JP2007186057A - 乗用車用空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】良好な転倒防止性と操縦安定性とを両立させた乗用車用空気入りタイヤを提供すること、特に、操縦安定性、制動性、耐摩耗性を犠牲にすることなく転覆限界性能を向上させた乗用車用空気入りタイヤを提供すること。
【解決手段】カーカスコードをラジアル配列してなるカーカスプライのタイヤ径方向外側に、スチールコードをタイヤ赤道線に対して傾斜させて形成したベルトプライを少なくとも２プライを配置した空気入りタイヤにおいて、少なくとも１枚のベルトプライの最端部からタイヤ内側方向へベルトプライ幅Ｗ１の０．０５倍の幅を有する領域Ｅ内において、前記スチールコード端末の該領域Ｅへの突出幅Ｗ２が異なるようにタイヤ周方向に沿って混在させ、前記領域Ｅよりもタイヤ内側のスチールコード本数Ｎに対する前記スチールコード端末の前記領域Ｅへの突出幅Ｗ２が領域Ｅの幅の７５％以下である本数ｎの比Ｒ（＝ｎ／Ｎ）が０．５〜０．８５である乗用車用空気入りタイヤ。
【選択図】図１

Description

本発明は、良好な転倒防止性と操縦安定性を有する乗用車用空気入りタイヤに関する。

一般に、乗用車用タイヤにおける転倒限界性能を向上させるためには、高スリップアングル時のコーナーリングフォースが小さくなるようなタイヤ特性が求められている。

すなわち、転覆限界性能を確保するためには、高スリップアングル時や高荷重時の横力が小さくなるようなタイヤ特性が必要である。

かかる高スリップアングル時や高荷重時の横力が小さくさせる方策として、従来手法としては、ベルト角度を増すことやトレッドゴムグリップ力を減少させること、溝面積を増加させること、あるいは、ケーシング剛性を軽減させることなどがあるが、これらの手法では、操縦安定性、制動性や耐摩耗性を低下させる要因であるため、転覆限界性能との両立が難しいものであった。

本発明の乗用車用空気入りタイヤは、良好な転倒防止性と操縦安定性とを両立させたタイヤを実現することにあり、その基本的技術思想は後述するが、その具体的態様は、ベルト端部付近でコードエンド数を減らして（コード本数密度を減らして）、該端部付近での剛性を低下させることにある。

ここで、コードエンド数をベルト中央部よりも少なくしたタイヤとして、以下に説明するものが知られている。

例えば、カーカスおよびカーカスとトレッドの間に補強層を備え、補強層は少なくとも２層で互いに交差するコードからなり、補強層の径方向断面で、（補強層端の半径）／（クラウンセンターでの補強層半径）＜０．９５の値をなすタイヤにおいて、補強層の少なくとも一層が、コード幅が不均一で、かつ層端でのコード打込数がクラウンセンターにおける打込数に比べて同等もしくは少ないという空気入りタイヤについて提案がされている（特許文献１）。

しかし、この特許文献１に記載されている空気入りタイヤは、もともと（補強層端の半径）が（クラウンセンターでの補強層半径）よりも小さいというモーターサイクル用（二輪用）ラジアルタイヤ、航空機用ラジアルタイヤあるいは建設車両用ラジアルタイヤなどにおいてはコード打込数は該端部で増加することとなるので、補強層端部のセパレーションを防止しつつセンター部のコード打込数を増やして確保するという技術思想によるものであり、乗用車用空気入りタイヤにおいて良好な転倒防止性と操縦安定性を実現するものではなかった。

また、耐轍ワンダリング性および耐久性の両方を向上させた重荷重用空気入りラジアルタイヤを提供することを目的にして、複数層のベルト層を有し、カーカス層に近接する第１ベルト層のタイヤ幅方向中央域のコード密度をタイヤ幅方向両端域のコード密度よりも大きくしてなる重荷重用空気入りラジアルタイヤが提案されている（特許文献２）。

しかし、この特許文献２に記載されている空気入りタイヤは、重荷重用空気入りラジアルタイヤにおいて、タイヤ幅方向の中央域のコード密度を専ら大きくするために行うものであり、ベルト端部からベルト全幅の３／１〜１／４を除いてベルト層を積層して構成することにより、タイヤ中央域のコード密度を両端域のコード密度よりも大きくしたというものであり、乗用車用空気入りタイヤにおいて良好な転倒防止性と操縦安定性を実現するものではなかった。
特開昭６１−３７５０１号公報 特開平９−２０１６号公報

