JPH1044710A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トレッド部踏面の接地性を高める一方で必要
な方向のベルト曲げ剛性は高め、高度に優れた操縦安定
性を発揮し得る空気入りタイヤを提供する。 【解決手段】 １プライ以上のカーカスと少なくとも２
層のゴム被覆コード層からなるベルトを備える空気入り
タイヤにおけるベルトの最内コード層とカーカスプライ
の最外側との間に不織布とゴムとの一体複合部材を介在
配置する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、空気入りタイヤ
に関し、より詳細にはカーカスがタイヤ赤道面に対し５
０〜９０°の角度で交差する配列コードのゴム被覆プラ
イになり、カーカス外周にベルトを備える空気入りタイ
ヤに関し、特に旋回走行時におけるベルトの剛性向上と
直進走行時におけるタイヤのトレッド部踏面の接地面積
の大幅増加とを両立させることで顕著に優れた操縦安定
性（以下操安性と略記する）の発揮が可能で、それ故乗
用車や競争用自動車などの使途に最適な空気入りタイヤ
に関する。

【０００２】

【従来の技術】今日、乗用車に限らず競争用自動車など
の速度や旋回性能に係わる進歩発展は著しく、それにつ
れこれらの車両に用いる空気入りタイヤも同時平行して
これら性能の進歩発展が望まれるのは当然であり、さら
に速度や旋回性能の向上は安全性が確保されてこそ意味
をもつものであり、なかでも旋回性能と安全性とは車の
両輪に例えることができ、互いに強い相関性をもつ。

【０００３】この旋回性能は車両単独で決まるものでな
く、この車両に装着する空気入りタイヤのコーナリング
フォース（ＣＦ、以下ＣＦと略す）特性との協同で決ま
り、どちらかと言えば最終的にタイヤのＣＦ特性で左右
されると言っても過言ではない。このＣＦ特性はコーナ
リングパワ（ＣＰ、以下ＣＰと略す）とコーナリングフ
ォース最大値（ＣＦmax 、以下ＣＦmax と略す）とに大
別され、ＣＰ、ＣＦmax の値が大きいほど車両の旋回性
能、タイヤで言えば操縦安定性は向上する。

【０００４】さらにＣＦmax は大きな値を示せばよいと
いうだけでなく、ＣＦmax を示すスリップアングル（Ｓ
Ａ、以下ＳＡと略す）から更にＳＡを増したとき、少な
くともＣＦmax を下回る値を示さないこと、すなわちＣ
Ｆmax からのリバース現象を生じさせないことが安全性
確保上重要である。

【０００５】そこでＣＰとＣＦmax とに強く係わるベル
ト剛性を成るべく向上させることを目的とし、ベルト
（前述の車両用では殆どスチールコード交差層より成
る）に１層以上のスチールコード層を追加配置すること
が試みられていて、その結果は確かにベルト剛性増加に
よりＣＰの一層の向上が得られた反面、しばしばＣＦma
xの頭打ちやＣＦmax からのリバース現象も同時に現
れ、オーバーオールの操縦安定性向上を達成することが
できないことが判明した。この現象の原因を鋭意追求し
た結果、トレッド部踏面の接地面積がそれまでのタイヤ
対比大幅に減少していること（接地性の劣化）、そして
比較的大きなスリップアングルを付したとき接地面内に
おける踏面の粘着域に対する滑り域の比率が増すことに
由来することが分かった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】そこでこの発明の請求
項１及び請求項２に記載した発明は、主として乗用車や
競争用自動車など小型〜中型車両の使途に供する空気入
りタイヤを対象として、ベルト剛性の向上と接地性の向
上とを両立させ、小スリップアングルから大スリップア
ングルまでにわたる間のオーバーオールの操縦安定性を
より一層改善した空気入りタイヤの提供を目的としたも
のである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
この発明のうち請求項１に記載した発明は、一対のビー
ド部及び一対のサイドウォール部と、両サイドウォール
部間にわたってトロイド状に延びるトレッド部とからな
り、これら各部をビード部内に埋設した一対のビードコ
ア相互間にわたって補強する１プライ以上のカーカス
と、該カーカスの外周側でトレッド部を強化する少なく
とも２層のゴム引きコード層からなるベルトとを備える
空気入りタイヤにおいて、上記ベルトのコード層の最内
層とカーカスプライの最外側との間に不織布とゴムとの
一体複合部材を介在配置して成ることを特徴とする空気
入りタイヤである。

【０００８】ここにベルトは慣例に従い、スチールコー
ドやポリアミド繊維コードのような高強力コード、特に
スチールコードのゴム被覆層の積層になり、積層した互
いに隣接する少なくとも２層のコードはタイヤ赤道面を
挟んで互いに交差させ、このコード交差層はタイヤへの
内圧充てん時に踏面円周に沿う方向に大きな引張り剛性
を、そして荷重負荷下の接地面では上記方向と踏面幅方
向との両方向に大きな曲げ剛性を示す。

