JP2001138708A - 空気入りタイヤ - Google Patents
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Abstract
サイドウォール部を薄くした場合でも、操縦安定性を十
分維持することができる空気入りタイヤを提供する。 【解決手段】 一対の環状のビード部1間を略半径方向
に配列した有機繊維で補強するカーカス層5と、トレッ
ド部4付近のカーカス層5の外側に配置されるベルト層
6とを有する空気入りタイヤにおいて、タイヤ赤道P1
よりベルト層6の最大幅Wbの1/4だけベルト層端部
側の位置P2からタイヤ最大幅Wの位置P3の範囲内の
少なくとも一部に対し、カーカス層5の内側にJISA
硬度65〜97°の内側補強ゴム10を配置してあると
共に、前記カーカス層5の外側にJISA硬度65〜9
7°の外側補強ゴム11を配置してあることを特徴とす
る。
Description
より部分的にカーカス層が補強された空気入りタイヤに
関し、特に、タイヤのサイドウォール部を薄肉化して軽
量化するための技術として有用である。
軽量化することが望まれており、一般にはタイヤを薄肉
化して対応する方法がとられている。その際、サイドウ
ォール部やその周辺に対して、厚みを薄くすることが行
われている。しかし、サイドウォール部等を薄くする
と、特に横力に対するタイヤ剛性が低下し、このため操
縦安定性が損なわれるという欠点があった。一方、高速
使用されるハイパフォーマンスタイヤでは、有機材料補
強層をサイドウォール部に配置してカーカス剛性を高め
ているなど、カーカス剛性の向上に対する要求もある。
つまり、サイドウォール部の薄肉化とカーカス剛性の向
上とは相反する関係にあり、サイドウォール部を薄くし
ながら、操縦安定性を十分維持するには、如何にして効
率の良い補強を部分的に行うかが重要なポイントであっ
た。
平5−32104号公報には、第1ベルト層の端部近傍
からサイドウォール部側にかけて(バットレス部近
傍)、カーカス層の外側面にショア硬度65〜75°の
補強ゴムパッドを配置したタイヤが開示されている。
ルト層の両端部を覆いつつ端部がカーカス層の上面にま
で延びた高硬度ゴムシートを配置したタイヤが開示され
ている。更に、特開平7−25205号公報には、ベル
ト層とカーカス層との間にJISA硬度70〜85°の
補強ゴム層を配置したタイヤが開示されている。
如き従来技術は、何れも補強ゴム層をカーカス層の外側
に配置するものであり、本発明者らの検討によると、こ
のような補強のみでは、サイドウォール部の薄肉化した
タイヤで、横力に対する十分なカーカス剛性を維持でき
ないことが判明した。
は、ビード部からベルト層端部の中央側のかなり広い範
囲にかけて、カーカス層の内側に高硬度ゴムを配置して
補強した空気入りラジアルタイヤが開示されているが、
タイヤの軽量化のために効率良く部分補強を行い得るも
のではない。
ス層を補強することができ、サイドウォール部を薄くし
た場合でも、操縦安定性を十分維持することができる空
気入りタイヤを提供することにある。
を達成すべく、高硬度ゴムによる部分的な補強について
鋭意研究したところ、カーカス層の特定範囲の内側と外
側の両側に高硬度ゴムを配置して補強することにより、
上記目的が達成できることを見出し、本発明を完成する
に至った。
を略半径方向に配列した有機繊維で補強するカーカス層
と、トレッド部付近のカーカス層の外側に配置されるベ
ルト層とを有する空気入りタイヤにおいて、タイヤ赤道
より前記ベルト層の最大幅の1/4だけベルト層端部側
