JP3638663B2

JP3638663B2 - 空気入りタイヤ

Info

Publication number: JP3638663B2
Application number: JP12403295A
Authority: JP
Inventors: 彦旬野地; 政樹野呂
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1995-05-23
Filing date: 1995-05-23
Publication date: 2005-04-13
Anticipated expiration: 2020-04-13
Also published as: JPH08318713A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明はベルトエッジクッションゴムとサブフィラーとを有する空気入りタイヤにおいて、重量の増加を招くことなく、耐久性を従来と同等以上に維持しながら操縦安定性を改善するようにした空気入りタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、ベルトエッジクッションゴムとサブフィラーとを設けた空気入りタイヤとしては、例えば、図３に示すようなものがある。この空気入りタイヤは、トレッド部１１におけるベルト層１２の内、最内層のベルト層１２ａの端部とカーカス１３との間にベルトエッジクッションゴム１４が配置されている。また、ビード部１５からサイドウォール部１６に向けて延在するビードフィラー１７のタイヤ外径側にサブフィラー１８を連接され、そのビードフィラー１７とサブフィラー１８とがカーカス間で挟み込まれるようにして、カーカス端部１３ａがビードコア１９を介して折り返された構成になっている。
【０００３】
上記ベルトエッジクッションゴム１４は、ベルトエッジ部の耐久性を向上するために配設され、また、サブフィラー１８は、タイヤ径方向の剛性を確保するために配置されるので、その目的に応じてそれぞれ異なった種類のゴムから構成するようにしている。
ところで、近年、車両の高性能化及びその安全性を充分に確保する観点から、上述した構成の空気入りタイヤにおいて、より高い操縦安定性が求められている。しかも、近年の車両の軽量化に伴い、タイヤ重量の増加を招くことなく、かつ耐久性を従来同様に維持しながら操縦安定性の改善を図ることが強く要求されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、重量の増加を招くことなく、耐久性を従来と同等以上に維持しながら操縦安定性を改善することができる空気入りタイヤを提供することにある。
本発明の他の目的は、タイヤ構成部材のパーツ数の減少を図り、工程屑の発生を低減すると共に生産性を向上することが可能な空気入りタイヤを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成する本発明の空気入りタイヤは、トレッド部におけるベルト層の最内層端部とカーカスとの間にベルトエッジクッションゴムを配置し、ビード部からサイドウォール部に向けて延設するビードフィラーのタイヤ外径側にサブフィラーを連接し、該ビードフィラーとサブフィラーとをカーカス間で挟み込むようにカーカス端部をビードコアを介して折り返した空気入りタイヤにおいて、前記ベルトエッジクッションゴムとサブフィラーとをカーカス外側に連続して形成した１層の補強ゴム層から構成し、該補強ゴム層のゴムを１００℃における１００％モジュラスを前記ベルト層のゴムのそれと同等以下でかつ１．５〜４．５ＭＰａの範囲にする一方、２０℃における動的弾性率を１０〜４０ＭＰａの範囲に設定すると共に、前記ベルト層の最内層のエッジ端と前記ビードフィラーの外周端との間における前記補強ゴム層の肉厚を１．０〜２．０mmにしたことを特徴とする。
