JP2961325B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、少なくとも１層の巻上げプライによるカー
カスと、２層以上のベルトとを有する空気入りタイヤに
関するものである。

［従来の技術と解決しようとする課題］ 例えばラジアルタイヤは、強度保持のためのケース構
成として、基本的に１〜数層のカーカスと、数層のベル
トとを有している。

カーカス構造については、第５図（ａ）に示すよう
に、１層のカーカスプライの端部を両側のビードコアを
内側から外側に回して巻上げた所謂１アップ方式、同図
（ｂ）のようにインナーおよびアウターの両プライの端
部を共に内側から外側に巻上げた所謂２アップ方式、さ
らに同図（Ｃ）のようにビードコアに対して２プライの
うちの一方の端部を内側から外側に巻上げ、他方の端部
を外側から内側に回した所謂１アップ１ダウン方式の３
種に大別される。

これらいずれの場合にも、タイヤとしての内圧充填時
の形状保持のための張力を、ベルトとカーカスの各プラ
イで受け持っている。このときのベルトとカーカスの張
力は第６図に示すようになり、これによれば、カーカス
のベルト下での張力はサイド部の1/2〜1/5程度であっ
て、カーカスのベルト下での張力分担比率はかなり低く
なっている。

にも拘らず、従来のタイヤのベルト下のカーカス構造
は、ベルト下および両サイド部ともほぼ同一のプライ構
成をなし、サイド部ではその張力に見合ったものでも、
ベルト下では過剰構成となっている。すなわちベルト下
でのカーカスのプライ構成に無駄がある。

特に近年、高級化、高性能化に応じて、タイヤ高さＨ
とタイヤ幅ＷとのH/W比（偏平率）も小さくなる傾向に
あるが、この場合、前記ベルト下のカーカスによるケー
ス構成の分担率が大きくなり、それだけ構成上の無駄も
多くなる。またこれがタイヤの軽量化を妨げる結果にも
なる。

さらに、第５図（ｄ）のように、１アップ方式のカー
カス構造をなすものにおいて、ビード外側の巻上げ部分
をベルト端の下まで延長した構造のものも提案されてい
るが、この構造の場合には、ビード部の外側部分におい
て、通常のタイヤ形状の場合で、負荷時に５〜10％の圧
縮歪を受け、プライコードが疲労し易くなるので、別の
補強コード層を組合せて使用しなければならず、軽量化
を図る上においては不利なものである。

また別の問題として、例えば２層のベルトを有するタ
イヤにおいて、周方向および径方向に曲率を持ったベル
トが接地する時、２層のベルトには、ベルトの曲率や角
度等により接地面側のベルトを曲げる力が働き、ベルト
が進行方向に対してある角度で歪んで接地する。このベ
ルトの歪みの角度によってドリフトフォースを発生し、
この力（プライステア）が大きいとき、あるいは車が敏
感な時に斜行する現象を持ち、所謂ハンドル流れが発生
し、車の直進性を損ない、特に高速時には危険性が増
す。これが最近の高速、高級化に伴い大きい問題となっ
ている。

なお、前記のハンドル流れを発生するタイヤのドリフ
トフォース（プライステア）の力は、前記のベルトの歪
み量に相応し、ベルトの歪み量はカーカスプライの歪み
量と釣り合っている。

このようなドリフトフォースの発生を規制する要素と
しては、タイヤ踏面部の形状、ベルトのコード角度、カ
ーカスコードの角度等があり、走路状況等の個々のタイ
ヤ使用条件に応じて設定されるが、従来のケース構成の
タイヤでは、プライステアによるドリフトフォースの低
減の効果が充分なものではない。

本発明は、上記の鑑みてなしたものであり、その第１
の目的は、高級化や高速化とともに、省資源、環境問題
等の社会的要請による軽量化、低燃費にも対応できるタ
イヤを提供しようとするものである。

また本発明の他の目的は、ハンドル流れを発生するプ
ライステアの低減を図ることができ、操縦性、乗心地お
よび耐久性なとの点で従来よりも広い選択肢を持つタイ
ヤを提供するところにある。

［課題を解決するための手段］ 上記の課題を解決するため本発明の空気入りタイヤ
は、少なくとも１層の巻上げプライによるカーカスと、
２層以上のベルトとを備えてなるタイヤにおいて、左右
両サイド部における巻上げプライの外側に、それぞれベ
ルト端部からビードワイヤー近傍に至る少なくとも１層
のサイド補強プライを配してなり、サイド補強プライの
コードは、内側から第１のベルトのコードと同じ方向に
斜行していることを特徴とする。

