JP2005349962A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 空気入りラジアルタイヤにおいて、操縦安定性の向上を図ると共に、タイヤの転がり抵抗を低減させ、かつ、タイヤの軽量化を図る。
【解決手段】
本発明に係る高速重荷重用ラジアルタイヤは、ビードコア及びビードフィラーを含む１対のビード部６と、ビードコア１４の周りにタイヤ軸方向（Ａ方向）内側からタイヤ軸方向外側に折り返されたカーカスプライ１２と、カーカスプライ１２のタイヤ半径方向（Ｂ方向）外側に配置されたベルト層１６と、ビード部６のタイヤ半径方向外側かつベルト層１６のタイヤ軸方向端部のタイヤ半径方向内側の領域内に配置された３軸織物を含むコード補強層２８とを有する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、空気入りラジアルタイヤに関し、特に、３軸織物を含むコード補強層を設けて操縦安定性を向上させた空気入りラジアルタイヤに関する。

近年、自動車用タイヤでは、車両装着時の操縦安定性や乗り心地や車内音や燃費等の多岐に渡る項目について高度な性能が求められている。

従来、タイヤの横力による腰砕けを抑制して操縦安定性を向上させるために、複数のワイヤーインサート（１方向に配列されたスチールコードによって構成されている）を、そのスチールコードの配列方向が交差するように重ねて使用することによって、タイヤのサイドウォール部を補強する技術が知られている。
特開平７−１５６６１９号公報

しかしながら、従来のようにワイヤーインサートを補強部材として用いる場合、タイヤの回転方向（タイヤ周方向）に対する剛性が上がり操縦安定性が向上する反面、タイヤ半径方向に対する剛性も必要以上に上がるため、タイヤのサイドウォール部の柔軟性を失い、乗り心地の悪化やタイヤの転がり抵抗の悪化を招くという問題点があった。

また、ワイヤーインサートを構成するスチールコードは、通常、ゴムの７倍の比重を有するため、タイヤの重量が増加し、更にタイヤの転がり抵抗の悪化を招くという問題点があった。

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、自動車等に装着される空気入りラジアルタイヤにおいて、操縦安定性の向上を図ると共に、タイヤの転がり抵抗を低減させ、かつ、タイヤの軽量化を図ることをその目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る空気入りラジアルタイヤの特徴は、ビードコア及びビードフィラーを含む１対のビード部と、前記ビードコアの周りにタイヤ軸方向内側からタイヤ軸方向外側に折り返されたカーカスプライと、前記カーカスプライのタイヤ半径方向外側に配置されたベルト層と、前記ビード部のタイヤ半径方向外側かつ前記ベルト層のタイヤ軸方向端部のタイヤ半径方向内側の領域内に配置されており、互いに交差する３つの軸方向に沿って配列するコードを互いに織り合わせた３軸織物を含むコード補強層とを有することを要旨とする。

かかる発明によれば、周囲のゴムと比較して３つの軸方向に高い剛性を有する構造の３軸織物を含むコード補強層を用いるため、タイヤの転動時に発生するタイヤの変形を抑制し、操縦安定性の向上や乗り心地の向上やタイヤの転がり抵抗の低減を図ることができる。

また、かかる発明によれば、３つの軸方向に高い剛性を有する３軸織物を含むコード補強層を用いるため、単一方向に高い剛性を有する複数の補強部材を使用する場合と比べて、タイヤの軽量化を図ることができる。

本発明において、３軸織物の第１の軸がタイヤ周方向に沿って配置されており、３軸織物の第２の軸及び第３の軸が第１の軸に対して６０°以下の角度をなすように配置されていてもよい。

かかる発明によれば、タイヤ周方向に剛性分布が配向するため、タイヤ半径方向の剛性を最小限とすることが可能となり、タイヤの転がり抵抗の悪化を招くことなく、操縦安定性の高いタイヤを供給することが可能となる。

また、本発明において、コード補強層が、３軸織物にゴム成分が含浸されることによって構成されており、ゴム成分の弾性率が、３.０乃至１２.０ＭＰａ（１００％ Ｍｏｄ）であるように構成されていてもよい。

また、本発明において、コード補強層が、カーカスプライに隣接して配置されていてもよい。また、本発明において、コード補強層のタイヤ半径方向幅が、タイヤ断面高さの７％乃至４０％であるように構成されていてもよい。