本発明の目的は、上述したような点に鑑み、乗用車用空気入りタイヤの分野において、良好な転倒防止性と操縦安定性等とを両立させてなる空気入りタイヤを提供することにある。

上述した目的を達成する本発明の乗用車用空気入りタイヤは、以下のの構成からなるものである。

すなわち、カーカスコードをラジアル配列してなるカーカスプライのタイヤ径方向外側に、スチールコードをタイヤ赤道線に対して傾斜させて形成したベルトプライを少なくとも２プライ配置した空気入りタイヤにおいて、少なくとも１枚のベルトプライの最端部からタイヤ内側方向へベルトプライ幅Ｗ１の０．０５倍の幅を有する領域Ｅ内において、前記スチールコード端末の該領域Ｅへの突出幅Ｗ２が異なるようにタイヤ周方向に沿って混在させ、前記領域Ｅよりもタイヤ内側のスチールコード本数Ｎに対する前記スチールコード端末の前記領域Ｅへの突出幅Ｗ２が領域幅の７５％以下である本数ｎの比Ｒ（＝ｎ／Ｎ）が０．５〜０．８５である乗用車用空気入りタイヤである。

本発明によれば、ベルトプライ端部の剛性を適切に小さくできたことにより、良好な転倒防止性と操縦安定性とを両立させた乗用車用空気入りタイヤを提供することができ、特に、操縦安定性、制動性、耐摩耗性を犠牲にすることなく転覆限界性能を向上させた乗用車用空気入りタイヤを提供できる。

本発明は、転覆限界性能の試験（ダブルレーンチェンジ試験やフィッシュフック試験など）をする際には、通常の走行時よりも外側までタイヤが接地することに着目しなされたものであり、本発明の乗用車用空気入りタイヤによれば、操縦安定性や耐摩耗性の向上に寄与が高く、通常走行時の性能を維持したまま、ショルダー部の接地端部のベルト剛性を意図的に下げることができたことにより、高スリップアングル時に高負荷のかかるショルダー部の接地面積の増加を抑制して、高スリップアングル時にコーナリングフォースを低減させることが可能となり、操縦安定性、制動性、耐摩耗性を犠牲にすることなく、転覆限界性能を向上させることができることになるものである。

以下、更に詳しく本発明の乗用車用空気入りタイヤについて説明する。
本発明の乗用車用空気入りタイヤは、まず、カーカスコードをラジアル配列してなるカーカスプライのタイヤ径方向外側に、スチールコードをタイヤ赤道線に対して傾斜させて形成したベルトプライを少なくとも２プライを配置した空気入りタイヤにおいて、少なくとも１枚のベルトプライの最端部からタイヤ内側方向へベルトプライ幅Ｗ１の０．０５倍の幅を有する領域Ｅ内において、該スチールコード端末の領域Ｅへの突出幅Ｗ２が異なるようにタイヤ周方向に沿って混在させ、〔該領域Ｅよりもタイヤ内側のスチールコード本数Ｎ（本）〕に対する〔該スチールコード端末の該領域Ｅへの突出幅Ｗ２が該領域Ｅの幅の７５％以下である本数ｎ（本）〕の比Ｒ（＝ｎ／Ｎ）が０．５〜０．８５であることを特徴とする。

かかる本発明の乗用車用空気入りタイヤを、図１、図２および図３を用いて説明すると、図１は、本発明の空気入りタイヤを説明するためのタイヤ子午線方向の一部断面図であり、特にベルト部分を中心とした部分断面概略モデル図である。

図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の空気入りタイヤを説明するものであり、少なくとも１枚のベルトプライの最端部（最外側）からタイヤ内側方向へベルトプライ幅Ｗ１の０．０５倍の幅を有する領域Ｅ内において、該スチールコード端末の領域Ｅへの突出幅Ｗ２が異なるように、タイヤ周方向に沿って混在している状態をモデル的に描いた概略平面図である。

本発明において、スチールコード端末の領域Ｅへの突出幅Ｗ２とは、図３にモデルを示したように、ベルトプライの最端部から領域Ｅの幅（０．０５×Ｗ１）で内側に入った位置から、スチールコードが最端側に幅方向に突出している長さのことをいう。

