JP2008105667A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】残留コーナリングフォースを大きく確保して車両の直進安定性能を改良しつつ、乗り心地性能及び偏摩耗性能の悪化を抑制する空気入りラジアルタイヤを提供すること。
【解決手段】ビードコア１６の間にトロイド状に跨って延びるカーカス１２の径方向外側に赤道面ＣＬに対して傾斜する方向に延びる第１コード２２を被覆ゴム中に埋設した外側ベルト層２０が設けられ、カーカス１２と外側ベルト層２０との間に第１コード２２と交差する方向に延びる第２コード３２を被覆ゴム中に埋設した内側ベルト層３０が設けられ、さらに径方向外側にトレッド４０が設けられた空気入りラジアルタイヤ１０の外側ベルト層２０の総強力ＧＦ２０を内側ベルト層３０の総強力ＧＦ３０よりも大きくしたことで、残留コーナリングフォースが大きく確保されて車両の直進安定性能が改良され、乗り心地性能及び偏摩耗性能の悪化が抑制される。
【選択図】図１

Description

本発明は空気入りラジアルタイヤに関し、特には、残留コーナリングフォースを大きく確保して車両の直進安定性を改良しつつ、乗り心地性能や偏摩耗性能の悪化を抑制する乗用車用の空気入りラジアルタイヤに関するものである。

車両が走行する路面には通常カントと呼ばれる傾斜（路面の排水を目的とした傾斜）が付けられており、この傾斜に逆らって直進性を確保するためにはタイヤに所定の残留コーナリングフォースを付与しておく必要が有る。例えば、２枚のスチールベルト構造のタイヤで、道路が左側通行の場合（路面に右上がりの傾斜が付けられている場合）には、最外層のスチールベルト層のコードをタイヤ外周側から見て右上がりに傾斜させておくことで、右上がりに傾斜した路面を下がることを阻止する方向に残留コーナリングフォースが生じて、車両の直進性が得られる。

近年、車両には、より高い直進安定性の達成（車両流れ特性の改善）が求められている。このためには、路面のカントに応じた残留コーナリングフォース（以下、ＰＲＣＦ）をタイヤに発生させる必要があるが、近年の車両大型化や重量増に伴ってさらに大きなＰＲＣＦが要求されるようになってきている。この要求に対しては、より総強力の高いベルトの使用又は、トレッドパターンのラグ溝角度の適正化（特許文献１参照）によって対応している。
特開２００４−９８７９１号公報

しかしながら、ＰＲＣＦを大きく確保するためにより総強力の高いベルトを使用することでベルトの剛性が上がってしまい、乗り心地性能が悪化する点が問題となってきている。また、トレッドパターンのラグ溝角度の適正化は、タイヤショルダー部のブロックの変形とその反力とでＰＲＣＦを得ようとするものである為、タイヤショルダー部のブロックの動き（すべり）が大きくなり、偏摩耗性能が悪化してしまう虞があることも問題となってきている。

本発明の目的は、上記事実を考慮して、残留コーナリングフォースを大きく確保して車両の直進安定性を改良しつつ、乗り心地性能及び偏摩耗性能の悪化を抑制す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。

上記目的を達成するために本発明の請求項１に係る空気入りラジアルタイヤは、一対のビードコアの間にトロイド状に跨って延びるカーカスと、前記カーカスの径方向外側に設けられ、タイヤ赤道面に対して傾斜する方向に延びる複数本のコードを被覆ゴム中に埋設した１層の外側ベルト層と、前記外側ベルト層と前記カーカスとの間に設けられ、前記内側ベルト層のコードに対して交差する方向に延びる複数本の前記外側ベルト層のコードと同じ材質のコードを被覆ゴム中に埋設した１層の内側ベルト層と、前記外側ベルト層の径方向外側に設けられたトレッドとを備え、前記外側ベルト層の総強力が前記内側ベルト層の総強力よりも大きいことを特徴としている。

