JP2005178429A - タイヤ軸方向に非対称なベルト層を有する空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 車両の高速時の操縦安定性を高めると共にタイヤの磨耗を減少し、車内の騒音を増加させない空気入りラジアルタイヤを得ることを目的とする。
【解決手段】 ベルト層２０は、半径方向内外に重なる２層以上のベルトプライから構成され、少なくとも半径方向最外側のベルトプライである上層ベルトプライ２２がタイヤ軸方向に分割され、タイヤ１が車両に装着された際に、分割された上層ベルトプライ２２は、タイヤ軸方向の外側（非車体側）ベルトプライ２２ａのベルトコード傾斜角度θ１がタイヤ軸方向の内側（車体側）ベルトプライ２２ｂのベルトコード傾斜角度θ２より小さく設定されてタイヤ軸方向に非対称な構成を有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、車両、好適には自動車のための空気入りラジアルタイヤに関し、特に、
操縦安定性を高める改良が施された空気入りラジアルタイヤに関するものである。

道路網の整備、車両の高性能化にともない、タイヤに対しては、耐久性、乗心地性の向上、騒音発生の減少の要求に加えて、操縦安定性とりわけ高速運転時における操縦安定性を高めることが求められている。このため、タイヤのトレッド踏面部で感じた動きをサイドウォール部を経由してホィールから車本体へ早く伝達されるように、図７に示すようにサイドウォール部からビード部にかけての剛性を上げて操縦安定性を高めることが行われるが、これら部分の剛性を上げると乗心地性が低下し、車内の騒音も増加することとなる。

また、操縦安定性を確保するために、非対称のトレッドパターンを施した空気入りタイヤが知られている。この公知の空気入りタイヤにおいては、車両装着状態におけるタイヤ軸方向外側のトレッド面での実際にトレッドが地面に接する面積を大きくして、乾いた路面や旋回時の操縦安定性を向上させると共に、タイヤ軸方向内側のトレッド面でのトレッドに占める溝の割合を大きくし、排水性を高めて濡れた路面での操縦安定性を確保している。

ところが、タイヤのトレッド面を非対称にしてトレッド面のタイヤ軸方向の外側と内側のパターンの機能を別々にする場合では、外側トレッドと内側トレッドのパターンの構成を大きく変えることが必要になる。パターンの構成を大きく変えると、外側と内側のトレッドの接地面積やトレッド剛性が大きく異なることとなり、その結果タイヤ軸方向の外側と内側とでタイヤの磨耗差が大きくなる。

これを防止するために、外側トレッドのネガティブ率と内側トレッドのネガティブ率との差を５％以下としたものがある（例えば、特許文献１参照。）。ここで、「ネガティブ率」とは、溝面積を含むタイヤの全接地面積で溝面積を割った値に１００をかけて得た値である。しかし、この場合には、新しいパターンが必要となり、タイヤを成形する金型を新たに製作する必要が生じ、タイヤ製造コストが上昇し、タイヤの単価が高価なものとなる。

また、タイヤのベルト層を左右対称に分割した空気入りタイヤが知られているが、この公知のものは、車両の片流れを防止して直進性を改善することを目的とし、磨耗性の向上を得るものではない（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００３−１７０７０５号公報 特開平０３−１２１９０６号公報

本発明は、上記従来の空気入りタイヤの問題を解決するためになされたもので、車両の高速時の操縦安定性を高めると共に、タイヤの車軸方向の外側と内側の磨耗差が生じないようにし、併せて乗心地性を向上し、車内の騒音を増加させない空気入りラジアルタイヤを得ることと、タイヤ成形金型の新設を不要として、価格を上げない空気入りラジアルタイヤを提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明の構成上の特徴は、トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアで折り返す折り返し部を両端に有したボディプライと、このボディプライの外周にタイヤ周方向に巻着されたベルト層と、このベルト層の外周に周方向に配設されたトレッドとを備えた空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルト層を半径方向内外に重なる２層以上のベルトプライから構成し、少なくとも半径方向最外側のベルトプライである上層ベルトプライをタイヤ軸方向に分割し、該タイヤが車両に装着されたときのタイヤ軸方向の外側と内側の前記上層ベルトプライのベルトコードのタイヤの周方向に対する傾き角度を異ならせ、かつタイヤ軸方向外側のベルトプライのベルトコードの傾き角度をタイヤ軸方向の内側の前記ベルトプライのベルトコードの傾き角度より小さくしたことである。

上記課題を解決するため、請求項２に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１において、タイヤ軸方向に分割された前記上層ベルトプライにおける前記タイヤが車両に装着されたときのタイヤ軸方向の外側ベルトプライの幅を、内側ベルトプライの幅よりも広く設定したことである。

上記課題を解決するため、請求項３に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１又は２において、上層ベルトプライに接する半径方向内側のベルトプライである下層ベルトプライもタイヤ軸方向に分割し、前記上層ベルトプライのタイヤ軸方向分割線と前記下層ベルトプライのタイヤ軸方向分割線とを整列させたことである。

上記課題を解決するため、請求項４に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１又は２において、上層ベルトプライに接する半径方向内側のベルトプライである下層ベルトプライもタイヤ軸方向に分割し、前記上層ベルトプライのタイヤ軸方向分割線と前記下層ベルトプライのタイヤ軸方向分割線とをタイヤ軸方向に異ならせたことである。

上記課題を解決するため、請求項５に記載の発明の構成上の特徴は、請求項４において、下層ベルトプライのタイヤ軸方向の外側ベルトプライの幅を下層ベルトプライのタイヤ軸方向の内側ベルトプライの幅よりも広くしたことである。

