JP4153775B2 - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐久性が向上した操縦安定性能と乗り心地性能に優れた空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来技術】
近年、自動車の性能の向上、高速道路網の拡張に相俟って、空気入りラジアルタイヤに対して、自動車に装着時の操縦安定性、振動乗り心地、車内騒音などの多岐にわたる各種性能の向上が強く要求されるに至っている。
【０００３】
このような要求に対し、従来は、既に確立されている設計手法により個々の性能改善をもって対処しているのが一般的であり、例えば、操縦安定性能の向上は、特許文献１が提案するビード部へ補強層の付加、特許文献２が提案するビードフィラの高硬度化などに基づくカーカス剛性の増加によって行われ、振動乗り心地性能の向上、車内騒音の低減は、ビード部の剛性の低減、ショルダ部に振動減衰の大きいゴムパッドの配設などによって行われてきた。
【０００４】
操縦安定性能の向上を目的に、ビード部にコードがタイヤ周方向に対し斜めに配列したビード補強層を付加してカーカス剛性を高くした場合、タイヤの前後方向の剛性が高くなって操縦安定性能は向上するが、上下方向の剛性も高くなって乗り心地性能の悪化を招き、操縦安定性能の向上と乗り心地性能の向上の両立が困難であつた。
【０００５】
操縦安定性能の向上と乗り心地性能の向上の両立を図るために、カーカスコードに対して直角に延在した多数のコードが配列したビード補強層をビード部からサイド中央部に至る領域に配置したり、１本のコードを螺旋状に巻回してタイヤ周方向に延在させたビード補強層をビード部からサイド中央部に至る領域に配置したりすることにより、上下方向の剛性を高くすることなく前後方向の剛性を高くし、乗り心地性能の向上と操縦安定性能の向上が両立して行える方法が提案された（特許文献３、４参照）。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭６３−２８４００６号公報参照
【特許文献２】
特開昭５７−１８５０３号公報参照
【特許文献３】
特開昭６２−２９４０３号公報参照
【特許文献４】
ＵＳＰ３８００８４４号公報参照
【０００７】
【発明が解決しょうとする課題】
ところで、タイヤのサイド部には、タイヤが自動車に装着されて走行中、駆動力による周方向の引っ張り応力と接地毎に繰り返される上下方向の圧縮応力が作用する。ビード部からサイド部に至る領域内に配置されたビード補強層にも上記と同様な応力が作用する。
【０００８】
そのため、ビード補強層のタイヤ周方向に延在している高弾性率のコードの先端と先端部に隣接する低弾性率の周辺ゴムとの界面で剛性変化の段差ができ、ここに引っ張り応力と上下方向圧縮応力により発生する剪断応力が集中して接着向上表面処理が施されていないコード先端と周辺ゴムとの間で開離が生じ、この開離が周辺ゴムに伝播して拡大し、所謂ビード部セパレーションと呼ばれる故障が起こることがあり、これの解消が望まれている。
【０００９】
本発明は、ビード補強層コードの端部と端部延長線上に位置する周辺ゴムとの間の剛性変化を滑らかにすることにより、ビード部セパレーションの発生が抑制でき、かつ操縦安定性能と乗り心地性能に優れた空気入りラジアルタイヤを提供することを目的にしたものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明においては、ビード部からサイド下部に至る領域にコードをタイヤ回転軸と同心に渦巻状に多数回巻回してなるビード補強層を備え、該ビード補強層コードの渦巻状巻回始端部及び終端部の少なくとも片方が、隣に位置するコード周回部分に向かって折り曲げられていることを特徴とする空気入りラジアルタイヤを提供するものである。
【００１１】
