JPH0445366B2

JPH0445366B2 -

Info

Publication number: JPH0445366B2
Application number: JP20461684A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Morikawa; Tetsuya Kuze
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 1984-09-29
Filing date: 1984-09-29
Publication date: 1992-07-24
Also published as: EP0238679A1; EP0238679B1; JPS6181805A

Description

【発明の詳細な説明】

〔発明の技術分野本発明は乗用車用ラジアルタイヤに関し、さら
に詳しくは、乗心地を損なうことなく操縦安定性
及び耐久性を向上すべくビード部からサイドウオ
ール部にかけての構造を改善した乗用車用ラジア
ルタイヤに関するものである。〔従来の技術〕一般にラジアルタイヤは、左右一対のビード部
と、このビード部に連なる左右一対のサイドウオ
ール部と、このサイドウオール部間に位置するト
レツド部からなり、前記左右一対のビード部間
に、タイヤ周方向に対するコード角度が70゜〜90゜
であるカーカス層が装架され、またトレツド部に
おけるカーカス層上に、タイヤ周方向に対するコ
ード角度が10゜〜35゜で互いに交差する複数層のベ
ルト層を配置することにより構成されている。このようにラジアルタイヤは、カーカス層の補
強コードがタイヤ周方向に対して実質的に90゜に
配置されている関係上、走行中においてサイドウ
オール部の変形が容易である。従つて、上下方向
の良好な乗心地が得られる反面、前後方向及び左
右方向に対しては、逆に過剰変形に起因して操舵
応答性の遅れや安定性不良をもたらす傾向があ
る。そこで、従来、乗心地の有利性を維持しつつ上
述した過剰変形に起因する欠点を改善する手段と
して、例えば、特開昭57−18503号公報や特公昭
56−47004号公報が開示されている。前者すなわち、特開昭57−18503号公報は、補
強操をビードフイラーの外側あるいは内側に密着
させ、しかも、この補強層をタイヤ断面高さの50
％〜75％にわたつて配置している。しかるに、タイヤが荷重を受けながら走行する
ときのビード部及びその近辺の応力分布をみる
と、第２図に示すように、そのビード部１からサ
イドウオール部２の下部域部分に、応力中立軸
（面）Ｎ−N′を境にハツチングで示す引張り応力
域とハツチングを示さない圧縮応力域とが発生し
ている。したがつて、上記特開昭57−18503号公報に記
載されたタイヤのうち、補強層をビードフイラー
を外側に配置したタイヤでは、その補強層はリム
フランジ近傍で圧縮変形を受けていることにな
る。しかし、スチールコードからなる補強層は、
引張りに対しては大きな補強効果を発揮するが、
圧縮に対する補強効果は小さいため、ビード部の
耐久性を大幅に向上することはできない。また、
左右方向の変形に対して剛性を大幅に向上させる
わけではないから、操縦安定性の向上にも寄与し
ないのである。また、補強層をビードフイラーの内側に配置し
たタイヤの場合は、補強層はビード部で引張り応
力を受けるため、ビード部の曲げ剛性の向上には
寄与するものの、サイドウオール部では圧縮応力
を受けるためサイドウオール部の補強効果は小さ
い。そのため、高速走行時等にトレツド部のベル
ト層端部に剥離故障を招きやすい欠点を有するも