上記課題を解決するため、請求項６に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１乃至５のいずれかにおいて、上層ベルトプライに接する半径方向内側のベルトプライである下層ベルトプライもタイヤ軸方向に分割し、分割されたタイヤ軸方向外側の前記上層ベルトプライのベルトコードと分割されたタイヤ軸方向外側の前記下層ベルトプライのベルトコードとは、それぞれの前記傾斜角をタイヤの周方向に対し互いに逆向きの略同一角度とし、また、分割されたタイヤ軸方向内側の前記上層ベルトプライのベルトコードと分割されたタイヤ軸方向内側の前記下層ベルトプライのベルトコードとは、それぞれの前記傾斜角をタイヤの周方向に対し互いに逆向きの略同一角度としたことである。

上記課題を解決するため、請求項７に記載の発明の構成上の特徴は、請求項１又は２において、半径方向最外側のタイヤ軸方向に分割された外側と内側の前記上層ベルトプライのベルトコードはタイヤの周方向に対する傾き方向を同一方向とし、半径方向最内側の前記下層ベルトプライはタイヤ軸方向に分割されていない1枚のベルトプライとして構成すると共に、ベルトコードの傾き方向を前記上層ベルトプライのベルトコードの傾き方向と逆方向としかつ傾き角度の絶対値｜θ３｜をタイヤ軸方向外側及び内側の前記上層ベルトプライのそれぞれの傾き角度の絶対値｜θ１｜と｜θ２｜との間にあって、｜θ１｜<｜θ３｜<｜θ２｜の角度関係に設定したことである。

上記のように構成した請求項１に係る発明においては、ベルト層が半径方向内外に重なる２層以上のベルトプライから構成されているため、ベルト層の補強効果が大きく、車両走行時にタイヤが周方向に拡張、変形することを防止することができ、所望のトロイダル形状を良好に保持することができる。さらに、タイヤの周方向の剛性が向上して、トレッドの路面接地形状を良好にすることができる。また、２層以上であるため、各ベルト層のベルトプライの傾き角度や、材質を各種組み合わせることができ、タイヤの要求性能に応じた設計の自由度が向上する。

さらに、少なくとも半径方向最外側の上層ベルトプライがタイヤ軸方向に分割され、タイヤが車両に装着された際にタイヤ軸方向の外側と内側になる前記分割された上層ベルトプライのベルトコードがタイヤの周方向に対し傾き角度を互いに異ならせ、タイヤ軸方向の外側のベルトプライのベルトコードの傾き角度をタイヤ軸方向の内側の前記ベルトプライのベルトコードの傾き角度より小さくしたため、タイヤ軸方向の外側のベルトプライのベルトコードは、タイヤ周方向に補強効果、所謂「タガ効果」が大きく、走行中にタイヤの変形を防止して操縦安定性が向上し、タイヤの磨耗を少なくすることができる。さらに、タイヤ軸方向の内側のベルトプライは、そのベルトコードの傾き角度が大きいため、相対的にタイヤを変形し易くして乗り心地性を向上すると共に騒音発生を抑制するように働く。

上記のように構成した請求項２に係る発明においては、タイヤ軸方向に分割された半径方向最外側の前記ベルトプライは、タイヤ軸方向の外側ベルトプライの幅を内側ベルトプライの幅よりも広くしたため、タイヤ軸方向の外側の補強効果をより強化してタイヤの周方向の変形をより一層防止でき、この結果操縦安定性がより向上され、タイヤの磨耗をより少なくすることができる。

上記のように構成した請求項３に係る発明においては、上層ベルトプライに接する半径方向内側のベルトプライである下層ベルトプライもタイヤ軸方向に分割したため、上層ベルトプライと下層ベルトプライの分割したそれぞれの部分を組み合わせて、タイヤの要求性能に応じた設計をすることができる。特に、上層の分割線と下層の分割線を整列させたので、分割線の外側の上下層のベルトプライを１組とし、内側の上下層のベルトプライを１組とするように、内側の上下ベルトプライ層と外側の上下ベルトプライ層を個別に取り扱いでき、生産上の取り扱いが容易となる。

上記のように構成した請求項４に係る発明においては、上層ベルトプライに接する半径方向内側のベルトプライである下層ベルトプライもタイヤ軸方向に分割したため、上層ベルトプライと下層ベルトプライの分割したそれぞれの部分を組み合わせて、タイヤの要求性能に応じた設計をすることができる。特に、上層の分割線と下層の分割線をタイヤ軸方向に異ならせたので、上層分割ベルトプライが持つ高速安定性効果と乗り心地性向上効果の組み合わせ比率と、下側分割ベルトプライが持つ高速安定性効果と乗り心地性向上効果の組み合わせ比率とを任意の組み合わせとすることができ、高速安定性効果と乗り心地性向上効果とを車両の要求性能に合わせた最適な組み合わせとすることができる。

上記のように構成した請求項５に係る発明においては、下層ベルトプライのタイヤ軸方向の外側ベルトプライの幅を下層ベルトプライのタイヤ軸方向の内側ベルトプライの幅よりも広くしたため、ベルトプライの分割した分割線を上層ベルトプライと下層ベルトプライとで異なるようにすることができ、分割線の部分のベルトプライの強度を確保することができる。
また、下層ベルトプライのタイヤ軸方向の外側ベルトプライの幅を広くしたため、タイヤの外側の周方向の強度を補強することができる。つまり、上層の内側ベルトプライによる乗り心地性効果を十分に維持するために制約される上層の外側ベルトプライの高速操縦安定性効果を下層の外側ベルトプライの幅を広くすることにより補強することができ、高速操縦安定性を一層向上しかつ乗り心地性も同時に十分に確保した空気入りラジアルタイヤを提供することができる。

