JP3665884B2

JP3665884B2 - 空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP3665884B2
Application number: JP20582996A
Authority: JP
Inventors: 正幸北山; 崇雄福井
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd; Fuji Seiko Co Ltd
Current assignee: Fuji Seiko Co Ltd; Toyo Tire Corp
Priority date: 1996-08-05
Filing date: 1996-08-05
Publication date: 2005-06-29
Anticipated expiration: 2016-08-05
Also published as: JPH1044721A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、空気入りラジアルタイヤにおいては軽量化が試みられている。一般的に、タイヤを軽量化する場合、ビード部からサイド部にかけては、ゴムのボリュームの低減、例えば、サイドウォールゴムの薄肉化やビードフィラーゴムのボリューム低減（薄肉化，高さ減）等の方策が講じられている。また、カーカスにおいては、その使用量の減少、例えば、プライ枚数の減少や、ビード部でのターンアップ（巻上げ）高さの低下、コードのエンド数減少等の方策が講じられている。また、特別にビード部に補強層を配したタイヤでは、その材質変更による軽量化や当該補強層の省略等が実施されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の方策では、一般的にタイヤ剛性の低下を招き、操縦安定性の悪化の要因となる場合がある。また、ゴムやカーカスプライの使用量の減少により、サイド部の保護作用及び強度が低下してしまい、サイド部の耐衝撃性悪化の要因となる場合もある。
【０００４】
本発明は、上記した軽量化タイヤにおけるタイヤの剛性低下とサイド部の耐衝撃性悪化を改善すべくなされたものであり、タイヤ重量を必要以上に増加させることなく、タイヤ剛性の維持向上及びサイド部の耐衝撃性向上を図ることのできる空気入りラジアルタイヤを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の空気入りラジアルタイヤは、タイヤのサイド部を補強する補強層が、ビード部からショルダー部にかけてカーカスの外側に配され、この補強層が、１本又は複数本のコードよりなる紐状物をタイヤ周方向に連続的に螺旋状に巻回してなることを基本構成とする。
【０００６】
このラジアルタイヤの場合、ビード部からショルダー部にかけてコードをタイヤ周方向に連続的に螺旋状に巻回することによりサイド部の補強層が形成されているので、タイヤサイド部の剛性が維持向上されて、タイヤの軽量化に伴なう操縦安定性の悪化が改善される。また、この補強層により、道路の縁石や段差との衝突による衝撃等のサイド部への衝撃に対する耐久性が向上して、タイヤ軽量化に伴なうサイド部の耐衝撃性低下を改善することができる。しかも、この補強層の追加による重量増加分は、ゴムボリュームの低減、プライエンド数の調整等により吸収できるので、必要以上にタイヤ重量を増加させることもない。
【０００７】
さらに、上記のように連続的に螺旋状に巻くことにより、サイド部の径方向の任意の位置で任意のエンド数分布を得ることができるので、サイド部の剛性分布を自在にコントロールして、各タイヤの必要性能に応じた操縦安定性、乗心地性、ロードノイズ性能等のタイヤ性能のコントロールを容易に行なうことができる。
【０００８】
請求項１の空気入りラジアルタイヤは、上記基本構成において、前記補強層の周方向モジュラスが、前記ビード部から前記ショルダー部に向って漸減することを特徴とし、この場合、特に乗心地の向上をはじめとして操縦安定性向上に効果的である。
【０００９】
請求項２の空気入りラジアルタイヤは、上記基本構成において、前記補強層の周方向モジュラスが、前記ビード部から前記ショルダー部にかけて均一であることを特徴とし、この場合、特に操縦安定性の向上をはじめとして２００Ｈｚ以上のロードノイズ性能向上にも効果的である。