次に請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤの作用について説明する。
外側ベルト層と内側ベルト層とが同じ強力のコードから構成され、総強力が等しい通常のタイヤでは、コードの強力を上げるとベルト層全体の周方向剛性が上昇し、乗り心地性能が悪化してしまう。またトレッドパターンの溝角度の適正化では偏摩耗性能が悪化してしまう。
ここで、内側ベルト層よりもＰＲＣＦに対する寄与が高い外側ベルト層の総強力を内側ベルト層の総強力よりも大きくすることで、ＰＲＣＦを大きく確保しても従来の総強力が等しい通常のタイヤよりもベルト層全体の周方向剛性の上昇が抑制される。このため、従来よりも乗り心地性能の悪化が抑制される。また、ベルト成分を調整することでＰＲＣＦを大きく確保するため、従来のトレッドのパターン成分を調整してＰＲＣＦを大きく確保するよりも偏摩耗性能の悪化が抑制される。
従って、本発明の空気入りラジアルタイヤは、ＰＲＣＦが大きく確保されて車両の直進安定性が改良され、乗り心地性能及び偏摩耗性能の悪化が抑制される。
なお、ここでいう総強力とはベルト層の５０ｍｍ当たりのコードの打ち込み本数に、１本のコードの破断時の強力を乗じた値を意味する。

本発明の請求項２に係る空気入りラジアルタイヤは、請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤにおいて、前記外側ベルト層の総強力を前記内側ベルト層の総強力の１．０５〜１．５倍とすることを特徴としている。

次に、請求項２に記載の空気入りラジアルタイヤの作用について説明する。
外側ベルト層の総強力が内側ベルト層の総強力の１．０５倍に満たないとＰＲＣＦを大きく確保する効果が十分に得られず、１．５倍を超えると、極端な横力が発生し、これに伴いステアリングの左右入力に対して車両の動きに左右差が生じ、操縦安定性に悪影響が生じる虞がある。従って、外側ベルト層の総強力は内側ベルト層の総強力の１．０５〜１．５倍とすることが好ましい。

本発明の請求項３に係る空気入りラジアルタイヤは、請求項１又は請求項２に記載の空気入りラジアルタイヤにおいて、前記外側ベルト層のコードの直径が前記内側ベルト層のコードの直径よりも大きいことを特徴としている。

次に、請求項３に記載の空気入りラジアルタイヤの作用について説明する。
外側ベルト層のコードの直径を内側ベルト層のコードの直径よりも大きくすることで、外側ベルト層の総強力を内側ベルト層の総強力よりも大きくすることができる。

本発明の請求項４に係る空気入りラジアルタイヤは、請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の空気入りラジアルタイヤにおいて、前記外側ベルト層のコード及び前記内側ベルト層のコードは複数本のモノフィラメントを撚り合わせて形成され、前記外側ベルト層のコードのモノフィラメントの本数が前記内側ベルト層のコードのモノフィラメントの本数よりも多いことを特徴としている。

次に、請求項４に記載の空気入りラジアルタイヤの作用について説明する。
外側ベルト層のコードのモノフィラメントの本数を内側ベルト層のコードのモノフィラメントの本数よりも多くすることで、外側ベルト層の総強力を内側ベルト層の総強力よりも大きくすることができる。

本発明の請求項５に係る空気入りラジアルタイヤは、請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の空気入りラジアルタイヤにおいて、前記外側ベルト層のコードの打ち込み本数が前記内側ベルト層のコードの打ち込み本数よりも多いことを特徴としている。

次に、請求項５に記載の空気入りラジアルタイヤの作用について説明する。
外側ベルト層のコードの打ち込み本数を内側ベルト層のコードの打ち込み本数よりも多くすることで、外側ベルト層の総強力を内側ベルト層の総強力よりも大きくすることができる。