上記のように構成した請求項６に係る発明においては、分割された前記上層及び下層ベルトプライのタイヤ軸方向の外側同士も内側同士も、上層のベルトプライのベルトコードと下層のベルトプライのベルトコードとはタイヤの周方向に対する傾き角が互いに逆で、その角度は略同一であり、さらに、上下層の外側ベルトの周方向に対するコード傾斜角度が、上下層の内側ベルトのコード傾斜角よりも小さい。このため、ベルトに働く力は相殺され、タイヤ外周に対する変形力に対し同一のタイヤ抗力が発揮され、操縦安定性と乗心地性が変わることがなく違和感を与えることがない上、さらに、ベルトコード角度の差異効果により、ボディプライの外側部に対するタガ効果が強くなり、操縦安定性が向上されると共に耐磨耗性も向上させることができる。

上記のように構成した請求項７に係る発明においては、半径方向最外側のタイヤ軸方向に分割された外側と内側の前記上層ベルトプライのベルトコードのタイヤの周方向に対する傾き方向を同一方向とし、この方向と逆方向に傾き方向をもつ半径方向最外側の直ぐ内側の前記下層ベルトプライを1枚のベルトプライとして構成し、前記下層ベルトプライのベルトコードの傾きを前記上層ベルトプライの外側及び内側ベルトプライのそれぞれのベルトコードの傾き角の中間としたので、一枚の下層ベルトプライを異なる傾き角を持つ２枚の上層ベルトプライと協働させることができ、これにより下層ベルトプライの構成を単純化して製造コストを抑制しながら、操縦安定性、耐摩耗性、乗心地性や車内騒音性の向上を図ることができる。

以下、本発明を乗用車用ラジアルタイヤに適用した第１の実施形態に係るタイヤ軸方向に非対称なベルト層を有する空気入りラジアルタイヤを図面に基づいて説明する。図１は、第１の実施形態に係る非対称なベルト層を有する空気入りラジアルタイヤをタイヤ軸線を含む平面にて切断した断面図であり、図２は、第１の実施の形態のタイヤの径方向外方から観た内層ベルトプライと外層ベルトプライの積層状態を示す展開図である。

図１及び図２に示すように、ラジアルタイヤ１は、路面と接地するトレッド部２、トレッド部２の両端からタイヤ軸線に向かって半径方向に屈曲して連なるタイヤ両側のサイドウォール部３、各サイドウォール部３の内周縁に連なる環状のビード部４を備える。各サイドウォール部３の内径側のビード部４には、スチール製の環状ビードコア５が設けられている。ボディプライ６は、トレッド部２から両側のサイドウォール部３を経て各ビードコア５で折り返して保持され、両側ビードコア５間に掛け渡されている。ボディプライ６には、ボディプライコード（図略）がタイヤ周方向に対して８５〜９０度の傾き角度でゴムに被覆されてラジアル方向に配列されている。このようにボディプライコードを８５〜９０度の傾き角度で配列することにより、後述するベルトコードをタイヤ周方向に巻装したベルト層の優れたタガ効果と相俟って所望のトロイダル形状に保持することが容易となり、制動性、操縦安定性、対磨耗性、高速耐久性に優れたラジアルタイヤとなっている。

ボディプライ６の半径方向の内周面にはインナーライナー１１が配置され、タイヤ内圧を保持している。トレッド部２では、ボディプライ６の外周面を保護する２層のベルト層２０が配置されている。ボディプライ６の外周に密着して下層ベルトプライ２１が配置され、下層ベルトプライ２１の外周に密着して上層ベルトプライ２２が配置されている。本実施の形態では、ベルト層２０は２層配置されているが、３層以上配置しても良い。上層ベルトプライ２２と下層ベルトプライ２１の具体的構成については後述する。

上層ベルトプライ２２の外周面にはキャッププライ２３が巻着され、ベルト層２０を保護している。キャッププライ２３の外周面には、トレッド１２が配置されている。トレッド１２のゴム層は、トレッド部２としてのタイヤ１の幅方向の中央接地面部から両側のサイドウォール部３との境界部を構成するショルダ部７まで延設されている。サイドトレッド１６を形成するゴム層が、ショルダ部７からサイドウォール部３を被覆し、さらにビード部４の内周面を廻りビードコア５およびビードフィラー１３の内側の円周基部にあるボディプライ６を被覆している。
トレッド部２の側端をサイドウォール部３に接続する各ショルダ部７には、断面形状が底辺の広がった略三角形状のショルダーパット１４が設けられ、ショルダ部７でのベルト形状を保ち、ラジアルタイヤ１の周方向の各側端にあるショルダ部７の強度を向上させている。

各サイドウォール部３の径方向内方部には、ビードコア５の外周面からタイヤ径方向外方に延出するビードフィラー１３が配設され、ビード部４の形状を保持し強度を高めると共に、ビード部剛性を高めている。
トレッド１２の外表面には、それぞれの要求性能に応じた各種のトレッドパターンが形成されている。

ベルト層２０は、図２に展開して示すように、タイヤ１の径方向外方の上層ベルトプライ２２とその直ぐ内方の下層ベルトプライ２１の２層から構成されている。上下２層で構成されているため、周方向について２層で補強することができ、補強効果が大きく、車両走行時にタイヤが周方向に拡張、変形することを防止することができ、タイヤ１の横断面を所望のトロイダル形状に良好に保持することができる。さらに、タイヤ１の周方向の剛性が向上し、かつトレッド面２の径方向の剛性が向上するため、トレッド面２を確実に路面に接地することができ、トレッドの路面接地性を良好にすることができる。また、２層以上であるため、上下のベルト層のベルトプライ２２、２１の後述するベルトコードの傾き角度θ１、θ２や、ベルトコードをスチールや合成繊維等の各種材質を組み合わせて構成することと相俟って、タイヤ１の対象とする使用状態や要求性能に応じた設計の自由度が向上する。

