JPS6351882B2

JPS6351882B2 -

Info

Publication number: JPS6351882B2
Application number: JP57096253A
Authority: JP
Inventors: Kazuyuki Kabe; Yasuo Morikawa
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1982-06-07
Filing date: 1982-06-07
Publication date: 1988-10-17
Also published as: JPS58214404A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は空気入タイヤに関し、さらに詳しくは
ラジアルタイヤに顕著なプライステアを減少させ
て直進走行性を改善すると共に、ラジアルタイヤ
本来の操縦安定性、高速耐久性、荷重耐久性を損
なうことなく一層の軽量化を達成するようにした
空気入タイヤに関するものである。従来の乗用車用のラジアルタイヤは、一般にト
レツド部のカーカスコード層上に少なくとも２層
で構成されたベルト補強層をタイヤの周方向にほ
ぼ平行に介在させた構成を有している。このベル
ト補強層の補強コードはそれぞれタイヤ周方向に
対し15゜〜30゜傾斜して互いに交差しており、また
カーカスコード層は１層又は２層からなり、各層
ともその端部がビードワイヤの周りに巻き上げら
れ、さらにそのコードはタイヤ周方向に対し略
90゜をなすような構成となつている。この種のラ
ジアルタイヤはバイアスタイヤに比較して、上記
ベルト補強層の効果により制動性能、低燃費性、
耐摩耗性などに優れているが、その反面、上記ベ
ルト補強層に起因して直進走行安定性が劣るとい
う問題がある。即ち、ラジアルタイヤが回転進行
するとき、スリツプ角が零でも進行方向に対し左
右いずれかの方向のラテラルフオースが発生する
現象があり、このラテラルフオースにより運転車
の意図する方向と異なつた方向へ車両が進行する
ということがあるのである。一般に、スリツプ角が零でのラテラルフオース
は、二つの異なるメカニズムで発生する力の成分
からなつており、その一つはコニシテイ（CT）
と呼ばれ、他の一つはプライステア（PS）と呼
ばれてタイヤのユニフオミテイ特性の一部として
分類されている。一方、自動車用タイヤのユニフ
オミテイ試験方法（JASO C607）に従うと、タ
イヤが１回転するときのラテラルフオースの平均
値をLFDとしたとき、タイヤの表側で測定した
LFDwとタイヤを入れ替えて裏側にして測定した
VFDsと、上述したコニシテイCT、プライステ
アPSとは、その定義から次式で表わされる関係
になつている。 LFDw＝PS＋CT ………(1) LFDs＝PS−CT ………(2) (1)、(2)式からPS、CTを求めると次のようにな
る。 CT＝（LFDw−LFDs）1/2 ………(3) PS＝（LFDw＋LFDs）1/2 ………(4) 上記(1)、(2)、(3)、(4)の各関係を図にすると第１
図のように表すことができる。ところで、上述したコニシテイ、プライステア
のうち、コニシテイはタイヤの周方向中心に関し
てタイヤ形状が幾何学的に非対称であること、即
ち円錐台のようになつたタイヤが転動するときに
発生する力として考えられている。この原因は主
としてタイヤのトレツドに挿入されているベルト
補強層の位置に影響されるためであるので、これ
は製造上の改善によつて減少させることが可能で
ある。これに対し、プライステアはベルト補強層
の構造に起因する固有の力であつて、このベルト
補強層の構造自体を変更しない限り大きく軽減さ
