JP2009227229A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】運動性能や操縦安定性能を維持しながら軽量化を達成できるようにした空気入りラジアルタイヤを提供すること。
【解決手段】一対のビード部１と、ビード部１から各々タイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部２と、サイドウォール部２の各々のタイヤ径方向外側端に連なるトレッド部３と、一対のビード部１の間に配設されたカーカス層４と、カーカス層４のトレッド部３外周に積層されたベルト層５とを備える空気入りラジアルタイヤにおいて、カーカス層４及びベルト層５の各々がトレッド部３にて単層で構成され、カーカス層４がトレッド部３にてカーカスコード４Ｃをタイヤ周方向に対して斜行させると共に、カーカスコード４Ｃが有機繊維製のコードであり、ベルト層５がカーカスコード４Ｃと逆向きになるようにベルトコード５Ｃをタイヤ周方向に対して斜行させている。
【選択図】図１

Description

本発明は空気入りラジアルタイヤに関し、詳しくは、ラジアルタイヤとしての特性を維持しながら軽量化を達成できるようにした空気入りラジアルタイヤに関する。

通常、空気入りラジアルタイヤは、一対のビード部の間に配設されてタイヤの骨格をなすカーカス層と、カーカス層のトレッド部外周に積層されて、たが効果による補強を行うベルト層とを備える。カーカス層は、カーカスコードをタイヤ周方向に対して略９０°の角度で配置し、ベルト層は、ベルトコードをタイヤ周方向に対して所定の角度（例えば２０°前後）で斜行させる。ベルト層は、内外に積層された２層のベルトプライを含み、ベルトコードが互いに逆向きに交差するように配設される。

空気入りラジアルタイヤは、ベルト層によってトレッド部の剛性が確保されており、カーカスコードがラジアル（放射状）に配列されているため、運動性能が高く操縦安定性能に優れているという特性を有する。

下記特許文献１には、トレッド部にてカーカスコードをタイヤ周方向に対して斜行させると共に、そのカーカスコードと逆向きにベルトコードを斜行させて、ベルト層を１枚のベルトプライにより構成したタイヤが記載されている。このタイヤでは、通常のタイヤに比べてベルトプライが１層省略されているため、その分の軽量化が期待できる。しかし、カーカスコードにスチール製のコードを使用していることから、タイヤの軽量化が十分とは言えず、これを更に改善する余地があった。
米国特許第３３２７７５３号明細書

本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、運動性能や操縦安定性能を維持しながら軽量化を達成できるようにした空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

上記目的は、下記の如き本発明により達成できる。即ち、本発明の空気入りラジアルタイヤは、一対のビード部と、前記ビード部から各々タイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部と、前記サイドウォール部の各々のタイヤ径方向外側端に連なるトレッド部と、前記一対のビード部の間に配設されたカーカス層と、前記カーカス層のトレッド部外周に積層されたベルト層とを備える空気入りラジアルタイヤにおいて、前記カーカス層及び前記ベルト層の各々が前記トレッド部にて単層で構成され、前記カーカス層が前記トレッド部にてカーカスコードをタイヤ周方向に対して斜行させると共に、前記カーカスコードが有機繊維製のコードであり、前記ベルト層が前記カーカスコードと逆向きになるようにベルトコードをタイヤ周方向に対して斜行させるものである。

この空気入りラジアルタイヤでは、カーカス層及びベルト層の各々がトレッド部にて単層で構成されることから、従来タイヤに比べてベルトプライを１層省略できると共に、カーカスコードが有機繊維製のコードであることにより、タイヤの軽量化を図ることができる。しかも、トレッド部では、カーカスコードがタイヤ周方向に対して斜行していると共に、ベルトコードが該カーカスコードと逆向きに斜行しているため、カーカス層とベルト層の役割が適切に果たされ、運動性能や操縦安定性能といったラジアルタイヤとしての特性を維持することができる。