上層ベルトプライ２２と下層ベルトプライ２１は、タイヤ１の軸方向の略中央部でタイヤの周方向に、つまり赤道ＥＱ或いはその平行面に沿って、２分割されている。上層ベルトプライ２２は、タイヤ軸方向の外側（装着状態における車体から離れる側：以下「非車体側」）の外側上層ベルトプライ２２ａと内側（装着状態における車体側：以下「車体側」）の内側上層ベルトプライ２２ｂからなり、両者の軸方向幅Ｗ１、Ｗ２は略同一に設定されている。外側上層ベルトプライ２２ａに埋設されたベルトコードと内側上層ベルトプライに埋設されたベルトコードとはタイヤ赤道ＥＱに対し互いに逆方向に傾斜し、それらの傾斜角度＋θ１と傾斜角度−θ２の大きさが異なっている。つまり、外側上層ベルトコード角度＋θ１の絶対値は、内側上層ベルトコード角度−θ２の絶対値より小さく設定されている。なお、図２中の斜線は、各ベルトプライに埋設されているベルトコードの配設状態を模擬的に示している。

同様に、下層ベルトプライ２１は、タイヤ軸方向の外側（非車体側）の外側下層ベルトプライ２１ａと内側（車体側）の内側下層ベルトプライ２１ｂからなり、両者の軸方向幅Ｗ３、Ｗ４は略同一に設定されている。外側下層ベルトプライ２１ａに埋設されたベルトコードと内側下層ベルトプライ２１bに埋設されたベルトコードとはタイヤ赤道ＥＱに対し互いに逆方向に傾斜し、それらの傾斜角度−θ１と傾斜角度＋θ２の大きさが異なり、外側下層ベルトコード角度−θ１の絶対値は内側上層ベルトコード角度＋θ２の絶対値より小さく設定されている。さらに、外側下層ベルトプライ２１ａと内側下層ベルトプライ２１bは、それぞれ対応する外側上層ベルトプライ２２ａと内側下層ベルトプライ２２ｂに対してベルトコードを互いに逆方向に傾斜させて配置しており、かつタイヤ赤道ＥＱに対するそれらの傾き角度の絶対値は略同一に設定されている。つまり、｜−θ１｜≒｜＋θ１｜、｜＋θ２｜≒｜−θ２｜の関係とされている。

これら上下層のベルトプライ２１、２２は、通常の接着前処理が行われた多数本のコードに大型カレンダーを使ってゴム被覆を行い(大巻反の作成)、これを所定の幅角度に裁断機を使って裁断して外側上層用、内側上層用、外側下層用及び内側下層用として通常のベルト材準備手法で用意しても良いし、或いは、例えば５〜１５ｍｍ程度の狭い幅のゴム製の帯状体(以下、ゴムリボンと称する)を図略の円筒対の外周に各分割ベルトプライの円周長さに対応する幅まで密着して螺旋巻きし、この螺旋巻き体を所定の螺旋角度で切り開いて形成しても良い。尚、各ゴムリボンには、複数本（例えば５〜１０本）のベルトコードが等間隔でゴムリボンの長手方向と平行に埋設されている。

この図２から明らかなように、タイヤ軸方向の外側及び内側の上層分割ベルトプライ２２のベルトコードはタイヤ赤道ＥＱ方向である周方向に対して所定の傾き角度、つまり、外側（＋θ１）は＋１０〜＋４０度、好ましくは＋１５〜＋３０度に設定され、内側（−θ２）では−２０〜−５０度、好ましくは−２５〜−４０度に設定されている。同様に、下層ベルトプライ２１の外側及び内側ベルトプライ２１ａ、２１bは、それぞれ軸方向位置が対応する外側上層ベルトプライ２２ａ及び内側上層ベルトプライ２２bと交差する逆方向に埋設され、周方向に対する傾き角度は外側（−θ１）が−１０〜−４０度、好ましくは−１５〜−３０度に設定され、内側（＋θ２）が＋２０〜＋５０度、好ましくは＋２５〜＋４０度に設定されている。つまり、上下層の外側同士のコード傾斜角＋θ１と−θ１とは傾斜方向が交差するように逆向きで、それら角度の絶対値が略同一に設定され、同様に、内側同士のコード傾斜角−θ２と＋θ２も傾斜方向が交差するように逆向きで、それら角度の絶対値が略同一に設定されている。そしてこの角度範囲内において、各層の分割ベルトは、外側ベルト２２ａ又は２１ａのコードの角度の絶対値が内側ベルト２２b又は２１bのコード角度の絶対値より小さく設定されている。図２の図例では、上下層の外側ベルト２２ａ、２１ａのコード角度の絶対値｜±θ１｜が２０度、内側ベルト２２b、２１bのコード角度絶対値｜±θ２｜が４０度である。

すなわち、上下層の外側ベルト２２ａ、２１ａの周方向に対するコード傾斜角度２０度が、上下層の内側ベルト２２b、２１bのコード傾斜角度４０度よりも小さいことにより、ボディプライ６の外側部に対する締め付け力が大きく、所謂「タガ効果」が強くなり、コーナリング時にはボディプライ６の外側部が十分踏ん張れるので操縦安定性が向上し、かつタイヤの摩耗を少なくすることができる。これに対し、ボディプライ６はベルトコード傾斜角度が大きい内側部で比較的容易に変形し、乗心地性を維持している。また、上層ベルト２２と下層ベルト２１は、外側部の周方向に対するコード傾斜角＋θ１、−θ１と内側部の周方向に対するコード傾斜角−θ２、＋θ２の絶対値が略同じで向きが逆向きで交差する方向であるので、ベルトに働く力は相殺され直進方向から偏った方向性はない。