せることは実質上困難とされていた。いま、ベルト補強層をとり出して考えると、第
２図Ａに示すようにベルト補強層５０ｕ，５０ｄ
の２層積層板５０として表すことができる。この
２層積層板５０に対しタイヤ周方向EE′に引張力
を作用させると、２層積層板５０はその張力の作
用する２次元の平面のみでなく、３次元的に面外
にも変形を行い、第２図Ｂに示すようなねじれ変
形を生じてしまうことがよく知られている。上述
したプライステアはこのようなベルト補強層のね
じれ変形により発生するものである。従来、このプライステアはベルト補強層に対し
て、新たなベルト補強層を追加することにより軽
減させることが種々検討されていたが、このよう
に新たなベルト補強層を追加することはラジアル
タイヤの低燃費性などの特性を損なうことにもな
り、軽量化の面からあまり好ましいものとはいえ
なかつた。本発明の目的は、新たに別のベルト補強層を追
加することなくカーカスコード層の層構成を工夫
すると共に、このカーカスコード層におけるコー
ド配列とベルト補強層のコード配列とを組合せる
ことによりプライステアを軽減して直進走行安定
性を改善し、しかもラジアルタイヤ本来の操縦安
定性、高速耐久性、荷重耐久性を損なうことな
く、著しく軽量化を達成するようにした空気入タ
イヤを提供せんとすることにある。上記目的を達成する本発明は、トレツド部のカ
ーカスコード層上にタイヤ周方向に対する角度が
15〜30゜で互いに交差する２層のベルト補強層を
積層配置した空気入タイヤにおいて、前記カーカ
スコード層を上下２層で構成し、下側のカーカス
コード層は幅方向に連続しその両端を左右一対の
ビードワイヤの周りに巻き上げられ、また上側の
カーカスコード層はトレツド部において左右に離
間した２分割構成で、かつそのトレツド部側の端
部がベルト補強層に重なる重合幅が10mm以上であ
ると共にビード部側の端部のビードトウ部からの
高さがタイヤ断面高さの0.3以下で且つビードワ
イヤから離れた位置としてあり、さらに前記上下
各カーカスコード層を構成する補強コードのタイ
ヤ周方向に対する角度を、前記上側のカーカスコ
ード層に隣接したベルト補強層の補強コードのタ
イヤ周方向に対する角度が鋭角である側から測定
したときに、上側のカーカスコード層の補強コー
ドの角度α₂と下側のカーカスコード層の補強コー
ドの角度α₁との平均値1/2（α₁＋α₂）が95゜〜120゜
であり、かつ差（α₂−α₁）が10゜〜60゜であるよう
に配列したことを特徴とするものである。以下、本発明を図に示す実施例により具体的に
説明する。第３図Ａは本発明の実施例からなる空気入タイ
ヤを示す半断面斜視図、第３図Ｂは同タイヤの子
午半断面図であり、第４図は同タイヤのカーカス
コード層とベルト層との展開平面図である。これらの図において、１はトレツド部、２はこ
のトレツド部１の両側にそれぞれ延長するように
設けられた左右一対のサイドウオール部、３はこ
の左右一対のサイドウオール部２にそれぞれ連続
した左右一対のビード部である。一方のビード部
３から他方のビード部３にわたるようにタイヤ内
周面に沿うカーカスコード層が配置されており、
このカーカスコード層４の上にスチールコードか
らなるベルト補強層５が積層されている。ベルト補強層５は上側のベルト補強層５ｕと下
側のベルト補強層５ｄとの２層構造となつてお
り、それぞれの補強コードはタイヤ周方向EE′に
対し角度15゜〜30゜をなし、かつ上側の補強コード
と下側の補強コードとは互いに交差するような関
係で配置されている。カーカスコード層４は上下２層から構成されて
おり、下側のカーカスコード層４ｄはその両端が
それぞれビード部３のビードワイヤ３１の周りに
巻き上げられ、かつビードフイラー３２を包み込
むように構成されている。これに対し上側のカー
カスコード層４ｕは、トレツド部１の中央部分に
