JPH0133363B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明はラジアルタイヤ、とくに乗用自動車
への使途に適合すべく、ビード部からサイド部に
かけて剛性の強化を図つて操縦安定性を改善した
ラジアルタイヤを提案しようとするものである。 ラジアルタイヤはよく知られているように、タ
イヤのラジアル方向と実質上平行にコードを配列
した層の１プライまたは少数プライからなるカー
カスと、カーカスとクラウン位置にトレツド相当
幅の非伸長性ベルト層を配置した基本構造を有す
るところ、高内圧を充てんして使用されるトラツ
ク・バス用等重荷重用タイヤではともかく、それ
に比べてはるかに低内圧で使用される乗用車用の
場合には、カーカス固有の特性として、各種方向
に作用する外力に対する変形の容易さから、これ
が上下方向に対しては良好な乗心地として現わ
れ、る反面、前後方向及び左右方向に対しては逆
に過剰変形による操縦応答性の遅れや、安定性不
良をもたらし勝ちである。 従来乗心地の有利性を維持しつつ上記過剰変形
に基く欠点を改善する方策として、タイヤのビー
ドからサイド部に亘るいわゆるサイドウオールの
下方区域に、種々の手段をもつて剛性向上が図ら
れているが、補強の割には効果が少なかつたり、
補強部内或は補強部近傍のセパレーシヨン故障等
が指摘され、予期した効果を達するに至つていな
いのが実情である。 米国特許第3853163号に開示される補強構造は、
その１例を示すものであるがこれによると、カー
カス折返しのタイヤ軸方向外側におけるビードワ
イヤの水準からタイヤ断面高さの45％位置を上限
とするサイドウオール下方区域にタイヤの周方向
に対し5゜〜15゜の角度で金属コードを配列して成
るストリツプの１枚を配置して補強することが説
明されている。この補強構造は金属コードの配列
方向の関係上周方向の剛性が向上する反面乗心地
特性を損なわない点では優れているにしても、コ
ード材がカーカスコード材及び埋設ゴムなどの隣
接または周辺部材に比べ極めて剛直な割にはなお
補強効率の面で充分でない。 この発明は、ビードからサイド部にわたる範囲
をとくに有効に補強することにより操縦安定性を
著るしく向上させたラジアルタイヤを提案するも
のである。この発明は一対環状のビードリング
と、ビードリングのそれぞれからサイド部、さら
に両サイド部をつないでクラウン部へとトロイド
状に連なるラジアル配列のナイロン、ポリエステ
ルおよびレーヨンより選んだ繊維コードプライの
少なくとも１枚からなるカーカスとで補強し、カ
ーカスプライを両裾縁でビードリングのまわりに
軸方向内側から外側に向かつて巻上げた折返しと
カーカスとの間にビードリングの上部からサイド
部区域へ先細りをなして延びるゴムフイラーを充
たしてビード部を、またカーカスのまわりに非伸
張性ベルト層を重ねてクラウン部を、それぞれ強
化したラジアルタイヤにおいて、ゴムフイラーと
カーカスプライの折返しとの間にて、該ゴムフイ
ラーに密着する芳香族ポリアミド繊維コードまた
は金属コードをビードリング位置からカーカスコ
ードに対し45゜〜75゜の範囲で傾斜配列した１枚の
付加層を、ビード部ベースよりトレツド頂点まで
のラジアル方向距離で定義されるタイヤ断面高さ
の50％〜75％までの間にわたつて配置すること
と、上記ゴムフイラーが少なくとも300Kg／cm²の
動的弾性率を有することとにより、タイヤのサイ
ド部からビード部にかけてこれらの部分の曲げ中
立軸を、ビードリングに向うに伴いゴムフイラー
のゲージが増加するに従つて、付加層位置からゴ
ムフイラー内へその厚みの中心よりも付加層に近
