JP2004237808A - 空気入りタイヤ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】コーナリング走行時の操縦安定性と高速耐久性とを両立可能にする空気入りタイヤ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】左右のビード部３ｉ，３ｏ のビートコア６ｉ，６ｏ にそれぞれカーカス層５の両端部を係止し、かつ車両に対する装着方向が指定された空気入りタイヤにおいて、車両装着時車両内側に位置するビードコア６ｉ には、カ−カス層５の端部をタイヤ内側から外側へ巻き上げるように係止し、車両外側に位置するビードコア６ｏ には、カ−カス層５の端部をタイヤ外側から内径側へ巻き込むように係止する。製造方法は、成形ドラムに巻き付けた筒状カーカス材の端部を径方向外側へ拡開させ、その内側にビードコアを打ち込み、その外側から内側へ拡開端部を巻き込み、反対側の端部には外周側にビードコアを打ち込み、その内側から外側へ該反対側の端部を巻き上げる。
【選択図】 図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気入りタイヤ及びその製造方法に関し、さらに詳しくは、操縦安定性と高速耐久性とを有し、特にタイヤ断面高さが９５ｍｍ以下の超偏平タイヤとして優れた性能を発揮する空気入りタイヤ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
近年、タイヤの偏平化がますます進み、ここ数年の間にタイヤ断面高さが９５ｍｍ以下のいわゆる超低偏平タイヤが普及するに至っている。しかし、このように超偏平になったタイヤでは、そのプロファイルの効果によりタイヤ半径方向の縦バネ定数が大きくなるため、コーナリング走行時にトレッドの車両外側接地域の面積が上昇し難くなり、充分なコ−ナリングフォースが得られなくなるという問題があった。
【０００３】
この問題の解決のためには、縦バネを低減すればよい。しかし、一般にタイヤ内側はネガティブキャンバによりタイヤ外側に比べて撓み変形量が多くなっているところに、その縦バネを低下させると、変形量が一層増加することになって高速耐久性が悪化してしまうという問題がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上述のような両立困難な問題を解決し、偏平タイヤであっても、コーナリング走行時の操縦安定性と高速耐久性とを両立可能にする空気入りタイヤ及びその製造方法を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の空気入りタイヤは、左右のビード部のビートコアにそれぞれカーカス層の両端部を係止し、かつ車両に対する装着方向が指定された空気入りタイヤにおいて、車両装着時車両内側に位置するビードコアには、前記カ−カス層の端部をタイヤ内側から外側へ巻き上げるように係止し、車両外側に位置するビードコアには、前記カ−カス層の端部をタイヤ外側から内径側へ巻き込むように係止したことを特徴とするものである。
【０００６】
また、他の本発明の空気入りタイヤは、左右のビード部のビートコアにそれぞれカーカス層の両端部を係止し、かつ車両に対する装着方向が指定された空気入りタイヤにおいて、車両装着時車両内側に位置するビードコアには、前記カ−カス層の端部をタイヤ内側から外側へ巻き上げるように係止し、車両外側に位置するビードコアには、該ビードコアを上下に二分割すると共に、前記カ−カス層の端部をタイヤ外側から該二分割されたビードコア間に挟持するように係止したことを特徴とするものである。
【０００７】
このように車両装着時車両外側のビード部では、ビードコアに対してカ−カス層端部をタイヤ外側から内径側へ巻込むか、又は上下二分割したビードコア間に挟持する係止構造にしたことによって、サイドウォール部のカーカスラインの曲率半径を大きくし、それによってタイヤ径方向の変形量を増大させ縦バネ定数を低減させる。したがって、コーナリング走行時にトレッド面の車両外側域の接地面積が増加し、コ−ナリングフォースが増大するため、操縦安定性を向上することができる。他方、車両装着時車両外側のビード部では、カ−カス層端部をタイヤ内側から外側へ巻き上げるようにして従来の係止構造と同じにして、縦バネ定数を従来タイヤと同等レベルに維持するようにしたため、高速耐久性を低下することがない。