また、本発明の第２は、前記構成の空気入りタイヤに
おいて、サイド補強プライのコードとカーカスの巻上げ
プライのコードとが、子午線に関して対称の角度方向を
なすように構成したことを特徴とする。

さらに本発明の第３は、前記の空気入りタイヤにおい
て、サイド補強プライのコードとカーカスの巻上げプラ
イのコードとが、子午線に関して非対称の角度方向で交
叉するように構成したことを特徴とする。特にこの場
合、サイド補強プライのコードと巻上げプライのコード
との交叉角θ１の２等分線が、子午線に対し所要の角度
θ２をなして内側から第１のベルトのコードと同じ方向
に斜行しているものが好適である。

前記のいずれの場合にも、サイド補強プライコード
は、内側から第１のベルトのコートと同方向に斜行して
いるものである。

［作 用］ 上記した本発明のタイヤのように構成することによ
り、ベルトにより負荷時の張力の大部分を負担するベル
ト下においては、該ベルト下の張力分担に応じたカーカ
スのプライ構成として、しかもサイド部においては、巻
上げプライとサイド補強プライとによりサイド部の張力
分担に見合ったプライ構成とすることができる。したが
って、ベルト下のプライ構成に無駄がなくなり、それだ
けタイヤの軽量化を図ることができる。

しかもサイド補強プライを配して、ベルト下のプライ
構成を低減することで、ベルト部の曲げ剛性が従来タイ
ヤよりも下がり、乗心地も改善される。またサイド補強
プライがビード部の近傍において自由端を持つため、負
荷時におけるの圧縮歪が小さく、疲労も少なく耐久性も
向上する。その上、サイド補強プライのコードが、内側
から第１のベルトのコードと同じ方向に斜行しているこ
とで、プライステアの抑制も良好になし得る。

そして請求項２のように、サイド補強プライのコード
とカーカスの巻上げプライコードとを、子午線に関して
対称の角度方向をなすように角度構成したものは、ベル
ト端部との重ね合せ部において、巻上げプライと交叉方
向をなすサイド補強プライが、接地時のベルトの捩れに
抗するように作用してその歪みを抑えることができ、プ
ライステアすなわちドリフトフォースを低減できる。し
かもサイド補強プライと巻上げプライの両コード方向が
子午線に関して対称の角度方向をなすため、加硫時の両
プライの張力バランスも良くなる。

さらに、請求項３のように、サイド補強プライコード
とカーカスの巻上げプライコードとが、子午線に関して
非対称で交叉しているものの場合にも、前記同様に巻上
げプライと交叉するサイド補強プライによりベルトの歪
みを抑えることができる。

特に交叉角θ１の２等分線を、内側から第１のベルト
プライをコードと同じ方向に斜行させるように角度構成
したものの場合、巻上げプライおよびサイド補強プライ
の両コードの張力が上がり、ベルトの歪み抑制を一層効
果的になし得る。

［実施例］ 次に本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第１図は本発明に係るタイヤの１実施例の断面構造を
示している。

同図において、（１）はカーカスを構成する１層の巻
上げプライであり、その端部がビードコア（２）を内側
から外側に向って巻上げられている。（1a）はその巻上
げ部を示す。（３）はビードフィラー、（B1）および
（B2）は内側から順に第１および第２のベルトである。

（４）はサイド補強プライであり、タイヤの左右両サ
イド部における巻上げプライ（１）の外側においてベル
ト端部（Ｂ′）の下からビードコア（２）近傍までに渡
って配設されている。

この場合、サイド部おいては、巻上げプライ（１）と
サイド補強プライ（４）とによって、サイド部の張力分
担に見合った強度を保有でき、しかもベルト（B1）（B
2）によって大部分の張力を分担するベルト下のカーカ
スは、巻上げプライ（１）の１層のみであるために過剰
構成にはならず、プライ構成に無駄がなく、それだけタ
イヤの軽量化を図ることができる。特に偏平率が小さい
ものほど、軽量化率も大きくなる。

図示していないが、タイヤサイズや大型タイヤによっ
ては、サイド補強プライおよびカーカスのプライ構成を
それぞれ複数層とすることも可能てある。

上記のサイド補強プライ（４）は、耐久性の点から、
上下両端部をベルト端部（Ｂ′）および巻上げプライ
（１）の巻上げ部（1a）とそれぞれ若干幅に渡って重ね
合せるようにする。

この重ね合せにおいて、ベルト端部（Ｂ′）との重ね
代W1は20mm以上とする。すなわちこの重ね代W1が20mm未
満になると、コード張力が不足して耐久性が低下し、後
述するサイド補強プライ（４）のコード角度の設定によ
るプライステア低減の効果が半減し、ベルト端において
セパレーションを発生し易くなる。耐久性の点からは、
25mm以上が特に好適である。

