JP2003237322A - 空気入りタイヤ - Google Patents

空気入りタイヤ

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 乗り心地性、操縦安定性および耐久性をより
高いレベルでバランス良く向上しうる。 【解決手段】 カーカス本体部6aとサイドウォール部
3の外表面との間に、ゴム中に短繊維を配合させた短繊
維配合ゴムを用いた補強ゴム層10を設ける。補強ゴム
層10は、タイヤ最大幅位置Mの半径方向外側に配され
かつ短繊維の傾斜角度α1を25°以下とした第1のゴ
ムシート11からなる外の補強層10Uと、半径方向内
側に配されかつ短繊維の傾斜角度α2を45〜80°と
した第2のゴムシート12からなる内の補強層10Lと
から形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、サイドウォール部
に短繊維配合ゴムからなる補強ゴム層を設け、乗り心地
性、操縦安定性および耐久性をバランス良く向上させた
空気入りタイヤに関する。
【0002】
【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】近
年、自動車の高出力化や高性能化に伴い、タイヤにおい
ても高い乗り心地性とともに操縦安定性の向上が強く望
まれている。
【0003】そのため、本出願人は、例えば特開平10
−76818号公報において、短繊維配合ゴムからなる
補強ゴム層を、サイドウォール部からビード部にかけて
設けることを提案している。このものは、図6に略示す
るように、補強ゴムaを、第1、第2のゴム層部a1、
a2を重ね合わせた二層構造体として形成するととも
に、各ゴム層部a1、a2における短繊維のタイヤ周方
向に対する傾斜角度を5〜60°とし、かつゴム層部a
1、a2間相互で、前記短繊維を10°以上の角度で交
差させている。
【0004】これによって、タイヤの半径方向剛性の大
幅な増加を招くことなく、タイヤ周方向剛性を効果的に
高め、乗り心地性を確保しながら、操縦安定性を向上さ
せている。しかし前記構造のものは、ある程度の効果を
達成しうるものの、前記乗り心地性および操縦安定性に
対する近年のより高い要望を充分満足させるには至って
いない。
【0005】このような状況に鑑み、本発明者が研究し
た結果、 乗り心地性に関しては、サイドウォール部のうちタ
イヤ最大幅位置より半径方向外側の領域YUが支配的で
あり、この外側の領域YUにおける短繊維の傾斜角度を
低く抑え、半径方向剛性を減じることが、タイヤ全体の
乗り心地性の向上に必要であること;および 操縦安定性及び耐久性に関しては、タイヤ最大幅位
置より半径方向内側の領域YLが支配的であり、この内
側の領域YLにおける短繊維の傾斜角度を増加せしめ、
周方向剛性及び半径方向剛性の双方を高める、特に半径
方向剛性を重点的に高めることが、タイヤ全体の操縦安
定性および耐久性の向上のために必要であること;を究
明しえた。
【0006】そこで本発明は、補強ゴム層を、タイヤ最
大幅位置の半径方向外側に配される外の補強層と、半径
方向内側に配されかつ内の補強層とに区分し、外の補強
層における短繊維の傾斜角度を25°以下に、又内の補
強層における短繊維の傾斜角度を45〜80°に規制す
ることを基本として、乗り心地性、操縦安定性および耐
久性をより高いレベルでバランス良く向上しうる空気入
りタイヤの提供を目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本願請求項1の発明は、トレッド部からサイドウォ
ール部をへてビード部のビードコアに至るカーカス本体
部を有するカーカスと、トレッド部の内方かつ前記カー
カスの外側に配されるベルト層とを具える空気入りタイ
ヤであって、前記カーカス本体部とサイドウォール部の
外表面との間に、ゴム中に短繊維を配合させた短繊維配
合ゴムを用いた補強ゴム層を設けるとともに、該補強ゴ
ム層は、タイヤ最大幅位置の半径方向外側に配されかつ
前記短繊維のタイヤ周方向に対する傾斜角度α1を25
°以下とした1枚以上の第1のゴムシートからなる外の
補強層と、前記タイヤ最大幅位置の半径方向内側に配さ
れかつ前記短繊維のタイヤ周方向に対する傾斜角度α2
を45〜80°とした1枚以上の第2のゴムシートから
