JP4473613B2 - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、タイヤ回転方向が指定された空気入りラジアルタイヤに関する。

ラジアルタイヤの骨格をなすカーカスプライは、一般に、図７に示すように、タイヤ軸心からのびるラジアル線Ｘに沿ってカーカスコードｂを配列している。そして、このカーカスコードｂのコードパス（ビードコア間のカーカスコード長さ）やコード配列密度のタイヤ周方向におけるバラツキは、タイヤ剛性の不均一を招き、タイヤ転動時の動荷重半径を変動させるなど、ユニフォミティー、特にＴＦＶ（タンジェンシャルフォースバリエーション）を悪化させる原因の一つと考えられている。

そこで従来、このＴＦＶを改善するため、タイヤ部材の材料品質や組立品質を高め、前記カーカスプライにおけるコードパスやコード配列密度のバラツキを抑えることが図られている。

しかし、近年の市場における高品質化への要求に伴い、ユニフォミティーのさらなる向上が強く望まれている。

このような状況に鑑み、本発明者が研究した結果、従来のラジアルタイヤでは、カーカスコードｂが前述の如くラジアル線Ｘに沿って配列しているため、転動時の負荷荷重を効果的に支承する反面、前記コードパスやコード配列密度のバラツキのタイヤ剛性への影響が大きくなることが判明した。そして、タイヤ両側部のカーカスコードを、ラジアル線に対してタイヤ回転方向とは逆向きに傾斜させた場合には、コード配列密度等のバラツキのタイヤ剛性への影響を減じうるとともに、タイヤが回転変形しやすくなるため変形のバラツキによる動荷重半径の変動を小さく抑えることができ、これらの相乗効果によってＴＦＶを効果的に改善しうることを究明し得た。なお特許文献１には、カーカスコードをラジアル線に対して回転先着側（タイヤ回転方向）に傾斜させることが提案されている。

特開２００２−６７６１５号公報

本発明は、タイヤ両側部のカーカスコードを、ラジアル線に対してタイヤ回転方向とは逆向きに傾斜させることを基本として、タイヤ１回転当たりの動荷重半径の変動を小さく抑えることができ、前後方向に発生する力の変動を減じＴＦＶを改善しうる空気入りラジアルタイヤを提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本願請求項１の発明は、トレッド部から、車両装着時に車両内側に向く内のタイヤ側部および外側に向く外のタイヤ側部をへてビードコアに至るカーカスコードを並列したトロイド状のカーカスプライを具え、かつ走行時のタイヤ回転方向が指定された空気入りラジアルタイヤであって、
前記内のタイヤ側部、外のタイヤ側部を通るカーカスコードは、このカーカスコードの前記ビードコアからの離間点を通るタイヤ子午線断面内のラジアル線に対して、一方のタイヤ側部から透視して同向きでかつ前記タイヤ回転方向に対して逆方向に傾斜し、
しかも前記カーカスコードは、前記離間点におけるラジアル線に対する傾斜角度αｂと、前記トレッド接地端の位置におけるラジアル線に対する傾斜角度αｓとの角度差（αｓ−αｂ）が５゜〜１０゜であることを特徴としている。

又請求項２の発明では、前記カーカスコードのラジアル線に対する傾斜角度αは、前記離間点における傾斜角度αｂから、トレッド接地端の位置における傾斜角度αｓまで増加することを特徴としている。

又請求項３の発明では、前記カーカスコードは、前記離間点におけるラジアル線に対する傾斜角度αｂを３°以下としたことを特徴としている。

又請求項４の発明では、トレッド部から、車両装着時に車両内側に向く内のタイヤ側部および外側に向く外のタイヤ側部をへてビードコアに至るカーカスコードを並列したトロイド状のカーカスプライを具え、かつ走行時のタイヤ回転方向が指定された空気入りラジアルタイヤであって、
前記内のタイヤ側部、外のタイヤ側部を通るカーカスコードは、このカーカスコードの前記ビードコアからの離間点を通るタイヤ子午線断面内のラジアル線に対して、一方のタイヤ側部から透視して同向きでかつ前記タイヤ回転方向に対して逆方向に傾斜し、
しかも前記カーカスコードは、前記離間点から一定の傾斜角度αｂでのびる第１傾斜部と、この第１傾斜部から前記トレッド接地端の位置まで傾斜角度αを漸増させながら又は一定の前記傾斜角度αｓでのびる第２傾斜部とからなることを特徴としている。

又請求項５の発明では、前記カーカスコードは、前記離間点におけるラジアル線に対する傾斜角度αｂを３°以下としたことを特徴とする請求項４に記載の空気入りラジアルタイヤである。