【０００８】
上記構成の空気入りタイヤの本発明による製造方法は、成形ドラムにシート状のカーカス材を筒状に巻き付け、該筒状カーカス材の両端部のうち、タイヤを車両装着時車両外側になる側の端部を径方向外側へ拡開させ、該拡開した端部の内側にビードコアを打ち込んだ後、前記拡開した端部を該ビードコアの外側から内側へ巻き込み、また前記筒状カーカス材の反対側の端部には、その外周側に別のビードコアを打ち込んだ後、該反対側の端部を該別のビードコアの内側から外側へ巻き上げる成形工程を行うことを特徴とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面に示す実施形態を参照して本発明を具体的に説明する。
【００１０】
図１は、本発明の空気入りタイヤの一例を示す子午線方向断面図である。
【００１１】
空気入りタイヤは偏平率が５０％以下で、タイヤ断面高さが９５ｍｍ以下の超偏平ラジアルタイヤとして構成されている。１はトレッド部であり、その左右両側にそれぞれサイドウォール部２ｏ，２ｉ とビ−ド部３ｏ，３ｉ とが連接している。トレッド部１の内側にベルト層４が配置され、さらにタイヤ内側に沿うようにカーカス層５が配置され、その内側にインナーライナー７が空気バリア層として配置されている。そして、この空気入りタイヤは車両装着時に、上記サイドウォール部２ｏ 及びビード部３ｏ が車両外側に、サイドウォール部２ｉ 及びビ−ド部３ｉ が車両内側になるように車両に対する取付け方向が指定されている。
【００１２】
ベルト層４は少なくとも２プライからなり、スチール等の高弾性率のコードをタイヤ周方向に対し１０〜３０°のコード角度で、かつ層間で互いに交差するように配置されている。カーカス層５は、高強度の有機繊維コード等からなり、タイヤ周方向に対して略９０°の角度で配列する１プライ又は複数プライからなる。複数プライからなるカーカス層の場合は、タイヤ周方向に対するコード角度が７０°〜９０°の範囲で、層間で互いに交差するようになっている。
【００１３】
上記カーカス層５は、車両装着時車両内側の端部は、ビードコア６ｉ の周りにタイヤ内側から外側へビードフィラー８ｉ を包み込むように折り返されて係止され、タイヤ最大幅付近まで延びている。また、車両装着時車両外側の端部は、ビードコア６ｏ に対して、タイヤ外側から内径側へ巻き下げるように係止されている。このように車両外側のカーカス層５の端部は、ビードフィラー８ｏ に対してはタイヤ外側だけに接し、かつビードコア６ｏ の内径側で終端している。この場合、車両外側のカーカス層５の係止構造は、図３に示す実施形態のように、ビードコア６ｏ を半径方向に上下に二分割し、その二分割されたビードコア６ｏ の間に端部を挟持させたものであってもよい。
【００１４】
このようにカーカス層５の端部の係止構造が左右で異なり、車両装着時の車両内側（図１の左側）では、カーカス層５の端部をビードコア６ｉ に対してタイヤ内側から外側へ折り返しているのに対して、車両外側（図１の右側）では、カーカス層５の端部をビ−ドコア６ｏ に対してタイヤ外側から内径側に巻き込んでいるため、そのカ−カスラインの曲率半径が車両内側のカ−カスラインの曲率半径よりも大きくなる。そのため車両外側のサイドウオ−ル部２ｏ の撓み範囲Ｈｏ は、車両内側のサイドウオ−ル部２ｉ の撓み範囲Ｈｉ よりも大きくなっている。
【００１５】
このように車両外側におけるカーカス層５の係止構造を、従来構造と同じ車両内側の係止構造と異ならせたことにより、その車両内側の縦バネ定数が小さくなり、コ−ナリング走行時のコ−ナリングフォースの確保を増大させ、操縦安定性を向上する。また、車両内側の係止構造は従来構造と同じにしているため、縦バネ定数の低減はないから高速耐久性を維持することができる。
【００１６】