また巻上げプライ（１）の巻上げ部（1a）と、サイド
補強プライ（４）との重ね代W2についても、20mm以上と
するのがよく、これ以下になると高荷重の耐久性が低下
する。

上記のサイド補強プライ（４）のコード方向について
は、内側から第１のベルト（B1）のコードと同方向に斜
行させたものが、後述のプライステア抑制効果の点より
特に好ましい。このサイド補強プライ（４）のコードが
子午線Ｘとのなす角度θ０は、 20゜≧θ０≧２゜ に設定するのが好ましい。

そして、プライステア低減の手段として、第３図
（Ａ）のように、サイド補強プライ（４）のコード方向
を、カーカスの巻上げプライ（１）のコードとは子午線
Ｘに関して対称の角度方向に構成する。これにより、サ
イド補強プライ（４）とベルト端部（Ｂ′）との重ね合
せ部において、巻上げプライ（１）との交叉方向をなす
サイド補強プライ（４）が、接地時のベルトの捩れに抗
するように作用してその歪みを抑えることができ、プラ
イステアを低減できる。

この場合、サイド補強プライ（４）のコードと巻上げ
プライ（１）のコードとの交叉角θ１は、 30゜≧θ１≧０゜ に設定するのがよい。

すなわち、前記の交叉角θ１とプライステア（kg）と
の関係をグラフで示すと、第３図（Ｂ）のようになり、
交叉角が大きいほどプライステアが低減されるが、この
交叉角θ１が30゜を越えると、高荷重や低圧時等のタイ
ヤの撓みが大きい走行条件下で、カーカスコードの疲労
が増し耐久性や乗心地が悪くなり、好ましくない。

さらに、第４図（Ａ）のように、前記サイド補強プラ
イ（４）のコード方向を、巻上げプライ（１）のコード
方向と子午線に関して非対称的にした場合にも、巻上げ
プライ（１）との交叉方向をなすサイド補強プライ
（４）が、接地時のベルトの歪みを抑えることができ、
プライステアを低減できる。

この場合、サイド補強プライ（４）のコードと巻上げ
プライ（１）のコードとの交叉角θ１の２等分線Ｃにつ
いては、第１のベルト（B1）と同方向に斜行させて巻上
げプライ（１）と交叉させておくのがよく、その２等分
線Ｃが子午線Ｘとのなす角度θ２は 10゜≧θ２≧０゜ に設定するのがよい。

すなわち、前記の角度θ２と、プライステア（kg）の
関係を関係をグラフで示すと、第４図（Ｂ）のようにな
る。同図において（イ）は交叉角θ１が10゜の場合を、
（ロ）は０゜の場合をそれぞれ示している。また角度θ
２のプラス（＋）は、前記２等分線Ｃが第１のベルトプ
ライコードと同方向に斜行している場合の角度を示し、
マイナス（−）は逆方向に斜行している場合の角度を示
す。

同図から明らかなように、角度θ２が大きくなるほ
ど、プライステアが小さくなるが、この角度θ２が10゜
を越すと、成形、加硫工程で巻上げプライとサイド補強
プライにかかかる張力がアンバランスになり好ましくな
く、また０゜以下（第１のベルトのコードとは逆方向に
斜行）になると、プライステアが増加し望ましくなく、
従って前記のよに設定するのが好ましい。

特に、従来のカーカスが２プライ構成をなすもので
は、加硫工程で子午線に対する角度の大きい方のプライ
が過度の張力を受け、角度の小さいプライコードが弛む
ことにより、両プライのコードの交叉角の２等分線の子
午線に対してなす角度は３゜程度までしか取れないが、
本発明の場合は、サイド補強プライが上下両端部が共に
自由端を持つために、上記のように角度θ２を、前記の
ような問題なくかなり大きな角度範囲に設定できること
になる。

次の第１表は、本発明の実施例タイヤと、従来タイヤ
との比較を示す。

試験に供したタイヤは、いずれもタイヤサイズ205/60
R 15、ベルトはスチールベルト２層とし、カーカスお
よびサイド補強プライはいずれもポリエステル繊維コー
ドを使用した。

また表中の実施例タイヤのＩ、IIは、１層の巻上げプ
ライによるカーカスに、１層のサイド補強プライを配し
た構成とし、また従来タイヤの比較例Ｉ〜IIIは、それ
ぞれ２層のカーカスプライ構成とした。特に比較例III
は第１のプライの巻上げ部をベルト下まで延長した構成
とし、この実施例３のベルト端の重ね代W1はその巻上げ
部とベルト端部との重ね代を示した。