おいてカーカスコード層を介在しないように左右
に離間して２分され、それぞれ左右一対となるよ
うに配置されている。この左右に配置されている
上側カーカスコード層４ｕは、トレツド部側の上
端部は幅ａだけベルト補強層５と重合するように
してあり、またビード部側の下端部はビードワイ
ヤ３１に接しない位置で、且つビードトウ部から
高さｂに位置するようにしてある。このようなカ
ーカスコード層４の上側カーカスコード層４ｕが
形成する構成によりタイヤ重量は著しく軽減さ
れ、従来の２層フル構成のカーカスコード層から
なるラジアルタイヤに比べてカーカス重量で約10
〜30％もの軽量化が可能となる。しかし、この上側カーカスコード層４ｕのトレ
ツド部側端部及びビード部側端部は、上記軽量化
を可能にしながらも従来のラジアルタイヤ本来の
高速耐久性、荷重耐久性を維持するためには上記
の重合幅ａを10mm以上とすることが必要であり、
また上記のビードドウ部からの高さｂをタイヤ断
面高さＨの0.3以下であるようにすることが必要
である。重合幅ａが10mmより小さいと、従来のラ
ジアルタイヤ以上の高速耐久性が維持できなくな
り、またビードトウ部からの高さｂが0.3Hより
大きいと従来のラジアルタイヤのような荷重耐久
性が維持できなくなる。重合幅ａとしては、さらに好ましくはベルト補
強層５の断面方向の幅ｌの0.4以内とすることが
よく、このように0.4l以下に抑制することより軽
量化による転動抵抗の低下と共に、トレツド部の
柔軟化に伴う乗心地性能の向上を一層顕著にする
ことができる。上下２層からなるカーカスコード層４の各層の
補強コードがタイヤ周方向に対してなす角度は、
前述したプライステアを軽減させるために重要で
ある。即ち、カーカスコード層４を構成する上側
及び下側のカーカスコード層４ｕ，４ｄとも、そ
の補強コードのタイヤ周方向に対する角度はいず
れもベルト補強層５ｕ，５ｄのうちカーカスコー
ド４に接する側に位置するる下側のベルト補強層
５ｄの補強コードがタイヤ周方向に対し鋭角にな
つている側から測定するとき、次のような関係に
することが必要である。即ち、下側のカーカスコード層４ｄの補強コー
ドの角度α₁と上側のカーカスコード層４ｕの補強
コードの角度α₂との平均値β＝1/2（α₁＋α₂）が
95゜〜120゜であると共に、両角度の差（α₂−α₁）
が10゜〜60゜の範囲内にあることである。ここで、
角度α₁はトレツド部中央部で測定するものとし、
また角度α₂は上側カーカスコード層のトレツド部
側端末で測定するものとする。上述のようにこの角度α₁、α₂は、カーカスコー
ド層４と接する側にある下側のベルト補強層５ｄ
の補強コードがタイヤ周方向EE′に対し鋭角であ
る側から測定するため、第５図の実施例のよう
に、下側のベルト補強層５ｄの補強コードが左下
りとなるように配置されている場合には、タイヤ
の周方向EE′に対し時計方向から角度を測定する
ようにしなければならない。上述した角度α₁、α₂の関係から明らかであるよ
うに、上側のカーカスコード層４ｕの補強コード
の角度α₂は下側のカーカスコード層４ｄの補強コ
ードの角度α₁よりも必ず大きくなるように配置さ
れ、しかも互いに交差する関係に置かれている。
上述した角度α₁、α₂の平均値βが95゜よりも小さ
いときは、プライステアが従来のラジアルタイヤ
の水準から改善されることはなく、また120゜より
も大きくなるとプライステアは一層改善されるも
のの、荷重耐久性が従来のラジアルタイヤよりも
劣つてくるため好ましくない。また、たとえば角
度α₁、α₂の平均値βが95゜〜120゜の範囲内にある
ときでも、差（α₂−α₁）が10゜よりも小さくなる
と、プライステアは従来ラジアルタイヤに比べて
改善されず、操縦安定性が低下するようになる。