いところを通し漸次に移したことを特徴とする操
縦安定性に優れる乗用車用空気入りラジアルタイ
ヤである。 以下図面にもとずき説明する。 第１図にこの発明に従うタイヤの横断面を便宜
上左側半分でのみ示しているが、赤道面Ｏ−Ｏを
中心に左右対称であることは勿論である。 この図においてタイヤ１をリムＲに組みつけて
使用内圧を充てんした形状でもつて示すように、
タイヤ１はリム係合位置のビード部２からサイド
部３、トレツド部４と順次トロイド状に連なる。
これらの各部分は常法により、ナイロン、ポリエ
ステル、レーヨンなどで知られる繊維コードをタ
イヤのラジアル方向と実質上平行に配列したゴム
引き層の１プライまたは少数プライ、図示の例で
は２プライからなるカーカス５をもつて補強し、
その両端部をビードリング２′のまわりに外側へ
向つて巻き上げ折返し５′を形成する。カーカス
５と折返し５′との間はビードリング２′の上端よ
りサイド部３の区域へ延びるゴムフイラー６を充
たすものとし、また、カーカス５のクラウン７は
トレツド４の幅一ぱいにわたりベルト層８を重ね
強化する。 ゴムフイラーは、次のような組成がこの発明に
適合する。即ち、天然ゴム、ジエン系ゴム、ジエ
ン系共重合体ゴムまたはそれらの任意の割合のブ
レンドゴムからなる群から選ばれた硫黄加硫可能
なゴムに、熱硬化性樹脂を、上記ゴム100重量部
に対し５〜30なかでも８〜30、とりわけ15〜25重
量部、更に熱硬化性樹脂用硬化剤たとえばヘキサ
メチレンテトラミンを0.5〜５重量部配合し、所
要に応じて更に上記配合剤以外に通常のゴム用配
合剤として用いられる補強剤、充てん剤、老化防
止剤、加硫促進剤、活性剤、軟化剤、可塑剤、粘
着剤などを適宜配合して成り、少くとも300Kg／
cm²以上、好ましくは600〜1500Kg／cm²の動的弾性
率を有するものがそれである。ここに配合する熱
硬化性樹脂としてはフエノール樹脂、クレゾール
樹脂あるいはそれらの樹脂を任意の割合で変性し
た変性樹脂たとえばカシユー変性フエノール樹
脂、カシユー変性クレゾール樹脂、クレゾール変
性フエノール樹脂、リノール酸、リノレイン酸、
オレイン酸などのオイルで変性したオイル変性フ
エノールまたはクレゾール樹脂、その他キシレ
ン、メシチレンなどのアルキルベンゼンで変性し
たアルキルベンゼン変性フエノールまたはクレゾ
ール樹脂やニトリルゴムなどのゴムで変性したフ
エノールあるいはクレゾール樹脂などが含まれ
る。 この発明において、カーカス５と折返し５′と
の間には上記組成に成るゴムフイラー６に加えて
付加層９を配置する。 この付加層９は2.5×10⁵Kg／cm²以上の高弾性率
コードを、ラジアル配列カーカスプライのコード
に対し45゜〜75゜の範囲で傾斜配列したゴム引き層
の１枚から成りゴムフイラー６と密着関係にあ
る。付加層９のコード角の設定は、ラジアル方向
の位置によつて傾斜角が変化するため便宜上ビー
ドワイヤ上面から付加層上方端迄の曲面に沿つた
距離の1/2地点における値を代表値とする。付加
層９に用いる高弾性率コードとしてはスチールで
代表される金属コード、また有機繊維コードでは
芳香族ポリアミド繊維（商標名Kevelarとして知
られる）などをあげることができる。付加層９
は、ビードリング２′の位置、図においてはビー
ドリング２′の上縁から厚みが漸減するゴムフイ
ラー６と一体にサイド部３区域へ延び、この実施
例においてその上端はビードフイラー６それを越
えてトレツド方向へ延長している。この発明にお
いて付加層９の上端位置につきビードベースから
トレツド頂点迄のラジアル方向距離で定義される
