JP2008162459A - 乗用車用空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】周方向ベルト層にスチールコードを用いて操縦安定性を向上させるとともにタイヤ重量を抑えつつ耐久性を向上させた乗用車用空気入りラジアルタイヤを提供することを課題とする。
【解決手段】乗用車用空気入りラジアルタイヤ１０には、互いに交差関係にある２層の交差ベルト１６Ａ、１６Ｂからなる交差ベルト層１６が、カーカス１４のタイヤ径方向外側に配置されている。交差ベルト層１６のタイヤ径方向外側には、交差ベルト層１６の幅方向外側端１６Ｅよりも幅方向内側に幅方向外側端２０Ｅが位置する高剛性のスチール周方向ベルト層２０と、スチール周方向ベルト層２０の幅方向外側端２０Ｅから交差ベルト層１６の幅方向外側端１６Ｅまでの領域を覆う耐疲労性の有機繊維周方向ベルト層２２Ｐ、２２Ｑと、が配置されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、カーカスのタイヤ径方向外側に交差ベルト層を備えた乗用車用空気入りラジアルタイヤに関し、更に詳細には、交差ベルト層のタイヤ径方向外側に周方向ベルト層を備えた乗用車用空気入りラジアルタイヤに関する。

従来の乗用車用空気入りラジアルタイヤでは、１対のビードコア間にわたりトロイド状に延びるカーカスのクラウン部をベルトにて補強している。このベルトは、通常、タイヤの赤道面に対して傾斜して延びるコードの多数本を互いに平行に配列したゴム引き層の少なくとも２層からなる。このゴム引き層では、積層間でのコードが互いに交差する向きに配列した交差ベルト層と、タイヤの赤道面に沿って延びるコードを平行に配列したゴム引き層の少なくとも１層からなる周方向ベルト層とが、カーカスの径方向外側へ順に配置されているのが一般的である。

ところで、交差ベルト層は、操縦安定性確保の観点で高い剛性が要求されている。このため、交差ベルト層にはスチールコードが用いられ、周方向ベルト層にはタイヤ重量を増加させない観点からナイロン等の有機繊維が用いられていた。

これに対し、操縦安定性を更に高めるために周方向ベルト層にスチールコードを用いた例が報告されている（例えば特許文献１、２参照）。

しかし、特許文献１、２に開示されたタイヤでは、周方向ベルト層のスチールコード切れが発生し易くなるおそれがある。特に、車両速度が２７０ｋｍ／ｈ以上の高速度になると、遠心力が大きいため、この傾向が高まるおそれがある。
特開２０００−２５５２１４号公報 特開５６−８２６０９号公報

本発明は、上記事実を考慮して、周方向ベルト層にスチールコードを用いて操縦安定性を向上させるとともにタイヤ重量を抑えつつ耐久性を向上させた乗用車用空気入りラジアルタイヤを提供することを課題とする。

本発明者は、周方向ベルト層に、従来の有機繊維コードに替えて高剛性のスチールコードを適用した際にタイヤのショルダー部でコード切れが発生し易くなるおそれが高いことに着目した。

また、周方向ベルト層は、タイヤの周方向剛性を高め、操縦安定性を改善するとともに、タイヤ回転時の遠心力による交差ベルト層両端のせり上がりが誘発するエッジセパレーション現象を防止する役割を果たすことにも着目した。

以上の検討のもと、本発明者は、周方向ベルト層にスチールコードを用いても、タイヤ重量を抑えつつ高速耐久性を向上させた構造とすることを鋭意検討した。そして、実験を行って更に検討を加え、本発明を完成させるに至った。

請求項１に記載の発明は、互いに交差関係にある少なくとも２層の交差ベルトを有する交差ベルト層を、カーカスのタイヤ径方向外側に備えた乗用車用空気入りラジアルタイヤであって、前記交差ベルト層のタイヤ径方向外側に、前記交差ベルト層の幅方向外側端よりも幅方向内側に幅方向外側端が位置する少なくとも１層からなるスチール周方向ベルト層と、前記スチール周方向ベルト層の幅方向外側端から前記交差ベルト層の幅方向外側端までの領域を覆う少なくとも１層からなる有機繊維周方向ベルト層と、を備えたことを特徴とする。