上記構成においては、回転軸と同心に巻回された周方向に延在するコードの端部を巻回された隣に位置するコード周回部分の方に折り曲げれば、端部が先端に近づくに従い、渦巻周方向の延長仮想線から漸次反れて端部と周辺ゴムとの間の周方向の剛性変化が滑らかになるとともに、渦巻の周方向延長線上の隣接ゴムとコードとの接着面積が増大し、コード端部の周辺ゴムからの剥離に抵抗する力は引っ張り力から引張り力と摩擦力との合力に変って増大する。しかも、接着向上のための表面処理が施されていない先端と周辺ゴムとの間に引っ張り応力が作用しなくなる結果、コード端部と周辺ゴムとの接着がよくなる。
【００１２】
ここで、ビード補強層は、半径方向で１ｃｍ当たりの巻回数とコードの２％伸張時の荷重との積で表される剛性が相異なる内層及び外層の２層に半径方向に分けられた構成を採用することができる。操縦安定性能を重視する場合は、元々剛性が高くなるように設計されたビード部及びその周辺部に位置させられる内層は、乗心地性能を低下させないために低剛性にされ、サイド部内に位置する外層を内層より剛性を高くしてカーカス剛性が高くなるように設定すればよい。
【００１３】
乗り心地性能を重視する場合は、ビード部に位置する部分の剛性を高くして操縦安定性向上を維持させ、サイド部に内層より剛性を低くした外層を配置して乗心地の低下を防止することができる。
【００１４】
このように、ビード補強層を内外２層に分けることにより、性能要求に応じて広く対応することができるようになる。さらに、内外２層のビード補強層は、上述のように、コードの渦巻状巻回始端部及び終端部の少なくとも片方を、隣に位置するコード周回部分に向かって折り曲げて構成すれば、性能要求に応じて広く対応できるばかりでなく、耐久性も大幅に向上することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明の空気入りラジアルタイヤ右半分の横断面図、図２はビード補強層とビードコアとビードフィラとの相対関係を示すビード部の縦断面図である。図１において、符号１はカーカス、２はカーカスプライ、３はベルト、４はトレッドゴム、５はサイドウォールゴム、６はビード補強層である。
【００１６】
カーカス１は、タイヤ周方向に対し直角に延在した多数のコードがトロイド状に配列したカーカスプライ２の単層又は複数層（図１は１層）が、外周面にビードフィラ８を備えた左右一対のビードコア７間にトロイド状に延在して両端部をビードコア７の周りでタイヤ軸方向内側から半径方向から外方に向かって巻き上げ、さらにビードフィラ８の外側面に沿って延び、巻上部２aを設けて終端することによって形成される。
【００１７】
カーカス１のクラウン部半径方向外面にベルト３が配置している。ベルト３は、タイヤ周方向に対し角度１０〜３０°傾斜したコード角度で延在するスチールコードの多数を配列したベルトプライの２枚９、９'がコード傾斜方向を相互に反対向きに積層されて形成される。ベルト３の外面に沿って有機繊維コードを並列してゴム被覆したリボンを螺旋状に多数回巻回したベルト補強層１３が配設されている。
【００１８】
ベルト３の半径方向外方に位置するトレッドゴム４は、半径方向内側に配置するベース１０とベース１０を覆うようにその外側に配置するキャップ１１より構成される。また、トレッドゴム４のそれぞれの側端に連接されたサイドウォールゴム５がカーカス１を覆うようにしてビード部まで延在している。
【００１９】
ビードフィラ８のタイヤ軸方向外側面に沿ってビード部からサイド中央部にかけてビード補強層６が延在している。ビード補強層６は、図２に示すように、補強層コード１２をビードコア７と同心に渦巻状に巻回してなり、図３に示すように、補強層コード１２の巻回始端部１２ｓ及び終端部１２ｅの少なくとも一方は、隣に位置するコード周回部分１２ａに向かって、言い換えれば，巻回始端部１２ｓは半径方向外方に向かって、巻回終端部１２ｅは半径方向内方に向かって折り曲げられている。
【００２０】
好ましくは、ビード補強層６は半径方向に内外２層に分けられる。ビード部及びその周辺に延在する内層６ｉと、内層の半径方向外側に位置して延在する外層６ｏは、１ｃｍ当たりのコード巻回数（エンド数）とコードを２％伸張したときの荷重との積で表される剛性が相異なっている。
