JPS6094803A - 乗心地のよいベルト補強空気入りゴムタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 乗心地のよいベルト補強空気入りゴムタイヤに関しこの
明細書に述べる技術内容は、路■１上の突起の如き障害
物を車両の走行中にタイヤか踏み越すときに、タイヤを
介して車両に伝わる弾性振動の有効な抑ル１１によって
、乗心地の適切な改善を目脂した開発成果に関連し、ベ
ルト補強をもつ空気入りゴムタイヤの屈している技術の
分野を占めている。

（背景技術） 一般にベルト補強を看する空気入はゴムタイヤの典型例
は、ラジアルタイヤとして広く普及しているか、このラ
ジアルカーカス構造タイヤＧま耐摩耗性およびコーナリ
ング・ブレーキングなどσ）諸物件において、かっての
ノくイアスカーカス構造に比べはるかに有利である。こ
れはトレ′ンドとカーカスの間にてタイヤ赤道面つまり
トレ′ノド部中央円周を含む面を挾み互いに比較的浅い
角度で交差する向きに金属コードを配列した少なくとも
２枚のゴム引き層よりなるベルトをもってカーカスにい
わゆるたか効果を生じさせ、トレッド部の剛性な縦・横
双方の向きに高くしていることによる。

（従来技術とその間照点） ところかこのトレッド部の剛直さは、路面上の突起の如
き障害物を乗越して通過する際にその突起なトレッド部
の撓曲により包込む能力（以下エンベローピング性とい
う）のｍｌではその著しい低下な来すため、該突起の踏
み伺は反力が振動源としてタイヤに作用し、乗心地性能
が損なわわることとなる。

乗心地性能を改＠する方法として、ベルトにおける金属
コードの層間交角を大きくしたり、またベルトの幅を狭
くＴるなど、タイヤの組曲きのベルトＭｌ性を減少させ
ることにより、前記エンベローピング性を改良すること
が試みられたが、ベルト端部での拘束性の急減少が余儀
なくされる結果、トレッドショルダ一部での耐幽耗性能
が低下し、タイヤの耐摩耗性において不利となる。また
このようにして車両のはね虱上下方向の振動レベルは減
少するものの、同じく前後方向の振動レベルは却って大
きくなり、これらを同時に改善するわけにはいかないこ
とが判った。

（発想の端緒） 発明者はトレッド剛性の最適任の観点より前述した上下
方向振動および前後方向振動の相反関係のメカニズムを
明砕にし、上下方向振動レベルを同時に、かつ大幅に改
良すべく紗意研究してきた結果、トレッド部の横方向の
全体にわたるようなトレッドの縦向きの剛性を緩和しよ
うとする従来の考え方に反し、金属コードを用いた２枚
以上のゴム引き層から成るベルトの両側区域において、
ある一定の範凹にわたり特定の弾性高を有する有機繊維
フードの追加補強層を配ｆａｒることにより、上下方向
およびｉｌ＋後方向振動を同時にかつ大１咄に借減され
ることを見出した。

（発明の目的） 上記の知見に基いた実験をあまた重ねた結果解明された
ところに従い、ベルト補強を有する空気入りゴムタイヤ
の乗心地を、タイヤの他の緒特性就中耐摩耗性の態化を
伴うことなく有効に改善することがこの発明の目的であ
る。

（発明の構成） 上記の目的は次の事項を骨子とする仕組みにより適確に
実現される。

円筒状をなすトレッド部の両側にサイドウオールおよび
ビード部をそなえこれら各部を、一方のビード部から他
方のビード線にわたりトレッド部の中央円周を含む平面
と直交する半径面又はこれと比較的浅い角度で交わる平
面内に延ひるコードを用いた少くとも］プライから成る
カーカスと、このカーカスをトレッド部の幅−はいにわ
たって取囲み、上記中央円周を含む面を挾み互いに比較
的浅い角度で交差する向きに金がコードを配列し・た少
くとも２枚のゴム引き層より成るベルトとをもって補強
した、ベルト補強空気入りゴムタイヤにつき、トレッド
部の幅の２５〜８５％に当る幅をもってベルトの両側域
を、その側端よりもわずかにはみ出しタイヤの半径方向
の内側および外側から挾んで配置した有機繊維コードの
ゴム引き層より成る追加補強層を有し、その有機繊維コ
ードは１０％伸長Ｆ＃弛性率が６００〜４０００に９ｆ
／−であって、ベルトの金ｒコードで形成されるひし形
格子を実質的に２等分する向きの配列に成ることを特徴
とする、乗心地のよいベルト補強空気入りタイヤ。