また、差（α₂−α₁）が60゜よりも大きい場合には
プライステアは改善されるが荷重耐久性に劣るよ
うになり、乗心地が悪くなつて好ましくない。また、タイヤの成形や加硫を容易にするために
は、平均値βはさらに110゜以内にするのが好まし
い。また、高速耐久性及び荷重耐久性を一層向上
するためには、上記差（α₂−α₁）はさらに20゜〜
40゜とするのが好ましい。なお、上述した図示の実施例では、カーカスコ
ード層において上側カーカスコード層４ｕのビー
ド部側の端部は、下側カーカスコード層４ｄとビ
ードフイラー３２との間で挟持するようにしてい
るが、これを下側カーカスコード層４ｄの巻上端
部とビードフイラー３２との間に挟持するように
してもよい。また、上述の実施例では、ベルト補
強層５はスチールコードからなる２層積層のもの
にしてあるが、一層がスチールコードのベルト補
強層で、他の一層が商品名“ケブラー”と称され
るアラミツドコードのベルト補強層にするとか、
或いは２層ともテキスタイルコードのベルト補強
層とするものなど、従来一般に使用されているも
のがいずれも使用可能である。当然ベルト補強層
の端部を内側へ折曲げるようなものであつてもよ
い。また、従来必要により上記２層のほかに付加
的に他のテキスタイルコードのベルト補強層を加
えていたようなものでも適用可能である。上述のように本発明による空気入タイヤは、２
層構成にした上側のカーカスコード層に隣接した
ベルト補強層の補強コードのタイヤ周方向に対す
る角度が鋭角である側から測定したときに、上側
のカーカスコード層の補強コードの角度α₂と下側
のカーカスコード層の補強コードの角度α₁との平
均値1/2（α₂＋α₁）が95゜〜120゜であり、かつ差
（α₂−α₁）が10゜〜60゜であるように配列したこと
により、別にベルト補強層を追加することなく、
ラジアルタイヤに顕著なプライステアを軽減さ
せ、その軽量化を達成する。さらにその上に、カ
ーカスコード層の構成を上下２層で構成し、下側
のカーカスコード層は断面方向に連続しその両端
を左右一対のビードワイヤの周りに巻き上げる
が、上側のカーカスコード層はトレツド部におい
て左右に離間した２分割構成にし、かつそのトレ
ツド部側の端部がベルト補強層に重なる重合幅ａ
を10mm以上にすると共に、ビード部側の端部のビ
ードトウ部からの高さｂをタイヤ断面高さｌの
0.3以下で且つビードワイヤから離れた位置とな
るようにしたことにより、特に大幅な軽量化を達
成するものでありながら、、ラジアルタイヤ本来
の操縦安定性、高速耐久性、荷重耐久性を従来の
ラジアルタイヤ以上の性能にすることができる。
また、上側カーカスコード層がトレツド部におい
て大幅に除去されていることにより、そのトレツ
ド部は従来のラジアルタイヤに比べて著しく柔軟
となり、その乗心地性能を一層改善することがで
きる。以下に、具体的な実験例によりさらに詳細を説
明する。実験例１第３図Ａ，Ｂ及び第４図に示すカーカスコード
層とベルト補強層との構成を有し、上下カーカス
コード層の補強コード角度の差（α₂−α₁）を30゜
の一定にし、角度平均値βを種々変えたラジアル
タイヤを試作した。各タイヤともベルト補強層の補強コードは、上
下層ともタイヤ周方向に対し20゜で互いに交差し、
ａ＝35mm、ｂ＝25mm、ｌ＝140mm、Ｈ＝142mmと
し、タイヤサイズは195／70HR14とした。リム
は５ 1/2−JJ×14を使用した。上記各タイヤについて、自動車用タイヤのユニ
フオミテイ試験方法JASO C607に基づいてプラ
イステアを測定した結果は第７図の通りであつ
た。第７図において、☆印でプロツトするものはα₁
＝α₂＝90゜とした従来のラジアルタイヤを示すも
のである。この図から明らかであるように、角度
