JP2009073246A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】 亀裂の発生を抑制するとともに、操縦安定性を向上させ、かつ、耐摩耗性をも向上させることができる空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】 本発明は、タイヤ赤道線ＣＬに対して７５〜９０度で傾斜する内側コードが埋設される内側ベルト層７と、タイヤ赤道線ＣＬに対して４５〜７５度で傾斜するとともに、タイヤ赤道線ＣＬに対して内側コードと逆向きに配置される外側コードが埋設される外側ベルト層９と、タイヤ赤道線ＣＬに対して０〜５度で螺旋状に巻かれる周方向コードが埋設されるスパイラルベルト層１１とを備えることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、空気入りタイヤに関し、特に、スパイラルベルト層が設けられる空気入りタイヤに関する。

従来から、車両の高速走行時（いわゆる、高速回転時）に大きな遠心力が加わってトレッド部がタイヤ径方向外側へ向けて膨張することを抑制する空気入りタイヤについて、様々な提案がなされている。

例えば、互いに交差するスチールコードが埋設される２層のベルト層と、該ベルト層のタイヤ径方向外側にタイヤ赤道線と略平行で螺旋状に巻かれる周方向コードが埋設されるスパイラルベルト層とを備える空気入りタイヤが開示されている（例えば、特許文献１参照）。

この周方向コードには、ナイロン繊維や芳香族ポリアミド（いわゆる、ケブラー）、スチール等が用いられる。中でも、芳香族ポリアミドやスチールは、高速走行時に高温となっても伸張しずらいため、高速回転時においてトレッド部がタイヤ径方向外側へ向けて膨張すること抑制することができる。特に、近年においては、芳香族ポリアミドは、スチールに比べて軽量であることに伴い、タイヤ重量が小さくさせることにより操縦安定性を向上させることが可能であるため、注目されている。
特開２００６−１９３０３２号公報（第２頁−第３頁、第１図−第２図）

しかしながら、上述した従来の空気入りタイヤでは、トレッド部がタイヤ径方向外側へ向けて膨張することを抑制することができるものの、２層のベルト層によりトレッド幅方向に伸張しずらく、かつ、スパイラルベルト層によりタイヤ周方向に伸張しずらくなってしまうため、トレッド部が硬くなりすぎて操縦安定性が低下してしまうという問題があった。

また、従来の空気入りタイヤでは、２重曲率（球面）を持つトレッド部が平面である路面に接地するときに、ベルト層がトレッド幅方向及びタイヤ周方向に伸び縮み変形するが、スパイラルベルト層が設けられていることにより、ベルト層のタイヤ周方向への伸び縮み変形が抑制されてしまい、特に、スパイラルベルト層と重なり合っているベルト層の端部において変形のズレが生じてしまう。これが歪みとなって、ベルト層とスパイラルベルト層との間に介在するゴム材が変形して、ベルト層の端部とスパイラルベルト層との間で亀裂が発生してしまうという問題もあった。

そこで、本発明は、上述の問題を鑑みてなされたものであり、亀裂の発生を抑制するとともに、操縦安定性を向上させ、かつ、耐摩耗性をも向上させることができる空気入りタイヤを提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴に係る発明は、タイヤ赤道線に対して４５〜７５度で傾斜する第１スチールコードが埋設される第１ベルト層と、タイヤ赤道線に対して７５〜９０度で傾斜するとともに、タイヤ赤道線に対して第１スチールコードと逆向きに配置される（いわゆる、第１スチールコードと交差する）第２スチールコードが埋設される第２ベルト層と、第１ベルト層及び第２ベルト層の少なくとも一方に隣接し、タイヤ赤道線に対して０〜５度で螺旋状に巻かれる周方向コードが埋設されるスパイラルベルト層とを備えることを要旨とする。

その他の特徴に係る発明は、タイヤ赤道線に対して４５〜７５度で傾斜するとともに、タイヤ赤道線に対して第１スチールコードと逆向きに配置されるいわゆる、第１スチールコードと交差する）第３スチールコードが埋設される第３ベルト層をさらに備えることを要旨とする。

その他の特徴に係る発明は、第２ベルト層のトレッド幅方向における幅である第２ベルト幅（Ｗ２）が、第１ベルト層のトレッド幅方向における幅である第１ベルト幅（Ｗ１）よりも狭いことを要旨とする。

その他の特徴に係る発明は、第２ベルト層のトレッド幅方向における幅である第２ベルト幅（Ｗ２）が、路面に接地するトレッド部のトレッド幅方向における幅であるトレッド接地幅（ＴＷ）に対して６０〜１００％であることを要旨とする。

なお、トレッド接地幅（ＴＷ）とは、正規リムに装着された状態で、正規内圧が充填され、かつ、正規荷重が負荷された際に、路面に接地するトレッド部のトレッド幅方向の幅を示す。ここで、上記「正規リム」とは、タイヤが基づいている規格を含む規格体系において、当該規格がタイヤ毎に定めるリムであり、例えばＪＡＴＭＡであれば標準リム、ＴＲＡであれば "Design Rim" 、或いはＥＴＲＴＯであれば "Measuring Rim" を意味する。また、上記「正規内圧」とは、上記規格がタイヤ毎に定めている空気圧であり、ＪＡＴＭＡであれば最高空気圧、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "INFLATION PRESSURE" である。また、上記「正規荷重」とは、上記規格がタイヤ毎に定めている荷重であり、ＪＡＴＭＡであれば最大負荷能力、ＴＲＡであれば表 "TIRE LOAD LIMITS AT VARIOUS COLD INFLATION PRESSURES" に記載の最大値、ＥＴＲＴＯであれば "LOAD CAPACITY"である。