本発明の請求項６に係る空気入りラジアルタイヤは、請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の空気入りラジアルタイヤにおいて、前記外側ベルト層のコード及び前記内側ベルト層のコードがスチールからなることを特徴としている。

次に、請求項６に記載の空気入りラジアルタイヤの作用について説明する。
前記外側ベルト層のコード及び内側ベルト層のコードがスチールからなるため、タイヤのベルト剛性が向上し、操縦安定性能が向上する。

本発明の空気入りラジアルタイヤは、残留コーナリングフォースが大きく確保されて車両の直進安定性が改良され、乗り心地性能及び偏摩耗性能の悪化が抑制される。

［第１の実施形態］
（構成）次に、本発明の空気入りラジアルタイヤの第１の実施形態を図１及び図２にしたがって説明する。なお、本実施形態の空気入りラジアルタイヤは、乗用車用の空気入りラジアルタイヤ１０であり、タイヤサイズは１８５／６０Ｒ１５である。

図１に示すように、空気入りラジアルタイヤ１０は、タイヤ赤道面ＣＬ（以下、赤道面ＣＬ）に対して交差する方向に延びるコードが埋設されたカーカス１２を備えている。なお、本実施形態ではカーカスを１層としているが、この構成に限定される必要は無く、２層以上であっても良いものとする。

（カーカス）
カーカス１２は、各々両端部分がビード部１４に埋設されているビードコア１６の周りに、タイヤ内側から外側へ向かって巻き上げられている。このカーカス１２は被覆ゴム中に複数本のラジアル方向に延びるコード（例えば、ナイロン等の有機繊維コード）を平行に並べて埋設したものである。

（外側ベルト層）
カーカス１２のタイヤ径方向外側には外側ベルト層２０が１層設けられている。この外側ベルト層２０は、赤道面ＣＬに対して傾斜する方向に延びる複数本の第１コード２２を平行に並べて被覆ゴム中に埋設したものである。この第１コード２２は赤道面ＣＬに対して５８〜７４度の範囲で傾斜していることが好ましい。また、第１コード２２は、１本のスチールモノフィラメント２４又は複数本のスチールモノフィラメント２４を撚り合わせたスチールコードから構成されている。なお、本実施形態の第１コード２２は、図２（Ｂ）に示す５本のスチールモノフィラメント２４を１×５タイプで撚り合わせたスチールコードである。

（内側ベルト層）
外側ベルト層２０とカーカス１２との間に内側ベルト層３０が１層設けられている。この内側ベルト層３０は、赤道面ＣＬに対して傾斜し且つ外側ベルト層２０の第１コード２２と交差する方向に延びる複数本の第２コード３２を平行に並べて被覆ゴム中に埋設したものである。この第２コード３２は赤道面ＣＬに対して５８〜７４度の範囲で傾斜していることが好ましい。また、第２コード３２は、１本のスチールモノフィラメント３４又は複数本のスチールモノフィラメント３４を撚り合わせたスチールコードから構成されている。なお、本実施形態の第２コード３２は、図２（Ａ）に示す３本のスチールモノフィラメント３４を１×３タイプで撚り合わせたスチールコードである。

（トレッド）
外側ベルト層２０のタイヤ径方向外側にはトレッド４０が設けられている。このトレッド４０の外周面には、ウエット路面走行時に必要とされる排水用の溝（図示省略）が複数形成されている。

また、外側ベルト層２０の総強力ＧＦ２０が内側ベルト層３０の総強力ＧＦ３０より大きく設定されている。この総強力ＧＦ２０は総強力ＧＦ３０の１．０５〜１．５倍を満たすことが好ましい。
さらに、外側ベルト層２０の第１コード２２の直径Ｄ２２が内側ベルト層３０の第２コード３２の直径Ｄ３２よりも大きいことが好ましい。
またさらに、外側ベルト層２０の第１コード２２の打ち込み本数が内側ベルト層３０の第２コード３２の打ち込み本数よりも多いことが好ましい。
そして、外側ベルト層２０のスチールモノフィラメント２４の本数が内側ベルト層３０のスチールモノフィラメント３４の本数よりも多いことが好ましい。

