JP2002067616A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 タイヤ重量を軽減しかつ操縦性能を向上でき
特に乗用車用として好適に採用しうる空気入りラジアル
タイヤを提供する。 【解決手段】 カーカス層、ベルト層、ビードエーペッ
クスを有する空気入りラジアルタイヤであって、前記カ
ーカス層が、前記本体部と、この本体部に連なりかつビ
ードコアの回りをタイヤの内側から外側にかけて巻上げ
る巻上げ部とを有する１枚のカーカスコードプライ、及
びこのカーカスコードプライの外側でビードコアを折り
返すことなく終端し前記本体部のみの１枚のカーカスコ
ードプライとからなり、前記ベルト層の軸方向外端部か
らタイヤがタイヤが最大巾となる最大巾位置までの間の
前記２枚のカーカスコードプライの本体部が隣り合う隣
り合い部分に、スペーサゴムを介在させることにより、
隣り合う本体部のコード間距離をコード径の０．５５〜
５．５倍としたプライ離間部分を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、タイヤ重量を軽減
しかつ操縦性能を向上でき特に乗用車用として好適に採
用しうる空気入りラジアルタイヤに関する。

【０００２】

【従来の技術】空気入りラジアルタイヤ、特に乗用車用
ラジアルタイヤは、そのカーカス層が、１又は２枚のカ
ーカスコードプライから形成される。通常このカーカス
コードプライが１枚のものは、ビードコアの回りを内側
から外側に巻き上げることによって係止されている。又
カーカスコードプライが２枚のものでは、２枚とも巻き
上げるものと、１枚のみを巻き上げ他の１枚をタイヤ軸
方向外側で巻き下ろすことも行われている。そしていず
れの場合も、高剛性のゴムで形成されたビードエーペッ
クスと、カーカスコードプライの巻上げ部の高さによっ
て、サイドウォール部の剛性を確保し、タイヤ横剛性を
高めて必要な操縦性能を維持してきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、近年の車両の
高性能化、省燃費化に伴い、タイヤの軽量化が強く望ま
れているが、このタイヤ軽量化と操縦性能とは、二律背
反する性能となり、従来、双方を十分満足するタイヤを
得るに至っていない。すなわち従来のように、操縦性能
を高めるために、カーカスコードプライ数を２枚に増加
しかつこれらの巻上げ高さを高める手法、またはビード
エーペックスの高さを増加させる手法等では、タイヤ重
量の増加を招来する。逆に、カーカスコードプライの巻
上げ高さ、ビードエーペックスの高さを減少させてタイ
ヤ重量を軽減させれば、操縦性能の低下を引き起こすこ
ととなる。

【０００４】本発明は、ベルト層外端部とタイヤ最大巾
位置との間の領域においてカーカスコードプライが互い
に隣り合う部分に、プライ離間部分を形成することを基
本として、操縦性能を向上させつつタイヤ重量を軽減す
る空気入りラジアルタイヤの提供を目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、トレッド部か
らサイドウォール部を経てビード部のビードコアに至る
本体部を有する複数枚のカーカスコードプライからなる
カーカス層、該カーカス層のタイヤ半径方向外側に配さ
れた高弾性コードからなるベルト層、及び前記ビードコ
アのタイヤ半径方向外側からのびるビードエーペックス
を有する空気入りラジアルタイヤであって、前記カーカ
ス層が、前記本体部と、この本体部に連なりかつビード
コアの回りをタイヤの内側から外側にかけて巻上げる巻
上げ部とを有する１枚のカーカスコードプライ、及びこ
のカーカスコードプライの外側でビードコアを折り返す
ことなく終端し前記本体部のみの１枚のカーカスコード
プライとからなり、前記ベルト層の軸方向外端部からタ
イヤがタイヤが最大巾となる最大巾位置までの間の前記
２枚のカーカスコードプライの本体部が隣り合う隣り合
い部分に、スペーサゴムを介在させることにより、隣り
合う本体部のコード間距離をコード径の０．５５〜５．
５倍としたプライ離間部分を形成してなる空気入りラジ
アルタイヤである。