その他の特徴に係る発明は、第２ベルト幅（Ｗ２）の領域内での第２ベルト層におけるベルト外輪郭の曲率半径（ＲＢ）が、２０００ｍｍ以上であることを要旨とする。

なお、ベルト外輪郭の曲率半径（ＲＢ）とは、正規リムに装着された状態で、正規内圧が充填された際の第２ベルト層の曲率半径を示す。

その他の特徴に係る発明は、周方向コードが、芳香族ポリアミドであることを要旨とする。

その他の特徴に係る発明は、周方向コードが、スチール単線を撚ったスチールコードであることを要旨とする。

その他の特徴に係る発明は、スチールコードにおける破断伸度（破断歪み）が、３〜８％であることを要旨とする。

その他の特徴に係る発明は、第１ベルト層及び第２ベルト層のうち少なくとも一方が、スパイラルベルト層のタイヤ径方向外側に配置されることを要旨とする。

本発明によれば、亀裂の発生を抑制するとともに、操縦安定性を向上させ、かつ、耐摩耗性をも向上させることができる空気入りタイヤを提供することができる。

次に、本発明に係る空気入りタイヤの一例について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なのものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることを留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

［第１の実施の形態］
まず、第１の実施の形態に係る空気入りタイヤの構成について、図１及び図２を参照しながら説明する。図１は、第１の実施の形態に係る空気入りタイヤを示すトレッド幅方向断面図であり、図２は、第１の実施の形態に係る空気入りタイヤの一部を示す上面斜視図である。

図１及び図２に示すように、空気入りタイヤ１は、ホイールのリム部（不図示）に接触する複数のビードコアを少なくとも含む一対のビード部３と、空気入りタイヤ１の骨格となる少なくとも１層のカーカス層５とを有している。この空気入りタイヤ１には、カーカス層５のタイヤ径方向内側からタイヤ径方向外側へ向けて内側ベルト層７（第１ベルト層）、外側ベルト層９（第２ベルト層）、スパイラルベルト層１１、ベルト端部保護層１３、トレッド部１５が設けられる。

内側ベルト層７は、トレッド部１５を補強するとともに、空気入りタイヤ１の形状を保持するものである。この内側ベルト層７は、図２に示すように、タイヤ赤道線ＣＬに対して４５〜７５度（α）で傾斜する第１スチールコード（以下、内側コード７ａ）が埋設されている。特に、内側コード７ａは、タイヤ赤道線ＣＬに対して５５〜７５度（α）で傾斜することが好ましい。

外側ベルト層９は、内側ベルト層７と同様に、トレッド部１５を補強するとともに、空気入りタイヤ１の形状を保持するものである。この外側ベルト層９は、図２に示すように、タイヤ赤道線ＣＬに対して７５〜９０度（β）で傾斜するとともに、タイヤ赤道線ＣＬに対して内側コード７ａと逆向きに配置される第２スチールコード（以下、外側コード９ａ）が埋設されている。特に、外側コード９ａは、タイヤ赤道線ＣＬに対して８５〜９０度（β）で傾斜することが好ましい。

なお、内側コード７ａがタイヤ赤道線ＣＬに対して４５度よりも小さく、かつ、外側コード９ａがタイヤ赤道線ＣＬに対して７５度よりも小さいと、各コード（内側コード７ａ及び外側コード９ａ）がタイヤ周方向へ伸びにくくなってしまい、トレッド部１５が硬くなりすぎて接地面積を十分に確保することができないため、操縦安定性が低下してしまう。また、内側コード７ａがタイヤ赤道線ＣＬに対して７５度よりも大きいと、トレッド部１５が接地した際の接地面内におけるベルト面内でのせん断剛性（いわゆる、せん断強さ）が不足してしまい、コーナーリングパワーやグリップ性能（横グリップ性やトラクショングリップ性等）を向上させることができない。

ここで、外側ベルト層９のトレッド幅方向における幅である外側ベルト幅Ｗ２（第２ベルト幅）は、内側ベルト層７のトレッド幅方向における幅である内側ベルト幅Ｗ１（第１ベルト幅）よりも狭い。特に、外側ベルト幅Ｗ２は、路面に接地するトレッド部のトレッド幅方向における幅であるトレッド接地幅ＴＷに対して６０〜１００％であることが好ましい。

なお、外側ベルト幅Ｗ２がトレッド接地幅ＴＷに対して６０％よりも小さいと、外側ベルト幅Ｗ２が狭すぎて、トレッド幅方向への圧縮をトレッド部１５の一部でしか防止することができないため、操縦安定性を向上させることができないことがある。また、外側ベルト幅Ｗ２がトレッド接地幅ＴＷに対して１００％よりも大きいと、外側ベルト幅Ｗ２が広すぎて、外側ベルト層９の端部で亀裂が生じやすくなってしまうことがある。