なお、本実施形態では、第１コード２２の直径Ｄ２２が第２コード３２の直径Ｄ３２よりも大きく、外側ベルト層２０の第１コード２２の打ち込み本数が内側ベルト層３０の第２コード３２の打ち込み本数よりも多く、第１コード２２のスチールモノフィラメント２４の本数が第２コード３２のスチールモノフィラメント３４の本数よりも多くすることが好ましいとしたが、総強力ＧＦ２０が総強力ＧＦ３０の１．０５〜１．５倍を満たすことができれば、この構成に限定される必要は無く、例えば、外側ベルト層２０の第１コード２２の打ち込み本数が内側ベルト層３０の第２コード３２の打ち込み本数よりも少ない又は同じとする構成であっても良いものとする。

また、本実施形態では、第１コード２２を図２（Ｂ）に示す５本のスチールモノフィラメント２４を１×５タイプで撚り合わせたスチールコードとし、第２コード３２を図２（Ａ）に示す３本のスチールモノフィラメント３４を１×３タイプで撚り合わせたスチールコードとする構成としたが、総強力ＧＦ２０が総強力ＧＦ３０の１．０５〜１．５倍を満たすことができれば、この構成に限定される必要は無く、例えば、第１コード２２を図２（Ｃ）に示す７本のスチールモノフィラメント３４を１＋６タイプで撚り合わせて形成したスチールコードとする構成としても良いものとする。

（作用）本実施形態の空気入りラジアルタイヤ１０によれば、内側ベルト層３０よりもＰＲＣＦに対する寄与が高い外側ベルト層２０の総強力ＧＦ２０を内側ベルト層３０の総強力ＧＦ３０よりも大きくすることで、ＰＲＣＦを大きく確保しても従来の外側ベルト層及び内側ベルト層の総強力が等しい通常のタイヤよりもベルト層全体の周方向剛性の上昇が抑制される。このため、従来よりも乗り心地性能の悪化が抑制される。ベルト成分を調整することでＰＲＣＦを大きく確保するため、従来のトレッドのパターン成分を調整してＰＲＣＦを大きく確保するよりも偏摩耗性能の悪化が抑制される。従って、空気入りラジアルタイヤ１０は、ＰＲＣＦが大きく確保されて車両の直進安定性が改良され、乗り心地性能及び偏摩耗性能の悪化が抑制される。

外側ベルト層２０の総強力ＧＦ２０が内側ベルト層３０の総強力ＧＦ３０の１．０５倍に満たないとＰＲＣＦを大きく確保する効果が十分に得られず、１．５倍を超えると、極端な横力が発生し、これに伴いステアリングの左右入力に対して車両の動きに左右差が生じ、操縦安定性に悪影響が生じる虞がある。従って、外側ベルト層２０の総強力ＧＦ２０は内側ベルト層３０の総強力ＧＦ３０の１．０５〜１．５倍とすることが好ましい。

また、第１コード２２の直径Ｄ２２を第２コード３２の直径Ｄ３２よりも大きくすることで、外側ベルト層２０の総強力ＧＦ２０を内側ベルト層３０の総強力ＧＦ３０よりも大きくすることができる。
さらに、第１コード２２のスチールモノフィラメント２４の本数を第２コード３２のスチールモノフィラメント３４の本数よりも多くすることで、外側ベルト層２０の総強力ＧＦ３０を内側ベルト層３０の総強力ＧＦ３０よりも大きくすることができる。
さらにまた、外側ベルト層２０の第１コード２２の打ち込み本数を内側ベルト層３０の第２コード３２の打ち込み本数よりも多くすることで、外側ベルト層２０の総強力ＧＦ２０を内側ベルト層３０の総強力ＧＦ３０よりも大きくすることができる。
そして、外側ベルト層２０の第１コード２２及び内側ベルト層３０の第２コード３２がスチールからなるコードのため、タイヤのベルト剛性が向上し、操縦安定性能が向上する。特に、スチールからなるコードの弾性率を３０００kgf/mm2以上とした場合には、ベルトにＰＥＴやナイロン等の有機繊維コードを使用した場合に比べて、タイヤ重量は幾分増加するものの、より一層ベルト剛性を向上させることができ、十分なコーナリングフォースが得られ、操縦安定性能が向上する。
なお、本実施形態の空気入りラジアルタイヤ１０は、路面のカントに対してＰＲＣＦが有効に作用する向きに車両装着するものである。