また、本発明において、コード補強層が、タイヤ最大幅部を含む領域に配置されていてもよい。また、本発明において、コード補強部が、タイヤ最大幅部とベルト層のタイヤ軸方向端部との間の領域内に配置されていてもよい。また、本発明において、コード補強部が、コード補強部が、タイヤ最大幅部とビード部との間の領域内に配置されていてもよい。

かかる発明によれば、タイヤの転動時にゴムが大きく変形する位置にコード補強層を配置することにより、より効果的に操縦安定性を向上させることができる。

本発明によれば、自動車等に装着される空気入りラジアルタイヤにおいて、操縦安定性の向上を図ると共に、タイヤの転がり抵抗を低減させ、かつ、タイヤの軽量化を図ることができる。

（本発明の一実施形態に係る空気入りラジアルタイヤの構成）
本発明の一実施形態に係る空気入りラジアルタイヤについて、図面を参照しながら説明する。図１は、本実施形態に係る空気入りラジアルタイヤの断面図を示している。

図１に示すように、本実施形態に係る空気入りラジアルタイヤは、トレッド部３と、パッドレス部（ショルダー部）４と、サイドウォール部５と、ビード部６とによって構成されている。

具体的には、本実施形態に係る空気入りラジアルタイヤは、ポリエステルコードからなる２枚のカーカスプライ１２を有し、カーカスプライ１２のタイヤ軸方向（図１の矢印Ａ方向）両端部（図１では片方のみ図示）は、ビードコア１４の周りにタイヤ軸方向内側からタイヤ軸方向外側に折り返されている。

なお、２枚のカーカスプライ１２のうち、一方のカーカスプライ１２のポリエステルコードは、タイヤ赤道面ＣＬに対して８０°の角度で交差しており、他方のカーカスプライ１２のポリエステルコードは、タイヤ赤道面ＣＬに対して−８０°の角度で交差している。

カーカスプライ１２のタイヤ半径方向（図１の矢印Ｂ方向）外側には、２枚のスチールベルト１６から構成されるベルト層が配置されており、スチールベルト１６のタイヤ半径方向外側には、ベルト補強層としての継ぎ目無しのナイロンキャップ１８が配置されており、ナイロンキャップ１８のタイヤ半径方向外側には、トレッドゴム２０が配置されている。

カーカスプライ１２のボディー部１２Ａと折り返し部１２Ｂとに囲まれる領域内には、ビード部６の剛性を保つためのビードフィラー２６が配設されている。かかるビードフィラー２６は、タイヤ半径方向外側に向けて肉厚が漸減されている。

また、サイドウォール部５からパッドレス部４にかけて、すなわち、ビード部６のタイヤ半径方向外側かつベルト層（スチールベルト１６）のタイヤ軸方向端部のタイヤ半径方向内側の領域内に、コード補強層２８が配置されている。

コード補強層２８を構成する３軸織物は、図２に示すように、同一平面内で、Ｘ軸（第１の軸）に沿って配列されたコード３０Ｘと、Ｙ軸（第２の軸）に沿って配列されたコード３０Ｙと、Ｚ軸（第３の軸）に沿って配列されたコード３０Ｚとを互いに織り合わせたものである。各コード３０は、その交差部において、上下にかつ互い違いに順次交差している。

ここで、Ｙ軸及びＺ軸は、Ｘ軸に対して６０°以下の角度をなすように構成されていることが好ましい。また、コード補強層２８は、Ｘ軸がタイヤ周方向に沿うように配置されることが好ましい。

なお、コード３０の材料としては、何れの材料を用いてもよいが、重量や強度の面で、芳香族ポリアミド又は炭素繊維を用いることが好ましく、また、これらを織り合わせたものを用いてもよい。

このように構成された３軸織物は、タイヤ周方向のみならず、３軸織物の面外への変形を抑制する効果が、通常の単一方向に高い剛性を有する補強部材よりも大きく、転動時の変形が大きいタイヤに対して、効率よく変形抑制を行うことが可能となる。

また、コード補強層２８は、上述の３軸織物にコーティングゴム（ゴム成分）が含浸されることによって構成される３軸織物−コーティングゴムの複合体であってもよい。かかる場合、コーティングゴムの弾性率は、３.０乃至１２.０ＭＰａ（１００％ Ｍｏｄ）であることが好ましい。