また、外側ベルト幅Ｗ２の領域内での外側ベルト層９におけるベルト外輪郭の曲率半径ＲＢは、２０００ｍｍ以上であることが好ましい。

なお、ベルト外輪郭の曲率半径ＲＢが２０００ｍｍよりも小さいと、トレッド幅方向断面において、骨格部材の丸みが大きく、空気入りタイヤ１はタイヤ周方向断面にも丸みがあるため、トレッドセンター部に位置する骨格部材が球面を形成して、該骨格部材が変形しにくくなってしまい、接地面積が損なわれて操縦安定性が低下してしまうことがある。また、トレッド幅方向断面において、トレッドセンター部のトレッド部１５の厚みが均一の場合、ベルト外輪郭の曲率半径ＲＢとトレッド部１５表面の曲率半径がほぼ同等となってしまい、ベルト外輪郭の曲率半径ＲＢが２０００ｍｍよりも小さい、トレッドセンター部での接地長が長く、かつ、トレッドショルダー部での接地長が短くなってしまうため、センター摩耗を促進させてしまうことがある。

スパイラルベルト層１１は、車両の高速走行時（いわゆる、高速回転時）に大きな遠心力が加わってトレッド部１５がタイヤ径方向外側へ向けて膨張すること抑制するものである。このスパイラルベルト層１１は、図２に示すように、タイヤ赤道線ＣＬに対して略平行（０〜５度）で螺旋状に巻かれる周方向コード１１ａが埋設されている。

この周方向コード１１ａは、乗用車（トレッド接地幅ＴＷが１８５〜４００ｍｍ）に装着される空気入りタイヤである場合には、芳香族ポリアミド（例えば、ケブラー）であることが好ましい。また、周方向コード１１ａは、トラック・バス等の重荷重車両に装着される場合には、スチール単線を撚ったスチールコードであることが好ましい。特に、スチールコードにおける破断伸度は、初期の伸びに遊びがあり、衝撃吸収性や耐外傷性等を向上させるために、３〜８％であることが好ましい。

ベルト端部保護層１３は、高速走行時（いわゆる、高速回転時）に後述するトレッドショルダー部が膨張することを抑制するとともに、ベルト層（内側ベルト層７や外側ベルト層９、スパイラルベルト層１１）の端部を補強するものである。このベルト端部保護層１３は、図２に示すように、タイヤ赤道線ＣＬに対して略平行（０〜５度）で螺旋状に巻かれる端部コード１３ａが埋設されている。

トレッド部１５は、トレッドパターンを形成する複数の溝（例えば、リブやブロック）を有するとともに、路面と接するものである。

（作用・効果）
以上説明した第１の実施の形態に係る空気入りタイヤ１によれば、周方向コード１１ａがタイヤ赤道線ＣＬに対して０〜５度であることに加えて、内側コード７ａがタイヤ赤道線ＣＬに対して４５〜７５度（α）で傾斜し、外側コード９ａがタイヤ赤道線ＣＬに対して７５〜９０度（β）で傾斜することによって、トレッド幅方向に各ベルト層が縮むことを防止し、かつ、トレッドショルダー部での無駄な横せん断を防止することができ、転がり抵抗を向上させることができる。また、左右のトレッドショルダー部で逆向きに発生する横せん断を防止することに伴い、偏摩耗をも防止することができ、コーナーリングパワーやグリップ性能（横グリップ性やトラクショングリップ性等）を向上させることができる。

また、内側コード７ａ及び外側コード９ａがタイヤ赤道線ＣＬに対して４５度以上で傾斜していることによって、コード自体は伸びないが、コード同士の間隔が広がってタイヤ周方向に変形しやすく、かつ、コードがトレッド幅方向を折り目とする周方向面における外曲げ剛性が向上する。

つまり、内側ベルト層７及び外側ベルト層９にタイヤ周方向に伸びないスパイラルベルト層１１を組み合わせても、骨格部材（カーカス層５や各ベルト層等）は、トレッド幅方向を折り目とする周方向面における外曲げ剛性を必要以上に高くなるおそれがない。

また、内側コード７ａ及び外側コード９ａがスチールコードであることによって、空気充填時による張力を螺旋状に巻かれる周方向コード１１ａが８０％以上負担して、内側コード７ａ及び外側コード９ａの負担を軽減することができる。このため、内側コード７ａ及び外側コード９ａに空気充填時による張力が作用しにくくなるため、せん断剛性を確保することができて、せん断歪み等の発生を抑制することができる。

また、トレッド幅方向の圧縮力に対する剛性が高くなり、トレッド幅方向のバックリング変形を抑制することができる。この結果、トレッドショルダー部での耐摩耗性を向上させ、かつ、亀裂の発生を抑制するとともに、転がり抵抗、グリップ性能を実現して操縦安定性を向上させることができる。

また、タイヤ赤道線ＣＬに対して７５〜９０度（β）に傾斜する外側コード９ａは、トレッド幅方向の縮みを抑えるツッパリ棒の役目である。つまり、トレッド幅方向の縮みは、外側ベルト層９が配置されている部分と配置されていない部分の境目で大きな剛性段差があり、この部分に歪みが集中する。これによって、外側ベルト層９の端部が外側コード９ａの方向に繰り返し圧縮歪みを受けて亀裂しやすい。

しかし、外側ベルト幅Ｗ２が内側ベルト幅Ｗ１よりも狭いこと、特に、外側ベルト幅Ｗ２がトレッド接地幅（ＴＷ）に対して６０〜１００％であることによって、トレッドセンター部に最も圧縮剛性が強い外側ベルト層９が配置され、そのトレッド幅方向外側にやや圧縮剛性が強い内側ベルト層７が配置されることとなり、急激な剛性段差を緩和することができる。すなわち、内側ベルト幅Ｗ１が外側ベルト幅Ｗ２よりも広くしておけば、内側ベルト層７が身代わりとなって歪みの集中を緩和することができる。この内側ベルト層７は、外側ベルト層９に比べて圧縮剛性が高くないため、適度な圧縮をもち、端部での歪みをも小さくすることができる。