【０００９】不織布をゴムと一体化した複合部材として
ベルトの最内側コード層とカーカスプライの最外側との
間に介在配置する、すなわち複合部材をベルトに複合化
させたいわばベルト複合体は、スチールコード層又はポ
リアミド繊維コード層を追加配置した従来ベルトに比
し、タイヤ半径方向（以下半径方向という）の曲げ剛性
は大幅に低下する一方、ベルト幅方向の曲げ剛性はスチ
ールコード層に近い度合いまで高めることができる。

【００１０】その結果この発明の請求項１によるベルト
複合体はタイヤの荷重負荷の下で、従来のスチールコー
ド層の追加配置に比し、前者の半径方向曲げ剛性の特性
からトレッド部踏面の接地長さはより一層増加して接地
性を改善する一方、後者のベルト幅方向の曲げ剛性はス
チールコード層の追加配置に近い度合いまで向上し、両
方向のベルト複合体剛性のバランスは高度に優れた操縦
安定性を発揮するのに必要とする理想の剛性バランスに
より近づく。これにより優れた接地性の下でＣＰ向上に
併せ大きなＣＦmax の値を得ることができ、同時にＣＦ
max のリバース現象の発現も阻止することができる。こ
れらのことからオーバーオールの操縦安定性が大幅に改
善される。このことは複合部材をベルトの最内コード層
とカーカスプライの最外側との間に介在させることが必
要であり、それ以外の位置に配置しても、上述の効果を
得ることはできない。

【００１１】また複合部材の諸元をどのように定めるか
によって操縦安定性は影響を受けるため、そこで請求項
２に記載した発明のように、一体複合部材は、ベルトの
最大幅コード層に対し０．８〜１．２倍の範囲内の幅を
有し、かつ０．２〜２．０ｍｍの範囲内の厚さを有する
のが実用上適合する。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態の一
例を図１に基づいて説明する。図１は空気入りタイヤの
回転軸心を含む平面による断面図である。図１におい
て、１は一対のビード部、２は一対のサイドウォール
部、３はトレッド部であり、１プライ以上（図示例は１
プライ）のカーカス５はビード部１内に埋設した一対の
ビードコア４相互間にわたってビード部１、サイドウォ
ール部２及びトレッド部３を補強する。カーカス５は有
機繊維コ─ド、例えばポリエステルコードのゴム被覆プ
ライからなり、このカーカスプライのコードはタイヤ赤
道面Ｅ（以下赤道面Ｅと略す）に対し５０〜９０°の交
差角度で配列し、望ましくは７０〜９０°のラジアル配
列とする。なお交差角度を９０°未満とするカーカスは
複数プライとし、隣接プライ相互間でコードは赤道面Ｅ
を挟み互いに交差させる。なお図１ではトレッド部３の
トレッドゴム３ａに設ける溝の記載を省略した。

【００１３】またカーカス５の外周側にはベルト６を配
置してトレッド部３を強化するものとし、ベルト６は少
なくとも２層（図示例は２層）のゴム被覆コード層の積
層体を有し、この積層体の少なくとも２層の互いに隣接
する層は、各層に埋設したコード、望ましくはスチール
コードはタイヤ赤道面Ｅを挟んで互いに交差するコード
交差層である。

【００１４】ここで図１に破線で示し符号７を付した部
材は、不織布とゴムとの一体複合部材（以下複合部材と
いう）であり、複合部材７は上述したコード層と合体し
ていわばベルト複合体を形成する。このベルト複合体と
呼ぶのはゴム被覆コード層からなる従来のベルトと概念
を異にするからに外ならない。複合部材７はシート状を
なし、図示するようにベルト６のコード層の最内層とカ
ーカス５の最外側との間に介在配設する必要がある。こ
の複合部材７とはゴムが不織布内部にくまなく十分に入
り込み、さらに不織布の両表面の全面をゴムが薄く覆う
状態の部材を指す。

【００１５】以上述べたベルト複合体を備える空気入り
タイヤは、先に触れたように従来のベルトへのコード層
付加によるタイヤに比し、ベルト複合体の半径方向剛性
がより小さいため接地長さがより長くなり（接地性が向
上し）、その結果タイヤをリムに組み付けた車輪に所定
のスリップアングルを付加したときの接地面で、いわゆ
る粘着領域長さがより長く、複合部材７付加前のタイヤ
より大きなＣＦmax が得られ、かつＣＦmax の落ち込み
が阻止できる。

