JP3679218B2 - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents
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- Tires In General (AREA)
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は乗用車用ラジアルタイヤに関するもので、特に、ビード部に設けられた左右一対のビードコアーと、一方のビード部から他方のビード部にトロイド状に延在し、ビードコアーに巻回されてビード部に係留された、１層のラジアルコード層よりなるカーカスプライと、カーカスプライのクラウン部ラジアル方向外側に配置されたベルトおよびトレッドと、該ビードコアーのラジアル方向外側に始まり外側方向に先細りとなるビードフィラーと、このビード部に配置されたビード補強層とを具えたラジアルタイヤの操縦安定性を向上させるビード構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ラジアルタイヤ、特に１層のラジアルコード層よりなるカーカスプライの乗用車用ラジアルタイヤの操縦安定性を向上させるにはビード部を補強することが一般的になされている。そのため、ビードフィラーのボリュームを増やしたり、ＪＩＳ Ａ硬度の値を大きくすることが試みられており、さらにスチールコード層や芳香族ポリアミド繊維（商品名はデュポン社のケブラー、本明細書ではアラミドと略す）でビード部を補強することも多数試みられている。
【０００３】
ここで本明細書で使用される用語について説明すると、
「タイヤ断面高さＳＨ」とは、タイヤの外径ＯＤとリム径ＲＤの差の１／２を指すものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ビードフィラーだけの改良では自ずからその操縦安定性を改良する効果に限界があり、また例えばスチールコード層でビードを補強すると重量が増えてしまったり、乗り心地の低下あるいはスチールコード端でセパレーションが発生し故障の原因になるという不具合があり、そしてコード弾性率が高い芳香族ポリアミド繊維（ケブラー）を補強材として用いた場合は、軽量で効果が大きい反面、コスト面で大幅に不利になるという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は重量の増加や乗り心地の低下および大幅なコストの増加を招くことなく、ビード部の補強をすることにより操縦安定性を向上した空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の空気入りラジアルタイヤは、ビード部に設けられた左右一対のビードコアーと、一方のビード部から他方のビード部にトロイド状に延在し、該ビードコアーに巻回されてビード部に係留された、１層のラジアルコード層よりなるカーカスプライと、該カーカスプライのクラウン部ラジアル方向外側に配置されたベルトおよびトレッドと、ビード部に配置されたビードフィラーとビード補強層とを具えたラジアルタイヤにおいて、
（１）該カーカスプライは、一方のビード部から他方のビード部に延びるカーカスプライ本体と、該ビードコアーに巻回されてラジアル方向外側に延びるカーカスプライ折り返し部とよりなり、
（２） 該ビードフィラーは該カーカスプライ本体と該カーカスプライ折り返し部に挟まれ、該ビードコアー直上からラジアル方向外側に向かって先細りとなるように配置され、
（３）該ビード補強層は該カーカスプライ本体と該ビードフィラーに挟まれ、該カーカスプライ本体に沿って、該ビード補強層上方端がタイヤ断面高さの３０〜８０％の位置に延びるように、かつ該ビード補強層の上方端が該ビードフィラー上方端よりラジアル方向外側に配置され、
（４）該ビード補強層は、弾性率が７００〜１５００ｋｇ／ｍｍ2 の有機繊維コードを被覆ゴム中に並列して埋設してなるゴム被覆コード層から形成されているという構成を採用している。
【０００７】
さらに、該ビード補強層のコード角度がラジアル方向に対して３０〜７０度であればビード部の剛性を増すので操縦安定性の向上効果が大きくなり好ましい。そして、ビード補強層の下方端が、ビードコアー直上からビードフィラーの上方端より５ｍｍ下の区間に配置されるようにするとビード部の剛性が高くなるので好ましい。
【０００８】
そして、該ビードフィラーはＪＩＳ Ａ硬度が７０度以上で上限は製造上の実質的限界である１００度のゴムで形成されていれば操縦安定性が向上し好ましい。
【０００９】
