JPS6124201B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、ラジアルプライタイヤ（以下、単に
ラジアルタイヤと呼ぶ）に特に応用できる空気タ
イヤ構造に関する。一層詳しくは、本発明は、直
進走行でタイヤに生じ、特に、ラジアルタイヤ構
造にとつて重大な或る種の力をかなり減ずるタイ
ヤ構造形態に関する。さらに詳しくは、本発明
は、プライステアとして知られるラジアルタイヤ
横方向力を、他のタイヤ特性を許容レベルに維持
しながら著しく減ずるラジアルタイヤ用構造パラ
メータに関する。 プライステアとかコニシテイとかいう用語は、
タイヤと路面の境界のところで負荷のかかつたタ
イヤの回転方向に対して横方向に生じるタイヤの
力の成分を意味する。一層詳しく言えば、コニシ
テイとは、タイヤがあたかも円錐形のような形
で、進行方向に関係なく常に一定方向に発生する
横力成分のことを言い、プライステアというの
は、タイヤの進行方向によつて力の方向が変わる
横力成分のことを言う。タイヤ業界でも多年にわ
たつてこのような力の存在に気付いていたが、研
究、開発の対象にはあまりなつていなかつた。そ
れは、ごく最近まで本質的に工業規格を成してい
た。バイアスタイヤおよびバイアスベルト式タイ
ヤに関する事項に比べてあまり重要なものと考え
られていなかつたからである。ラジアルタイヤの
使用が増すにつれてこれらの力の性質やその制御
の可能性をさぐるべくかなり関心が高まつてきて
いる。これは、ラジアルタイヤに関してタイヤ寸
法、規格の偏向がバイアスタイヤとかバイアスベ
ルト式タイヤの場合に比べてかなり大きいからで
ある。プライステア力およびコニシテイ力につい
ての研究は、まだまだ遅れており、これらの力の
解釈や寸法や影響についての工業規格が全くない
し、データについての文献も他のタイヤやタイヤ
と車輌の相互作用に関した研究を行なつている個
人の推測にもつばら限られているのである。 コニシテイに関しては、タイヤ業界に関心があ
るのは明らかであるが、この横方向力成分は、品
質管理事項として通常適当に管理し得る。ラジア
ルタイヤのコニシテイは主としてベルト心合わせ
の関数と考えられているので、適当な構造上の規
格を設ければ、タイヤの周方向中心線に対してベ
ルトを正確に設置することができ、それによつて
コニシテイを許容限度内に維することができる。
タイヤに生じたコニシテイ力がタイヤの回転方向
を逆にしたときに逆にならないことも重要であ
り、そうすることによつて、同じ車軸の反対端に
あるタイヤとか他の車軸のタイヤとかのコニシテ
イおよび全横方向力の特性に従つて車輌の適当な
側にタイヤを選択して設置すれば、少なくとも中
位の不規則性の補正をなすことはできる。 一方、タイヤによつて発生したプライステア力
は、回転方向の逆転によつて逆になるので、タイ
ヤを別の車輌位置に変えても、望ましくない高横
方向プライステア力を除くことはないであろう。
プライステア力は、現在の型で普通のラジアルタ
イヤと考えられるものでも60〜70ポンド（27〜32
キログラム）の大きさに容易に達するので、車輌
の走行特性に重要な影響を与える可能性がある。
主として、プライステアは、車輌のドリフトまた
はドツグトラツキングとして現われる。この現象
は、車輌が進行方向に対して首を振る、すなわち
サイドスリツプを生じて後輪が前輪のわだちを踏
まないという結果を生じさせる状態である。こう
なると、後輪が連続的に横方向にこすられて摩耗
が非常に速くなる。 研究の結果、プライステア力による問題は荷重
のかかり具合やタイヤ圧やリムの幅を変えたりす
ることでは解決できないことがわかつた。わかつ
ている限りでは、プライステア力は、これらの値
を変えれば或る程度変えることができても、通常
の荷重域を通じて、また通常の走行タイヤ圧およ
び実用的なリム幅範囲を通じて量的にかなり残る
ということだけである。これらのフアクタはプラ
イステア力の制御に関しては無価値であると考え
られていたので、プライステア力に影響を与える
ものとして知られていたタイヤ構造パラメータに
憶測および理論化の焦点が大きく結ばれていた。
たとえば、従来、プライステアが、トレツドある
いは外側スタビライザ層あるいはこれらトレツド
および外側スタビライザ層を含む不明確な影響の
組合わせによつて主として影響を受けるという理
論があつた。 プライステア力の原因またはその制御について