の位置からタイヤ最大幅の位置の範囲内の少なくとも一
部に対し、前記カーカス層の内側にJISA硬度65〜
97°の内側補強ゴムを配置してあると共に、前記カー
カス層の外側にJISA硬度65〜97°の外側補強ゴ
ムを配置してあることを特徴とする。
と前記カーカス層との間に一端が介挿され、その一端か
らサイドウォール部側にかけて前記カーカス層の外側に
外接する一辺を有すると共に、前記一端からベルト層端
部にかけて厚みが漸増しつつベルト層端部近傍の最大厚
み部から他端にかけて厚みが漸減する断面形状を有する
ことが好ましい。
るゴムがJISA硬度60°以上であることが好まし
い。
ウォール部の有機繊維より外側ゴムの総厚み(以下「サ
イドウォール総厚み」という)が3.0mm以下である
場合に有用である。ここで、サイドウォール総厚みと
は、サイドウォール部のカーカス層を構成する有機繊維
(コード)より外側のゴムの厚み、即ち、有機繊維を被
覆するゴム(トッピングゴム)の厚みとサイドウォール
ゴムの厚みの和を指し、タイヤ最大幅の位置を中心にし
てタイヤ高さの40%の範囲で測定した厚みの平均値を
採用する。
果が示すように、カーカス層の特定範囲の内側と外側の
両側に高硬度ゴムを配置して補強することにより、効率
良くカーカス層を補強することができ、サイドウォール
部を薄くした場合でも、操縦安定性を十分維持すること
ができる。その理由の詳細は明確ではないが、次のよう
に推測される。
バットレス部近傍でのカーカス層の曲げ(曲率変化)に
対する剛性を高めること、バットレス部近傍での隣接す
る有機繊維(コード)の間隔の開き(以下、「目開き」
という)を少なくすること、ベルト層による補強効果を
ベルト層の端部近傍で高めること、などが有効である
が、本発明における内側と外側の補強ゴムは、これらの
いずれに対しても効果的である。つまり、横力によるタ
イヤへの剪断力は、カーカス層の曲げを生じさせるが、
旋回内側の場合、高硬度の補強ゴムにより曲げ反力を大
きくすることができ、特に内側補強ゴムでは圧縮反力も
付加されるので、より有効に曲げに対するカーカス剛性
を高めることができる。一方、旋回外側についても、外
側に高硬度ゴムを配置することにより、曲げ反力を大き
くすることができ、圧縮反力も付加されるので、より有
効に引張りに対するカーカス剛性を高めることができ
る。また、カーカス層のバットレス部近傍では、走行中
に目開きが生じることとなるが、特にその状態で横力が
負荷されると、カーカス層による補強効果が小さくなる
ところ、高硬度の補強ゴムをバットレス部近傍に配置す
ることで、目開きを抑制してカーカス層による補強効果
を向上させることができる。更に、ベルト層の端部近傍
では、繊維配列との関係でカーカス層に対する補強効果
(タガ効果)が十分でなく、その部分で横力に対するカ
ーカス剛性が不十分となるところ、その部分の内側に高
硬度の補強ゴムを配置することで、横力に対するカーカ
ス剛性を向上させることができる。また更に、カーカス
層を両側から挟むように補強ゴムが配置されるため、上
記の曲げ力が各補強ゴムの圧縮力と引張り力に効果的に
変換されるので、厚みの薄い補強ゴムであっても有効な
補強が行え、特にタイヤの軽量化に有利になる。
のが有効な場所は、タイヤ赤道よりベルト層の最大幅の
1/4だけベルト層端部側の位置からタイヤ最大幅の位
置の範囲内に相当する。また、補強ゴムのJISA硬度
を65〜97°とすることで、上記のような補強効果が
得られるが、硬度が高すぎると疲労特性や破壊特性が劣
りタイヤ故障を発生させる。また、タイヤ構造によって
は乗り心地も悪化して実用に供しない。
