JP2613044B2 - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

空気入りラジアルタイヤ

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JP2613044B2
JP2613044B2 JP62040176A JP4017687A JP2613044B2 JP 2613044 B2 JP2613044 B2 JP 2613044B2 JP 62040176 A JP62040176 A JP 62040176A JP 4017687 A JP4017687 A JP 4017687A JP 2613044 B2 JP2613044 B2 JP 2613044B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、タイヤクラウン部に配置したベルト層両端
部が中央部よりも補強された構造を有する、特に偏平率
が70%以下の乗用車用として好適な空気入りラジアルタ
イヤに関する。
〔従来の技術〕
従来、車の高速化および高性能化に対する要望はます
ます大きくなってきているが、この要望に対応して、タ
イヤに対する高速耐久性のより一層の向上が強く要求さ
れている。
このような要求特性を有するラジアルタイヤは、クラ
ウン部にタイヤ周方向に互いに交差するベルト層を有し
ているが、このベルト層両端部の両外側部分は、切り離
し端を有する積層板の特性として、その中央付近に対し
てベルト張力が急激に低下することが知られている。
このベルト張力の低下防止対策として、ベルト層端部
を折り曲げたベルト構造、所謂フォールデットベルト構
造またはベルト層両端部にタイヤの赤道面に対して実質
的に0゜の角度を為す有機繊維コードで補強したタイヤ
などが知られている。しかしながら、上記フォールデッ
トベルト構造やベルト層端部を補強材で追加補強したも
のは、高速走行時の耐久性の向上には有効であるもの
の、ベルト層両端部の面外曲げ剛性の増大によって乗り
心地性能を悪化させる欠点が指摘されている。特に広い
接地巾を有する偏平タイヤでは、この乗り心地の低下が
顕著に現れた。
すなわち、一般にタイヤ断面方向のカーカスライン
は、平衡プロファイル理論に基づくプロファイルを採用
するのが普通であるが、この平衡プロファイル理論に基
づくプロファイルをフォールデット構造やベルト端部を
補強材で追加補強したベルト構造に用いると、ベルト層
両端部のベルト張力が過大になり、これに近接するカー
カスの張力が低下する。それ故、ベルト踏面両外側部の
ベルト張力が高くなり過ぎて、縦方向バネ定数の増加に
よる乗り心地性能の悪化および横方向バネ定数の低下に
伴う操縦安定性の悪化に繋がる問題があった。
また、ラジアルタイヤのサイドウォール部分(タイヤ
路面乃至ビードワイヤ間)は、タイヤ断面の最大巾位置
より踏面側の部分において変形が最も大きくなる、いわ
ゆるフレックスゾーンと呼ばれる部分があるが、特に偏
平率の小さいラジアルタイヤは、このフレックスゾーン
が狭くなり、外力の吸収力が低下する傾向にある。この
ような外乱の吸収力の低下は、タイヤの乗り心地性能を
悪化させるのみならず、タイヤが荷重を受けた場合の接
地面積を減少させ、操縦安定性を低下させる原因にな
る。従って上記フレックスゾーンに位置するカーカスの
張力を減少させて、外乱の吸収能力を増大させることは
重要になってくる。
これに対して、タイヤ断面の最大巾からビードワイヤ
までの間は、ラジアルタイヤの横方向バネ定数の弱さを
補うべく、通常ビードフィラーと呼ばれる硬質ゴム層を
設けたり、或いはカーカスに対してスチール繊維または
有機繊維からなる補強層を周方向に対して角度をもって
配置したりするが、これらの設置に伴ってこの個所にお
けるカーカス張力が減少するため、上記補強材の追加の
わりには剛性の増加が少ない。このため、いっそうの剛
性の増大を図るためには、さらに補強材を追加する必要
があるが、このような補強材の追加はタイヤの重量をい
たずらに増加させることになり好ましいことではない。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、タイヤの高速耐久性の向上を意図し
て、タイヤクラウン部に配置したベルト層の両端部を中
央部より補強する構造にした場合に伴って発生するタイ
ヤの乗り心地性能の悪化と操縦安定性の悪化を防止した
ラジアルタイヤを提供するにある。すなわち、ベルト層
中央部よりもベルト層両端部が補強された、特に偏平率
が70%以下の広い接地巾を有するラジアルタイヤにおい
て高速耐久性、操縦安定性、乗り心地性能との間の二律
相反性を解消し、前記これらの要求特性を同時に満足す
る乗用車用ラジアルタイヤを提供するにある。
〔発明の構成〕
このような本発明の目的は、 タイヤクラウン部に配置したベルト層の両端部を中央
部より補強した構造のラジアルタイヤにおいて、該タイ
ヤを内圧0.05kg/cm2で適用リムに組み込んだだけのタイ
ヤ断面内のカーカスラインと内圧2.0kg/cm2を充填した
