(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビードワイヤの外周側に配されたビードフィラーが、ゴム被覆された有機繊維コードを螺旋状に巻回してなる巻回層をタイヤ幅方向に複数層積層してなり、
前記巻回層の外径が、タイヤ幅方向外側のものほど小さいことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
【請求項２】
タイヤ幅方向外側の巻回層ほど引張モジュラスの高い有機繊維コードで形成されていることを特徴とする請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
【請求項３】
ビードワイヤの外周側に配されたビードフィラーが、ゴム被覆された有機繊維コードを螺旋状に巻回してなる巻回層をタイヤ幅方向に複数層積層してなり、
前記巻回層の有機繊維コードの配設密度が、タイヤ径方向外方ほど疎であることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
【発明の詳細な説明】
【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ｘ，ｙ，ｚ各方向における主たる剛性補強材として、ビードワイヤ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】
近年、タイヤの高性能化に伴ない、図９に示すように、ビードフィラー１００の外側面に、スチール等よりなるビード補強層１０２を配設することがなされている。
【０００４】
【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。
【０００５】
しかしながら、上記従来の構造のままでタイヤの軽量化を図ると、タイヤ全体の剛性が不足することになり、上記要求に応えるためにタイヤの運動性能を損ねるという問題がある。
【０００６】
すなわち、上記従来の構造においては、ビード補強層１０２がビード部１２のボリュームを高めており、また、このビード補強層１０２がスチールよりなる場合その大きな比重によりタイヤ重量を大きくする。さらに、ゴム製のビードフィラー１００とスチール等よりなるビード補強層１０２とを組合せているので、両者の剛性バランスをとるためにビードフィラー１００のボリュームが大きくなってしまう。これらが原因となり、タイヤ諸特性を維持しながら軽量化を図ることが困難となっている。
【０００７】
そこで、本発明は、タイヤの運動性能を維持・向上しながら軽量化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。
【０００８】
【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、ビードワイヤの外周側に配されたビードフィラーが、ゴム被覆された有機繊維コードを螺旋状に巻回してなる巻回層をタイヤ幅方向に複数層積層してなることを基本構成とする。
【０００９】
これにより、ビードフィラーは、タイヤ周方向に走る有機繊維コードによって、ゴムのみからなる場合に比べ、剛性が大幅に向上する。そのため、小さなボリュームで大きな剛性を得ることができるので、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る。また、有機繊維コードを巻回してなる巻回層をタイヤ幅方向に積層してビードフィラーを構成するので、外径や繊維構成の異なる巻回層を積層することにより、容易にタイヤの剛性の強さとバランスをコントロールすることができる。また、このようにゴム被覆されたコードを螺旋状に巻回する構成であると、コードの切断端が少ないため耐久性に優れ、また、コードの配設角度がほぼ０°であるためタイヤの縦剛性ｋｚが過度に大きくならず乗心地性の低下を抑えられる。
【００１２】
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、巻回層の外径が、タイヤ幅方向外側のものほど小さいことを特徴とする。これにより、ビードフィラーにおける有機繊維コードの配設本数が径方向外方ほど少なく、即ちビードフィラーの上部ほど有機繊維量を少なくすることができるので、タイヤの撓みを作りやすくし、しなやか且つしっかりとした走行を可能にする。
【００１３】
請求項２記載の空気入りラジアルタイヤは、請求項１記載のものにおいて、タイヤ幅方向外側の巻回層ほど引張モジュラスの高い有機繊維コードで形成したものである。このように幅方向外側ほどモジュラスの高い有機繊維コードを配することで、上記巻回層の外径構成との組合せにより、タイヤの剛性バランスをコントロールすることができ、乗心地を犠牲にすることなく、さらに操縦安定性を向上させることができる。
【００１４】