図１において、本発明にかかる乗用車用空気入りタイヤ１は、トレッド２とカーカス３からなり、カーカス３部は、カーカスコードをラジアル配列してなるカーカスプライ４と、該カーカスプライ４のタイヤ径方向外側に配置された複数本のコードが、タイヤ赤道線に対して傾斜角度θ（例えば、１５°〜３３°）を有してかつタイヤ赤道線位置を通ってタイヤ軸方向端部側に向けて直線状に互いに平行配列されかつゴムで被覆されてなる少なくとも２枚のベルトプライ５、６とから構成されている。

内層にあるベルトプライ５はいわゆる一番ベルトであり、その外側にあるベルトプライ６はいわゆる二番ベルトである。７、８は、本発明の要旨とは直接関係しないベルトカバー層である。Ｌはタイヤ赤道線を示したものであり、Ｗ１はベルトプライ幅を示している。

本発明の乗用車用空気入りタイヤにおいては、図１、図２に示したように、少なくとも１枚のベルトプライの最端部からタイヤ内側方向へベルトプライ幅Ｗ１の０．０５倍の幅を有する領域Ｅ内において、スチールコード端末の該領域Ｅへの突出幅Ｗ２が異なるようにタイヤ周方向に沿って混在させたものである。

その混在の程度は、図３にモデルを示したように、突出幅Ｗ２が領域Ｅの幅の１００％であるベルトコード９、突出幅Ｗ２が領域Ｅの幅の０％であるベルトコード１０、突出幅Ｗ２が領域Ｅの幅の３５％であるベルトコード１２、突出幅Ｗ２が領域Ｅの幅の０％であるベルトコード１３、あるいは、突出幅Ｗ２が領域Ｅの幅の６５％であるベルトコード１４などが混在することが重要であり、具体的には、領域Ｅよりもタイヤ内側のスチールコード本数Ｎに対する該スチールコード端末の該領域Ｅへの突出幅Ｗ２が領域幅の７５％以下（０％のものも含まれる）である本数ｎの比Ｒ（＝ｎ／Ｎ）が０．５〜０．８５であることが重要である。

本発明によれば、該関係を満足させることにより、ベルトプライ端部の剛性を適切に小さくでき、良好な転倒防止性と操縦安定性とを両立させた乗用車用空気入りタイヤを実現できることとなる。

特に好ましくは、比Ｒ（＝ｎ／Ｎ）は、０．５０〜０．７の範囲内である。
また、スチールコード端末の前記領域Ｅへの突出幅Ｗ２が領域幅の７５％以下であるスチールコードと、該突出幅Ｗ２が領域幅の７５％よりも大きく１００％以内であるスチールコードとは、１本１本交互に配列されているものであることが好ましい。あるいは、また、同一数の複数本ごとに、交互に配列されているものであることも好ましく、あるいは、また、いずれか一方が１本または複数本で、他方が該一方の複数本とは異なる複数本ごとに、交互に配列されているものであることも好ましく、特に配列の仕方について限定はされない。図５の（ａ）は、２本・３本ごとの配置の例、図５の（ｂ）は、２本１本ごとの例を示している。

ここで、Ｒは、Ｒ＝ｎ／Ｎであり、領域Ｅよりもタイヤ内側のスチールコードの本数Ｎに対する、スチールコード端末の該領域Ｅへの突出幅Ｗ２が領域幅の７５％以下であるスチールコードの本数ｎの比Ｒ（＝ｎ／Ｎ）で定義づけられる値であり、その１個のタイヤ全周にわたってのそれぞれの実測した数値を基準に算定するものである。

また、該Ｒの値は、その単一のベルトプライで求められる値であり、コード末端が混在されてコードが配されている単一のベルトプライ内で算定するものである。

従って、２枚のベルトプライの双方とも、あるいは一方だけが、コード末端が混在されてスチールコードが配されている場合、２枚のベルトプライでの打ち込みコードを総合計して分母として考えるものではなく、単一のベルトプライ内でそれぞれ考えるものである。要は、端部において剛性が小さいベルトプライを単一のものとして使用しているか否かが問題だからである。

図４の（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、本発明以外の空気入りタイヤを説明するために、スチールコードの配列を概略モデル的に描いた概略平面図であるが、（ａ）のように混在状態が存在していないもの、（ｂ）のようにコードの配置角度を途中で変更したもの、（ｃ）のようにコードの配置角度を途中でうねるようになだらかに変更していくもの、（ｄ）のようにベルトプライの端部を鋸歯状に裁断して、ベルトプライごとコードが存在していないようにしたものなどは、本発明に含まれない。

