(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ビードワイヤの外周側に、タイヤ周方向に走る有機繊維コードの埋設されたビードフィラーが配され、このビードフィラーが、タイヤサイドウォール部のタイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向外方に延在するとともに、有機繊維コードをゴムに埋設してなる紐状物をタイヤ周方向に積層巻回してなり、タイヤ径方向外方の領域で前記紐状物の間にゴム層を介在させて前記紐状物を巻回させることにより、前記有機繊維コードの配設密度がタイヤ径方向外方ほど小さくされたこと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７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】
また、従来の構造で軽量化を図ると、「柔」構造となり動きの大きいショルダー部において剛性を確保することが困難となり、操縦安定性やロードノイズ性能が悪化するという問題がある。
【０００８】
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。
【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、ビードワイヤの外周側に、タイヤ周方向に走る有機繊維コードの埋設されたビードフィラーが配され、このビードフィラーが、タイヤサイドウォール部のタイヤ最大幅位置よりもタイヤ径方向外方に延在するとともに、有機繊維コードをゴムに埋設してなる紐状物をタイヤ周方向に積層巻回してなり、タイヤ径方向外方の領域で前記紐状物の間にゴム層を介在させて前記紐状物を巻回させることにより、前記有機繊維コードの配設密度がタイヤ径方向外方ほど小さくされたこと特徴とする。
【００１０】
このようにビードフィラーにタイヤ周方向に走る有機繊維コードを埋設させることにより、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。即ち、軽量化した場合でもビード部の剛性を維持することができる。また、このビードフィラーをサイド部のタイヤ最大幅位置よりも径方向外方に延在させることにより、動きの大きいショルダー部近傍についても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、軽量化を図りつつ、操縦安定性を向上させることができ、また、ショルダー部近傍の振動を抑えてロードノイズを低減させることができる。また、このようにコードをタイヤ周方向に、即ち配設角度をほぼ０°として配することにより、タイヤの縦剛性ｋｚが過度に大きくなるのを防いで、乗心地性の低下を抑えることもできる。
【００１１】
また、有機繊維コードの配設密度をタイヤ径方向外方ほど小さくしたことにより、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い。そのため、ビードフィラーの剛性が径方向外方ほど低減して、タイヤを撓みやすくすることができるので、ロードノイズ低減効果を維持しつつ、乗心地と操縦安定性を両立させることができる。
【００１２】
また、タイヤ径方向外方の領域で前記紐状物の間にゴム層を介在させることにより、前記有機繊維コードの配設密度がタイヤ径方向外方ほど小さくしたので、有機繊維コードの切断端を少なくすることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の１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。
【００１４】
図１は、本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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
前記ビードフィラー２６は、硬質ゴムに有機繊維コード２９を埋設せしめた複合体よりなる。この有機繊維コード２９は、タイヤ周方向に走り、径方向に積層した状態で埋設されている。かかる有機繊維コード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。
【００１９】
ビードフィラー２６は、タイヤ最大幅位置４２よりも径方向外方に延在してサイド部１４を補強している。詳細には、ビードフィラー２６は、カーカス２０の外側に隣接して、ビード部１２からサイド部１４を経てショルダー部１６まで延在しており、ベルト２２の幅方向外端２２ａに近接して終端している。
【００２０】
このビードフィラー２６は、図２に示すような１又は複数本の有機繊維コード２９が埋設されたゴム３０製の紐状物２８を１又は複数種用いて、これらを図３に示すようにタイヤ周方向に積層巻回して構成されている。このように紐状物２８を周方向に巻回して構成することにより、有機繊維コード２９の配設角度がほぼ０°となるため、タイヤ縦剛性ｋｚが過度に大きくなるのを防ぐことができ、乗心地性の悪化を抑制することができる。また、有機繊維コード２９の切断端が少ないので、耐久性に優れる。
【００２１】
ここで、ビードフィラー２６の単位断面積当りの引張モジュラスは、径方向外方ほど小さいことが好ましい。ビードフィラー２６の剛性が径方向外方ほど低減することから、タイヤが撓みやすくなり、乗心地性能が向上するからである。
【００２２】
以下に、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径方向外方ほど小さくする構成の具体例を説明する。