タイヤ断面高さをＨとすると、高さＨに対するビ
ードベースから付加層９の上端迄の同方向距離Ｋ
は50％〜75％の範囲とする。 この発明において重要なことは、タイヤが荷重
を受けたり、更に加えて曲線走行或は旋回走行時
に踏面と水平な方向に生じる遠心力を受たときタ
イヤのサイド部に曲げ変形が生じるが、その場合
曲げ変形の中立軸は第１図に１点鎖線Ｎ−Ｎで示
す位置を通ることである。すなわち付加層９とカ
ーカス５または折返し５′との間にゴムフイラー
が介在しないサイド部上方域における積層コード
層の薄肉区域においては、これらの中心に位置す
る付加層９内を中立軸が通るがビードリング２′
に向うに従つてゴムフイラー６のゲージが増加す
るにつれ、中立軸は付加層からさきにのべた第１
図の１点鎖線Ｎ−Ｎのようにして高い動的弾性率
を有するゴムフイラー６内へその厚みの中心より
も付加層９に近いところを通るように漸次に移
る。 ここにゴムフイラー６と付加層９の密着構造の
場合曲げ変形下での断面２次モーメントは中立軸
の上記移動量すなわち付加層９からのへだたりの
二乗に比例するため、ビード部２に高弾性率ゴム
フイラーのみの単独使用或は付加層のみの単独配
置によつて期待できぬ程大きく、かつ適切な断面
２次モーメントを得ることができ補強効率が高
い。 この場合、ゴムフイラー６と強化層９の密着配
置であつても、もしゴムフイラーの動的弾性率が
300Kg／cm²に満たなかつたり付加層９のコードの
弾性率が2.5×10⁵Kg／cm²以下の場合中立軸の必要
なゴムフイラー内への移動は望めない。 ゴムは本来引張り剛性の1.5倍以上の圧縮剛性
を有し、ゴムフイラーは曲げ変形時に圧縮力が作
用する部分に位置しており、しかもその動的弾性
率は通常の値に比べ格段に高く、更にゴムフイラ
ー６と密着関係にあつて曲げ変形時に張力が作用
する付加層９のコードの弾性率が2.5×10⁵Kg／cm²
以上と極めて高いことによつて、中立軸のゴムフ
イラー内への必要な移動を可能にするのである。
中立軸のゴムフイラー内への移動量は、その意味
でゴムフイラーの動的弾性率への依存が大きく、
タイヤ製造時の作業性を考慮し600〜1500Kg／cm²
の範囲が一層望ましい。 付加層９のコードとして如何に弾性率が高いも
のを用いてもコードの配列角度を無視しては予期
する効果が得られずタイヤとして必要な他の特性
を損う場合がある。強化層コードの角度範囲決定
に当つて行つた実験結果を以下に述べる。 第２図は付加層９に擬して試作した試験片の平
面概略図、そして第３図は上記試験片より得た圧
縮剛性及びせん断剛性を示すグラフである。 第２図において試験片Ｓは所定ゲージの方形ゴ
ムにスチールコードＣを平行に配列した層の１枚
を埋設したもので、タイヤのカーカスのコード方
向（ラジアル方向）に相当する線Ｍ−Ｍに対する
コードＣのなす角をαにて示す。また矢印ｓ，
s′は試験片Ｓに加えるせん断力の方向をそして矢
印ｖ，v′は同様に圧縮力の方向を示す。 第３図に示すグラフは横軸にコード角αを、縦
軸に指数表示による剛性を夫々表わす。図中実線
で表わしたせん断剛性はコード角αが45゜位置で
最大値を有する上に凸の放物線形状を呈し、他方
破線で表わした圧縮剛性は、コード角αが0゜のと
き最大値を有しαが10゜から45゜にかけて直線状に
減少する特異な曲線を呈している。これらの特性
曲線をタイヤに当てはめた場合、せん断剛性を高
めることはタイヤの周方向剛性を高めることを意
味しタイヤの操縦性に効く要因でありまた、圧縮
剛性を低減させることは、タイヤの良好な乗心地
を維持することを意味する。 第３図における両曲線より低い圧縮剛性と高い
