JPH045106A - 乗用車用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、乗用車用空気入りラジアルタイヤに係わり、
さらに詳しくは、う工、ト性能を低下させることなく、
乾燥路における操縦安定性（以下、ドライ性能という）
を向上した乗用車用空気入りラジアルタイヤに関する。

〔従来の技術〕

従来、ラジアルタイヤのカーカスラインを“′平衡カー
カスライン゛に規定することによってヘルド部の耐久性
を向上したり、転がり抵抗の低減を図るようにした提案
がある。

平衡カーカスラインとは、タイヤに正規内圧を充填した
とき、カーカス層の張力が、その内圧とカーカス層がベ
ルト層と重なる区域に発生する反力以外には実質的にな
んらの力を受けない場合に、これらの力と釣り合って形
成されるカーカス層の自然平衡形状のことである。

たとえば、特開昭５４−６４３０３号公報には、内圧充
填時のカーカス層の最大幅位置からビード部に向かう区
域では、前記内圧以外は実質上なんらの力を受けないと
きに形成される自然平衡形状を呈し、上記最大幅位置か
らトレ・ンド方向に向かう残りの領域では、前記内圧と
ヘルド層の反力以外は実質的になんらの力を受けないと
きに形成される理論平衡形状を呈するように平衡カーカ
スラインを設けることによって耐久性を向上することが
提案されている。また、特開昭５９−４８２０４号公報
には、タイヤ最大幅になるサイドウオール部の高さを大
きくして転がり抵抗を低減することが提案されている。

さらに特開昭６３−１９５００５号公報には、ビートヘ
ースからのカーカスラインの最大幅位置の高さを低くす
ることにより操縦安定性と乗り心地性を向上することが
提案されている。

しかし、これらの提案は、いずれもカーカスコードの張
力分布をコントロールしようとしたものであって、本発
明が以下に提案するように、ヘルドコードの張力分布を
意図的にコントロールしようとするものではなかった。

このため、これらのラジアルタイヤに正規内圧を充填し
た時のベルト張力はトレッド部接地中央部では大きいけ
れども、ショルダー側端部に行くにっれて急激に低減し
て見掛けの剛性が低下していた。

このため、旋回走行時の操縦安定性を必ずしも十分には
向上させることはできなかった。また、旋回走行時に発
生するサイドフォースによって、トレッド部の溝幅が縮
小し、ウェット性能の低下は避けられなかった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は、ウェット性能を損なうことなく、ドラ
イ性能を大幅に向上したラジアルタイヤを提供すること
にある。

〔課題を解決するための手段］ このような目的を達成する本発明のラジアルタイヤは、
正規リムに組み付け、正規内圧を充填したときのタイヤ
の少なくともタイヤ最大幅位置から半径方向外側部分の
カーカスラインを、下記（３）式で表わされるトレッド
部でのカーカス層の内圧分担率ｇ　（ｙ）の分布形状指
数αを４以上として計算された下記（１）式および（２
）式により表される平衡カーカスラインと実質的に一致
させ、かつカーカスラインの最大幅位置のビードベース
からの高さｈ“をタイヤ断面高さｈの４０％〜４９％の
範囲とするものである。

ｙＤ≦ｙ≦Ｖｈでは ｙＢ≦ｙ≦ｙＤでは ただし、トレッド部センターがらタイヤ回転軸に垂直に
下ろした線をｙ座標軸、タイヤ回転軸を２座標軸とする
とき、 ｙ＾：トレッド部センターでのカーカスラインのｙ座標 ｙＤ：ベルト層有効幅端部でのカーカスラインのｙ座標 ｙｃ：力　；ｈスラインの最大幅位置でのｙ座標、 ｙＢ：　カーカスラインのと一ド位置でのｙ座標、かつ η：　トレッド部センターでのカーカス層の内圧分担率
を示す。

本発明タイヤにおいて、正規リムおよび正規内圧とは、
日本自動車タイヤ協会規格（ＪＡＴＭＡ）においてタイ
ヤの種類に応して規定されているリムおよび内圧をいう
。

第１図は、本発明のラジアルタイヤを例示したもので、
左右一対のビード部３、このビード部３に連なる左右一
対のサイドウオール部２、この両サイドウオール部２を
繋ぐトレッド部１から形成されている。ビード部３のビ
ードコア５の周りにはカーカス層４の両端部がタイヤの
内側から外側に折り返され、このカーカス層４のトレッ
ド部１には２層のベルト層７がタイヤ周方向に延びるよ
うに配置されている。