上記作用効果は、タイヤの偏平率が小さいタイヤほど顕著にあらわれ、特にタイヤ断面高さが９５ｍｍ以下のいわゆる超偏平タイヤの場合に非常に有効なものとなる。なお、ここで、タイヤ断面高さとは、空気入りタイヤをＪＡＴＭＡ規定の正規リムにリム組み込みし、内圧を正規内圧に充填した状態におけるタイヤ断面高さをいう。
【００１７】
本発明の操縦安定性と高速耐久性を両立させる作用効果は、図１に示す実施形態のように、車両外側に配置するビードフィラー８ｏ の長さを、車両内側に配置するビードフィラー８ｉ よりも短くすることにより一層向上することができる。すなわち、一般に車両内側のビードフィラー８ｉ はタイヤ最大幅近辺まで延長するが、車両外側のビードフィラー８ｏ の長さは、その１／２以下にするとよい。ビードフィラーの硬度としては、従来から使用されているものでよく、ＪＩＳ−Ａ硬度で８０〜１００程度が好ましい。
【００１８】
また、本発明の作用効果は、図３に示す実施形態のように、トレッド面が主溝や副溝などの溝９によって占められる溝面積比率を、車両外側領域では小さく、車両内側領域で大きくするように異ならせることによって一層向上することができる。さらに具体的には、トレッド部１の接地幅を三等分したとき、両外側の車両外側１／３領域における溝面積比率を、車両内側１／３領域における溝面積比率よりも小さくすることである。
【００１９】
このように溝面積比率を両外側領域で互いに異ならせることにより、車両外側領域では溝面積が少ない分だけコ−ナリング走行時のトレッド接地面積が増加するためコーナリングフォースが増大し、操縦安定性を一層向上すると共に、車外騒音も抑制することができる。他方、車両内側領域では、溝面積が多くなった分だけトレッド部の蓄熱量が減少するため高速耐久性が一層向上すると共に、排水性の向上により直進走行時の耐ハイドロプレ−ニング性も向上する。
【００２０】
このような作用効果を一層得やすくするためには、上記車両内側１／３領域の溝面積比率は３０〜４０％の範囲とし、車両外側１／３領域の溝面積比率は２６〜３６％の範囲であって、かつ車両内側１／３領域の溝面積比率より２％、さらに好ましくは４％小さくするとよい。
【００２１】
ここで、トレッド部の接地幅とは、空気入りタイヤをＪＡＴＭＡ規定の正規リムにリム組み込みし、正規内圧を充填した状態で平坦な路面上で正規荷重を負荷したときのトレッド接地形状の幅をいう。
【００２２】
上述した本発明の空気入りタイヤの製造方法は特に限定されるものではないが、例えば、以下に説明する方法で製造することが好ましい。
【００２３】
図４（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の空気入りタイヤの製造方法においてグリーンタイヤを成形するときの第１成形工程を例示する。
【００２４】
図４において、１０は第１成形工程用の成形ドラムである。図中において、成形ドラム１０の左側は、加硫成形後のタイヤが車両装着時車両外側に位置する側であり、右側が車両内側に位置する側である。
【００２５】
まず、図４（Ａ）に示すように、成形ドラム１０の外周に、未加硫ゴムからなるシート状のインナーライナ材１７を筒状に巻き付け、更にその外側に、カーカスコードに未加硫ゴムがゴム引きされたカーカス材１５を筒状に巻き付ける。筒状になったインナーライナ材１７の軸方向長さ（幅）は、成形ドラム１０の軸方向長さよりも大きく、両側に端部が突出している。同じく筒状になったカーカス材１５の軸方向長さ（幅）は、インナーライナ材１７よりも更に長く、しかも両端部の突出長さが、車両外側に位置する側よりも車両内側に位置する側の方が長くなっている。
【００２６】
次に、筒状カーカス材１５の軸方向両端部のうち、図４（Ｂ）に示すように、車両外側に位置する側の端部を折り返し、拡開状態にする。
【００２７】
更に、反対側の筒状カーカス材１５の車両内側に位置する側の端部外周には、図４（Ｃ）に示すように、ビードコア１６ｏ とビードフィラー１８ｏ とを一体化した環状材を外挿した後、そのビードコア１６ｏ ／ビードフィラー１８ｏ 環状材を包み込むように、カーカス材１５／インナーライナ材１７の端部を中央側へ折り返して、その端末をカーカス材１５の外周に接着させる。
【００２８】