なる内の補強層とから形成されることを特徴としてい
る。
【0008】又請求項2の発明では、前記内の補強層
は、2枚の第2のゴムシートからなり、かつ各第2のゴ
ムシートは、短繊維の配向方向を交差させたことを特徴
としている。
【0009】又請求項3の発明では、前記外の補強層
は、前記短繊維の前記傾斜角度α1が0°より大の2枚
の第1のゴムシートからなり、かつ各第1のゴムシート
は、短繊維の配向方向を交差させたことを特徴としてい
る。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の一形態を、
図示例とともに説明する。図1は本発明の空気入りタイ
ヤが乗用車用タイヤである場合を例示した子午断面図を
示す。図2はその主要部を拡大して示す断面図である。
【0011】図1に示すように、空気入りタイヤ1は、
トレッド部2からサイドウォール部3をへてビード部4
に至るカーカス本体部6aを有するカーカス6と、トレ
ッド部2の内方かつ前記カーカス6の外側に配されるベ
ルト層7とを具える。
【0012】前記ベルト層7は、高弾性のベルトコード
をタイヤ周方向に対して例えば10〜35°の角度で配
列した2枚以上、本例では2枚のベルトプライ7A、7
Bから構成される。各ベルトプライ7A、7Bは、ベル
トコードがプライ間相互で交差するように傾斜の向きを
違えて重置され、これによってベルト剛性を高め、トレ
ッド部2の略全巾をタガ効果を有して強固に補強してい
る。ベルトコードとしては、スチールコード或いは、こ
れに匹敵する例えば芳香族ポリアミド繊維等のハイモジ
ュラスの有機繊維コードが好適に使用される。
【0013】なお本例では、前記ベルト層7に対する拘
束力を高めて高速耐久性能等を向上させる目的で、ベル
ト層7の外側にバンド層9を配した場合を例示してい
る。このバンド層9は、タイヤ周方向に対して例えば5
°以下の角度で螺旋巻きしたバンドコードを有し、少な
くとも前記ベルト層7のタイヤ軸方向外端部を覆って延
在する。
【0014】又前記カーカス6は、前記ビードコア5、
5間を跨るトロイド状のカーカス本体部6aの両端に、
前記ビードコア5の廻りで内から外に折り返すカーカス
折返し部6bを一体に具え、このカーカス本体部6aと
返すカーカス折返し部6bとの間に、ビード補強用のビ
ードエーペックスゴム8を配設している。
【0015】なおカーカス6は、カーカスコードをタイ
ヤ周方向に対して例えば75〜90°の角度で配列した
1枚以上、本例では1枚のカーカスプライ6Aからな
り、カーカスコードとして、ナイロン、レーヨン、ポリ
エステルなどの有機繊維コードが好適に採用される。
【0016】又前記ビードエーペックスゴム8は、前記
ビードコア5からタイヤ半径方向外方に向けて先細状に
のびる断面三角形状の硬質のゴムからなり、本例では、
高性能タイヤとして必要なタイヤ剛性を確保するため、
ビードベースラインBLからの高さh1を、タイヤ断面
高さHTの0.25〜0.5倍の範囲としている。なお
前記、カーカス折返し部6bは、前記ビードエーペック
スゴム8を半径方向外方に越えて延在し、本例では、タ
イヤ最大幅位置Mの近傍で終端している。
【0017】ここで、前記「ビードベースラインBL」
とは、タイヤが基づく規格で定められるリム径位置を通
るタイヤ軸方向線を意味する。又前記「タイヤ最大幅位
置M」とは、タイヤを正規リムに装着した状態でサイド
ウォール部3の外表面がタイヤ軸方向外側に最も張り出
す位置であり、又正規リムとは、タイヤが基づく規格で
定められるリムであり、JATMAであれば標準リム、
TRAであれば "Design Rim" 、ETRTOであれば "
Measuring Rim"を意味する。
【0018】そして本実施形態では、このようなタイヤ
1において、乗り心地性、操縦安定性および耐久性を、
高レベルでバランス良く向上させるために、前記カーカ
ス本体部6aとサイドウォール部3の外表面との間に、
ゴム中に短繊維を配合させた短繊維配合ゴムを用いた以
下の構造の補強ゴム層10を設けている。
【0019】即ち、前記補強ゴム層10は、図3に概念
的に示すように、タイヤ最大幅位置Mの半径方向外側に
配される外の補強層10Uと、タイヤ最大幅位置Mの半
径方向内側に配される内の補強層10Lとから構成され
る。しかも、前記外の補強層10Uを、前記短繊維のタ
イヤ周方向に対する傾斜角度α1を25°以下とした1