のである。この欠点を補うために、特開昭57−18503号公
報に記載のタイヤは、補強層をタイヤ断面高さの
50％を超えるように配置して、左右方向の変形に
対して剛性を増加させることを提案しているが、
補強層がタイヤ断面高さ50％を超えて配置された
ことによつて、サイドウオール部のフレツクスゾ
ーンが狭まり、乗心地が悪化する原因になつてい
る。また上記後者の特公昭56−47004号公報に記載
されたタイヤは、補強層が応力中立軸Ｎ−N′に
沿つて配置されている。そのため、補強層は圧縮
応力も引張り応力も受けない状態となり、左右方
向の曲げ変形に対する剛性増加が小さく、操縦安
定性の向上には大きく寄与することができない。〔発明が解決しようとする課題〕本発明の目的は、ビード部からサイドウオール
部にかけての補強構造を改良することにより、ラ
ジアルタイヤが本来有する良好な乗心地性を損な
うことなく、タイヤの操縦安定性及びビード部と
ベルト層端部の耐久性向上を可能にする乗用車用
ラジアルタイヤを提供することにある。〔課題を解決するための手段〕上記目的を達成する本発明は、ビードワイヤの
上にビードフイラーが配置された左右一対のビー
ド部と、このビード部に連なる左右一対のサイド
ウオール部と、このサイドウオール部の間に位置
するトレツド部からなり、前記左右一対のビード
部間に、タイヤ周方向に対するコード角度が70゜
〜90゜である有機繊維コードからなるカーカス層
を装架し、前記トレツド部におけるカーカス層上
に複数層のベルト層を配置した乗用車用ラジアル
タイヤにおいて、前記ビードフイラーを上部ビードフイラーと下
部ビードフイラーとに分割して構成すると共に、
この上部ビードフイラーと下部ビードフイラーと
の境界面を介してスチールコードからなる補強層
を、荷重負荷時に引張り応力域となる前記上部ビ
ードフイラー外側位置であつてタイヤ断面高さＴ
の50％を越えない位置から、下部ビードフイラー
内側位置にあつて前記ビードコアの上端近傍まで
配置したことを特徴とするものである。上記スチールコードからなる補強層（以下、ス
チール補強層と略称する）は、上述のように配置
されることによつて、タイヤが屈曲変形を受ける
とき常に引張り応力を受ける状態となつて、大き
な曲げ剛性を発揮する。すなわち、スチール補強
層は乗心地を悪化する圧縮剛性の増加には実質的
に寄与することがなく、一方にこれに対し下部ビ
ードフイラーと上部フイラーとは圧縮応力を受け
た状態になつているから、乗心地を悪化させずに
ビード部からサイドウオール部下部域までの剛性
を理想的に向上させ、ビード部の耐久性やタイヤ
の操縦安定性を向上させるようになるのである。また、スチール補強層がタイヤ断面高さＴの50
％を超えない範囲で配置されているため、サイド
ウオール部のフレツクスゾーンを狭めることがな
く、乗心地をさらに良好にし、またトレツド部の
ベルト層端部に影響を与えないため、高速走行時
のベルト層端部の剥離故障を抑制することができ
るのである。以下、本発明を図を参照して具体的に説明す
る。第１図は本発明による空気入りラジアルタイヤ
の代表例を判断面にして図示したものである。第１図において、１は左右一対のビード部、２
はこの左右のビード部１にそれぞれ連続するサイ
ドウオール部、３は左右のサイドウオール部２の
間を接続するトレツド部である。４はタイヤ周方
向に対するコード角度が70゜〜90゜の範囲にしたカ
ーカス層４であり、両ビード部１の間をサイドウ
オール部２、トレツド部３の内周にかけて配置さ
れている。またトレツド部３に対応するカーカス