特に、１層のラジアルコード層よりなるカーカスプライの乗用車用ラジアルタイヤは構造も簡素で、軽量であるという利点があるが、そのままでは、ビード部の剛性が不足し操縦安定性に問題があることが指摘されている。そのため、ビード部を種々の方法で補強することが試みられており、一般的には比較的硬度の高いゴムを用いたビードフィラーを配置することで対応してきている。しかしながら、昨今乗用車の性能の大幅な向上やドライバーの安全運転への要求からさらなる操縦安定性向上が望まれるようになってきている。そこで、ビードフィラーと共にビード部を有機繊維またはスチールコード等の無機繊維で補強することが、特に高性能タイヤと称されるタイヤにおいて一般化しつつある。
【００１０】
本発明では、ビードフィラーとコード補強層の構造・配置を上記のように適正化することにより、重量の増加や乗り心地の低下および大幅なコストの増加を招くことなく、ビード部の補強をすることにより操縦安定性を向上させるために、種々検討した結果得られた次の知見に基づきなされたものである。即ち、
（１）ビードフィラー６は、その上端Ｆがタイヤ断面高さＳＨの２０〜７０％にすればよく、そしてそれを形成するゴムのＪＩＳ Ａ硬度は７０以上が好適であり、そしてその上限は実質的には１００度である。
（２） ビード補強層７は、カーカスプライ本体８１とビードフィラー６に挟まれ、該カーカスプライ本体８２に沿って、その上方端Ｈ１がタイヤ断面高さの３０〜８０％の位置に延びるようにすればよい。このように配置するとカーカス本体に沿った部分は内圧充填時にカーカス張力が高いため、例えば内圧充填時カーカス張力の低いカーカス折り返し部８２のタイヤ軸方向外方に配置した場合より、面内曲げ剛性を十分大きく取れる。
そして、その上方端をビードフィラー上方端よりラジアル方向外側に配置し、下方端をビードフィラーと５mm以上と十分にオーバーラップさせることにより面内曲げ剛性大きくすることができるとともに、ビードフィラーの先細り形状と相まってこの部分の剛性段差を減少させることができるので耐久性も向上できる。
【００１１】
そして、補強層のコード角度をラジアル方向に対して３０〜７０度とすると、さらにビード部の面内曲げ剛性を大きくできる。このようにすると、補強層は、コストの高い芳香族ポリアミド繊維コードを使用しなくとも操縦安定性は向上できる。また、スチールコードを使用した時のように重量増加を来すこともない。
【００１２】
なお、ビードフィラー６と補強層７の形状・材質・物性・配置の方法等はタイヤの要求性能に応じて適宜選択すればよい。例えば大幅に操縦安定性を向上させる場合は、図１でＨ１をＳＨの８０％に、ＦをＳＨの７０％に、Ｈ２をビードコアーの直上に配置すればよい。また、カーカス折り返し部８２の上方端位置は適宜選択できるが、耐久性を高めようとすれば図３に示すようにカーカス折り返し部８２の上方端がビード補強層７の上方端よりラジアル方向外側になるように配置するとよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従う実施例のタイヤ、従来例および比較例の空気入りラジアルタイヤについて図面を参照して説明する。いずれもタイヤサイズは２０５／６５Ｒ１５である。
【００１４】
図１は、本発明による実施例１乃至３および比較例２乃至５のタイヤのビード部の構造を示すものである。図２は、比較例１のビード構造を示す図であり、図１と異なるのはビード補強層がビードフィラー６よりタイヤ軸方向外方に配置されていることである。図３は実施例４乃至６のタイヤのビード部の構造を示す図である。
【００１５】
比較例および実施例の仕様については表１に示すが特徴的なものについては以下に説明する。
比較例２のタイヤのビード補強層はコード弾性率が２０００ｋｇ／ｍｍ2 の芳香族ポリアミド繊維（アラミド）を使用している。実施例３のタイヤのビード補強層はコード弾性率が１４００ｋｇ／ｍｍ2 のポリエチレン−２、６−ナフタレート繊維（ＰＥＮと略す）を使用している。それ以外のビード補強層としてはコード弾性率が８００ｋｇ／ｍｍ2 のポリエステルコード（ＰＥＴと略す）を使用している。
【００１６】
そして実施例４乃至６のタイヤのカーカス折り返し部８２の上方端はビード補強層７の上方端よりラジアル方向外側に配置されている。
【００１７】
次に本発明の効果を確かめるべく、表１に従うタイヤを、内圧２．０ｋｇ／ｃｍ2 、６ 1/2Ｊ×１５のリムに組みつけ、荷重４９０ｋｇｆの条件でドラム試験機にてコーナーリングパワーの測定を行った。コーナーリングパワーとは、スリップ角度１度あたりのコーナーリングフォースで、この試験ではスリップ角度７度までの平均値を従来タイヤを１００として表１に指数表示してある。
【００１８】
【表１】
【００１９】
【発明の効果】
上記の評価結果から、実施例１乃至５のタイヤは、従来例のタイヤよりコーナーリングパワーが向上しており、芳香族ポリアミド繊維を用いたビード補強層のタイヤと略同等の性能を示していることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による空気入りラジアルタイヤの子午断面図である。