枚以上の第1のゴムシート11により形成するととも
に、前記内の補強層10Lを、短繊維のタイヤ周方向に
対する傾斜角度α2を45〜80°とした1枚以上の第
2のゴムシート12により形成してる。
【0020】なお短繊維の傾斜角度がαとは、短繊維の
90%以上が、傾斜角度αを中心とした±20度以下の
角度範囲に配向していることを意味している。
【0021】なお本例では、外の補強層10Uとして、
短繊維の前記傾斜角度α1を0°より大、例えば10°
とした2枚のゴムシート11A、11Bを用い、かつ各
ゴムシート11A、11Bを、短繊維の配向方向を相互
に交差させて重ね合わせたものを例示している。又内の
補強層10Lとしては、短繊維の前記傾斜角度α2を4
5〜80°、例えば60とした2枚のゴムシート12
A、12Bを用い、かつ各ゴムシート12A、12B
を、短繊維の配向方向を相互に交差させて重ね合わせた
ものを例示している。
【0022】これは前述の如く、タイヤ最大幅位置Mよ
り半径方向外側の領域YUと半径方向内側の領域YLと
では、乗り心地性、操縦安定性及び耐久性に対する寄与
の大きさが相違することに基づく。
【0023】即ち、前記外側の領域YUは、接地時半径
方向に撓むことにより乗り心地性が付与される重要な部
位である。従って、外の補強層10Uでは、短繊維の傾
斜角度α1を25°以下に減じ、半径方向剛性を低く抑
えることにより、タイヤ全体の乗り心地性を充分に確保
することが可能となる。このとき、外の補強層10Uで
は周方向剛性が大きく増加するため、周方向の歪みを抑
制することができ、加速、減速、旋回性能を向上させる
ことができる。
【0024】他方、内側の領域YLは、外力をリムに的
確に伝えるために大きな剛性が必要な部位である。従っ
て、内の補強層10Lでは、短繊維の傾斜角度α2を4
5〜80°とし、乗り心地性は多少犠牲になるものの、
周方向剛性と半径方向剛性との双方、特に半径方向剛性
を重点的に高め、これによって操縦安定性と耐久性との
向上を図っている。
【0025】このように、寄与の大きさに応じて内外の
補強層10L、10Uの傾斜角度α2、α1を最適に設
定しているため、乗り心地性、操縦安定性および耐久性
を、高レベルでバランス良く向上させることが可能とな
る。
【0026】このとき、前記補強ゴム層10の補強効果
を効率よく機能せしめ、本願の前記効果(即ち乗り心地
性、操縦安定性および耐久性を高レベルでバランス良く
向上させる効果)を発揮させるために、少なくとも内の
補強層10Lを2枚のゴムシート12A、12Bで形成
し、かつゴムシート12A、12B間で短繊維の配向方
向を相互に交差させることが必要である。なお外の補強
層10Uでは、1枚のゴムシート11によってこの補強
層10Uを形成しても良く、又2枚のゴムシート11
A、11Bで形成した場合にも、ゴムシート11A、1
1B間で短繊維の配向方向を同方向とすることができ
る。なお乗り心地性の観点から、補強層10Uにおける
短繊維の傾斜角度α1を15°以下とするのが好まし
い。
【0027】又、本願の効果のためには、前記外の補強
層10Uの半径方向外端位置Ufを、タイヤ最大幅位置
Mとベルト層7のタイヤ軸方向外端位置7fとの間の半
径方向距離YUの20〜60%の距離XUを前記タイヤ
最大幅位置Mから隔てた位置とすることが好ましい。又
内の補強層10Lの半径方向内端位置Lfを、タイヤ最
大幅位置MとビードベースラインBLとの間の半径方向
距離YLの20〜50%の距離XLをタイヤ最大幅位置
Mから隔てた位置とすることが好ましい。外の補強層1
0U及び、内の補強層10Lが下限位置に満たない場合
には、補強効果が過小となり本願発明の効果を不充分と
し、外の補強層10Uが上限を超えて延在する場合に
は、ベルト端部の応力集中領域と補強層10Uの端部が
合致することにより耐久性が低下することとなる。又内
の補強層10Lの内端位置Lfが上述の上限を超えて延
在しても、ビードエーペックスゴム8の補強効果で充分
補強されており、かえって重量増加や耐久性の問題が生
じることとなる。尚、トレッドゴムとサイドウォール部
ゴムとの境界がサイドウォール表面に配置される所謂T
OS構造の場合には、トレッドゴムのエッジ位置E(ウ
イングゴムが配置されている場合にはウイングゴムのエ
ッジ位置E)と、外の補強層10Uの外端位置Ufの半
