JP2901969B2 - ラジアルタイヤ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ラジアルタイヤに
関するものとして、特にカカス（Carcass)とビードフィ
ラ−（Bead−filler)プロファイルを改良し、タイヤの
断面幅をできるだけ広く成形することによって、タイヤ
の他の特性に影響を及ばずに、操縦安定性と乗り心地を
同時に向上させるようになったラジアルタイヤ（Radial
Tire）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的にラジアルタイヤは、トレード(T
read)部の剛性がかなり高いので、タイヤの性能が全般
的に向上される反面、タイヤを成すカカス（Carcass)コ
ードが放射相で配列されているため、サイドワ−ル(Sid
e Wall)の横剛性を相対的に脆弱にさせ、操縦安定性を
低下させる短所がある。

【０００３】一方、このような特性を有しているラジア
ルタイヤは、例え、設計上でカカスコードの素材やコー
ド数、サイドワ−ル部ゴムの材質を変更したり、ビード
部強化コード紙（Cord Sheet)を補強する方法のよう
に、多数の設計因子を、タイヤの使用条件により変更し
たり、タイヤのモルドプロファイルを設計変更する方法
を通して操縦安定性を向上させているところ、例え、従
来には上部断面の高さ（Section Height Upper)と下部
断面の高さ（Section Height Lower)の比率を１：１、
又は最近の設計方法である１：１から外れるようにプロ
ファイルを変更させることによって、操縦安定性を向上
させる方法を使用し、最近には硬質のビードフィラ−
（Hard Bead Filler)を用いてビードフィラ−の高さを
上げたり、断面の高さを下げる方法にて操縦安定性を向
上させる技術が開発されている。

【０００４】しかしながら、このようなタイヤの成形の
際、硬質のビードフィラ−を使用したり、又はビードフ
ィラ−の高さを上げたり、ビードフィラ−プロファイル
の断面の高さを下げたりすると、タイヤの二律背反的な
特性（振動及び乗り心地と操縦性／安定性の逆相関関係
により、振動及び乗り心地を高めるためには、コーナー
リング特性と操縦安定性を相対的 に低下させなければ
ならないという特性）により、タイヤの横方向剛性と縦
方向剛性とが同時に向上されて、結果的にタイヤの剛性
が向上される代りに、タイヤの乗り心地を低下されると
いう問題が発生する。

【０００５】一方、このような問題を解決するための技
術として提案されたものがあるが、即ち、１９８０年に
公開された日本国特許公開昭５５−１１０６０４と１９
８６年に公開された日本国特許公開昭６１−３０３３９
２には、このような問題をカカスプロファイルのSHU/SH
比率（ラジアルタイヤをリム(Rim)に取付けてからタイ
ヤに正規内圧を充填した際、上部断面の高さ（SHU）と
断面の高さ（SH）の比率）を大きくすることによって解
決できると記載さ れているし、１９８３年に公開され
た日本国特許公開昭５８−１６１６１６には、却ってS
HU/SH 比率を小さく、即ちカカスプロファイルを変更す
ることにより、このような特性が解決できると記載され
ている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな多数の方法は、欲しい性能を個別的に向上させるこ
とはできるが、タイヤの品質を左右する他の性能、即ち
乗り心地とコーナーリング特性等を低下させるという問
題の解決はできないし、タイヤで要求される特定な性能
を向上させるためには、設計の際、その目的に合うカカ
スの変形形状が何であろうかを考慮すべきであるのみな
らず、欲しい形状にカカス形状を維持させるためには、
ビードフィラ−の形状と傾度が同 時に考慮されなけれ
ばならないという問題がある。

【０００７】故に本発明は、上記のような問題点を解決
するため発明されたものとして、カカスとビードフィラ
−のプロファイルを改良し、タイヤ断面幅をできるだけ
最大にして、タイヤの剛性を最適化することにより、操
縦安定性を極大化することと共に、乗り心地が同等以上
に 維持されるようにして、タイヤの全体的な性能を均
等に向上させるようになったラジアルタイヤを提供する
ことに、その目的がある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記のような目的を達成
するための本発明は、ラジアルタイヤをリム（Rim)に取
付けてから正規内圧を充填した際に、上部断面の高さ
（SHU）と断面の高さ（SH）の比率（SHU/SH）及び下部
断面（SHL）と断面の高さ（SH）の比率（SHL/SH)が、そ
れぞれ０．５０乃至０．５９と０．４０乃至０．５０の
範囲内に属し、断面幅（SW)が少なくとも公称断面幅＋
３mm以上の範囲に属し、扁平比が０．６５以下の範囲に
属し、ビードフィラ−（５）の高さ(BH）が０．２２４
×断面の高さ（SH）以上の範囲に属し、ビード上死点の
座標点（Ｂ）での接線とタイヤの回転軸に平行する線と
が成す角度が４５度以下の範囲に属し、任意のトレード
(Tread)（５）部位で、全てのトレード半径（TR)が３５
０mm乃至５００mm範囲内に属するように成形されてい
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下で本発明を、添付された例示
図面を参照にして詳細に説明する。