と前記カーカス層との間に一端が介挿され、その一端か
らサイドウォール部側にかけて前記カーカス層の外側に
外接する一辺を有すると共に、前記一端からベルト層端
部にかけて厚みが漸増しつつベルト層端部近傍の最大厚
み部から他端にかけて厚みが漸減する断面形状を有する
場合、上記のような三日月形に近い断面形状により、曲
げ反力を効果的に向上させてカーカス剛性を高めること
ができ、しかも、補強ゴムの両端部での応力集中を少な
くして耐久性等を向上させることができる。
がJISA硬度60°以上である場合、有機繊維と内側
又は外側補強ゴムとの間に硬度の低いゴムが介在しなく
なるため、応力集中による層間剥離(プライセパ)の発
生が防止されることとなる。また、被覆ゴムの硬度が高
くなると、両側の補強ゴムと共に三者一体的な補強が行
えるようになり、上記のごとき本発明の作用効果がより
顕著なものになる。
ある場合、上述のような横力に対するカーカス剛性を特
に低下し易いところ、上記の如き本発明の作用効果によ
り、効率良くカーカス層を補強することで、操縦安定性
を十分維持することができる。
て、図面を参照しながら説明する。なお、第1実施形態
では、カーカス層の内側と外側に面状の補強ゴムを配置
する例を、第2実施形態では、カーカス層の外側の補強
ゴムとして断面三日月状のものを配置する例を示す。
は、図1に示すように、一対の環状のビード部1間を略
半径方向に配列した有機繊維で補強するカーカス層5
と、トレッド部4付近のカーカス層5の外側に配置され
るベルト層6とを有してなる。図1に示す例では、カー
カス層5は、ビード部1に配置されたビードワイヤーの
集合体であるビードコア1aにて外側に折り返され係止
されている。このカーカス層5は、略半径方向(ラジア
ル又はセミラジアル)に配列した有機繊維と、それを被
覆するゴムからなり、単層又は複数層で構成される。但
し、軽量化を図るには、単層(1プライ)の方が好まし
い。
(例えば20°前後)して配列したスチールコード等
と、それを被覆するゴムからなり、通常コードの配列方
向(又は補強方向)が対称になるように複数層で構成さ
れる。図1に示す例では、内側ベルト層6aと、それよ
り若干幅の狭い外側ベルト層6bとを備える。なお、ト
レッドゴム4aの内側のベルト層6の外側面には、更に
ベルト補強層などが適宜形成される。
タイヤ赤道P1よりベルト層6の最大幅Wbの1/4だ
けベルト層端部側の位置P2からタイヤ最大幅Wの位置
P3の範囲内の少なくとも一部に対し、カーカス層5の
内側にJISA硬度65〜97°の内側補強ゴム10を
配置してあることを特徴とする。
未満では、前述のような補強効果が十分とならず、JI
SA硬度が97°を超えると、乗り心地の悪化や故障が
発生し実用に供しない。かかる観点から、好ましくはJ
ISA硬度65〜90°、更に好ましくはJISA硬度
70〜85°である。
ック等の添加剤の種類又は量を調節するなど、公知の方
法により硬度調整したゴム材料を用いればよい。なお、
ゴムの種類としては、カーカス層5の被覆ゴムやインナ
ーライナー7との接合性を考慮した選択が通常行われ
る。
しては、位置P2から位置P3の範囲内の一部又は全部
(更に広い部分を補強する場合を含む)であればよく、
位置P2から位置P3の範囲の中央の位置P4を中心と
して、上記範囲内の30〜70%の範囲を補強してある
のが好ましい。なお、内側補強ゴム10はカーカス層5
に内接させるのが好ましい。
度が好ましく、厚みは0.3〜1.5mm程度が好まし
い。なお、内側補強ゴム10としては、曲げ反力を効果
的に向上させつつ、両端部での応力集中を防止する観点
