JPH0930218A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 操縦安定性および乗り心地性を高いレベルで
両立した空気入りラジアルタイヤについて提案する。 【構成】 一対のビードコア間にわたりトロイド状をな
して跨がるゴム被覆コードのラジアル配列プライからな
るカーカス本体と、該カーカス本体から各ビードコアお
よびこのビードコア上に据えたスティフナーのまわりに
それぞれタイヤの内側から外側へ巻返してのびる上記プ
ライの折返し部とから成るカーカスを骨格とし、該カー
カスの折返し部に沿ってビード部補強層を配置した、空
気入りラジアルタイヤであって、上記ビード部補強層
は、断面が楕円形の有機繊維モノフィラメントのゴム引
き布を、該有機繊維モノフィラメントの楕円形断面にお
ける長軸がカーカスの折返し部と並行になる向きで配置
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、空気入りラジア
ルタイヤ、特に操縦安定性および乗り心地性を両立した
乗用車用空気入りラジアルタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】乗用車用空気入りラジアルタイヤは、ビ
ード部およびサイドウォール部での剛性が比較的低いこ
とから、特に操縦安定性が不足する傾向にある。そこ
で、この操縦安定性を改善するために様々な手段が提案
され、中でもビード部の補強は有力な手段である。

【０００３】この種タイヤは、一対のビードコア間にわ
たり跨がるゴム被覆コードのラジアル配列プライからな
るカーカス本体と、該カーカス本体から各ビードコアお
よびこのビードコア上に据えたスティフナーのまわりに
それぞれタイヤの内側から外側へ巻返してのびる上記プ
ライの折返し部とから成るカーカスを骨格とするのが一
般的であり、このカーカスの折返し部に沿ってビード部
補強層を配置することによって、操縦安定性を改善する
ことが可能である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来、このビード部補
強層には、多数本のスチールコードを配列したゴム引き
布が適用され、高剛性のスチールコードによってビード
部の補強を強化し、操縦安定性の改善が実現されてい
る。しかしながら、高剛性のスチールコードでビード部
を補強することは、一方でタイヤの乗り心地性を低下す
ることになる。すなわち、スチールコードの引張り剛性
および曲げ剛性が高いと、路面の段差を乗り越える際の
ショックを、タイヤの主にサイドウォール部がたわむこ
とで緩衝する作用が抑制されて、乗り心地性が阻害され
る。

【０００５】この乗り心地性は、最近の乗用車の高級化
指向に伴って、操縦安定性とともに重要視され、両者が
高いレベルで両立する乗用車用空気入りタイヤが要望さ
れているところ、スチールコードによるビード部補強層
では、この要望に答えることができなかった。さらに、
スチールコードによるビード部補強層を追加すると、タ
イヤ重量増をまねいて、車の燃費を低下する要因になる
ことも問題であった。

【０００６】そこで、この発明は、操縦安定性および乗
り心地性を高いレベルで両立した空気入りラジアルタイ
ヤについて提案することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】操縦安定性および乗り心
地性を両立するには、トレッド周方向の剛性をスチール
コードによるビード部補強層を配置したタイヤと同等に
保持した上で、タイヤの径方向および幅方向の剛性を低
減することが有効であることを見出した。そして、異方
性のある剛性をタイヤに与えるためには、ビード部補強
層の曲げ剛性にも異方性を付与することが有利である。
すなわち、ビード部補強層の曲げ剛性には、図１(a) に
模式的に示すビード部補強層に、同図(b) に矢印で示
す、補強層表面と直交する向きに生じる変形に抗する能
力（以下、面外曲げ剛性という）と、同図(c) に矢印で
示す、補強層の面内または面に沿って起こる変形に抗す
る能力（以下、面内曲げ剛性という）とがあり、トレッ
ド周方向の剛性を確保するには面内曲げ剛性を高くする
一方、タイヤの径方向および幅方向の剛性を低減するに
は面外曲げ剛性を低くすることが要求されるのである。