請求項３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、前記巻回層の有機繊維コードの配設密度が、タイヤ径方向外方ほど疎であることを特徴とする。これにより、ビードフィラーの単位断面積当りの引張モジュラスが、タイヤ径方向外方ほど小さくなるので、タイヤの剛性バランスをコントロールすることができ、乗心地を犠牲にすることなく、操縦安定性を向上させることができる。
【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、第１の実施形態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。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は、環状のワイヤよりなるビードワイヤ２４とその径方向外方に配された断面略三角形状のビードフィラー２６とを備える。
【００１８】
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、ビードワイヤ２４及びビードフィラー２６の周りに内側から外側に向って巻上げられて係止されている。２０ａがこの巻上げられたカーカス２０のターンアップ部である。
【００１９】
ベルト２２は、トレッド部１８においてカーカス２０の径方向外側に配されて、その幅方向外端２２ａがショルダー部１６で終端している。
【００２０】
前記ビードフィラー２６には、タイヤ周方向に走る有機繊維コード２９が埋設されている。このビードフィラー２６は、有機繊維コード２９を螺旋状に巻回してなる巻回層２８を、タイヤ幅方向に複数層積層して構成されている。ここで、巻回層２８は、図２に示す有機繊維コード２９をゴム３０で被覆してなる紐状物３２を、図３に示すように螺旋状に巻回した中空円板状をなして構成されている。
【００２１】
このビードフィラー２６は、詳細には、図４に示すように、４層の巻回層２８ａ，２８ｂ，２８ｃ，２８ｄを積層して形成されている。各巻回層２８ａ，２８ｂ…は、異なる外径を有し、幅方向外側ほど外径が小さく形成されている。すなわち、最も内側に配された第１巻回層２８ａが最も外径が大きく、その外側に順次積層された第２，３，４巻回層２８ｂ，２８ｃ，２８ｄが順次小さくなって、全体として断面略三角形状をなしている。これにより、ビードフィラー２６の上部ほど有機繊維量を少なくして、タイヤを撓みやすくしている。
【００２２】
ここで、ビードフィラー２６の高さ、即ち、ビードワイヤ２４の外周面から第１巻回層２８ａの径方向外端までの距離は、２５ｍｍ以上であることが、剛性を確保する上で好ましい。
【００２３】
図５は、本発明の第２の実施形態に係る空気入りラジアルタイヤ４０を示している。
【００２４】
この実施形態では、上記第１の実施形態に対して、ビードフィラー２６が、タイヤ径方向外方に延在してサイド部１４を補強している点に特徴を有する。すなわち、最も内側に配された第１巻回層２８ａが、ビード部１２からサイド部１４を経てショルダー部１６まで延在している。この第１巻回層２８ａは、カーカス２０の外側に隣接して配されており、ベルト２２の幅方向外端２２ａに近接して終端している。この実施形態では、ビードフィラー２６は、図６に示すように、３層の巻回層２８ａ，２８ｂ，２８ｃで形成されており、第１の実施形態と同様、幅方向外側ほど外径が小さく構成されている。これにより、ビードフィラー２６は、図５に示すように、ビード部１２においては第１の実施形態と同様に断面略三角形状をなし、その上端がビード部１２から外方に延びた形状を有している。なお、このようにビードフィラー２６を延在させてサイド部１４を補強する場合、タイヤ最大幅位置４２よりも径方向外方まで延在させることが好ましい。
【００２５】
以上説明した第１及び第２の実施形態のラジアルタイヤ１０，４０であると、ビードフィラー２６にタイヤ周方向に走る有機繊維コード２９が埋設されているので、ゴムのみからなる場合に比べて、剛性が大幅に向上する。そのため、小さなボリュームで大きな剛性を得ることができるので、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、有機繊維コード２９入りの紐状物３２を巻回してなる巻回層２８をタイヤ幅方向に複数層積層してビードフィラー２６を構成しているので、外径や繊維構成の異なる巻回層２８を積層することにより、容易にタイヤの剛性の強さとバランスをコントロールすることができる。
【００２６】
特に、第２の実施形態のように第１巻回層２８ａをサイド部１４に延在させることにより、サイド部１４の剛性を高めることができ、特に操縦安定性を大幅に向上させることができる。
【００２７】
以上において、有機繊維コード２９としては、ナイロン，ポリエステル，アラミド等の有機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。
【００２８】