さらに、本実施形態においては、上層ベルトプライ２２の分割線と下層ベルトプライ２１の分割線を整列させたので、例えば、分割線の外側の上下層のベルトプライ２２ａ、２１ａを１組とし、内側の上下層のベルトプライ２２b、２１bを１組とするように、内側の上下ベルトプライ層と外側の上下ベルトプライ層を個別に取り扱いでき、生産上の取り扱いが容易となる付随的効果も奏せられる。

次に、第２の実施形態について図３に基づき説明する。第２の実施形態は第１の実施形態と比べて、ベルト層の分割形態が異なるのみであるため、ベルト層の説明のみを行い、他の部分は省略する。
第２の実施形態のベルト層２０においては、図３に示すように、上層ベルトプライ２２及び下層ベルトプライ２１は、タイヤ軸方向においてタイヤ幅の中心位置より内側、つまり、自動車への装着状態における車体側にシフトした略同一軸方向位置で２分割されている。すなわち、両外側ベルト２２ａ、２１ａのプライ幅Ｗ１、Ｗ３は、それぞれ対応する両内側ベルト２２ｂ、２１ｂのプライ幅Ｗ２、Ｗ４より幅広に設定されている。具体的には、分割ベルト幅を外側を広くしてベルト全幅の約６０％とし、内側を狭くして全幅の約４０％に振り分けるように分割位置をタイヤ軸方向内側（車体側）に寄せている。ベルトコードの傾き角度＋θ１、−θ１が小さくてタガ効果の大きなタイヤ軸方向の外側ベルトプライ２２ａ、２１ａの幅Ｗ１、Ｗ３がより広く設定されているため、周方向の変形に抗する補強効果が大きくなり、これにより、上述した第１の実施形態のタイヤに比較して、高速走行時やコーナリング時の操縦安定性がより向上され、乗心地性や車内騒音レベルを従来タイヤのレベル以上に維持しながら、タイヤ摩耗をより少なくすることができる。

なお、軸方向分割位置の相違点及びこの相違点による効果の改良点を除き、この第２の実施形態のタイヤは、その他の点、つまり、上下層の外側及び内側ベルトプライ２２ａ、２２b、２１ａ、２１bのベルトコード傾斜方向及び傾斜角について、上述した第１の実施形態のそれらと同一であるので、第１の実施形態が奏する作用及び効果を発揮するものである。

次に、第３の実施形態について図４に基づき説明する。この第４の実施形態においては、上層ベルトプライ２２は、第２の実施形態と同様に、分割位置がタイヤ軸方向の内側（車体側）にオフセットされた分割ベルトプライとして構成されている。また、上層ベルトプライ２２は、外側及び内側ベルトプライ２２ａ、２２bのコード傾斜方向が同一方向とされると共に、外側ベルトプライ２２ａの傾斜角−θ１の絶対値が内側ベルトプライ２２bのコード傾斜角−θ２の絶対値よりも小さく設定されている。一方、下層ベルトプライ２１は、一枚プライとして構成され、そのベルトコードの傾斜方向は、上層ベルトプライ２２のコード傾斜方向と逆向きにされている。下層ベルトプライ２１のベルトコードが赤道ＥＱに対しなす傾斜角＋θ３は、上層外側ベルトプライ２２ａの傾斜角−θ１の絶対値と上層内側ベルトプライ２２bのコードの傾斜角−θ２の絶対値との間の傾斜角＋θ３の絶対値とされ、即ち、｜−θ１｜<｜＋θ３｜<｜−θ２｜の関係に設定されている。

この実施の形態においては、上層ベルトプライ２２のコード傾斜角は、外側（−θ１）が−１０〜−４０度、好ましくは−１５〜−３０度に設定され、内側（−θ２）が−２０〜−５０度、好ましくは−２５〜−４０度に設定されている。
好適には、｜＋θ３｜は、｜−θ１｜と｜−θ２｜との略中央値（｜−θ２｜＋｜−θ１｜／２とすることが望ましい。この実施形態の例においては、｜−θ１｜と｜−θ２｜はそれぞれ約２０度、約４０度に設定され、｜＋θ３｜は約３０度に設定される。しかし、｜＋θ３｜は、操縦安定性や乗心地性等の要求される性能の優先度合いや上層ベルトプライの分割位置のオフセット量等に応じて｜−θ１｜と｜−θ２｜との間で適宜変更調整されるものである。

この実施形態のタイヤにおいては、分割された上層の外側及び内側ベルトプライ２２ａ、２２bのベルトコードの傾斜方向を同一方向としたので、これらと協働してタガ効果を発揮する下層のベルトプライ２１を１枚ベルトにより構成できる。よって、ベルト層２０の構成を簡素化して製造コストの上昇を抑制しながら、タイヤの軸方向の外側と内側で特性を変えることができる。すなわち、上層外側ベルト２２ａの周方向に対するコード傾斜角度（例えば、約２０度）が上層内側ベルト２２bのコード傾斜角度（例えば、約４０度）よりも小さいことにより、ボディプライ６の外側部に対する締め付け力を大きくしてタガ効果を強化でき、逆に、ベルトコード傾斜角度が大きい内側部ではボディプライ６は比較的容易に変形できる。このため、コーナリング時にはボディプライ６の外側部が十分踏ん張れるので操縦安定性が向上してタイヤの摩耗を少なくすることができ、しかも変形しやすいボディプライ６の内側部は乗心地性を維持しかつ騒音発生を抑制するように作用する。

