JP2916082B2 - 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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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】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タイヤにおいて、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
げ部を夫々有する２枚のカーカスプライからなり、この
本体部が隣り合う隣り合い部分に、前記ベルト層の軸方
向外端部からタイヤが最大巾となる最大巾位置までの間
にのびるスぺーサゴムを配置することにより隣り合うコ
ード間距離をコード径の０．５〜５．５倍としたプライ
離間部分を形成するとともに、前記スぺーサゴムの半径
方向内端と、前記ビードエーペックスの上端との間にタ
イヤ断面高さＨの０．０５倍以上の隙間を設けたことを
特徴とする空気入りラジアルタイヤタイヤ
【０００６】
【作用】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、カーカスコー
ドプライ６Ａ、６Ｂの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６
Ｂ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。なおか
かるスペースゴム９は、トレッド部からサイドウォール
部をへてビード部に至ることにより、タイヤの骨格をな
すカーカスコードプライの本体部が隣り合う隣り合い部
分に設けられることによって、より効果的に前記曲げ剛
性を高めうる。
【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】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を用いて詳述
する。図１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。
【００１１】又タイヤ１には、図３，４に示すように、
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。
【００１２】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。
【００１３】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。
【００１４】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。
【００１５】又前記カーカス層６は、本実施例ではトレ
ッド部２からサイドウォール部３をへてビードコア５に
至ることによりタイヤの骨格を形成する本体部２０と、
この本体部２０に連なりかつ前記ビードコア５の回りを
タイヤの内側から外側にかけて巻上げられる巻上げ部２
１とを夫々具えた互いに重なる内外２枚のカーカスコー
ドプライ６Ａ、６Ｂから形成される。
【００１６】各カーカスコードプライ６Ａ、６Ｂは、図
５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７０〜９
０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形
成される。
【００１７】本例では、外のカーカスコードプライ６Ｂ
は、その巻上げ部２１Ｂの端部６Ｂｅを、前記ビードエ
ーペックス８のタイヤ軸方向の外側面上で終端し、曲げ
応力の集中を軽減する。又内のカーカスプライ６Ａの巻
上げ部２１Ａは、前記巻上げ部２１Ｂの端部６Ｂｅを覆
うとともに、その端部６Ａｅは、前記ビードエーペック
ス８のタイヤ半径方向の外端及びタイヤが最大巾となる
最大巾位置Ｐをタイヤ半径方向外側にこえた外方位置で
終端する。なおこの端部６Ａｅは、本例では、前記最大
巾位置Ｐと、ベルト層７のタイヤ軸方向外端部７ｅとの
間の領域Ｙ内に配される。
【００１８】なお前記巻上げ部２１Ａをさらに延長し
て、この端部６Ａｅをベルト層７とカーカスの本体部と
の間に位置させてもよい。特にタイヤ剛性をより効果的
に高めるために、このプライ端部をベルト層７と本体部
２０との間に位置させてカーカスコードプライの両端を
拘束することが好ましい。
【００１９】本例では、前記巻上げ部２１Ａの外側部分
がビードエーペックス８のタイヤ半径方向の外端をこえ
ることにより、この外側部分と本体部２０Ｂとが前記領
域Ｙ内において互いに隣り合う隣り合い部分Ｋ１を形成
する一方、内外２枚のカーカスコードプライ６Ａ、６Ｂ
が重なり合うことにより、一方の本体部２０Ａと他方の
本体部２０Ｂとが前記領域Ｙ内において隣り合う隣り合
い部分Ｋ２をも形成している。
【００２０】そしてこれら隣り合い部分Ｋ１、Ｋ２のう
ち少なくとも本体部２０Ａ、２０Ｂ間の隣り合い部分Ｋ
２に、プライ離間部分１０形成用のスペーサゴム９が設
けられる。
【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を前記カーカスコー
ドプライ６Ａ、６Ｂの本体部２０Ａ、２０Ｂ間に介在さ
せることによって、図５に示すように、本体部２０Ａ内
のカーカスコード２２と本体部２０Ｂ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でかつ実質的にタ
イヤの骨格をなすカーカスの本体部の曲げ剛性を高め、
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８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
のタイヤ半径方向の外端から内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の外端９ａは、
図１，図３，図４に示すように、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、又図２に示すごとく前記領域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。
【００２７】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の外端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
（具体例）に従っており、その結果は図９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の外端
９ａを、図１、図３、図４に示すようにベルト層の外端
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。
【００２８】又スペーサゴム９の外端９ａを、図２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。