【０００６】ベルト層のタイヤ軸方向外端部からタイヤ
最大巾位置に至る領域Ｙは、タイヤ転動時最も曲げ変形
の大きい部分であり、この領域Ｙにおける剛性を高め曲
げ変形を抑制することが操縦性の向上に最も効果を発揮
する。

【０００７】一般に、タイヤが荷重を受けて屈曲すると
き、前記領域Ｙは、図４に模式的に示すように、曲げモ
ーメントＭにより曲げ変形を受け、その変形時の曲げ中
心線Ｘは、ほぼカーカスコードプライＡ、Ｂの中間にあ
る。従って各プライが隣接し、前記中心線Ｘからカーカ
スコードまでの距離が小な従来タイヤにおいては、前記
曲げモーメントＭは、カーカスコード自体の曲げ剛性の
みに負担されることとなり、その補強効果は極めて低い
ものである。

【０００８】図５に模式的に示すように、前記プライ６
Ａ、６Ｂが隣接する部分にスペーサゴム９を介在させて
プライ離間部分１０を形成した本発明のタイヤにあって
は、曲げ中心線Ｘからカーカスコードまでの距離が大と
なる。その結果、曲げ変形の際内のプライ６Ａには圧縮
応力が又外のプライ６Ｂには引張応力が夫々作用するこ
ととなる。すなわち、前記曲げモーメントＭは、カーカ
スコードの曲げ剛性に加え、さらに高い値のコード引張
弾性率によっても支承されることとなり、従来と同じコ
ードプライを使用した場合にも、極めて高い曲げ剛性を
発揮でき、タイヤ重量を増加させることなく、操縦性能
を向上できる。

【０００９】また、このため、操縦性能を犠牲にするこ
となしに、タイヤ重量に占める割合の大きなビードエー
ペックスを減少させてタイヤ軽量化を図ることも可能と
なる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて詳述する。

【００１１】図１は、正規リムにリム組みされかつ正規
内圧を充填した状態のタイヤの子午断面の右の一部を示
している。なお以下、タイヤの基本構成を図３に基づき
説明するが、この図３は、カーカス層６の構造、スペー
サゴム９の配置が本発明と異なるため、カーカス層６，
スペーサゴム９に関しては図１による。

【００１２】図３において、空気入りラジアルタイヤ１
（以下タイヤ１という）は、トレッド部２と、このトレ
ッド部２の両端からタイヤ半径方向内方にのびる一対の
サイドウォール部３と、各サイドウォール部３の内方端
に位置しかつ環状のビードコア５に補強されるビード部
４とを具え、本例では、タイヤ最大巾Ｗに対するタイヤ
断面高さＨの比である偏平率Ｈ／Ｗを０．６０以下とし
た、乗用車用偏平ラジアルタイヤとして形成される。

【００１３】又タイヤ１には、前記ビード部４、４間
に、カーカス層６が架け渡されるとともに、該カーカス
層６のタイヤ半径方向外側かつトレッド部２内方には、
強靱なベルト層７がタガ効果を有して配置され、前記高
偏平率を有してタイヤを拘束する。

【００１４】なお前記ビード部４には、前記ビードコア
５からタイヤ半径方向外側に向かって先細状にのびる断
面略三角形状の高剛性のゴムからなるビードエーペック
ス８が設けられ、ビード部４からサイドウォール部３に
至り補強する。ビードエーペックス８は、ビードベース
ラインＢＬからのエーペックス高さＨＢを、従来タイヤ
より小とすることができ、本例では、タイヤ断面高さＨ
の０．５０倍以下、例えば０．４８倍程度としている。
なおビードエーペックス８のゴムのＪＩＳＡ硬度は８０
〜９５度、複素弾性率Ｅ＊は３００〜６００kg／cm2 で
あることが好ましい。