【００１０】
請求項３の空気入りラジアルタイヤは、上記基本構成において、前記補強層の周方向モジュラスが、前記ビード部から前記サイド部のタイヤ最大幅位置の近傍に向って漸減して当該最大幅位置の近傍で極小となり、さらに前記ショルダー部に向って漸増することを特徴とし、この場合、特に前述の２００Ｈｚ以上のロードノイズ性能向上にも効果的であり、操縦安定性も向上する。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態に係る空気入りラジアルタイヤ１０について図面を参照して説明する。
【００１２】
図１は、このラジアルタイヤ１０の右側半分の断面図である。図において、１２はビード部、１４はサイド部、１６はショルダー部、１８はトレッド部、２０はカーカス、２２はベルトを示し、タイヤ１０は、左右１対のビード部１２、サイド部１４及びショルダー部１６と、両ショルダー部１６間にまたがるトレッド部１８とよりなる。なお、図中、Ｒはタイヤ１０のビード部１２が配されるリムを示している。
【００１３】
ビード部１２は、環状のワイヤよりなるビードコア２４とその径方向外方に配された断面略三角形状のビードフィラー２６とを備える。
【００１４】
カーカス２０は、繊維又はスチールコードをタイヤ幅方向センター（赤道）に対してほぼ９０°の角度で配列した１枚又は複数枚のカーカスプライよりなり、トレッド部１８の径方向内側に配されて、そこからショルダー部１６及びサイド部１４を経て、左右のビード部１２において、ビードコア２４の周りに内側から外側に向って巻上げられて係止されている。２８がこの巻上げられたカーカス２０のターンアップ部２８である。
【００１５】
ベルト２２は、トレッド部１８においてカーカス２０の径方向外側に配されて、その端部がショルダー部１６で終端している。
【００１６】
３０は、サイド部１４を補強する補強層であり、ビード部１２からショルダー部１６にかけて、カーカス２０のタイヤ幅方向外側に隣接して配されている。補強層３０の径方向外方端は、ショルダー部１６に位置しており、好ましくは最大幅ベルト２２ａのベルトエッジ下部にまで延び終端することである。また、その径方向内方端は、ビード部１２に位置しており、好ましくはビード部１２の下部、より好ましくはビードコア２４のタイヤ径方向直上に配されることである。この補強層３０の径方向内方端部は、カーカス２０のターンアップ部２８のタイヤ幅方向外側に隣接して配されている。
【００１７】
補強層３０は、図２，３に示すように、１本又は複数本のコードよりなる１本の紐状物３２をタイヤ周方向に連続的に螺旋状に巻回してなる。ここで、巻き始め点は、補強層３０の径方向内方側でも外方側でもよい。
【００１８】
紐状物３２は、図４（ａ）に示すように１本のコード３４をゴム３６で被覆したものや、図４（ｂ）に示すように３本のコード３４，３４，３４をゴム３６で被覆したもの等を用いることができる。コード３４としては、ナイロン，ポリエステル，アラミド等の有機繊維の単独若しくは複合コードや、スチールコードを用いることができ、例としては、１２６０デニールナイロンの２本撚りコードや、１０００デニールアラミドと１２６０デニールナイロンとを撚り合せたコード等を挙げることができる。
【００１９】
以上のように、このタイヤ１０では、ビード部１２からショルダー部１６にかけて、１本又は複数本のコード３４よりなる紐状物３２をタイヤ周方向に連続的に螺旋状に巻回することにより補強層３０が形成されているので、後記の実施例からも明らかなように、必要以上にタイヤ重量を増加させることなく、サイド部１４の剛性を維持向上されて操縦安定性を向上することができ、また、サイド部１４の耐衝撃性を向上させて安全性を向上させることができる。また、紐状物３２を周方向に巻くことにより、補強層３０を構成するコード３４のタイヤ周方向に対する配設角度が、ほぼ０°であるため、タイヤのたて剛性（ｋｚ）を大きく上げることなく、よこ剛性（ｋｙ）及び前後剛性（ｋｘ）を向上させることができる。
【００２０】
また、補強層３０を連続的に螺旋状に巻いて形成するので、サイド部１４の径方向の任意の位置で任意のエンド数（補強層３０のタイヤ径方向における所定長当りのコード３４の打込み本数）分布を得ることができ、よって、サイド部１４の剛性分布を自在にコントロールして、各タイヤの必要性能に応じた操縦安定性や乗心地性等のタイヤ性能のコントロールを容易に行なうことができる。また、上記螺旋状の連続体構成により、コード３４の切断端が少なく耐久性に優れる。