【００１０】先ず、本発明を詳細に説明することにおい
て、実際タイヤ上でのビード上死点Ｂ（ｘｂ，ｙｂ）の
定義は図１のように、任意のカカスラインを含む平面上
で任意のｘ，ｙ座標軸を設定した際に、ビードフィラー
（５）でカカスがビードフィラーをタイヤの内側からか
ばう区間でのカカスラインの座標を約１ｍｍ間隔で測
り、又それらの座標を利用して曲率半径を求めると仮定
する際、曲率半径の符号が変わる瞬間の座標を、ビード
上死点（Ｂ：カカス変曲点）にし、特に曲率半径が無限
大である区間が存在するという時に（直線である場
合）、その区間の中心座標をビード上死点（Ｂ）にす
る。

【００１１】本発明による実験によると、ラジアルタイ
ヤ（１）のサイドワ−ル(Side Wall)部（２）剛性を向
上させるため、図２のようにタイヤをメンブレーン(Mem
brane（膜)）から形成されたサイドワ−ル部（２；図２
でＢとＤの間である）と堅いビーム（Rigid Beam)から
形 成されたトレード(Tread)部（５）、ビード部（４）
を単純化して、代表するビード上死点（Ｂ）（実際タイ
ヤ上では、図１でのようにカカスラインの変曲点（Ｂ）
に該当）で構成されたメンブレーン(Membrane)モデルに
表現してプロファイルを変更し、且つサイドワ−ル部
（２）剛性を予測してみた結果、ベルトエッジ（Belt E
dge)部の角度α（図２のカカスライン上のベルトエッジ
点（Ｄ）での接線とタイヤ回転軸に平行で、ベルトエッ
ジ点Ｄを通過する直線とが成す角度）とビード上死点
（Ｂ）の位置が、サイドワ−ル部（２）剛性に影響を及
ぼす主要因子であることがわかった。

【００１２】又、サイドワ−ル部（２）の剛性は、図３
で示すように、ベルトエッジ部（Ｄ）での角度αに比例
して増加するが、サイドワ−ル部の縦方向剛性（Sr）と
サイドワ−ル部の横方向剛性（Sl）との傾斜増加比が、
互いに異なるので、任意の角度α′を基準にして、ベル
トエッジ部（Ｄ）での角度αが、α′より小さいほどサ
イドワ−ル（２）の縦方向剛性（Sr）の傾斜程度よりサ
イドワ−ルの横方向剛性（Sl）の傾斜程度がより大きい
し、ベルトエッジ部（Ｄ）での角度αがα′より大きい
ほど、サイドワ−ル横方向剛性（Sl）の傾斜程 度より
サイドワ−ル部の縦方向剛性（Sr）の傾斜程度がより大
きいことがわかった。

【００１３】結局、ラジアルタイヤにおいて、他の特性
を低下させずに、操縦安定性を向上させるため には、
サイドワ−ル横方向剛性（Sl）の傾斜角度がより大きい
側でベルトエッジ部（Ｄ）の角度αをできるだけ大きい
ようにするが、サイドワ−ル縦方向剛性（Sr）の傾斜程
度が、サイドワ−ル横方向剛性（Sl）の傾斜程度より相
対的に大きくなり始まる支点の角度α′より小さい領域
で最適の値を取ると、サイドワ−ル部（２）の縦方向剛
性（Sr）に比べて相対的に横方向剛性（Sl）を向上させ
ることができる。

【００１４】一方、ラジアルタイヤをメンブレーンモデ
ルに単純化させた際に、メンブレーン上で確認できるカ
カス上の最下段点であるカカス変曲点の位置もサイドワ
−ルの剛性を変化させる主要要因であるので、このカカ
ス変曲点も最適の位置に変更しなければならない。

【００１５】又、ビードフィラー（Ｂｅａｄ−ｆｉｌｌ
ｅｒ）（５）のプロファイルを変更しタイヤの縦方向剛
性（Ｋｖ）対比横方向剛性（Ｋｌ）の上昇率を上げるた
めには、タイヤのプロファイル及びビードフィラーの高
さ（ＢＨ）を適切に変更させなければならない。