【００１５】又前記ベルト層のタイヤ半径方向外側に
は、タイヤ円周方向にほぼ平行な有機繊維コードよりな
るバンド層２５を設けている。このバンド層２５は、本
実施例では、ナイロンコードを用いるとともに、前記ベ
ルト層７の略全巾を覆うフルバンド２３と、前記ベルト
層７の両ショルダ部を覆う一対のエッジバンド２４から
なるものを例示している。

【００１６】前記ベルト層７は、例えばスチール繊維、
芳香族ポリアミド繊維等を用いた高弾性のベルトコード
をタイヤ赤道Ｃに対して３０度以下の小角度で配列した
複数枚、本例では、２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂから
形成される。

【００１７】又前記カーカス層６は、図１に示すごと
く、トレッド部からサイドウォール部３をへてビードコ
ア５に至る本体部２０Ｄの両端に、ビードコア５の回り
をタイヤ内側から外側にかけて巻上げられる巻上げ部２
１Ｄを形成した１枚のカーカスプライ６Ｄと、このカー
カスプライ６Ｄのタイヤ軸方向外側で、トレッド部から
サイドウォール部３をへてビードエーペックス８のタイ
ヤ軸方向外側かつ巻上げ部２１Ｄの内側を通ってビード
コア５に至る本体部２０Ｅのみからなる１枚のカーカス
プライ６Ｅからなるカーカス層６を設けている。

【００１８】カーカスプライ６Ｄの巻上げ部２１Ｄは、
前記ビードエーペックス８の上端及びタイヤ最大巾位置
Ｐ１をこえてタイヤ半径方向外側に延在し、その端部６
Ｄｅは、ベルト層７の外端部７ｅと離間したものを例示
するが、重複する態様をも含めうる。又カーカスプライ
６Ｅは、ビードベースラインＢＬから距離Ｓを隔てて終
端する一方で、前記カーカスプライ６Ｄの巻上げ部２１
Ｄのタイヤ軸方向外側に、又はカーカスプライ６Ｄの本
体部２０Ｄとビードエーペックス８の間に位置させるこ
ともできる。

【００１９】又前記カーカス６は、２枚のカーカスプラ
イ６Ｄ、６Ｅの本体部２０Ｄ、２０Ｅが前記領域Ｙ内に
おいて、互いに隣り合う隣り合い部分Ｋ３を形成する。
そしてこの隣り合い部分Ｋ３にスペーサゴム９を配設す
ることによって、一方のカーカスプライ６Ｄの本体部２
０Ｄ内のカーカスコードを他方のカーカスプライ６Ｅの
本体部２０Ｅ内のカーカスコードとの間のコード間距離
Ｄをコードの直径ｄの０．５５〜５．５倍とするプライ
離間部分１０を、隣り合い部分Ｋ３内に形成している。

【００２０】各カーカスプライ６Ｄ、６Ｅは、図３に示
すように、ポリエステル繊維等の有機繊維を用いたカー
カスコード２２をタイヤ赤道Ｃに対して７０〜９０度の
角度で配列したコード配列体を有し、このコード配列体
をトッピングゴム１２で被覆することによってカーカス
プライ６Ｄ、６Ｅを形成する。

【００２１】前記スペーサゴム９は均一厚さのシート
状、又は中央部を厚肉とし、かつこの中央部からタイヤ
半径方向内外に向けた両端部を先細状とした形状が好ま
しく、本実施例では前記両端部を除いて均一厚さとした
シート状の挿入ゴムを用いている。なお、ここでスペー
サゴム９の両端部とは、タイヤ半径方向内外の両端から
中央部に向けて後述するカーカスコードのコード間距離
Ｄの３倍に至る部分をいう。

【００２２】かかるスペーサゴム９を前記本体部２０
Ｄ、２０Ｅ間に介在させることによって、図１に示すよ
うに、本体部２０Ｄ内のカーカスコード２２と本体部２
０Ｅ内のカーカスコード２２との間のコード間距離Ｄが
カーカスコード２２のコードの直径ｄの０．５５倍以上
かつ５．５倍以下となるプライ離間部分１０を、前記隣
り合い部分Ｋ２に形成している。そしてこのプライ離間
部分１０の形成によって、最も曲げ変形の大きい前記領
域Ｙでの曲げ剛性を高め、操縦性能の向上とタイヤの軽
量化との両立を達成する。

