JP3868121B2 - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、ビード部からサイド部にかけて補強層を挿入した空気入りラジアルタイヤに関し、さらに詳しくは、耐久性を実質的に低下させることなく、操縦安定性を大幅に向上することを可能にした空気入りラジアルタイヤに関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、高速走行用タイヤにおいて、高速走行時のタイヤサイド部からビード部にかけての変形を抑えて操縦安定性を向上させる目的で、ビード部にスチールコードや有機繊維コードからなる補強層を挿入することが行われている。
しかしながら、より大きな補強効果を得るためにスチールコードからなる補強層を使用し、その補強層の幅を広げ過ぎると、サイド部での剛性変化が大きくなり、応力集中する部分が発生するので耐久性が低下するという問題があった。
【0003】
これに対して、特開平6−143947号公報では、2層のカーカス層を備えた空気入りタイヤにおいて、ビードフィラーの外側に2層のスチールコード補強層を配置し、その位置関係を特定することにより操縦安定性と耐久性との両立を図ろうとしている。しかるに、断面高さが小さい偏平タイヤでは2層のスチールコード補強層のエッジが互いに隣接し、これが応力集中を助長するため耐久性の確保が不十分になっていた。
【0004】
また、有機繊維コードからなる補強層をビード部に挿入した場合、応力集中に起因する耐久性の問題は回避可能であるものの、補強効果が不足するため操縦安定性の向上効果が不十分になってしまう。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、高速走行用偏平タイヤにおいて、耐久性を実質的に低下させることなく、操縦安定性を大幅に向上することを可能に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の本発明の空気入りラジアルタイヤは、左右一対のビード部間に内外2層のカーカス層を装架し、内側カーカス層のタイヤ幅方向両端部をそれぞれビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げ、そのターンナップ部で前記ビードコアの外周側に配置したビードフィラーを包み込むと共に、外側カーカス層のタイヤ幅方向両端部をそれぞれ前記ターンナップ部の外側に配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記内側カーカス層と前記ビードコア及びビードフィラーとの間に複数本の有機繊維コードからなる内側補強層を前記ビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げるように配置すると共に、前記ターンナップ部と前記外側カーカス層との間に複数本のスチールコードからなる外側補強層を配置し、前記ターンナップ部の巻き上げ高さ(CTU)、前記内側補強層の上端高さ(RU1)、前記外側補強層の上端高さ(RU2)、前記ビードフィラーの上端高さ(BFT)、前記内側補強層の下端高さ(RL1)、前記外側補強層の下端高さ(RL2)を、CTU>RU1>RU2>BFT>RL1>RL2の関係にしたことを特徴とするものである。
【0007】
このように外側補強層をスチールコードから構成すると共に、内側補強層を有機繊維コードから構成し、そのエッジの位置関係を上記のように特定することにより、応力集中を回避しながら優れた補強効果を得ることができる。従って、高速走行用偏平タイヤにおいて、耐久性を損なうことなく、操縦安定性を大幅に向上することができる。
【0008】
本発明において、前記内側補強層の上端と前記外側補強層の上端との間隔を4〜10mmにすることが好ましい。
【0009】
なお、上記ターンナップ部の巻き上げ高さ(CTU)、内側補強層の上端高さ(RU1)、外側補強層の上端高さ(RU2)、ビードフィラーの上端高さ(BFT)、内側補強層の下端高さ(RL1)、外側補強層の下端高さ(RL2)はいずれもビードベース位置からタイヤ径方向に測定したものである。