【００１６】即ち、ビード上死点（Ｂ）を変更しビード
（４）からサイドワール部（２）までの剛性を向上させ
るためには、図４に図示したように、タイヤの横方向に
変形が発生されることを防止するため、ビードフィラー
（５）のプロファイルを変更しビード上死点（Ｂ）をリ
ム幅の大きくなる方向に外側に取出した（Ｏｕｔ）場合
と、メンブレーンに仮定できる領域が、小さくなるよう
にビード上死点を上昇（Ｕｐ）させる場合を考慮したプ
ロファイルに設計しないと、望ましいラジアルカカスプ
ロファイルを造れない。

【００１７】又、ラジアルタイヤの剛性を最適化させる
ためには、カカスプロファイルを変更してからトレード
半径とプロファイルを変更することによりタイヤの接地
面積とプロファイルを最適化させなければならないし、
特にコーナーリング性能を向上させるためには、タイヤ
の横方向剛性（Kl）とねじり（torsion）剛性（Kd）を
同時に向上させなければならないが、この値は、接地形
状及び接地圧の大きさとビードフィラ−の形状及び硬度
等により左右される。

【００１８】即ち、ラジアルタイヤの接地形状と接地圧
分布は、ベルト剛性、プロファイル、トレード半径等に
よって変わるが、プロファイルの変更を通して、ベルト
の円周方向曲げ強性を変 更させると同時に、トレード
半径の変更によりベルトの横方向曲げ剛性を変更させる
と、ラジアルタイヤの接地形状及び接地圧分布を最適化
させることができる。

【００１９】一方、本発明によるタイヤプロファイル
は、タイヤに内圧を作用させた後のプロファイルを意味
するものなので、ビードフィラ−のプロファイルを変更
する際には、タイヤのモルド形状も同様に、製造後に内
圧を作用させた際に上記の形状を満たすように設計され
なけ ればならないので、このようにタイヤに内圧が作
用された際に、変形されたタイヤの形状 が、要望する
任意の設計形状に維持されるようにするためには、成形
の際に硬質のビードフィラ−を使用した方が望ましい。

【００２０】故に、本発明は上記の全ての条件を満足さ
せるため、ラジアルタイヤのプロファイルを次のような
条件の下にて成形するようになっているが、その条件と
しては、ラジアルタイヤ（１）をリムに取付けてから正
規内圧を充填させた際、上部断面の高さ（SHU)と断面の
高さ(SH)の比率（SHU／SH）及び下部断面の高さの比率
（SHL/SH)が、それぞれ０．５０乃至０．５９と０．４
０乃至０．５０の範囲内に入らなければならない。

【００２１】又、断面幅（SW)が少なくともフィール（w
heel)の標準リーム幅（RW）に対して１．４０×標準リ
ーム幅（RW）＜断面幅＜１．４５×標準リーム幅（RW）
の範囲内に存在し、扁平比が０．６５より小さくなるよ
うに成形されるが、ビード上死点座標（Ｂ）での接線
と、タイヤの回転軸に平行する線とが成す角度が４５度
より小さいように設計され、上記のビード上死点（Ｂ）
のｘ軸成分であるｘｂが、そのサイズに該当する標準リ
ーム幅（RW)／２より大きい範囲内に存在しなければな
らない。

【００２２】又、ビードフィラ−の高さ（BH)が０．２
２４×断面の高さ(SH)以上の範囲であり、上記のラジア
ルタイヤの任意のトレード部位で、全てのトレード部半
径が３５０mm乃至５００m m範囲内に存在し、上記のビ
ードフィラ−（５）は、ショーア(Shore)A硬度８５以上
であり、上記のビード上死点（Ｂ）のｙ軸成分ｙｂが正
規リームフランジ（Rim Flange)高さ＋１０〜２０mmの
範囲内に存在しなければならない。

【００２３】又、図５に示したように、ビードフィラ−
基準線（AB)の内側エッジを点（A)にし、基準線（AB)の
真ん中の点をＣにし、この中で、点Ｃを中心に半径がビ
ードフィラ−の高さ（BH)を２に割った円を描いた際
に、ビードフィラ−の外郭線と会う二つの点の中間点を
Ｄにし、ビードフィラ−の上段部の頂点をＥにする際
に、タイヤの回転軸に平行する線（CP)とビードフィラ
−の内側線（AE)上の支点Ａでの接線とが成す角度αが
７２度以下であり、タイヤの回転軸と線BCとが成す角度
βが５６度以下になるように成形されなければならな
い。