【０００８】次に、ビード部補強層の曲げ剛性に異方性
を付与する手法について鋭意検討したところ、ビード部
補強層の構成要素として、有機繊維のモノフィラメン
ト、とりわけ断面が楕円形などのへん平モノフィラメン
トを適用することが有効であることが判明し、この発明
を完成するに到った。ちなみに、有機繊維フィラメント
の撚りコードを用いた場合は、スチールコードを用いた
タイヤに比べて、乗り心地性は格段に改良されるが、そ
の反面操縦安定性の低下が不可避に生じるため、結局ビ
ード部補強層がないタイヤと同程度の性能しか得られな
い。

【０００９】すなわち、この発明は、一対のビードコア
間にわたりトロイド状をなして跨がるゴム被覆コードの
ラジアル配列プライからなるカーカス本体と、該カーカ
ス本体から各ビードコアおよびこのビードコア上に据え
たスティフナーのまわりにそれぞれタイヤの内側から外
側へ巻返してのびる上記プライの折返し部とから成るカ
ーカスを骨格とし、該カーカスの折返し部に沿ってビー
ド部補強層を配置した、空気入りラジアルタイヤであっ
て、上記ビード部補強層は、断面が楕円形の有機繊維モ
ノフィラメントのゴム引き布を、該有機繊維モノフィラ
メントの楕円形断面における長軸がカーカスの折返し部
と並行になる向きで配置して成ることを特徴とする空気
入りラジアルタイヤである。

【００１０】また、有機繊維モノフィラメントがポリエ
ステル製であること、有機繊維モノフィラメントの楕円
形断面における長軸ａと短軸ｂとの比ｂ／ａが0.2 〜0.
8 であること、とりわけ長軸ａが0.5 〜1.0 mmであるこ
と、ビード部補強層の幅方向断面に占める、モノフィラ
メントの楕円形断面における長軸の合計長さが、ビード
部補強層の幅長の40〜80％であること、ビード部補強層
のモノフィラメントは、タイヤの回転軸を中心とした円
周とモノフィラメンとの交点を仮想し、この交点におけ
る円周との接線に対する挟角（以下、傾斜角度と示す）
が10〜45°であること、がそれぞれ有利に適合する。

【００１１】

【発明の実施の形態】図２に、この発明に従う空気入り
タイヤの断面を示す。図中１はビードコア、２はゴム被
覆コードのラジアル配列プライからなるカーカス、３は
ベルト、４はトレッドである。

【００１２】カーカス２は、一対のビードコア１間にわ
たりトロイド状をなして跨がるカーカス本体2aと、該カ
ーカス本体2aから各ビードコア１およびこのビードコア
１上に据えたスティフナー５のまわりにそれぞれタイヤ
の内側から外側へ巻返して延ばしたプライの折返し部2b
とから成る。

【００１３】このカーカスの折返し部2bとスティフナー
５との間には、断面が楕円形の有機繊維モノフィラメン
トのゴム引き布で構成したビード部補強層６を配置し、
ビード部からサイドウォール部の一部に跨がる領域の補
強をはかる。ビード部補強層６は、図３および図４に示
すように、多数本の有機繊維モノフィラメント７をほぼ
等間隔に配列したゴム引き布を折返し部2bに沿って、特
に有機繊維モノフィラメント７の楕円形断面における長
軸がカーカスの折返し部2bと並行になる向きで配置する
ことが肝要である。なお、ビード部補強層６は、カーカ
スの折返し部2bに沿う位置であれば、折返し部2bに関し
てタイヤの内側および外側を問わない。また、モノフィ
ラメントの材質としては、曲げ剛性が高くかつゴムとの
接着性に優れるポリエステルが有利に適合する。

【００１４】ここで、有機繊維モノフィラメント７は、
その断面が楕円形、すなわち楕円または楕円に類似した
形状で、輪郭は曲線であることが好ましい。特に、長軸
ａと短軸ｂとの比ｂ／ａが0.2 〜0.8 の範囲にある楕円
形断面を有する有機繊維モノフィラメントが適してい
る。なぜなら、比ｂ／ａが0.8 をこえて断面が円形にな
ると、ビード部補強層の面外曲げ剛性が高くなって乗り
心地性がスチールコードの場合と同程度まで悪化し、一
方比ｂ／ａが0.2 未満になると、タイヤ走行時の入力に
よりコード折れが発生し易くなって耐久性が阻害される
ためである。

