JP2010064644A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】エクストラロード設定のタイヤにおいて、重量の増加を抑制しながら破壊エネルギーを確保する。
【解決手段】カーカス層５と、その外側の２層のスチールベルト層７と、その外側のトレッド部１０と、トレッド部とスチールベルト層の間のベルト補強層９とを備える空気入りラジアルタイヤにおいて、トレッド中央部Ｅのベルト補強層９を３層にし、その最外層の補強層９Ｅｃの幅ｂを、トレッド端部Ｇの最外層の補強層９Ｇｂの幅ｂよりも狭く設定した。トレッド中央部Ｅの補強層を３層、トレッド端部Ｇの補強層を２層、トレッド中間部の補強層を１層とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、レインフォースドタイヤやエクストラロードタイヤ等の高性能の空気入りラジアルタイヤに関するものである。

これまで、エクストラロード（レインフォースド）設定の空気入りラジアルタイヤでは、破壊エネルギー（トレッド部が破壊に至るまでのエネルギー）を確保するために、スチールベルト材（スチールベルト層ではなく、スチールベルトそのもの）を太糸化して、コード強力を上げるといった手法が一般的に採られていた。

しかし、この手法によれば、タイヤ重量が大幅に増加する上、類似構造（但し細糸ベルト適用）のノーマル設定のタイヤに対して、乗り心地の悪化や手応えの低下などのドライ路面操縦安定性への影響が大きかった。

一方で、スチールベルト層の外側にベルト補強層を設けることで、タイヤ重量の増加を抑制しつつ、操縦安定性の向上を図るようにしたものが提供されている（例えば、特許文献１や特許文献２参照）。
特開昭６２−２５１２０３号公報 特開平１−２７８８０２号公報

しかし、従来のものはいずれも、タイヤ重量の増加を抑制しつつ、破壊エネルギーを確保するという点で、依然として十分なものではなかった。

本発明は、上記事情を考慮し、エクストラロード設定のタイヤにおいても、破壊エネルギー確保のために、スチールベルトやカーカスといった骨格部材の変更が不要で、重量を大幅に増加させることがなく、また、スチールベルトを太糸化する必要がないことから、類似構造のノーマル設定のタイヤと比べて、乗り心地やドライ操縦安定性能への影響も小さくすることのでき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。

請求項１の発明は、カーカス層と、該カーカス層のタイヤ径方向の外側に配置された２層のスチールベルト層と、該２層のスチールベルト層のタイヤ径方向の外側に前記スチールベルト層を覆うように配置されたトレッド部と、該トレッド部と前記スチールベルト層の間に配置され、ナイロンコードとゴムの複合体よりなるリボン状ストリップ材を周方向に巻回することによって形成されたベルト補強層と、を備える空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルト補強層が、タイヤ幅方向断面のタイヤ赤道部で、タイヤ径方向に前記リボン状ストリップ材が３層に積層された３層の補強層を有し、前記ベルト補強層の、タイヤ赤道部における３層の補強層のうちの最外層の補強層の幅が、タイヤ幅方向の両端部における複数層の補強層のうちの最外層の補強層の幅よりも狭く設定されていることを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１に記載された空気入りラジアルタイヤであって、前記トレッド部をタイヤ幅方向に、タイヤ赤道部を含むトレッド中央部と、ショルダー部側の一対のトレッド端部と、前記トレッド中央部とトレッド端部との間の一対のトレッド中間部とに分けた上で、前記ベルト補強層の、前記トレッド中央部における補強層の層数をＡ、前記トレッド端部における補強層の層数をＢ、前記トレッド中間部における補強層の層数をＣとしたとき、
Ａ＞Ｂ＞Ｃ
の関係を満たしていることを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項２に記載された空気入りラジアルタイヤであって、前記ベルト補強層が、２枚の前記リボン状ストリップ材を周方向に巻回することによって形成されており、第１のリボン状ストリップ材は、両端が一定幅で折り返された状態で、前記トレッド中央部から一方のトレッド端部をカバーする範囲において周方向に巻回され、第２のリボン状ストリップ材は、片端のみが一定幅で折り返された状態で、折り返された側を他方のトレッド端部側にして、前記トレッド中央部から他方のトレッド端部をカバーする範囲において周方向に巻回されることで、前記ベルト補強層の前記トレッド中央部における補強層の層数が３層、前記一対のトレッド端部における補強層の層数が２層、前記トレッド中間部における補強層の層数が１層にそれぞれ構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、スチールベルト層の外側のベルト補強層を、赤道部分で３層に重層化し、その最外層の補強層の幅を、ベルト端部の最外層の補強層の幅よりも小さくしているので、必要部分の補強を最小の補強材（リボン状ストリップ材）で補強することができ、大きな破壊エネルギーを確保することができる。

