JPH07144507A - ラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 扁平ラジアルタイヤにおいて、タイヤ断面の
カーカスプロファイルと、ベルト幅の適正化によって、
ショルダー部のカーカス張力を増加させて横剛性を高
め、しかも縦たわみが不足せず充分な接地幅を確保で
き、乗心地、操縦安定性を良好に保持できるようにす
る。 【構成】 カーカス最大幅位置Ａの高さｈをタイヤセク
ションハイトＨに対して４０％〜４９％、ベルト層幅Ｗ
ｂをカーカスライン最大幅Ｗａに対し７５〜９０％と
し、最大幅位置Ａより上部のショルダー部のカーカスラ
インは、ベルト層の端点Ｂと最大幅位置Ａとを通る自然
平衡形状による長楕円ラインより内側にずれ、カーカス
最大幅位置Ａから下部側のカーカスラインは、最大幅位
置Ａと、ビード部のリムフランジに対する離反点と同高
さ位置のカーカスライン上の点Ｄとを通る自然平衡形状
による長楕円ラインより外側にずれたカーカスプロファ
イルとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、扁平率６０％以下の比
較的扁平なラジアルタイヤに関するものである。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】ラジアル
タイヤは、図５に示すように、両端部がビード部（１
３）に有するビードコア（１２）で折返されて支持され
たラジアル方向のコード配列よりなるカーカス（１１）
と、トレッド部（１５）のカーカス（１１）の外側に配
されたベルト層（１６）とを有している。ベルト層（１
６）の外側には繊維コード等よりなるベルト補強層（１
７）が配されることも多い。

【０００３】近年、操縦安定性が重視される乗用車等の
車両には、扁平率〔タイヤセクションハイト（Ｈ）とタ
イヤ最大幅（Ｗ）の比：Ｈ／Ｗ〕の小さい扁平ラジアル
タイヤが使用されることが多くなってきている。

【０００４】一般に、このような扁平ラジアルタイヤ
は、高い操縦安定性が求められるが、扁平率（Ｈ／Ｗ）
の大きいタイヤに比べて乗心地の悪化を余儀なくされて
いる。すなわち、タイヤの扁平率とコーナリングパワー
との関係を例示する図６から明らかなように、タイヤ断
面形状を扁平にすると、コーナリングパワーが増大する
ことはよく知られている。したがって、操縦安定性を向
上させるためには、コーナリングフォースの増大と同時
に、タイヤの横剛性を増大させることが必要である。

【０００５】従来、操縦安定性の向上を図るべく横剛性
を増加させる手段として、一般にはビード部の外側にポ
リエステル、ナイロン、スチール繊維等のコード層より
なる補強材を用いる方法が採られていた。

【０００６】ところが、補強材の弾性率が高いものほ
ど、タイヤの横剛性が増加する反面、縦剛性も同時に増
加し、このため乗心地性能が悪化することになる。

【０００７】特に扁平タイヤの場合は、縦たわみが不足
し、接地面積を充分に確保できず、予期するコーナリン
グフォースが得られず、むしろ操縦安定性を悪化させる
場合もある。また補強材の使用によりタイヤ重量が増加
する等の欠点もある。

【０００８】そこで、タイヤ断面におけるカーカスプロ
ファイルを、自然平衡形状によるカーカスラインに対し
て、タイヤに荷重が作用したときの変形形状により近づ
けた形状にすることが提案されている。

【０００９】例えば、特公昭６１−２８５２１号公報お
よび特公昭６１−２８５２２号公報には、正規内圧（空
気圧）を負荷したときのカーカスラインを、カーカス最
大幅位置より上部側（特にショルダー部）では前記の自
然平衡形状のカーカスラインより外側にずらせ、また下
部側（特にビード部付近）では内側にずらせたカーカス
プロファイルを採用することとし、これにより転がり抵
抗の低減を図る一方、ベルト張力およびビード部の張力
を高め、ショルダー部のカーカス張力を低めにして、コ
ーナリングパワーを増加させるとともに縦剛性を低くす
ることで、操縦安定性および乗心地の向上を図ることが
提案されている。