さらに、外側ベルト幅Ｗ２の領域内での外側ベルト層９におけるベルト外輪郭の曲率半径ＲＢを規定している。このベルト外輪郭の曲率半径ＲＢは、例えば内圧時のトレッド部１５の表面形状をレーザー計測等で測定して、トレッド幅方向断面における外側ベルト層９からトレッド部１５の表面までの厚みを測定し、この厚みを先に測定したトレッド部の表面形状と重ねて求めることができる。また、内圧時にＣＴスキャン等で空気入りタイヤの内部を撮影することにより、空気が充填された状態でのベルト外輪郭の曲率半径ＲＢを計測することが可能である。

なお、ベルト外輪郭の曲率半径ＲＢは、厳密には完全な曲率でない場合がある。この場合は、タイヤ赤道線ＣＬを中心にしてトレッド接地幅ＴＷに対する６０％の領域ＺＷでの外側ベルト層９からトレッド部１５の表面までの厚みと、タイヤ赤道線ＣＬ上での外側ベルト層９からトレッド部１５の表面までの厚みとを通る曲率とみなす。上限は、直線であるため無限大となる。

ところで、空気入りタイヤ１は、タイヤ周方向及びトレッド幅方向に丸い２重の曲率を持っている。すなわち、空気入りタイヤ１のトレッド接地面は、コンタクトレンズのように２重の曲率を持った形状である。これらが平らな面に押し付けると、２重の曲率を持った曲面が平面状に変形しなければならない。

例えば、コンタクトレンズがソフトコンタクトレンズのように柔らかく伸び縮みする部材からできれている場合には、この部材が伸び縮みすることで平らな面に押し付けると平面状に変形する。これは、テニスボールの軟式ボールを平面に押し付けたときに平らになるのと同じである。

一方、コンタクトレンズがハードコンタクトレンズのように硬く伸び縮みしない部材からできている場合には、平らな面に押し付けても十分に撓むことができずに、上記の柔らかい部材と比べて接触面積が極めて小さくなってしまう。

つまり、空気入りタイヤ１に当てはめると、スパイラルベルト層１１を備えていると、タイヤ周方向に伸び縮みしない構成となる。さらに、内側ベルト層７及び外側ベルト層９の２層のベルト層が組み合わされているため、内側コード７ａ及び外側コード９ａの方向にも伸び縮みしずらい。それゆえ、この空気入りタイヤ１は、あらゆる方向に伸び縮みしにくく、上記のハードコンタクトレンズのような状態にある。

このように、骨格部材（カーカス層５や各ベルト層等）にスパイラルベルト層１１が含まれ、これらのコード方向が３方向以上であると、骨格部材は非常に高い剛性を持つこととなる。各内側コード７ａ、外側コード９ａ及び周方向コード１１ａが正三角形を形成していると、最も構造体として硬くなってしまうため、骨格部材を２重曲率（球面）で規定してしまうと、極めて撓みにくい空気入りタイヤ１となってしまう。

そこで、解決方法としては、トレッド部１５を２重曲率ではなく、１重曲率で形成することである。これは、ドラム缶の側面（円筒状の側面）のように、トレッド幅方向断面における空気入りタイヤ１を直線状に近づければ、どんなに部材が硬くても１方向に曲がることで接地できることになる。例えば、スチールからなる円筒は、その肉厚が薄くて面外に曲がることができれば、つぶれて楕円状になり平らな面に接触することができる。空気入りタイヤ１に当てはめても、同様のことが言える。

空気入りタイヤ１は、内側ベルト層７及び外側ベルト層９の２層のベルト層に加え、スパイラルベルト層１１を備えていると非常に硬いが、トレッド幅方向断面における内側ベルト層７や外側ベルト層９を直線状に近づけることで、骨格部材が円筒状になり、接地しやすい形状となる。これにより、空気入りタイヤ１の接地形状が大幅に改善される。

例えば、内側コード７ａ及び外側ベルトコード９ａがタイヤ赤道線ＣＬに対して３０度で傾斜して交差し、これにスパイラルベルト層１１が巻き付けられている場合は、空気入りタイヤは非常に硬い。一方、内側コード７ａ及び外側ベルトコード９ａがタイヤ赤道線ＣＬに対して７０度で傾斜して交差し、これにスパイラルベルト層１１が巻き付けられている場合は、コード方向が３方向以上であっても、上記の３０度であるときほど、骨格部材としてトレッド幅方向を折り目とする周方向面における外曲げ剛性を上げずに済む。

スパイラルベルト層１１は、タイヤ周方向に伸びないが、トレッド幅方向には縮むことが可能である。つまり、スパイラルベルト層１１は、周方向コード１１ａ間のゴム材が縮めば縮むことができる。このような空気入りタイヤでは、トレッド部１５が路面に接地して、荷重直下に転がるに伴い、ベルト層がトレッド幅方向に縮む場合がある。