また、かかるビードフィラー２６を形成する方法としては、予め巻回層２８を積層しておいてその積層体をタイヤ成形時にビードワイヤ２４の外周に配したり、あるいはビードワイヤ２４上で巻回層２８を積層したり、更には、タイヤ成形時にビードワイヤ２４の外周に紐状物３２を直接巻きつけて巻回層２８を形成しそれらを積層したりする方法が適用できる。以上においては、各巻回層２８をそれぞれ別体に形成してそれらを積層しても、あるいは、１本の紐状物３２を連続して巻回することにより２層以上の巻回層２８を積層状態に一体に形成してもよい。
【００２９】
上記各実施形態においては、ビードフィラー２６の単位断面積当りの引張モジュラスをタイヤ径方向外方ほど小さくすることが好ましい。例えば、第２の実施形態における一例について説明すると、図７に示すように、径方向外方に延在されたビードフィラー２６を当該径方向において３つの領域に分ける。そして、ビード部１２に配される下部領域Ａを、図６に示す構造と同様に、紐状物３２のみにより形成し、有機繊維コード２９の配設密度の高い領域とする。ビード部１２の上部からタイヤ最大幅位置近傍にわたって配される中央領域Ｂについては、紐状物３２を巻回する際にゴムのみからなるゴム層３３を介在させることにより、有機繊維コード２９の配設密度を下部領域Ａよりも低くする。タイヤ最大幅位置近傍からショルダー部１６にかけて配される上部領域Ｃについては、中央領域Ｂよりも更に厚いゴム層３３を介在させることにより、有機繊維コード２９の配設密度をさらに低くする。このようにビードフィラー２６の延在させた部分、特にタイヤ最大幅位置からショルダー部１６にかけて配される部分の剛性を比較的低くすることにより、乗心地を犠牲にすることなく、操縦安定性を向上させることができる。
【００３０】
なお、ビードフィラー２６の単位断面積当りの引張モジュラスをタイヤ径方向外方ほど小さくする構成としては、上記のようにビードフィラー２６を径方向に複数の領域に分けて段階的に変化させても、あるいは、例えば、厚みが漸次変化するゴム層を紐状物３２とともに巻回することにより、ビードフィラー２６の径方向で漸次変化させてもよい。
【００３１】
また、上記各実施形態においては、タイヤ幅方向外側の巻回層２８ほど引張モジュラスの高い有機繊維コード２９を用いて形成することが好ましい。例えば、第２の実施形態における一例について説明すると、図８に示すように、各巻回層２８ａ，２８ｂ，２８ｃを構成する有機繊維コード２９は、その引張モジュラスが、第１巻回層２８ａ＜第２巻回層２８ｂ＜第３巻回層２８ｃの順に、幅方向外側の巻回層ほど高くなっている。このように外径の小さい巻回層２８ほど剛性を高くすることにより、ビードフィラー下部の剛性を優先的に高めることができ、よって乗心地を犠牲にすることなく、さらに操縦安定性を向上させることができる。
【００３２】
【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。
【００３３】
実施例１〜４
表１に示すタイヤ構成により実施例１〜４の各タイヤを作成した。各タイヤにおけるビードフィラー２６の構造は以下のとおりである。なお、カーカスプライとしては、１５００デニールのポリエステルの２本撚りコードの打込み本数２６本／インチのものを用いた。
【００３４】
実施例１：図４に示す構造。有機繊維コード２９として１２６０デニールのナイロン６６の２本撚りコード（引張モジュラス＝４ｋＮ／ｍｍ２）を用い、これをゴム被覆してなる断面１．５ｍｍ×１．５ｍｍの紐状物３２を巻回して巻回層２８を形成した。各巻回層の高さは、第１巻回層２８ａ＝３９ｍｍ、第２巻回層２８ｂ＝３０ｍｍ、第３巻回層２８ｃ＝１８ｍｍ、第４巻回層２８ｄ＝６ｍｍとした。なお、巻回層の高さとは、ビードワイヤ２４の外周面から巻回層２８の外端までの長さをいう。
【００３５】
実施例２：図６に示す構造。実施例１と同様の紐状物３２を用いた。各巻回層の高さは、第１巻回層２８ａ＝７８ｍｍ、第２巻回層２８ｂ＝３０ｍｍ、第３巻回層２８ｃ＝１２ｍｍとした。
【００３６】
実施例３：図７に示す構造。実施例１と同様の紐状物３２を用いた。下部領域Ａの高さを０〜２４ｍｍ、中央領域Ｂの高さを２４〜５０．４ｍｍ、上部領域Ｃの高さを５０．４〜７７．４ｍｍに設定した。即ち、第１巻回層２８ａについては、２４ｍｍまでは紐状物３２のみで巻回し、２４〜５０．４ｍｍで、厚み＝０．７ｍｍのゴム層３３を挟み込んで巻回し、５０．４〜７７．４ｍｍで、厚み＝１．５ｍｍのゴム層３３を挟み込んで巻回した。また、第２巻回層２８ｂについては、２４ｍｍまでは紐状物３２のみで巻回し、２４〜３０．６ｍｍで、厚み０．７ｍｍのゴム層３３を挟み込んで巻回した。さらに、第３巻回層２８ｃは、紐状物３２のみで１２ｍｍまで巻回した。
【００３７】
実施例４：図８に示す構造。紐状物３２として、第１巻回層２８ａでは、実施例１と同様のものを用いた。第２巻回層２８ｂでは、その有機繊維コード２９として、８４０デニールのナイロン６６と１５００デニールのアラミドとを撚合せたコード（引張モジュラス＝８ｋＮ／ｍｍ２）を用いた。第３巻回層２８ｃでは、有機繊維コード２９として、１５００デニールのアラミドの２本撚りコード（引張モジュラス＝４０ｋＮ／ｍｍ２）を用いた。各巻回層の高さは、実施例２と同様とした。