【００２４】一方、上記のような条件が満たされるよう
に成形されたタイヤプロファイルは、多数の性能試験を
通して、従来の構造より、一層向上された性能を表すこ
とがわかるが、即ち、上記の条件にてビードフィラ−の
高さ（BH)が３５mmから４５mmに高く成形されたタイヤ
は、表１でわかるように、タイヤの剛性、即ち縦方向剛
性（Kv)と横方向剛性（Kl)が全部上昇されたし、これら
の縦方向剛性（Kv)対比横方向剛性（Kl)値の上昇率も従
来のビードフィラ−プロファイルよりもっと大きいこと
がわかる。

【表１】

【００２５】これは、ラジアルタイヤのビードフィラ−
プロファイルがタイヤ剛性を最適化する方向に変更され
て、接地幅の大きさは、ほとんど変更されないで接地場
が大きくなって、結果的に実際接地面積が大きくなり、
接地圧分布が均一化されたことを意味することである。

【００２６】一方、表２は、プロファイルの形状を変更
することによって、タイヤ接地幅の大きさはほとんど変
更されないで接地長さが大きくなって、結果的には、実
際接地面積が大きくなったことを表す。

【表２】

【表３】

【００２７】又、表３でわかるように、本発明によるラ
ジアルタイヤでは、荷重変化による接地圧の大きさの変
化比（Pressure build-upratio;接地面の幅方向の中心
線を沿う接地圧に対し、任意の垂直荷重の際、ショルダ
ー（Shoulder)部最大接地圧／１００％荷重の際のショ
ルダー部最大接地圧）が大きく減少されたので、タイヤ
荷重変化時にも安定性の確保ができ、特にコーナーリン
グ特性にかなり有利な影響を及ぼすようになる。

【００２８】再度言うと、本発明によるラジアルタイヤ
が、理想的な接地圧により早く達し、理想的な接地圧周
囲の荷重変化による圧力変化が従来より大きくないとい
うことを意味するので、タイヤの横方向剛性(Kl)とねじ
り（torsion）剛性（Kd)値の向上のため、表２でわかる
ようにタイヤの動特性が全般的に向上されたことがわか
る。

【００２９】又、図６に示したように（斜線のある棒は
従来技術であり、斜線のない棒は本願発明である）、従
来のラジアルタイヤに比べて、タイヤの縦方向剛性（K
v)対比タイヤの横方向剛性(Kl)が増加され、全体的にタ
イヤの剛性が向上され、その結果、操縦安定性とライド
ネス（Rideness)値が増加されたことがわかる。

【００３０】一方、本発明によるタイヤのプロファイル
の特徴は、プロファイルを変更し強性を増加させるが、
断面幅（SW)を増加させて、縦方向剛性の上昇により、
乗り心地が低下されることを抑制させ、本サイズのタイ
ヤベルト張力が十分大きいので、ベルト張力を低減させ
て、突起物を包み隠す能力であるインヴェロピング（En
veloping)特性を向上させることができるところ、即ち
図７に示したベルト張力の比較図表（○にて表示された
部分が従来技術であり、●にて表示された部分は、本願
発明）を通してわかるように、従来のラジアルタイヤに
比べて縦方向剛性（Kv)対比横方向剛性(Kl)値が増加さ
れて、全体的にはタイヤの剛性が最適化されたことがわ
かる。

【００３１】又、下記の表４は、同一なモルドプロファ
イル（Mold Profile)やビードフィラ−傾斜を変更した
際の特性を表したものである。

【表４】

【００３２】即ち、上記の表４を通して、ビードフィラ
−傾斜度を低めて成形されたタイヤは、従来のタイヤの
構造と比べる際に、タイヤの縦方向剛性（Kv)は、ほと
んど一定に維持されながら、横方向剛性(Kl)及びタイヤ
のねじり（torsion）剛性（Kd)が同時に向上されて、縦
方向剛性（Kv)対比横方向剛性(Kl)の上昇率も従来のビ
ードフィラ−プロファイルより大きくて、サイドワール
部の剛性、即ち縦方向剛性（Sv)対比横方向剛性(Sl)及
び回転方向剛性(Sr)も非常に大きくなったことがわか
る。

【００３３】又、従来技術と本願発明の動特性を比較す
るため、１００％垂直荷重での横スリップ角度（Slip a
ngle)での角変化によるコーナーリング力（Cornering f
orce)を測ってみた結果、図８のように本発明によるラ
ジアルタイヤのコーナーリング力が従来技術より、より
大きく表し、コーナーリング特性においても、本発明に
よるラジアルタイヤがより優秀な性能を表していること
がわかる。