本発明は、転覆限界性能の試験（ダブルレーンチェンジ試験やフィッシュフック試験など）をする際には、通常の走行時よりも外側までタイヤが接地することに着目し、操縦安定性や耐摩耗性の向上に寄与が高く、通常走行時の性能を維持したまま、ショルダー部の接地端部のベルト剛性を意図的に下げることにより、高スリップアングル時に高負荷のかかるショルダー部の接地面積の増加を抑制して、高スリップアングル時にコーナリングフォースを低減させることが可能となり、操縦安定性、制動性、耐摩耗性を犠牲にすることなく、転覆限界性能を向上させることができることになるのである。

実施例１〜３、比較例１〜３
図２の（ａ）にモデル図を示したのと同様の、一本交互での混在状態になるように、スチールコードを千鳥配列させたベルトプライを２枚のベルトプライの内層側に用いてタイヤサイズ２６５／６５Ｒ１７の本発明にかかる乗用車用空気入りタイヤを製作した。

表１に詳細を示したように、実施例１〜３は本発明にかかるものである（実施例１のＲ＝０．７、実施例２のＲ＝０．５、実施例３のＲ＝０．８５）。

比較例１は突出幅が混在する状態での配列が行われていないもの、比較例２は突出幅が混在する状態での配列が行われているがＲ＝０．４のもの、比較例３は同じくＲ＝０．９のものである。

上記タイヤサイズ２６５／６５Ｒ１７のタイヤを内圧２００ｋＰａに調整し、１７×７１／２ＪＪのリムに組み付けて、四輪駆動車に装着して実車による走行試験を実施した。

なお、操縦安定性は、テストコースにてテストドライバーによるフィーリング評価でレーンチェンジやコーナリング性能を主にした総合評価とした。評価は、比較例１の値を指数１００として評価した。

転倒限界性能は、ドラム試験機にてＪＡＴＭＡ最大荷重を負荷して走行させたときの最大コーナリングフォース（ＣＦ値）を測定した。本実施例では、数値が大きいほどＣＦ値が低いことを示している。評価は、比較例１の値を指数１００として比較評価した。

ベルト耐久性試験は、室内ドラムによりベルト耐久試験を実施し、ベルトの故障に至るまでの走行距離を比較例１品を１００とする指数にして表示した。

以上の評価結果を、表１に示した。
以上の３つの評価は、それぞれ該指数が大きいほど性能が良好であることを示しており、５％以上で性能差がありと判断した。

表１から分かるように、本発明によれば、転倒限界性能と操縦安定性の両立した乗用車用タイヤが実現されていることがわかる。

また、ベルト端部領域を０．０５×Ｗ１よりも大きなものにすると、操縦安定性で問題が発生してくる。

図１は、本発明の乗用車用空気入りタイヤを説明するためのタイヤ子午線方向の一部断面図であり、特にベルト部分を中心とした部分断面概略モデル図である。 図２（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、本発明の乗用車用空気入りタイヤを説明するものであり、ベルトプライにおけるベルト打ち込みコードが長いもの（１００％突出）、短いもの（０％突出）が、交互に配列されている状態をモデル的に描いた概略平面図である。 図３は、突出幅Ｗ２での混在状態について説明する概略モデル図である。 図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、本発明以外の乗用車用空気入りタイヤを説明するものであり、打ち込みコードの配列をモデル的に描いた概略平面図である。 図５（ａ）、（ｂ）は、本発明の乗用車用空気入りタイヤの他の実施例を説明するものであり、打ち込みコードの配列をモデル的に描いた概略平面図である。

符号の説明

１：乗用車用空気入りタイヤ
２：トレッド
３：カーカス
４：カーカスプライ
５：ベルトプライ（一番ベルト）
６：ベルトプライ（二番ベルト）
７：ベルトカバー層
８：ベルトカバー層
９：ベルトコード（突出幅Ｗ２が領域Ｅの幅の１００％であるコード）
１０：ベルトコード（突出幅Ｗ２が領域Ｅの幅の０％であるコード）
１１：ベルトコード
１２：ベルトコード（突出幅Ｗ２が領域Ｅの幅の３５％であるコード）
１３：ベルトコード（突出幅Ｗ２が領域Ｅの幅の０％であるコード）
１４：ベルトコード（突出幅Ｗ２が領域Ｅの幅の６５％であるコード）
Ｅ：ベルトプライの最端部からタイヤ内側方向へベルトプライ幅Ｗ１の０．０５倍の幅を有する領域
Ｌ：タイヤ赤道線
θ：タイヤ赤道線に対するコードの傾斜角
Ｗ１：ベルトプライ幅
Ｗ２：スチールコード端末の領域Ｅへの突出幅