【００２３】
図４は、径方向外方ほど引張モジュラスの小さい有機繊維コード２９を埋設せしめた構成例（但し、参考例である。）を示している。
【００２４】
この例では、ビードフィラー２６は、２本の有機繊維コード２９をゴム３０に埋設してなる紐状物２８を３種用いて、これらを、タイヤ周方向に順次積層巻回することにより形成されている。その際、径方向外方に巻回される紐状物２８ほど引張モジュラスの小さい有機繊維コード２９で構成したものを用いている。
【００２５】
詳細には、ビードフィラー２６をその径方向において３つの領域に分け、ビード部１２に配される下部領域Ａを高モジュラス領域、ビード部１２の上部からタイヤ最大幅位置４２近傍にわたって配される中央領域Ｂを中モジュラス領域、タイヤ最大幅位置４２近傍からショルダー部１６にかけて配される上部領域Ｃを低モジュラス領域とする。そして、下部領域Ａを構成する紐状物２８ａには、有機繊維コード２９として、アラミドコード等の引張モジュラスの高いコードを用い、中央領域Ｂを構成する紐状物２８ｂには、アラミドとナイロン若しくはポリエステルとの複合コードといった引張モジュラスのより小さいコードを用い、さらに上部領域Ｃを構成する紐状物２８ｃには、ナイロンコード等のさらに引張モジュラスの小さいコードを用いる。なお、図中、３４，３６はタイヤ成形時における空気の抱込みを防止するための環状のゴム部材を示している。
【００２６】
図５及び図６は、いずれも有機繊維コード２９の配設密度をビードフィラー２６の径方向外方ほど小さくした構成例を示している。但し、図５は実施例であり、図６は参考例を示す。
【００２７】
図５に示す例では、ビードフィラー２６が、３本の有機繊維コード２９をゴム３０に埋設してなる１種の紐状物２８を、タイヤ周方向に積層巻回してなり、その巻回時に、ビードフィラー２６の径方向外方領域において紐状物２８の積重ねられる層間にゴム層３２を介在させている。
【００２８】
詳細には、ビードフィラー２６をその径方向において４つの領域に分け、ビードワイヤ２４の直上に配される第１領域Ｋでは、紐状物２８を直接積み重ねるように巻回する。そして、その径方向外方の第２，３，４領域Ｌ，Ｍ，Ｎでは、ゴム層３２を介在させて巻回し、かかるゴム層３２の厚みを、第２，３，４領域Ｌ，Ｍ，Ｎの順に厚くする。これにより、径方向外方ほど繊維密度の低いビードフィラー２６を形成している。
【００２９】
図６に示す例では、有機繊維コード２９の埋設本数の異なる３種の紐状物２８ａ，２８ｂ，２８ｃを用いて、これらを、埋設本数の多いものから順次タイヤ周方向に積層巻回することによりビードフィラー２６が形成されている。詳細には、上記下部領域Ａでは３本、中央領域Ｂでは２本、上部領域Ｃでは１本の有機繊維コード２９がそれぞれ埋設された同一幅の紐状物２８をそれぞれ巻回することにより、径方向外方ほど繊維密度の低いビードフィラー２６を形成している。
【００３０】
なお、このように有機繊維コード２９の配設密度を径方向外方ほど小さくする場合、図６に示す埋設本数の異なる複数種の紐状物２８を用いて構成するよりも、図５に示す１種の紐状物２８を用いてゴム層３２を介在させる方が、有機繊維コード２９の切断端を少なくすることができる点より好ましい。
【００３１】
また、以上の構成例の如く、ビードフィラー２６が紐状物２８の巻回体である場合、かかるタイヤを製造するに際しては、予め紐状物２８を所定形状に巻回しておいて、タイヤ成形時にこの巻回体をビードワイヤ２４の外周に配してビードフィラー２６を形成しても、あるいは、タイヤ成形時にビードワイヤ２４の外周に紐状物２８を直接巻きつけてビードフィラー２６を形成してもよい。
【００３２】
なお、以上の構成例においては、いずれも紐状物２８として扁平な帯状のものを用いて、タイヤ幅方向に重ねずに径方向にのみ積み上げる構成としたが、本発明はこれに限定されることなく、例えば、図２（ｂ）に示す１本の有機繊維コード２９が埋設された断面円形の紐状物２８を用いて、タイヤ幅方向及び径方向に適宜に配しながら周方向に巻回する構成としてもよい。
【００３３】
以上説明した本実施形態のラジアルタイヤ１０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を埋設させているので、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。即ち、軽量化した場合でもビード部１２の剛性を維持することができる。しかも、このビードフィラー２６をサイド部１４のタイヤ最大幅位置４２よりも径方向外方に延在させることにより、動きの大きいショルダー部１６近傍の剛性を小さなボリュームで高めることができるので、タイヤ軽量化を図りつつ、操縦安定性を向上させることができるとともに、ショルダー部１６近傍の振動を抑えてロードノイズを低減させることができる。
【００３４】
なお、このように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２８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。
【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１〜３（但し、実施例１及び３は参考例である。）
表１に示すタイヤ構成により実施例１〜３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。
【００３７】