【００２３】ここで前記コードの直径ｄを一定とし、コ
ード間距離Ｄを種々変化させたタイヤを試作し操縦性能
・乗り心地性能をテストした。テスト評価の方法や、タ
イヤの詳細は、後述する表１及び実施例１に従ってい
る。テストの結果、図６に示すように操縦性能はコード
間距離Ｄを大とすることにより向上する一方で、乗り心
地性能は逆に低下することが判明した。この両性能を同
時に満足しつつタイヤ重量の増加を防止しうる範囲とし
て、前記のごとくコード間距離Ｄは、コード径ｄの０．
５５〜５．５倍としている。

【００２４】前記コード間距離Ｄがコードの直径ｄの
０．５５倍未満では、曲げ剛性の向上効果が得られない
ため操縦性能が向上せず、又５．５倍をこえても、操縦
性能は殆ど向上せず、逆に乗り心地性能が急激に悪化す
る他、タイヤ重量の不必要な増加及びカーカス層６のプ
ロファイルが歪となるタイヤユニフォミティーの悪化を
招く。この範囲中、特に好ましくは、１．５〜２．５倍
の範囲である。なお乗用車用ラジアルタイヤにおいて
は、一般に前記コード間距離Ｄは０．３〜３．０mm程
度、より好ましくは０．８〜１．５mm程度である。

【００２５】又前記コード間距離Ｄは、スペーサゴム９
の上端から下端にわたる全領域のうち、スペーサーゴム
９がベルト層７及びビードエーペックス８に夫々重なら
ない部分の平均値を意味するが、好ましくは前記全領域
に亘ってコード径の０．５５〜５．５倍、より好ましく
は１．５〜２．５倍が良い。但し、スペーサゴム９の両
端部が前述の如く先細状をなす場合には、該両端部にお
いては、前記範囲外であっても良い。

【００２６】次に、前記スペーサゴム９の上端９ａは、
前記領域Ｙに位置することによりベルト層の外端部７ｅ
との間に隙間を設けても良く、又前記領域Ｙを半径方向
外側に越えてベルト層の外端部７ｅと重ね合わせて終端
させても良い。ここで前記タイヤ断面高さＨを一定と
し、スペーサゴム９の上端９ａの位置を変えて前記隙間
の距離Ｚ、又は重複部の距離Ｚ′を種々変化させたタイ
ヤを試作し、操縦性能、乗り心地性能をテストを行っ
た。テスト評価の方法や、タイヤの詳細は、後述する表
１及び実施例１に従っており、その結果は図７に示すと
おりである。図から明らかなように、スペーサゴム９の
上端９ａを、ベルト層の外端部７ｅと重ね合わせること
なく隙間を設けて位置させた場合には、乗り心地性能の
向上を図りうる点で好ましい。特に前記隙間の距離Ｚ
を、タイヤ断面高さＨの０．０５〜０．３倍、より好ま
しくは０．０５〜０．２倍とすることが望ましい。前記
値が０．０５倍未満では、スペーサゴム９とベルト層の
外端部７ｅとの間に歪が集中し易くタイヤ損傷を招く傾
向にある一方で、０．３倍、より明確には０．２倍を越
えても乗り心地性能の大きな向上を期待し得ない傾向に
ある。

【００２７】又スペーサゴム９の上端９ａを、図９に示
すようにベルト層の外端部７ｅと重ね合わせると、操縦
性能を向上しうる点で好ましい。特に、重ね合わせた重
複部の距離Ｚ′を、タイヤ断面高さＨの０．０５〜０．
４倍、より好ましくは０．０５〜０．２倍とすることが
望ましい。前記値が０．０５倍未満ではスペーサゴム９
とベルト層の外端部７ｅとの間に歪が集中し易くタイヤ
損傷を招く傾向にある一方で、０．４倍、より明確には
０．２倍を越えても操縦性能の向上が期待できず、タイ
ヤ重量のみが増加する傾向にあるためである。

