドレス イヤでは、高い氷雪走行性能が要求される め、夏用タイヤに比べてトレッドゴムの弾 率が極端に低く、夏用タイヤに適用した非 称化の手法をそのまま用いることは難しく したがって、本発明は、直進安定性を高め ことができ、しかも、極端に低いトレッド 性を有するスタッドレスタイヤに最適な非 称化技術を提供することにある。

 <1>は、所定リムに装着され所定内圧 充填された状態における中心軸線を通る断 において、ブラダリング割位置からトレッ リング割位置までのタイヤ半径方向距離Bに 対する、ブラダリング割位置からタイヤ最大 幅を与える位置までのタイヤ半径方向距離A 比B/Aをサイド形状係数と呼ぶとき、このサ ド形状係数は、車両への装着下で車両の幅 向両外側(以下、車両装着外側という)のタイ ヤ幅方向半部では0.52~0.55であってかつ車両へ の装着下で車両の幅方向内側(以下、車両装 内側という)のタイヤ幅方向半部では0.45~0.5 あるか、もしくは、車両装着外側のタイヤ 方向半部では0.5~0.55であってかつ車両装着内 側のタイヤ幅方向半部では0.45~0.48であること を特徴とするスタッドレスタイヤである。

 <2>は、<1>において、タイヤ内面 沿ったペリフェリ長さは、前記車両装着外 に配置されるタイヤ幅方向半部で長く、車 装着内側に配置されるタイヤ幅方向半部で く、それらのペリフェリ長さの差は2%以内 あることを特徴とするスタッドレスタイヤ ある。

 <3>は、<1>もしくは<2>において 車両装着外側に対するサイド形状係数Xdと 両装着内側に対するサイド形状係数Xcとする とともに、前記所定内圧を充填し所定荷重下 で-0.5°のキャンバ角を付けて接地したときの 、タイヤ接地面の幅方向中心から接地幅の40% 離れた位置における、車両装着内側の接地長 さをCとし、車両装着外側の接地長さをDとし とき、式(1)で表されるサイド形状非対称度X と、式(2)で表される接地形状非対称度Yとは 式(3)を満足することを特徴とするスタッド スタイヤである。

 <1>によれば、サイド形状非対称度Xが 1.0~5.0%となるよう構成したので、詳細を後述 るように、偏摩耗を発生させることなく直 安定性を向上させることができる。

 <2>によれば、タイヤ内面に沿ったペ フェリ長を、前記車両装着外側に配置され タイヤ幅方向半部で長く、車両装着内側に 置されるタイヤ幅方向半部で短くしたので これについても詳細を後述するように、直 安定性をさらに向上させることができる。 た、タイヤ内面に沿ったペリフェリ長の、 両装着内外の差を2%以内としたので、接地 能と、操舵力の路面への伝達性能とを両立 せることができ、車両装着外側のペリフェ 長を長くしすぎると、操舵力の路面の伝達 悪くなってしまう。

 <3>によれば、式(3)における(Y-0.045)/X トレッド剛性ファクタZと呼ぶとすると、こ トレッド剛性ファクタZを0.7~1.0としたので 詳細を後述するように、氷雪性能と直進安 性との両立を確実なものにすることができ 。

本発明のタイヤの幅方向断面を示す図 ある。 サイドウォール形状が対称なタイヤの 地形状を示す図である。 サイドウォール形状が非対称なタイヤ 接地形状を示す図である。

符号の説明

1 ビード部
2 サイドウォール部
3 トレッド部
4 ラジアルカーカス
5 ビードコア
10 スタッドレスタイヤ

 図1は、本発明に係る実施形態のスタッド レスタイヤを、所定リム11に装着し所定内圧 充填した状態における中心軸線を通る断面 おいて示す断面図であり、このスタッドレ タイヤ10は、1対のビード部1の径方向外側に 1対のサイドウォール部2を配置し、これらサ ドウォール部2間に跨ってトレッド部3を配 して構成される。また、それらのビード部1 は、それぞれビードコア5が配設されるとと もに、ラジアルカーカス4がそれらのビード ア5の間に架け渡され、その側部をビードコ 5の周りに折り返すことによりビードコア5 係止される。