【００１０】しかしながら、タイヤの扁平率を小さくし
た場合には、その形状効果によって、ベルト張力が増加
し、サイドウォール部のカーカス張力が低下する傾向に
あることは周知の事実である。

【００１１】そのため、前記提案のカーカスプロファイ
ルによるものでは、扁平率が比較的大きいタイヤの場合
には効果があるが、扁平率６０％以下の扁平なタイヤに
なると、ベルト張力が過度に高くなりすぎて、接地面積
を充分に確保できず、またカーカス張力の低下により横
剛性が低下して、かえって操縦安定性が低下することに
なる。さらにベルト張力の過度の増加は縦剛性を増加さ
せ、乗心地の悪化を招く結果となる。

【００１２】本発明は、上記に鑑みてなしたものであ
り、扁平率６０％以下の比較的扁平なラジアルタイヤに
おいて、タイヤ断面におけるカーカスプロファイルを、
カーカス最大幅位置より上部側では膨みを抑え、下部側
で膨みを強調した形状にして、ショルダー部のカーカス
張力を高めて横剛性を増大させると同時に、このカーカ
スプロファイルとベルト幅の適正な組合せにより、前記
の横剛性を良好に保ちつつ荷重負荷時に適度の縦たわみ
を確保することとし、重量増大および乗心地性能の悪化
を伴うことなく操縦安定性を向上せんとしたものであ
る。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
本発明は、カーカスの外側にベルト層を有する扁平率６
０％以下のラジアルタイヤであって、正規リムに組みか
つ正規内圧を充填した状態のタイヤ断面形状において、
カーカスの最大幅位置（Ａ）のビードベースラインから
の高さ（ｈ）をタイヤセクションハイト（Ｈ）に対して
４０％〜４９％とし、ベルト層の幅（Ｗｂ）をカーカス
の最大幅（Ｗａ）に対して７５〜９０％とし、カーカス
最大幅位置（Ａ）より上部側のショルダー部のカーカス
ラインは、ベルト層の端点（Ｂ）とカーカス最大幅位置
（Ａ）とを通る自然平衡形状による長楕円ライン（図１
において破線で示す）を基準として、該長楕円ラインよ
り内側にずれており、またカーカス最大幅位置（Ａ）か
ら下部側のカーカスラインは、カーカス最大幅位置
（Ａ）と、ビード部のリムフランジに対する離反点と同
高さ位置のカーカスライン上の点（Ｄ）とを通る自然平
衡形状による長楕円ライン（図１において破線で示す）
を基準として、該長楕円ラインより外側にずれているこ
とを特徴とする。

【００１４】前記のラジアルタイヤにおいて、ショルダ
ー部のカーカスラインは、カーカス最大幅位置（Ａ）と
ベルト層の端点（Ｂ）のビードベースラインからの高さ
の差（Ｘ）の１／２の高さ位置における前記長楕円ライ
ン上の点（Ｃ）において１ｍｍ以上内側にずれ、またカ
ーカス最大幅位置（Ａ）より下部側のカーカスライン
は、カーカス最大幅位置（Ａ）とカーカスライン上の点
（Ｄ）のビードベースラインからの高さの差（Ｙ）の１
／２の高さ位置における前記長楕円ライン上の点（Ｅ）
において２ｍｍ以上外側にずれていることが望ましい。

【００１５】すなわち、前記のショルダー部のカーカス
ラインの自然平衡形状による長楕円ラインに対するずれ
が１ｍｍ以内になると、ショルダー部の膨みを抑えたこ
とによるカーカス張力増大の効果が小さくなり、また下
部側のカーカスラインの自然平衡形状の長楕円ラインに
対するずれが２ｍｍ以内になると、下部側の膨み形状に
よる縦剛性低減の効果が小さくなる。