【０００６】
また、本発明の他の空気入りタイヤは、トレッド部におけるベルト層の最内層端部とカーカスとの間にベルトエッジクッションゴムを配置し、ビード部からサイドウォール部に向けて延設するビードフィラーのタイヤ外径側にサブフィラーを連接し、該ビードフィラーとサブフィラーとをカーカス間で挟み込むようにカーカス端部をビードコアを介して折り返した空気入りタイヤにおいて、前記ベルトエッジクッションゴムとサブフィラーとをカーカス外側に連続して形成した１層の補強ゴム層から構成すると共に、該補強ゴム層を同じタイヤ周方向の傾斜となるように配向した短繊維を有するゴムから構成し、その短繊維配向方向の１００℃における１００％モジュラスを前記ベルト層のゴムのそれと同等以下でかつ１．５〜４．５ＭＰａの範囲にする一方、前記ベルト層の最内層のエッジ端と前記ビードフィラーの外周端との間における前記補強ゴム層の肉厚を１．０〜２．０mmにしたことを特徴とする。
【０００７】
このように従来設けていたベルトエッジクッションゴムとサブフィラーとを１層の補強ゴム層から構成し、その補強ゴム層のゴムの物性及びその厚さを上記のような範囲にすることにより、ベルトエッジ部の耐久性を向上するベルトエッジクッションゴムと、タイヤ径方向の剛性を確保するサブフィラーと同様の作用をこの１層の補強ゴム層で行うことができ、かつ重量が増加することなく、耐久性を従来のレベルと同等か、それ以上に保ちながら操縦安定性を向上することが可能となる。
【０００８】
また、ベルトエッジクッションゴムとサブフィラーとを１つのパーツとして構成することが可能となるので、タイヤ構成部材のパーツ数を低減することができ、それによって、工程屑の発生を減らすことができ、かつ生産性の改善が可能となる。また、補強ゴム層を予めカーカスに貼付けた状態にして成形することにより、大幅に生産性を向上することができる。
【０００９】
上記補強ゴム層に方向性を有する短繊維を含有するゴムを使用し、その物性及びその厚さを上記の範囲に設定することによっても、同様の作用効果を奏することができる。
以下、添付図面に基づいて本発明の実施例を説明する。
図１は本発明の空気入りタイヤの一例を示す。１はトレッド部、２はビード部、３はサイドウォール部であり、左右のビード部２に連接してタイヤ外径側に左右のサイドウォール部３が延設され、この左右のサイドウォール部３間にタイヤ周方向に延在するトレッド部１が設けられている。
【００１０】
カーカス４がタイヤの内側に配設され、そのカーカス４の両端部４ａがそれぞれ左右の両ビード部２に配置されたビードコア５を介して、そのビードコア５の外周に設けられた子午線断面が略三角形状のビードフィラー６を挟み込むようにしてタイヤ外径側へ折り返されている。カーカス４の内側には、インナーライナー７が配設され、また、カーカス４のトレッド部外周側には、複数のベルト層８が埋設されている。
【００１１】
本発明では、上述した構成の空気入りタイヤにおいて、従来、ベルト層８の最内層８Ａの両端部８ａとカーカス４との間に配置したベルトエッジクッションゴムと、両ビード部２からサイドウォール部３に向けて延設するビードフィラー６のタイヤ外径側に連接されたサブフィラーとを、カーカス４の外側に隣接して連続形成した１層の補強ゴム層９からそれぞれ構成してある。
【００１２】