【００１５】なお、有機繊維モノフィラメントが太いほ
ど曲げ剛性は大きくなるが、タイヤとしてはビード部補
強層端付近での剛性段差が大きくなって耐久性に支障が
でるため、フィラメント径は、その長軸ａを1.0 mm以下
に抑えることが好ましい。一方フィラメント径が細すぎ
ると、曲げ剛性が不足するため、長軸ａを0.5 mm以上に
することが好ましい。

【００１６】また、ビード部補強層におけるフィラメン
トの軸方向と直交する断面に占めるモノフィラメントの
楕円形断面における長軸の合計長さが、ビード部補強層
の幅長の40〜80％となる範囲にすることが有利である。
すなわち、40％未満になると、ビード部補強層の曲げ剛
性が不足して操縦安定性が悪化し、一方80％をこえる
と、フィラメント間隔が狭くなりすぎてフィラメントを
起点とするゴム剥離がフィラメント間で容易に進展して
亀裂となり、ビード部補強層におけるセパレーションを
発生して耐久性を阻害するため、40〜80％の範囲に限定
することが好ましい。

【００１７】さらに、図３に示すように、ビード部補強
層におけるモノフィラメントの傾斜角度αは、10〜45°
にすることが好ましい。すなわち、面内曲げ剛性を強化
するには傾斜角度を大きくすること、とりわけ傾斜角度
を45°付近まで大きくすることが有効であるが、面外曲
げ剛性も大きくなってタイヤの幅方向の剛性も増加さ
れ、かつタイヤ径方向の引張り剛性も大きくなって乗り
心地性が悪化するため、傾斜角度は45°以下とする。一
方、傾斜角度が10℃未満になると、タイヤ成形ドラム上
でタイヤを成形する際に、タイヤ径を拡張できなくな
り、製造困難となる。

【００１８】なお、ベルト３は、カーカス２のクラウン
部外周を取囲んで積層した、ゴム被覆スチールコードの
複数層からなり、トレッドゴム中に埋設することによっ
てトレッド４の補強に供される点において在来のこの種
タイヤにおける慣例に従う。

【００１９】

【実施例】表１に示す構造のフィラメントまたはコード
を、図２に示したタイヤのビード部補強層にそれぞれ適
用し、サイズが205 ／60Ｒ15の乗用車用ラジアルタイヤ
を試作した。なお、タイヤのカーカスは、図２とは異な
る２プライ構造とした。かくして得られた各タイヤにつ
いて、操縦安定性、乗り心地性および耐久性の各試験に
供した。その試験結果を表１に併記する。

【００２０】なお、操縦安定性試験は、各タイヤを適用
リムに組み込み規定内圧を充填してから乗用車に装着
し、60〜200 km／ｈの速度で走行したときの、直進安定
性、旋回安定性およびハンドリング性等の項目につい
て、10点満点で官能評価を行って、各項目の評点を平均
して操縦安定性の評点とした。なお、評価はドライバー
２名で実施し、２名の評点の平均を求めた。評価結果
は、スチールコードを適用したタイヤにおける評点を10
0 とした指数で示し、数値が大きいほど高性能である。

【００２１】また、乗り心地性試験は、操縦安定性試験
と同様に、各タイヤを乗用車に装着し、ドライバー２名
による乗り心地性、具体的には40〜80km／ｈの速度で継
目や、ひび割れなど様々な路面通過時のショック感とダ
ンピングについての官能試験を行って、操縦安定性試験
と同様に評価した。

【００２２】さらに、耐久性試験は、各タイヤに2.5 kg
／cmの内圧を充填したのち、25℃±２℃の温度に調整し
た室内中において24時間放置後、空気圧の再調整を行
い、ＪＩＳ常用荷重の２倍の荷重をタイヤに負荷し、直
径約３ｍのドラム上で速度60km／ｈで走行させ、従来タ
イヤ１の故障発生までの走行距離を基準として、その走
行距離を完走したものを「○」で表示し、完走しなかっ
たものについては、従来タイヤ１の走行距離に対する走
行距離を百分率で表示した。