[その他の実施形態]
第１の実施形態では、第１コード２２及び第２コード３２をスチールコードとしたが、この構成に限定される必要は無く、第１コード２２及び第２コード３２は有機繊維コード（例えば、ナイロンコード、ケブラー（ケブラー：デュポン社の商品名）コード等）であっても良いものとする。

[試験例]
本発明の性能改善効果を確かめるために、従来例のタイヤ３種、及び本発明の適用された実施例のタイヤ３種を用意し、ＰＲＣＦを測定し、その後で実車を用いて車両流れ、乗り心地及び偏摩耗の評価試験を行った。試験の目的は、ＰＲＣＦを確保することで車両流れが改良されたかという点と、本発明で乗り心地性能及び偏摩耗性能に低下がないかという点である。

次に供試タイヤについて説明する。供試タイヤのサイズは何れも１８５／６０Ｒ１５であり、夫々の供試タイヤをＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫ（２００６年度版、日本自動車タイヤ協会規格）に規定されている標準リムに組付けて試験に使用した。また以下に供試タイヤの構成を示す。
従来例１：第１の実施形態の外側ベルト層と内側ベルト層とが同じ強力（強力８８ｋｇｆ）のスチールコードで構成されるタイヤ。
従来例２：第１の実施形態の外側ベルト層と内側ベルト層とが同じ強力（強力９９ｋｇｆ）のスチールコードで構成されるタイヤ。
従来例３：第１の実施形態の外側ベルト層と内側ベルト層とが同じ強力（強力１０４ｋｇｆ）のスチールコードで構成されるタイヤ。
実施例１：第１の実施形態の外側ベルト層が内側ベルト層よりも大きい強力のスチールコードからなるタイヤ（内側ベルト層のスチールコードの強力８８ｋｇｆ、外側ベルト層のスチールコードの強力９９ｋｇｆ）。
実施例２：第１の実施形態の外側ベルト層が内側ベルト層よりも大きい強力のスチールコードからなるタイヤ（内側ベルト層のスチールコードの強力９９ｋｇｆ、外側ベルト層のスチールコードの強力１０４ｋｇｆ）。
実施例３：第１の実施形態の外側ベルト層が内側ベルト層よりも大きい強力のスチールコードからなるタイヤ（内側ベルト層のスチールコードの強力８８ｋｇｆ、外側ベルト層のスチールコードの強力１０４ｋｇｆ）。
なお、供試タイヤの外側ベルト層及び内側ベルト層のスチールコードの打ち込み本数を同じとした。また、表１にスチールコード１本当たりの強力の一覧を示す。

次に各評価試験について説明する。ＰＲＣＦ測定試験では、リム組みした夫々の供試タイヤをフラットベルト試験機のベルト上に配置し、内圧を２３０ｋｐに設定して、３．５８ｋＮの荷重を負荷した後、ベルトを速度１０ｋｍ／ｈで回転させ、タイヤ回転軸に作用するタイヤ進行方向に対する横方向荷重（スリップアングル０度）からＰＲＣＦを算出した。測定値は表２中に示す。