ここで前記「トレッド接地端の位置」とは、トレッド接地端を通る半径方向線がカーカスと交わる位置であって、また「トレッド接地端」とは、正規リムにリム組しかつ正規内圧を充填した正規内圧状態のタイヤに正規荷重を付加して平面に接地させたときのトレッド接地面のタイヤ軸方向外縁を意味する。なお前記「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim"を意味する。また前記「正規内圧」とは、前記規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" を意味するが、乗用車用タイヤの場合には１８０ｋＰａとする。又前記「正規荷重」とは、前記規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば最大負荷能力、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "LOAD CAPACITY"に０．８８を乗じた荷重を意味する。

本発明は叙上の如く構成しているため、カーカスコードのコードパスや配列密度のバラツキのタイヤ剛性への影響を減じうるとともに、タイヤが回転変形しやすくなるため変形のバラツキによる動荷重半径の変動を小さく抑えることができ、これらの相乗効果によってＴＦＶを効果的に改善しうる。

以下、本発明の実施の一形態を、図示例とともに説明する。
図１は本発明の空気入りラジアルタイヤが乗用車用タイヤである場合を示すタイヤ子午線断面である。

図１において、空気入りラジアルタイヤ１（以下タイヤ１という）は、走行時のタイヤ回転方向Ｆが指定されたタイヤであって、トレッド部２からサイドウォール部３をへてビード部４のビードコア５に至るカーカス６と、トレッド部２の内方かつ前記カーカス６の半径方向外側に配されるベルト層７とを具えて構成される。

なお前記サイドウォール部３とビード部４とからなる領域を、タイヤ側部１０と呼び、このうち車両装着時に車両内側となるものを内のタイヤ側部１０ｉ、車両外側となるものを外のタイヤ側部１０ｏと定義している。

前記ベルト層７は、スチールコード等の高強力のベルトコードをタイヤ周方向に対して例えば１０〜３５°の角度で並列させた２枚以上、本例では２枚のベルトプライ７Ａ、７Ｂからなり、各ベルトコードがプライ間相互で交差することにより、ベルト剛性を高め、トレッド部２の略全巾をタガ効果を有して強固に補強している。

なおこのベルト層７の半径方向外側には、高速耐久性を高める目的で、例えばナイロン等の有機繊維のバンドコードを周方向に対して５度以下の角度で並列させたバンド層９を設けることができる。このバンド層９として、前記ベルト層７のタイヤ軸方向外端部のみを被覆する左右一対のエッジバンドプライ、及びベルト層７の略全巾を覆うフルバンドプライが適宜使用でき、本例では、一対のエッジバンドプライと１枚のフルバンドプライとからなるものを例示している。

次に、前記カーカス６は、カーカスコードを並列させた１枚以上、本例では１枚のカーカスプライ６Ａからなる。カーカスコードとして、本例ではポリエステルコードを採用するが、これ以外にもナイロン、レーヨン、ビニロンなどの有機繊維コードや必要によりスチールコードをも用いうる。

又前記カーカスプライ６Ａは、前記ビードコア５、５間を跨るプライ本体部６ａの両端に、前記ビードコア５の周りをタイヤ軸方向内側から外側に折り返して係止されるプライ折返し部６ｂを一連に具える。なお前記プライ本体部６ａとプライ折返し部６ｂとの間には、ビードコア５から半径方向外方にのびる断面三角形状のビードエーペックスゴム８が配置され、ビード部４からサイドウォール部３にかけて補強している。

そして本実施形態では、前記内，外のタイヤ側部１０ｉ、１０ｏを通るカーカスコード１５は、図２、３に示すように、このカーカスコード１５がビードコア５から離間する離間点Ｐ１を通るタイヤ子午線断面内のラジアル線Ｘに対し、夫々、前記タイヤ回転方向Ｆとは反対となる反タイヤ回転方向Ｒに傾斜している。なお図２は、一方のタイヤ側部から透視したカーカスコード１５の配列状態を示し、内のタイヤ側部１０ｉを通るカーカスコード１５と、外のタイヤ側部１０ｏを通るカーカスコード１５とは、一方のタイヤ側部から透視したとき、互いに同向き（反タイヤ回転方向Ｒ）に傾斜している。なお図３は、前記離間点Ｐ１、Ｐ１間におけるカーカスコード１５の配列状態を平面に展開して概念的に示した線図である。

このように、カーカスコード１５をラジアル線Ｘに対して反タイヤ回転方向Ｒに傾斜させると、転動時の負荷荷重への支承能力がやや減じるが、その反面、カーカスコードパスやコード配列密度のタイヤ周方向におけるバラツキがタイヤ剛性に与える影響を低く抑えることが可能となる。又タイヤが回転変形しやすくなり、変形のバラツキによるタイヤ動荷重半径の変動を低減できる。そして、これらの相乗効果によって前後方向に発生する力の変動を減じ、ＴＦＶを効果的に改善しうる。