左右に配設される上記補強ゴム層９は、その内端部９ａがビードフィラー６の内側とカーカス４との間に挟み込まれてサブフィラー部として作用し、外端部９ｃが最内層のベルト層端部８ａとその内側のカーカス４との間に配置されてベルトエッジクッションゴム部として作用し、内端部９ａと外端部９ｃとの間にサイドウォール部３に沿ってカーカス４に当接して延在する中間部９ｂが前記内端部９ａ及び外端部９ｃと協同的に作用して、操縦安定性に関わるタイヤサイド剛性に寄与する構成になっている。カーカス両端部４ａは、左右の補強ゴム層９の外側に当接しながら、タイヤ外径側まで折り返されている。
【００１３】
また、上記補強ゴム層９を構成するゴムは、１００℃における１００％モジュラスがベルト層８のゴムのそれと同等以下に設定され、かつその２０℃における動的弾性率が１０〜４０ＭＰａの範囲になっている。また、ビードフィラー６のタイヤ外径側からベルト最内層８Ａの端部８ａまで延在する補強ゴム層９は、その端部８ａのエッジ端８ｂとビードフィラー６の外周端６ａとの間における補強ゴム層９の肉厚が１．０〜２．０mmとなるように設けられている。
【００１４】
このように従来設けたベルトエッジクッションゴムとサブフィラーとをカーカス４に隣接して連続形成した１層の補強ゴム層９から構成すると共に、その補強ゴム層９に用いられるゴム物性及びその厚さを上記の範囲に設定することにより、ベルトエッジ部の耐久性を向上するベルトエッジクッションゴム、及びタイヤ径方向の剛性を確保するサブフィラーと同様の作用をその補強ゴム層９で行うことが可能となり、しかも、重量の増加を招くことなく、耐久性を従来と同等以上に維持しながら操縦安定性を高めることができる。
【００１５】
また、ベルトエッジクッションゴムとサブフィラーとを１つのパーツで構成することができるため、タイヤ構成部材のパーツ数の減少を図ることができ、それによって、工程屑の発生を低減し、更に生産性の改善を図ることができる。補強ゴム層９を予めカーカス４に貼付けた状態にして成形することもできるため、成型生産性の大幅な改善が可能となる。
【００１６】
上記補強ゴム層９を構成するゴムの１００℃における１００％モジュラスがベルト層８のゴムよりも高いと、ベルトエッジ部の剪断歪み応力を吸収することが困難で、ベルトエッジ部の耐久性が悪化する。１００℃としたのは、ベルトエッジ剥離発生時に、近傍温度は高温になっているため、１００℃の１００％モジュラスを代表値として採用した。
【００１７】
好ましくは、１００℃における１００％モジュラスを１．５〜４．５ＭＰａの範囲にするのがよい。１００℃における１００％モジュラスが１．５ＭＰａ未満であると、剛性を充分に確保することが難しく、また、４．５ＭＰａを越えると、耐久性が悪化する。
上記補強ゴム層９を構成するゴムの２０℃における動的弾性率が１０ＭＰａよりも小さいと、タイヤサイド剛性を充分に高める効果を得ることができない。４０ＭＰａよりも大きいと、荷重耐久性及び乗り心地性が低下する。
【００１８】
上記補強ゴム層９の肉厚が１．０mm未満であると、タイヤサイド剛性を十分に確保することが困難で、操縦安定性を改善することができない。２．０mmを越えると、タイヤサイド剛性を高めることができる反面、サイドウォール部の肉圧が増加して重量の増大を招く。
