JP3755050B2

JP3755050B2 - 空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP3755050B2
Application number: JP9234697A
Authority: JP
Inventors: 凌村松; 正幸北山
Original assignee: Toyo Tire and Rubber Co Ltd
Current assignee: Toyo Tire Corp
Priority date: 1997-04-10
Filing date: 1997-04-10
Publication date: 2006-03-15
Anticipated expiration: 2017-04-10
Also published as: JPH10278519A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空気入りラジアルタイヤに関する。
【０００２】
【従来の技術】
空気入りラジアルタイヤは、通常、タイヤ径方向に走るカーカスとタイヤ周方向に走るベルトとを備えて構成され、更に、タイヤのビード部における主たる剛性補強材として、ビードコアの外周側に硬質ゴム製のビードフィラーを備えている。
【０００３】
例えば、図５に示すように、従来のタイヤのビード部１００は、カーカス２０の両側端２０ａを係止するビードコア１０１と、その外周側に配されたビードフィラー１０２とを備えてなり、ビードコア１０１はスチールワイヤや鋼板あるいは有機繊維を環状に巻回したもの等よりなり、ビードフィラー１０２は断面略三角形状の硬質ゴムよりなる。
【０００４】
近年、タイヤの高性能化に伴ない、上記ビードフィラー１０２の外側面に、スチールコード等からなるビード補強層１０３を配設することがなされている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、省資源が各方面から言われるようになり、タイヤも、薄肉・軽量化による材料使用量の低減および転がり抵抗の低減（燃費向上）の要求が高まっている。
【０００６】
しかしながら、上記従来の構造においては、タイヤビード部の剛性はカーカス２０，ビードコア１０１，ビードフィラー１０２及びビード補強層１０３によって維持されており、上記従来の構造及び材質のままで軽量化を図ると、タイヤビード部の剛性が不足することになり、タイヤの運動性能を損ねるという問題が生じる。つまり、従来の構造及び材質のままで、タイヤ諸特性を維持しながら軽量化を図ることは困難である。
【０００７】
また、上記従来の構造の場合、ビードコア１０１，ビードフィラー１０２及びビード補強層１０３を、それぞれ別設備、別工程で準備して、生タイヤ成形時に組み合せていたので、設備面、生産工数面で改善の余地がある。
【０００８】
そこで、本発明は、以下に説明する手段によって、タイヤの運動性能を維持・向上しながら軽量化等を図ることのできる空気入りラジアルタイヤを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の空気入りラジアルタイヤは、カーカスの両側端を係止するビードコアとその外周側のビードフィラーとが、ゴム被覆されたコードをタイヤ周方向に巻回しながらタイヤ径方向外方に先細りとなる形状に積上げてなるビードコア−フィラー体として一体的に形成され、前記ビードコア−フィラー体を構成する前記ゴム被覆されたコードが剛性の異なる複数のコードからなり、径方向内方ほど剛性の高いコードが配設されたことを基本構成とする。
【００１０】
このように、ゴム被覆されたコードをタイヤ周方向に巻回しながら積上げることにより、ビードコアとビードフィラーとをビードコア−フィラー体として一体的に形成しているので、当該ビードコア−フィラー体は、その全体にわたって配設された硬質ゴムよりも充分に高いモジュラスを持つコードにより十分に補強される。その結果、ビードフィラーのボリュームの低減が可能となり、またビード補強層も不要となって、タイヤ諸特性を維持・向上しながら、ビード部の低ボリューム化と軽量化とを達成することができ、タイヤの軽量化が図れる。また、コードの巻回・積上げによりビードコア−フィラー体を形成するので、従来の複数部材を組合せるのに比べ生産性にも優れ、コスト低減も図れる。