実施例１：図４に示す構造。下部領域Ａの高さを０〜２７ｍｍ、中央領域Ｂの高さを２７〜５４ｍｍ、上部領域Ｃの高さを５４〜７８ｍｍに設定した。紐状物２８は、幅２．４ｍｍ、厚み１．５ｍｍのものを用いた。そして、各領域において巻回する紐状物２８の有機繊維コード２９として、下部領域Ａでは、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）、中央領域Ｂでは、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）、上部領域Ｃでは、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）を用いた。
【００３８】
実施例２：図５に示す構造。第１領域Ｋの高さを０〜１９．５ｍｍ、第２領域Ｌの高さを１９．５〜３９．５ｍｍ、第３領域Ｍの高さを３９．５〜５９．５ｍｍ、第４領域Ｎの高さを５９．５〜７７．５ｍｍに設定した。紐状物２８の幅及び厚みは実施例１と同様。有機繊維コード２９は、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）を用いた。第１領域Ｋでは紐状物２８のみで巻回し、第２領域Ｌでは厚み０．５ｍｍのゴム層３２ｌを介在させ、第３領域Ｍでは厚み１．０ｍｍのゴム層３２ｍを介在させ、第４領域Ｎでは厚み１．５ｍｍのゴム層３２ｎを介在させて巻回した。
【００３９】
実施例３：図６に示す構造。各領域の高さ並びに紐状物２８の幅及び厚みは実施例１と同様。有機繊維コード２９は、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）を用いた。
【００４０】
実施例１〜３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。
【００４１】
【表１】
0004220050.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１〜３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。
【００４２】
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８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。
【００４３】
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。
【００４４】
表１に示すように、実施例１〜３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いる。
【００４５】
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１〜３では、比較例１と同等もしくはより高い良好な性能を示した。
【００４６】
また、実施例１〜３のタイヤは、乗心地性についても比較例１と同等もしくはより高い良好な性能を示した。
【００４７】
さらに、実施例１〜３は、比較例１，２に比べて、ロードノイズ性能が大幅に改善されていた。
【００４８】
以上のように、実施例１〜３のタイヤでは、操縦安定性、乗心地性、ロードノイズ性能等のタイヤの運動性能を維持・向上させつつ、軽量化を図ることができた。
【００４９】
【発明の効果】
本発明の空気入りラジアルタイヤであると、ビードフィラーにタイヤ周方向に走る有機繊維コードを埋設させ、このビードフィラーをタイヤ最大幅位置よりも径方向外方に延在させることにより、ビード部のみならず、ショルダー部近傍についても小さなボリュームで大きな剛性を得ることができる。そのため、操縦安定性やロードノイズ性能等のタイヤの運動性能を維持・向上させながら、タイヤの軽量化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の１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】紐状物の断面斜視図であり、（ａ）は３本の有機繊維コードが埋設された例、（ｂ）は１本の有機繊維コードが埋設された例をそれぞれ示している。
【図３】本実施形態におけるビードフィラーの側面図である。
【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】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６】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７】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８】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……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……紐状物
２９……有機繊維コード
３２……ゴム層
４２……タイヤ最大幅位置
【図１】
0004220050.tif 000003
【図２】
0004220050.tif 000004
【図３】
0004220050.tif 000005
【図４】
0004220050.tif 000006
【図５】
0004220050.tif 000007
【図６】
0004220050.tif 000008
【図７】
0004220050.tif 000009
【図８】
0004220050.tif 000010