層４は上には、タイヤ周方向に対するコード角度
が10゜〜35゜の範囲で、かつ層間でコードが互いに
交差する複数層のベルト層５が配置されている。上記ビード部１には、ビードコア１ａに接して
下部ビードフイラーが設けられ、さらにこのビー
ドフイラー６のトレツド部３側に上部ビードフイ
ラー７がオーバラツプするように設けられ、この
上部ビードフイラー７のトレツド部側はサイドウ
オール部２まで延びている。カーカス層４は内外
２層設けられている。このうち内側のカーカス層
４は、ビードコア１ａの内側から外側に巻き上げ
られ、その巻き上げ端を下部ビードフイラー６の
外側に沿わせている。また、外側のカーカス層４
は、上部ビードフイラー７と下部ビードフイラー
６の外側に沿つて、ビードコア１ａの外側に巻き
下げられている。８はスチールコードからなるスチール補強層で
ある。この一層のスチール補強層８が上記下部ビ
ードフイラー６と上部ビードフイラー７の境界面
を介して配置されている。このスチール補強層８
は、トレツド部側の端部を上部ビードフイラー７
の外側に沿わせ、中間部を上部ビードフイラー７
と下部ビードフイラー６との境界に狭まれて斜め
に通り、さらに下部ビードフイラー６の内側に沿
つてビードコア１ａの上端に達している。また、
スチール補強層８の上端は、ビードベースからタ
イヤ回転軸に垂直な方向の高さＨが、タイヤ断面
高さＴの50％を超えないように設定されている。また、このスチール補強層８は、上述のような
配置において、第２図に示すようにタイヤが荷重
変形を受けたときに発生する応力分布の引張り応
力域を通るようになつている。しかも、応力中立
線Ｎ−N′から最も遠い上部ビードフイラー７の
外側面および下部ビードフイラー６の内側面に配
置されるため、最も引張り応力の大きい位置を通
るようになつている。したがつて、上記スチール補強層８は常に大き
な引張り応力を受け、大きな曲げ剛性を発生する
ようになつている。また、このようにスチール補
強層８が引張り応力を受けた状態において、下部
ビードフイラー６と上部ビードフイラー７とは圧
縮応力を受けた状態になつているため、これらが
相乗してビード部からサイドウオール部下部付近
は、その剛性が最も効率よく増大した状態にな
る。上述のようにスチール補強層８は、圧縮剛性の
増加に実質的に影響しないで、ビード部からサイ
ドウオール部下部域の剛性を上げているから、乗
心地を悪化させないで、ビード部の耐久性とタイ
ヤの操縦安定性の向上に寄与することになる。ま
た、スチール補強層８は、ビードベースからタイ
ヤ回転軸に垂直な方向の高さＨが、タイヤ断面高
さＴの50％を超えないようにしてあるから、サイ
ドウオール部のフレツクスゾーンを狭めることが
なく、この点からも乗心地を良好にする。また、
同時にベルト層５の端部に影響を与えないから、
ベルト層５の端部の剥離故障を抑制することがで
きる。上述のようにスチール補強層８を応力中立線Ｎ
−N′に対し引張り応力域側を通るように配置す
るには、下部ビードフイラー６と上部ビードフイ
ラー７に狭まれた境界域のタイヤ回転軸に乗直な
方向の距離H₂（すなわち、下部ビードフイラー６
の上端と上部ビードフイラー７の下端との間のタ
イヤ回転軸に垂直な方向の距離に相当）を、上記
スチール補強層８のビードベースからの高さＨに
対し、 0.15×Ｈ≦H₂≦0.5×Ｈの関係に設定するとよく、さらに好ましくは、 0.2×Ｈ≦H₂≦0.4×Ｈの関係に設定するとよい。さらに、この垂直距離H₂の二分の一の位置に
おけるタイヤ回転軸に垂直な方向のビードベース
からの高さH′を、リムフランジ９のタイヤ回転