【００２８】又前記試作タイヤについて、ドラム耐久テ
スト（荷重：７００kg、内圧：２．０kg／cm² 、リムサ
イズ：１６×７ＪＪ、ドラム径：０．９ｍ、速度：８０
km／ｈ、走行距離：５００００km）を併せて実施した
所、Ｚ＝０（Ｚ′＝０）のタイヤのみ距離４２０００km
時に、ベルト端部でエッジルースが発生し、走行不能に
なったが、他のタイヤには損傷発生は無く完走したこと
が判明している。

【００２９】同様にスペーサゴム９の下端９ｂは、図１
に示すようにビードエーペックス８の上端をタイヤ半径
方向内側に越えて位置することにより互いに重なり合う
重複部Ｊを設けている。

【００３０】以上の点に関し、タイヤ断面高さＨを一定
とし、スペーサゴム９の下端９ｂの位置を種々変化させ
たタイヤを試作し、操縦性能、乗り心地性能をテストし
た。テスト評価の方法やタイヤの詳細は後述する表１及
び実施例１に従っている。テストの結果は図８に示す通
りである。なお、図中Ｌは、スペーサゴム９とビードエ
ーペックスの重複部の距離、Ｌ′は同隙間の距離であ
る。

【００３１】図８から明らかなように、スペーサゴム９
の下端９ｂとビードエーペックス８を重複させると、タ
イヤの横剛性がより高められる結果、操縦性能を向上さ
せることができる。このタイヤの横剛性の向上は、重複
部の距離Ｌに略比例するが、前記距離Ｌがタイヤ断面高
さＨの０．２倍を越えると、操縦性能の向上が殆ど見ら
れず、逆に乗心地の低下を大とし、しかもタイヤ重量が
増加する傾向にある。又前記距離Ｌがタイヤ断面高さＨ
の０．０５倍を下回ると、この重複部に歪が集中しがち
となりタイヤ損傷を誘発する傾向にある。従って、前記
重複部の距離Ｌは、タイヤ断面高さＨの０．０５〜０．
２倍が好ましい範囲として実施しうる。

【００３２】他方、スペーサゴム９と、ビードエーペッ
クスとを重複させることなく、隙間を設けた場合には、
図１１から明らかなように乗り心地性能を向上させるこ
とができる。この際、隙間の距離Ｌ′が、タイヤ断面高
さＨの０．０５倍未満では、隙間が小となり、この隙間
部分に歪が集中し易くタイヤ損傷を招く恐れがあるた
め、隙間を設ける場合には、Ｌ′／Ｈの値は０．０５以
上が好ましい範囲として採用しうる。

【００３３】加うるに、これらの試作タイヤについて、
前述のドラム耐久テストを行った後、解体調査を行った
結果、Ｌ＝０（Ｌ′＝０）のタイヤについてのみ、ビー
ドエーペックス８の上端部でプライルースが発生してい
ることが判明した。

【００３４】又前記スペーサゴム９は、少なくともカー
カスプライの前記トッピングゴム１２と同等もしくはそ
れ以上の複素弾性率Ｅ＊を有するゴム組成物を用いるこ
とが好ましく、さらにはそのＪＩＳＡ硬度及び複素弾性
率Ｅを前記ビードエーペックス８のＪＩＳＡ硬度及び複
素弾性率Ｅ＊よりも低く設定することが好ましい。

【００３５】

【表１】

【００３６】

【表２】

【００３７】実車テストは、２．２kg／cm² の内圧を充
填した各タイヤを４本ずつ用意し、これらを排気量３０
００ｃｃの国産乗用車に装着した後、２名乗車状態（タ
イヤ１本当たり約３６０kg）にてテストコースを走行さ
せ、運転者の官能評価によって各操縦性能を５点法で評
価した。数値が大きいほうが良い結果であることを示
す。