【図２】従来例の空気入りタイヤの子午断面図である。
【図３】本発明による他の実施例を示す空気入りタイヤの子午断面図である。
【符号の説明】
Ｅ タイヤ赤道線
ＳＨ タイヤ断面高さ
１ ビード部
２ ビードコアー
３ トレッド
４ クラウン部
５ ベルト
６ ビードフィラー
７ ビード補強層
８ カーカスプライ
８１ カーカスプライ本体
８２ カーカスプライ折り返し部
【発明が属する技術分野】
本発明は乗用車用ラジアルタイヤに関するもので、特に、ビード部に設けられた左右一対のビードコアーと、一方のビード部から他方のビード部にトロイド状に延在し、ビードコアーに巻回されてビード部に係留された、１層のラジアルコード層よりなるカーカスプライと、カーカスプライのクラウン部ラジアル方向外側に配置されたベルトおよびトレッドと、該ビードコアーのラジアル方向外側に始まり外側方向に先細りとなるビードフィラーと、このビード部に配置されたビード補強層とを具えたラジアルタイヤの操縦安定性を向上させるビード構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ラジアルタイヤ、特に１層のラジアルコード層よりなるカーカスプライの乗用車用ラジアルタイヤの操縦安定性を向上させるにはビード部を補強することが一般的になされている。そのため、ビードフィラーのボリュームを増やしたり、ＪＩＳ Ａ硬度の値を大きくすることが試みられており、さらにスチールコード層や芳香族ポリアミド繊維（商品名はデュポン社のケブラー、本明細書ではアラミドと略す）でビード部を補強することも多数試みられている。
【０００３】
ここで本明細書で使用される用語について説明すると、
「タイヤ断面高さＳＨ」とは、タイヤの外径ＯＤとリム径ＲＤの差の１／２を指すものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ビードフィラーだけの改良では自ずからその操縦安定性を改良する効果に限界があり、また例えばスチールコード層でビードを補強すると重量が増えてしまったり、乗り心地の低下あるいはスチールコード端でセパレーションが発生し故障の原因になるという不具合があり、そしてコード弾性率が高い芳香族ポリアミド繊維（ケブラー）を補強材として用いた場合は、軽量で効果が大きい反面、コスト面で大幅に不利になるという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は重量の増加や乗り心地の低下および大幅なコストの増加を招くことなく、ビード部の補強をすることにより操縦安定性を向上した空気入りラジアルタイヤを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の空気入りラジアルタイヤは、ビード部に設けられた左右一対のビードコアーと、一方のビード部から他方のビード部にトロイド状に延在し、該ビードコアーに巻回されてビード部に係留された、１層のラジアルコード層よりなるカーカスプライと、該カーカスプライのクラウン部ラジアル方向外側に配置されたベルトおよびトレッドと、ビード部に配置されたビードフィラーとビード補強層とを具えたラジアルタイヤにおいて、
（１）該カーカスプライは、一方のビード部から他方のビード部に延びるカーカスプライ本体と、該ビードコアーに巻回されてラジアル方向外側に延びるカーカスプライ折り返し部とよりなり、
（２） 該ビードフィラーは該カーカスプライ本体と該カーカスプライ折り返し部に挟まれ、該ビードコアー直上からラジアル方向外側に向かって先細りとなるように配置され、
（３）該ビード補強層は該カーカスプライ本体と該ビードフィラーに挟まれ、該カーカスプライ本体に沿って、該ビード補強層上方端がタイヤ断面高さの３０〜８０％の位置に延びるように、かつ該ビード補強層の上方端が該ビードフィラー上方端よりラジアル方向外側に配置され、
（４）該ビード補強層は、弾性率が７００〜１５００ｋｇ／ｍｍ2 の有機繊維コードを被覆ゴム中に並列して埋設してなるゴム被覆コード層から形成されているという構成を採用している。
【０００７】
さらに、該ビード補強層のコード角度がラジアル方向に対して３０〜７０度であればビード部の剛性を増すので操縦安定性の向上効果が大きくなり好ましい。そして、ビード補強層の下方端が、ビードコアー直上からビードフィラーの上方端より５ｍｍ下の区間に配置されるようにするとビード部の剛性が高くなるので好ましい。
【０００８】
そして、該ビードフィラーはＪＩＳ Ａ硬度が７０度以上で上限は製造上の実質的限界である１００度のゴムで形成されていれば操縦安定性が向上し好ましい。
【０００９】