ラジアルタイヤが転動するとタイヤにかかる内圧、荷重、回転速度により、タイヤ中で歪み変動が発生する。特に周方向ベルト層のショルダー部ではセンター部と比較して、歪み変動が大きいことがわかっている。タイヤ性能（操縦安定性）の向上を狙い、周方向ベルト層に用いるコードを従来のナイロンに代表される有機繊維コードから高剛性のスチールコードに変更した場合、スチールコードの耐疲労性を充分にしておかないと、このショルダー部の歪み変動によりスチールコードが破壊してしまう。

このため、請求項１に記載の発明では、耐疲労性の要求されるショルダー部には耐疲労性の高い有機繊維を用いた有機繊維周方向ベルト層を配置する。この有機繊維は、圧縮、曲げ、繰り返し疲労に強い。そして、センター部には高剛性のスチールコードを用いたスチール周方向ベルト層を配置することでタイヤ性能（操縦安定性）を向上させている。このように、有機繊維、スチールコードの配置を最適化させることで、タイヤ重量を抑えつつ、操縦安定性及び耐久性を従来タイヤ以上にすることができる。

請求項２に記載の発明は、前記スチール周方向ベルト層のベルト幅が前記交差ベルト層のベルト幅に対し８０〜１００％の範囲内とされたことを特徴とする。

スチール周方向ベルト層のベルト幅が交差ベルト層のベルト幅の８０％よりも狭いと、操縦安定性を充分に改善し難くなる。また、スチール周方向ベルト層のベルト幅が交差ベルト層のベルト幅の１００％よりも広いと、タイヤ重量を軽減し難いとともに、耐久性を充分に向上させ難くなる。

請求項３に記載の発明は、前記有機繊維周方向ベルト層のベルト幅が前記交差ベルト層のベルト幅に対し５〜２５％の範囲内とされたことを特徴とする。

有機繊維周方向ベルト層のベルト幅が交差ベルト層のベルト幅の５％よりも狭いと、ショルダー部における有機繊維周方向ベルト層の作用、効果が充分でなくなる。また、有機繊維周方向ベルト層のベルト幅が交差ベルト層のベルト幅の２５％よりも広いと、無用な幅広部を形成することになる。

請求項４に記載の発明は、前記スチール周方向ベルト層のベルトコード（スチールコード）の強力と幅１２ｍｍ当りのコード打ち込み本数との積が１９６１Ｎ・本以上であることを特徴とする。

上記の積が１９６１Ｎ・本未満であると、時速３００ｋｍ／ｈ以上高速度走行時において、タイヤの回転とトレッド部の重量とにより発生する遠心力がスチール周方向ベルト層の強力を上回る場合があるからである。

本発明によれば、周方向ベルト層にスチールコードを用いて操縦安定性を向上させるとともにタイヤ重量を抑えつつ耐久性を向上させた乗用車用空気入りラジアルタイヤとすることができる。

以下、実施形態を挙げ、本発明の実施の形態について説明する。図１に示すように、本発明の一実施形態に係る乗用車用空気入りラジアルタイヤ１０は、一対のビードコア１２を有するビード部１１と、一対のビードコア１２の間をトロイド状に延びる少なくとも１層のカーカス１４とを備えている。また、乗用車用空気入りラジアルタイヤ１０には、カーカス１４のクラウン部１４Ｃの外側に、互いに交差関係にある２枚の交差ベルト１６Ａ、１６Ｂからなる交差ベルト層１６と、スチールコードが配列されたスチール周方向ベルト層２０と、トレッド部２４と、が順次配置されている。更に、乗用車用空気入りラジアルタイヤ１０には、スチール周方向ベルト層２０の幅方向両側で交差ベルト層１６のタイヤ径方向外側に、有機繊維周方向ベルト層２２Ｐ、２２Ｑがそれぞれ配置されている。また、乗用車用空気入りラジアルタイヤ１０には、ビード部１１とトレッド部２４との間にサイドウォール部２６が設けられている。