【００２１】
なお、巻回する紐状物３２は、上述した１本に限らず、複数本でもよいが、１本で補強層３０を構成した方がコードの切断端が少なくなるため好ましい。
【００２２】
このラジアルタイヤ１０の製造に際しては、予め紐状物３２を所定の螺旋状に巻回しておいて、タイヤ成形時にこの巻回体をカーカス２０の外側に配して補強層３０を形成してもよく、あるいは、タイヤ成形時にカーカス２０の外側に紐状物３２を直接巻きつけて補強層３０を形成してもよい。
【００２３】
次に、補強層３０を構成するコード３４の配設構成の例を図５〜８に示す。
【００２４】
図５は、補強層３０の周方向モジュラスがビード部１２からショルダー部１６に向って漸減するように、コード３４を配設した例を示している。この例では、コード３４のエンド数分布をビード部１２で密とし、径方向外方に向ってエンド数を漸次減らすことにより、上記の周方向モジュラスが漸減する構成としている。かかる構成により、撓みを曲げ剛性の小さいショルダー部１６に集中でき、更にプライエンド数の低減効果と前述の補強層３０の配置効果によりタイヤのｋｚを上げることなく、実質タイヤは撓み易くなり、よって、乗心地性の向上効果に優れる。
【００２５】
ここで、補強層３０の径方向内方端から外方端までの長さをＬとし、補強層３０の内方端から０．１Ｌの位置をＡ位置、補強層３０の外方端から０．１Ｌの位置をＢ位置、タイヤ最大幅位置をＣ位置とし、Ａ，Ｂ及びＣ位置におけるタイヤ径方向１インチ当りの周方向モジュラスを、それぞれＭａ，Ｍｂ，Ｍｃとしたとき、乗心地効果を高める点より、Ｍａ／Ｍｃは、１．５〜８．０であることが好ましく、より好ましくは２．０〜５．０であり、Ｍｂ／Ｍｃは、０．０５〜０．７であることが好ましく、より好ましくは、０．１〜０．５である。
【００２６】
図６は、補強層３０の周方向モジュラスがビード部１２からショルダー部１６にかけて均一になるように、コード３４を配設した例を示している。この例では、コード３４のエンド数を、カーカス２０に沿って一定にすることにより、周方向モジュラスの分布を均一にしている。このように周方向モジュラス分布を均一にすると、ｋｙをはじめ効果的にタイヤの剛性を増加させることができ、よって操縦安定性の向上効果に優れる。
【００２７】
図７は、補強層３０の周方向モジュラスが、ビード部１２から、サイド部１４のタイヤ最大幅位置Ｃに向って漸減して最大幅位置Ｃの近傍で極小となり、そこからショルダー部１６に向って漸増するように、コード３４を配設した例を示している。この例では、コード３４のエンド数分布をビード部１２で密とし、そこからタイヤ最大幅位置Ｃに向ってエンド数を漸減して、最大幅位置Ｃの近傍でエンド数を最小にし、そこからショルダー部１６に向ってエンド数を漸次増やして、ショルダー部１６のエンド数分布が密となるように構成することにより、上記の周方向モジュラスの構成としている。かかる構成により、ショルダー部１６の剛性を高めることができるので、タイヤ断面２次振動モードに起因する２００Ｈｚ以上のロードノイズの低減効果に優れる。
【００２８】
このコード３４の配設構成において、上記Ｍａ，Ｍｂ，Ｍｃは、ロードノイズ低減効果を高めるため、Ｍａ／Ｍｃが、１．５〜８．０であることが好ましく、より好ましくは２．０〜５．０であり、Ｍｂ／Ｍｃが、１．５〜６．０であることが好ましく、より好ましくは、２．０〜４．０である。
【００２９】
図８は、図５と同様、補強層３０の周方向モジュラスがビード部１２からショルダー部１６に向って漸減するように、コード３４を配設した例を示している。この例では、補強層３０の径方向内方端部においてコード３４が、タイヤ幅方向に二層以上に重なって配されている。このように、補強層３０を構成するコード３４は、必ずしも１層に限定されることなく、タイヤ幅方向に複数層重なるように配してもよい。この場合、径方向外方端から内方側に向って紐状物３２を巻き始めて、径方向内方端で折り返して巻くことにより、１本の紐状物３２でも容易に製造することができる。
【００３０】
なお、補強層３０の径方向内方端部の構成としては、上記したカーカス２０のターンアップ部２８のタイヤ幅方向外側に配するものに限らず、図９に示す構成としてもよい。
【００３１】