カーカス層４を構成するカーカスコードとしては、乗用
車用タイヤの場合は、ナイロン、ポリエステル等の有機
繊維コードを用いるのが普通である。また、ヘルドＮ７
を構成するヘルドコードとしては、スチールコード、ア
ラミド繊維コード等の高弾性率のコードが使用される。

さらにこのベルト層７の表面には、必要によりタイヤ周
方向に対してＯｏのコード角度を有するナイロンコード
からなるカバー層が配置されることもある。

平衡カーカスラインを設定する理論式は多数知られてい
るが、本発明では、これらの中でも最もよく使用されて
いるＦ、　Ｂ６ｈｍにより開発された前述の（１）式、
（２）式および（３）式により定義されるものとする。

この理論式の詳細はＡＴＺ　６９（１９６７）、“Ｚｕ
ｒ　５ｔａｔｉｋ　ｕｎｄ　Ｄｙｎａｍｉｋ　ｄｅｓＧ
ｉｒｌｅｌｒｅｉｆｅｎｓ″に説明されている。

Ｆ、　Ｂｉ５ｈｍの理論式では、トレッド部において内
圧Ｐは、ベルト層とカーカス層との二つの層により分担
されて受は持たれているとされ、カーカス層が受は持つ
分担率をｇ　（ｙ）とすると、カーカス層が分担する内
圧は１”ｇ（ｙ）となり、ヘルド層が分担する内圧がＰ
　（１−ｇ（ｙ））となるから、 Ｐ−ＣＰ　−ｇ（ｙ））　＋ＣＰ　（１−ｇ（ｙ））　
）　−・（４）で表わされる。

ｇ　（ｙ）　　はトレンド部センターからサイド（ショ
ルダー）側に向かってのカーカス層の内圧分担率を表す
関数であり、前述の（３）式で表わされる。

また、トレンド部におけるベルト層とカーカス層との内
圧Ｐの分担が上記（４）式のように表わされる場合、ト
レッド部の平衡カーカスライン形状は前述の（１）式お
よび（２）式で表わされる曲率半径ｒ、の円弧の連続体
となる。

この（１）式と（２）式において、第２図に示すように
、トレッド部センターＣからタイヤ回転軸に下ろした線
をｙ座標軸とし、タイヤ回転軸を２座標軸とするとき、
ｙＡはトレッドセンター〇でのカーカスラインのｙ座標
、ｙＩ、は有効ヘルド幅の端部ｗｂでのカーカスライン
のｙ座標およびｙ。はタイヤカーカスライン最大幅位置
Ｗｍａｘでのｙ座標、ｙＨはカーカスラインのビード位
置でのｙ座標である。ηはトレッド部センター〇におけ
るカーカス層の内圧分担率となる。

したがって、（１）式と（２）式に基づ（平衡カーカス
ラインは、（３）式のｇ（いを決定することにより一義
的に決定することができる。従来タイヤにおけるｇ　（
ｙ）としては、有限要素法による計算式や実験結果から
（３）弐における分布形状指数αを２にした二次曲線を
用いるのが常識であった。

しかしながら、これに対し、本発明は（３）式における
分布形状指数αを４以上の高次関数とするようにしたも
のである。このようにαを４以上とすることによって、
（３）式と（４）式とから明らかなように、従来のα−
２の二次関数を用いた場合よりもベルト層の内圧分担率
をサイド部まで大きくし、ショルダ一部におけるヘルド
張力の低下を減少させることによって、ベルト層のショ
ルダ一部における見掛けの剛性が高くなるのである。

第３図は、前記（１）式及び（２）式から算出した曲率
半径ｒ、に基づいて作成した円弧の連続体、すなわち平
衡カーカスラインの形状を示す。

図において、実線はα−４にしたときの本発明タイヤの
平衡カーカスラインを示し、点線はα＝２の従来タイヤ
の平衡カーカスラインを示している。図から、実線で示
した本発明タイヤの平衡カーカスラインの形状は、点線
で示した従来タイヤの平衡カーカスラインの形状に比べ
て、ショルダ一部に向かって曲率半径ｒｌが徐々に小さ
くなっている。

このように本発明タイヤの平衡カーカスラインの形状は
、ショルダ一部におけるベルト張力が大きく、見掛けの
剛性が大きくなるため、旋回走行時の操縦安定性を向上
することができる。