図２は、本発明の空気入りタイヤの他の例を示す。上述した実施例において、１００℃における１００％モジュラスをベルト層のゴムのそれと同等以下にし、かつ２０℃における動的弾性率を１０〜４０ＭＰａの範囲に設定すると共に、ベルト層最内層８Ａのエッジ端８ｂとビードフィラー６の外周端６ａとの間における肉厚を１．０〜２．０mmにした補強ゴム層９を、同じタイヤ周方向の傾斜となるように方向性を有するように配向した短繊維９Ａを有するゴムから構成し、その短繊維配向方向の１００℃の１００％モジュラスをベルト層８のゴムのそれと同等以下にし、その肉厚を上記と同じにした構成になっている。このように補強ゴム層９を構成することによっても、上記と同様の効果を奏することができる。
上記補強ゴム層９が含有する短繊維９Ａは、ゴム１００重量部に対して１〜１５重量部配合するのが好ましい。配合量が１重量部未満では、サイド剛性を十分に高めて操縦安定性を改善することが困難となり、１５重量部を越えると、逆にサイド剛性が高くなり過ぎて耐久性が低下する。
【００１９】
また、短繊維９Ａの配向角度としては、タイヤ径方向に対して、タイヤ周方向両側へそれぞれ４５°±１５°の範囲にするのが望ましい。この範囲を外れると、操縦安定性の改善効果と、乗心地性の両立を得ることができない。
なお、本発明で用いられる短繊維９Ａとは、その長さが１０〜５０００μｍのものをいう。
【００２０】
【実施例】
実施例１
タイヤサイズを２５５／４０ＺＲ１７で共通にし、図１に示す構成において、補強ゴム層を構成するゴムの１００℃における１００％モジュラスを表１のように変えた本発明タイヤ１〜３及び比較タイヤ１，２と、図３に示す従来タイヤとをそれぞれ製作した。本発明タイヤ及び比較タイヤの補強ゴム層のゴムの２０℃における動的弾性率は略１４ＭＰａ、肉厚は１．５mmである。なお、表中の指数値とは、補強ゴム層のゴムの１００℃における１００％モジュラスをベルト層のゴムを１００とする指数値で表した値である。
【００２１】
また、表２のように補強ゴム層を構成するゴムの２０℃における動的弾性率を変えた本発明タイヤ４〜６及び比較タイヤ３，４をそれぞれ製作した。１００℃における１００％モジュラスは略４．０ＭＰａ、肉厚は１．５mmである。
また、表３に示すように、ベルト最内層のエッジ端とビードフィラーの外周端との間における補強ゴム層の肉厚を変えた本発明タイヤ７，８比較タイヤ５，６とをそれぞれ製作した。１００℃における１００％モジュラスは４．１ＭＰａ、２０℃における動的弾性率は１６ＭＰａである。
【００２２】
これら各試験タイヤを下記に示す測定条件により、タイヤサイド剛性、耐久性、タイヤ重量、及び操縦安定性の評価試験を行ったところ、表１〜３に示す結果を得た。
タイヤサイド剛性
インフレートしたタイヤ踏面を周上で固定し、リムに対し上下方向、面方向、回転方向へと変位を与え、その応力を測定し、サイド部の縦、横、周それぞれの剛性を測定した。ここではサーキット操安の効果を大きく左右する周剛性について現している。従来タイヤを１００とする指数値で評価した。この数値が大きい程タイヤサイド剛性が優れている。
耐久性
各試験タイヤをリムサイズ１７×９Ｊのリムに装着し、空気圧２５０kPa にしてドラム試験機に取付け、負荷荷重を５ｋＮ加えた状態にして、タイヤが破壊するまでの耐久時間を測定し、その結果を従来タイヤを１００とする指数値で評価した。この数値が大きい程耐久性が優れている。
タイヤ重量
各試験タイヤの重量を測定し、その結果を従来タイヤを１００とする指数値で評価した。この数値が大きい程重量が大きいことを示す。
操縦安定性
各試験タイヤをリムサイズ１７×９Ｊのリムに装着し、空気圧２５０kPa にして２．６リットルエンジンの乗用車に装着し、サーキットコースにおけるテストドライバーのフィーリングテストで評価し、その結果を従来タイヤを基準（０）として示した。この数値が大きい程操縦安定性が優れている。
【００２３】
【表１】