軸に垂直な方向の高さH₁に対し、 1.50×H₁≦H′≦2.50×H₁ の関係に設定するとよい。すなわち、これらの式による設定条件の範囲内
でFEM計算法（有限要素法）によつて上記応力
中立線Ｎ−N′を求めるようにすればよい。なお、上記式において、H₂、H′、Ｈ等を設定
する順序は任意でよい。日本タイヤ協会規格
（JATMA）に従つてタイヤサイズを決めれば適
用リムも決まるので、この決定からタイヤ断面高
さＴとリムフランジ高さH₁とが特定されるので、
これらＴとH₁を基準にして他のH₂、H′、Ｈ等を
上記式等に従つて、かつスチール補強層が引張り
応力域を通るように規定していけばよい。また、スチール補強層８の補強コード８ａは、
第３図に示すように、タイヤ周方向に対して角度
αをなすように配置されている。この角度αは、
補強コード８ａの補強効率を向上させる上で、
15゜〜45゜の範囲に設定することが好ましい。上記角度αは、15゜未満であると、スチール補
強層８の曲げ剛性が低くなり、また、45゜を超え
ると、曲げ剛性が高くなり過ぎ剛性バランス上好
ましくない。なお、さらに好ましくは、15゜〜30゜の範囲とす
ることが望ましい。また、本発明の場合、スチール補強層８の圧縮
剛性は実質的に考慮する必要がなく、スチール補
強層８の補強コード８ａのタイヤ周方向に対する
角度αをそれぞれのタイヤの目的とする性能に合
せて変えることが可能である。さらに、ビードフイラー６及び上部フイーラー
７は、上述したように圧縮応力を受けるため、こ
の硬度は、JIS硬度60゜〜95゜の範囲に設定するこ
とが好ましい。これは、ビードフイラー６及び上部フイーラー
７のJIS硬度が60゜未満であると、スチール補強層
８との剛性差が大きく耐久性低下の原因となり、
また、95゜を超えると、ビードフイラーの硬度が
硬すぎて乗心地が悪化するので好ましくないから
である。なお、上記硬度は、JIS硬度80゜〜90゜の範囲に
設定することが、スチール補強層８の補強コード
８ａとの剛性差を小さくでき、かつ乗心地性を向
上せしめる上で有利である。さらに、ビードフイラー６と上部フイーラー７
とは、上述したJIS硬度の範囲内で異なつていて
も良く、さらに好ましくは、ビードフイラーのJIS硬度≧上部フイーラーの
JIS硬度、の関係であることが望ましい。これは、ビードフイラーのJIS硬度と上部フイ
ーラーのJIS硬度との関係が、上述した関係とは
逆の関係にすると、ビード部全体として乗心地と
操縦安定性の改善効果が劣り好ましくないからで
ある。〔実施例〕実施例１下記仕様の比較例タイヤＡ、Ｂ、Ｃおよび本発
明タイヤＤを試作し、これらタイヤをそれぞれ試
験車両に装着して、操縦性、安定性および乗心地
について、５人のパネラー（テストドライバー）
により評価した。（タイヤの仕様）タイヤサイズ…195／70R14 適用リム…5J×14 空気圧…2.0Kg／cm² 試験車両の重量…1100Kg タイヤ構造…比較例タイヤＡ：第４図Ａ比較例タイヤＢ：第４図Ｂ比較例タイヤＣ：第４図Ｃ本発明タイヤＤ：第４図Ｄ具体的な寸法…下記第１表に示す通り。上記本発明タイヤＤは、第４図Ｄの構造におい
てスチール補強層が応力中立線Ｎ−N′に対して
引張り応力域を通るようになつている。なお、第１表中のＨ、H′、H₂及び「ビードフ
イラー高さ又は上部フイラーの高さ」の各欄に示
した数値の単位はmmである。また、タイヤサイズ
が上記のように195／70R14であることから、タ
イヤ断面高さＴはJATMAに従つて136mmである。
また、適用リムが5J×14であるので、そのリムフ
ランジ高さH₁は17.5mmである。

