JP2013035364A

JP2013035364A - 空気入りラジアルタイヤ

Info

Publication number: JP2013035364A
Application number: JP2011171785A
Authority: JP
Inventors: Hiroyoshi Takei; 宏允武井
Original assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Current assignee: Yokohama Rubber Co Ltd
Priority date: 2011-08-05
Filing date: 2011-08-05
Publication date: 2013-02-21

Abstract

【課題】ステア特性を悪化させることなく、操縦安定性を向上することを可能にした空気入りラジアルタイヤを提供する。
【解決手段】ベルトカバー層２０とベルト層１０のうちの最外ベルト層１２とのタイヤ径方向のコード間隔ｄ_C，ｄ_Iを、トレッドセンターＣＬからのタイヤ幅方向の距離が最大幅ベルト層１１の半幅Ｗ／２の０％〜３０％に相当する中央領域Ｃにおいて０ｍｍ以上１．０ｍｍ未満にすると共に、トレッドセンターＣＬからのタイヤ幅方向の距離が最大幅ベルト層１１の半幅Ｗ／２の４０％〜７０％に相当する中間領域Ｉにおいて１．０ｍｍ以上４．０ｍｍ以下にする。
【選択図】図２

Description

本発明は、空気入りラジアルタイヤに関し、更に詳しくは、ステア特性を悪化させることなく、操縦安定性を向上することを可能にした空気入りラジアルタイヤに関する。

一般に、空気入りラジアルタイヤでは、ベルト層の外周側にベルトカバー層を配置し、ベルト層端部のせり上がりを抑制することで、高速耐久性を確保しているが、この構造を採用した場合、高速耐久性については充分な性能が確保できるものの、コーナリング走行時におけるコーナリングパワーの荷重依存性が高い傾向がある。即ち、荷重の増加に伴ってコーナリングパワーが大きくなる傾向がある。そのため、特にホイールベースの短いＦＦ車両に対してこのようなタイヤを装着した場合、エンジンが搭載されて高荷重になる前輪のコーナリングパワーが、相対的に低荷重になる後輪のコーナリングパワーより大きくなり過ぎて、実舵角（ハンドル角）を一定にした場合の旋回半径又は旋回半径を一定にした場合の実舵角（ハンドル角）が速度の上昇に伴い減少する所謂オーバーステア傾向になり、コーナリング時の操縦安定性が低下すると云う問題がある。

このような傾向を是正するために、最外ベルト層とベルトカバー層との間に間隔を設けることにより、コーナリングパワーの荷重依存性を緩和することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、このように構成した場合、全荷重域においてコーナリングパワーの絶対値が低下する傾向にあるため、特に低荷重域において充分なコーナリングパワーが得られず、操縦安定性、特に高速直進時の僅かな操舵による手応えやグリップ力が充分に得られないと云う問題がある。

特開２００７−２５３６９８号公報

本発明の目的は、上述する問題点を解決するもので、ステア特性を悪化させることなく、操縦安定性を向上することを可能にした空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

上記目的を達成するための本発明の空気入りタイヤは、一対のビード部間にカーカス層を装架し、トレッド部における前記カーカス層の外周側に複数層のベルト層を配置すると共に、前記トレッド部にタイヤ周方向に延びる複数本の主溝を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、前記ベルト層の外周側にタイヤ周方向に延びるコードからなるベルトカバー層を前記ベルト層の全幅を覆うように配置し、前記ベルトカバー層と前記ベルト層のうちの最外ベルト層とのタイヤ径方向のコード間隔を、トレッドセンターからのタイヤ幅方向の距離が最大幅ベルト層の半幅Ｗ／２の０％〜３０％に相当する中央領域において０ｍｍ以上１．０ｍｍ未満にすると共に、トレッドセンターからのタイヤ幅方向の距離が最大幅ベルト層の半幅Ｗ／２の４０％〜７０％に相当する中間領域において１．０ｍｍ以上４．０ｍｍ以下にしたことを特徴とする。

本発明は、ベルト層の外周側にベルトカバー層をベルト層の全幅を覆うように配置し、このベルトカバー層とベルト層とのコード間隔を、トレッドセンターからのタイヤ幅方向の距離が最大幅ベルト層の半幅Ｗ／２の０％〜３０％に相当する中央領域において０ｍｍ以上１．０ｍｍ未満にすると共に、トレッドセンターからのタイヤ幅方向の距離が最大幅ベルト層の半幅Ｗ／２の４０％〜７０％に相当する中間領域において１．０ｍｍ以上４．０ｍｍ以下にすることで、低荷重域におけるコーナリングパワーを低下させることなく高荷重域におけるコーナリングパワーを低減させることが出来、コーナリングパワーの荷重依存性を緩和することが出来る。その結果、高速直進時の僅かな操舵による手応えやグリップ力を改善して操縦安定性を向上すると共に、前後輪に掛かる荷重の差に基づくステア特性を是正し、ホイールベースの短いＦＦ車に装着した場合であっても、実舵角（ハンドル角）を一定にした場合の旋回半径又は旋回半径を一定にした場合の実舵角（ハンドル角）を速度に関係なく略一定（ニュートラルステア）に保つようにして、コーナリング走行時におけるオーバーステアを防止することが出来る。