【００１６】

【作用】上記したラジアルタイヤであると、正規内圧を
充填した状態のタイヤ断面形状におけるカーカスライン
は、従来の通常の扁平タイヤのような自然平衡形状によ
る長楕円ラインに比して、カーカス最大幅位置（Ａ）の
高さ（ｈ）が低く設定され、しかもカーカス最大幅位置
（Ａ）より上部側のショルダー部のカーカスラインは、
基準となる自然平衡形状による長楕円ラインよりも内側
にあるため、ショルダー部の張出しが抑えられて曲率変
化も小さく、その結果、このショルダー部においてカー
カス張力が増加し、タイヤの剛性、特に横剛性が増大す
ることになる。

【００１７】その一方、カーカス最大幅位置（Ａ）から
下部側のカーカスラインは、基準となる自然平衡形状に
よる長楕円ラインより外側にあって、この下部側でやや
膨みが強調された形状をなしているため、この下部側で
はカーカス張力が低くなり、縦剛性の増加が抑えられ
る。

【００１８】しかも、ベルト層の幅（Ｗｂ）がタイヤカ
ーカス最大幅（Ｗａ）に対し７５〜９０％に設定されて
いるために、ヘルト張力の過度の増大を抑え、しかもこ
れが前記のショルダー部で膨みを抑えかつ下部側で膨み
を強調したカーカスライン形状と相まって、ショルダー
部で高い横剛性を保ちつつ、荷重負荷時に適度の縦たわ
みをつくり出すことができ、従来品と変らない接地面
積、乗心地性能を確保できる。

【００１９】

【実施例】次に本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。

【００２０】図１は本発明に係るタイヤのカーカスプロ
ファイルの説明図であり、図２は本発明によるタイヤの
半部断面図である。

【００２１】図２において、ラジアルタイヤは、両側の
ビードコア（２）を備えるビード部（３）と、該ビード
部（３）から半径方向外向きに延びるサイドウォール部
（４）と、その上端をつなぐトレッド部（５）とよりな
り、その内周に沿って両端がビードコア（２）で折返さ
れて支持されたカーカス（１）を備え、またトレッド部
（５）のカーカス（１）の外側にはベルト層（６）を備
えており、必要に応じてその外側にキャッププライ（７
ａ）あるいはエッジプライ（７ｂ）等と称するコード補
強層（７）が配される。

【００２２】カーカス（１）は、コードをタイヤ幅方向
センター（赤道）に対して約８０〜９０°の角度に配列
したコード配列層からなり、コードとしては、レーヨ
ン、アラミド、ポリエステル等の繊維コードあるいはス
チールコードが用いられる。またベルト層（６）はスチ
ールコードや高張力を有する繊維コードをタイヤセンタ
ーに対し比較的小さい角度で配列したコード層よりな
る。コード補強層（７）は例えばタイヤセンターに対し
て０〜１０°の角度のコード配列よりなるものである。

【００２３】このタイヤは、正規リム（８）に組み込ん
で正規内圧（標準内圧）を充填した状態において、ビー
ドベースライン（Ｌ）からトレッド部（５）の上表面で
あるタイヤトレッド面までの高さ、いわゆるタイヤセク
ションハイト（Ｈ）と、タイヤ最大幅（Ｗ）との比（Ｈ
／Ｗ）が０．６以下、すなわち扁平率６０％以下のタイ
ヤである。

【００２４】そして、タイヤの断面形状において、カー
カス（１）のプロファイルは、次のように構成されてい
る。

【００２５】図１において、カーカス最大幅位置（Ａ）
のビードベースライン（Ｌ）からの高さ（ｈ）は、タイ
ヤセクションハイト（Ｈ）に対して０．４０Ｈ〜０．４
９Ｈ、すなわちその高さの比（ｈ／Ｈ）が４０〜４９％
の範囲に設定されており、従来のタイヤよりカーカス最
大幅位置（Ａ）が低位置にある。

【００２６】また、前記カーカス（１）に隣接するベル
ト層の幅（Ｗｂ）は、カーカス最大幅（Ｗａ）に対して
０．７５Ｗａ〜０．９０Ｗａ、すなわちその幅の比（Ｗ
ｂ／Ｗａ）が７５〜９０％の範囲に設定されており、従
来のタイヤよりやや幅が小さく設定されている。

