JP3437303B2

JP3437303B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP3437303B2
Application number: JP00266495A
Authority: JP
Inventors: 禎基増子
Original assignee: Bridgestone Corp
Current assignee: Bridgestone Corp
Priority date: 1995-01-11
Filing date: 1995-01-11
Publication date: 2003-08-18
Anticipated expiration: 2018-08-18
Also published as: JPH08188018A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、空気入りタイヤに係
り、特に操縦安定性の向上を図った空気入りタイヤに関
する。

【０００２】

【従来の技術】空気入りタイヤの操縦安定性を改良する
ために、サイドゴムをゲージアップしたり、補強材を埋
設する等して、タイヤの横剛性を大きくする手法が取ら
れている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、この手法で
は、重量が増加し、これに伴って転がり抵抗が悪化して
しまうという問題がある。転がり抵抗の悪化は、車両の
燃費の悪化につながるので好ましいものではない。

【０００４】本発明は上記事実を考慮し、重量を増加さ
せるとなく操縦安定性を向上することのできる空気入り
タイヤを提供することが目的である。

【０００５】

【課題を解決するための手段】発明者が、操縦安定性に
ついてタイヤ剛性との関係を鋭意解析した結果、従来考
えられていたタイヤの横剛性（横ばね）のみではなく、
タイヤ回転方向の捩じり剛性（捩じりばね）も操縦安定
性に影響することが判明した。

【０００６】そこで、従来からの構造及びゲージにて、
タイヤ回転方向の捩じり剛性を増加させることが可能で
あれば、重量を増加させることなく操縦安定性を向上で
きることにつながるという考えに基づきさらに鋭意検討
を重ねた。その結果、サイドゴムのモジュラスに分布を
持たせることでこの問題を解決できることを見いだし
た。

【０００７】請求項１に記載の発明は上記事実に鑑みて
成されたものであって、一対のビードコア間にわたりト
ロイド状をなして跨がるカーカスと、前記カーカスのク
ラウン部に配置されるトレッドゴムと、前記カーカスの
サイドウォール部に配置されるサイドゴムと、を備えた
空気入りタイヤにおいて、前記サイドゴムは、径方向モ
ジュラスに対する周方向モジュラスの比ηが、タイヤ径
方向で見たときに前記ビードコア側及び前記トレッドゴ
ム側の少なくとも一方よりもタイヤ最大幅部付近で大き
いことを特徴としている。

【０００８】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載の空気入りタイヤにおいて、前記サイドゴムは、
タイヤ外表面のサイド表面ゴム層と前記サイド表面層よ
り前記カーカス側に配置されるサイド内ゴム層の少なく
とも２層の積層からなり、前記比ηが変化しているのが
前記サイド内ゴム層であることを特徴としている。

【０００９】

【作用】請求項１に記載の空気入りタイヤでは、サイド
ゴムの径方向モジュラスに対する周方向モジュラスの比
ηがビードコア側及びトレッドゴム側の少なくとも一方
よりもタイヤ最大幅部側で大きくなっている。

【００１０】タイヤの回転方向の捩じり剛性を高くする
には、サイド部のタイヤ回転方向の剪断剛性を高くす
る、即ち周方向モジュラスを高くすることである。ま
た、サイドゴムにおいて、タイヤの回転方向の剪断剛性
に対して最も大きな影響を及ぼす部位は、ビード付近や
ショルダー付近よりもタイヤ最大幅付近である。本発明
の空気入りタイヤでは、周方向モジュラスをビードコア
側及びトレッドゴム側の少なくとも一方よりもタイヤ最
大幅部付近において高くしたので、サイドゴムのゲージ
アップや補強部材の追加をせずに捩じり剛性を高くして
操縦安定性を向上させることができる。

【００１１】ここで、径方向モジュラスに対する周方向
モジュラスの比ηは、ビードコア側及びトレッドゴム側
の少なくとも一方よりもタイヤ最大幅部側で大きくなっ
ていればよく（即ち、モジュラス比ηが１よりも大き
い）、ビードコア側及びトレッドゴム側の両方よりもタ
イヤ最大幅部側で大くしても良い。