【表】

【表】（試験条件及び評価方法）上述した仕様の各タイヤを装着した試験車両
に、５人のパネラーが乗車し、JARI総合試験路
を時速30〜100Km／hrで走行し、操縦性、安定性、
及び乗心地を評価した。評価値は、５人のパネラーにより評価し、その
平均値を10点法で示したもので、点数が高い方が
性能が良いことを意味している。実験の結果を第２表に示す。

【表】第２表から、 (1) 比較例タイヤＢは、比較例タイヤＡに対し
て、操縦性の向上が見られないばかりでなく安
定性及び乗心地が悪くなつている。 (2) 比較例タイヤＣは、比較例タイヤＡに対し
て、操縦性は若干向上しているが、安定性及び
乗心地は大幅に悪くなつている。 (3) 本発明タイヤＤは、比較例タイヤＡに対して
は勿論のこと比較例タイヤＢ、比較例タイヤＣ
に対しても、操縦性、安定性共に大幅に向上せ
しめることができたにもかかわらず、乗心地は
比較例タイヤＡと同等のレベルを確保すること
ができた。ことが判る。実施例２本実験は、上述した実施例１に用いたタイヤと
同等のタイヤを使用し、室内高速耐久試験及び室
内荷重耐久試験を行つた。（タイヤの仕様）実施例１に用いたタイヤと同等。（試験条件）下記第３表に示す通り。

【表】実験の結果を第４表に示す。なお、表はＡを100として指数にて表示してあ
る。

〔発明の目的〕

上述したように本発明は、ビード部におけるビ
ードフイラーを上部ビードフイラーと下部ビード
フイラーとに分割して構成すると共に、この上部
ビードフイラーと下部ビードフイラーとの境界面
を介してスチール補強層を、荷重負荷時に引張り
応力域となる上記上部ビードフイラー外側位置か
ら、下部ビードフイラー内側位置のビードコア上
端近傍まで配置するようにしたので、タイヤ走行
中においてスチール補強層を常に引張り応力を受
けた状態にしつつ、下部ビードフイラーと上部ビ
ードフイラー圧縮応力状態に維持するため、スチ
ール補強層に圧縮剛性を発生させないようにして
ビード部からサイドウオール部の下部付近の剛性
を最も効率よく増大させることができる。さら
に、上記スチール補強層のビードベースからタイ
ヤ回転軸に垂直な方向の高さＨをタイヤ断面高さ
Ｔの50％を超えない大きさにしたことによつて、
良好な乗心地性に必要なフレツクスゾーンを維持
するようにする。従つて、乗心地を損なうことなく操縦安定性及
びビード部やベルト層端部の耐久性（特に高速耐
久性並びに荷重耐久性）を大幅に向上することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例からなる乗用車用ラジ
アルタイヤを示す一部を切欠した断面説明図、第
２図は走行中においてタイヤに荷重が掛つた場合
を示す一部を切欠した断面説明図、第３図は本乗
用車用ラジアルタイヤの要部を示す説明図、第４
図Ａ〜Ｄは比較例タイヤ及び本発明タイヤの要部
を示す断面説明図である。１……ビード部、１ａ……ビードコア、２……
サイドウオール部、３……トレツド部、４……カ
ーカス層、５……ベルト層、６……ビードフイラ
ー、６ａ……ビードフイラーの内側、７……上部
フイラー、７ｂ……上部フイーラーの外側、８…
…スチール補強層、９……リムフランジ。

Claims

【特許請求の範囲】１ビードワイヤの上にビードフイラーが配置さ
れた左右一対のビード部と、このビード部に連な
る左右一対のサイドウオール部と、このサイドウ
オール部の間に位置するトレツド部からなり、前
記左右一対のビード部間に、タイヤ周方向に対す
るコード角度が70゜〜90゜である有機繊維コードか
らなるカーカス層を装架し、前記トレツド部にお
けるカーカス層上に複数層のベルト層を配置した
乗用車用ラジアルタイヤにおいて、前記ビードフイラーを上部ビードフイラーと下
部ビードフイラーとに分割して構成すると共に、
この上部ビードフイラーと下部ビードフイラーと
の境界面を介してスチールコードからなる補強層
を、荷重負荷時に引張り応力域となる前記上部ビ
ードフイラー外側位置であつてタイヤ断面高さＴ
の50％を越えない位置から、下部ビードフイラー
内側位置であつて前記ビードコアの上端近傍まで
配置したことを特徴とする乗用車用ラジアルタイ
ヤ。