【００３８】本発明のタイヤはいずれも従来品である比
較例に比べ、実車テストにおいて、どの評価にあって
も、同等以上の性能を示した。

【００３９】

【発明の効果】叙上のごとく本発明の空気入りラジアル
タイヤは、これまで、困難であったタイヤ重量の軽減、
操縦性能の向上という二律背反の二性能を同時に向上さ
せることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すタイヤの子午断面図で
ある。

【図２】スペーサゴムを拡大して例示する断面図であ
る。

【図３】カーカス層、スペーサゴム配置以外の他の構成
を説明する断面図である。

【図４】従来タイヤの作用を説明するための略線図であ
る。

【図５】本発明の作用を説明するための略線図である。

【図６】操縦性能、乗り心地性能とＤ／ｄの関係を示す
グラフである。

【図７】操縦性能、乗り心地性能とＺ／Ｈ、Ｚ′／Ｈの
関係を示すグラフである。

【図８】操縦性能、乗り心地性能とＬ／Ｈ、Ｌ′／Ｈの
関係を示すグラフである。

【図９】本発明の他の実施例を示すタイヤ断面の略図で
ある。

【符号の説明】

１ 空気入りラジアルタイヤ ２ トレッド部 ３ サイドウォール部 ４ ビード部 ５ ビードコア ６ カーカス層 ６Ａ、６Ｂ、６Ｃ、６Ｄ、６Ｅ カーカスプライ ６Ａｅ、６Ｂｅ、６Ｃｅ 端部 ７ ベルト層 ８ ビードエーペックス ９ スペーサゴム １０ プライ離間部分 ２０、２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ、２０Ｅ 本体
部 ２１、２１Ａ、２１Ｂ、２１Ｃ、２１Ｄ 巻上げ部 Ｋ１、Ｋ２ 隣り合い部分 Ｐ タイヤ最大巾位置 Ｙ 領域

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トレッド部からサイドウォール部を経てビ
   ード部のビードコアに至る本体部を有する複数枚のカー
   カスコードプライからなるカーカス層、該カーカス層の
   タイヤ半径方向外側に配された高弾性コードからなるベ
   ルト層、及び前記ビードコアのタイヤ半径方向外側から
   のびるビードエーペックスを有する空気入りラジアルタ
   イヤであって、 前記カーカス層が、前記本体部と、この本体部に連なり
   かつビードコアの回りをタイヤの内側から外側にかけて
   巻上げる巻上げ部とを有する１枚のカーカスコードプラ
   イ、及びこのカーカスコードプライの外側でビードコア
   を折り返すことなく終端し前記本体部のみの１枚のカー
   カスコードプライとからなり、 前記ベルト層の軸方向外端部からタイヤがタイヤが最大
   巾となる最大巾位置までの間の前記２枚のカーカスコー
   ドプライの本体部が隣り合う隣り合い部分に、スペーサ
   ゴムを介在させることにより、隣り合う本体部のコード
   間距離をコード径の０．５５〜５．５倍としたプライ離
   間部分を形成してなる空気入りラジアルタイヤ。
2. 【請求項２】前記ビードエーペックスは、前記カーカス
   コードプライの本体部の軸方向外側にはいされるととも
   に、前記スペーサゴムは、そのタイヤ半径方向の内端が
   前記ビードエーペックスの外端をタイヤ半径方向内側に
   越えていちすることにより、前記ビードエーペックスと
   前記スペーサゴムとが互いに重なり合う重複部を具える
   ことを特徴とする請求項１記載の空気入りラジアルタイ
   ヤ。
3. 【請求項３】前記スペーサゴムは、少なくともカーカス
   プライのトッピングゴムと同等もしくはそれ以上の複素
   弾性率Ｅ＊を有するとおもに、前記ビードエーペックス
   のゴムのＪＩＳＡ硬度は８０〜９５度、複素弾性率Ｅ＊
   は３００〜６００kg／cm2 、しかもスペーサゴムは該ビ
   ードエーペックスのＪＩＳＡ硬度及び複素弾性率Ｅ＊よ
   りも低いゴム組成物からなることを特徴とする請求項１
   又は２記載の空気入りラジアルタイヤ。