【００１２】なお、モジュラス比ηを１よりも大きくす
る範囲は、タイヤ断面高さの２５％から８０％の範囲内
で選択することが好ましい。

【００１３】請求項２に記載の空気入りタイヤでは、モ
ジュラス比ηに分布をもたせるのをサイド内ゴム層とす
ることにより、サイド表面ゴム層は方向性が無く耐カッ
ト性に優れたゴムとすることができる。

【００１４】

【実施例】本発明の一実施例を図１乃至図７にしたがっ
て説明する。

【００１５】図１に示すように、空気入りタイヤ（タイ
ヤサイズ２０５／６５Ｒ１５）１０は、ビードコア１２
間にトロイド状に跨がるカーカス１４を備えている。カ
ーカス１４の本体部１４Ａと折返部１４Ｂとの間には、
断面略三角形状のゴムスティフナー１６が配置されてい
る。カーカス１４のクラウン部の径方向外側には、複数
層からなるベルト１８が配置されており、ベルト１８の
径方向外側にはトレッド２０が配置されている。

【００１６】また、カーカス１４の軸方向外側には、ト
レッド２０の端部からビード部２１へ延在するサイドゴ
ム２２が配置されている。このサイドゴム２２は、カー
カス１４側のサイド内ゴム層２２Ａと、このサイド内ゴ
ム層２２Ａの外側に配置されるサイド表面ゴム層２２Ｂ
との２層構造となっている。

【００１７】ここで、タイヤを構成するゴム部材にてＤ
ＩＮ試験片を径方向・周方向に各々打ち抜き、ＪＩＳ
Ｋ６３０１に準拠して１００％モジュラスを測定し、
タイヤ周方向に沿った方向のモジュラスを周方向モジュ
ラスＭ_T、タイヤ径方向のモジュラスを径方向モジュラ
スＭ_Rとし、この周方向モジュラスＭ_Tと径方向モジュ
ラスＭ_Rとのモジュラス比Ｍ_T／Ｍ_Rをηとすると、本
実施例のサイド内ゴム層２２Ａのモジュラス比ηは、タ
イヤ最大幅部Ｗ_max付近で最も大きく、ビード１２側及
びトレッド２０側へ行くにしたがって漸減している。

【００１８】ここで、サイド内ゴム層２２Ａにおいて、
ゴムスティフナー１６の先端部と対応する位置をＡ点、
トレッド２０の端部と対応する位置をＢ点、タイヤ断面
高さＳＨの３０％の位置をＣ点、タイヤ断面高さＳＨの
７５％の位置をＤ点とすると、周方向モジュラスＭ_Tは
Ａ点で１６kg/cm²、Ｂ点で１６kg/cm²、Ｃ点で１７kg/c
m²、Ｄ点で１７kg/cm²であり、径方向モジュラスＭ_Rは
Ａ点で１６kg/cm²、Ｂ点で１６kg/cm²、Ｃ点で１６kg/c
m²、Ｄ点で１６kg/cm²である。

【００１９】したがって、各点のモジュラス比ηは、図
２のグラフで示す様にＡ点から点Ｃまでがほぼ１であ
り、そののちＣ点とＤ点との中間部に向けて漸増し、Ｃ
点とＤ点との中間部（タイヤ最大幅部Ｗ_max付近）で最
大値の１．３となる。さらにＣ点とＤ点との中間部から
Ｄ点に向けて漸減し、Ｄ点からＢ点までがほぼ１となっ
ている。