【００２４】
【表２】

【００２５】
【表３】

表１〜３から明らかなように、補強ゴム層のゴムの１００℃における１００％モジュラスをベルト層のゴムのそれと同等以下にし、２０℃における動的弾性率の範囲を１０〜４０ＭＰａ、ベルト層の最内層のエッジ端とビードフィラーの外周端との間における補強ゴム層の肉厚を１．０〜２．０mmの範囲に設定した本発明タイヤは、重量の増加を招くことなく、耐久性を従来と同等以上に維持しながら操縦安定性を改善することができるのが判る。
【００２６】
また、好ましくは、補強ゴム層のゴムの１００℃における１００％モジュラスを２．５〜４．５ＭＰａすればよいのが判る。
実施例２
タイヤサイズを２５５／４０ＺＲ１７で共通にし、図２に示す構成において、表４のように補強ゴム層の短繊維を含有するゴムの配向方向における１００℃の１００％モジュラスを変えた本発明タイヤ９〜１１、及び比較タイヤ７，８とをそれぞれ製作した。各試験タイヤにおいて、補強ゴム層のゴムの肉厚は１．５mmである。また、短繊維はポリアミド系短繊維を使用し、その平均径は１μｍ、平均長さは１００〜２０００μｍであり、ゴム１００重量部に対して５重量部配合され、その配向角度は、タイヤ径方向に対してタイヤ回転方向側で４５°である。なお、表中の指数値とは、補強ゴム層の短繊維を含有するゴムの配向方向における１００℃の１００％モジュラスをベルト層のゴムを１００とする指数値で表した値である。
【００２７】
また、表５に示すように、ベルト最内層のエッジ端とビードフィラーの外周端との間における補強ゴム層の肉厚を変えた本発明タイヤ１２，１３と比較タイヤ９Ｐ１０とをそれぞれ製作した。各試験タイヤにおいて、補強ゴム層の短繊維を含有するゴムの配向方向における１００℃の１００％モジュラスを略４．０ＭＰａにした他は、上記と同様の条件である。
【００２８】
これら各試験タイヤを上記に示す測定条件により、耐久性、タイヤ重量、及び操縦安定性の評価試験、及び下記に示す測定条件により、乗り心地性の評価試験を行ったところ、表４，５に示す結果を得た。
乗り心地性
各試験タイヤをリムサイズ１７×９Ｊのリムに装着し、空気圧２５０kPa にして２．６リットルエンジンの乗用車に装着し、サーキットコースにおいて、テストドライバーによるフィーリングテストを行って乗り心地性を評価し、その結果を従来タイヤを１００とする指数値で評価した。この数値が大きい程乗り心地性が優れている。
【００２９】
【表４】

【００３０】
【表５】

【００３１】
表４，５から明らかなように、補強ゴム層を同じタイヤ周方向の傾斜となるように配向した短繊維を有するゴムから構成し、その短繊維配向方向の１００℃の１００％モジュラスをベルト層のゴムのそれと同等以下にし、かつベルト層の最内層のエッジ端とビードフィラーの外周端との間における補強ゴム層の肉厚を１．０〜２．０mmにした構成にすることによっても、重量の増加を来すことなく、耐久性を従来と同等以上に維持しながら操縦安定性の改善を図ることができるのが判る。また、タイヤサイド剛性を高めても乗り心地性が悪くなることがない。また、補強ゴム層の短繊維を有するゴムの１００℃における１００％モジュラスを１．５〜４．５ＭＰａの範囲にするのが好ましいことが判る。
【００３２】
また、タイヤサイズを上記と同様にし、タイヤ構成を図２にした試験タイヤにおいて、表６のように短繊維の配合量を変えた試験タイヤ１〜５、及び表７のように短繊維の配向角度をタイヤ径方向に対して変えた試験タイヤ６〜１０をそれぞれ製作した。なお、各試験タイヤにおいて、補強ゴム層の短繊維を含有するゴムの配向方向における１００℃の１００％モジュラスを略４．０ＭＰａにした他は、上記表４の場合と同じ条件である。
これら各試験タイヤを上記に示す測定条件により、耐久性、タイヤ重量、操縦安定性、及び乗り心地性の評価試験を行ったところ、それぞれ表６，７に示す結果を得た。
【００３３】
【表６】