【００２７】そして、タイヤの断面形状において、カー
カス（１）のプロファイルは次のように構成されてい
る。

【００２８】図１において、カーカス最大幅位置（Ａ）
より上部側のカーカスライン、特にベルト層（６）の端
点（Ｂ）とカーカス最大幅位置（Ａ）との間のカーカス
ライン（この発明ではショルダー部のカーカスラインと
する）は、ベルト層（６）の端点（Ｂ）とカーカス最大
幅位置（Ａ）とを通る自然平衡形状による長楕円ライン
（図１の破線）を基準として、該長楕円ラインより内側
にずれている。このショルダー部のカーカスラインの内
側へのずれは、カーカス最大幅位置（Ａ）とベルト層端
点（Ｂ）のビードベースライン（Ｌ）からの高さの差
（Ｘ）の１／２の高さ位置における前記長楕円ライン上
の点（Ｃ）において１ｍｍ以上であるのが、実施上好ま
しい。

【００２９】またカーカス最大幅位置（Ａ）から下部側
のカーカスラインは、カーカス最大幅位置（Ａ）と、ビ
ード部（３）のリムフランジ（８ａ）に対する離反点と
同高さ位置のカーカスライン上の点（Ｄ）とを通る自然
平衡形状による長楕円ライン（図１の破線）を基準とし
て、該長楕円ラインより外側にずれている。この下部側
のカーカスラインの外側へのずれは、カーカス最大幅位
置（Ａ）とカーカスライン上の点（Ｄ）のビードベース
ライン（Ｌ）からの高さの差（Ｙ）の１／２の高さ位置
における前記長楕円ライン上の点（Ｅ）において２ｍｍ
以上であるのが、実施上が好ましい。

【００３０】そのためカーカス最大幅位置（Ａ）よりも
上部側のカーカスラインは、基準となる長楕円ラインよ
り膨みが抑えられ、また下部側のカーカスラインは基準
となる長楕円ラインよりやや膨んだ形状でビード部
（３）に連続している。

【００３１】なお、前記の自然平衡形状による長楕円ラ
インは、タイヤ幅方向センターのカーカスライン上の点
（Ｑ）、点（Ｂ）（Ａ）（Ｄ）を通る長楕円であらわす
こともできる。

【００３２】しかして、上記のような断面形状のラジア
ルタイヤによれば、そのカーカスラインは、従来の通常
の扁平タイヤのような自然平衡形状による長楕円ライン
に比して、カーカス最大幅位置（Ａ）の高さ（ｈ）がタ
イヤセクションハイト（Ｈ）に対して４０％〜４９％と
低く設定されている。しかもカーカス最大幅位置（Ａ）
より上部側のショルダー部のカーカスラインでは、基準
となる自然平衡形状による長楕円ラインよりも内側にあ
るため、ショルダー部の張出しが抑えられて、このショ
ルダー部のカーカス張力が増加し、タイヤの剛性、特に
横剛性が増大する。

【００３３】一方、カーカス最大幅位置（Ａ）から下部
側のカーカスラインは、基準となる自然平衡形状による
長楕円ラインより外側にあって、この下部側でやや膨み
が強調された形状をなしているため、この下部側ではカ
ーカス張力が低くなり、縦剛性がそれほど高くならず、
荷重負荷時に縦方向に適度にたわむことができる。

【００３４】特に、ベルト層（６）の幅（Ｗｂ）がタイ
ヤカーカス最大幅（Ｗａ）に対して７５〜９０％に設定
されているために、ベルト張力の過度の増大を抑え、か
つこれが前記のカーカスライン形状と相まって、ショル
ダー部で高い横剛性を保ちつつ、荷重負荷時に適正な縦
たわみをつくり出すことができ、従来品と変らない接地
面積、乗心地性能を確保できる。