【００２０】なお、モジュラス比分布（最大モジュラス
比η_max／最小モジュラス比η_min）は約１．３とされ
ている。

【００２１】一方、サイド表面ゴム層２２Ｂは、モジュ
ラスが１６kg/cm²であり、従来タイヤと同様に耐カット
性に優れたゴム部材からなっている。また、サイド表面
ゴム層２２Ｂは、モジュラス比ηが１、即ち、周方向モ
ジュラスＭ_T及び径方向モジュラスＭ_Rが何れの部位に
おいても同一であり、異方性を有していない。

【００２２】また、サイドゴム２２のゴムゲージに占め
るサイド内ゴム層２２Ａのゴムゲージは約５５％であ
る。

【００２３】なお、本実施例の空気入りタイヤ１０の内
部構造は、サイドゴム２２以外は通常のラジアル構造の
タイヤと同じである。

【００２４】次に、周方向モジュラスＭ_Tと径方向モジ
ュラスＭ_Rとが部分的に異なるサイド内ゴム層２２Ａの
製造方法の一例を説明する。

【００２５】なお、サイド内ゴム層２２Ａは、ゴム単体
または、充填剤入りのゴムを用いることができる。本実
施例のサイド内ゴム層２２Ａには、充填剤が入れられて
いない。

【００２６】サイド内ゴム層２２Ａは、ゴム（または充
填剤入りのゴム）を押出機で押し出す際に、幅方向の位
置によりゴムの分子（及び充填剤）の配向が異なるよう
に制御されている。

【００２７】このサイド内ゴム層２２Ａを押し出す押出
機（図示せず）は、図３及び図７に示すように、円筒状
の押出機バレル３２の先から口金３４までの間に、流路
断面形状が円形状からサイド内ゴム層２２Ａより幅広の
横長の平形状に除々に変化していく流路３６を内在する
ヘッド３８を備え、ヘッド３８の一部であって口金３４
との間に、ゴムの流動によって配向性を変化させ、配向
に分布を持たせる横長の平形状の配向制御流路４０を備
えたものである。

【００２８】図３及び図４に示すように、配向制御流路
４０は、中央の水平方向に絞り込み流路４２を備え、絞
り込み流路４２の両側に末広がり流路４４を有する。図
３に示すように、絞り込み流路４２は水平方向の入口幅
Ｗ₁、出口幅Ｗ₂がＷ₁＞Ｗ ₂の関係を有し、末広がり
流路４４は水平方向の入口幅Ｗ₃、出口幅Ｗ₄がＷ₃＜
Ｗ₄の関係を有する。

【００２９】図５に示すように、絞り込み流路４２内の
出口部では、上面を口金３４開口部３４Ａの上面より離
してその上方に接合させると共に、下面を口金３４開口
部３４Ａの下面と同じか又は其れより下方で接合させて
いる。これにより、絞り込み流路４２内の出口部に、口
金３４によるサイド内ゴム層２２Ａの堰止め部分を形成
している。

【００３０】図６に示すように、末広がり流路４４内の
出口部では、上面を口金３４開口部３４Ａの上面に接合
させると共に、下面を口金３４下面と同じ高さ其れより
上方で接合させている。これにより、末広がり流路４４
Ａ，４４Ｂ内の出口部に堰止め部分のない部分を形成し
ている。

【００３１】通常、ゴムの分子（及び充填剤）の配向
は、流動中の高分子材料の伸長変形により形成されるも
のであり、ゴムが広い流路から突然狭い流路に入る際、
平均流速が遅かったものが、狭い流路へ向かううちに加
速され、大きく流れ方向に伸長し、この時、ゴムの分子
（及び充填剤）は押出し方向に配向する。

【００３２】したがって、配向制御流路４０を水平方向
に幅が狭くなる絞り込み流路４２を流れるゴムは、流路
内が水平方向に幅が狭くなるので、押し出される方向に
伸長され、ゴムの分子（及び充填剤）がその押出し方向
に配向し、しかも、口金３４面で急激な流路の縮小があ
るので、ゴムの分子（及び充填剤）は更に押出し方向の
配向を強められて押し出される。一方、水平方向に幅が
広くなる末広がり流路４４を流れるゴムは、流路内が水
平方向に幅が広くなるので、流れと直角方向に伸長さ
れ、ゴムの分子（及び充填剤）はその方向に配向し、口
金３４面で急激な流路の縮小がないので、その状態をな
るべく維持したまま押し出される。