ＰＲＣＦ測定試験の後で、車両流れ評価試験、乗り心地評価試験及び偏摩耗評価試験を実施した。これらの各評価試験では、リム組みした夫々の供試タイヤを（１）ヴィッツ（トヨタ製）及び（２）カローラ（トヨタ製）に夫々装着し、２名乗車の状態で試験を実施した。
（車両流れ評価試験）
試験路面：ブリヂストンのプルービンググランド（路面のカントが右上がり１度の直線路面）
試験速度：１００ｋｍ／ｈ
評価方法：１００ｍ走行時の横方向流れ量（右方向をプラスとして測定）
（乗り心地評価試験）
試験路面：ブリヂストンのプルービンググランド（周回路）
試験速度：６０ｋｍ／ｈ
評価方法：テストドライバーの官能評価
（偏摩耗評価試験）
試験路面：一般道実地評価（高速道路８０％、市街地２０％）
評価方法：偏摩耗比（タイヤセンター部のライフ／タイヤショルダー部のライフ）
なお、評価結果を表２中に示す。指数表示とされている試験は従来例１を１００とした場合の指数表示であり、指数は大きいほど良好な結果を示しているものとする。

表２の結果から実施例１乃至実施例３は従来例１乃至従来例３に比べて、車両流れ（直進安定性）と、乗り心地及び偏摩耗との両立がなされていることが分かる。

第１実施例に係る空気入りラジアルタイヤを示すタイヤ軸方向に沿った断面図である。 （Ａ）第１の実施形態に係る空気入りラジアルタイヤの第１コードを示す断面図である。（Ｂ）第１の実施形態に係る空気入りラジアルタイヤの第２コードを示す断面図である。（Ｃ）第１の実施形態に係る空気入りラジアルタイヤの第１コードのその他の例を示す断面図である。

符号の説明

１０ 空気入りラジアルタイヤ
１２ カーカス
１６ ビードコア
２０ 外側ベルト層
２２ 第１コード（外側ベルト層のコード）
２４ スチールモノフィラメント
３０ 内側ベルト層
３２ 第２コード（内側ベルト層のコード）
３４ スチールモノフィラメント
５０ トレッド
Ｄ２２ 第１コードの直径
Ｄ３２ 第２コードの直径
ＧＦ２０ 外側ベルト層の総強力
ＧＦ３０ 内側ベルト層の総強力

Claims (6)

1. 一対のビードコアの間にトロイド状に跨って延びるカーカスと、
   前記カーカスの径方向外側に設けられ、タイヤ赤道面に対して傾斜する方向に延びる複数本のコードを被覆ゴム中に埋設した１層の外側ベルト層と、
   前記外側ベルト層と前記カーカスとの間に設けられ、前記内側ベルト層のコードに対して交差する方向に延びる複数本の前記外側ベルト層のコードと同じ材質のコードを被覆ゴム中に埋設した１層の内側ベルト層と、
   前記外側ベルト層の径方向外側に設けられたトレッドとを備え、
   前記外側ベルト層の総強力が前記内側ベルト層の総強力よりも大きいことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記外側ベルト層の総強力を前記内側ベルト層の総強力の１．０５〜１．５倍とした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. 前記外側ベルト層のコードの直径が前記内側ベルト層のコードの直径よりも大きいことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記外側ベルト層のコード及び前記内側ベルト層のコードは複数本のモノフィラメントを撚り合わせて形成され、
   前記外側ベルト層のコードのモノフィラメントの本数が前記内側ベルト層のコードのモノフィラメントの本数よりも多いことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の空気入りラジアルタイヤ。
5. 前記外側ベルト層のコードの打ち込み本数が前記内側ベルト層のコードの打ち込み本数よりも多いことを特徴とする請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載の空気入りラジアルタイヤ。
6. 前記外側ベルト層のコード及び前記内側ベルト層のコードがスチールからなることを特徴とする請求項１乃至請求項５の何れか１項に記載の空気入りラジアルタイヤ。

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