【００２９】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。
【００３０】同様にスペーサゴム９の内端９ｂは、図
１、図２に示すように前記ビードエーペックス８の外端
に至ることなく、該外端と長さＬ’の隙間を隔てて離間
させている。またこの隙間Ｌ’は後記するテストの結果
に基づきタイヤ断面高さＨの０．０５倍以上としてい
る。
【００３１】なお、図３，図４は、スペーサゴム９の内
端９ｂが、ビードエーペックス８の外端をタイヤ半径方
向内側に越えて位置することにより、本例ではカーカス
コードプライ６Ｂを介して該スペースゴム９とビードエ
ーペックス８とが互いに重なり合う重複部Ｊを設けた場
合を示し、重複部Ｊであるか、隙間であるかのみが図１
の本発明の形態とは相違して図示されている。
【００３２】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の内端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９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Ｊの距離、Ｌ′は同隙間の距離であ
る。
【００３３】図１０から明らかなように、スペーサゴム
９の内端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倍とされる。
【００３４】他方、本発明のように、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１０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。
【００３５】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の外端部でプライルースが発生してい
ることが判明した。
【００３６】又前記スペーサゴム９は、少なくともカー
カスコード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。
【００３７】 （具体例） 図１、図２のタイヤサイズ２２５／５０Ｒ１６の乗用車
用ラジアルタイヤを表１の仕様に基づき試作した。又該
試作タイヤの操縦性能及びタイヤ重量等の諸性能をテス
トし、従来のタイヤと比較してそのテスト結果を同表に
示した。又、使用ゴムの物性は表２に示すとおりであ
る。
【００３８】
【表１】
【００３９】
【表２】
【００４０】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。
【００４１】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。
【００４２】
【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線図的に表す断面図であ
る。
【図２】他の実施例を示す断面図である。
【図３】スペーサゴム９の内端９ｂが、ビードエーペッ
クス８の外端をタイヤ半径方向内側に越えて位置するこ
と以外は本発明の実施例を示す断面図である。
【図４】 そのタイヤのビード部からサイドウォール部に
かけて拡大して示す断面図である。
【図５】 その一部を示す図１のＩ−Ｉ線断面図である。
【図６】 従来タイヤの作用を説明するための略線図であ
る。
【図７】 本発明の作用を説明するための略線図である。
【図８】 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９】 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１０】 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。
【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 カーカスコードプライ ６Ａｅ、６Ｂｅ 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 本体部 ２１、２１Ａ、２１Ｂ 巻上げ部 Ｋ１、Ｋ２ 隣り合い部分 Ｐ タイヤ最大巾位置 Ｙ 領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−4613（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−83411（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−16903（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−204313（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−29608（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−67607（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−40905（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−136003（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−82410（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−71202（ＪＰ，Ａ) 特公 昭56−28721（ＪＰ，Ｂ２) 米国特許3052275（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B60C 9/06 - 9/18 B60C 13/00

Claims (2)

    (57)【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タイ
    ヤにおいて、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
    巻上げる巻上げ部を夫々有する２枚のカーカスプライか
    らなり、 この本体部が隣り合う隣り合い部分に、前記ベルト層の
    軸方向外端部からタイヤが最大巾となる最大巾位置まで
    の間にのびるスぺーサゴムを介在させることによりコー
    ド間距離をコード径の０．５〜５．５倍としたプライ離
    間部分を形成するとともに、 前記スぺーサゴムの半径方向内端と、前記ビードエーペ
    ックスの上端との間にタイヤ断面高さＨの０．０５倍以
    上の隙間を設けたことを特徴とする空気入りラジアルタ
    イヤタイヤ。
  2. 【請求項２】前記カーカスコードプライは、巻上げ部の
    端部が、ベルト層とカーカス本体部との間に位置するこ
    とを特徴とした請求項１又は２記載の空気入りラジアル
    タイヤ。
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