【００３５】上記の効果を確認するために、タイヤ断面
形状におけるカーカス（１）のプロファイルが、上記の
本発明の実施例タイヤ（実施例）と、自然平衡形状によ
る従来例タイヤ（従来品）とについて、それぞれの縦剛
性と横剛性、さらに操縦安定性、乗心地および高速耐久
性を調べた。また同時に、カーカス最大幅位置（Ａ）の
高さ（ｈ）とタイヤセクションハイト（Ｈ）との高さの
比（ｈ／Ｈ）およびベルト層の幅（Ｗｂ）とカーカス最
大幅（Ｗａ）の比（Ｗｂ／Ｗａ）のいずれか一方が本発
明からはずれるタイヤ（比較例１〜３）についても調べ
た。その結果は下記表１のとおりである。

【００３６】ただし、試験に供したタイヤは、いずれも
カーカス：レーヨンコードによるカーカス２プライ、ベ
ルト層：スチールベルト２層、ベルト補強層：ナイロン
繊維コードによるキャッププライとエッジプライ各１層
のタイヤ構造（図２および図５参照）で、タイヤサイ
ズ：２３５／４５ ＺＲ１７のタイヤを用い、正規リム
に装着し、その内圧を２．５ｋｇ／ｃｍ² とした。

【００３７】縦剛性は、正規荷重４５０ｋｇ／ｍｍ² 、
高荷重５７０ｋｇ／ｍｍ² として、ＦＥＭ計算によって
算出した。

【００３８】すなわち、縦剛性は、所定の縦荷重（Ｗ0
）を基準として、同荷重に一定の荷重（α）をプラス
およびマイナスしたとき（Ｗ0 ＋αおよびＷ0 −α）の
それぞれの縦たわみ（Ｒ1 ）および（Ｒ2 ）を求め、２
α／（Ｒ1 −Ｒ2 ）の式により静的縦バネ定数として算
出する。また横剛性は、前記縦荷重の０．３倍の横荷重
を負荷させて、同横荷重を横荷重が作用した時の横たわ
みで除して算出する。

【００３９】高速耐久性は、規定リムに装着し、規定空
気圧（３．０ｋｇ／ｃｍ² ）を充填し、試験荷重（４７
３ｋｇ）を負荷し、ある速度で一定時間走行させるとと
もに、一定時間毎に順次速度を上げながら走行させ、故
障が生じたときの速度と時間により性能としたもので、
従来品を１００として指数で表示した。

【００４０】また操縦安定性、乗心地については、実施
テストによる操縦者の官能評価とし、従来品を１００と
して指数で表示した。

【００４１】

【表１】

【００４２】上記表１から明らかなように、本発明の実
施例タイヤの場合、従来品に比して、縦剛性を略同等に
保持しつつ横剛性を高めることができ、操縦安定性が良
好で、しかも乗心地も充分に満足でき、また高速耐久性
も良好であった。

【００４３】なお、単にカーカス最大幅位置を低くした
比較例１は乗心地が低下し、またベルト幅をかなり狭く
した比較例２は、乗心地だけでなく高速耐久性が劣るこ
とになった。さらにカーカス最大幅位置を下げずにベル
ト幅を本発明と同様にした比較例３は操縦安定性が劣る
ことになった。

【００４４】特に、本発明品と従来品とのカーカス張力
の分布状況を比較すると、図３に示すようになり、本発
明品の場合、カーカス最大幅位置より上部側の特にショ
ルダー部のカーカス張力が従来品に比して高くなってい
る。すなわちタイヤの横剛性が従来品よりも向上する。

【００４５】さらに、正規荷重から高荷重に変化したと
きの、接地幅と接地長の変化を図４に示している。図に
おける（ａ）は正規荷重での接地幅と接地長を、（ｂ）
は高荷重での接地幅と接地長を示している。

【００４６】この図４から明らかなように、ベルト幅と
カーカス最大幅との比（Ｗｂ／Ｗａ）が大きい比較例１
では、高荷重での縦剛性が大きく充分な接地幅を確保で
きないが、本発明品の場合は、従来品と略同程度の接地
幅つまりは接地面積を確保できる。そのため充分に高い
操縦安定性を確保でき、乗心地も良好に確保されるので
ある。