 本発明に係るスタッドレスタイヤ10は、 定リム11に装着し所定内圧を充填した状態に おける中心軸線を通る断面において、サイド ウォール部2における形状が、車両への装着 勢において、車両装着内側に位置する幅方 半部と、車両装着外側に位置する幅方向半 とで形状が異なることを特徴としており、 体的には、ブラダリング割位置からトレッ リング割位置までのタイヤ半径方向距離Bo、 Biに対する、ブラダリング割位置からタイヤ 大幅を与える位置Po、Piまでのタイヤ半径方 向距離Ao、Aiの比Ao/Bo、Ai/Biをサイド形状係数 呼ぶとき、車両装着外側のタイヤ幅方向半 ではサイド形状係数Ao/Boを0.52~0.55としかつ 両装着内側のタイヤ幅方向半部ではサイド 状係数Ai/Bi を0.45~0.5とするか、もしくは、 両装着外側のタイヤ幅方向半部ではサイド 状係数Ao/Boを0.5~0.55としかつ車両装着内側の イヤ幅方向半部ではサイド形状係数Ai/Bi を 0.45~0.48とする。

 また、サイドウォール部の形状の非対称 合いを表すファクタとして、車両装着外側 対するサイド形状係数Xd(=Ao/Bo)とし、車両装 着内側に対するサイド形状係数Xc(=Ai/Bi)とし 、式(1)で表されるXをサイド非対称度と呼ぶ すると、Xdが0.55でXcが0.45のときに0.05であり 、Xdが0.5でXcが0.48のとき0.01、そして、Xdが0.52 でXcが0.5のときも0.01であることから、本発明 のタイヤのサイド非対称度Xは、0.01~0.05であ ということができる。

 なお、図示において、Poは、車両装着外 におけるタイヤ最大幅はWtを与える点を、Pi 、車両装着内側におけるタイヤ最大幅はWt 与える点をそれぞれ表す。

 ここで、上記における所定内圧、所定リ とは以下によって定義される。すなわち、 定内圧とは所定の産業規格に記載されてい 適用サイズにおける所定荷重に対応する空 圧のことであり、また所定リムとは同規格 記載されている適用サイズにおける標準リ (または“Approved Rim”、“Recommended Rim”)の ことである。なお、上記における所定荷重と は、上記所定の産業規格に記載されている適 用サイズにおける単輪の最大荷重(最大負荷 力)のことである。

 かかる産業規格については、タイヤが生 もしくは使用される地域においてそれぞれ 効な規格が定められており、これらの規格 、例えば、アメリカ合衆国では“The Tire an d Rim Association Inc. Year Book”(デザインガイ を含む)により、欧州では、“The European Tir e and Rim Technical Organization Standards Manual” より、日本では日本自動車タイヤ協会の“JA TMA YEAR BOOK”によりそれぞれ規定されている 。

 また、タイヤ幅方向半部とは、本明細書 おいて、タイヤを所定リムに装着し所定内 を充填した状態においてリムの幅方向中心 通り、タイヤ回転中心軸に直交する平面CL 区切られる左右それぞれの半部をいうもの する。

 そして、ブラダリング割位置とは、タイ を金型内で加硫するに際し、金型を構成す ブラダリングとサイドモールドとの境目に 応するタイヤ表面上の位置をいい、そこに その境目によって形成された周方向に延在 る微少凸条が形成されている。

 また、トレッドリング割位置とは、タイ を金型内で加硫するに際し、金型を構成す トレッドリングとサイドモールドとの境目 対応するタイヤ表面上の位置をいい、そこ はその境目によって形成された周方向に延 する微少凸条が形成されている。

 以下に、本発明のスタッドレスタイヤ10 作用について説明する。タイヤは、一般的 これを車両に装着した状態では、直進性を 保するため、地面に接する下側が車両装着 側に、上側が車両装着内側となるよう傾斜 て取り付けられ、車両を前面から見たとき 姿勢がハの字状となる、いわゆる、ネガテ ブキャンバが付与されている。

 そして、サイド非対称性がゼロ、すなわ 車両装着内側と外側とのサイドウォール形 が対称であるタイヤを上記のようにネガテ ブキャンバを付与して装着した場合、その 地圧形状は図2に示すように、タイヤ接地面 における幅方向中心線を境とする車両装着内 側の領域で接地圧は高くなり、接地長は長く なり、車両装着外側の領域で接地圧は低く、 接地長は短い。