ときのカーカスラインとを対比した場合に、前記内圧充
填によるベルト層両端部のそれぞれにベルト全幅の25%
内におけるせり出し変形量の最大値(F)とベルト中央
部の変形量(G)とが 1.0G<F<2.0G の関係を満足し、かつタイヤ断面の最大巾位置の半径方
向内側への移動量がタイヤの断面高さに対する比率で少
なくとも5%以上である空気入りラジアルタイヤによっ
て達成することができる。
以下、図面に基づき本発明を具体的に説明する。
第1図は、本発明になるラジアルタイヤのカーカスラ
イン骨組の1例を示す断面図で、タイヤをタイヤリムに
装着し、内圧を充填する前後のカーカスラインのプロフ
ァイルの変化を示した図である。また、比較のため、第
2図に従来のラジアルタイヤのカーカスライン骨組を同
じく内圧を充填する前後のプロファイルで示した。
図において、(1)の点線は内圧は0.05kg/cm2でタイ
ヤをタイヤリムに装着した時のカーカスラインのプロフ
ィルであり、(2)の実線は2.0kg/cm2の内圧を充填し
た時のカーカスラインのプロファイルである。3はタイ
ヤクラウン部に配置されたベルト層である。
この実施例では、2層のベルト層が設けられ、下側の
ベルト層の両端部が内側に向けて折り曲げられ、その両
端部を中央部より補強した構造になっている。本発明の
ラジアルタイヤは、第1図に示すカーカスライン(1)
と(2)の2つのプロフィルを対比した場合、内圧充填
により変形したカーカスラインのベルト層両端部に対応
する部分の変形量の最大値(F)がベルト層中央部に対
応する部分の変形量(G)との間に、次式の関係を満足
するようにすることが必要である。
1.0G<F<2.0G ここで、Fはベルト層両端部においてそれぞれベルト
層の全巾Aの25%に相当する領域巾Bで、最もせり出し
変形が大きくなる個所での値である。
また、Gは上記ベルト層中央部でのせり出し変形量を
意味する。
本発明において、このF値が1.0Gよりも小さいと、ベ
ルト層両端部のカーカス張力の増加に伴うベルト張力の
低下が認められず、乗り心地性の向上は望めなくなる。
また、2.0Gよりも大きくなると、ベルト層両端部のカー
カス張力の増加が過大になりすぎ、これに近接するベル
ト張力が低下が過大となり、本来の高速耐久性が低下す
るため好ましくない。
また、従来のタイヤの場合は、第2図に示すように、
タイヤ断面の最大巾位置は内圧充填の前後においてほと
んど変わらず、C≒Dであった。しかし、本発明のラジ
アルタイヤにおいては、タイヤ断面の最大巾位置が内圧
充填に伴い、半径方向内側へ移動するようにしてあり、
内圧充填前のカーカスライン(2)の最大巾位置(D)
から内圧充填後のカーカスライン(1)の最大巾位置
(C)への移動量がタイヤ断面高さ(H)に対する比率
で少なくとも5%であることが必要であり、好ましくは
5%〜15%の範囲内がよい。上記比率が5%よりも小さ
いと、タイヤ断面の最大巾位置〜ビードワイヤ間のカー
カス張力を十分に増大させることができず、操縦安定性
や乗り心地性を向上させることができない。また余りに
大きいとビード部の剪段歪みが高くなり過ぎて、耐久性
の点で好ましくないので、その上限は15%程度にするの
がよい。
第3図は、本発明に規定する要件を満足するタイヤお
よび前記平衡プロファイル理論を用いて設計したタイヤ
(比較タイヤ)の内圧2.0kg/cm2充填時におけるカーカ
ス張力およびベルト張力の状態を有限要素法によって計
算し、それらの値をタイヤ踏面中央部のベルト張力とカ
ーカス張力の和を100として、ベルト層中央部からビー
ドワイヤ部に至る部分に対応させてベルト層トータル張
力とカーカストータル張力とをそれぞれ示した図であ
る。
図において4の実線は比較タイヤの張力分布、5の点
線は本発明のタイヤの張力分布である。Jはベルト層の
領域、Kはサイドウォール部のタイヤ半径方向外側領
域、Lはサイドウォール部のタイヤ半径方向内側領域、
Mはビードフィラー部の挿入された領域を示す。この第
3図から、本発明になるタイヤは、比較タイヤに比べて
ベルト層両端部においてベルト張力は低下するが、カー
カス張力が大幅に増大している。また、ビードワイヤ〜
タイヤ断面最大巾位置のビードフィラー領域でのカーカ
ス張力が高くなると共に、ベルト層両端部〜タイヤ断面
最大巾位置間(フレックスゾーン)の張力は低くなって
いることが判る。
上述したように、ベルト層両端部やフレックスゾーン
でのカーカス張力の低減によって、縦方向バネ定数の増
大が抑制され、乗り心地性を向上することができる。ま
た、ビードフィラー領域では、カーカス張力が増大して
いるため、余分の補強材を追加することなく、すなわち
いたずらに重量を増加させることなく、剛性のアップを
はかることができ、操縦安定性を向上させることができ
る。
次に、本発明のタイヤの製造方法としては、基本的に
は公知のラジアルタイヤの製造方法および条件が適用さ
れるが、本発明に規定する前記内圧充填前後のベルト層
両端部の変形量(F)およびタイヤ半径方向への移動量
などを満足するタイヤの製造条件としては、ベルトのラ
ジアス(断面内)をあらかじめ、その両端部で小さくと