【００４７】

【発明の効果】上記したように本発明によれば、扁平率
６０％以下のタイヤであるにも拘らず、カーカス最大幅
位置が、カーカスラインが自然平衡形状による長楕円ラ
インよりなる従来タイヤよりも低く、しかもカーカス最
大幅位置より上部側のショルダー部のカーカスラインを
自然平衡形状による長楕円ラインより内側にずらせて膨
みを抑える一方、下部側のカーカスラインを前記長楕円
ラインより外側にずらせて膨みを強調したプロファイル
としたことにより、上部側のショルダー部でのカーカス
張力が増加して、タイヤの特に横剛性が増加し、しかも
下部側ではその膨み形状のためにカーカス張力が低くな
り、この下部側で荷重負荷時の縦たわみを確保できる。

【００４８】特に本発明では、ベルト層の幅を、タイヤ
カーカス最大幅に対し７５〜９０％に設定しているため
に、ベルト層の張力が過度に増大せず、前記下部側の膨
らみ形状と相まって、高い横剛性を保ちつつ縦方向の適
正な縦たわみをつくり出すことができ、従来品と変らな
い接地面積を確保できる。

【００４９】したがって、本発明によれば、重量の増大
および乗心地性能の悪化を伴うことなく操縦安定性の向
上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のカーカスプロファイルの略示説明図で
ある。

【図２】本発明の実施例タイヤの半部断面図である。

【図３】本発明品と従来品との荷重負荷状態でのカーカ
スコード張力の分布状態のグラフである。

【図４】本発明品と従来品との接地幅と接地長の変化を
示すグラフである。

【図５】従来タイヤの半部断面図である。

【図６】タイヤの扁平率とコーナリングパワーの関係を
示すグラフである。

【符号の説明】

（１） カーカス （２） ヒードコア （３） ビード部 （４） サイドウォール部 （５） トレッド部 （６） ベルト層 （７） ベルト補強層 （８） リム （８ａ） リムフランジ （Ａ） カーカス最大幅位置 （Ｂ） ベルト層の端点 （Ｄ） カーカスライン上の点 （Ｌ） ビードベースライン （Ｈ） タイヤセクションハイト （ｈ） カーカス最大幅位置のビードベースラインか
らの高さ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】カーカスの外側にベルト層を有する扁平率
   ６０％以下のラジアルタイヤであって、正規リムに組み
   かつ正規内圧を充填した状態のタイヤ断面形状におい
   て、 カーカスの最大幅位置（Ａ）のビードベースラインから
   の高さ（ｈ）をタイヤセクションハイト（Ｈ）に対して
   ４０％〜４９％とし、ベルト層の幅（Ｗｂ）をカーカス
   の最大幅（Ｗａ）に対して７５〜９０％とし、 カーカス最大幅位置（Ａ）より上部側のショルダー部の
   カーカスラインは、ベルト層の端点（Ｂ）とカーカス最
   大幅位置（Ａ）とを通る自然平衡形状による長楕円ライ
   ンを基準として、該長楕円ラインより内側にずれてお
   り、 またカーカス最大幅位置（Ａ）から下部側のカーカスラ
   インは、カーカス最大幅位置（Ａ）と、ビード部のリム
   フランジに対する離反点と同高さ位置のカーカスライン
   上の点（Ｄ）とを通る自然平衡形状による長楕円ライン
   を基準として、該長楕円ラインより外側にずれているこ
   とを特徴とするラジアルタイヤ。
2. 【請求項２】ショルダー部のカーカスラインは、カーカ
   ス最大幅位置（Ａ）とベルト層の端点（Ｂ）のビードベ
   ースラインからの高さの差（Ｘ）の１／２の高さ位置に
   おける前記長楕円ライン上の点（Ｃ）において１ｍｍ以
   上内側にずれ、 カーカス最大幅位置（Ａ）から下部側のカーカスライン
   は、カーカス最大幅位置（Ａ）とカーカスライン上の点
   （Ｄ）のビードベースラインからの高さの差（Ｙ）の１
   ／２の高さ位置における前記長楕円ライン上の点（Ｅ）
   において２ｍｍ以上外側にずれていることを特徴とする
   請求項１に記載のラジアルタイヤ。