また、トレッド面の溝幅が縮小することが抑制されるた
めウェット性能を向上し、また、ショルダ一部の耐摩耗
性が向上することができる。

本発明タイヤは、さらにカーカスラインの最大幅位置の
ビードベースからの高さ（以下、サイドハイドという）
ｈ′をタイヤ断面高さｈの４０％〜４９％の範囲とする
。このサイトハイドの高さｈ”を上記範囲にすることに
よりタイヤのカーカスコード張力が増大し、横方向の剛
性を大きくできるので操縦安定性が向上する。このよう
に、ヘルドコード張力とカーカスコード張力をそれぞれ
通期にコントロールすることにより旋回走行時の操縦安
定性を従来のラジアルタイヤよりも大幅に向上させるこ
とが可能になる。

しかし、前記サイドハイドの高さｈ゛がタイヤ断面高さ
ｈの４９％を超えると、カーカスコード張力の増加が不
十分になり、必ずしも操縦安定性を充分に向上させるこ
とができない。また、４０％未満になるとタイヤの製造
が著しく困難になる。

このような本発明タイヤは、次のような手順で製造する
ことができる。

まず、ヘルド内圧分担率の分布形状指数αを４以上の所
望の値とし、サイドハイドの高さｈ゛をタイヤ断面高さ
ｈの４０％〜４９％の範囲に設定し、前記（３）式と、
（１）弐および（２）式から曲率半径ｒ１の計算を行っ
て平衡カーカスラインを求める。次いで得られた平衡カ
ーカスラインの少なくともタイヤ最大幅位置から半径方
向外側部分における形状と一致するように、所定の肉付
けを行うことによりカーカスライン形状を定める。この
カーカスライン形状を満足するタイヤ成形用モールドを
作製し、この成形用モールドを用いた時に、目的とする
構造となるグリーンタイヤを作製し、加硫することによ
り製造することができる。

また、本発明タイヤのカーカスラインの形状は、タイヤ
に正規内圧を充填し、インフレートした状態でタイヤ形
状を安定化させた後、タイヤの外周に石膏を塗布して型
取りする。一方、タイヤを径方向に切断して、そのタイ
ヤ断面形状を上記型取りしたタイヤ外形に沿わせて描く
ことにより前記タイヤのインフレート時のカーカスライ
ンを特定する。

〔実施例〕

タイヤサイズがいずれも１９５／６５　Ｒ１５である次
の４種類のラジアルタイヤを作製した。

体ｊ１艶色乙ｊヨー ヘルド層、カーカス層、カーカスライン形状および溝面
積比率が次の条件を有する。

ベルト層：　Ｉ　Ｘ　５　（０，２５）のスチールコー
ドを５０ｍｍ当たり４０本のエンド数でタイヤ周方向に
対して２４°の角度でバイアス積層したもの。

カーカス層：１０００Ｄ／２のポリエステル繊維コード
を５０ｍｍ当たり５５本のエンド数でタイヤ周方向に対
して実質９０°の角度で配置したもの。

カーカスライン形状：正規リムに組み、正規内圧を充填
した時のタイヤの少なくともタイヤ最大幅位置からタイ
ヤ半径方向外側部分のカーカスライン形状が、ベルト内
圧分担率ｇ　（ｙ）の分布形状指数αを４として、前述
した（３）式と、（１）式および（２）式から計算した
平衡カーカスライン形状に一致した形状 ｈ’／ｈ＝４７％。

対土ジン−しＬ工 カーカスライン形状を次の通り変更した以外は、本発明
タイヤと同し構造を有する。

カーカスライン形状：正規リムに組み、正規内圧を充填
した時のタイヤの少なくともタイヤ最大幅位置からタイ
ヤ半径方向外側部分のカーカスライン形状が、カーカス
内圧分担率ｇ　（ｙ）の分布形状指数αを２として、前
述した（３）式と、（１）弐および（２）式から計算し
た平衡カーカスライン形状に一致した形状 対ル叉不土↓： ｈ’／ｈ＝５３％に変更した以外は、本発明タイヤと同
じ構造を有する。