【００１１】
また、前記ビードコア−フィラー体を構成する前記ゴム被覆されたコードが剛性の異なる複数のコードからなり、径方向内方ほど剛性の高いコードが配設されているため、ビード部の剛性を高く維持しながら、ビード部からサイド部に至るタイヤの良好な剛性バランスを容易に作ることができる。
【００１２】
そして、請求項１記載の空気入りラジアルタイヤは、上記基本構成において、前記ビードコア−フィラー体が、径方向内方の高剛性部と径方向外方の低剛性部とよりなり、高剛性部と低剛性部との界面が、ビードベース面に対して、タイヤ幅方向内側から外側に向って径方向外方に傾斜していることを特徴とする。これにより、タイヤ幅方向外側の剛性が高くなり、タイヤに横の力が加わった際に、かかる横力に十分耐えることができる。その結果、操舵応答特性が向上し操縦安定性を向上させることができる。
【００１３】
また、請求項２記載の空気入りラジアルタイヤは、上記基本構成において、前記ビードコア−フィラー体が、径方向内方の高剛性部と径方向外方の低剛性部とよりなり、高剛性部と低剛性部との界面が、ビードベース面に対して、タイヤ幅方向内側から外側に向って径方向内方に傾斜していることを特徴とする。これにより、タイヤ幅方向外側の剛性が低くなり、タイヤが歪みやすくなる。その結果、走行時の衝撃力を吸収して発生騒音を低減させることができる。
【００１４】
以上のように、界面の傾斜を変えることにより、タイヤの用途、要求性能に応じて最適バランスを更に容易に作ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態に係る空気入りラジアルタイヤについて図面を参照して説明する。
【００１６】
図１は、参考例に係るラジアルタイヤ１０の右側半分の断面図である。図において、１２はビード部、１４はサイド部、１６はショルダー部、１８はトレッド部、２０はカーカス、２２はベルトを示し、タイヤ１０は、左右１対のビード部１２、サイド部１４及びショルダー部１６と、両ショルダー部１６間にまたがるトレッド部１８とよりなる。カーカス２０は、繊維又はスチールコードをタイヤ幅方向センター（赤道）に対してほぼ９０°の角度で配列した１枚又は複数枚のカーカスプライよりなり、トレッド部１８の径方向内側に配されて、そこからショルダー部１６及びサイド部１４を経て、左右のビード部１２において端部２０ａが巻上げられて係止されている。なお、図中、Ｒはタイヤ１０のビード部１２が配されるリムを示している。
【００１７】
ビード部１２には、ビードコア及びビードフィラーを一体的に形成してなるビードコア−フィラー体２４が配されている。ここで、一体的とは、従来の如くビードコアのみがゴム被覆されたコードを巻回することにより形成されているのではなく、ビードコア及びビードフィラーともにゴム被覆されたコードをタイヤ周方向に巻回することにより形成されていることを意味し、前記コードは必ずしも連続している必要はない。このビードコア−フィラー体２４は、断面略三角形状をなす環状の部材であり、その周りには内側から外側に向ってカーカス２０の端部２０ａが巻上げられている。
【００１８】
このビードコア−フィラー体２４は、硬質ゴムにタイヤ周方向に走るコード２６を埋設せしめた複合体であって、図２に示すように、コード２６をゴム２８で被覆してなる１本の紐状物３０をタイヤ周方向に巻回しながら径方向外方に先細りとなる形状に積上げて形成されている。このように外方に先細りなる形状に積上げることにより、ビードコア−フィラー体２４の上端部、即ち径方向外方寄りの部分におけるコード２６の配設本数を少なくして、ビード部１２からサイド部１４に至る部分において、所望の剛性分布が得られるようにしている。
【００１９】
なお、紐状物３０としては、通常１本のコード２６をゴム２８で被覆してなるものを用いるが、場合によっては、複数本のコード２６をゴム２８で被覆してなるものを用いてもよい。
【００２０】
かかるコード２６としては、ナイロン，ポリエステル，ビニロン，レーヨン及びアラミド等の有機繊維又はスチール等の金属繊維の単独若しくは撚合せた複合コードを用いることができる。