すなわち、図９（ａ）に示すように、補強層３０の径方向内方端部を、カーカス２０のターンアップ部２８のタイヤ幅方向内側、即ち、ビードフィラー２６の外側面とターンアップ部２８との間に挾むように配してもよい。
【００３２】
また、図９（ｂ）に示すように、補強層３０の径方向内方端部を、ターンアップ部２８まで至らせないで、ターンアップ部２８の巻上げ端から、ｄだけ離間して配してもよい。
【００３３】
【実施例】
上述した効果を確かめるために、タイヤサイズを１９５／６５Ｒ１５として、以下のような実施例を行なった。
【００３４】
実施例１〜３
表１に示すタイヤ構成により実施例１〜３の各タイヤを作成した。各タイヤにおける補強層３０のコード３４の配設構成は、表２及び図１０に示すとおりである。即ち、実施例１のタイヤは、図５に示す周方向モジュラスがビード部１２からショルダー部１６に向って漸減するタイプ、実施例２のタイヤは、図６に示す周方向モジュラス分布が均一なタイプ、実施例３のタイヤは、図７に示す周方向モジュラスがタイヤ最大幅位置Ｃの近傍で極小となるタイプである。使用したコードは、１２６０デニールのナイロンの２本撚りコード（引張モジュラス＝３．９２ｋＮ／ｍｍ^２）である。なお、表２及び図１０におけるビードコアからの位置とは、ビードコア２４のタイヤ幅方向外側からの補強層３０の外形ラインに沿った距離を示したものであり、５５ｍｍがタイヤ最大幅位置Ｃに、１１０ｍｍがバッドレス部に相当する。また、表２において、周方向モジュラスは、タイヤ径方向１０ｍｍ当りの補強層の周方向モジュラス（１０ｍｍ当りに配設されたコードの周方向モジュラスの総和を指数表示した値）を示している。
【００３５】
実施例１〜３のタイヤにつき、タイヤ重量、サイド部の耐衝撃性（サイドバースト）、タイヤ剛性、コーナリングパワー、乗心地性、操縦安定性及びロードノイズ性能を測定した。結果を表１に示す。なお、表１において、これら物性は、いずれも後記の比較例２のタイヤの物性値を１００としたときの指数表示で表わされており、数値の大きい方が性能が良い。
【００３６】
【表１】

【表２】

各物性の測定方法は以下のとおりである。
【００３７】
サイドバースト；乗用車に実施例のタイヤを装着し、所定の速度で、縁石（高さ１１０ｍｍ，幅１２５ｍｍ）に向けて２５°の角度で進入し、縁石を乗り越したときのバーストの有無で評価。但し、タイヤの空気圧は２．０ｋｇ／ｃｍ^２、使用リムは１５×６−ＪＪ、乗用車には２名が乗車して行なった。
【００３８】
タイヤ剛性；
たて剛性ｋｚ；圧縮試験機により、垂直方向に基準負荷の＋１０％、−１０％を負荷したときのタイヤの撓みを測定し、負荷量を撓み量で除して算出。
よこ剛性ｋｙ；基準負荷をかけたタイヤに対し、基準負荷の３０％に相当する横方向の力を作用させて横撓みを測定し、横方向の力を横撓み量で除して算出。
前後剛性ｋｘ；基準負荷をかけたタイヤに対し、基準負荷の３０％に相当する前後方向の力を作用させて前後撓みを測定し、前後方向の力を前後撓み量で除して算出。
【００３９】
コーナリングパワー；スリップ角＝２°でドラムテストを行ない、横方向に発生する力を２で割って算出。
【００４０】
乗心地性、操縦安定性、ロードノイズ性能；実車走行時における官能評価。
【００４１】
比較例１，２
表１に示すタイヤ構成により比較例１，２の各タイヤを作成し、実施例１〜３と同様にしてタイヤの物性を測定した。結果を表１に示す。
【００４２】
なお、比較例１のタイヤは、軽量化されていない従来の一般的なタイヤであり、表１及び２に示すように、ビード部に、４５°に配設されたコードよりなるビード補強層が配されている。このビード補強層のコードは、１２６０デニールのナイロンの２本撚りコード（引張モジュラス＝３．９２ｋＮ／ｍｍ^２）である。比較例２のタイヤは、軽量化したタイヤであり、本発明の補強層が配されていない。
【００４３】
表１に示すように、実施例１〜３のタイヤは、補強層を追加した構成でありながら、いずれも比較例１のタイヤに比べてかなり軽量化されており、比較例２の軽量化タイヤとほぼ同一のタイヤ重量にて設計されている。これは、カーカスの使用量の減少（エンド数、ターンアップ高さ）及びゴムボリュームの減少（サイドウォールゴム厚み、ビードフィラーの高さ）によるものである。
【００４４】