ここにカーカスをこは有機繊維コードの］プライを用い
ること、追加補強層のコードを、トレッド匹Ｉ卓二す 部の中央円周に対し実質的に並行な回きの配列、該円周
を含む平面に対し事実上％ｆ交する向きにてベルトの仙
１端を包む折返し配列にＴること、さらに該コードの】
Ｏ％伸伸張時性性率２０００〜４　（１００ｋｇｆ　／
　ｓｕ・２とすることなどがより好適である。

（図示に従う具体的な説明） さて第１図に一般的なラジアルタイヤの横断面を示し、
図中１はトレッド部、２はサイドウオール１そして３は
ビード部であり、４は一方のビード部から他方のビード
部まで、この例で上記横断面すなわちタイヤの半径面内
にのびるＪプライのカーカス、５は金がコードをトレッ
ド部Ｊの中央円周を含む平面（赤道面）を挾み互いに６
０°以内の角度（従って赤道面に対しては３００以下）
で交わる向きに配列した、この例で２枚のゴム引き層よ
りなるベルト、また６Ｇまビードコアーであって上記カ
ーカス４のブライはビードコアー６を内から外へ巻き返
し、この巻き返し域に如ましくは硬質のゴムフィラー７
を配置してビード部３を固めである。

第２図には、第１図に示したラジアルタイヤをフントロ
ールとし、そのトレッド部］の幅のけぼ−ばいにわたる
ベルト５の幅をほぼ】０隨狭くした比較タイヤについて
、これが路面上に茜さ１０、ｗでタイヤの走行方向にの
びる、突起状の路面障害物Ｏを乗越す際におけるエンベ
ロープ性をヤヤ誇張的に模式図解（ａ）し、コントロー
ルについても同様図解（ｂ）し、図中矢印Ｆ■で上向き
踏付は反力を対比しである。

この際における上下方向と前後方向について、軸力ｐ−
ｐ値（すなわち踏付は反力ＦＶの極大値と極小値との差
）のタイヤ周速との関係を、第３図（ａ）、（ｂ）にて
それぞれコン）Ｅｌ−ルタイヤの場合は実線、比較タイ
ヤの性能を破線にて対比した。

両図よりコントロールタイヤに比べ、ベルト巾を狭くし
た比較タイヤは、上下方向軸力ｐ−ｐの大きさは減少さ
れるものの、前作方向軸力ｐ−ｐにおいては却って悪化
し、このことから縦向きのベルト剛性をトレッド部］の
幅方向にわたり緩和するエンベロープ性の配慮によるだ
けでは、上下方向振動と前後方向振動に対する効果は相
反関係にあるため、すでに触れたとおりこわらを同時に
小さくするのに寄与し得ないことがわかる。

ところで、凹凸路面走行時の車両の車内騒音或いはばね
上振動は、次式の如く上下方向および前後方向のばね下
加速度の線型結合として表現できる。

Ｘｏ　−ａＧＶ　＋　βＧＨ（１ン ここで　Ｘ。二車内騒音或いはばね上振動Ｇ■：ばね下
止下加速度 ＧＨ：はね上前後加速度 α：車両ごとの上下方向伝達関数 （寄与率） β：車両ごとの前後方向伝達関数 （寄与率） （］）式によれば車両によって、はね下止下振動からの
車内騒音又は、ばね上振即ｉへの伝達関数α、およびは
ね下前援振動からの車内騒音又は、ばね上振動への伝達
関数βは異なる。したがい、前述した如くタイヤの上下
振動とｉｉＴ後振動特性の相反関係のもとでは対象車両
の伝達特性を把握し、車内騒音或いはばね上振動が最も
小さくなるように、上下方向振動特性と前後方向振動特
性の双方につき個別チューニングが必要となり、問題か
非常に煩雑となっている現状を端的に示している。