さらに、分割された上層の外側及び内側ベルトプライ２２ａ、２２bのベルトコードと下層の１枚ベルトプライ２１のベルトコードとは、タイヤの周方向に対する傾き方向が互いに逆で、しかも上層外側ベルトプライ２２ａのコード角度の絶対値｜−θ１｜と上層内側ベルトプライ２２bのコード角度の絶対値｜−θ２｜の平均値が下層ベルトプライ２１のコード角度の絶対値｜＋θ３｜に略等しいため、タイヤの外周に作用する変形力に対して偏りのない抗力が発揮され、これにより操縦安定性や乗心地性が変わることがなく、運転者に違和感を与えることがない。

次に、第４の実施形態について図５に基づき説明する。この実施形態においては、
上層ベルトプライ２２の構成が上述した第３の実施形態と同一に構成されている。つまり、上層の外側及び内側ベルトプライ２２ａ、２２bのコード傾斜角−θ１、−θ２の傾斜方向及び角度が図４に示す第３の実施形態における対応するものと同一とされ、また上層の外側及び内側ベルトプライ２２ａ、２２bの幅Ｗ１、Ｗ２も第３の実施形態における対応する幅と略同一とされている。この実施の形態においては、上層ベルトプライ２２のコード傾斜角は、外側（−θ１）が−１０〜−４０度、好ましくは−１５〜−３０度に設定され、内側（−θ２）が−２０〜−５０度、好ましくは−２５〜−４０度に設定されている。図５に示される図例の場合、｜−θ１｜と｜−θ２｜はそれぞれ約２０度、約４０度に設定されている。

一方、下層ベルトプライ２１は、外側ベルトプライ２１ａと内側ベルトプライ２１bとに分割され、これらベルトプライ２１ａ、２１bのコード傾斜方向は互いに同方向で、上層ベルトプライ２２のコード傾斜方向と逆向きに設定されている。下層外側ベルトプライ２１ａの傾斜角度の絶対値及び下層内側ベルトプライ２１bの傾斜角度の絶対値は、それぞれ対応する上層外側及び内側ベルトプライ２２ａ、２２bの傾斜角度の絶対値と略等しく設定されている。
そして、下層ベルトプライ２１の分割位置が上層ベルトプライ２２の分割位置と異る軸方向位置に設定されている。本実施形態の場合では、下層ベルトプライ２１の分割位置は、上層ベルトプライ２２の分割位置よりも一層タイヤ軸方向の内側（車体側）にオフセットされている。このような形態を採用することにより、上層及び下層のベルトプライ２２、２１が構成するタイヤの締め付け効果は、タイヤ軸方向外側、中央、内側に移るに連れて、大、中、小と順次変わって行くので急激な変化がなく、操縦安定性、乗心地性等に違和感がない。

なお、図例とは逆に、下層ベルトプライ２１の分割位置を赤道ＥＱから小さくオフセットさせ、上層ベルトプライ２１の分割位置を赤道ＥＱから大きくオフセットさせてもよいし、必要に応じて、上層及び下層ベルトプライ２２、２１の分割位置の一方及び両方を赤道ＥＱの右側、つまり非車体側にオフセットさせてもよい。

本発明の効果を確認するために、次のとおり比較試験を実施した。
試験に使用したラジアルタイヤのサイズは、下記の表１に記載した従来例１、従来例２、上述した実施形態１〜４に対応する構成の実施例１〜４のいずれも２１５／４５ＺＲ１７タイヤである。試験に使用した従来例１及び実施例１〜４のラジアルタイヤは、ベルト層２０の構成が異なるのみで、他の構成はいずれも上記した第１の実施の態様で説明した図１に示す構成と同じである。
従来例１のタイヤは、図６に示すように、ベルト層２０'が上下２層のベルトプライ２２'、２１'から構成されているが、いずれの層もタイヤ軸（幅）方向に分割されていなく、上下層の各ベルトプライ２２'、２１'のベルトコードの傾き角度＋θ１、−θ１が上下の層で逆向きであり、その角度は３０度とした。

従来例２のタイヤ１'は、図７に示すように、上記の従来例１と同一構成の上下２層のベルトプライ２２'、２１'を使用し、ベルトコードの傾き角度も上記従来例と同様とした。しかし、従来例２のタイヤ１'においては、ビード部４'を、スチールコード４１で螺旋巻きして補強したものである。
実施例１〜４のタイヤは、それぞれ上述した第１〜第４の実施態様に対応するタイヤである。

操縦安定性については、それぞれ比較すべき試験タイヤを７ＪＪリムに装着し、内圧２４０ｋＰａとなるように空気を入れ、エンジン排気量２０００ＣＣの乗用車に装着し、サーキットコースにおいて６０〜１８０ｋｍ／ｈで直進及びレーンチェンジを行いドライバーの体感で評価した。
耐摩耗性については、上記と同様にそれぞれの試験タイヤを装着した車両で、高速道路と一般路を１：１の比率で１万５千キロメートル走行して、そのときの摩耗状態、トレッド残溝深さを比較した。従来例１を１００として、その指数で表示し、数値の大きい方が耐摩耗性が良い。

乗心地性については、上記と同様にそれぞれの試験タイヤを装着した車両で同じ走行コースを走行して、同乗者３名の評価を、従来例１を１００として、その指数で表示した。指数の大きいほど乗心地が良い。
車内騒音性については、上記と同様にそれぞれの試験タイヤを装着した車両で同じ走行コースを走行して、同乗者３名の評価を、従来例１を１００として、その指数で表示した。指数の大きいほど車内騒音性が良い。