即ち、破壊エネルギーは、路面の突起を乗り越える時（突起入力時）の反力とストローク（タイヤの変形）の積であるが、突起に当たる部分のベルトの破断強力（強度）を増加させることができるので、ストロークを増加させることができ、それにより破壊エネルギーを増加させることができる。従って、エクストラロード設定のタイヤにおいても、破壊エネルギー確保のために、スチールベルトやカーカスといった、骨格部材の変更が不要となり、重量を大幅に増加させることなく、また、ベルトを太糸化する必要がないことから、類似構造のノーマル設定のタイヤと比べて、乗り心地やドライ操縦安定性能への影響も小さくすることができる。

また、請求項２の発明のように、Ａ＞Ｂ＞Ｃとすれば、最小の構成で最大の効果を得ることができる。

また、請求項３の発明のように、２枚のリボン状ストリップ材を用いてベルト補強層を構成すれば、製造工程の簡略化により、コスト抑制を図ることができる。

以下、本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は実施形態の空気入りラジアルタイヤのタイヤ幅方向の模式断面図である。

この空気入りラジアルタイヤ１は、ビードコア３ａ及びビードフィラー３ｂを含む一対のビード部３と、前記ビードコア３ａの周りでトレッド幅方向内側から外側に折り返されてサイドウォール部を経由するカーカス層５と、カーカス層５のタイヤ径方向の外側に配置された２層のスチールベルト層７（７Ａ、７Ｂ）と、２層のスチールベルト層７のタイヤ径方向の外側に前記スチールベルト層７を覆うように配置されたトレッド部１０と、トレッド部１０とスチールベルト層７の間に配置され、ナイロンコードとゴムの複合体よりなるリボン状ストリップ材を周方向に巻回することによって形成されたベルト補強層９と、を備えている。

ベルト補強層９は、複数の補強層からなるもので、トレッド部１０をタイヤ幅方向に、タイヤ幅方向の中心であるタイヤ赤道部ＣＬを含むトレッド中央部Ｅと、ショルダー部側の一対のトレッド端部Ｇと、前記トレッド中央部Ｅとトレッド端部Ｇとの間の一対のトレッド中間部Ｆとに分け、ベルト補強層９の、トレッド中央部Ｅにおける補強層の層数をＡ、トレッド端部Ｇにおける補強層の層数をＢ、トレッド中間部Ｆにおける補強層の層数をＣとしたとき、
Ａ＞Ｂ＞Ｃ
の関係が成立している。

そして、トレッド中央部Ｅにおけるベルト補強層９は、リボン状ストリップ材が３層に積層された３層（Ａ）の補強層９Ｅａ、９Ｅｂ、９Ｅｃよりなる。また、トレッド端部Ｆにおけるベルト補強層９は、リボン状ストリップ材が２層に積層された２層（Ｂ）の補強層９Ｇａ、９Ｇｂよりなる。また、トレッド中間部Ｆにおけるベルト補強層９は、リボン状ストリップ材が１層（Ｃ）だけの１層の補強層９Ｆａよりなる。

また、トレッド中央部Ｅの３層の補強層９Ｅａ、９Ｅｂ、９Ｅｃのうちの最外層の補強層９Ｅｃの幅ａは、トレッド端部Ｆの２層の補強層９Ｇａ、９Ｇｂのうちの最外層の補強層９Ｇｂの幅ｂよりも狭く設定されている。なお、トレッド中央部Ｅの補強層９Ｅａ、９Ｅｂ、９Ｅｃは、タイヤ赤道部ＣＬを中心にタイヤ幅方向両側に同寸法ａ／２だけ延在しており、ａの値はタイヤの片側接地幅Ｓの２５％程度、トレッド端部Ｇの補強層９Ｇａ、９Ｇｂの幅ｂは、片側接地幅Ｓの３０％程度に設定されている。

このような構成のベルト補強層９は、図２に示すように、２枚のリボン状ストリップ材１９Ａ、１９Ｂを周方向に巻回することによって形成されており、第１のリボン状ストリップ材１９Ａは、両端が一定幅の折り返し点１９ｃで折り返された状態で、トレッド中央部Ｅから一方のトレッド端部Ｇをカバーする範囲において周方向に巻回され、第２のリボン状ストリップ材１９Ｂは、片端のみが一定幅の折り返し点１９ｃで折り返された状態で、折り返された側を他方のトレッド端部Ｇ側にして、トレッド中央部Ｅから他方のトレッド端部Ｇをカバーする範囲において周方向に巻回されている。

そして、これにより、ベルト補強層９のトレッド中央部Ｅにおける補強層９Ｅａ、９Ｅｂ、９Ｅｃの層数が３層、一対のトレッド端部Ｇにおける補強層９Ｇａ、９Ｇｂの層数が２層、トレッド中間部Ｆにおける補強層９Ｆａの層数が１層に設定されている。

以上の構成のように、スチールベルト層７の外側のベルト補強層９を、赤道部分で３層に重層化し、その最外層の補強層９Ｅｃの幅ａを、ベルト端部Ｇの最外層の補強層９Ｇｂの幅ｂよりも小さくしているので、必要部分の補強を最小の補強材（リボン状ストリップ材１９Ａ、１９Ｂ）で補強することができ、大きな破壊エネルギーを確保することができる。