【００３３】これらの絞り込み流路４２及び末広がり流
路４４を備えた配向制御流路４０を通って流れるゴム
は、口金３４から一つの平物押出物、即ち、サイド内ゴ
ム層２２Ａとなって押し出される。

【００３４】このため、図７に示すように、押し出され
たサイド内ゴム層２２Ａは、同一ゴム層内において中央
が押出し方向（タイヤ周方向）にゴム分子２１（及び充
填剤）が配向し、その両側ではゴム分子（及び充填剤）
が幅方向またはランダムに配向したものとなり、その幅
方向の位置により配向性が変化し、配向に分布を持つこ
とになる。

【００３５】なお、充填剤としては、例えば、炭酸カル
シウム、含水塩基性炭酸マグネシウム、粘度、ケイ酸塩
鉱物、天然ケイ酸、アルミナ水和物、硫酸バリウム、硫
酸カルシウム、金属粉、木粉、果実殻粉、セルロース系
等の無機充填剤または有機充填剤を上げることができ
る。

【００３６】さらに、短繊維も充填剤として使用でき、
例えば、芳香族ポリアミド、ビニロン、ポリエステル、
ナイロン、レーヨン等の有機繊維をカットしたもの、シ
ス−１、２−ポリブタヂエン等の斜状結晶、ポリオキシ
メチレンのウィスカー等の有機物質及びガラス、炭素、
黒鉛、金属等の無機繊維をカットしたもの、シリコンカ
ーバイドウィスカー、タングステンカーバイドウィスカ
ー、アルミナウィスカー等の無機物質が上げられる。な
お、充填剤剤は、これら以外であっても良いのは勿論で
ある。これらの充填剤は、単独または２種類以上併用し
ても良い。これらの材料のうちアスペクト比（縦・横の
長さの比）が１でないものは全て配向するものとなる。（試験例）本発明の効果を調べるために、操縦安定性試
験及び耐カット性試験を行った。

【００３７】試験にあたっては、従来タイヤ１種及び本
発明の適用された実施例タイヤ２種を用い、これらのタ
イヤを実車（排気量２０００ＣＣの前輪駆動の国産車）
に装着して試験を行った。

【００３８】ここで、試験を行ったタイヤの説明をす
る。実施例タイヤ１は、図２に示す特性を有した前述し
た実施例のタイヤである。

【００３９】実施例タイヤ２は、実施例タイヤ１と同じ
構造で、サイドゴムのサイド内ゴム層のモジュラス比分
布が約１．４に設定されたタイヤである。

【００４０】また、従来タイヤは、サイドゴムが１層で
あり、サイドゴムのモジュラス比ηが均一（η＝１）に
設定されたタイヤである。

【００４１】操縦安定性は、テストコースで実車を速度
８０〜１２０km/hで直進、レーンチェンジ、円旋回さ
せ、テストドライバーによるフィーリング評価とした。

【００４２】評価は、コントロールタイヤをまず１０点
満点法で評価し、実施例タイヤは、コントロールタイヤ
との対比で±１０段階で評価した。

【００４３】一方、耐カット性試験は、路面より１１ｃ
ｍの高さに突出した鉄製の四角柱に対し、２５°の角度
で実車のフロントタイヤのサイドウォールに種々の内圧
において衝撃を加え（時速１０km/h）、サイドウォール
がバーストしたときの内圧を測定した。この場合、内圧
は１．８kg/cm²より始め、バーストしないときは内圧を
０．１kg/cm²刻みで減らして行き、各内圧毎に上記衝撃
テストを行った。なお、耐カット性は、バースト時の内
圧が低いほど優れる。なお、試験結果は、従来タイヤを
１００とする指数表示とし、数値が大きいほど耐カット
性に優れることを示す。