【００１６】一方、ベルト複合体の幅方向曲げ剛性は大
幅に増大するので上記粘着領域から発生するＣＰ及びＣ
Ｆmax の値も大幅に上昇する。かくしてこの点と上述し
た点とを合せ、タイヤの操縦安定性は格段に向上する。
なおベルト複合体の幅方向剛性の増大は同時に高速耐久
性の向上をもたらす。

【００１７】ここに不織布とはタイヤ用繊維コードのす
だれ織りとは異なり、多数本の繊維（フィラメント）束
を撚り合せたり、織り合せたりせずに多数本の繊維を直
接に布としたものである。不織布の製法としてニードル
パンチカーディング法、抄紙法、エアレイ法、メルトブ
ロー、スパンボンド法を用いウェブを製造する。メルト
ブロー、スパンボンド法以外のウェブでの繊維結合方法
として熱融着、バインダによる方法、水流又は針の力で
繊維を交絡させる水流絡合法、ニードルパンチ法などを
用いた不織布が好適に利用できる。とりわけ水流又は針
で繊維を交絡させる水流絡合法、ニードルパンチ法及び
メルトブロー、スパンボンド法により作られた不織布が
好適に用いられる。

【００１８】この発明では、不織布が繊維の隅々までゴ
ムが含浸する構造を有していること、比較的長い距離、
広い範囲で繊維とゴム層とが互いに連続層となり得る構
造を有していること、そして特に複合部材の厚み方向に
繊維がゴムマトリックスに対し極めてランダムに配列存
在することが基本的に重要な要件である。

【００１９】上記不織布に適用するフィラメントは、そ
の直径又は最大径が０．１〜１００μの範囲内であり、
望ましくは０．１〜５０μの範囲内のものである。フィ
ラメントの断面形状は円板状のもの、又は円板とは異な
る断面形状をもつもの、さらには中空部を有するものを
含めて好適に用いることができる。また異なる材質で内
層と外層とを形成した芯鞘構造のもの又は米字型、花弁
型、層状型などの複合繊維も用いることができる。

【００２０】また不織布に使用する繊維の長さは８ｍｍ
以上、望ましくは１０ｍｍ以上、さらに望ましくは３ｃ
ｍ以上の長繊維が適合する。それというのも繊維長さが
短か過ぎると、繊維を相互間で交絡させることが困難と
なり、不織布としての強度を保持することができなくな
るからである。

【００２１】不織布の材質は、綿、レーヨン、セルロー
ルスなどの天然高分子繊維、脂肪族ポリアミド、ポリエ
ステル、ポリビニルアルコール、ポリイミド、芳香族ポ
リアミドなどの合成高分子繊維及びカーボン繊維、ガラ
ス繊維、スチールワイヤなどのうちから選択した一種又
は複数種の混合が好適に用いられる。

【００２２】不織布の厚さは、２０gr/cm²の加圧下での
測定値で０．０５〜２．０ｍｍの範囲内にあるのが望ま
しく、０．１〜０．５ｍｍの範囲内あるのがさらに望ま
しい。厚さが０．０５ｍｍ未満のように薄過ぎると不織
布として均一性保持が困難となるばかりでなく、ゴムと
の複合部材７としての強度及び剛性を発揮し難くなる。
反面２．０ｍｍを超えるほど厚過ぎると複合部材７とし
てゲージが厚くなり好ましくない。

【００２３】また目付（１ｍ² 当り重量）は望ましくは
１０〜３００grの範囲内、さらに望ましいのは１０〜１
００grの範囲内である。この目付は使用する繊維種によ
り多少の変動を見込む必要があるが、目付が１０gr未満
では不織布の均一性確保が困難となってムラの多い不織
布となり、複合部材７としたときの強度、切断伸び及び
剛性のバラツキが大きくなるため望ましくない一方で、
目付が３００grを超える程大き過ぎると以下に述べるゴ
ムとの複合化の際、不織布内部の空隙に十分な量のゴム
が浸透し難くなり、タイヤ部材としての耐剥離性に不利
となるため望ましくない。

【００２４】さて不織布を複合部材７とするため、その
未加硫部材の段階にて予め不織布に未加硫ゴム組成物を
適用して一体複合化する。具体的にはプレス又はロール
などによりシート状未加硫ゴム組成物を上下両表面ある
いは片面から圧着して、不織布内部のエアを未加硫ゴム
組成物と十分に置換する。未加硫ゴム組成物の流動性に
即して実際上加硫反応が開始しない程度の温度条件下で
圧着を実施することが必要である。他の方法として未加
硫ご組成物を溶媒に溶解させて液状とし、この液を不織
布に塗布することでタッキネスと接着性とを付与するこ
ともできる。このようにして得られた未加硫複合部材を
グリーンタイヤに適用し、このグリーンタイヤに加硫成
形を施して複合部材７を得る。