なお、３.０ＭＰａ未満の弾性率のコーティングゴムを用いると、コード補強層２８において十分に３軸織物を固定できないため、補強部材としての剛性が足りず、操縦安定性に欠けるという問題点がある。

一方、１２.０ＭＰａ以上の弾性率のコーティングゴムを用いると、ゴムの柔軟性が低下し、転動時のタイヤ変形による歪みによって、コーティングゴムに亀裂が生じ、耐久性が低下するという問題点がある。

また、コード補強層２８のインサート幅（タイヤ半径方向幅）は、タイヤ断面高さＳＨの７％乃至４０％であることが好ましい。

なお、インサート幅がタイヤ断面高さＳＨの７％未満のコード補強層２８を用いると、操縦安定性が向上しないという問題点があり、インサート幅がタイヤ断面高さＳＨの４０％以上のコード補強層２８を用いると、乗り心地及びタイヤの転がり抵抗が悪化するという問題点がある。

また、コード補強層２８は、ビード部６のタイヤ半径方向外側かつベルト層（スチールベルト１６）のタイヤ軸方向端部のタイヤ半径方向内側の領域内において、カーカスプライ１２に隣接して配置されていてもよい。

また、コード補強層２８は、図３に示すように、タイヤ最大幅部７を含む領域に配置されていてもよい。タイヤ幅最大部７は、サイドウォール部５の一部であり、タイヤ両側のサイドウォール部間の直線距離が最大となる部分である。すなわち、タイヤ幅（断面幅）Ｗは、タイヤ両側のタイヤ幅最大部間の直線距離である。

また、コード補強層２８は、図４に示すように、タイヤ最大幅部７とベルト層（スチールベルト１６）のタイヤ軸方向端部との間の領域内に配置されていてもよい。

また、コード補強層２８は、図５に示すように、タイヤ最大幅部７とビード部６との間の領域内に配置されていてもよい。

次に、本発明の効果を更に明確にするために、以下の実施例及び比較例に係る空気入りラジアルタイヤを用いて行った試験結果について説明する。

実施例１〜４及び比較例１〜４で用いられたタイヤサイズは、いずれも「２１５/６０ Ｒ１６」である。すなわち、断面幅（タイヤ幅）が約２１５ｍｍであり、偏平比（タイヤ幅に対するタイヤ断面高さの比の１００倍）が約６０％である。

また、比較例１に係るタイヤには、補強部材が用いられていない。また、比較例２に係るタイヤには、補強部材としてワイヤーインサートが用いられており、実施例１〜４及び比較例３に係るタイヤには、補強部材として、上述の実施形態に係る３軸織物のコード補強層が用いられている。

また、比較例２で用いられたワイヤーインサートのインサート幅は約４０ｍｍであり、実施例１で用いられた３軸織物のコード補強層のインサート幅は約１０ｍｍであり、実施例２で用いられた３軸織物のコード補強層のインサート幅は約１５ｍｍであり、実施例３で用いられた３軸織物のコード補強層のインサート幅は約３０ｍｍであり、実施例４で用いられた３軸織物のコード補強層のインサート幅は約５０ｍｍであり、比較例３で用いられた３軸織物のコード補強層のインサート幅は約５５ｍｍである。

したがって、実施例１で用いられた３軸織物のコード補強層のインサート幅はタイヤ断面高さＳＨの約７.８％であり、実施例２で用いられた３軸織物のコード補強層のインサート幅はタイヤ断面高さＳＨの約１１.６％であり、実施例３で用いられた３軸織物のコード補強層のインサート幅はタイヤ断面高さＳＨの約２３.３％であり、実施例４で用いられた３軸織物のコード補強層のインサート幅はタイヤ断面高さＳＨの約３８.８％であり、比較例４で用いられた３軸織物のコード補強層のインサート幅はタイヤ断面高さＳＨの約４２.６％である。

また、比較例２に係るワイヤーインサートの上端は、ビード部下端からタイヤ半径方向外側にタイヤ断面高さＳＨの４０％だけ離れた位置にあり、比較例３及び実施例１〜４に係る３軸織物のコード補強層の上端は、ビード部下端からタイヤ半径方向外側にタイヤ断面高さＳＨの６２％だけ離れた位置にある。