この縮みは、上述した２重曲率にも関係しており、トレッド幅方向に縮むことで丸い球面を平らに変形させうようとすることである。この縮みによって、トレッドショルダー部に位置するトレッド部１５は、トレッド幅方向のせん断変形を左右で逆方向に受ける。このトレッド部は、接地した直後にせん断を受けないが、接地して転動することによりトレッド幅方向（横方向）のせん断を受ける。このせん断は、左右で逆方向に発生するため、横力は打ち消されて空気入りタイヤには働かない。だが、スリップ角（ＳＡ）を付けずに転がるだけで、トレッド部が無駄な横せん断変形を起こしてしまいエネルギーを消費してしまい、転がり抵抗が悪化してしまう。

さらに、内側ベルト層７の端部や外側ベルト層９の端部は、路面に接地した際にタイヤ周方向にずれる動きをして、タイヤ周方向に伸びる動きをする。これは、トレッド部１５がトレッドセンター部からトレッドショルダー部に向かうに従い、外径が小さくなって径差が設けられていることによる。すなわち、上述した２重曲率をもつのと同意である。

このような径差は、接地時にトレッド部１５（ベルト層やベルト端部保護層１３等も含む）がトレッド幅方向に曲げ変形することで吸収されるわけだが、空気入りタイヤ１はタイヤ周方向にも３６０度丸い形状であるため、このタイヤ周方向についても丸みを吸収しようとして、半径の小さいベルト端部が伸びて平らな面に接触するわけである。

ベルト端部保護層１３は、タイヤ赤道線ＣＬに対して略平行（０〜５度）で螺旋状に巻かれる端部コード１３ａが埋設されているため、タイヤ周方向にほとんど伸びることができない。しかし、上述したように、内側ベルト層７の端部や外側ベルト層９の端部は、タイヤ周方向に伸びようとする。そのため、内側ベルト層７の端部や外側ベルト層９の端部と、スパイラルベルト層１１とが重なり合う部分で周方向にずれる変形が生じる。これが歪みとなって、両者間に介在するゴム材に加わり、亀裂が生じやすくなってしまう。

このような挙動を持つため、トレッド幅方向における骨格部材に径差がつかないように（すなわち、トレッド幅方向断面における内側ベルト層７や外側ベルト層９を直線状に近づけることで）、内側ベルト層７の端部や外側ベルト層９の端部の歪みを下げる意味でも重要である。

つまり、外側ベルト幅Ｗ２の領域内での外側ベルト層９におけるベルト外輪郭の曲率半径ＲＢを規定した理由は、骨格部材の断面形状が２重曲率を決定するからである。空気入りタイヤ１は、タイヤ周方向に回転するため、必ず丸くなくてはならず、また、荷重が加えられた際に変形して適切な接地形状を得るために、トレッド幅方向にも丸みを帯びていないとならない。

上述したように、空気入りタイヤの骨格部材は、ドラム缶に近い形状、つまり、１重曲率に近いほど、接地時に邪魔をせずに変形することができる。このため、ベルト外輪郭の曲率半径ＲＢを非常に大きい２０００ｍｍ以上としている。

通常の空気入りタイヤでは、ベルト外輪郭の曲率半径ＲＢが５００〜１０００ｍｍ程度である。しかし、本発明では、ベルト外輪郭の曲率半径ＲＢを非常に大きい２０００ｍｍ以上としても、内側ベルト層７が存在するために、トレッドセンター部でバックリングしにくく、接地形状が蝶々型になりにくい。そして、トレッドショルダー部での曲率半径を小さくして丸みを付けることで、高速走行時や高荷重時においてもトレッドショルダー部での接地圧が上がりすぎることを防止することが可能となる。

［第２の実施の形態］
次に、第２の実施の形態に係る空気入りタイヤの構成について、図３を参照しながら説明する。なお、上述した第１の実施の形態に係る空気入りタイヤ１と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。図３は、第２の実施の形態に係る空気入りタイヤを示すトレッド幅方向断面図である。

図３に示すように、外側ベルト層９のタイヤ径方向外側には、タイヤ赤道線ＣＬに対して４５〜７５度で傾斜するとともに、タイヤ赤道線ＣＬに対して内側コード７ａと逆向きに配置される第３スチールコード（以下、最外ベルトコード）が埋設される最外ベルト層１７（第３ベルト層）が配置されている。すなわち、最外ベルト層１７は、外側ベルト層９とスパイラルベルト層１１との間に配置されている。

このような第２の実施の形態に係る空気入りタイヤによれば、内側コード７ａがタイヤ赤道線ＣＬに対する角度と、外側コード９ａがタイヤ赤道線ＣＬに対する角度との違いによって発生するプライステア（微小な横力）を小さくすることができ、トレッド部１５が接地した際の接地面内でせん断剛性（いわゆる、せん断強さ）を十分得ることができ、コーナーリングパワーやグリップ性能（横グリップ性やトラクショングリップ性等）を向上させることができる。

［第３の実施の形態］
次に、第３の実施の形態に係る空気入りタイヤの構成について、図４を参照しながら説明する。なお、上述した第１の実施の形態に係る空気入りタイヤ１と同一部分には同一の符号を付して、相違する部分を主として説明する。図４は、第３の実施の形態に係る空気入りタイヤを示すトレッド幅方向断面図である。

図４に示すように、外側ベルト層９は、スパイラルベルト層１１のタイヤ径方向外側に配置されている。すなわち、スパイラルベルト層１１は、内側ベルト層７と外側ベルト層９との間に配置されている。