即ち、破壊エネルギーは、路面の突起を乗り越える時（突起入力時）の反力とストローク（タイヤの変形）の積であるが、突起に当たる部分のベルトの破断強力（強度）を増加させることができるので、ストロークを増加させることができ、それにより破壊エネルギーを増加させることができる。従って、エクストラロード設定のタイヤにおいても、破壊エネルギー確保のために、スチールベルトやカーカスといった、骨格部材の変更が不要となり、重量を大幅に増加させることなく、また、ベルトを太糸化する必要がないことから、類似構造のノーマル設定のタイヤと比べて、乗り心地やドライ操縦安定性能への影響も小さくすることができる。

また、２枚のリボン状ストリップ材１９Ａ、１９Ｂを用いてベルト補強層９を構成しているので、製造工程の簡略化により、コスト抑制を図ることができる。

図３は、比較例１、２、３（従来品）と本発明の実施例との比較実験結果を示す図表である。

この実験において、各例のタイヤサイズ、トレッドパターン、カーカス構造は同一であり、比較例１はノーマルロード設定のタイヤ、残りの比較例２、３及び本発明の実施例はエクストラロード設定のタイヤである。各仕様の位置付けについては、比較例１はノーマル設定のサンプル、比較例２はベルト太糸化（従来手法）のサンプル、比較例３は太糸化せずにベルト補強層を赤道部で２層にした場合のサンプル、本発明の実施例は太糸化せずにベルト補強層を赤道部で３層にしたサンプルである。ベルト補強層の補強材の種類は同じで、赤道部の補強層の層数（枚数）のみが違う。

実験結果から分かるように、本発明の実施例のタイヤは、破壊エネルギーについて、太糸化した比較例２に次ぐ大きな数値を記録することができた。また、重量については、比較例１、３と大差がなく、比較例２よりもかなり軽量化されていることが分かる。また、ドライ操縦安定性や乗り心地あるいは車内音については、比較例２よりもよく、比較例３と同等レベルであることが確認できた。

本発明の実施形態の空気入りラジアルタイヤのタイヤ幅方向の模式断面図である。 同タイヤにおけるベルト補強層の形成の仕方の説明図である。 本発明の実施例と比較例との実験結果を示す図表である。

符号の説明

１ 空気入りラジアルタイヤ
５ カーカス層
７ スチールベルト層
９ ベルト補強層
９Ｅａ，９Ｅｂ，９Ｅｃ トレッド中央部の補強層
９Ｆａ トレッド中間部の補強層
９Ｇａ，９Ｇｂ トレッド端部の補強層
１０ トレッド部
１９Ａ，１９Ｂ リボン状ストリップ材
ａ トレッド中央部の最外層の補強層の幅
ｂ トレッド端部の最外層の補強層の幅
Ｅ トレッド中央部
Ｆ トレッド端部
Ｇ トレッド中間部
ＣＬ タイヤ赤道部

Claims (3)

1. カーカス層と、該カーカス層のタイヤ径方向の外側に配置された２層のスチールベルト層と、該２層のスチールベルト層のタイヤ径方向の外側に前記スチールベルト層を覆うように配置されたトレッド部と、該トレッド部と前記スチールベルト層の間に配置され、ナイロンコードとゴムの複合体よりなるリボン状ストリップ材を周方向に巻回することによって形成されたベルト補強層と、を備える空気入りラジアルタイヤにおいて、
   前記ベルト補強層が、タイヤ幅方向断面のタイヤ赤道部で、タイヤ径方向に前記リボン状ストリップ材が３層に積層された３層の補強層を有し、
   前記ベルト補強層の、タイヤ赤道部における３層の補強層のうちの最外層の補強層の幅が、タイヤ幅方向の両端部における複数層の補強層のうちの最外層の補強層の幅よりも狭く設定されていることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
2. 請求項１に記載された空気入りラジアルタイヤであって、
   前記トレッド部をタイヤ幅方向に、タイヤ赤道部を含むトレッド中央部と、ショルダー部側の一対のトレッド端部と、前記トレッド中央部とトレッド端部との間の一対のトレッド中間部とに分けた上で、
   前記ベルト補強層の、前記トレッド中央部における補強層の層数をＡ、前記トレッド端部における補強層の層数をＢ、前記トレッド中間部における補強層の層数をＣとしたとき、
   Ａ＞Ｂ＞Ｃ
   の関係を満たしていることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
3. 請求項２に記載された空気入りラジアルタイヤであって、
   前記ベルト補強層が、２枚の前記リボン状ストリップ材を周方向に巻回することによって形成されており、
   第１のリボン状ストリップ材は、両端が一定幅で折り返された状態で、前記トレッド中央部から一方のトレッド端部をカバーする範囲において周方向に巻回され、
   第２のリボン状ストリップ材は、片端のみが一定幅で折り返された状態で、折り返された側を他方のトレッド端部側にして、前記トレッド中央部から他方のトレッド端部をカバーする範囲において周方向に巻回されることで、
   前記ベルト補強層の前記トレッド中央部における補強層の層数が３層、前記一対のトレッド端部における補強層の層数が２層、前記トレッド中間部における補強層の層数が１層にそれぞれ構成されていることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。

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