【００３８】
実施例１〜４のタイヤにつき、タイヤ重量を測定し、２０００ｃｃのＦＲ車に装着して、操縦安定性、乗心地性及びロードノイズ性能を測定した。結果を表１に示す。なお、操縦安定性、乗心地性及びロードノイズ性能は、実車走行時における官能評価であり、表１には、後記の比較例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。数値は大きい方が性能が良いことを示す。
【００３９】
【表１】
0004220048.tif 000002
比較例１，２
表１に示すタイヤ構成により比較例１，２の各タイヤを作成し、実施例１〜４と同様にしてタイヤの物性を測定した。結果を表１に示す。
【００４０】
なお、比較例１のタイヤは、軽量化されていない従来の一般的なタイヤであり、ビードフィラー構造としては、図１０に示す構造を用いた。即ち、ビードフィラー１００として、底辺７ｍｍ、高さ３５ｍｍの三角形の断面構造を有する硬質ゴム部材を用い、その外側面に２＋２×０．２５ｍｍのスチールコードよりなるビード補強層１０２を、角度２０°、打込み本数１９本／インチで、４５ｍｍの高さまで配した。
【００４１】
比較例２のタイヤは、比較例１と同一のビードフィラー構造とし、カーカスのプライ枚数を、比較例１の２枚から１枚に減じて軽量化を図ったタイヤである。
【００４２】
表１に示すように、実施例１〜４のタイヤは、比較例１のタイヤに比べて大幅な軽量化が図られており、比較例２に対してもやや軽くなっている。
【００４３】
そして、比較例２のタイヤが比較例１に対し操縦安定性が大きく低下していたのに対して、実施例１のタイヤはその低下幅が小さい。また、実施例１のタイヤは、比較例１のタイヤと比べて乗心地性に優れていた。
【００４４】
実施例２のタイヤでは、比較例１のタイヤと比べて操縦安定性が大きく向上していた。
【００４５】
実施例３のタイヤでは、比較例１のタイヤに比べて操縦安定性がやや低下しているものの、比較例２に対しては大きく改善されており、また、乗心地性については、比較例２と同様に良好であった。また、ロードノイズ性能が大幅に改善されていた。
【００４６】
実施例４のタイヤでは、比較例１に対し、乗心地性を犠牲にすることなく、操縦安定性及びロードノイズ性能が大幅に改善されていた。
【００４７】
以上のように、実施例１〜４のタイヤでは、比較例２の如く大きくタイヤ物性を悪化させることなく、即ちタイヤ物性を維持・向上させながら軽量化が図られていた。
【００４８】
【発明の効果】
本発明の空気入りラジアルタイヤであると、有機繊維コードを巻回してなる巻回層をタイヤ幅方向に積層してビードフィラーを構成することにより、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る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態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、ビードフィラーを構成する巻回層を形成するための紐状物の断面斜視図である。
【図３】前記巻回層の平面図である。
【図４】実施例１のビードフィラーの断面構造を示す模式図である。
【図５】第２の実施形態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６】実施例２のビードフィラーの断面構造を示す模式図である。
【図７】実施例３のビードフィラーの断面構造を示す模式図である。
【図８】実施例４のビードフィラーの断面構造を示す模式図である。
【図９】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。
【図１０】比較例１，２のビードフィラーの断面構造を示す模式図である。
【符号の説明】
１０，４０……空気入りラジアルタイヤ
１２……ビード部
１４……サイド部
１６……ショルダー部
２４……ビードワイヤ
２６……ビードフィラー
２８……巻回層
２８ａ…第１巻回層
２８ｂ…第２巻回層
２８ｃ…第３巻回層
２８ｄ…第４巻回層
２９……有機繊維コード
３０……ゴム
３２……紐状物
【図１】
0004220048.tif 000003
【図２】
0004220048.tif 000004
【図３】
0004220048.tif 000005
【図４】
0004220048.tif 000006
【図５】
0004220048.tif 000007
【図６】
0004220048.tif 000008
【図７】
0004220048.tif 000009
【図８】
0004220048.tif 000010
【図９】
0004220048.tif 000011
【図１０】
0004220048.tif 000012