本発明は、タイヤ断面高さが100mm以下のタイヤ、或いは偏平率が55%以下のタイヤに適用することが好ましい。このような偏平タイヤに本発明を適用することにより顕著な作用効果を得ることができる。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成について添付の図面を参照して詳細に説明する。
図1は本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤを例示するものである。図において、左右一対のビード部1,1間には複数本の補強コードをラジアル方向に配列させた内外2層のカーカス層2,3が装架されている。内側カーカス層2はタイヤ幅方向両端部がそれぞれビードコア4の廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げられてターンナップ部2aを形成し、このターンナップ部2aによりビードコア4の外周側に配置した硬質ゴムからなるビードフィラー5が包み込まれている。一方、外側カーカス層3はタイヤ幅方向両端部がそれぞれターンナップ部2aの外側を通ってビードコア4の下方に配置されている。即ち、上記タイヤは所謂1−1構成のハイターンナップ構造を有している。
【0011】
トレッド部6におけるカーカス層2,3の外周側には、それぞれ複数本の補強コードをコートゴムで被覆した2層のベルト層7,7が設けられている。これらベルト層7,7は、その補強コードがタイヤ周方向に対して傾斜し、かつ層間で補強コードが互いに交差するように配置されている。また、ベルト層7,7の外周側には、高速走行時の遠心力によりベルト層7,7のせり上がりを防止するために、複数本の補強コードを実質的にタイヤ周方向と平行に配置したベルトカバー層8がベルト層7,7を覆うように設けられている。
【0012】
上記空気入りタイヤにおいて、内側カーカス層2とビードコア4及びビードフィラー5との間には複数本の有機繊維コードをコートゴムで被覆した内側補強層9が配置されている。より具体的には、内側補強層9はビードフィラー5の内面側からビードコア4の径方向内側を通ってビードフィラー5の外面側に延在している。この内側補強層9を構成する有機繊維コードとしては、芳香族ポリアミド繊維(ケブラー)、ナイロン繊維、レーヨン繊維等を使用することが好ましい。また、内側補強層9において有機繊維コードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は45°±15°の範囲に設定するとよい。有機繊維コードの傾斜角度を上記範囲にすることにより、補強効果と耐久性を同時に満足することが可能になる。
【0013】
一方、内側カーカス層2のターンナップ部2aと外側カーカス層3との間には複数本のスチールコードをコートゴムで被覆した外側補強層10が配置されている。外側補強層10においてスチールコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度は20°±10°の範囲に設定するとよい。スチールコードの傾斜角度を上記範囲にすることにより、補強効果と耐久性を同時に満足することが可能になる。
【0014】
上記内側補強層9及び外側補強層10を挿入するに当たって、ターンナップ部2aの巻き上げ高さ(CTU)、内側補強層9の上端高さ(RU1)、外側補強層10の上端高さ(RU2)、ビードフィラー5の上端高さ(BFT)、内側補強層9の下端高さ(RL1)、外側補強層10の下端高さ(RL2)について、CTU>RU1>RU2>BFT>RL1>RL2の関係を満足するように設定する。また、上記関係式において、各エッジの相互間隔は4mm以上かつ10mm以下にすることが好ましく、特に内側補強層9の上端と外側補強層10の上端との相互間隔は4mm以上かつ10mm以下にすることが好ましい。各パーツのエッジを上記位置関係にすることにより、走行時においてタイヤに生じる応力を効果的に分散することが可能になる。
【0015】
上述のように2層のカーカス層を備えたタイヤにおいて、これらカーカス層を1−1構成のハイターンナップ構造にすると共に、補強層を2枚として、これら補強層をそれぞれターンナップ部2aの内外に配置することで操縦安定性の向上を図りながら耐久性の低下をある程度抑えることができる。しかしながら、2層の補強層を単にビードフィラー5の外側に挿入した場合、そのビードフィラー5の外側に2層の補強層のエッジ(上端同士又は下端同士)が互いに近接して配置されることになり、耐久性の低下を招く。また、補強層のエッジ間隔を確保しようとすると、そのエッジがリムフランジ高さ近傍に配置されることになり、耐久性の低下を招く。