【００２１】
操縦安定性能を重視する場合は、元々ビード部及びその周辺は、剛性が高くなるように設計されているので、ビード補強層６の配設が乗り心地性能の低下に繋がらないようにするため、内層６ｉが低剛性にされ、外層６ｏの剛性が内層６ｉより高くされる。
【００２２】
乗り心地性能を重視する場合は、内層６ｉの剛性が高くされて操縦安定性能を増大し、外層６ｏの剛性を内層６ｉより低くされてサイド部の剛性を下げ、乗り心地性能の向上が図られる。
【００２３】
ビード補強層６の配設位置は、図１に示したカーカスプライとビードフィラとの間に限定されない。例えば、図４に示すように、ビードフィラ８とカーカスプライ２の本体部との間に設けることができ、図５に示すように、ビードフィラ８をビードコアの外周に隣接するビード下部要素８ｉと、その半径方向外側に位置するビード上部要素８ｏに分け、ビードフィラ内側面下部からビード下部要素８ｉと上部要素８ｏの界面８ｓに沿わせながら径方向外方に向かってビードフィラ外側面に延ばすこともできる。また、図６に示すように、ビード下部要素８ｉと上部要素８ｏの界面８ｓに沿ってビードフィラ外側面から内側面に延ばすこともできる。
【００２４】
また、本発明のビード補強層に用いられるコードは特に限定されず、タイヤに用いられる一般コード、及び一般コードに波形、コイル状にくせ付けしたくせ付けコード、ヤーンの周囲に材質が異なるヤーンを螺旋状に巻き付けたハイブリッドコードなどの特殊コードが用いられる。一般コードとしては、ポリエステルコード、ナイロンコード、レイヨンコード、ビニロンコード、アラミドコードなどの有機繊維コード、スチールコードなどが、例示される。
【００２５】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明する。本実施例の空気入りラジアルタイヤにおいては、通常の方法で、コード構造式１６７０ｄｔｅｘ／２で表されるポリエステルコードを２．５ｃｍ当たり２３本打ち込んだ簾織を用いてカーカスを形成した。
【００２６】
カーカスのクラウン部外面に配設するベルトは、構造式１＋６×０．２３で表されるスチールコードを２．５ｃｍ当たり１８本の割合でコード角度２０°に配列したベルトプライの２枚をコード傾斜方向が相互反対向きにして形成した。
【００２７】
ベルト３の外面に全幅に亘って構造式１４００ｄｔｅｘ／２で表されるナイロンコードを螺旋状に巻回したキャッププライを形成する。また、表１に示すコードを渦巻状に巻回し、巻回始端部と終端部を巻回コードの隣に位置する部分の方へ折り曲げたビード補強層６をビードフィラとカーカスプライ巻上部の間に配設する。そして、ベースとキャップからなるトレッドゴムでクラウン部を多い、サイド部をサイドウォールゴムで覆って、図１に示す構造のサイズ１９５／６５Ｒ１５の空気入りラジアルタイヤを試作した。
【００２８】
比較のためにビード補強層のコードの巻回始端と終端を折り曲げていない比較例タイヤ（試作番号３）を作製した。試作番号１及び３のビード補強層は、構造式１６７０ｄｔｅｘ ／２ で表されるポリエステルコードで形成され、試作番号２は内層と外層の２層構造にされ、内層は １×２＋４×０．２０の構造式で表されるスチールコードに波形のくせ付けを施した波形スチールコードで形成し、外層は、ナイロンヤーンの周りにアラミドヤーンを巻きつけたハイブリッドコードで形成した。
【００２９】
試作タイヤ１，２及び比較例タイヤは、下記条件で操縦安定性能、乗り心地性能及び耐久性能について試験を行った。その結果を表１に示す。
【００３０】
［試験方法］
操縦安定性能及び乗り心地性能：
乗用車１台に同種の試作タイヤを装着して、３人の官能試験担当のドライバーが交代してサーキットを高速で走行し、走行中の操縦安定性能及び乗り心地性能を評価し、３人のドライバーの評価を総合して、比較例（試作番号３）より優れているものを○、劣っているものを×、同等のものを△で示した。