また、上記図４（Ｂ）においてカーカス材１５の端部を拡開させた側には、その内側のインナーライナ材１７の突出端部の外周に、ビードコア１６ｉ とビードフィラー１８ｉ とを一体化した環状材を外挿する。
【００２９】
次いで、拡開状態にしてあったカーカス材１５の端部を、ビードコア１６ｉ ／ビードフィラー１８ｉ の一体環状材の外側を包み込むように巻き掛けることにより、図４（Ｄ）の状態にする。
【００３０】
上記グリーンタイヤの第１成形工程において、図４（Ｂ）で行う筒状カーカス材１５の端部の拡開操作は手作業で行うが、成形ドラム１０の構造を図５や図６のように構成することにより、一部自動化することができる。
【００３１】
図５に例示する成形ドラム１０は、車両外側になる端部側の一部を、ドラム１周にわたり複数枚の板片１０ａによって構成し、それぞれを半径方向外側に向けて片開きするようにしたものである。また、図６に例示する成形ドラム１０は、同じくドラムの一部をドラム１周にわたり複数枚の板片１０ａにより構成し、それぞれを半径方向外側に向けて昇降するようにしたものである。いずれの成形ドラムも、複数枚の板片１０ａが半径方向外側に向けて移動することにより、筒状カーカス材１５の端部を拡開させることができる。
【００３２】
上記のように第１成形工程で成形されたグリーンタイヤの中間成形体は、以後は公知の第２成形工程、加硫成形工程に従って処理されることにより、空気入りタイヤが得られる。すなわち、公知の第２成形工程では、未加硫ゴムからなるサイドウォールゴム、ベルト材、トレッドゴムが貼り付けられてグリーンタイヤになり、そのグリーンタイヤが金型に挿入されて加硫成形されることにより空気入りタイヤが完成する。
【００３３】
【実施例】
実施例１，２、従来例、比較例１
タイヤサイズが２０５／４０Ｒ１７で、タイヤ断面高さが８２ｍｍの超偏平である点を共通にし、車両装着時の車両内側及び外側の各ビード部のカーカス係止構造、トレッド幅を三等分した車両外側１／３領域及び車両内側１／３領域の各溝面積比率をそれぞれ表１に記載のように互いに異ならせた実施例１，２、従来例、比較例１からなる４種類の空気入りタイヤを製造した。
【００３４】
これら４種類の空気入りタイヤについて、下記の評価方法によりパイロンスラローム評価と高速耐久性とを評価したところ、表１の結果が得られた。
【００３５】
〔パイロンスラローム評価〕
進入口と脱出口の間を２００ｍに設定し、進入口から５０ｍの位置から６本のパイロンを２０ｍづつの間隔で立設すると共に、最後のパイロンから脱出口までを５０ｍにしたスラローム走行路を設定した。
【００３６】
他方、試験タイヤをリムサイズ１７×７３３のリムに空気圧２３０ｋＰａでリム組みし、国産ＦＦ車（１８００ｃｃ）に装着して、上記スラローム走行路を進入口から脱出口まで最短時間で通り抜けるよう心がけて走行するときのタイムを操縦安定性として評価した。この評価は、十分に訓練されたテストドライバーが計６回走行するときの最短時間と最長時間を除き計４回の測定値の平均値で行なった。ただし、走行試験においてパイロンにタッチしたり、途中スピンアウトした場合は評価から除外した。
【００３７】
測定結果は、従来例タイヤの測定値（上記平均値）を１００とする指数で示した。指数が大きいほどパイロンスラローム時の通過タイムが短く、操縦安定性に優れていることを意味する。
【００３８】
〔高速耐久性〕
ＪＩＳ Ｄ４２３０に規定される高速耐久性の評価方法に基づき評価した。
【００３９】
測定結果は、従来例のタイヤの測定値を１００とする指数で示した。指数が大きいほど高速耐久性に優れていることを意味する。
【００４０】
【表１】

【００４１】
表１の結果から、ビード部におけるカ−カス係止構造を本発明にした実施例１及び２の空気入りタイヤは、従来例のタイヤに比べてコーナリング走行時の操縦安定性が向上し、さらに高速耐久性に優れていることがわかる。
【００４２】
【発明の効果】