【0016】
そこで、本発明ではビードフィラー側の内側補強層9をビードコア4の廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げるように配置することでエッジの分散を図っている。但し、この内側補強層9をスチールコードから構成すると、ビード内側での剛性変化が大きくなり、応力集中により耐久性が低下するので、内側補強層9は有機繊維コードから構成することが必要である。このように内側補強層9に有機繊維コードを使用することにより、ビード内側での応力集中を回避するだけでなく、内側補強層9をカーカス層2と共に巻き上げる際の成形性の悪化を防止することができる。
【0017】
更に、タイヤ最大幅付近でのエッジの配置についても、応力集中による耐久性の低下を防ぐために、有機繊維コードからなる内側補強層9の上端エッジをスチールコードからなる外側補強層の上端エッジよりもタイヤ径方向外側に高くして、これらエッジの相互間隔を4mm以上かつ10mm以下にすることで剛性の確保と剛性の滑らかな変化を可能にし、操縦安定性の向上と耐久性の確保とを両立することができる。
【0018】
本発明において、ベルト構造、カーカス構造及び補強構造は上記実施形態に限定されることはなく、必要に応じて種々異なる実施形態にすることが可能である。例えば、図2に示すように、有機繊維コードからなる内側補強層9がビードフィラー5の内側で上端を形成する構造にしてもよい。但し、図1のように内側補強層9の上端をビードフィラー5の外側に配置したほうが耐久性の点で好ましい。
【0019】
【実施例】
タイヤサイズを205/50R16で共通にし、ターンナップ部の巻き上げ高さ(CTU)、内側補強層の上端高さ(RU1)、外側補強層の上端高さ(RU2)、ビードフィラーの上端高さ(BFT)、内側補強層の下端高さ(RL1)、外側補強層の下端高さ(RL2)を種々異ならせ、下記構成を有する従来タイヤ1〜3、比較タイヤ及び本発明タイヤ1〜2をそれぞれ製作した。
【0020】
なお、内側補強層の有機繊維コードとしては、芳香族ポリアミド繊維コード(1500d/2)を使用し、その打ち込み密度を50本/50mmとし、タイヤ周方向に対する傾斜角度を45°にした。一方、外側補強層のスチールコードとしては、2+2(0.25)のスチールコードを使用し、その打ち込み密度を40本/50mmとし、タイヤ周方向に対する傾斜角度を20°にした。
【0021】
従来タイヤ1
タイヤ構造:図3
内側補強層:なし
外側補強層:スチールコード
位置関係:CTU>RU1>BFT>RL1
【0022】
従来タイヤ2
タイヤ構造:図4
内側補強層:スチールコード
外側補強層:スチールコード
位置関係:CTU>RU2>RU1>BFT>RL2>RL1
【0023】
従来タイヤ3
タイヤ構造:図5
内側補強層:スチールコード
外側補強層:スチールコード
位置関係:CTU>RU1>RU2>BFT>RL2>RL1
【0024】
比較タイヤ
タイヤ構造:図6
内側補強層:有機繊維コード
外側補強層:スチールコード
位置関係:CTU>RU2>RU1>BFT>RL1>RL2
【0025】
本発明タイヤ1
タイヤ構造:図1
内側補強層:有機繊維コード
外側補強層:スチールコード
位置関係:CTU>RU1>RU2>BFT>RL1>RL2
【0026】
本発明タイヤ2
タイヤ構造:図2
内側補強層:有機繊維コード
外側補強層:スチールコード
位置関係:CTU>RU1>RU2>BFT>RL1>RL2
これら試験タイヤについて、下記試験方法により操縦安定性、耐久性、乗心地性を評価し、その結果を表1に示した。
【0027】
操縦安定性:
試験タイヤを空気圧200kPaとして排気量1800ccの乗用車に装着し、5名のテストドライバーにてサーキットコースを走行してフィーリングを評価した。評価結果は従来タイヤ1を100とする指数で示した。この指数値が大きいほど操縦安定性が優れている。
【0028】
耐久性:
試験タイヤを空気圧180kPaとしてドラム試験機に装着し、速度81km/hで走行させると共に、荷重を463kgの初期条件から徐々に増加させて、ビード部又はサイド部に故障を生じるまでの走行距離を測定した。評価結果は従来タイヤ1を100とする指数で示した。この指数値が大きいほど耐久性が優れている。