Claims (8)

1. カーカスコードをラジアル配列してなるカーカスプライのタイヤ径方向外側に、スチールコードをタイヤ赤道線に対して傾斜させて形成したベルトプライを少なくとも２プライ配置した空気入りタイヤにおいて、少なくとも１枚のベルトプライの最端部からタイヤ内側方向へベルトプライ幅Ｗ１の０．０５倍の幅を有する領域Ｅ内において、前記スチールコード端末の該領域Ｅへの突出幅Ｗ２が異なるようにタイヤ周方向に沿って混在させ、前記領域Ｅよりもタイヤ内側のスチールコード本数Ｎに対する前記スチールコード端末の前記領域Ｅへの突出幅Ｗ２が領域Ｅの幅の７５％以下である本数ｎの比Ｒ（＝ｎ／Ｎ）が０．５〜０．８５であることを特徴とする乗用車用空気入りタイヤ。
2. 領域Ｅよりもタイヤ内側のスチールコード本数Ｎに対する前記スチールコード端末の前記領域Ｅへの突出幅Ｗ２が領域Ｅの幅の７５％以下である本数ｎの比Ｒ（＝ｎ／Ｎ）が、０．５０〜０．７であることを特徴とする請求項１記載の乗用車用空気入りタイヤ。
3. スチールコード端末の前記領域Ｅへの突出幅Ｗ２が異なるようにタイヤ周方向に沿って混在させるに際して、前記スチールコード端末の前記領域Ｅへの突出幅Ｗ２が領域Ｅの幅の７５％以下であるスチールコードと、該突出幅Ｗ２が領域Ｅの幅の７５％よりも大きく１００％以内であるスチールコードとが、１本１本交互に配列されているものであることを特徴とする請求項１または２記載の乗用車用空気入りタイヤ。
4. スチールコード端末の前記領域Ｅへの突出幅Ｗ２が異なるようにタイヤ周方向に沿って混在させるに際して、前記スチールコード端末の前記領域Ｅへの突出幅Ｗ２が領域Ｅの幅の７５％以下であるスチールコードと、該突出幅Ｗ２が領域Ｅの幅の７５％よりも大きく１００％以内であるスチールコードとが、同一数の複数本ごとに、交互に配列されているものであることを特徴とする請求項１または２記載の乗用車用空気入りタイヤ。
5. スチールコード端末の前記領域Ｅへの突出幅Ｗ２が異なるようにタイヤ周方向に沿って混在させるに際して、前記スチールコード端末の前記領域Ｅへの突出幅Ｗ２が領域Ｅの幅の７５％以下であるスチールコードと、該突出幅Ｗ２が領域Ｅの幅の７５％よりも大きく１００％以内であるスチールコードとが、いずれか一方が１本または複数本で、他方が前記一方の複数本とは異なる複数本ごとに、交互に配列されているものであることを特徴とする請求項１または２記載の乗用車用空気入りタイヤ。
6. ベルトプライが２枚使用されていて、内層側のベルトプライのスチールコード打ち込みが、前記スチールコード端末の該領域Ｅへの突出幅Ｗ２が異なるようにタイヤ周方向に沿って混在しているものであることを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の乗用車用空気入りタイヤ。
7. ベルトプライが２枚使用されていて、外層側のベルトプライのスチールコード打ち込みが、前記スチールコード端末の該領域Ｅへの突出幅Ｗ２が異なるようにタイヤ周方向に沿って混在しているものであることを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の乗用車用空気入りタイヤ。
8. ベルトプライが２枚使用されていて、内層側と外層側の双方のベルトプライのスチールコード打ち込みが、前記スチールコード端末の該領域Ｅへの突出幅Ｗ２が異なるようにタイヤ周方向に沿って混在しているものであることを特徴とする請求項１、２、３、４または５記載の乗用車用空気入りタイヤ。

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