【００４４】試験結果は、以下の表１に示す通りであ
る。

【００４５】

【表１】

【００４６】試験の結果、従来のタイヤの操縦安定性の
評点は７点であり、ほぼ満足できる水準にあるが、実施
例タイヤ１及び実施例タイヤ２共に従来のタイヤよりも
操縦安定性に優れていることが明らかとなった。

【００４７】また、耐カット性に関しては、実施例タイ
ヤ１及び実施例タイヤ２についてモジュラス比ηを変え
たことの影響は殆どないことが確認された。

【００４８】また、実施例１及び実施例２のタイヤは、
サイドゴムのゲージアップや補強部材の追加を行ってい
ないので重量の増加はなく、転がり抵抗が増加すること
がない。

【００４９】また、モジュラスを全般的に高くしてしま
うと、乗り心地悪化のおそれがあるが、本発明によれば
そのおそれもない。

【００５０】なお、前述したモジュラス比ηの値はあく
まで一実施例の値であり、適宜変更しても良いのは勿論
である。

【００５１】なお、配向制御したサイド内ゴム層２２Ａ
のゴムゲージは、サイドゴム２２のゴムゲージの２０％
〜８０％の範囲が好ましい。

【００５２】ここで、サイド内ゴム層２２Ａのゴムゲー
ジがサイドゴム２２のゴムゲージの２０％未満となる
と、モジュラス比ηを変えた効果があまり出ず、操縦安
定性が従来のタイヤと殆ど変わらなくなる。また、サイ
ド内ゴム層２２Ａのゴムゲージがサイドゴム２２のゴム
ゲージの８０％を超えると、耐カット性に影響を及ぼす
ことがある。

【００５３】また、本発明はバイアス構造やその他の構
造の空気入りタイヤにも適用することができるのは勿論
である。

【００５４】また、前記実施例ではサイドゴム２２が２
層であったが、サイドゴム２２は１層、あるいは３層以
上でも良い。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１に記載の
空気入りタイヤは、ゲージアップや補強部材の追加をす
ることなく捩じり剛性を高くすることができるので、転
がり抵抗を悪化させることなく操縦安定性を向上できる
という優れた効果を有する。

【００５６】また、請求項２に記載の空気入りタイヤ
は、サイド表面ゴム層に耐カット性に優れたゴムを用い
てサイド部の耐カット性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る空気入りタイヤの軸線
に沿った断面図である。

【図２】サイド内ゴム層の各位置におけるモジュラス比
ηを示すグラフである。

【図３】押出機のヘッド付近の平面図である。

【図４】ヘッドの斜視図である。

【図５】図３に示すヘッドの５−５線断面図である。

【図６】図３に示すヘッドの６−６線断面図である。

【図７】口金から押し出されるサイドゴムの斜視図であ
る。

【符号の説明】１０空気入りタイヤ１２ビードコア１４カーカス２０トレッド２２サイドゴム２２Ａサイド内ゴム層２２Ｂサイド表面ゴム層

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】一対のビードコア間にわたりトロイド状
をなして跨がるカーカスと、前記カーカスのクラウン部
に配置されるトレッドゴムと、前記カーカスのサイドウ
ォール部に配置されるサイドゴムと、を備えた空気入り
タイヤにおいて、前記サイドゴムでは、径方向モジュラスに対する周方向
モジュラスの比ηが、タイヤ径方向で見たときに前記ビ
ードコア側及び前記トレッドゴム側の少なくとも一方よ
りもタイヤ最大幅部付近で大きいことを特徴とする空気
入りタイヤ。
【請求項２】前記サイドゴムは、タイヤ外表面のサイ
ド表面ゴム層と前記サイド表面層より前記カーカス側に
配置されるサイド内ゴム層の少なくとも２層の積層から
なり、前記比ηが変化しているのが前記サイド内ゴム層
であることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイ
ヤ。