この発明では前記ベルトに対して有機繊維コードからな
る追加補強層を併用することによって、上記問題点の解
決に役立たせるのでありここに追加補強層の幅およびコ
ード弾性率の下限（ｆｆｌｔは、後述する如くそれらの
下限に満たないとき障害物Ｏからの上下方向入力は低減
されるものの、接地部からの前後方同人力が大きくなっ
て、上下方向および前後方向振動を同時には低減できな
いことから制約さるべき飴であり、また、それらの上限
値についてはこれをこえると接地部からの前後方同人力
は小さくなるものの障害物Ｏからの上下方向入力が大き
くなるため、やはり上下方向および前後方向振動を同時
に低減できないことから制約さるべき値である。追加補
強層はまた、その幅およびコード弾性率の適正範囲のも
とに、ベルトの金属コードで層間に形成さ才］るひし型
格子を実質的に２等分するコード配列として、ベルトの
層間で発生するせん断変形を阻止するのに寄与させ、も
って上下方向および前後方向振動を同時に低減する効果
を顕著に発揮する。

ここでコードの弾性率とはコードに引張り荷重を加えて
荷重と伸びの関係を１ｉｌｌｌ庁し、この場合の荷重−
伸びの曲線上から曲線の立上りの勾配を延長して１０％
伸び時の荷重Ｗ′ｆｉ−求め次式によって算出する。

ＸＩＯ コード弾性率−。

Ｓ：コードの断面積（酌２） ちなみに通常知られている各秤コードの弾性率を例示Ｔ
ると次の通りである。

ハイモジュラスポリエステル　６００　ｋｇ　７ｍｍ、
”レー　ヨン６５０に９／ｍ”” ’ｒ　’：’　５−　（商品名１　３．７ｔｌＯｋｇ　
７ｍｍ”第２図（ａ）、および（ｂｌにつきすでに触れ
た路上障害物Ｏｉ）レッド部が包含した時の該トレッド
部】の変形状態の違いつまりエンベローピング性の差異
において、エンベローピング性の良い比較タイヤと比べ
て、エンベローピング性の悪いコントルールタイヤが障
害物０の高さに対応したトレッド部】の変形を生じるた
めＧこは、上下方向により大きな外力ＦＶが使１かなけ
れはならないことか容易に推測され、ここに上下方向振
動改良のためにはエンベローピング性を良くした方が有
利と云えるのに反し、前後方向振動には以下の理由によ
りエンベローピング性の良い比較タイヤはむしろ不利と
なり、上下方向振動と前後方向振動を同時に改良するこ
との困難さの理由がここにある。

すなわち障′古物Ｏの乗越し時に生ずる前後方回軸力に
大きく寄与Ｔる、タイヤの振動モードは第４図（ａ）、
（ｂ）に示される様に接地面に沿い接線方向に作用する
外力ＦＨ＆こより生ずるｉｎ後方向並進運動（同ｔｉ４
（ａ））および軸周り回転振動（同図（ｂ））が存在す
るか、接地状態では該接地面を通してこわら面振動モー
ドが同図１ｃｊ）のように連成し、この連成度合（程度
）により前後方向振動の大小が決定される。

つまり連成度合（程度）を小さくすることにより前後方
向振動の改良が可能となる。これは障害物包含時の路面
との接触１１１ｉ　ＫＷを小さくすることを意味し、し
たがってエンベローピング性がむしろ悪いコントロール
タイヤの方が前後方向振動に関しては有利といえるわけ
である。

この発明では障害物０の乗越し通過時にタイヤに作用す
る加振力としての外力の上下方向および前後方向での背
反関係を解決すべく、トレッド部の幅方向にわたり、ト
レッド部剛性の最適化の観点より検Ｊ１シてきた結果、
トレッドセンタ一部の剛性を小さくすることなく、複数
枚金属コードゴム引き層からなるベルトの両側域にて有
勢繊糾コードの追加補強層をベルトの半径方向最外層の
外側および最内層の内側で各ベルトに直接接触させ、こ
わらの追加補強層はすでにのべたようにして上下方向お
よびｌＩＩ後方向振］ｌＩを同時に低減するために、上
限値および下限値で制約されるべき最適な幅および最適
なコード弾性率をもつものとし、と〈にそのフード方向
を金属コードゴム引きＩψの層テ発生するせん断変形を
阻止するようにベルトの金かコードで形成されるひし型
格子を実質上２等分する向きに配置することにより、ｌ
ｉ「記背反関保を解決する目的に、最も大きな効果を得
ることができたのである。