径方向の間隔K3を5mm以上とすることが好ましい。
【0028】又本例では、前記外の補強層10Uの半径
方向内端Ue、及び内の補強層10Lの半径方向外端L
eに応力が集中するのを防止するため、前記内端Ue及
び外端Leをタイヤ最大幅位置Mで突き合わせ、内外の
補強層10L、10Uを連続させた好ましい場合を例示
している。しかし要求により、図4に示すように、前記
内端Ue及び外端Leの一方又は双方を、タイヤ最大幅
位置Mから半径方向に0〜5.0mmの距離K1で離間
させることもでき、このとき、前記内端Ueと外端Le
との間の距離K2は10.0mm以下とするのが好まし
い。
【0029】次に、内外の補強層10U、10Lを構成
する短繊配合ゴムとしては、ゴム基材100重量部に対
して短繊維を10〜30重量部配合させたものが好適で
あり、10重量部未満では補強効果に劣り、逆に30重
量部を越えると未加硫ゴムの粘度が増し加工性が低下す
る。なおゴム基材として、例えば、天然ゴム(NR)、
スチレン・ブタジエンゴム(SBR)、ブタジエンゴム
(BR)、イソプレインゴム(IR)等のジエン系ゴム
の一種若しくは複数種を組み合わせたものが使用でき
る。
【0030】ここで短繊維は、押出機やカレンダロール
により前記短繊配合ゴムをシート状に押し出す際、押し
出し方向に配向する傾向があり、これを利用して、第
1、第2のゴムシート11、12の短繊維を所定の傾斜
方向α1、α2に配向することができる。しかし前記ゴ
ムシート11、12の厚さが2.0mmを越えると、短
繊維の配向性が悪化するなど、高精度の配向が得られな
くなる。又厚さが0.3mmより小では、材料が薄すぎ
て補強効果を発揮することができなくなり、又その取り
扱いが難しく生産性に不利となる。従って、ゴムシート
11、12の厚さは、0.3〜2.0mmが好ましく、
さらには0.3〜1.5mmがより好ましい。
【0031】なお前記短繊維としては、例えば、ナイロ
ン、ポリエステル、アラミド、レーヨン、ビニロン、コ
ットン、セルロース樹脂、結晶性ポリブタジエンなどの
有機繊維の他、例えば金属繊維、ウイスカ、ボロン、ガ
ラス繊維等の無機繊維が挙げられ、これらは単独でも、
又2種以上を組合わせて使用することもできる。さらに
好ましくは、短繊維はゴム基材との接着性を向上させる
ために適宜の表面処理を施してもよい。
【0032】また前記短繊維の平均繊維長さLは、20
μm以上、特に50〜5000μmが好ましい。又平均
繊維長さLと繊維径Dとのアスペクト比L/Dは10以
上、特に20〜500が好ましい。この平均繊維長さL
が20μm未満、及びアスペクト比L/Dが10未満で
は、短繊維が高精度で配向した場合にも、配向方向に対
する補強効果が不十分となり、逆に平均繊維長さLが5
000μmより大、及びアスペクト比L/Dが500よ
り大では、短繊維の配向性自体が低下し、何れの場合も
本願の効果を損ねる傾向となる。
【0033】なお短繊配合ゴムには、前記短繊維以外
に、カーボンブラック、オイル、老化防止剤、ワック
ス、加硫促進剤等の従来的なタイヤゴム用の添加剤が適
宜に配合できる。
【0034】なお本例では、前記補強ゴム層10が、カ
ーカス6の外面に沿って配される場合を例示している
が、図5(A)、(B)に示すように、その一部をカー
カス本体部6aとカーカス折返し部6bとの間に介在さ
せることもできる。又外内の補強層10U、10Lは、
第1のゴムシート11A、11B、及び第2のゴムシー
ト12A、12Bを相互に重ね合わせる必要はなく、例
えば図5(C)に例示する如く、第1のゴムシート11
A、11B、及び第2のゴムシート12A、12Bを、
タイヤ軸方向の内外に離間させて配することもできる。
【0035】以上、本発明の特に好ましい実施形態につ
いて詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定される
ことなく、種々の態様に変形して実施しうる。
【0036】
【実施例】タイヤサイズが175/65R14であるタ
イヤを表1の仕様に基づき試作するとともに、各試供タ
イヤの操縦安定性、乗り心地性、耐久性、及び車内ノイ
ズをテストしその結果を表1、2に記載した。なお、比
較例1以外のタイヤは、サイドウォール部のゴム厚さを
減じ、タイヤ総重量を比較例1に比して5%減じてい
る。テストの方法は次の通りである。