せん断剛性を兼ね備えたコード角αの範囲は45゜
〜75゜更に好ましくは55゜〜72゜である。 このようにして成るコード層即ち付加層９をタ
イヤに適用した場合（第１図）、ビード部ベース
から上端迄の距離Ｋはタイヤの最大幅地点が通常
位置するタイヤ断面高さＨの50％位置を、トレツ
ド方向に越えるのと越えないのとでは補強効果の
面でタイヤの操縦安定性に与える影響が非常に大
きいことが発明者らの実車試験でわかつた。この
発明の目的を達成するには距離Ｋはタイヤ断面高
さＨの50％〜75％が必要でありまた55％〜65％の
範囲が一層望ましいのである。 またビード部ベースからゴムフイラー上端迄の
距離Ｌのタイヤ断面高さＨに対する比率は30％〜
70％の範囲を推奨することができる。第１図では
付加層９の上端部とカーカス３につき互に密着し
た例を示しているが必要に応じシート状の緩衝ゴ
ム層を両者間に介在させることを可とし、またこ
の緩衝ゴム層を介在させる代り、ゴムフイラー６
の上端を付加層９の上端を越えて若干上方にまで
延長させることもまた可能である。 折返し５′の先端１０（図示の例でカーカスプ
ライが複数の場合は最上端）は後述する例のよう
に付加層９の上端よりも低い位置にとどめること
ができるが第１図に示す実施例のように、ゴムフ
イラー６及び付加層９の各上端を越えてトレツド
方向へ延長し、カーカス５と折返し５′間にゴム
フイラー６と付加層９とを完全に密封した場合剛
性向上の面で効果が高く、更に付加層９のコード
がスチールの場合一層効果的である。しかし用途
によつては、付加層との対比で折返し上端１０を
比較的低い位置にとどめることができることは勿
論である。 なお符号１１はインナーライナーそして１２は
外被ゴムを夫々示す。 なおゴムフイラー６に対する付加層９（第１
図）、の配置側の如何を問わずとくに図のように
カーカスプライ５_-1，５_-2と複数プライを適用す
る場合、アウタープライ５_-2をゴムフイラー６、
付加層９に関し軸方向外側へ延長することにより
これらをプライ５_-1と５_-2の内側へ密封すること
も当然に可能である。 この発明につき、サイズ195／70H14の供試タ
イヤに適用して実車フイーリングによる操縦安定
性テスト及び耐久性テストを実施し性能を確認し
たタイヤのカーカスは、1250d／２ポリエステル
コードをラジアル方向に配列したゴム引きプライ
の２枚、そしてベルト層は１×５×0.25のスチー
ルコードをタイヤのラジアル方向（タイヤの赤道
面と直交する方向）に対し73゜で配列しプライ間
で異方向に交差するように重ね合わせたゴム引き
プライの２枚とした。なおゴムフイラー、付加層
及びカーカスプライ折返しの配置関係は第１図の
例を採用し、付加層のコードはベルト層に用いた
ものと同じ種類のスチールコードのゴム引き層と
した。配置関係の諸元を第１表に示す。

【表】 またゴムフイラーの配合例及び物性を第２表に
示す。

【表】 この供試タイヤをサイズ５ 1/2Ｊのリムに組み
1.7Kg／cm²の内圧を充てんして、乗用車用の４輪
に装着しアスフアルト舗装の周回路で操縦安定性
のフイリイグテストを行つた。 テスト方法は、通常走行において考えられる種
種の速度条件における車線乗移り及びスラローム
テストである。テストの結果従来のこの種のタイ
ヤでは得られないハンドルの切れ味、車輛の応答
性及び安定性であるとのドライバーの評価を得
た。 また耐久テストはとくにこの発明にもとずく補
強部に大きい負担を与えるよう特別の高内圧高荷
重によるドラム走行テストを行つた、試験条件は
第３表の通りである。

【表】 上記走行粁を完走後タイヤを切断し補強部を調