また、本発明の別の空気入りラジアルタイヤは、一対のビード部と、前記ビード部から各々タイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部と、前記サイドウォール部の各々のタイヤ径方向外側端に連なるトレッド部と、前記一対のビード部の間に配設されたカーカス層と、前記カーカス層のトレッド部外周に積層されたベルト層とを備える空気入りラジアルタイヤにおいて、前記カーカス層及び前記ベルト層の各々が前記トレッド部にて単層で構成され、前記カーカス層が前記トレッド部にてカーカスコードをタイヤ周方向に対して斜行させると共に、前記カーカスコードが有機繊維製のコードとスチール製のコードを交互に打ち込んだものであり、前記ベルト層が前記カーカスコードと逆向きになるようにベルトコードをタイヤ周方向に対して斜行させると共に、前記ベルトコードがスチール製のコードである。

この空気入りラジアルタイヤでは、カーカス層及びベルト層の各々がトレッド部にて単層で構成されることから、従来タイヤに比べてベルトプライを１層省略できると共に、カーカスコードが有機繊維製のコードを含むことにより、タイヤの軽量化を図ることができる。しかも、トレッド部では、カーカスコードがタイヤ周方向に対して斜行していると共に、ベルトコードが該カーカスコードと逆向きに斜行しているため、カーカス層とベルト層の役割が適切に果たされ、運動性能や操縦安定性能といったラジアルタイヤとしての特性を維持することができる。

更に、上記の空気入りラジアルタイヤにおいては、カーカスコードが有機繊維製のコードとスチール製のコードを交互に打ち込んだものであって、ベルトコードがスチール製のコードであることから、カーカス層とベルト層とのモジュラスを近付けることができる。その結果、コニシティ（タイヤ骨格の歪み）の発生を抑制して接地形状の均一性を確保し、操縦安定性能を効果的に維持しながらタイヤの軽量化を達成できる。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明に係る空気入りラジアルタイヤの一例を示すタイヤ子午線断面図である。図２は、そのタイヤのカーカスコードとベルトコードの配置を概略的に示した展開図である。

本発明の空気入りラジアルタイヤは、図１に示すように、一対のビード部１と、ビード部１から各々タイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部２と、サイドウォール部２の各々のタイヤ径方向外側端に連なるトレッド部３と、一対のビード部１の間に架け渡されるようにして配設されたカーカス層４と、カーカス層４のトレッド部３外周に積層されたベルト層５とを備えるものである。

ビード部１には、鋼線等の収束体をゴム被覆してなる環状のビードコア１ａと、硬質ゴムからなるビードフィラー１ｂとが配設されている。更に、タイヤの最内側には、空気圧保持のためのインナーライナーゴム６が配設されている。本実施形態では、カーカス層４が１枚のカーカスプライにより構成され、その端部がビードコア１ａを介して外側に巻き上げた状態で係止されている。この巻き上げた部分については図２に反映していない。

ベルト層５は１枚のベルトプライにより構成され、トレッド部３ではカーカス層４及びベルト層５の各々が単層で構成されている。カーカス層４を構成するカーカスプライは、カーカスコード４Ｃをゴム被覆して形成されており、ベルト層５を構成するベルトプライは、ベルトコード５Ｃをゴム被覆して形成されている。ベルト層５の外周側にはトレッドゴム７が配設されており、その表面にトレッドパターンが設けられている。

図２に示すように、カーカスコード４Ｃは、トレッド部３ではタイヤ周方向に対して角度αで斜行していると共に、ビード部１及びサイドウォール部２ではタイヤ周方向に対して９０°の角度で配置されている。また、ベルトコード５Ｃは、カーカスコード４Ｃと逆向きになるようにタイヤ周方向に対して角度βで斜行している。角度α，βは、１５〜３０°であることが好ましく、互いに同じでも違っていても構わない。

本実施形態では、カーカスコード４Ｃが有機繊維製のコードであり、ベルトコード５Ｃがスチール製のコードである例を示す。有機繊維の具体例としては、ポリエステルやレーヨン、ナイロン、アラミドなどが挙げられる。