の明確な知識を欠いている結果、業界は、おおざ
つぱに他の力に関する考察を最大限に利用する
か、あるいは現存する力を補正するかしていた。
コーナリング剛直力の、重要性により、２つのス
タビライザ層の場合、ラジアルタイヤのスタビラ
イザ層のコードは、タイヤの子午線に対して約68
゜のつり合い角度でほぼ向い合つてバイアス、す
なわち方向付けてある。こうして望ましいコーナ
リング剛直力を得ていたのである。従来、タイヤ
製造後横方向力特性を測定してタイヤにしるしを
付ければ、同様のしるしの他のタイヤと組合わせ
て車輌装着時に補正すなわち片寄り力のつり合い
を施こすことができるという示唆はあつた。この
ような作業は、測定を正確に行うのに必要な装置
および労力の点で高くつき、また、異なつたタイ
ヤにおける力の方向のみが考慮されてこの大きさ
は無視しているので近値的に行なつているにすぎ
ず、これら横方向力の原因をなんら除くものでは
ない。当然、ほとんどのマーケツトでこの示唆を
採用したしたところはなかつた。 したがつて、本発明の目的は、力学的に改善し
たラジアルタイヤ構造を提供することにある。本
発明のまた別の目的は、タイヤ回転時に生じる全
横方向力のうちのプライステア力成分をかなり減
ずるかあるいは除去するラジアルタイヤ構造を提
供することにある。 本発明のまたさらに別の目的は、従来の同様の
形態のラジアルタイヤに比して、乗り心地、ハン
ドル操作、摩耗その他の特性に悪影響を与えるこ
とのないラジアルタイヤ構造を提供することにあ
る。本発明の別の目的は、アメリカ合衆国運輸省
規則MVSS109試験手続きおよび少なくともいく
つかの例では従来の同様なラジアルタイヤを越え
る程度に、プライステア力をかなり減ずると共
に、コーナリング力を改善し、ごつごつした感じ
を減し高速性を改善し、耐久性を改善したラジア
ルタイヤ構造を提供することにある。本発明のま
た別の目的は、製作しつつある種々の形式のラジ
アルタイヤに、ボデー数およびスタビライザ層
（またはブレーカ層）およびその組成の見地か
ら、容易に、適用できるラジアルタイヤ構造パラ
メータを提供することにある。 本発明のまたさらに別の目的は、普通のタイヤ
製造機で製作することのできるラジアルタイヤ構
造を提供することにある。本発明のまた別の目的
は、従来の同様なラジアルタイヤと比べて労力あ
るいは材料の点で余分なコストをかけることのな
いラジアルタイヤ構造を提供することにある。 おおまかに言つて、本発明による空気タイヤ
は、トレツドと、少なくとも一つのボデー層と、
トレツドとボデー層の間に挿設した２つのスタビ
ライザ層とを有し、スタビライザ層の半径方向最
内方のものが、タイヤの子午線に対して約54゜の
角度に向いた補強コードを有し、これによつてプ
ライステア力がほぼ０となる。タイヤのコーナリ
ング剛直特性は、外側スタビライザ層の補強コー
ドの角度をタイヤ子午線に対して約80゜の向い合
つた角とすることによつて、スタビライザ層全部
の補強コードの平均角をタイヤ子午線に対してほ
ぼ68゜として良好に維持され得る。 これらの、およびその他の目的、特徴は、以下
の明細から明らかになる従来形態以上の利点と共
に、以下に記載しかつ特許請求の範囲に記載した
物品によつて達成される。 本発明によるタイヤ（第１図に符号１０で全体
的に示す）は、基本的には、タイヤ形成作業に続
いて硬化作業を行つて互に一体にした多数の層か
ら成る。各層は、補強コードの入つた弾性体から
成る。弾性体およびコードの構造および形態は、
通常、異なつた機能上の目的を果すべく層ごとに
異なつている。弾性体は、天然ゴムあるいは数年
にわたつて開発されてきて当業者によく知られた
合成組成物、ポリブタジエン、スチレンブタジエ
ンコポリマー等のゴムや天然ゴムと合成ゴムのブ
レンド等のうちの任意のものでよい。たとえば、
500psi〜1500psi（35Kg/cm²〜105Kg/cm²）の100％
伸び率でのモジユラスを持つたゴムを使用でき
る。コード要素は、ただ１本のフイラメントから
作つた網が、ケーブルストランドから作ることが
でき、普通スチールワイア、ガラス繊維、レーヨ
ン、ナイロンその他の適当な材料である。 図示のように、タイヤ１０は、その最外方に、
路面と接するようになつたトレツド部分（全体的
に符号１２で示す）を有する。トレツド１２は、
摩耗とけん引特性の間で適当なバランスをとるよ