このような第３の実施の形態に係る空気入りタイヤによれば、骨格部材（カーカス層５や各ベルト層等）の変形を害することなく、スパイラルベルト層１１を保護して、スパイラルベルト層１１が外傷により破断することを防止することができる。また、消費者が誤って完全に摩耗するまで空気入りタイヤ１を使用した場合であっても、スパイラルベルト層１１が露出することなく、外側ベルト層９が露出することで消費者に異変を感じさせることができ、バーストに至ることをなくことが可能となる。

なお、外側ベルト層９がスパイラルベルト層１１のタイヤ径方向外側に配置されているものとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、内側ベルト層７がスパイラルベルト層１１のタイヤ径方向外側に配置されているものであってもよく、内側ベルト層７及び外側ベルト層９のうち少なくとも一方がスパイラルベルト層１１のタイヤ径方向外側に配置されればよい。

［その他の実施形態］
上述したように、本発明の実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。

具体的には、スパイラルベルト層１１は、外側ベルト層９のタイヤ径方向外側に配置（隣接）されているものとして説明したが、これに限定されるものではなく、例えば、図５に示すように、内側ベルト層７のタイヤ径方向内側に配置（隣接）されていてもよい。これにより、スパイラルベルト層１１が外傷により破断することを防止することができる。

また、内側コード７ａがタイヤ赤道線ＣＬに対して４５〜７５度で傾斜し、外側コード９ａがタイヤ赤道線ＣＬに対して７５〜９０度で傾斜するものとして説明したが、これに限定されるものではなく、内側コード７ａがタイヤ赤道線ＣＬに対して７５〜９０度で傾斜し、外側コード９ａがタイヤ赤道線ＣＬに対して４５〜７５度で傾斜するものであっても勿論よい。この場合、ベルト外輪郭の曲率半径ＲＢは、タイヤ赤道線ＣＬに対して７５〜９０度で傾斜する内側コード７ａが埋設される内側ベルト層７の曲率半径となる。

この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

次に、本発明の効果をさらに明確にするために、比較例１〜３、従来例１及び本発明が適用された実施例１〜８に係る空気入りタイヤを用いて行った試験結果について説明する。なお、各空気入りタイヤのサイズは“２４５／４５Ｒ１８（外径６７７ｍｍ、リム幅８．５インチ、リム径１８インチ）”である。

まず、各空気入りタイヤの基本構造について説明する。各空気入りタイヤは、ホイールのリム部（不図示）に接触する複数のビードコアを少なくとも含む一対のビード部と、該一対のビード部間でトロイド状をなす２層のカーカス層とを有し、該カーカス層のタイヤ径方向内側からタイヤ径方向外側へ向けて内側ベルト層、外側ベルト層、スパイラルベルト層、ベルト端部保護層、トレッド部が設けられる。

カーカス層は、タイヤ赤道線ＣＬに対して略直角（約９０度）で交差する直径０．６ｍｍの撚ったナイロンコードが埋設されている。このナイロンコードの打ち込み数は、トレッドセンター部で５０本／５０ｍｍである。

内側ベルト層は、トレッド幅方向における幅が２４０ｍｍである。この内側ベルト層は、タイヤ赤道線ＣＬに対して傾斜する直径０．２３ｍｍのスチール単線を３本撚った内側スチールコード（以下、内側コード）が埋設されている。この内側コードの打ち込み数は、６０本／５０ｍｍである。なお、各空気入りタイヤにおいて、内側コードがタイヤ赤道線ＣＬに対して傾斜する角度は、表１に示す通りである。

外側ベルト層は、トレッド幅方向における幅が２２０ｍｍである。この外側ベルト層は、タイヤ赤道線ＣＬに対して傾斜するとともに、直径０．２３ｍｍのスチール単線を３本撚った内側コードと交差する外側スチールコード（以下、外側コード）が埋設されている。この外側コードの打ち込み数は、６０本／５０ｍｍである。なお、各空気入りタイヤにおいて、外側コードがタイヤ赤道線ＣＬに対して傾斜する角度、及び、外側ベルト層におけるベルト外輪郭の曲率半径ＲＢは、表１に示す通りである。

スパイラルベルト層は、トレッド幅方向における幅が２６０ｍｍである。このスパイラルベルト層は、タイヤ赤道線ＣＬに対して略平行（０〜５度）で螺旋状に巻かれる直径０．７ｍｍの周方向コードが埋設されている。この周方向コードの打ち込み数は、５０本／５０ｍｍである。なお、各空気入りタイヤにおいて、周方向コードに用いられる材料は、表１に示す通りである。

ベルト端部保護層は、トレッド幅方向における幅が３５ｍｍであり、スパイラルベルト層の両端部におけるタイヤ径方向外側に配置されている。このベルト端部保護層は、タイヤ赤道線ＣＬに対して略平行（０〜５度）で螺旋状に巻かれる直径０．７ｍｍの端部コードが埋設されている。この端部コードの打ち込み数は、５０本／５０ｍｍである。なお、各空気入りタイヤにおいて、端部コードに用いられる材料は、上述したスパイラルベルト層と同一ある。

トレッド部には、タイヤ赤道線ＣＬに対して略平行な４本の周方向溝が形成されている。この４本の周方向溝のうちトレッドセンター部に位置する２本の周方向溝の幅が９ｍｍであり、トレッドショルダー部に位置する２本の周方向溝の幅が１１ｍｍであり、全ての周方向溝のタイヤ径方向における深さが７ｍｍである。