 対称な接地形状を維持して走行している 合には、路面からノイズ入力により車両に 着されている左右のタイヤの負荷バランス 変化したとても、各タイヤには横方向の力 発生しないので車両を横に移動させる力も じないが、上記のように非対称の接地形状 継続走行している場合には、各タイヤには 方向の力が発生しているが左右のタイヤの 力が相殺されていることによって車両の直 性が保持されていて、このような状態にお て、左右いずれか一方のタイヤに路面から 力したノイズは、左右のタイヤの横力にお るバランスを崩し、車両には横方向の力が 生しやすくなってしまう。

 したがって、直進操縦安定性を向上させ ためには、接地形状を、タイヤ接地面の幅 向中心線に関する左右対称性をよくする必 があり、本発明は、このことに着目してな れたものであり、接地形状の左右対称性を 上させるための手段として、車両装着外側 半部の剛性を、車両装着内側の半部の剛性 り低くすることによって、車両装着外側の 部のトレッド部を車両装着内側の半部より きく膨出させるものである。

 そして、このように左右の半部でトレッ 部の膨出量に差をつけるための第1の方策は 、図2に示すように、所定内圧を充填し所定 重下で-0.5°のキャンバ角を付けて接地した きの、タイヤ接地面の幅方向中心線Lから接 幅の40%離れた位置における、車両装着内側 接地長さをCとし、車両装着外側の接地長さ をDとして、式(2)で表される接地形状非対称 をYとしたとき、タイヤに荷重をかけない状 において、サイド形状非対称度Xがゼロの場 合には、ネガティブキャンバ付の荷重下では 接地形状非対称度Yが大きくなってしまうの 、逆に、本発明は、タイヤに荷重をかけな 状態において、車両装着外側に対するサイ 形状係数Xdを、車両装着内側に対するサイド 形状係数Xcより大きくなるようサイドウォー 部の形状を非対称にすることによって、図3 に示すように、接地形状非対称度Yを小さく え、このことによって、直進安定性を向上 せることを可能にするものである。

 すなわち、この第1の方策は、車両装着外側 に対するサイド形状係数を高めることによっ てその半部の剛性を低下させるものであるが 、そのメカニズムは次の通りである。すなわ ち、サイド形状係数が大きい車両装着外側の 半部は、そのショルダー部における曲率半径 Roが、図1に示すように、車両装着内側の半部 のショルダー部における曲率半径Riより小さ 、タイヤ内圧Pのほとんどをラジアルカーカ ス4が担っているとすると、厚さt、曲率半径R のラジアルカーカス4には、薄肉円筒にかか 周方向応力の式(4)で表される周方向応力Tが かり、よって、周方向応力Tは、曲率半径の 大きい車両装着内側の半部で大きく、曲率半 径の小さい車両装着外側の半部で小さくなる 。

 このように、第1の方策によれば、車両装 着外側に対するサイド形状係数Xdを、車両装 内側に対するサイド形状係数Xcより大きく ることによって、車両装着外側の半部のラ アルカーカス4の周方向応力Tを下げてその剛 性を減少させ、よって、車両装着外側の半部 全体の剛性を低下させ、その結果、トレッド 部を車両装着内側の半部より大きく膨出させ ることができる。

 なお、接地形状非対称度Yを表す式(2)にお いて、C、Dは、本明細書においては、それぞ 、接地面の幅方向中心線Mから接地面の総幅 Wの40%だけそれぞれ車両装着外側、および、 側に離れた幅方向位置における接地長さと て定義されるものであり、これらの長さが じであれば接地面非対称性はゼロであると るものである。

 以上のように、サイド形状係数Xd、Xcを最 適化することによって直進安定性を向上させ ることができるが、スタッドレスタイヤのサ イド形状係数Xd、Xcの最適な具体的な範囲と て、車両装着外側に対するサイド形状係数Xd を0.52~0.55としかつ車両装着内側に対するサイ ド形状係数Xcを0.45~0.5とするか、もしくは、 両装着外側に対するサイド形状係数Xdを0.5~0. 55としかつ車両装着内側に対するサイド形状 数Xcを0.45~0.48とする必要があり、Xdが0.52未 でかつXcが0.5を越え、もしくは、Xdが0.5未満 かつXcが0.48を越えものとした場合には、サ ド形状非対称度Xが小さすぎて直進安定性を 向上させることができず、一方、Xdが0.55を越 え、もしくは、Xcが0.45未満であるものとした 場合には、サイド形状非対称度Xが大きくな すぎて、接地形状非対称度Yが大きくなって まって直進安定性を悪化させることに加え 偏摩耗を発生する可能性が高くなってしま 。