【００２１】
このようなビードコア−フィラー体２４を備えるタイヤを製造するに際しては、予め紐状物３０を巻回・積上げてビードコア−フィラー体２４を形成しておいて、これをタイヤ成形時にカーカス２０等の他のタイヤ構成部材と組立てたり、あるいはタイヤ成形時にカーカス２０の両端部に直接紐状物３０を巻回・積上げてビードコア−フィラー体２４を形成してもよい。
【００２２】
以上のように、コード２６を巻回・積上げることにより、ビードコアとビードフィラーとを一体的に形成しているため、この一体的に形成されたビードコア−フィラー体２４は、その全体にわたってコード２６が配設され、このコード２６により十分に補強される。そのため、従来のビードフィラーに相当する部分におけるボリュームの低減が可能となるとともに、ビード補強層も不要となる。その結果、タイヤ諸特性を維持・向上しながら、ビード部１２の低ボリューム化と軽量化とを達成することができる。また、コード２６の巻回・積上げによりビードコア−フィラー体２４を形成するため、その幅を変えることが容易であり、また従来の複数部材を組合せるのに比べ生産性にも優れる。
【００２３】
図３は、本発明の実施形態に係る空気入りラジアルタイヤにおけるビード部１２の構成を示している。
【００２４】
この実施形態は、上記参考例のビードコア−フィラー体２４が、径方向内方の高剛性部２４ａと径方向外方の低剛性部２４ｂとよりなる点に特徴を有する。すなわち、ビードコア−フィラー体２４は、ゴム被覆された剛性の異なるコード２６ａ，２６ｂを、径方向内方ほど剛性の高いコード２６ａが、外方ほど剛性の低いコード２６ｂが配されるように、巻回・積上げることにより、一体的に構成されている。詳細には、まず剛性の高いコード２６ａを巻回・積上げることにより高剛性部２４ａを形成し、つづいてその外方に剛性の低いコード２６ｂを巻回・積上げることにより低剛性部２４ｂを形成する。
【００２５】
かかるコード２６ａ，２６ｂの巻回・積上げ構成の一例を図３（ｂ）に示している。この例では、まず、周方向に巻回する剛性の高いコード２６ａを、矢印で示すように、ビードコア−フィラー体２４の幅方向両端で折返すように積上げて高剛性部２４ａを形成し、その後、周方向に巻回する剛性の低いコード２６ｂを、矢印で示すように、同じくビードコア−フィラー体２４の幅方向両端で折返すように積上げて低剛性部２４ｂを形成している。
【００２６】
このように剛性の異なる複数種のコード２６を用いる場合には、高剛性部２４ａにスチールコード又はアラミドコードを用い、低剛性部２４ｂにナイロンコード、ポリエステルコード、ビニロンコード又はレーヨンコードを用いることが好ましい。但し、高剛性部２４ａにスチールコードを用いた場合には、低剛性部２４ｂにアラミドコードを用いることも好適である。
【００２７】
この実施形態では、高剛性部２４ａと低剛性部２４ｂの界面３２が、ビードベース面１２ａに対して、タイヤ幅方向の内側から外側に向って径方向外方に傾斜している。なお、ビードベース面１２ａとは、リムベースに当接して配されるビード部１２の底面であり、本実施形態では、タイヤ回転軸を含む水平面に対してやや傾斜して配されている。
【００２８】
高剛性部２４ａは、ビード部１２の剛性の効果を高めるため、その高さ（ビードベース面１２ａに垂直な方向における最大寸法）Ｈが、その幅（ビードベース面１２ａに平行な面内における最大幅）Ｗに対し、１．２倍以上に構成されている。この実施形態においては、高剛性部２４ａの上端は、界面３２の外側端であるため、この外側端の高さＨｏが、Ｗに対し１．２倍以上になっている。
【００２９】
この実施形態のタイヤでは、ビードコア−フィラー体２４が、径方向内方の高剛性部２４ａと径方向外方の低剛性部２４ｂとよりなるため、ビード部１２の剛性を高く維持しながら、ビード部１２からサイド部１４に至る剛性バランスに優れている。また、界面３２をビードベース面１２ａに対して幅方向外方に向って径方向外方に傾斜させたことにより、ビード部１２の外側剛性が高く、後記のように操縦安定性が高い。
【００３０】