また、実施例１〜３のタイヤは、サイドバーストテストにおいてバーストしなかったのに対して、比較例２の軽量化タイヤでは、より低い速度でバーストした。これにより、実施例１〜３のタイヤは、いずれも、軽量化タイヤでありながら、サイド部の耐衝撃性に優れていることがわかる。
【００４５】
また、実施例１〜３のタイヤは、比較例２のタイヤに比べて、たて剛性ｋｚは同程度でありながら、よこ剛性ｋｙ及び前後剛性ｋｘが高い（比較例１のタイヤと同程度）。そのため、乗心地性を悪化させることなく、操縦安定性に優れていた。また、コーナリングパワーも比較例１と同程度の高い値が得られた。
【００４６】
さらに、実施例１のタイヤは、特に乗心地性に優れ、実施例２のタイヤは、特に操縦安定性に優れ、実施例３のタイヤは、特にロードノイズ性能に優れていた。
【００４７】
【発明の効果】
本発明の空気入りラジアルタイヤは、サイド部の補強層が、１本又は複数本のコードよりなる紐状物を連続的に螺旋状に巻くことにより形成されているので、タイヤ重量を必要以上に増加させることなく、タイヤ剛性の維持向上及びサイド部の耐衝撃性向上を図ることができ、よって、操縦安定性とサイド部の耐衝撃性に優れる軽量化タイヤが得られる。また、サイド部の径方向におけるコードのエンド数分布を容易にコントロールできるので、タイヤの必要性能に応じて任意にサイド剛性を創出することができる。そして、特に、請求項１のラジアルタイヤでは、乗心地の向上をはじめとして操縦安定性向上に効果的であり、請求項２のラジアルタイヤでは、操縦安定性の向上をはじめとして２００Ｈｚ以上のロードノイズ性能向上に効果的であり、請求項３のラジアルタイヤでは、２００Ｈｚ以上のロードノイズ性能向上に効果的であり、操縦安定性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る空気入りラジアルタイヤ１０の右側半分の断面図である。
【図２】補強層３０の構成を示すラジアルタイヤ１０の側面概略図であり、図ではサイドウォールゴムを省略して示している。
【図３】補強層３０の構成を示す図２の拡大図である。
【図４】補強層３０を構成する紐状物３２の断面構造を示す斜視図である。
【図５】補強層３０のコード３４の配設構成の一例を模式的に示す断面図である。
【図６】補強層３０のコード３４の配設構成の他の例を模式的に示す断面図である。
【図７】補強層３０のコード３４の配設構成のさらに他の例を模式的に示す断面図である。
【図８】補強層３０のコード３４の配設構成のさらに他の例を模式的に示す断面図である。
【図９】（ａ），（ｂ）は、補強層３０の径方向内方端部の構成の変更例を示す断面図である。
【図１０】実施例１〜３及び比較例１，２における補強層の周方向モジュラス分布を示すグラフである。
【符号の説明】
１０……空気入りラジアルタイヤ
１２……ビード部
１４……サイド部
１６……ショルダー部
２０……カーカス
３０……補強層
３２……紐状物
３４……コード
Ｃ……タイヤ最大幅位置

Claims

タイヤのサイド部を補強する補強層が、ビード部からショルダー部にかけてカーカスの外側に配され、
この補強層が、１本又は複数本のコードよりなる紐状物をタイヤ周方向に連続的に螺旋状に巻回してなり、
前記補強層の周方向モジュラスが、前記ビード部から前記ショルダー部に向って漸減することを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
タイヤのサイド部を補強する補強層が、ビード部からショルダー部にかけてカーカスの外側に配され、
この補強層が、１本又は複数本のコードよりなる紐状物をタイヤ周方向に連続的に螺旋状に巻回してなり、
前記補強層の周方向モジュラスが、前記ビード部から前記ショルダー部にかけて均一であることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
タイヤのサイド部を補強する補強層が、ビード部からショルダー部にかけてカーカスの外側に配され、
この補強層が、１本又は複数本のコードよりなる紐状物をタイヤ周方向に連続的に螺旋状に巻回してなり、
前記補強層の周方向モジュラスが、前記ビード部から前記サイド部のタイヤ最大幅位置の近傍に向って漸減して当該最大幅位置の近傍で極小となり、さらに前記ショルダー部に向って漸増することを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。