【0029】
乗心地性:
試験タイヤを空気圧200kPaとして排気量1800ccの乗用車に装着し、5名のテストドライバーにてサーキットコースを走行してフィーリングを評価した。評価結果は従来タイヤ1を100とする指数で示した。この指数値が大きいほど乗心地性が優れている。
【0030】
【表1】
【0031】
この表1から明らかなように、本発明タイヤ1〜2はいずれも従来タイヤ1に比べて耐久性の低下を抑制しながら操縦安定性を大幅に向上することができた。また、本発明タイヤ1〜2は乗心地性も良好であった。一方、従来タイヤ2,3及び比較タイヤは操縦安定性の向上効果が得られたものの、それに伴って耐久性が大幅に低下していた。
【0032】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、1−1構成のハイターンナップ構造を有する空気入りラジアルタイヤにおいて、内側カーカス層とビードコア及びビードフィラーとの間に複数本の有機繊維コードからなる内側補強層をビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げるように配置すると共に、内側カーカス層のターンナップ部と外側カーカス層との間に複数本のスチールコードからなる外側補強層を配置し、ターンナップ部の巻き上げ高さ(CTU)、内側補強層の上端高さ(RU1)、外側補強層の上端高さ(RU2)、ビードフィラーの上端高さ(BFT)、内側補強層の下端高さ(RL1)、外側補強層の下端高さ(RL2)を、CTU>RU1>RU2>BFT>RL1>RL2の関係にしたことにより、応力集中を回避しながら優れた補強効果を得ることができるので、高速走行用偏平タイヤであっても、耐久性を損なうことなく、また成形性の悪化を招くことなく、操縦安定性を大幅に向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤを示す子午線半断面図である。
【図2】本発明の他の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤを示す子午線半断面図である。
【図3】従来の空気入りラジアルタイヤを示す子午線半断面図である。
【図4】従来の他の空気入りラジアルタイヤを示す子午線半断面図である。
【図5】従来の更に他の空気入りラジアルタイヤを示す子午線半断面図である。
【図6】比較例の空気入りラジアルタイヤを示す子午線半断面図である。
【符号の説明】
1 ビード部
2 内側カーカス層
2a ターンナップ部
3 外側カーカス層
4 ビードコア
5 ビードフィラー
6 トレッド部
7 ベルト層
8 ベルトカバー層
9 内側補強層
10 外側補強層
Claims (2)
- 左右一対のビード部間に内外2層のカーカス層を装架し、内側カーカス層のタイヤ幅方向両端部をそれぞれビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げ、そのターンナップ部で前記ビードコアの外周側に配置したビードフィラーを包み込むと共に、外側カーカス層のタイヤ幅方向両端部をそれぞれ前記ターンナップ部の外側に配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記内側カーカス層と前記ビードコア及びビードフィラーとの間に複数本の有機繊維コードからなる内側補強層を前記ビードコアの廻りにタイヤ内側から外側へ巻き上げるように配置すると共に、前記ターンナップ部と前記外側カーカス層との間に複数本のスチールコードからなる外側補強層を配置し、前記ターンナップ部の巻き上げ高さ(CTU)、前記内側補強層の上端高さ(RU1)、前記外側補強層の上端高さ(RU2)、前記ビードフィラーの上端高さ(BFT)、前記内側補強層の下端高さ(RL1)、前記外側補強層の下端高さ(RL2)を、CTU>RU1>RU2>BFT>RL1>RL2の関係にした空気入りラジアルタイヤ。
- 前記内側補強層の上端と前記外側補強層の上端との間隔を4〜10mmにした請求項1に記載の空気入りラジアルタイヤ。
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