このとき、カーカスコード１５のラジアル線Ｘに対する傾斜角度αにおいて、前記離間点Ｐ１における傾斜角度αｂを３°以下、より好ましくは略０°に設定する。これは、前記傾斜角度αｂが３°をこえると、剛性の低下が大きく、荷重の支承能力の低下を伴い、またコードパスが長くなり、経時変化によるカーカスコードの長さの変動が大きくなるという理由で、耐久性が低下する傾向を招くからである。

又カーカスコード１５の前記傾斜角度αは、前記離間点Ｐ１における傾斜角度αｂから、トレッド接地端Ｔｅの位置Ｐ２における傾斜角度αｓまで増加するのが好ましく、これによりタイヤ回転変形がより円滑化しタイヤ動荷重半径の変動が抑えられるため、ＴＦＶの改善効果をさらに高めることができる。そのために、本例では前記離間点Ｐ１からトレッド接地端Ｔｅの位置Ｐ２まで傾斜角度αが漸増するように、カーカスコード１５を円弧状曲線に沿って傾斜させている。なおカーカスコードのラジアル線に対する傾斜角度αとは、カーカスコードの各位置における離間点Ｐ１廻りでの、ラジアル線Ｘに対する角度を意味する。

このとき、前記離間点Ｐ１における傾斜角度αｂと、前記トレッド接地端Ｔｅの位置Ｐ２における傾斜角度αｓとの角度差（αｓ−αｂ）を５゜〜１０゜とするのが好ましく、角度差（αｓ−αｂ）が５゜未満では、ＴＦＶの改善効果を充分発揮することができなくなる。また角度差（αｓ−αｂ）が１０゜をこえても、ＴＦＶの改善効果のさらなる上昇が見込めず、逆に傾斜角度αｓが大となることにより、剛性低下が大きくなって荷重支承能力を低下させるとともに、コードパスが長くなって経時変化によるカーカスコードの長さの変動が大きくなるなどの弊害を招く傾向となる。

次に、このようなカーカス６を有する前記タイヤ１は以下の、製造方法により形成することができる。

詳しくは、図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、フォーマ２０のクランプリング２０Ａに保持させた生タイヤ基体２１と、その半径方向外側に待機させた生トレッドリング２２とを、一体に貼着して生タイヤを形成する生タイヤ成形工程において、まず前記生タイヤ基体２１をトロイド状に膨張せしめ、その膨張頂部付近２１ｃと前記生トレッドリング２２のタイヤ赤道付近２２ｃとを圧接により貼着させる。このときにはまだ、生タイヤ基体２１のカーカスコード１５は、従来的なラジアルタイヤと同様、ラジアル方向に配列している。なお図中の符号２３は生トレッドリング２２の保持リングである。

そしてこの状態で、前記フォーマ２０をタイヤ軸心周りで所定の角度θで回転移動させる。この回転移動では、生タイヤ基体２１の前記膨張頂部付近２１ｃが前記生トレッドリング２２に貼着にされて固定状態（回転移動しない状態）となる一方、ビードコア５の側は前記フォーマ２０と一体に回転移動し、その捻れによって、タイヤ側部１０ｉ、１０ｏの双方に配されるカーカスコード１５を、ラジアル線Ｘに対して同方向に傾斜させることができる。

しかる後、生トレッドリング２２の未貼着部分は、例えばステッチローラなどの周知のステッチング装置により生タイヤ基体２１に押し付けられ、一体に接合されたタイヤ１用の生タイヤが形成される。

次に、図５、６に、カーカスプライ６Ａの他の実施例を示す。図５（Ａ）において、カーカスコード１５は、前記離間点Ｐ１から一定の傾斜角度αｂでのびる第１傾斜部１５Ａと、この第１傾斜部１５Ａから前記トレッド接地端Ｔｅの位置Ｐ２まで傾斜角度αを漸増させながら円弧状曲線に沿ってのびる第２傾斜部１５Ｂとを具える。また図５（Ｂ）では、前記第２傾斜部１５Ｂが、前記傾斜角度αｂよりも大な一定の前記傾斜角度αｓで第１傾斜部１５Ａから前記位置Ｐ２までのびる折れ線状にのびるものを例示している。何れの場合も、傾斜角度αは、前記離間点Ｐ１から位置Ｐ２まで増加している。

また図６では、カーカスコード１５は、前記離間点Ｐ１から位置Ｐ２まで傾斜角度αを一定として直線状に傾斜してのびる場合を例示している。

なおカーカスコード１５の前記傾斜角度αや傾斜形態（円弧状、折れ線状、直線状）等は、フォーマ２０の前記回転移動の角度θ、ブラダーの形状及び圧力の制御などによる生タイヤ基体２１の膨張の度合い、生タイヤ基体２１と生トレッドリング２２との貼着巾Ｗ、サイドウォールゴムの厚さや貼り付け時期、ビードエーペックスゴム８やプライ折返し部６ｂの高さなどの制御によって、適宜調整することができる。