第５図はその実施例を示し第１図のコントロールタイヤ
と共３ｍ部分は同一番号を付したほか、７゜８は追加補
強層であり、この例で５は金ｒコードを中央円周面に対
し右２０°に西１列したゴム引き層ト同じくに２０°の
ゴム引き層とによる、２枚ｔＩＷ成とし、このベルト５
の両も明域にて、そのタイヤ半径方向最外層の外側およ
び最内層の内側にトレッド部】の幅の約８０％σ）幅を
イｆする有機繊維コードからなる追加補強層７，８をそ
れらの一部分がベルト５よりもわずかにはみ出ＴようＧ
こ配置する。追加補強層７，８は、］θ％伸張時のコー
ド弾性率で３０１１０　ｋｇｆ　／　ＩＩＩＦ、”の芳
香族ホリアミド繊維コード＋　１５００　Ｃ１／２　）
を打込み密度２１１．７本／２５闘にて醒列したゴム引
き層から成り、そのコード方向はこの例でトレッド部の
円周に沿ってベルト５の金属コード層間に形成されるひ
し形格子を実質上２等分する向きに配置し、もって金属
コードの層間で生じるせん断変形を阻止することにより
トレッド部】の中央と両イ１１１１域とでのエンベロー
ピング性を変化させた。

第６図に上記実施例につき、タイヤのトレッド部１の幅
方向に十分な長さを持ちタイヤの転がり方向にて幅２ｃ
ｍ、高さ］　ｃｍの突起０を乗越Ｔ際に観測される上下
方向および前後方回軸力ｐ−ｐ値を速度に対しプロット
し、実線で示される前掲コントロールタイヤに比べて破
線γで示したように上下、前後両方向とも同時的、かつ
大幅に改良さ才］ている。

１１ａ、ｂ図にて突起０を乗越１−際のタイヤ接地域の
変形挙動を含めたトレッド部幅方向における変形状態の
ちがいを丸比し、斜線部は突起０の包含時におけるタイ
ヤの路面との接触形状を示し、また鎖線Ｃはトレッド部
１の中央しこおける周上撓み曲線、鎖線Ｓはトレッド部
】のショルダー縁における周上撓み曲線を示す。

同図（ａ）のコントロールタイヤにおける接触形状は、
トレッド部１のショルダー付近における接触面相Ａがト
レッド部】の中央付近での接触面ＭＢに比べてはるかに
大きく、シかもトレッド部】の中央からショルダー縁に
わたりトレッド剛性が殆ど変わらないため、いわゆるた
が効果はトレッド部１の幅方向全体でほぼ一定であるこ
とに加えて、第８図の如くビード部３、サイドウオール
２からの断面方向曲げモーメン）ｍを受けるため、突起
０の包含ｎｔに非接地となる部分にお番プるトレッド部
１の変形は点線すの如く路面に対し凹型となる変形挙動
を呈することとなる。したがって、上下方向加振力とし
ての突起０からタイヤへ作用する外力ｆのトレッド部１
の幅方向分布は、ショルダー縁付近にて、中央域付近に
比しはるかに大きい凹形分布を示し、したがって前述し
た如く前後方向加振力としての外力は、ショルダー付近
における外力が支配的となるわけである。

これに対しトレッド部の幅方向全体にわたって剛性を小
さくした比較タイヤでは突起０上における外力分布は変
わらないものの全体レベルが小さくなるため上下方向振
動に丸しては有利であるも、路面との接触面相は第７図
（ａ）につき示したところと相似的に増加し、それ数曲
後方向振動にははるかに不利である。

ところがこの発明によりはトレッド部１の中央における
剛性を小きくすることなくベルト両側区域に、成る弾性
率範囲にある有機繊維コードを配置してトレッド部中央
付近からショルダー縁に至る剛性の最適化を図ることに
より、第７ｂ図の如くトレッド部】のショルダー付近で
のエンベローピング性をむしろ小さくし、前後方向振動
に支６Ｌ「的なショルダー付近での接触面相を減少させ
、かつトレッド部】の中央域に比ベショルダー付近での
だが効果を増強Ｔることにより、ショルダー域で弾いた
かによる、上下並進運動を起しやすくし、一方弁接地部
分におけるトレッド変形については路面に対し凸型の変
形を生じさせることにより、上下方向加振力に支配的で
ある突起からの外力の、トレッド幅方向分布におけるシ
ョルダ一部反力を小さくすることができ、その結果、上
下方向および前後方向振動を同時にかつ大中に改良Ｔる
ことが可能である。