【００３４】
【表７】

表６から明らかなように、短繊維の配合割合をゴム１００重量部に対して１〜１５重量部にするのがよいことが判る
また、表７から、短繊維の配向角度をタイヤ径方向に対して、タイヤ周方向両側へそれぞれ４５°±１５°の範囲にするのがよいことが判る。
【００３５】
【発明の効果】
上述したように本発明は、ベルトエッジクッションゴムとサブフィラーとをカーカス外側に連続して形成した１層の補強ゴム層から構成し、該補強ゴム層のゴムを１００℃における１００％モジュラスをベルト層のゴムのそれと同等以下でかつ１．５〜４．５ＭＰａの範囲にする一方、２０℃における動的弾性率を１０〜４０ＭＰａの範囲に設定すると共に、ベルト層の最内層のエッジ端とビードフィラーの外周端との間における補強ゴム層の肉厚を１．０〜２．０mmにしたので、重量の増加を招くことなく、耐久性を従来と同等以上に維持しながら操縦安定性を改善することができると共に、タイヤ構成部材のパーツ数の減少を図り、工程屑の発生を低減すると共に生産性を向上することが可能となる。
【００３６】
また、補強ゴム層を同じタイヤ周方向の傾斜となるように配向した短繊維を有するゴムから構成し、その短繊維配向方向の１００℃の１００％モジュラスをベルト層のゴムのそれと同等以下でかつ１．５〜４．５ＭＰａの範囲にする一方、ベルト層の最内層のエッジ端とビードフィラーの外周端との間における肉厚を１．０〜２．０mmにすることによっても、上記と同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の空気入りタイヤの一例を示す要部子午線断面図である。
【図２】本発明の空気入りタイヤの他の例を示す要部子午線断面図である。
【図３】従来タイヤの要部子午線断面図である。
【符号の説明】
１トレッド部２ビード部
３サイドウォール部４カーカス
４ａカーカス端部５ビートコア
６ビードフィラー６ａビードフィラー外周端
８ベルト層８Ａベルト層の最内層
８ａ最内層の端部８ｂ最内層のエッジ端
９補強ゴム層９Ａ短繊維

Claims

トレッド部におけるベルト層の最内層端部とカーカスとの間にベルトエッジクッションゴムを配置し、ビード部からサイドウォール部に向けて延設するビードフィラーのタイヤ外径側にサブフィラーを連接し、該ビードフィラーとサブフィラーとをカーカス間で挟み込むようにカーカス端部をビードコアを介して折り返した空気入りタイヤにおいて、
前記ベルトエッジクッションゴムとサブフィラーとをカーカス外側に連続して形成した１層の補強ゴム層から構成し、該補強ゴム層のゴムを１００℃における１００％モジュラスを前記ベルト層のゴムのそれと同等以下でかつ１．５〜４．５ＭＰａの範囲にする一方、２０℃における動的弾性率を１０〜４０ＭＰａの範囲に設定すると共に、前記ベルト層の最内層のエッジ端と前記ビードフィラーの外周端との間における前記補強ゴム層の肉厚を１．０〜２．０mmにした空気入りタイヤ。
前記ビード部においてビードコアを介して折り返した前記カーカスの端部を前記補強ゴム層の外側でサイドウォール部のタイヤ外径側まで延設した請求項１に記載の空気入りタイヤ。
トレッド部におけるベルト層の最内層端部とカーカスとの間にベルトエッジクッションゴムを配置し、ビード部からサイドウォール部に向けて延設するビードフィラーのタイヤ外径側にサブフィラーを連接し、該ビードフィラーとサブフィラーとをカーカス間で挟み込むようにカーカス端部をビードコアを介して折り返した空気入りタイヤにおいて、
前記ベルトエッジクッションゴムとサブフィラーとをカーカス外側に連続して形成した１層の補強ゴム層から構成すると共に、該補強ゴム層を同じタイヤ周方向の傾斜となるように配向した短繊維を有するゴムから構成し、その短繊維配向方向の１００℃における１００％モジュラスを前記ベルト層のゴムのそれと同等以下でかつ１．５〜４．５ＭＰａの範囲にする一方、前記ベルト層の最内層のエッジ端と前記ビードフィラーの外周端との間における前記補強ゴム層の肉厚を１．０〜２．０ mm にした空気入りタイヤ。
前記短繊維をゴム１００重量部に対して１〜１５重量部配合した請求項３に記載の空気入りタイヤ。
前記短繊維の配向角度を、タイヤ径方向に対して４５°±１５°の範囲にした請求項３または４に記載の空気入りタイヤ。
前記ビード部においてビードコアを介して折り返した前記カーカスの端部を前記補強ゴム層の外側でサイドウォール部のタイヤ外径側まで延設した請求項３，４または５に記載の空気入りタイヤ。