かかる構成によれば、従来タイヤに比べてベルトプライが１層省略されると共に、カーカスコード４Ｃが有機繊維製のコードであることにより、タイヤ重量を軽量にすることができる。しかも、トレッド部３では、カーカスコード４Ｃがタイヤ周方向に対して斜行していると共に、ベルトコード５Ｃがカーカスコード４Ｃと逆向きに斜行しているため、カーカス層とベルト層の役割が適切に果たされる。その結果、運動性能や操縦安定性能といったラジアルタイヤとしての特性を維持することができる。

本発明では、上記の作用効果を適切に奏する観点から、カーカスコード４Ｃを斜行させる領域は、タイヤ赤道Ｃを含みつつ、その幅寸法Ｗが踏面幅ＷＴの１００％以上であることが好ましい。踏面幅ＷＴは、接地端Ｅ間のタイヤ幅方向距離として定義され、接地端Ｅは、正規内圧を充填した状態でタイヤを路面に垂直に置き、正規荷重を加えたときの路面に接地するタイヤ軸方向の最外位置を指す。なお、正規内圧及び正規荷重は、それぞれＪＡＴＭＡに基づく最高空気圧、最大負荷能力である。

また、本発明の好ましい実施形態としては、カーカスコード４Ｃが、有機繊維製のコードとスチール製のコードを交互に打ち込んだものであり、ベルトコード５Ｃがスチール製のコードであるものが挙げられる。これにより、上述した作用効果に加えて、タイヤのコニシティの発生を抑制して接地形状の均一性を確保し、操縦安定性能を効果的に維持しながらタイヤの軽量化を達成できるという効果が得られる。

この場合、カーカス層４を構成するカーカスプライは、有機繊維製のコードとスチール製のコードとを併用した、ハイブリッド打ち込み構造を有するプライとなる。このプライでは、有機繊維製のコードとスチール製のコードが交互に打ち込みされていればよく、必ずしもコードの単体が交互に配置されていなくても構わない。コードのエンド数（単位幅あたりのコード本数）としては、有機繊維製のコードが５〜１０本／ｃｍ、スチール製のコードが２〜５本／ｃｍであるものが例示される。また、そのエンド数比（有機繊維／スチール）は、２．０〜５．０が好ましい。

本発明の空気入りラジアルタイヤは、カーカス層とベルト層を上記の如く構成する程度の改変で、その他は従来のタイヤ製造工程と同様にして製造を行うことができる。なお、カーカスコードがトレッド部にて斜行するカーカスプライは、例えば、本出願人による特開２００２−１２７７１１号公報に記載の製造装置を使用して作製することができる。

本発明の空気入りラジアルタイヤは、カーカス層及びベルト層に関する構造以外は、通常の空気入りラジアルタイヤと同等であり、従来公知の材料、形状、構造などが何れも本発明に採用できる。

以下、本発明の構成と効果を具体的に示す実施例について説明する。実施例等における評価項目は下記のようにして測定を行った。

（１）タイヤ重量、タイヤコスト
タイヤ重量とタイヤに掛かる材料費を計算し、比較例１の結果を１００として指数評価した。

（２）コニシティ
タイヤのＦＥＭ解析を行い、接地形状の左右不均一性を確認した。接地形状が均一で歪みが認められない場合には「なし」、接地形状が不均一で歪みが認められた場合には「あり」と評価した。

（３）縦剛性、横剛性
タイヤのＦＥＭ解析により、空気圧を２００ｋＰａとしたタイヤに縦方向（径方向）の荷重３０００Ｎを負荷したときの変位、及び、タイヤに横方向（幅方向）の荷重９００Ｎを負荷したときの変位を測定し、それらの逆数を算出して、比較例１の結果を１００として指数評価した。

（４）ＣＰ（コーナリングパワー）
タイヤのＦＥＭ解析により、速度を６０ｋｍ／ｈ、スリップアングルを１°とした場合のＣＰを測定した。比較例１の結果を１００として指数評価し、数値が大きいほど運動性能に優れていることを示す。