うに普通の要領で作つてある。 タイヤ１０は、１つまたはそれ以上の個々の層
から成るカーカス（全体的に符号１４で示す）も
有する。第１図に示したようにボデー層、多数の
ボデー層がある場合には最外方ボデー層１５は網
状のコード１６を有する。バイアスタイヤあるい
はバイアスベルト式タイヤと異なるラジアルタイ
ヤの特徴として、ボデー層１５のコード１６は、
第１図にＸ−Ｘで示すタイヤ子午線と整合してい
る。すなわち、タイヤ１０を通る周方向平面に対
して90゜の角度に向いている。ボデー層１５の補
強コード１６は、当業者によく知られているレー
ヨン、ポリエステルその他の適当な材料である。 トレツド１２と最外方ボデー層１５の間には、
２つの層があり、これらの層は、好ましくはトレ
ツド１２と軸方向にほぼ同一の平面に広がつてお
り、トレツド１２の安定化または剛性化の目的で
設けてある。このようにしないと、トレツド１２
が、最外方ボデー層１５のコード１６の半径方向
の向きおよび組成によるほぼ周方向の弾性力を受
けることになる。図示したように、２つのスタビ
ライザ層（業界では、ベルトともブレーカ層とも
トレツド層とも呼ぶ）は、内方スタビライザ層２
０および外方スタビライザ層２２として例示して
ある。これらのスタビライザ層２０，２２は、好
ましくは、それぞれ、コード２１，２３で補強し
てあり、これらのコードは、好ましくは、ケーブ
ル状のスチールワイアのような比較的伸縮性のな
い材料で作つてあつてトレツド１２にほぼ周方向
の剛性、すなわちフープ強さを与えている。隣合
つたスタビライザ層２０，２２のコードは、タイ
ヤ１０を通る周方向平面に対して向い合つて斜め
に方向付けられている。これは、標準のやり方で
あるが、ただし、スタビライザ層２０，２２のコ
ード２１，２３の角度は、それぞれ、以下に述べ
る要領で違つたものとなつている。 タイヤ１０が、当業者によく知られた側壁およ
びビート部の形状と共に、ボデー層の半径方向内
方に１つまたは２つの内方ライナ層を備えていて
もよいことは了解されたい。これらの構成要素の
設計に関しては多くの変更が可能であることはわ
かつているが、今述べたものが普通の体裁の範囲
内でタイヤ１０のパラメータに影響を与えない。 経験的にわかつたことであるが、内方スタビラ
イザ層２０のコード２１の方向付けは、回転時に
タイヤに発生するプライステア力の大きさを良好
な近似値に制御する。特に、半径方向内方のスタ
ビライザ層２０のコード間の角度関係が、タイヤ
１０の子午線Ｘ−Ｘに対してほぼ54゜の角度で方
向付けられている場合、プライステアが、スタビ
ライザ層に補強スチールコードを持つラジアルタ
イヤでかなり減じられるか、もしくは除去される
ことが経験的にわかつている。タイヤ１０の子午
線Ｘ−Ｘとコードの間の鋭角は、以下、その層の
クラウン角と呼ぶ。この工業分野では、従来、タ
イヤのコードと円周線との角度をクラウン角と呼
んでいる。したがつて、この従来のクラウン角は
本願での定義によればクラウン角の余角となる。
本願の場合には、製造中に必然的に伴う不注意な
誤りとかその他の不明瞭な最小限の原因とかによ
り、プラスマイナス５゜の誤差はあると考えられ
る。 内外のスタビライザ層のクラウン角に特別な相
違があることを除いて、でき得るかぎりすべての
点で同一の５つのHR78−15のテストタイヤを作
つてテストを行つた。これらの同一のタイヤをテ
ストして、Bruce G.Lindenmuthの「Tire
Conicity and Ply Steer Effects of Vehicle
Performance」、２月25日のSAE会議で提出され
た論文第740074号（1974年３月１日発行）に示さ
れている方程式に従つてプライステア力を決定し
た。上述のSAE論文第740074号の第３頁に述べ
られている装置およびテストパラメータを用いて
１゜のコーナリング剛直力を算出した。スタビラ
イザ層クラウン角の正反対の表示は、角度すなわ
ちバイアスの方向を示しており「！−」は、タイ
ヤ製造中、製造機の下方左から上方右にかけての
コード経路を示し、「＋」は、その逆を示してい
る。５つのテストタイヤについてのテスト結果
は、第表に示す通りである。

【表】 内方スタビライザ層クラウン角とプライステア
力の関係が第２図のグラフに示してある。このグ
ラフからわかるように、プライステアは、内方ス
タビライザ層のクラウン角、約76゜乃至54゜の間