【００３１】
耐久性能：
試作タイヤに内圧１８０ｋＰａを充填してドラム試験機に装着し、荷重８６０ｋｇ、速度８０ｋｍ／ｈでタイヤが故障するまで走行し、走行した時間を比較例（試作番号３）を１００とする指数で示した。
【００３２】
【表１】

【００３３】
表１に示すように、実施例１（試作番号１）のタイヤでは、操縦安定性能および乗り心地性能が比較例タイヤ（試作番号３）と同等であったが、ビード補強層コードの始端と終端を折り曲げているため、周辺ゴムとの接着性が良好となり、耐久性が１８３と大幅に向上した。故障状態もベルト端と周辺ゴム間でのセパレーションの発生に止まり、ビード補強層とカーカスプライ間でのセパレーションは見られなかった。
【００３４】
実施例２（試作番号２）のタイヤでは、比較例タイヤに比べて乗り心地性能は同等であったが、ビード補強層の内層を外層に比べて低剛性としたため、操縦安定性能が比較例タイヤに比べて優れており、また、ビード補強層コードの始端と終端を折り曲げているため、周辺ゴムとの接着性が良好となり、耐久性が１６５と大幅に向上した。また、故障状態もベルト端と周辺ゴム間でのセパレーションの発生に止まり、ビード補強層とカーカスプライ間でのセパレーションは見られなかった。
【００３５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかな通り、本発明によると、ビード補強層を構成するビード補強コードをタイヤ回転軸と同心に渦巻状に多数回巻回し、上下方向の剛性を高くすることなく前後方向の剛性を高くして乗り心地性能と操縦安定性能を同時に向上させ、しかもコードの巻回始端部及び終端部を、隣に位置するコード周回部分に向かって折り曲げているので、コード端部と周辺ゴムとの間の周方向の剛性変化が滑らかになるとともに、渦巻の周方向延長線上の隣接ゴムとコードとの接着面積が増大し、ビード部のセパレーションの発生を抑制して耐久性に優れた空気入りラジアルタイヤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の空気入りラジアルタイヤの一実施形態の右半部横断面図である。
【図２】 ビード補強層とビートフィラとビードコアとの相対関係を示す縦断面図である。
【図３】 ビード補強層の巻回始端部と終端部を示す拡大断面図である。
【図４】 別の実施形態のビード部の断面図である。
【図５】 他の実施形態のビード部の断面図である。
【図６】 他の実施形態のビード部の断面図である。
【符号の説明】
１ カーカス
２ カーカスプライ
３ ベルト
４ トレッドゴム
５ サイドウォールゴム
６ ビード補強層
７ ビードコア
８ ビードフィラ
９，９´ ベルトプライ
１０ ベース
１１ キャップ
１２ 補強層コード

Claims (4)

1. ビード部からサイド下部に至る領域にコードをタイヤ回転軸と同心に渦巻状に多数回巻回してなるビード補強層を備え、
   前記ビード補強層コードの渦巻状巻回始端部及び終端部の少なくとも一方が、隣に位置するコード周回部分に向かって折り曲げられていることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記ビード補強層が半径方向で内層と外層の２層に分かれ、前記内層と外層とは、半径方向で１ｃｍ当たりの巻回数とビード補強層を構成するコードの２％伸張時の荷重との積で表される剛性が相異なるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記内層の前記剛性が外層のそれよりも高く設定されたことを特徴とする請求項２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記内層の前記剛性が外層のそれよりも低く設定されたことを特徴とする請求項２に記載の空気入りラジアルタイヤ。

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