（５）操縦安定性能、乗心地性能
実車による官能試験を行い、比較例１の結果を１００として指数評価した。数値が大きいほど優れていることを示す。

比較例１
カーカス層を１枚のカーカスプライで構成すると共に、ベルト層を２枚のベルトプライで構成した空気入りラジアルタイヤ（タイヤサイズ１６５／７０Ｒ１４）を比較例１とした。比較例１では、カーカスコードをポリエステルコードとし、ベルトコードをスチールコードとした。

実施例１，２
図１に示すように、カーカス層を１枚のカーカスプライで構成すると共に、ベルト層を１枚のベルトプライで構成した空気入りラジアルタイヤ（タイヤサイズ１６５／７０Ｒ１４）を実施例１，２とした。実施例１，２では、カーカスコードをポリエステルコードとし、ベルトコードをスチールコードとした。

比較例２
カーカスコードをスチールコードとしたこと以外は実施例１と同じであるものを比較例２とした。

実施例３
カーカスコードをポリエステルコードとスチールコードのハイブリッド構造としたこと以外は実施例１と同じであるものを実施例３とした。実施例３では、ポリエステルコードのエンド数を８本／ｃｍ、スチールコードのエンド数を４本／ｃｍとした。各例の評価結果を表１に示す。

表１より、実施例１〜３では、比較例１，２に比べてタイヤの重量とコストを大幅に低減できていることが分かる。それでいて運動性能や操縦安定性能の低下は抑えられており、ラジアルタイヤとしての特性を維持できている。実施例１では、運動性能や操縦安定性能が比較的低いものの、これらはコード角度を調整することで向上可能であり、実施例１よりもコード角度が小さい実施例２の方が各性能に優れている。また、実施例３では、コニシティの発生を抑制して接地形状の均一性を確保できており、運動性能や操縦安定性能を効果的に維持しながら軽量化を達成できている。

本発明に係る空気入りラジアルタイヤの一例を示すタイヤ子午線断面図 図１に示すタイヤのカーカスコードとベルトコードの配置を概略的に示した展開図

符号の説明

１ ビード部
２ サイドウォール部
３ トレッド部
４Ｃ カーカスコード
４ カーカス層
５ ベルト層
５Ｃ ベルトコード

Claims (2)

1. 一対のビード部と、前記ビード部から各々タイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部と、前記サイドウォール部の各々のタイヤ径方向外側端に連なるトレッド部と、前記一対のビード部の間に配設されたカーカス層と、前記カーカス層のトレッド部外周に積層されたベルト層とを備える空気入りラジアルタイヤにおいて、
   前記カーカス層及び前記ベルト層の各々が前記トレッド部にて単層で構成され、
   前記カーカス層が前記トレッド部にてカーカスコードをタイヤ周方向に対して斜行させると共に、前記カーカスコードが有機繊維製のコードであり、
   前記ベルト層が前記カーカスコードと逆向きになるようにベルトコードをタイヤ周方向に対して斜行させることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
2. 一対のビード部と、前記ビード部から各々タイヤ径方向外側に延びるサイドウォール部と、前記サイドウォール部の各々のタイヤ径方向外側端に連なるトレッド部と、前記一対のビード部の間に配設されたカーカス層と、前記カーカス層のトレッド部外周に積層されたベルト層とを備える空気入りラジアルタイヤにおいて、
   前記カーカス層及び前記ベルト層の各々が前記トレッド部にて単層で構成され、
   前記カーカス層が前記トレッド部にてカーカスコードをタイヤ周方向に対して斜行させると共に、前記カーカスコードが有機繊維製のコードとスチール製のコードを交互に打ち込んだものであり、
   前記ベルト層が前記カーカスコードと逆向きになるようにベルトコードをタイヤ周方向に対して斜行させると共に、前記ベルトコードがスチール製のコードであることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。

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