図４は、実施形態における界面３２の他の構成例を示している。この例では、界面３２が、ビードベース面１２ａに対し、タイヤ幅方向内側から外側に向って径方向内方に傾斜している。この場合にも、図４（ｂ）示すように、まず剛性の高いコード２６ａを、つづいて剛性の低いコード２６ｂを、矢印で示すように、ビードコア−フィラー体２４の幅方向両端で折返すように積上げることにより、高剛性部２４ａ及び低剛性部２４ｂを形成することができる。
【００３１】
このように界面３２をビードベース面１２ａに対して幅方向外方に向って径方向内方に傾斜させたことにより、ビード部１２の外側剛性が低くタイヤが撓みやすいので、後記のようにロードノイズ性能が高い。
【００３２】
なお、この場合、高剛性部２４ａの高さＨは、界面３２の内側端の高さＨｉであるため、この内側端の高さＨｉが、高剛性部２４ａの幅Ｗに対し１．２倍以上になっている。また、界面３２は、図３に示す例のように平坦であっても、本例の如く湾曲していてもよい。
【００３５】
【実施例】
上述した効果を確かめるために、タイヤサイズを２０５／５５Ｒ１６として、以下のような実施例を行なった。
【００３６】
実施例１〜４及び比較例１
表１に示すビード部材構成により実施例１〜４及び比較例１の各タイヤを作成した。詳細には以下のとおりである。
【００３７】
実施例１（参考例）：図１に示す構造。コード２６として３０００デニールのアラミドの４本撚りコードを用い、これをゴム被覆してなる断面積２．０ｍｍ^２の紐状物３０を、幅Ｗ＝８．０ｍｍ、高さ（ビードベース面１２ａに垂直な方向における最大寸法）Ｈｔ＝６０ｍｍに巻回・積上げした。
【００３８】
実施例２：図３に示す構造。ビードコア−フィラー体２４の幅Ｗを８．０ｍｍ、高さＨｔを６０ｍｍとした。高剛性部２４ａでは、実施例１と同様の紐状物３０を、界面３２の外側端の高さＨｏ＝２５ｍｍ、界面３２の内側端の高さＨｉ＝７．０ｍｍに巻回・積上げした。低剛性部２４ｂでは、コード２６ｂとして１２６０デニールのナイロン６，６の２本撚りコードを用い、これをゴム被覆してなる断面積１．１ｍｍ^２の紐状物３０を巻回・積上げした。
【００３９】
実施例３：図３に示す構造。ビードコア−フィラー体２４の幅Ｗを７．０ｍｍ、高さＨｔを６０ｍｍとした。高剛性部２４ａでは、コード２６ａとして直径０．９６ｍｍのスチールコードを用い、これをゴム被覆してなる断面積１．５ｍｍ^２の紐状物３０を、界面の外側端の高さＨｏ＝１５ｍｍ、界面３２の内側端の高さＨｉ＝２．６ｍｍに巻回・積上げした。低剛性部２４ｂでは、コード２６ｂとして１５００デニールのアラミドの２本撚りコードを用い、これをゴム被覆してなる断面積１．１ｍｍ^２の紐状物３０を巻回・積上げした。
【００４０】
実施例４：図４に示す構造。ビードコア−フィラー体２４の幅Ｗを７．０ｍｍ、高さＨｔを６０ｍｍとした。高剛性部２４ａでは、実施例３の高剛性部２４ａと同様の紐状物３０を、界面の外側端の高さＨｏ＝２．６ｍｍ、界面３２の内側端の高さＨｉ＝１５ｍｍに巻回・積上げした。低剛性部２４ｂでは、実施例３の低剛性部２４ｂと同様の紐状物３０を用いて巻回・積上げした。
【００４１】
比較例１：図５に示す構造。ビードコア１０１は、直径０．９６ｍｍのスチールワイヤを径方向内側から５本，５本，５本，５本，５本の計２５本配設したリング状の束で構成し、幅ｗ＝７．０ｍｍ、高さｈ１＝７．０ｍｍとした。ビードフィラー１０２としては、略三角形状をなすゴム部材を用い、高さｈ２＝４５ｍｍとした。ビード補強層１０３としては、２＋２×０．２２のスチールコードよりなる部材を用い、高さｈ３＝５３ｍｍとした。
【００４２】
実施例１〜４及び比較例１のタイヤにつき、タイヤ剛性（よこ剛性、前後剛性）、コーナリングパワー、転がり抵抗、操縦安定性及びロードノイズ性能を測定した。結果を表１に示す。表１において、これらの物性はいずれも比較例１のタイヤの値を１００としたときの指数表示で表わしている。転がり抵抗のみ指数が小ほど良好で、他の性能は指数が大ほど良好であることを示している。
【００４３】
【表１】

各物性の測定方法は、以下のとおりである。
【００４４】
タイヤ剛性；よこ剛性ｋｙは、圧縮試験機により、垂直方向に基準負荷をかけたタイヤに対し、基準負荷の３０％に相当する横方向の力を作用させて横撓みを測定し、横方向の力を横撓み量で除して算出。前後剛性ｋｘは、上記基準負荷をかけたタイヤに対し、基準負荷の３０％に相当する前後方向の力を作用させて前後撓みを測定し、前後方向の力を前後撓み量で除して算出。