本実施形態では、交差ベルト１６Ａのベルト幅Ｗ１のほうが交差ベルト１６Ｂのベルト幅Ｗ２よりも広くされている。従って、交差ベルト層１６のベルト幅は交差ベルト１６Ａのベルト幅Ｗ１となる。

スチール周方向ベルト層２０の幅方向外側端２０Ｅは、交差ベルト層１６の幅方向外側端１６Ｅよりも幅方向内側に位置している。スチール周方向ベルト層２０のベルト幅Ｗ３は、交差ベルト層１６のベルト幅Ｗ１に対し８０〜１００％の範囲内とされている。

有機繊維周方向ベルト層２２は、スチール周方向ベルト層２０の幅方向外側端２０Ｅから交差ベルト層１６の幅方向外側端１６Ｅまでの領域を覆っており、スチール周方向ベルト層２０の幅方向外側端２０Ｅ及び交差ベルト層１６の幅方向外側端１６Ｅが有機繊維周方向ベルト層２２でカバーされている。有機繊維周方向ベルト層２２Ｐ、２２Ｑの各ベルト幅Ｗ４は交差ベルト層１６のベルト幅Ｗ１に対し５〜２５％の範囲内とされている。

トレッド部２４には、タイヤ赤道面ＣＬの両側に、周方向に沿った複数本の周方向溝（主溝）２８と、周方向と交差する複数本の横溝（図示せず）とが形成されている。各横溝の端部は、周方向溝２８に連通するか、又は、トレッド端を越えてタイヤ幅方向外側へ排水可能なように延びている。

ここで、トレッド端とは、乗用車用空気入りラジアルタイヤを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装着し、ＪＡＴＭＡ ＹＥＡＲ ＢＯＯＫでの適用サイズ・プライレーティングにおける最大負荷能力（内圧−負荷能力対応表の太字荷重）に対応する空気圧（最大空気圧）の１００％を内圧として充填し、最大負荷能力を負荷したときのタイヤ幅方向最外の接地部分を指す。なお、使用地又は製造地においてＴＲＡ規格、ＥＴＲＴＯ規格が適用される場合は各々の規格に従う。

以上説明したように、本実施形態では、耐疲労性の要求されるショルダー部Ｓには耐疲労性の高い有機繊維を用いた有機繊維周方向ベルト層２２を配置している。これによって、タイヤ重量を抑えつつ耐久性を向上させており、コード破壊、それに伴うタイヤパンク、エッジ・セパレーション現象が発生することを充分に防止している。そして、センター部Ｃには高剛性のスチールコードを用いたスチール周方向ベルト層２０を配置することでタイヤ性能（操縦安定性）を向上させている。

また、スチール周方向ベルト層２０のベルト幅Ｗ３が交差ベルト層１６のベルト幅Ｗ１に対し８０〜１００％の範囲内とされている。これにより、操縦安定性を充分に改善でき、しかも、タイヤ重量を効果的に軽減するとともに耐久性を充分に向上させている。

更に、有機繊維周方向ベルト層２２の各ベルト幅Ｗ４が交差ベルト層１６のベルト幅Ｗ１に対し５〜２５％の範囲内とされている。これにより、ショルダー部Ｓにおける有機繊維周方向ベルト層の作用、効果を充分に発揮させるとともに、有機繊維周方向ベルト層２２に無用な幅広部を形成していない。

また、スチール周方向ベルト層２０のスチールコード強力と幅１２ｍｍ当りのコード打ち込み本数との積が１９６１Ｎ・本以上とされている。これにより、高速度走行時（特に時速３００ｋｍ／ｈ以上の高速度走行時）において、タイヤの回転とトレッド部２４の重量とにより発生する遠心力がスチール周方向ベルト層２０の強力を上回ることが回避されている。

＜試験例＞
本発明の効果を確かめるために、本発明者は、上記実施形態の乗用車用空気入りラジアルタイヤ１０の二例（以下、実施例１のタイヤ、実施例２のタイヤという）、従来の乗用車用空気入りラジアルタイヤの一例（以下、従来例のタイヤという）、及び、比較のための乗用車用空気入りラジアルタイヤ（比較例のタイヤという）を用意し、性能試験を行って性能を評価した。