でほぼ線形に変化する。54゜のときに、プライス
テア力は、０に近づくか、あるいはほとんど０に
なる。したがつて、外方スタビライザ層その他の
フアクタとは無関係に一般的に用いられている内
方スタビライザ層のほぼ68゜のクラウン角の実質
的な減少が、プライステア力を本質的に無視でき
る値まで制御しながら減少させることがわかる。 多数年にわたるテストに基いてタイヤ業界が、
２つまたはそれ以上のスタビライザ層を指向性の
見地から交互に斜めにしかつ実質的にクラウン角
を等しくするという原理を規準として採用してい
たことを考えれば、ほぼ54゜クラウン角を有する
内方スタビライザ層に合わせて外方スタビライザ
層のクラウン角を逆の方向に54゜としなければな
らないことは当然であろう。しかしながら、各ス
タビライザ層の平均クラウン角がほぼ68゜（±５
゜）から平寄つていれば、コーナリング剛直力が
許容できない程度まで低減してしまうことが知ら
れている。さらに、外方スタビライザ層クラウン
角が実質的にほぼ68゜を越えているようなつりあ
つたスタビライザ層方向からの片寄りが、タイヤ
のコーナリング剛直力特性を維持し、それを改善
すらするということが、本発明に係る実験でわか
つたのである。たとえば、内方スタビライザ層の
クラウン角が56゜で外方スタビライザ層のクラウ
ン角が81゜であるテスト番号第４番のタイヤにつ
いかてのデータは308ポンド（許容限度内にあ
る）の１゜コーナリング剛直力を示している。こ
の値は、市販されている型の代表と考えられる、
逆方向に向いてつりあつたクラウン角方向のテス
ト番号第５番のタイヤのコーナリング剛直力を越
えている。 したがつて、明らかなように、約54゜（±５
゜）の比較的低い内方スタビライザ層クラウン角
（望ましくないコーナリング剛直力を発生すると
考えられていた）を約80゜の外方スタビライザ層
クラウン角と組合わせることによつて、タイヤの
コーナリング剛直力特性を良好に保ちながらプラ
イステア力を除去することができるのである。さ
らに、タイヤまわりの周方向線と比較的接近して
整合するようにコードを置くべく外方にスタビラ
イザ層クラウン角を方向付けることによつて、ト
レツドの周方向弾性を制限して同様な構造の従来
形態と同等の摩耗特性を得ることができる。さら
に、内外のスタビライザ層のクラウン角が比較的
大きく異なつていれば、このようにして構成され
たタイヤへの衝撃力がより広い前方波形として現
われて大きな面積にわたつてリムに伝るので乗り
心地を改善するのに役立つ。 明らかになつたように、ここに開示したタイヤ
構造についての原理によれば、タイヤの他の特性
を許容レベルに保ちながら、多くの形式の空気タ
イヤのプライステア力を無視できる程度まで減じ
るか、さもなくば除去することができる。本発明
を具体化したタイヤ構造の好ましい形態を詳しく
説明してきたが、他の形態または変更も可能であ
ることは明らかである。したがつて、本発明の範
囲は、特許請求の範囲によつてのみ考えられるべ
きである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるラジアルタイヤの一部
を示す斜視図であつて、トレツドやスタビライザ
層を破断して示す図、第２図は、ラジアルタイヤ
のプライステア力を半径方向外方のボデー層に隣
接したスタビライザ層のクラウン角の関数として
示したグラフである。 １０……タイヤ、１２……トレツド、１４……
カーカス、１５……ボデー層、１６……コード、
２０……内方スタビライザ層、２２……外方スタ
ビライザ層、２１，２３……コード。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ トレツド手段と、このトレツド手段の上に重
   なつた２つのスタビライザ層と、少なくとも１つ
   のボデー層手段と、少なくとも最外方ボデー層内
   にあるほぼ０度のクラウン角の補強コードと、前
   記スタビライザ層のうち半径方向内方のスタビラ
   イザ層内にあるほぼ54度のクラウン角を持つ補強
   コードと、前記スタビライザ層のうち半径方向外
   方のスタビライザ層内にあるほぼ80度のクラウン
   角を持つ補強コードとを包含し、前記半径方向内
   外のスタビライザ層の補強コードがタイヤを通る
   円周方向平面に関して互いに逆の方向に角度的に
   片寄せられていることを特徴とする空気ラジアル
   タイヤ。