【００４５】
コーナリングパワー；スリップ角＝２°でドラムテストを行ない、横方向に発生する力を２で割って算出。
【００４６】
転がり抵抗；基準内圧、基準負荷、速度８０ｋｍ／ｈでドラム上走行させて、回転抵抗を測定。
【００４７】
ロードノイズ性能；空気圧２．０ｋｇｆ／ｃｍ^２としたタイヤを３０００ｃｃクラスの国産乗用車に装着し、２名を乗車させた状態にて速度６０ｋｍ／ｈで荒れた舗装路面を走行させて、車内音をフィーリング評価した。
【００４８】
操縦安定性；上記テスト車両をテストコース内で所定の走法によりドライバーがフィーリング評価した。
【００４９】
表１に示すように、実施例１〜４のタイヤは、比較例１のタイヤに比べてビード部の重量を低減させつつも、タイヤ剛性、コーナリングパワー及び転がり抵抗が維持・向上していた。そして、同一材料で比較すれば、ビードコア−フィラー体２４の径方向内方の高剛性部２４ａと径方向外方の低剛性部２４ｂとの界面３２が、ビードベース面１２ａに対してタイヤ幅方向内側から外側に向って径方向外方に傾斜している実施例３のタイヤにおいては、界面３２が径方向内方に傾斜している実施例４のタイヤより、操縦安定性が優れており、逆に実施例４は実施例３よりロードノイズ性能に優れていた。
【００５０】
【発明の効果】
本発明の空気入りラジアルタイヤであると、ゴム被覆されたコードをタイヤ周方向に巻回・積上げて、ビードコアとビードフィラーとを一体的に形成することにより、タイヤ諸特性を維持・向上しながら軽量化等を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考例に係る空気入りラジアルタイヤの右側半分の断面図である。
【図２】前記ラジアルタイヤにおいて、ゴム被覆されたコードを巻回しながら積上げている状態を示す要部断面斜視図である。
【図３】（ａ）は、実施形態に係る空気入りラジアルタイヤのビード部の断面図であり、（ｂ）は、該ビード部のビードコア−フィラー体を形成する一例を示す断面模式図である。
【図４】（ａ）は、実施形態におけるビード部の他の構成例を示す断面図であり、（ｂ）は、該ビード部のビードコア−フィラー体を形成する一例を示す断面模式図である。
【図５】従来の空気入りラジアルタイヤのビード部の断面図である。
【符号の説明】
１０……空気入りラジアルタイヤ
１２……ビード部
２０……カーカス
２４……ビードコア−フィラー体
２４ａ…高剛性部
２４ｂ…低剛性部
２６……コード
２６ａ…高剛性部を構成するコード
２８ｂ…低剛性部を構成するコード
２８……ゴム
３０……紐状物
３２……界面

Claims

カーカスの両側端を係止するビードコアとその外周側のビードフィラーとが、ゴム被覆されたコードをタイヤ周方向に巻回しながらタイヤ径方向外方に先細りとなる形状に積上げてなるビードコア−フィラー体として一体的に形成され、
前記ビードコア−フィラー体を構成する前記ゴム被覆されたコードが剛性の異なる複数のコードからなり、径方向内方ほど剛性の高いコードが配設されることで、前記ビードコア−フィラー体が、径方向内方の高剛性部と径方向外方の低剛性部とよりなり、その界面が、ビードベース面に対し、タイヤ幅方向内側から外側に向って径方向外方に傾斜していることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
カーカスの両側端を係止するビードコアとその外周側のビードフィラーとが、ゴム被覆されたコードをタイヤ周方向に巻回しながらタイヤ径方向外方に先細りとなる形状に積上げてなるビードコア−フィラー体として一体的に形成され、
前記ビードコア−フィラー体を構成する前記ゴム被覆されたコードが剛性の異なる複数のコードからなり、径方向内方ほど剛性の高いコードが配設されることで、前記ビードコア−フィラー体が、径方向内方の高剛性部と径方向外方の低剛性部とよりなり、その界面が、ビードベース面に対し、タイヤ幅方向内側から外側に向って径方向内方に傾斜していることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。