【0037】(1)操縦安定性;試供タイヤをリム
(5.5J×14)、内圧(前;220kPa、後;2
10kPa)にて車両(1300cc、FF車)の4輪
に装着し、ドライアスファルト路面のタイヤテストコー
スを走行し、ハンドル応答性、剛性感、グリップ等に関
する特性を、ドライバーの官能評価により比較例1を6
点とする10点法で評価した。値の大きい方が良好であ
る。なお操縦安定性は、限界速度(120km/h)で
走行した際の操縦安定性と、通常速度(80km/h)
で走行した際の旋回・レーンチェンジにおける操縦安定
性とで評価している。
【0038】(2)乗り心地性;前記操縦安定性をテス
トした際の乗り心地性を、ドライバーの官能評価により
比較例1を6点とする10点法で評価した。値の大きい
方が良好である。
【0039】(3)耐久性;ドラム試験機を用い、試供
タイヤをリム(5.5J×14)、内圧(200kP
a)、荷重(5.37kN)にて速度(80km/h)
で走行し、損傷が発生するまでの走行距離を比較例1を
100とする指数で評価した。値の大きい方が良好であ
る。なお指数100は、走行距離30000kmを完走
しても損傷しなかったことを意味する。
【0040】(4)車内ノイズ;操縦安定性のテストで
使用した車両を用い、ノイズ評価用の荒れたアスファル
ト路面を速度50km/hにて走行させ、運転席左耳許
にてオーバーオールの騒音レベルdB(A)を測定し、
比較例1を基準としてその差を記載した。−(マイナ
ス)は騒音レベルが小さく良好である。
【0041】
【表1】
【0042】
【表2】
【0043】表の如く実施例のタイヤは、乗り心地性、
操縦安定性および耐久性が、高レベルでバランス良く向
上していることが確認できる。
【0044】
【発明の効果】本発明は叙上の如く構成しているため、
乗り心地性、操縦安定性および耐久性をより高いレベル
でバランス良く向上しうる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例のタイヤの断面図である。
【図2】その主要部を拡大して示す断面図である。
【図3】その補強ゴム層を概念的に示す斜視図である。
【図4】補強ゴム層の他の例を示す断面図である。
【図5】(A)〜(C)は補強ゴム層のさらに他の例を
示す断面図である。
【図6】従来技術を説明する線図である。
【符号の説明】
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 6a カーカス本体部 7 ベルト層 10 補強ゴム層 10U 外の補強層 10L 内の補強層 11 第1のゴムシート 12 第2のゴムシート M タイヤ最大幅位置

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へてビ
    ード部のビードコアに至るカーカス本体部を有するカー
    カスと、トレッド部の内方かつ前記カーカスの外側に配
    されるベルト層とを具える空気入りタイヤであって、 前記カーカス本体部とサイドウォール部の外表面との間
    に、ゴム中に短繊維を配合させた短繊維配合ゴムを用い
    た補強ゴム層を設けるとともに、 該補強ゴム層は、タイヤ最大幅位置の半径方向外側に配
    されかつ前記短繊維のタイヤ周方向に対する傾斜角度α
    1を25°以下とした1枚以上の第1のゴムシートから
    なる外の補強層と、前記タイヤ最大幅位置の半径方向内
    側に配されかつ前記短繊維のタイヤ周方向に対する傾斜
    角度α2を45〜80°とした1枚以上の第2のゴムシ
    ートからなる内の補強層とから形成されることを特徴と
    する空気入りタイヤ。
  2. 【請求項2】前記内の補強層は、2枚の第2のゴムシー
    トからなり、かつ各第2のゴムシートは、短繊維の配向
    方向を交差させたことを特徴とする請求項1記載の空気
    入りタイヤ。
  3. 【請求項3】前記外の補強層は、前記短繊維の前記傾斜
    角度α1が0°より大の2枚の第1のゴムシートからな
    り、かつ各第1のゴムシートは、短繊維の配向方向を交
    差させたことを特徴とする請求項1又は2記載の空気入
    りタイヤ。
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