さらにベルト、カーカスおよびサイド補強プライの角
度は、それぞれタイヤ赤道をとおる周方向中央線Ｙを基
準とするコード角度で表示した。コード角度の（＋）と
（−）は逆方向の傾斜を示している。また交叉角θ１
は、カーカスの第１プライ（巻上げプライ）とサイド補
強プライのコードとの交叉角で、比較例２の場合は第１
プライと第２プライの交叉角を示す。角度θ２は交叉角
θ１の２等分線が子午線に対してなす角度を示してい
る。

上記の試験結果によると、本発明の実施例タイヤＩ、
IIのいずれの場合にも、カーカスが巻上げプライ１層で
あって、通常の２プライの場合に比して、ケース重量指
数が比較例IIIの場合と同様に小さく、しかも高荷重耐
久性は比較例IIIの場合に比して高く、２プライ構成の
ものと遜色のない耐久性を持ち、かつプライステアも低
減している。

また、巻上げプライ（第１プライ）とサイド補強プラ
イのコードが特に子午線に関して対称の角度で交叉して
いる実施例のＩの場合（請求項２に対応）、さらにその
交叉角θ１の２等分線Ｃが子午線Ｘに対してなす角度θ
２が第１のベルトプライと同方向に斜行して交叉してい
る実施例IIの場合には、それぞれプライステアを大幅に
抑制でき、操縦安定性が向上している。

したがって、上記のようにサイド補強プライを配する
ことにより、軽量化を図ることができとともに、そのコ
ード角度を適宜選択することにより、プライステアを低
減できるととともに、乗心地や、操縦性を自由に選択で
きることが判明した。

［発明の効果］ 上記したように本発明によれば、カーカスの張力分担
に対応してプライ構成に無駄がなく、それだけ軽量化を
図ることができ、特に高級化高性能化に伴うタイヤの扁
平化にも容易に対応でき、軽量化率をさらに高めること
ができる。

しかもサイド補強プライのコード方向、角度を適宜選
択することにより、プライステアの低減を図ることがで
き、ハンドル流れを発生するドリフトフォースを抑制で
き、高速化にも対応できるとともに、操縦性、乗心地、
耐久性で従来より広い選択肢を持つケース構成のタイヤ
を提供できることになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示すタイヤの半断面図、第
２図は同上のケース構造を示す略示断面図、第３図
（Ａ）はサイド補強プライコードとカーカスプライコー
ドとの交叉角を対称にする場合の説明図、第３図（Ｂ）
は同上の交叉角プライステアの関連を示すグラフ、第４
図（Ａ）はサイド補強プライコードとカーカスプライコ
ードとを非対称の角度構成にする場合の説明図、第４図
（Ｂ）は同上の交叉角の２等分線の子午線とのなす角度
とプライステアの関連を示すグラフ、第５図（ａ）〜
（ｄ）はケース構成の基本例を示す略示断面図、第６図
はベルトとカーカスとの張力状態の説明図である。 （１）……カーカスの巻上げプライ、（1a）……巻上げ
部、（２）……ビードコア、（B1）（B2）……第１およ
び第２のベルト、（４）……サイド補強プライ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−6205（ＪＰ，Ａ) 特開 昭48−70202（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−18104（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−53803（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−163909（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−18105（ＪＰ，Ａ) 特公 昭44−17802（ＪＰ，Ｂ１) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B60C 9/00 - 9/17

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも１層の巻上げプライによるカー
   カスと２層以上のベルトとを備えてなるタイヤにおい
   て、左右両サイド部における巻上げプライの外側に、そ
   れぞれベルト端部からビードコア近傍に至る少なくとも
   １層のサイド補強プライを配してなり、サイド補強プラ
   イのコードは、内側から第１のベルトのコードと同じ方
   向に斜行していることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 【請求項２】請求項１に記載の空気入りタイヤにおい
   て、サイド補強プライのコードとカーカスの巻上げプラ
   イのコードとが、子午線に関して対称の角度方向で交叉
   するように構成したことを特徴とする空気入りタイヤ。
3. 【請求項３】請求項１に記載の空気入りタイヤにおい
   て、サイド補強プライのコードとカーカスの巻上げプラ
   イのコードとが、子午線に関して非対称の角度方向で交
   叉するように構成したことを特徴とする空気入りタイ
   ヤ。
4. 【請求項４】サイド補強プライのコードと巻上げプライ
   のコードとの交叉角θ１の２等分線が、子午線に対し所
   要の角度θ２で内側から第１のベルトのコードと同じ方
   向に斜行していることを特徴とする請求項３に記載の空
   気入りタイヤ。