従米久不ヱ： ｈ’／ｈ＝５３％に変更した以外は、対比タイヤＩと同
じ構造を有する。

これらの４種類のタイヤについて、次の測定方法により
ハイドロプレーニングの発生状況、ドライ性能としての
スラローム性を評価した。

ハイドロプレーニング−： 試作タイヤを、１５Ｘ５１／２ＪＪのリムに組み、１．
９Ｋｇ／ｃｍ２の空気圧を充填し、国産ＦＲ車に装着し
、半径１００ｍの円旋回路の同上に長さ１０ｍ、深さ５
ｍの水面を設け、この円旋回路を一定の速度で走行し、
水面上通過時の横Ｇが最大になる時の速度を測定した。

入立旦二人拭呈上 １５Ｘ５１／２．ｒ、ｒのリムに組み、１．９Ｋｇ／ｃ
ｍ２の空気圧を充填した試作タイヤを装着した車両によ
り、一定間隔でパイロンの立てられたスラローム路を実
車走行した時の所要時間を計測し、その逆数を求めた。

上記の測定結果は、いずれも従来タイヤの測定値を１０
０とする指数で示した。この指数値が大きいほどウェッ
ト性能（ハイドロプレーニング試験）とドライ性能（ス
ラローム試験）とが優れている。

（本頁以下、余白） 表から判るように、本発明タイヤは、従来タイヤ、対比
タイヤＩ、Ｈのいずれと比べても、ドライ性能に優れ、
しかもウェット性能に優れている。

（発明の効果〕 以上説明したように、本発明によれば、正規リムに組み
、正規内圧を充填したタイヤの少なくもタイヤ最大幅位
置からタイヤ半径方向外側部分のカーカスラインと、弐
（３）で表わされるトレッド部ベルト層のカーカス内圧
分担率ｇ（いの分布形状指数αを４以上として計算した
前記（１）式と（２）弐により表される平衡カーカスラ
インとを実質的に一致させることによって、ショルダ一
部のヘルド張力を増大し、ヘルド層の見掛けの剛性を増
大させることができる。このため、コーナリング時のト
ライ性能（操縦安定性）が向上する。また、カーカスラ
インの最大幅位置のビードベースからの高さｈ′をタイ
ヤ断面高さｈの４０％〜４９％の範囲とすることにより
一層ドライ性能は向上するが、上記ヘルド層の見掛けの
剛性の増大によりトレッド部の溝幅の変化を抑制するこ
とができるから、ウェット性能を損なうことがない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明タイヤの１例を示す半断面図、第２図は
本発明タイヤの平衡カーカスラインを座標で示す図、第
３回は本発明タイヤおよび従来タイヤの平衡カーカスラ
インの形状の１例を対比して示す半断面図である。 １・・・トレッド部、２・・・サイドウオール部、４・
・・カーカス層、７・・・ヘルド層、Ｃ・・・トレッド
部センター、ＷｍａＸ・・・カーカスライン最大幅位置
、ｈ゛・・・カーカスラインの最大幅位置のビードベ−
スからの高さ、 ｈ・・・タイヤ断面高さ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 正規リムに組み付け、正規内圧を充填したときのタイヤ
   の少なくともタイヤ最大幅位置から半径方向外側部分の
   カーカスラインを、下記（３）式で表わされるトレッド
   部でのカーカス層の内圧分担率ｇ（ｙ）の分布形状指数
   αを４以上として計算された下記（１）式および（２）
   式により表される平衡カーカスラインと実質的に一致さ
   せ、かつビードベースからカーカスライン最大幅位置ま
   での高さｈ’をタイヤ断面高さｈの４０％〜４９％とし
   た乗用車用空気入りラジアルタイヤ。 ｙ＿Ｄ≦ｙ≦ｙ＿Ａでは ▲数式、化学式、表等があります▼………（１ ｙ＿Ｂ≦ｙ≦ｙ＿Ｄでは ▲数式、化学式、表等があります▼………（２） ｇ（ｙ）＝１−η／（ｙ＿Ｄ−ｙ＿Ａ）＾α（ｙ−ｙ＿
   Ａ）＾α＋η…‥（３）ただし、トレッド部センターか
   らタイヤ回転軸に垂直に下ろした線をｙ座標軸、タイヤ
   回転軸をｚ座標軸とするとき、 ｙ＿Ａ：トレッド部センターでのカーカスラインのｙ座
   標 ｙ＿Ｄ：ベルト層有効幅端部でのカーカスラインのｙ座
   標 ｙ＿Ｃ：カーカスラインの最大幅位置でのｙ座標、 ｙ＿Ｂ：カーカスラインのビード位置でのｙ座標、かつ η：トレッド部センターでのカーカス層の内圧分担率を
   示す。