から、その断面形状が、中央又はその付近から両端にか
けて厚みが漸減するものが好ましい。
の範囲内の少なくとも一部に対し、カーカス層5の外側
面に沿うようにJISA硬度65〜97°の面状の外側
補強ゴム11を配置してある。ここで、面状とは、シー
ト状やシート状に近い形状を指しており、厚み一定のシ
ート状物に限定しない趣旨である。
補強ゴム10と同様の理由から、好ましくはJISA硬
度65〜90°、更に好ましくはJISA硬度70〜8
5°である。また、面状の外側補強ゴム11を配置する
場所も、内側補強ゴム10と同様の理由から、位置P4
を中心として、上記範囲内の30〜70%の範囲とする
のが好ましい。但し、ベルト層側の端部は、ベルト層6
の内側に配置するのが好ましい。なお、外側補強ゴム1
1の幅は20〜70mm程度が好ましく、厚みは0.3
〜3mm程度が好ましい。
ムは、JISA硬度60°以上であるのが好ましく、J
ISA硬度65°以上であるのがより好ましい。有機繊
維としては、ポリエステル、ナイロン等が好ましく使用
される。なお、カーカス層5のビード部1近傍には、適
宜、その他の補強層が形成される。
ム、即ち、サイドウォールゴム2a及びカーカス層5の
被覆ゴムの厚みが、3.0mm以下であるのが好まし
く、2.5mm以下がより好ましい。このようなサイド
ウォール部の薄肉化により、タイヤの軽量化を行うこと
ができる。なお、上記で説明した以外のタイヤ構造、材
料等については、従来公知の技術が何れも採用できる。
に示すように、ベルト層6とカーカス層5との間に一端
21aが介挿され、その一端21aからサイドウォール
部2側にかけてカーカス層5の外側に外接する一辺を有
すると共に、一端21aからベルト層端部にかけて厚み
が漸増しつつベルト層端部近傍の最大厚み部21bから
他端21cにかけて厚みが漸減する断面形状にて、JI
SA硬度65〜97°の外側補強ゴム21を配置してあ
る。以下、第1実施形態と相違する部分のみについて説
明する。外側補強ゴム21の一端21aが介挿される位
置としては、位置P2からベルト層端部までの範囲内が
好ましく、位置P2からベルト層端部より最大幅Wbの
1/20だけベルト層中央側までの範囲内がより好まし
い。また、外側補強ゴム21の他端21cが配置される
位置としては、位置P4より位置P3側が好ましい。
は、外側補強ゴム11と同様であり、公知の方法により
硬度調整したゴム材料などを用いればよい。外側補強ゴ
ム21の幅は20〜70mm程度が好ましく、最大厚み
部21bの厚みは1〜7mm程度、特に2〜3mmが好
ましい。
の形態について説明する。
内側に面状の補強ゴムを設けた例を示したが、図3に示
すように中央から両端20a,20cにかけて厚みが漸
減する断面三日月状の内側補強ゴム20を設けてもよ
い。このような断面形状にすることで、曲げ反力を効果
的に向上させつつ、両端部での応力集中を防止すること
ができる。
0cを配置する位置は、第1実施形態と同様である。内
側補強ゴム20の幅は20〜70mm程度が好ましく、
最大厚み部20bの厚みは1〜7mm程度、特に2〜3
mmが好ましい。
層で構成した例を示したが、補強ゴムを複数層で構成し
てもよい。その場合、少なくとも1層が前述のJISA
硬度の範囲内であればよい。また、本発明は、従来公知
の各種の補強層と組み合わせてもよい。
施例等について説明する。
補強ゴムの硬度、内側補強ゴムの硬度、カーカス層の被
覆ゴムの硬度、及びサイドウォール総厚みが表1に示す
値となるように、サイズ205/55R16の空気入り
タイヤを作製した。その際、内側補強ゴムの厚みを1.