上述したように本発明によれば、車両装着時車両外側のビード部では、ビードコアに対してカ−カス層端部をタイヤ外側から内径側へ巻込むか、又は上下二分割したビードコア間に挟持する係止構造にしたことによって、サイドウォール部のカーカスラインの曲率半径を大きくし、それによってタイヤ径方向の変形量を増大させ縦バネ定数を低減させる。したがって、コーナリング走行時にトレッド面の車両外側域の接地面積が増加し、コ−ナリングフォースが増大するため、操縦安定性を向上することができる。他方、車両装着時車両外側のビード部では、カ−カス層端部をタイヤ内側から外側へ巻き上げるようにして従来の係止構造と同じにして、縦バネ定数を従来タイヤと同等レベルに維持するようにしたため、高速耐久性を低下することがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気入りタイヤの一例を示す子午線断面図である。
【図２】本発明の空気入りタイヤの好ましい実施形態を示す子午線断面図である。
【図３】本発明の空気入りタイヤの他の実施形態を示す子午線半断面図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の空気入りタイヤの製造方法における第１成形工程を例示する説明図である。
【図５】本発明の空気入りタイヤの第１成形工程で使用する成形ドラムの一例を示す説明図である。
【図６】本発明の空気入りタイヤの第１成形工程で使用する成形ドラムの他の例を示す説明図である。
【符号の説明】
１ トレッド部
２ｉ，２ｏ サイドウォール部
３ｉ，３ｏ ビ−ド部
５ カ−カス層
６ｉ，６ｏ ビ−ドコア
８ｉ，８ｏ ビードフィラー
９ 溝

Claims (9)

1. 左右のビード部のビートコアにそれぞれカーカス層の両端部を係止し、かつ車両に対する装着方向が指定された空気入りタイヤにおいて、車両装着時車両内側に位置するビードコアには、前記カ−カス層の端部をタイヤ内側から外側へ巻き上げるように係止し、車両外側に位置するビードコアには、前記カ−カス層の端部をタイヤ外側から内径側へ巻き込むように係止した空気入りタイヤ。
2. 左右のビード部のビートコアにそれぞれカーカス層の両端部を係止し、かつ車両に対する装着方向が指定された空気入りタイヤにおいて、車両装着時車両内側に位置するビードコアには、前記カ−カス層の端部をタイヤ内側から外側へ巻き上げるように係止し、車両外側に位置するビードコアには、該ビードコアを上下に二分割すると共に、前記カ−カス層の端部をタイヤ外側から該二分割されたビードコア間に挟持するように係止した空気入りタイヤ。
3. トレッド接地幅を３等分したとき、前記車両外側１／３領域の溝面積比率を、前記車両内側１／３領域の溝面積比率よりも小さくした請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記車両外側のビードコアの外周に配置したビードフィラーの長さを、前記車両内側のビードコアの外周に配置したビードフィラーの長さよりも短くした請求項１，２又は３に記載の空気入りタイヤ。
5. タイヤ断面高さが９５ｍｍ以下である請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りタイヤ。
6. 成形ドラムにシート状のカーカス材を筒状に巻き付け、該筒状カーカス材の両端部のうち、タイヤを車両装着時車両外側になる側の端部を径方向外側へ拡開させ、該拡開した端部の内側にビードコアを打ち込んだ後、前記拡開した端部を該ビードコアの外側から内側へ巻き込み、また前記筒状カーカス材の反対側の端部には、その外周側に別のビードコアを打ち込んだ後、該反対側の端部を該別のビードコアの内側から外側へ巻き上げる成形工程を行う空気入りタイヤの製造方法。
7. 前記車両外側になる側の端部にビードコアと共に打ち込むビードフィラーの長さを、その反対側の端部にビードコアと共に打ち込むビードフィラーの長さよりも短くした請求項６に記載の空気入りタイヤ。
8. 前記成形ドラムの構成材の一部を半径方向外側に移動可能にし、該構成材の移動により前記筒状カーカス材の端部の拡開を行う請求項６又は７に記載の空気入りタイヤの製造方法。
9. 成形後のタイヤ断面高さが９５ｍｍ以下である請求項６〜８のいずれかに記載の空気入りタイヤの製造方法。

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