り、さらにサイド部の最大巾位置を平衡カーカスライン
に対し高く設定するように、タイヤ加硫中の形状を決定
することにより可能となるが、タイヤサイズ毎に有限要
素法等で予め、変形量を推定する必要がある。
〔実施例および比較例〕
タイヤサイズが205/60R15の同一構造のグリーンタイ
ヤを使用し、それぞれ表1に示す諸元を有する本発明の
タイヤおよび平衡プロファイル理論に基づいた比較タイ
ヤを作成した。
なお本発明のタイヤは、その製造に際して、前述した
方法により、その変形量を有限要素法にて推定して作成
したモールドを使用した。
これら2種のタイヤについて、室内単体バネ定数測
定、室内コーナリング試験、突起乗り越し試験、5人の
パネラーによる操縦安定性および乗り心地試験をそれぞ
れ行った。結果を表2〜4に示す。また、フラットベル
ト式コーナリング試験機を用い、荷重400kg、空気圧2.0
kg/cm2、リム6JJ×15の条件下に測定したコーナリング
フォース(kgf)−スリップアングル(deg)関係を第4
図に示す。第4図中、点線は本発明タイヤ、実線は比較
タイヤを示す。
表2から本発明のタイヤは、比較タイヤと対比して上
下および前後の両方向で衝撃力が小さく、優れた突起乗
り越し性を有している。
表3および第4図から、本発明タイヤは比較タイヤに
比べて、縦方向バネ定数は低いが、横方向バネ定数は高
くなっており、また、コーナリングフォースが高いこと
が判る。
さらに、表4の実地走行テスト結果からも、本発明の
タイヤは、優れた操縦安定性および乗り心地性を示し、
両性能を同時に満足していることが判る。
〔発明の効果〕 本発明によれば、タイヤクラウン部に配置したベルト
層の両端部を補強したラジアルタイヤ、特に偏平ラジア
ルタイヤにおいて、そのカーカスプロファイルを最適化
することにより、カーカス張力の効率を高め、本来の高
速安定性と共に、操縦安定性、乗り心地性能の向上を満
足しせめることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は、本発明になるラジアルタイヤお
よび従来のラジアルタイヤのそれぞれカーカスライン骨
組の例を示す断面図、第3図は本発明になるタイヤおよ
び平衡プロファイル理論を用いて設計した従来のタイヤ
のそれぞれカーカス張力分布およびベルト張力分布をタ
イヤのベルト層中央部からビードワイヤ部に至る部分と
対応させて示した図および第4図はフラットベルト式コ
ーナリング試験機を用いて測定したスリップアングルと
コーナリングフォースとの関係を示す図である。 1……内圧充填前のカーカスライン、2……内圧充填後
のカーカスライン、3……ベルト層、4……従来のタイ
ヤの張力分布、5……本発明のタイヤの張力分布、 E……タイヤ断面の最大巾位置の移動量、 F……ベルト層両端部におけるカーカスラインの最大せ
り出し変形量、 G……ベルト層中央部におけるカーカスラインの変形
量。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−137201(JP,A) 特開 昭54−42706(JP,A) 特開 昭61−157402(JP,A) 特開 昭61−163004(JP,A) 特開 昭61−211104(JP,A) 特開 昭61−222801(JP,A) 特開 昭62−23801(JP,A) 特開 昭62−194904(JP,A) 特開 昭54−136001(JP,A) 特開 昭57−182501(JP,A) 特開 昭63−195005(JP,A) 特開 平1−273704(JP,A) 特開 昭59−75810(JP,A) 特開 昭58−161603(JP,A) 特公 平5−34162(JP,B2) 特公 昭51−26682(JP,B2) 特公 昭56−28722(JP,B2) 特公 平1−16681(JP,B2) 特公 平7−75922(JP,B2) 特公 昭57−29283(JP,B2) 特公 昭55−45403(JP,B2) 特公 昭61−28522(JP,B2)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】タイヤクラウン部に配置したベルト層の両
    端部を中央部より補強した構造のラジアルタイヤにおい
    て、該タイヤを内圧0.05kg/cm2で適用リムに組み込んだ
    だけのタイヤ断面内のカーカスラインと内圧2.0kg/cm2
    を充填したときのカーカスラインとを対比した場合に、
    前記内圧充填によるベルト層両端部のそれぞれにベルト
    全幅の25%内における変形量(F)とベルト中央部の変
    形量(G)とが 1.0G<F<2.0G の関係を満足し、かつタイヤ断面の最大巾位置の半径方
    向内側への移動量がタイヤの断面高さに対する比率で少
    なくとも5%以上であることを特徴とする空気入りラジ
    アルタイヤ。
  2. 【請求項2】偏平率が70%以下である特許請求の範囲第
    1項の空気入りラジアルタイヤ。
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