特に、１層のラジアルコード層よりなるカーカスプライの乗用車用ラジアルタイヤは構造も簡素で、軽量であるという利点があるが、そのままでは、ビード部の剛性が不足し操縦安定性に問題があることが指摘されている。そのため、ビード部を種々の方法で補強することが試みられており、一般的には比較的硬度の高いゴムを用いたビードフィラーを配置することで対応してきている。しかしながら、昨今乗用車の性能の大幅な向上やドライバーの安全運転への要求からさらなる操縦安定性向上が望まれるようになってきている。そこで、ビードフィラーと共にビード部を有機繊維またはスチールコード等の無機繊維で補強することが、特に高性能タイヤと称されるタイヤにおいて一般化しつつある。
【００１０】
本発明では、ビードフィラーとコード補強層の構造・配置を上記のように適正化することにより、重量の増加や乗り心地の低下および大幅なコストの増加を招くことなく、ビード部の補強をすることにより操縦安定性を向上させるために、種々検討した結果得られた次の知見に基づきなされたものである。即ち、
（１）ビードフィラー６は、その上端Ｆがタイヤ断面高さＳＨの２０〜７０％にすればよく、そしてそれを形成するゴムのＪＩＳ Ａ硬度は７０以上が好適であり、そしてその上限は実質的には１００度である。
（２） ビード補強層７は、カーカスプライ本体８１とビードフィラー６に挟まれ、該カーカスプライ本体８２に沿って、その上方端Ｈ１がタイヤ断面高さの３０〜８０％の位置に延びるようにすればよい。このように配置するとカーカス本体に沿った部分は内圧充填時にカーカス張力が高いため、例えば内圧充填時カーカス張力の低いカーカス折り返し部８２のタイヤ軸方向外方に配置した場合より、面内曲げ剛性を十分大きく取れる。
そして、その上方端をビードフィラー上方端よりラジアル方向外側に配置し、下方端をビードフィラーと５mm以上と十分にオーバーラップさせることにより面内曲げ剛性大きくすることができるとともに、ビードフィラーの先細り形状と相まってこの部分の剛性段差を減少させることができるので耐久性も向上できる。
【００１１】
そして、補強層のコード角度をラジアル方向に対して３０〜７０度とすると、さらにビード部の面内曲げ剛性を大きくできる。このようにすると、補強層は、コストの高い芳香族ポリアミド繊維コードを使用しなくとも操縦安定性は向上できる。また、スチールコードを使用した時のように重量増加を来すこともない。
【００１２】
なお、ビードフィラー６と補強層７の形状・材質・物性・配置の方法等はタイヤの要求性能に応じて適宜選択すればよい。例えば大幅に操縦安定性を向上させる場合は、図１でＨ１をＳＨの８０％に、ＦをＳＨの７０％に、Ｈ２をビードコアーの直上に配置すればよい。また、カーカス折り返し部８２の上方端位置は適宜選択できるが、耐久性を高めようとすれば図３に示すようにカーカス折り返し部８２の上方端がビード補強層７の上方端よりラジアル方向外側になるように配置するとよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に従う実施例のタイヤ、従来例および比較例の空気入りラジアルタイヤについて図面を参照して説明する。いずれもタイヤサイズは２０５／６５Ｒ１５である。
【００１４】
図１は、本発明による実施例１乃至３および比較例２乃至５のタイヤのビード部の構造を示すものである。図２は、比較例１のビード構造を示す図であり、図１と異なるのはビード補強層がビードフィラー６よりタイヤ軸方向外方に配置されていることである。図３は実施例４乃至６のタイヤのビード部の構造を示す図である。
【００１５】
比較例および実施例の仕様については表１に示すが特徴的なものについては以下に説明する。
比較例２のタイヤのビード補強層はコード弾性率が２０００ｋｇ／ｍｍ2 の芳香族ポリアミド繊維（アラミド）を使用している。実施例３のタイヤのビード補強層はコード弾性率が１４００ｋｇ／ｍｍ2 のポリエチレン−２、６−ナフタレート繊維（ＰＥＮと略す）を使用している。それ以外のビード補強層としてはコード弾性率が８００ｋｇ／ｍｍ2 のポリエステルコード（ＰＥＴと略す）を使用している。
【００１６】
そして実施例４乃至６のタイヤのカーカス折り返し部８２の上方端はビード補強層７の上方端よりラジアル方向外側に配置されている。
【００１７】
次に本発明の効果を確かめるべく、表１に従うタイヤを、内圧２．０ｋｇ／ｃｍ2 、６ 1/2Ｊ×１５のリムに組みつけ、荷重４９０ｋｇｆの条件でドラム試験機にてコーナーリングパワーの測定を行った。コーナーリングパワーとは、スリップ角度１度あたりのコーナーリングフォースで、この試験ではスリップ角度７度までの平均値を従来タイヤを１００として表１に指数表示してある。
【００１８】
【表１】
【発明の効果】
上記の評価結果から、実施例１乃至５のタイヤは、従来例のタイヤよりコーナーリングパワーが向上しており、芳香族ポリアミド繊維を用いたビード補強層のタイヤと略同等の性能を示していることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による空気入りラジアルタイヤの子午断面図である。