α₁、α₂の平均値βが95゜以上のも大きいものはプ
ライステアが従来のラジアルタイヤに比べて小さ
く、ベルト補強を追加しなくても走行直進性が改
善されていることがわかる。角度の平均値βが90゜よりも小さいものは、従
来のラジアルタイヤよりもプライステアが大きく
なつている。実験例２第３図Ａ，Ｂ及び第４図に示すカーカスコード
層とベルト補強層との構成を有し、上下カーカス
コード層の補強コード角度の和の平均値βを100゜
に一定とし、差（α₂−α₁）を種々変えたラジアル
タイヤを試作した。各タイヤともベルト補強層の補強コードは、上
下層ともタイヤ周方向に対し20゜で互いに交差し、
ａ＝35mm、ｂ＝25mm、ｌ＝140mm、Ｈ＝142mmと
し、タイヤサイズは195／70HR14とした。リム
は５ 1/2−JJ×14を使用した。上記各タイヤについて、自動車用タイヤのユニ
フオミテイ試験方法JASO C607に基づいてプラ
イステアを測定した結果は第８図の通りであつ
た。第８図において、☆印でプロツトするものはα₁
＝α₂＝90゜とした従来のラジアルタイヤを示すも
のである。この図から明らかであるように、角度
の差（α₂−α₁）が10゜以上のものは従来のラジア
ルタイヤに比べてプライステアが小さく、ベルト
補強層を追加しなくても走行直進性が改善されて
いることがわかる。角度の差（α₂−α₁）が負のものは、従来のラジ
アルタイヤよりもプライステアが大きくなつてい
る。実験例３第３図Ａ，Ｂ及び第４図に示すカーカスコード
層とベルト補強層との構成を有し、上下カーカス
コード層の補強コード角度の和の平均値βを
100゜、差（α₂−α₁）を30゜にそれぞれ一定とし、
上側カーカスコード層のベルト補強層との重合幅
ａを種々変えたラジアルタイヤを試作した。各タイヤともベルト補強層の補強コードは、上
下層ともタイヤ周方向に対し20゜で互いに交差し、
ｂ＝25mm、ｌ＝140mm、Ｈ＝142mmとし、タイヤサ
イズは195／70HR14とした。リムは５ 1/2−JJ
×14を使用した。これらのラジアルタイヤについて空気圧2.1
Kg／cm²のもとに高速室内耐久テストにより高速耐
久性を測定した結果は、第９図の通りであつた。
この高速室内耐久テストに用いたトラム径は1707
mm、荷重は550Kgであつた。また、走行条件は
FMVSS109に準拠した。ただし、走行速度は初
速度を81Km／hrとし、タイヤが破壊するまで30分
ごとに８Km／hrづつ速度を増加した。第９図から明らかであるように、重合幅ａが10
mm以上となると、高速耐久性が顕著に向上してい
ることがわかる。実験例４第３図Ａ，Ｂ及び第４図に示すカーカスコード
層とベルト補強層との構成を有し、上下カーカス
コード層の補強コード角度の和の平均値βを
102゜、差（α₂−α₁）を28゜にそれぞれ一定とし、
上側カーカスコード層のトレツド部側端末の高さ
ｂを種々変えたラジアルタイヤを試作した。各タイヤともベルト補強層の補強コードは、上
下層ともタイヤ周方向に対し20゜で互いに交差し、
ａ＝35mm、ｌ＝140mm、Ｈ＝142mmとし、タイヤサ
イズは195／70HR14とした。リムは５ 1/2−JJ
×14を使用した。これらのラジアルタイヤについて空気圧2.1
Kg／cm²のもとに室内ドラム荷重耐久性テストによ
り荷重耐久性をを測定した結果を、上側カーカス
コード層のビード部側端末高さとタイヤ断面高さ
との比ｂ／Ｈとの関係で示す第１０図の通りであ
つた。この室内ドラム荷重耐久性テストに用いた
トラム径は1707mm、速度80Kg／hr、初期荷重525
Kgで５時間毎に100Kgづつ荷重を増加する条件と
した。第１０図から明らかであるように、ｂ／Ｈの比
が0.3以下であると荷重耐久性が著しく良好であ