この試験結果を下記のように表１に示す。
従来例２は、従来例１に比較して、操縦安定性と耐摩耗性は向上されるが、乗心地性と車内騒音性が大幅に低下した。これに対し、実施例１〜４は、いずれも乗心地性と車内騒音性を落とすこともなく、従来例１のタイヤ性能を改良ないしは維持しつつ、操縦安定性及び耐摩耗性についてタイヤ性能を向上することができた。操縦安定性については、実施例１〜４のタイヤはいずれも従来例１タイヤと比較して８％以上、特に実施例２及び４のタイヤは１０％以上の向上が確認された。また、耐摩耗性についても、実施例１〜４のタイヤは、いずれも従来例１タイヤと比較して５％以上の向上が確認された。これにより、上層ベルトプライのタイヤ軸（幅）方向のベルトコードの傾き角度を相対的に外側（非車体側）を小さくし内側（車体側）を大きくすることにより、乗心地性や車内騒音性を確保しつつ、耐摩耗性を向上できると共に操縦安定性を向上できることが確認された。

以上の比較テストから、上記各実施例１〜４のタイヤの特徴と効果は、次のように要約される。
実施例１のタイヤは、上層ベルトプライ及び下層ベルトプライをいずれもタイヤ幅の略中央位置で２分割し、タイヤ赤道である周方向に対してベルトコードを互いに逆方向に傾斜させると共にコード傾斜角を軸方向外側を２０度、内側を４０度として構成される。これにより、タイヤ軸方向外側で操縦安定性や耐摩耗性の向上が実現され、内側で乗心地性や車内騒音性を確保される。
実施例２のタイヤは、分割ベルト幅を外側を広くしてベルト全幅の約６０％とし、内側を狭くして全幅の約４０％に振り分けるように分割位置をタイヤ軸方向内側（車体側）に寄せた点が、実施例１のタイヤに対し変更されている。この分割位置の変更により、実施例１のタイヤに比べて、コード傾斜角の小さな領域の全ベルト幅領域に対する比率が高まるので、操縦安定性や耐摩耗性の効果が一層高められる効果が発揮される。

実施例３のタイヤは、上層ベルトプライ２２の軸方向幅を外側を６０％、内側を４０％に分割すると共に、分割されたベルトプライのコード傾斜方向を外側及び内側共に同方向とし、さらに傾斜角を外側を２０度、内側を４０度とした。そして、下層ベルトプライを１枚プライとして構成し、この下層ベルトプライのコード傾斜方向を上層の傾斜方向と逆方向にし、さらに傾斜角を上層の外側ベルトプライのコード傾斜角４０度と上層内側ベルトプライのコード傾斜角２０度の略中央値である約３０度とした。この構成により、下層ベルトプライの構成を単純化して製造コストを抑制しながら、操縦安定性、耐摩耗性、乗心地性や車内騒音性の向上を図ることができる。

実施例４のタイヤは、分割位置を上層ベルトでは外側を全幅の約６０％、内側を全幅の約４０％の分割比率に維持するが、下層ベルトでは、外側を全幅の約７０％、内側を全幅の約３０％として下層ベルトにおけるコード傾斜角の小さな領域の全ベルト幅領域に対する比率を高めたものである。コード傾斜方向は、上層と下層とでは逆向きとするが、上層同士及び下層同士で同一方向とし、コード傾斜角度は、外側が上下層とも約２０度、内側が上下層とも約４０度である。このように、上下層の分割位置を共にタイヤ軸方向の内側にオフセットすると共に、上下層の分割位置を異ならせた構成を採ることにより、一方の層の分割部を他方の層が補強する効果が奏せられる。また、実施例２の効果と同様に、上下層で外側のコード傾斜角が小さな領域が広くされてタガ効果が強まることより操縦安定性が向上され、かつ耐摩耗性も向上される。加えて、操縦安定性や乗心地性の調整は上下層で可能となり、調整が容易となる。また、下層及び上層ベルト層のコード傾斜角が、タイヤ軸方向外側から「小・小 ⇒小・大 ⇒ 大・大」と変化するので、タイヤ剛性変化がスムースとなり、この結果、操縦安定性、耐摩耗性、乗心地や車内騒音性の変化もスムースとなって違和感がない。

上述した各実施形態において、コード傾斜角は、１０度以下では周方向に殆ど伸びることができないため生タイヤから加硫する場合の加硫初期での数％の拡張に対応できず、ボディプライコードの乱れを引き起こし不具合タイヤを作ることがあり、また、５０°以上ではボディプライを締め付けるタガ効果を期待することができない。このことから、コード傾斜角は１０度〜５０度の範囲内で選定する必要があり、適正なタガ効果を発揮させつつ軸方向の外側と内側で適正な差異をつけるためには、上記各実施例のように、各層の外側プライのコード傾斜角を約２０度程度とし内側プライのコード傾斜角を約４０度程度と設定することが好ましい。よって、実施例４の場合では、上層の外側及び内側に共通の下層プライのコード傾斜角は、上述したように、約３０度とした。

また、上述した実施例２〜４において、軸方向の外側ベルトプライと内側ベルトプライが全ベルトプライ幅に占める領域比率は、広幅のベルトプライ（通常は、外側）の領域を８０％以上とすると、狭幅のベルトプライ（通常は、内側）の領域が２０％以下となり、ベルトとしては幅が狭すぎ補強効果を発揮できない。逆に広幅ベルトプライの領域を５５％以下とすると、幅狭ベルトプライと殆ど変わらず、幅広とする効果が発揮できない。従って、広幅のベルトプライの全ベルトプライ幅に占める領域比率は、５５％以上から８０％を超えない程度が好ましい。

なお、上述した各実施態様においては、上下２層のベルトプライの構成について記述したが、上下３層以上の構成を採用する場合では、本発明の目的、つまり、操縦安定性、耐摩耗性、乗心地性や車内騒音性の向上する程度の調整が一層容易となる。また、タイヤ軸方向に分割した各層の分割例としては、２分割した構成について記述したが、３分割以上とする構成も採用でき、このようにする場合では、タイヤ剛性変化がより一層スムースとなり、この結果、操縦安定性、耐摩耗性、乗心地や車内騒音性の変化もより一層スムースとなって違和感の排除をより完全なものとすることができる。