 以上の説明において、接地形状非対称度Y を小さく抑え、接地形状の対称性を向上させ るのに最適なサイド形状非対称度Xはトレッ 剛性に大きく依存し、したがって、トレッ 剛性の高いサマータイヤのサイド形状非対 度Xを、氷雪性能を確保するためにトレッド 性低く抑えらなければならないスタッドレ タイヤに適用することはできず、しかも、 タッドレスタイヤにおいては、単にトレッ 剛性が低いことに起因して直進安定性が悪 することも考慮して最適なサイド形状非対 度Xを設定する必要があり、これらの点にお いて、スタッドレスタイヤの非対称性の最適 化はサマータイヤに比べて遙かに複雑である 。

 以上のように、スタッドレスタイヤ10に いては、トレッド剛性を、氷雪性能を確保 るのに必要十分なものにする必要があり、 して、接地形状非対称度Yとサイド形状非対 度Xとの関係はトレッド剛性に大きく依存す るので、このことを利用してスタッドレスタ イヤのトレッド剛性の好ましい範囲を設定す ることができ、具体的には、トレッド剛性を 実験的によく表す、式(3)における(Y-0.045)/Xを レッド剛性ファクタZと呼ぶとして、剛性フ ァクタZが0.7~1.0の範囲となるようにするのが 好ましい。ただし、X、Yはそれぞれ、前述 サイド形状非対称度、および、接地形状非 称度を表す。

 また、左右の半部でトレッド部の膨出量 差をつけるための第2の方策は、スタッドレ スタイヤ10において、車両装着外側半部のタ ヤ内面に沿ったペリフェリ長さL2(図1参照) 、車両装着内側半部のタイヤ内面に沿った リフェリ長さL1(図1参照)より長くするもので あり、これによって、車両装着外側半部のト レッド部を車両装着内側半部に対してさらに 膨出させることができ、一層好ましい。これ は、ペリフェリ長さを長くすれば、タイヤ半 径方向に作用する荷重に対してその半部のバ ネが柔らかくなるためであり、このように、 車両装着外側半部のタイヤ内面に沿ったペリ フェリ長さL2を車両装着外側半部のペリフェ 長さL1より長くすることにより、車両装着 側半部の剛性を低下させ、その結果、トレ ド部を車両装着内側の半部より大きく膨出 せることができる。しかしながら、L1とL2と 差を大きくしすぎると、タイヤ幅方向、周 向対するバネも柔らかくなりすぎて操舵性 伝達能力が低下するので、これらの差は2% 内となるようにするのが好ましい。

 サイド形状非対称度Xだけが異なるスタッ ドレスタイヤを試作し、その接地形状非対称 度Yおよびこれを実車に装着した際の各種運 性能を実車評価し、タイヤの諸元および評 結果を表1に示した。試作したスタッドレス イヤのサイズは195/65R15であった。

 このタイヤを車両に装着するに際しては このスタッドレスタイヤをサイズ6Jのリム 装着しこのタイヤの所定内圧である200kPaを 填した。

 接地形状非対称度Yは、その定義に従い、 荷重4.71N、キャンバ角度-0.5°の条件で測定を った。

 また、実車評価は、上記サイズのタイヤ 後輪駆動車に装着してドライバーに助手席1 名乗車分の60kgを加えた荷重の下で評価した また、耐偏摩耗特性については、ドラムテ トにおいて、前記キャンバ角度を付与した 件のもと80km/hで走行させ、4000km走行後の車 装着内側における摩耗量を測定し、比較例 100とする指数で表した。数値が大きい方が 摩耗量が大きく、耐偏摩耗特性が劣る。

 まず、乾燥路、雪路での操縦安定性は、 ーナリング時の車両挙動の正確性および反 速度について、ドライバーが10点満点で総 評価した。

 次に、乾燥路、雪路での直進安定性は、 進時の車両安定性とハンドルを軽く切った きの反応速度について、ドライバーが10点 点で総合評価した。

 雪路での制動性は、アンチロックブレー 付きの車両で走行し、40km/hからフル制動し ときの制動距離を計測し、比較例の測定結 を100としたときの指数として表した。この 数が大きいほど制動性能が優れている。