以上、本発明の特に好ましい実施形態について詳述したが、本発明は図示の実施形態に限定されることなく、種々の態様に変形して実施しうる。

図１の構造をなすタイヤサイズ１９５／６５Ｒ１５の乗用車用タイヤを表１の仕様に基づき試作するとともに、各試供タイヤの高速ＴＦＶ（２次）、ビード耐久性を測定し互いに比較した。なお表１に記載以外の仕様は各タイヤとも実質的に同仕様である。

（１）高速ＴＦＶ（２次）：
各１０本の試供タイヤに対し、ユニフォミティーマシンを用いて、リム（１５×６．５ＪＪ）、内圧（２００ｋＰａ）の条件にて、１２０km／ｈの速度でＴＦＶ（２次）を測定し、その平均値を比較した。

（２）ビード耐久性：
ドラム試験機を用い、リム（１５×６．５ＪＪ）、内圧（２００ｋＰａ）の条件にて、８０ｋｍ／ｈの速度で走行させ、故障が発生するまでの走行距離を測定した。測定結果を従来例１を１００とした指数で表示した。値が大きいほど耐久性に優れている。

表の如く、実施例のタイヤは、高速ＴＦＶ（２次）が大巾に低減されたのが確認できる。

本発明の空気入りタイヤの一実施例を示す断面図である。 カーカスコードの配列状態を一方のタイヤ側部から透視した側面図である。 離間点間におけるカーカスコードの配列状態を、平面に展開して示す線図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、本発明の空気入りタイヤの製造方法を説明する線図である。 （Ａ）、（Ｂ）は、カーカスコードの傾斜の他の例を示す側面図である。 カーカスコードの傾斜のさらに他の例を示す側面図である。 従来のラジアルタイヤにおけるカーカスコードの配列状態を示す側面図である。

符号の説明

２ トレッド部
５ ビードコア
６Ａ カーカスプライ
１０ｉ 内のタイヤ側部
１０ｏ 外のタイヤ側部
１５ カーカスコード
１５Ａ 第１傾斜部
１５Ｂ 第２傾斜部
Ｆ タイヤ回転方向
Ｐ１ 離間点
Ｐ２ トレッド接地端の位置
Ｘ ラジアル線

Claims (5)

1. トレッド部から、車両装着時に車両内側に向く内のタイヤ側部および外側に向く外のタイヤ側部をへてビードコアに至るカーカスコードを並列したトロイド状のカーカスプライを具え、かつ走行時のタイヤ回転方向が指定された空気入りラジアルタイヤであって、
   前記内のタイヤ側部、外のタイヤ側部を通るカーカスコードは、このカーカスコードの前記ビードコアからの離間点を通るタイヤ子午線断面内のラジアル線に対して、一方のタイヤ側部から透視して同向きでかつ前記タイヤ回転方向に対して逆方向に傾斜し、
   しかも前記カーカスコードは、前記離間点におけるラジアル線に対する傾斜角度αｂと、前記トレッド接地端の位置におけるラジアル線に対する傾斜角度αｓとの角度差（αｓ−αｂ）が５゜〜１０゜であることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記カーカスコードのラジアル線に対する傾斜角度αは、前記離間点における傾斜角度αｂから、トレッド接地端の位置における傾斜角度αｓまで増加することを特徴とする請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記カーカスコードは、前記離間点におけるラジアル線に対する傾斜角度αｂを３°以下とした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。
4. トレッド部から、車両装着時に車両内側に向く内のタイヤ側部および外側に向く外のタイヤ側部をへてビードコアに至るカーカスコードを並列したトロイド状のカーカスプライを具え、かつ走行時のタイヤ回転方向が指定された空気入りラジアルタイヤであって、
   前記内のタイヤ側部、外のタイヤ側部を通るカーカスコードは、このカーカスコードの前記ビードコアからの離間点を通るタイヤ子午線断面内のラジアル線に対して、一方のタイヤ側部から透視して同向きでかつ前記タイヤ回転方向に対して逆方向に傾斜し、
   しかも前記カーカスコードは、前記離間点から一定の傾斜角度αｂでのびる第１傾斜部と、この第１傾斜部から前記トレッド接地端の位置まで傾斜角度αを漸増させながら又は一定の前記傾斜角度αｓでのびる第２傾斜部とからなることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
5. 前記カーカスコードは、前記離間点におけるラジアル線に対する傾斜角度αｂを３°以下としたことを特徴とする請求項４に記載の空気入りラジアルタイヤ。

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