上述の比較例１〜３及び実施例１〜４に係る空気入りラジアルタイヤについて、操縦安定性試験、転がり抵抗試験及びタイヤ重量試験を、以下のように行なった。

＜操縦安定性試験＞
上述の空気入りラジアルタイヤを、標準リム（６．５Ｊ×１６）に組み、テスト用車両（トヨタマークII）に装着し、内圧を２００ｋＰａとした。そして、テスト用車両に２名乗車した状態でテストコースを走行した際のテストドライバーの感性（フィーリング）により操縦安定性を評価した。

ここで、比較例２〜３及び実施例１〜４のタイヤの実車特性（操縦安定性）について、比較例１を「±０」とした相対値で評価した。なお、「＋」が、操縦安定性に優れることを示す。

＜転がり抵抗試験＞
ＳＡＥ Ｊ１２６９に準拠して、内圧２００ｋＰａ、荷重４５０ｋｇｆ、時速８０ｋｍの状態で、上述の空気入りラジアルタイヤの転がり抵抗を測定した。

ここで、比較例２〜３及び実施例１〜４のタイヤの転がり抵抗について、比較例１を「１００」として指数で表示した。かかる指数が大きいほど、転がり抵抗が大きいことを示す。

＜タイヤ重量試験＞
上述の空気入りラジアルタイヤの転がり抵抗を測定し、比較例１を「１００」として指数で表示した。かかる指数が大きいほど、タイヤ重量が大きいことを示す。

上述の試験結果について、表１に示す。

上述の表１の試験結果から、本発明に係る３軸織物のコード補強層を用いた実施例１〜４に係るタイヤは、操縦安定性の向上を図ると共に、タイヤの転がり抵抗を低減させ、かつ、タイヤの軽量化を図ることは明らかである。

本発明の一実施形態に係る空気入りラジアルタイヤの断面図である。 本発明の一実施形態に係る空気入りラジアルタイヤにおけるコード補強層の平面図である。 本発明の一実施形態に係る空気入りラジアルタイヤの断面図である。 本発明の一実施形態に係る空気入りラジアルタイヤの断面図である。 本発明の一実施形態に係る空気入りラジアルタイヤの断面図である。

符号の説明

３…トレッド部
４…パッドレス部
５…サイドウォール部
６…ビード部
７…タイヤ最大幅部
１２…カーカスプライ
１４…ビードコア
１６…スチールベルト
１８…ナイロンキャップ
２０…トレッドゴム
２６…ビードフィラー
２８…コード補強層

Claims (8)

1. ビードコア及びビードフィラーを含む１対のビード部と、
   前記ビードコアの周りにタイヤ軸方向内側からタイヤ軸方向外側に折り返されたカーカスプライと、
   前記カーカスプライのタイヤ半径方向外側に配置されたベルト層と、
   前記ビード部のタイヤ半径方向外側かつ前記ベルト層のタイヤ軸方向端部のタイヤ半径方向内側の領域内に配置されており、互いに交差する３つの軸方向に沿って配列するコードを互いに織り合わせた３軸織物を含むコード補強層とを有することを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記３軸織物の第１の軸は、タイヤ周方向に沿って配置されており、
   前記３軸織物の第２の軸及び第３の軸は、前記第１の軸に対して６０°以下の角度をなすように配置されていることを特徴とする請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記コード補強層は、前記３軸織物にゴム成分が含浸されることによって構成されており、前記ゴム成分の弾性率は、３.０乃至１２.０ＭＰａ（１００％ Ｍｏｄ）であることを特徴とする請求項１又は２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記コード補強層は、前記カーカスプライに隣接して配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の空気入りラジアルタイヤ。
5. 前記コード補強層のタイヤ半径方向幅は、タイヤ断面高さの７％乃至４０％であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の空気入りラジアルタイヤ。
6. 前記コード補強層は、タイヤ最大幅部を含む領域に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の空気入りラジアルタイヤ。
7. 前記コード補強部は、タイヤ最大幅部と前記ベルト層のタイヤ軸方向端部との間の領域内に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の空気入りラジアルタイヤ。
8. 前記コード補強部は、タイヤ最大幅部と前記ビード部との間の領域内に配置されていることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の空気入りラジアルタイヤ。