【００２３】

【表１】

【００２４】表１における、発明タイヤと特に比較タイ
ヤ１との比較から明らかなように、フィラメントをへん
平させていくと、操縦安定性を悪化することなしに乗り
心地性が向上することがわかる。これに対して、円形フ
ィラメントを用いた比較例１は、スチールコードを用い
た従来タイヤとほとんど性能差がなく、逆に乗り心地性
に劣ることがわかる。

【００２５】なお、発明タイヤ11はフィラメントのへん
平度が過度の例であるが、この場合は耐久性に問題が生
じる。発明タイヤ13は、長軸が長いため、補強層の端部
でセパレーションをまねき易く耐久性が若干問題にな
る。逆に、発明タイヤ12は長軸が短いため、フィラメン
ト自体の曲げ剛性が小さくなり操縦安定性がやや低下す
る。

【００２６】発明タイヤ15は、打ち込み数が比較的多い
ため、走行中にフィラメント間ゴムがひび割れを起こ
し、耐久性に若干の問題があった。逆に、発明タイヤ14
は、打ち込み数が比較的少ないため、補強材としての曲
げ剛性が小さく、操縦安定性がやや低下する。

【００２７】また、比較タイヤ２は、ＰＥＴ撚りコード
を用いた例であるが、コードの曲げ剛性が不足するた
め、操縦安定性が悪化することが判る。さらに、従来タ
イヤ１と従来タイヤ２との比較から、コードの打ち込み
数を多くすると操縦安定性が向上することがわかるが、
一方補強層の面外曲げ剛性が高くなりすぎて乗り心地性
は極端に悪化することも明らかである。

【００２８】

【発明の効果】この発明によれば、ビード部補強層の設
置によって向上する操縦安定性を犠牲にすることなしに
乗り心地性を向上し、併せて軽量化を達成するから、車
の高性能化および低燃費化に寄与するところは大きい。

【図面の簡単な説明】

【図１】ビード部補強層における曲げ剛性を説明する模
式図である。

【図２】この発明のタイヤ構造を示した図である。

【図３】ビード部補強層の配置を示した図である。

【図４】図３におけるiv−iv線に沿う断面図である。

【符号の説明】

１ ビードコア ２ カーカス 2a カーカス本体 2b 折り返し部 ３ ベルト ４ トレッド ５ スティフナー ６ ビード部補強層 ７ 有機繊維モノフィラメント

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対のビードコア間にわたりトロイド状
   をなして跨がるゴム被覆コードのラジアル配列プライか
   らなるカーカス本体と、該カーカス本体から各ビードコ
   アおよびこのビードコア上に据えたスティフナーのまわ
   りにそれぞれタイヤの内側から外側へ巻返してのびる上
   記プライの折返し部とから成るカーカスを骨格とし、該
   カーカスの折返し部に沿ってビード部補強層を配置し
   た、空気入りラジアルタイヤであって、上記ビード部補
   強層は、断面が楕円形の有機繊維モノフィラメントのゴ
   ム引き布を、該有機繊維モノフィラメントの楕円形断面
   における長軸がカーカスの折返し部と並行になる向きで
   配置して成ることを特徴とする空気入りラジアルタイ
   ヤ。
2. 【請求項２】 有機繊維モノフィラメントがポリエステ
   ル製である請求項１または２に記載の空気入りラジアル
   タイヤ。
3. 【請求項３】 有機繊維モノフィラメントの楕円形断面
   における長軸ａと短軸ｂとの比ｂ／ａが0.2 〜0.8 であ
   る請求項１または２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
4. 【請求項４】 長軸ａが0.5 〜1.0 mmである請求項３に
   記載の空気入りラジアルタイヤ。
5. 【請求項５】 ビード部補強層の幅方向断面に占める、
   有機繊維モノフィラメントの楕円形断面における長軸の
   合計長さが、ビード部補強層の幅長の40〜80％である請
   求項１〜４のいずれか１項に記載の空気入りラジアルタ
   イヤ。
6. 【請求項６】 ビード部補強層のモノフィラメントは、
   タイヤの回転軸を中心とした円周とモノフィラメンとの
   交点を仮想し、この交点における円周との接線に対する
   挟角が10〜45°である請求項１〜５のいずれか１項に記
   載の空気入りラジアルタイヤ。