べてみたが全たく異常は認められず、充分な耐久
性が実証された。 以上のべたようにしてこの発明によれば、とく
に乗用車用ラジアルタイヤにおいて要請される充
分な乗り心地性能に劣化を伴うことなく操縦安定
性の効果的な改善が耐久性の悪化なしに実現され
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のタイヤの半截断面図、第２
図は付加層の剛性試験テストピースの説明図、第
３図は剛性線図である。 ２……ビード部、３……サイド部、４……トレ
ツド部、５……カーカス、５′……折返し、６…
…ゴムフイラー、７……クラウン、９……付加
層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一対環状のビードリングと、ビードリングの
   それぞれからサイド部、さらに両サイド部をつな
   いでクラウン部へとトロイド状に連なるラジアル
   配列のナイロン、ポリエステルおよびレーヨンよ
   り選んだ繊維コードプライの少なくとも１枚から
   なるカーカスとで補強し、 カーカスプライを両裾縁でビードリングのまわ
   りに軸方向内側から外側に向かつて巻上げた折返
   しとカーカスとの間にビードリングの上部からサ
   イド部区域へ先細りをなして延びるゴムフイラー
   を充たしてビード部を、またカーカスのまわりに
   非伸張性ベルト層を重ねてクラウン部を、それぞ
   れ強化したラジアルタイヤにおいて、 ゴムフイラーとカーカスプライの折返しとの間
   にて、該ゴムフイラーに密着する芳香族ポリアミ
   ド繊維コードまたは金属コードをビードリング位
   置からカーカスコードに対し45゜〜75゜の範囲で傾
   斜配列した１枚の付加層を、ビード部ベースより
   トレツド頂点までのラジアル方向距離で定義され
   るタイヤ断面高さの50％〜75％までの間にわたつ
   て配置することと、上記ゴムフイラーが少なくと
   も300Kg／cm²の動的弾性率を有することとにより、 タイヤのサイド部からビード部にかけてこれら
   の部分の曲げ中立軸を、ビードリングに向うに伴
   いゴムフイラーのゲージが増加するに従つて、付
   加層位置からゴムフイラー内へその厚みの中心よ
   りも付加層に近いところを通し漸次に移した ことを特徴とする操縦安定性に優れる乗用車用空
   気入りラジアルタイヤ。 ２ ゴムフイラーがその上端で付加層を越えトレ
   ツドに向けて延びる特許請求の範囲第１項に記載
   のタイヤ。 ３ ゴムフイラーがその上端でタイヤの断面高さ
   の30％〜70％の範囲にまで達し付加層の上端の手
   前に位置する特許請求の範囲第１項に記載のタイ
   ヤ。 ４ カーカスプライ折返し端がゴムフイラー及び
   付加層の上端を越えトレツドに向けて延び、カー
   カスとその折返しとの間にゴムフイラー及び強化
   層を完全に封じ込んだ特許請求の範囲第１項、第
   ２項又は第３項に記載のタイヤ。 ５ ゴムフイラーの動的弾性率が600〜1500Kg／
   cm²の範囲である特許請求の範囲第１項記載のタイ
   ヤ。 ６ 付加層の上端がタイヤ断面高さの55％〜65％
   にまで達する特許請求の範囲第１項に記載のタイ
   ヤ。 ７ 付加層のコードの傾斜配列がカーカスコード
   に対し55゜〜72゜である特許請求の範囲第１項に記
   載のタイヤ。 ８ 付加層のコードがスチールである特許請求の
   範囲第１項に記載のタイヤ。 ９ 付加層のコードが芳香族ポリアミド繊維であ
   る特許請求の範囲第１項に記載のタイヤ。