なお、本試験例では、タイヤサイズは全て共通で ２２５／４５ＺＲ である。また、実施例１、２のタイヤでは、タイヤセンター側に配置されたスチール周方向ベルト層２０、タイヤショルダー部に配置された有機繊維周方向ベルト層２２の何れについても、コード方向は、タイヤ周方向に対して実質的に０°である。実質的にとは、製造上での誤差範囲内であることを示す。

本試験例における各タイヤのタイヤ条件を表１に示す。

表１に示した「周方向ベルト層コード強力」については、１２ｍｍ×２００ｍｍのラボ加硫サンプルの破断強力、すなわち比較例のタイヤに用いられる周方向ベルト層コードの破断強力を指数１００とし、他のタイヤについてはこの相対強度となる指数を算出して示したものである。

本試験例では、全てのタイヤについて、正規リムに組み込み後、正規内圧、正規荷重でドラム走行させた。ここで、「正規リム」とは、例えばＪＡＴＭＡが発行する２００６年版のＹＥＡＲ ＢＯＯＫに定められた適用サイズにおける標準リムを指し、「正規荷重」及び「正規内圧」とは、同様に、ＪＡＴＭＡが発行する２００６年版のＹＥＡＲ ＢＯＯＫに定められた適用サイズ・プライレーティングにおける最大荷重及び該最大荷重に対する空気圧を指す。

そして、走行可能距離、コードの切断状態、ベルト層の折れ具合、操縦安定性等を評価した。この評価では、比較例のタイヤにおける評価を指数１００とし、他のタイヤについては相対評価となる指数を算出した。操縦安定性以外の評価については、一定距離を完走後（一定距離の走行前に破損したときには破損確認後）に行った。
評価結果を表１に併せて示す。表１の評価結果では指数が大きいほど性能が高いことを示す。

表１から判るように、操縦安定性以外の項目では、実施例１、２のタイヤの評価は、従来例のタイヤに比べて何れも高く、比較例のタイヤに比べて何れも同等であるという結果となった。また、操縦安定性については、実施例１、２のタイヤの評価は、比較例のタイヤよりも高く、従来例のタイヤに比べてさほど劣らないという結果になった。

以上、実施形態を挙げて本発明の実施の形態を説明したが、上記実施形態は一例であり、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。また、本発明の権利範囲が上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。

本発明の一実施形態に係る乗用車用空気入りラジアルタイヤのタイヤ径方向断面図である。

符号の説明

１０ 乗用車用空気入りラジアルタイヤ
１４ カーカス
１６ 交差ベルト層
１６Ａ、Ｂ 交差ベルト
１６Ｅ 幅方向外側端
２０ スチール周方向ベルト層
２０Ｅ 幅方向外側端
２２Ｐ、Ｑ 有機繊維周方向ベルト層
Ｗ１ ベルト幅
Ｗ３ ベルト幅

Claims (4)

1. 互いに交差関係にある少なくとも２層の交差ベルトを有する交差ベルト層を、カーカスのタイヤ径方向外側に備えた乗用車用空気入りラジアルタイヤであって、
   前記交差ベルト層のタイヤ径方向外側に、
   前記交差ベルト層の幅方向外側端よりも幅方向内側に幅方向外側端が位置する少なくとも１層からなるスチール周方向ベルト層と、
   前記スチール周方向ベルト層の幅方向外側端から前記交差ベルト層の幅方向外側端までの領域を覆う少なくとも１層からなる有機繊維周方向ベルト層と、
   を備えたことを特徴とする乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記スチール周方向ベルト層のベルト幅が前記交差ベルト層のベルト幅に対し８０〜１００％の範囲内とされたことを特徴とする請求項１に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記有機繊維周方向ベルト層のベルト幅が前記交差ベルト層のベルト幅に対し５〜２５％の範囲内とされたことを特徴とする請求項１又は２に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記スチール周方向ベルト層のベルトコードの強力と幅１２ｍｍ当りのコード打ち込み本数との積が１９６１Ｎ・本以上であることを特徴とする請求項１〜３のうち何れか１項に記載の乗用車用空気入りラジアルタイヤ。

Images