【００２５】不織布とゴムとの一体複合化に際し、加硫
後におけるゴムとの接着性が十分な場合は不織布に予め
接着処理を施さずともよいが、接着性が不十分なときは
タイヤ用繊維コードとゴムとの接着力を高める場合と同
様にディッピング・ヒートセット処理を不織布に施して
もよい。

【００２６】以上述べたようにして得られる複合部材７
の寸法諸元につき、図１を参照してまず複合部材７の幅
Ｗ_A はベルト６のなかで最大幅をもつコード層幅Ｗ_B に
対し０．８〜１．２倍の範囲内にあり、次に複合部材７
の厚さは０．２〜２．０ｍｍの範囲内にあるのが好適で
ある。これらの寸度諸元をもつ複合部材７はタイヤの操
縦安定性向上と高速耐久性向上とに更に貢献することが
できる。

【００２７】なお複合部材７に適用するゴム組成物の物
性に関し、５０％モジュラスは１０〜３０kgf/cm² の範
囲内にあるのが望ましい。

【００２８】

【実施例】サイズが２５５／４０ＺＲ１５のスポーツタ
イプ乗用車用ラジアルタイヤで、カーカス５はポリエス
テルコードのゴム被覆になる２プライ構成とし、各プラ
イのポリエステルコードは赤道面Ｅに対し８０°のラジ
アル配列になるとともに赤道面Ｅを挟む交差配置にな
る。ベルト６は２層のスチールコード交差層と、該層の
両側端部をそれぞれ覆う１層のナイロンコードの螺旋巻
回層のレイヤ（図示省略）と、さらにこれらコード層の
外周全体を広幅で覆う１層のナイロンコードの螺旋巻回
層のキャップ（図示省略）とを有する。これらの構成を
共通として、図１に示すように１層の複合部材７を介在
配置させた実施例タイヤを準備した。

【００２９】複合部材７は、ポリエチレンテレフタレー
トの繊維からなり厚さ０．３ｍｍ、目付４０ｇｒの不織
布を用いてゴムと一体化したもので、複合部材７の幅Ｗ
_A のベルト６の最大幅Ｗ_B に対する倍率は０．９とし、
複合部材７の厚さは０．５ｍｍとした。これに対し複合
部材７を除いた他は全て実施例に合せた従来例タイヤ
と、複合部材７の代わりに従来の１層のスチールコード
層を適用した他は全て実施例に合せた比較例タイヤを準
備した。

【００３０】実施例タイヤの効果を検証するため、まず
実施例タイヤ、従来例タイヤ及び比較例タイヤをそれぞ
れスポーツカーの４輪に装着し、プロのテストドライバ
によりテストコース上を種々の走行方法を交えて走行さ
せフィーリング評価を実施し、次に室内高速回転ドラム
により高速耐久性テストを実施した。フィーリング評価
の評点及び高速耐久テストの故障発生速度は従来例を１
００とする指数表示にてあらわしたところ、操縦安定性
について実施例は１１０、比較例は９５であり高速耐久
性については実施例が１０５、比較例は１００であっ
た。値は大なるほど良い。

【００３１】

【発明の効果】この発明の請求項１及び請求項２に記載
した発明によれば、ベルト剛性の向上と接地性の向上と
を同時に両立させ、小スリップアングルから大スリップ
アングルまでにわたる間のオーバーオールの操縦安定性
を顕著に向上させた空気入りタイヤを提供することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明による一実施例の空気入りタイヤの断
面図である。

【符号の説明】

１ ビード部 ２ サイドウォール部 ３ トレッド部 ３ａ トレッドゴム ４ ビードコア ５ カーカス ６ ベルト ７ 複合部材 Ｅ タイヤ赤道面 Ｗ_A 複合部材の幅 Ｗ_B ベルト最大幅

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一対のビード部及び一対のサイドウォー
   ル部と、両サイドウォール部間にわたってトロイド状に
   延びるトレッド部とからなり、これら各部をビード部内
   に埋設した一対のビードコア相互間にわたって補強する
   １プライ以上のカーカスと、該カーカスの外周側でトレ
   ッド部を強化する少なくとも２層のゴム引きコード層か
   らなるベルトとを備える空気入りタイヤにおいて、 上記ベルトのコード層の最内層とカーカスプライの最外
   側との間に不織布とゴムとの一体複合部材を介在配置し
   て成ることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 【請求項２】 上記一体複合部材は、ベルトの最大幅コ
   ード層に対し０．８〜１．２倍の範囲内の幅を有し、か
   つ０．２〜２．０ｍｍの範囲内の厚さを有する請求項１
   に記載したタイヤ。