この各空気入りタイヤに関するデータと、試験結果（接地形状、コーナーリングパワー特性、操縦安定性、転がり抵抗、乗り心地性、耐摩耗性、耐久性）について、表１を参照しながら説明する。

なお、外側ベルト層におけるベルト外輪郭の曲率半径ＲＢは、所定のリムに組み、内圧２３０ｋＰａを充填して、レーザーで計測することでトレッド部の表面形状を把握するとともに、予めタイヤ断面を用意して測定した。そして、外側ベルト層におけるタイヤ赤道線ＣＬを中心にしてトレッド接地幅ＴＷに対する６０％の領域ＺＷでのベルト外輪郭の曲率半径ＲＢをあらゆる位置で測定しておき、これらとトレッド部表面の位置から作図し、内圧充填時におけるベルト外輪郭の曲率半径ＲＢを求めた。

また、実施例６の周方向コードは、ハイエロンゲーションタイプである。このハイエロンゲーションタイプとは、最初に３本のスチール単線を撚って、その回りを逆向きで７本のスチール単線を螺旋で撚ったものである。最初に配置された３本のスチール単線には隙間が存在し、この隙間にゴム材が配置されている。このようなスチールコードは、直径が０．１４ｍｍであり、スチールコードにおける破断伸度が５％である。

＜接地形状（接地面積）＞
各空気入りタイヤに墨を塗り、これを厚紙に押し付けることで測定した。なお、接地長は、トレッドセンター部（すなわち、タイヤ赤道線ＣＬ）とトレッドショルダー部（タイヤ赤道線ＣＬからトレッド接地幅の０．４倍の位置）で測定した。この接地長は、トレッドセンター部とトレッドショルダー部とで近い値であると、トレッドセンター部のトレッド部と、トレッドショルダー部のトレッド部とが、均一に横力や制動力を発生するために好ましい。

接地形状から接地面積を求めて、従来例１に係る空気入りタイヤの接地面積を“１００”として、その他の空気入りタイヤの接地面積を指数化した。なお、接地面積の指数が大きいほど、接地形状に優れている。

この結果、実施例１〜８に係る空気入りタイヤは、比較例１〜３及び従来例１に係る空気入りタイヤを比べ、適切な接地形状を保つことができると分かった。すなわち、内側コードの傾斜角度（α）、外側コードの傾斜角度（β）、ベルト外輪郭の曲率半径ＲＢ等を規定することにより、適切な接地形状を保つことができると分かった。

＜コーナーリングパワー特性＞
フラットベルトマシンのベルト表面に紙やすりを貼り付けて路面にみたて、これに各空気入りタイヤを速度６０ｋｍ／ｈでＣＡを０度、荷重５ｋＮで押し付けて、ＳＡを０〜１度まで変化させた際の傾きをコーナーリングパワーとして計測した。従来例１に係る空気入りタイヤのコーナーリングパワー特性を“１００”として、その他の空気入りタイヤのコーナーリングパワー特性を指数表示した。なお、指数が大きいほど、コーナーリングパワー特性に優れている。

この結果、実施例１〜８に係る空気入りタイヤは、比較例１〜３及び従来例１に係る空気入りタイヤを比べ、コーナーリングパワーに優れていることが分かった。すなわち、内側コードの傾斜角度（α）、外側コードの傾斜角度（β）、ベルト外輪郭の曲率半径ＲＢ等を規定することにより、コーナーリングパワーを向上させることができることが分かった。

＜操縦安定性＞
各空気入りタイヤをスポーツタイプのＦＦ車両に装着してテストコースを走行し、速度１００ｋｍ／ｈでのレーンチェンジ、速度８０ｋｍ／ｈでの限界旋回、速度５０ｋｍ／ｈからの加速性能等を実施して、プロドライバーにより評価した（１０点満点）。なお、指数が大きいほど、操縦安定性に優れている。

この結果、実施例１〜８に係る空気入りタイヤは、比較例１〜３及び従来例１に係る空気入りタイヤを比べ、操縦安定性に優れていることが分かった。すなわち、内側コードの傾斜角度（α）、外側コードの傾斜角度（β）、ベルト外輪郭の曲率半径ＲＢ等を規定することにより、操縦安定性が向上することが分かった。

＜転がり抵抗＞
ＳＡＥ Ｊ１２６９に準拠して、内圧２００ｋＰａ、荷重４５０ｋｇｆ、速度８０ｋｍ／ｈにおける従来例１に係る転がり抵抗を“１００”として、その他の空気入りタイヤの転がり抵抗を測定した。なお、指数が小さいほど、転がり抵抗に優れている。

この結果、実施例１〜８に係る空気入りタイヤは、比較例１〜３及び従来例１に係る空気入りタイヤを比べ、転がり抵抗に優れていることが分かった。すなわち、内側コードの傾斜角度（α）、外側コードの傾斜角度（β）、ベルト外輪郭の曲率半径ＲＢ等を規定することにより、転がり抵抗が向上することが分かった。

＜乗り心地性＞
各空気入りタイヤを上記ＦＦ車両に装着してテストコースを走行し、高速走行時のつなぎ目や石畳路、踏み切りの線路等を実施して、プロドライバーにより評価した（１０点満点）。なお、指数が大きいほど、乗り心地性に優れている。