0mm、幅を50mmとし、外側補強ゴムの最大厚みを
2.5mm、幅を30mmとした。また、比較例とし
て、外側補強ゴムの硬度、及び内側補強ゴムの硬度を高
めていない空気入りタイヤを作製した。なお、硬度は何
れもJISA硬度であり、タイヤからカッターナイフで
なるべく平滑になるようにサンプルを切り出し、計測面
と平行になるように裏面をバフ研磨して計測用サンプル
を調製し、WALLACE製のミクロハードネステスタ
ーを用いて測定した。
量2500ccの国産乗用車に装着し、一周3.7km
のテストコース(一般的なラップタイムが一周120秒
前後のサーキットコース)にて、ラップタイムの測定と
操縦安定性とを評価した。なお、ラップタイムは短い程
良好であり、−1.0秒はかなり良好な値である。ま
た、操縦安定性は、コーナリング走行安定性等を含めた
ドライバーのフィーリングで10段階評価したものであ
り、点数が高いほど良好で、1点差は一般人でも判別で
きる。
評価した。米国自動車安全基準FMVSS109に耐久
試験として定める条件に準拠して、規定荷重で規定時間
試験を行い、故障の発生は認められず合格したが、更に
速度85km/h、荷重140%で故障するまでドラム
走行を続けた。故障して走行不可能になるまでの走行時
間を、比較タイヤを100として各タイヤの走行時間を
指数で示した。
なり改善され、被覆ゴムによる耐久性向上の効果も認め
られる。
8mmとする以外は同様にして、表2に示すような空気
入りタイヤを作製し、評価試験を行った。その結果を比
較例1の結果と併せて表2に示す。
た場合でも、ラップタイム及び操縦安定性が改善され
る。
補強ゴムの硬度、内側補強ゴムの硬度、カーカス層の被
覆ゴムの硬度、及びサイドウォール総厚みが表3に示す
値となるように、サイズ205/55R16の空気入り
タイヤを作製した。その際、内側補強ゴムの厚みを1.
0mm、幅を50mmとし、外側補強ゴムの厚みを1.
5mm、幅を35mmとした。また、比較例として、外
側補強ゴムの硬度、及び内側補強ゴムの硬度を高めてい
ない空気入りタイヤを作製した。これらの空気入りタイ
ヤを用いて、実施例1と同様に評価試験を行った結果を
表3に示す。
なり改善され、被覆ゴムによる耐久性向上の効果も認め
られる。
両方又は何れかの硬度を高めない以外は同様にして表4
に示すような空気入りタイヤを作製し、評価試験を行っ
た。その結果を実施例1−5および比較例1の結果と併
せて表4に示す。
でも、ラップタイム及び操縦安定性を改善できるのに対
し、内側又は外側の何れかだけを高硬度にした比較例3
−2,3−3では、ラップタイム及び操縦安定性の改善
には至らなかった。
分断面図
分断面図
分断面図
Claims (4)
- 【請求項1】 一対の環状のビード部間を略半径方向に
配列した有機繊維で補強するカーカス層と、トレッド部
付近のカーカス層の外側に配置されるベルト層とを有す
る空気入りタイヤにおいて、 タイヤ赤道より前記ベルト層の最大幅の1/4だけベル
ト層端部側の位置からタイヤ最大幅の位置の範囲内の少
なくとも一部に対し、前記カーカス層の内側にJISA
硬度65〜97°の内側補強ゴムを配置してあると共
に、前記カーカス層の外側にJISA硬度65〜97°
の外側補強ゴムを配置してあることを特徴とする空気入
りタイヤ。 - 【請求項2】 前記外側補強ゴムは、前記ベルト層と前
記カーカス層との間に一端が介挿され、その一端からサ
イドウォール部側にかけて前記カーカス層の外側に外接
する一辺を有すると共に、前記一端からベルト層端部に
かけて厚みが漸増しつつベルト層端部近傍の最大厚み部
から他端にかけて厚みが漸減する断面形状を有する請求
項1記載の空気入りタイヤ。 - 【請求項3】 前記カーカス層の有機繊維を被覆するゴ
ムがJISA硬度60°以上である請求項1又は2記載
の空気入りタイヤ。 - 【請求項4】 サイドウォール部の有機繊維より外側ゴ
ムの総厚みが3.0mm以下である請求項1〜3いずれ
かに記載の空気入りラジアルタイヤ。
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