【図２】従来例の空気入りタイヤの子午断面図である。
【図３】本発明による他の実施例を示す空気入りタイヤの子午断面図である。
【符号の説明】
Ｅ タイヤ赤道線
ＳＨ タイヤ断面高さ
１ ビード部
２ ビードコアー
３ トレッド
４ クラウン部
５ ベルト
６ ビードフィラー
７ ビード補強層
８ カーカスプライ
８１ カーカスプライ本体
８２ カーカスプライ折り返し部
Claims (6)
- ビード部に設けられた左右一対のビードコアーと、一方のビード部から他方のビード部にトロイド状に延在し、該ビードコアーに巻回されてビード部に係留された、１層のラジアルコード層よりなるカーカスプライと、該カーカスプライのクラウン部ラジアル方向外側に配置されたベルトおよびトレッドと、ビード部に配置されたビードフィラーとビード補強層とを具えたラジアルタイヤにおいて、
（１）該カーカスプライは、一方のビード部から他方のビード部に延びるカーカスプライ本体と、該ビードコアーに巻回されてラジアル方向外側に延びるカーカスプライ折り返し部とよりなり、
（２）該ビードフィラーは該カーカスプライ本体と該カーカスプライ折り返し部に挟まれ、該ビードコアー直上からラジアル方向外側に向かって先細りとなり、
（３）該ビード補強層は該カーカスプライ本体と該ビードフィラーに挟まれ、該カーカスプライ本体に沿って、該ビード補強層の上方端がタイヤ断面高さの３０〜８０％の位置に延びるように、かつ該ビード補強層の上方端が該ビードフィラー上方端よりラジアル方向外側に配置され、
（４） 該ビード補強層は、弾性率が７００〜１５００ｋｇ／ｍｍ2 の有機繊維コードを被覆ゴム中に並列して埋設してなるゴム被覆コード層から形成されている
ことを特徴とするラジアルタイヤ。 - 該ビード補強層のコード角度がラジアル方向に対して３０〜７０度であることを特徴とする請求項１記載のラジアルタイヤ。
- 該ビード補強層の下方端は、該ビードコアー直上から該ビードフィラーの上方端より５ｍｍ下の区間に配置されることを特徴とする請求項１乃至２記載のラジアルタイヤ。
- 該ビードフィラーの上方端がタイヤ断面高さの２０〜７０％の位置に延びるように配置されることを特徴とする請求項１乃至３記載のラジアルタイヤ。
- 該ビードフィラーはＪＩＳ Ａ硬度が７０〜１００のゴムで形成されていることを特徴とする請求項１乃至４記載のラジアルタイヤ。
- 該カーカス折り返し部の上方端がビード補強層の上方端よりラジアル方向外側になるように配置されることを特徴とする請求項１乃至５記載のラジアルタイヤ。
Priority Applications (5)
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| JP05452597A JP3679218B2 (ja) | 1996-05-30 | 1997-03-10 | 空気入りラジアルタイヤ |
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| EP97303645A EP0810107B1 (en) | 1996-05-30 | 1997-05-29 | Pneumatic radial tire |
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| JP8-136920 | 1996-05-30 | ||
| JP13692096 | 1996-05-30 | ||
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| JPH1044725A JPH1044725A (ja) | 1998-02-17 |
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| JP05452597A Expired - Fee Related JP3679218B2 (ja) | 1996-05-30 | 1997-03-10 | 空気入りラジアルタイヤ |
Country Status (5)
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|---|---|
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| JP (1) | JP3679218B2 (ja) |
| DE (1) | DE69704179T2 (ja) |
| ES (1) | ES2154880T3 (ja) |
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