【００３４】

【発明の効果】以上で説明した通りに、本発明による
と、ラジアルタイヤにおいて、ラジアルカカスプライ
（Radial Carcass Ply)と、ビードフィラ−のプロファ
イルを変更し、且つタイヤの断面幅をできるだけ広く成
形し、ビードフィラ−を従来より傾斜になるように成形
することによって、従来のラジアルタイヤに比べタイヤ
の操縦安定性を極大化させることと共に、乗り心地も向
上させる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明と従来技術によるラジアルタイヤの断面
形状を比較図示した断面図である。

【図２】ラジアルタイヤのサイドワ−ル(Side Wall)部
をメンブレーン(Membrane)モデルに単純化し図示した断
面図である。

【図３】角度によるラジアルタイヤのサイドワ−ル(Sid
e Wall)部の縦方向剛性と横方向剛性の変化を比較し示
した図表である。

【図４】本発明と従来技術によるラジアルタイヤのビー
ドフィラ−（Bead−filler)形状変更によるカカス（Car
cass)変曲点の変化を図示した断面図である。

【図５】本発明と従来技術のビードフィラ−傾斜程度を
比較した断面図である。

【図６】ラジアルタイヤの剛性と性能指数を、本発明と
従来技術とを対比し示した図表である。

【図７】本発明と従来技術によるラジアルタイヤのベル
ト張力を比較した図表である。

【図８】本発明と従来技術とのコーナーリング力を、タ
イヤに付加される垂直荷重の変化によるスリップ角度別
に比較した図表である。

【符号の説明】

１ ラジアルタイヤ(radial tire) ２ サイドワ−ル(side wall）部 ３ ビードフィラ−（beadfiller) ４ ビード（bead) ５ トレード(tread)部 α ベルトエッジ（belt edge)点角度 Ｂ ビード上死点 Ｄ ベルトエッジ（belt edge)点 ＢＨ−ビードフィラ−の高さ Ｋｄ−タイヤtorsion剛性 Ｋｖ−タイヤ縦方向剛性 Ｋｌ−タイヤ横方向剛性 ＲＷ−標準リ−ム（rim)幅 ＳＷ−断面幅 Ｓｒ−サイドワ−ル部縦方向剛性 Ｓｌ−サイドワ−ル部横方向剛性 ＳＨ−断面の高さ ＳＨＵ−上部断面の高さ ＳＨＬ−下部断面の高さ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 金 瑾 雨 大韓民国大田廣域市儒城區新城洞ラッキ ー、ハナ、アパートメント108棟401号 (72)発明者 安 明 憲 大韓民国大田廣域市西區屯山洞ハンマ ル、アパートメント２棟503号 (56)参考文献 特開 昭57−182501（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−87802（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−265703（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−169709（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−47903（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−29406（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−39803（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−204314（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−315710（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−337101（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−35902（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B60C 11/00,3/04,15/06 B60C 9/08,9/18

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ラジアルタイヤをリーム(Rim)に取付けて
   から正規内圧を充填した際、上部断面の高さ（SHU)と断
   面の高さ(SH)の比率（SHU／SH）及び下部断面(SHL)と断
   面の高さ（SH）の比率(SHL/SH)が、各々０．５０乃至
   ０．５９と０．４０乃至０．５０の範囲内に属し、断面
   幅（SW)が少なくともフィール（wheel)の標準リーム幅
   （RW)に対して１．４０×標準リーム幅（RW)＜断面幅＜
   １．４５×標準リーム幅（RW)の範囲内に存在し、且つ
   扁平比が０．６５以下の範囲に属し、ビードフィラ−
   （Bead−filler)（５）の高さ（BH)が０．２２４×断面
   の高さ(SH)以上の範囲に属し、ビード上死点の座標点
   （Ｂ）での接線とタイヤの回転軸に平行する線とが成す
   角度が４５度以下の範囲に属するように成形されたラジ
   アルタイヤ。
2. 【請求項２】第１項において、上記のビードフィラ−
   （Bead−filler)（５）が、ショーア(Shore)Ａ硬度８５
   以上であることを特徴とするラジアルタイヤ。
3. 【請求項３】第１項において、上記のビード上死点
   （Ｂ）のｘ軸成分ｘｂが、そのサイズに該当される標準
   リーム幅(RW)／２より大きく成形されたことを特徴とす
   るラジアルタイヤ。
4. 【請求項４】タイヤの回転軸に平行する線(CP)とビード
   フィラ−内側線（AE)上の点（Ａ）での接線とが成す角
   度αが７２度以下であり、タイヤの回転軸に平行する線
   (CP)と線(CD)とが成す角度βが５６度以下になるように
   成形されたラジアルタイヤ。