この結果、実施例１〜８に係る空気入りタイヤは、比較例１〜３及び従来例１に係る空気入りタイヤを比べ、乗り心地性に優れていることが分かった。すなわち、内側コードの傾斜角度（α）、外側コードの傾斜角度（β）、ベルト外輪郭の曲率半径ＲＢ等を規定することにより、乗り心地性が向上することが分かった。

＜耐摩耗性＞
直径３ｍの試験ドラムの表面に紙やすりを貼り付けて路面にみたて、これに各空気入りタイヤを内圧２３０ｋＰａ、ＣＡを０度、ＳＡを０．５度、荷重５ｋＮで押し付け、駆動力０ｋＮで速度５０ｋｍ／ｈで１０分間回転させ、駆動力０ｋＮで速度１５０ｋｍ／ｈで１０分間回転させ、駆動力２ｋＮで速度５０ｋｍ／ｈで１０分間回転させる１サイクルを２０セット繰り返し、摩耗量を計測した。なお、指数６０は４０％摩耗したことを示し、指数が大きいほど、耐摩耗性に優れている。

この結果、実施例１〜８に係る空気入りタイヤは、比較例１〜３及び従来例１に係る空気入りタイヤを比べ、耐摩耗性に優れていることが分かった。すなわち、内側コードの傾斜角度（α）、外側コードの傾斜角度（β）、ベルト外輪郭の曲率半径ＲＢ等を規定することにより、耐摩耗性が向上することが分かった。

＜耐久性＞
直径３ｍの試験ドラムに各空気入りタイヤを装着し、内圧１８０ｋＰａ、荷重８ｋＮで押し付けて、速度１５０ｋｍ／ｈで１００時間連続走行させた後、各空気入りタイヤを解剖して亀裂の有無や、ベルト端部の温度を計測した。なお、解剖は、ベルト端部の両側で、かつ、３６０度全周について調べ、亀裂が最も長いものを表示した。また、ベルト端部の温度は、ドラムを停止してから１分後に、ベルト端部に相当するトレッド部の表面の温度を代用した。この温度が高いほど、亀裂が発生しやすくなる。

この結果、実施例１〜８に係る空気入りタイヤは、比較例１〜３及び従来例１に係る空気入りタイヤを比べ、耐久性に優れていることが分かった。すなわち、内側コードの傾斜角度（α）、外側コードの傾斜角度（β）、ベルト外輪郭の曲率半径ＲＢ等を規定することにより、耐久性が向上することが分かった。

第１の実施の形態に係る空気入りタイヤを示すトレッド幅方向断面図である。 第１の実施の形態に係る空気入りタイヤの一部を示す上面斜視図である。 第２の実施の形態に係る空気入りタイヤを示すトレッド幅方向断面図である。 第３の実施の形態に係る空気入りタイヤを示すトレッド幅方向断面図である。 その他の実施の形態に係る空気入りタイヤを示すトレッド幅方向断面図である。

符号の説明

１…空気入りタイヤ、３…ビード部、５…カーカス層、７…内側ベルト層（第１ベルト層）、７ａ…内側コード（内側スチールコード）、９…外側ベルト層（第２ベルト層）、９ａ…外側コード（外側スチールコード）、１１…スパイラルベルト層、１１ａ…周方向コード、１３…ベルト端部保護層、１３ａ…端部コード、１５…トレッド部、１７…最外ベルト層（第３ベルト層）、ＣＬ…タイヤ赤道線、ＲＢ…ベルト外輪郭の曲率半径、ＴＷ…トレッド接地幅

Claims (9)

1. タイヤ赤道線に対して４５〜７５度で傾斜する第１スチールコードが埋設される第１ベルト層と、
   前記タイヤ赤道線に対して７５〜９０度で傾斜するとともに、前記タイヤ赤道線に対して前記第１スチールコードと逆向きに配置される第２スチールコードが埋設される第２ベルト層と、
   前記第１ベルト層及び前記第２ベルト層の少なくとも一方に隣接し、前記タイヤ赤道線に対して０〜５度で螺旋状に巻かれる周方向コードが埋設されるスパイラルベルト層と
   を備えることを特徴とする空気入りタイヤ。
2. 前記タイヤ赤道線に対して４５〜７５度で傾斜するとともに、前記タイヤ赤道線に対して前記第１スチールコードと逆向きに配置される第３スチールコードが埋設される第３ベルト層をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記第２ベルト層のトレッド幅方向における幅である第２ベルト幅（Ｗ２）は、前記第１ベルト層のトレッド幅方向における幅である第１ベルト幅（Ｗ１）よりも狭いことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記第２ベルト層のトレッド幅方向における幅である第２ベルト幅（Ｗ２）は、路面に接地するトレッド部のトレッド幅方向における幅であるトレッド接地幅（ＴＷ）に対して６０〜１００％であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記第２ベルト幅（Ｗ２）の領域内での前記第２ベルト層におけるベルト外輪郭の曲率半径（ＲＢ）は、２０００ｍｍ以上であることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載の空気入りタイヤ。
6. 前記周方向コードは、芳香族ポリアミドであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
7. 前記周方向コードは、スチール単線を撚ったスチールコードであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
8. 前記スチールコードにおける破断伸度は、３〜８％であることを特徴とする請求項７に記載の空気入りタイヤ。
9. 前記第１ベルト層及び前記第２ベルト層のうち少なくとも一方は、前記スパイラルベルト層のタイヤ径方向外側に配置されることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

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