ることがわかる。実験例５次の表の条件で構成されるラジアルタイヤＡ、
Ｂ、Ｃ、Ｄをそれぞれ試作した。いずれも、ベル
ト補強層は、上下２枚がタイヤ周方向に対し20゜
で互いに交差する関係とし、そのタイヤサイズを
195／70HR14、使用リムを５ 1/2−JJ×14とし
た。これのタイヤのうち、Ａは従来のラジアルタ
イヤ、Ｂ、Ｃはそれぞれ本発明によるラジアルタ
イヤ、Ｄは角度差（α₂−α₁）がマイナスになる比
較例のラジアルタイヤである。

【表】上記各タイヤにおいて、次の試験をそれぞれ行
つた。乗心地の代用特性として室内ドラム走行によ
る突起乗越時の反力操縦安定性の代用値としてコーナリングパワ
ー（スリツプ角度2゜をタイヤに与えたときのコ
ーナリングフオースの1/2）低燃費性の代用値として室内ドラム走行によ
る転動抵抗自動車用タイヤのユニフオミテイ試験方法
JASO C607に基づくプライステア上記試験、、におけるタイヤ空気圧は
1.9Kg／cm²、また試験におけるタイヤ空気圧
JASO C607にしたがつた。上記試験の結果を試験、、については従
来タイヤＡを100とした比率で表示し、また試験
についてはKgで表示すると、次の表のようであ
つた。

【表】上記の表から、本発明によるラジアルタイヤ
Ｂ、Ｃはいずれも、試験に示されるようにプラ
イステアが従来のラジアルタイヤに比べて著しく
改善され、しかも試験に示されるように軽量化
されて低燃費性が一層改善されている。しかも、
このような条件でありながら、試験、に示さ
れるように、乗心地及び操縦安定性は従来のラジ
アルタイヤに比べて改善されていることがわか
る。

【図面の簡単な説明】

第１図はラジアルタイヤの走行距離とラテラル
フオースとの関係図、第２図Ａ，Ｂはベルト補強
層の変形の状況を示すモデル図、第３図Ａは本発
明の実施例からなるラジアルタイヤの半断面斜視
図、第３図Ｂは同ラジアルタイヤの子午半断面
図、第４図は同タイヤに用いているカーカスコー
ド層とベルト補強層との積層状態を示す展開図、
第５図は同じく他の実施例による同積層状態を示
す展開図、第６図は本発明によらない比較例によ
る同積層状態を示す展開図、第７図はプライステ
アPSと角度平均値βとの関係図、第８図はプラ
イステアPSと角度差（α₂−α₁）との関係図、第
９図は高速耐久性と重合幅ａとの関係図、第１０
図は荷重耐久性と比ｂ／Ｈとの関係図である。１……トレツド部、３……ビード部、４ｕ……
上側カーカスコード層、４ｄ……下側カーカスコ
ード層、５ｕ……上側ベルト補強層、５ｄ……下
側ベルト補強層、３１……ビードワイヤ。

Claims

【特許請求の範囲】

１トレツド部のカーカスコード層上にタイヤ周
方向に対する角度が15〜30゜で互いに交差する２
層のベルト補強層を積層配置した空気入タイヤに
おいて、前記カーカスコード層を上下２層で構成
し、下側のカーカスコード層は幅方向に連続しそ
の両端を左右一対のビードワイヤの周りに巻き上
げられ、また上側のカーカスコード層はトレツド
部において左右に離間した２分割構成で、かつそ
のトレツド部側の端部がベルト補強層に重なる重
合幅が10mm以上であると共にビード部側の端部の
ビードトウ部からの高さがタイヤ断面高さの0.3
以下で且つビードワイヤから離れた位置としてあ
り、さらに前記上下各カーカスコード層を構成す
る補強コードのタイヤ周方向に対する角度を、前
記上側のカーカスコード層に隣接したベルト補強
層の補強コードのタイヤ周方向に対する角度が鋭
角である側から測定したときに、上側のカーカス
コード層の補強コードの角度α₂と下側のカーカス
コード層の補強コードの角度α₁との平均値1/2
（α₁＋α₂）が95゜〜120゜であり、かつ差（α₂−α₁
）
が10゜〜60゜であるように配列したことを特徴とす
る空気入タイヤ。