次に第９図はこの発明の別の実施例を示すタイヤ断面図
であり、この場合ベルト５の両側域において、それぞれ
単一の追加補強層９により、ベルト５の端縁を包み込み
、その有機繊維コードの方向をベルト５の金属コード層
間に形成されたひし形格子なタイヤの子午線に沿って実
質上２等分する向きに配置し、やはりショルダー域での
金ｒコードの層間に生じるせん断変形を阻止することに
より、トレッド部の中央からショルダー緑に至る剛性の
最適化を図った場合で、第５図の実施例と同様に第１０
図の如くコントレールタイヤの抄部、αに比べ破線δの
ように、上下方向・前後方向の同時改良か可能である。

（発明の効果） 以上の様にこの発明は複数枚の金川コードゴム、引き層
からなるベルトの両側域に、有櫻繊維コードの追加補強
層を配置することにより、路面障害物の乗”越時におけ
る上下方向および前後方向の振動特性を同時に改良する
ことが可能となり、乗心地の有効な向上を遂げることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はベルト補強空気入りゴムタイヤの従来例を示す
断面図、 第２図ｆａ）、（ｂ）は、路上障害物の乗越し時におけ
るエンベロープ性の比較図、 第ａ［１４（ａ）、（ｂ）はエンベロープ性の差異によ
る上下方向および前後方向ｐ−ｐｃ″）速度に対Ｔる関
係の比較グラフであり、 第４図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、タイヤの振ツバモー
ドを示す模式図、 また第５図は、この発明の実施例を示Ｔタイヤ断面図、 第６図（ａ）、（ｂ）はそのｐ−ｐ低減効果を示す比較
グラフ、 枦７図（ａ）、（ｂ）は突起乗越し時の接地挙、動の比
較説明図、 第８図は同じくショルダ一部におけるモーメント発生挙
動説明図、 第９図は他の実施例のタイヤ断面図、 第１０図はそのｐ−ｐ低減効果の比較グラフである。 】・・・トレッド８Ｋ　２−・・サイド１ジオール８・
・・ビード部　４・・・・カーカス５・・・ベル）　？
、　８．９・・・追加補強層。 特許出願人　ブリデストンタイヤ株式会社代理人弁理士
　杉　村　暁　秀 同　弁畦士　杉　村　興　作 第７図 （ａ） 第８図 第９図 第１θ図 ＜　Ｒ）　（１＋　） 速度　速度

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　円筒状をなすトレッド部の両側にサイドウオールお
   よびビード部をそなえこれら各部を、一方のビード部か
   ら他方のビード部にわたりトレッド部の中央円周を含む
   平面と治安する半径面又はこれと比較的浅い角度で交わ
   る平面内に延びるコードを用いた少なくとも１ブライか
   ら成、るカーカスと、このカーカスなトレッド部の幅−
   ばいにわたって旧囲み、上記中央円周を含む面を挾み、
   互いに比較的浅い角度で交差する向きＧこ金属コードを
   配列した少くとも２枚のゴム引き層より成、るベルトと
   をもって補強したベルト補強空気入りゴムタイヤにして
   、トレッド部の幅の２５〜３５％に当る幅をもってベル
   トの両側塘を、その側端よりもわずかにはみ出しタイヤ
   の半径方向の内仙および外側から挾んで配置ｒｆｔ、た
   有機繊維コードのゴム引き層より成る追加補強層を有し
   、その有機繊細、コードは］０％伸長時弾性率が６００
   −４０００に９ｆ／ｍｍ”であって、ベルトの金属コー
   ドで形成されるひし形格子を実質的に２等分する向きの
   配列に成ることを特徴とする、乗心地のよいベルト補強
   空気入りゴムタイヤ。 λ　カーカスか有機繊維コードの】ブライより成る］記
   載のタイヤ。 ８、　追加補強層のコードがトレッド部の中央円周に対
   し実質上並行な向きの配列であるＪ又は２記載のタイヤ
   。 ４、　追加補強層のコードがトレッド部の中央円周を含
   む血に対して事実上泊交する向きにてベルトの側端を包
   む折返し配列である】又は２記載のタイヤ。 ＆　追加補強層のコードが１０％伸張時弾性率が２００
   　（１−４００（１，＆９ｆ　／＠４１１２である１〜
   ４の何れか］に記載のタイヤ。