本発明の第１の実施形態に係るベルト層を有するラジアルタイヤをタイヤ半径方向で切断した断面図である。 第１の実施形態のベルト層を展開してタイヤの径方向外方から観た図である。 第２の実施形態のベルト層を展開してタイヤの径方向外方から観た図である。 第３の実施形態のベルト層を展開してタイヤの径方向外方から観た図である。 第４の実施形態のベルト層を展開してタイヤの径方向外方から観た図である。 従来のベルト層を有するラジアルタイヤのベルト層を展開してタイヤの径方向外方から観た図である。 従来のベルト層を有する別のラジアルタイヤをタイヤ半径方向で切断した断面図である。

符号の説明

１…ラジアルタイヤ、２…トレッド部、３…サイドウォール部、４…ビード部、５…ビードコア、６…・ボディプライ、７…ショルダ部、１１…インナーライナー、１２…トレッド、１３…ビードフィラー、１４…ショルダーパット、２０…ベルト層、２１…下層ベルトプライ、２１ａ…外側下層ベルトプライ、２１b…内側下層ベルトプライ、２２…上層ベルトプライ、２２ａ…外側上層ベルトプライ、２２b…内側上層ベルトプライ、θ１〜θ４…傾斜角、Ｗ１〜Ｗ４…ベルトプライ幅、ＥＱ…タイヤ赤道（周方向）

Claims (7)

1. トレッド部からサイドウォール部を経てビード部のビードコアで折り返す折り返し部を両端に有したボディプライと、このボディプライの外周にタイヤ周方向に巻着されたベルト層と、このベルト層の外周に周方向に配設されたトレッドとを備えた空気入りラジアルタイヤにおいて、
   前記ベルト層は、半径方向内外に重なる２層以上のベルトプライから構成され、少なくとも半径方向最外側のベルトプライである上層ベルトプライがタイヤ軸方向に分割され、該タイヤが車両に装着されたときのタイヤ軸方向の外側と内側の前記上層ベルトプライのベルトコードは、タイヤの周方向に対する傾き角度が互いに異なり、かつタイヤ軸方向の外側ベルトプライのベルトコードの傾き角度がタイヤ軸方向内側の前記ベルトプライのベルトコードの傾き角度より小さいことを特徴とするタイヤ軸方向に非対称なベルト層を有する空気入りラジアルタイヤ。
2. 請求項１において、タイヤ軸方向に分割された前記上層ベルトプライは、該タイヤが車に装着されたときのタイヤ軸方向の外側ベルトプライの幅が内側ベルトプライの幅よりも広く設定されていることを特徴とするタイヤ軸方向に非対称なベルト層を有する空気入りラジアルタイヤ。
3. 請求項１又は２において、前記上層ベルトプライに接する半径方向内側のベルトプライである下層ベルトプライもタイヤ軸方向に分割され、前記上層ベルトプライのタイヤ軸方向分割線と前記下層ベルトプライのタイヤ軸方向分割線とが整列されていることを特徴とするタイヤ軸方向に非対称なベルト層を有する空気入りラジアルタイヤ。
4. 請求項１又は２において、前記上層ベルトプライに接する半径方向内側のベルトプライである下層ベルトプライもタイヤ軸方向に分割され、前記上層ベルトプライのタイヤ軸方向分割線と前記下層ベルトプライのタイヤ軸方向分割線とがタイヤ軸方向に異ならせてあることを特徴とするタイヤ軸方向に非対称なベルト層を有する空気入りラジアルタイヤ。
5. 請求項４において、前記下層ベルトプライのタイヤ軸方向の外側ベルトプライの幅を前記下層ベルトプライのタイヤ軸方向の内側ベルトプライの幅よりも広くしたことを特徴とするタイヤ軸方向に非対称なベルト層を有する空気入りラジアルタイヤ。
6. 請求項１乃至５のいずれかにおいて、前記上層ベルトプライに接する半径方向内側のベルトプライである下層ベルトプライもタイヤ軸方向に分割され、分割されたタイヤ軸方向外側の前記上層ベルトプライのベルトコードと分割されたタイヤ軸方向外側の前記下層ベルトプライのベルトコードとは、それぞれの前記傾斜角がタイヤの周方向に対し互いに逆向きの略同一角度とされ、また、分割されたタイヤ軸方向内側の前記上層ベルトプライのベルトコードと分割されたタイヤ軸方向内側の前記下層ベルトプライのベルトコードとは、それぞれの前記傾斜角がタイヤの周方向に対し互いに逆向きの略同一角度とされていることを特徴とするタイヤ軸方向に非対称なベルト層を有する空気入りラジアルタイヤ。
7. 請求項１又は２において、半径方向最外側のタイヤ軸方向に分割された外側と内側の前記上層ベルトプライのベルトコードは、タイヤの周方向に対する傾き方向が同一方向とされ、半径方向最外側の直ぐ内側の前記下層ベルトプライはタイヤ軸方向に分割されていない1枚のベルトプライとして構成されると共に、ベルトコードの傾き方向が前記上層ベルトプライのベルトコードの傾き方向と逆方向とされかつ傾き角度の絶対値｜θ３｜がタイヤ軸方向外側及び内側の前記上層ベルトプライのそれぞれの傾き角度の絶対値｜θ１｜と｜θ２｜との間にあって、｜θ１｜<｜θ３｜<｜θ２｜の角度関係に設定されていることを特徴とするタイヤ軸方向に非対称なベルト層を有する空気入りラジアルタイヤ。

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