本発明においては、トレッドセンターからのタイヤ幅方向の距離が最大幅ベルト層の半幅Ｗ／２の７０％の位置よりタイヤ幅方向外側に相当する端部領域において最外ベルト層とベルトカバー層とのタイヤ径方向のコード間隔を徐々に小さくすることが好ましい。このように高速耐久性に対する寄与の大きい端部領域においてベルトカバー層とベルト層との間隔を狭くすることで、高速耐久性とステア特性を高度に両立することが出来る。

本発明においては、主溝をトレッドセンターからのタイヤ幅方向の距離が最大幅ベルト層の半幅Ｗ／２の０％〜３０％及び／又は５０％〜７０％に相当する領域に配置することが好ましい。これにより、各領域のベルトカバー層の端部と主溝とが重複することを避けることが出来るためクラックの発生を防止することが出来る。

本発明においては、ベルトカバー層の被覆ゴムが老化防止剤を配合したゴム組成物からなることが好ましい。これにより、特にゲージが薄くなっている溝下ゴムの耐候性を改善することが出来る。

本発明においては、ベルトカバー層と主溝の溝底との間隔が０．５ｍｍ以上であることが好ましい。これにより溝下ゴムのゲージが著しく低下することを避け、クラックの発生を防止することが出来る。

本発明においては、ベルトカバー層を構成するコードが有機繊維コードであることが好ましい。このように金属コードより軽量な有機繊維コードを用いることで、タイヤ重量を低く抑えることが出来る。特に、有機繊維コードとしては、ナイロン、アラミド、ポリエステルから選択された材料を用いることが好ましい。

本発明の実施形態からなる空気入りラジアルタイヤを示す子午線半断面図である。図１のタイヤのトレッド部を拡大して示す要部断面図である。本発明の空気入りラジアルタイヤのトレッド部の他の例を示す要部断面図である。

以下、本発明の構成について添付の図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施形態からなる乗用車用空気入りラジアルタイヤ（以下「タイヤ」と称する。）を示す。また、図２は、図１のタイヤのトレッド部を拡大して示す。

図１において、１はトレッド部、２はサイドウォール部、３はビード部である。左右一対のビード部３，３間にはカーカス層４が装架されている。このカーカス層４は、タイヤ径方向に延びる複数本の補強コードを含み、各ビード部３に配置されたビードコア５の廻りにタイヤ内側から外側に折り返されている。また、ビードコア５の外周上にはビードフィラー６が配置され、このビードフィラー６がカーカス層４の本体部分と折り返し部分により包み込まれている。

一方、トレッド部１におけるカーカス層４の外周側にはスチールコードからなる２層のベルト層１０（１１，１２）がタイヤ全周に亘って配置されている。このベルト層１０（１１，１２）を構成するベルトコード１０ａ（１１ａ，１２ａ）は、タイヤ周方向に対して傾斜しており、その傾斜角度θは０°〜３０°である。また、これらベルトコード１１ａ，１２ａは層間で互いに交差するように配置されている。尚、ベルト層１０は、複数層が設けられていれば、図示される２層に限定されない。

更に、ベルト層１０の外周側にベルトカバー層２０が設けられている。このベルトカバー層２０は、ベルト層１０の全幅を覆うように配置されている。そして、このベルトカバー層２０とベルト層１０のうち最外側に位置する最外ベルト層１２とのコード間隔がタイヤ幅方向の領域で異なっている。具体的には、トレッドセンターＣＬからのタイヤ幅方向の距離が最大幅ベルト層１１の半幅Ｗ／２の０％〜３０％に相当する中央領域Ｃにおけるコード間隔ｄ_Cを０ｍｍ以上１．０ｍｍ未満にすると共に、トレッドセンターＣＬからのタイヤ幅方向の距離が最大幅ベルト層１１の半幅Ｗ／２の４０％〜７０％に相当する中間領域Ｉにおけるコード間隔ｄ_Iを１．０ｍｍ以上４．０ｍｍ以下の範囲に設定している。

このようにベルトカバー層２０を構成することで、低荷重域におけるコーナリングパワーを低下させることなく高荷重域におけるコーナリングパワーを低減させることが出来、コーナリングパワーの荷重依存性を緩和することが出来る。その結果、高速直進時の僅かな操舵による手応えやグリップ力を向上すると共に、前後輪に掛かる荷重の差に基づくステア特性を是正し、ホイールベースの短いＦＦ車に装着した場合であっても、実舵角（ハンドル角）を一定にした場合の旋回半径又は旋回半径を一定にした場合の実舵角（ハンドル角）を速度に関係なく略一定（ニュートラルステア）に保つようにして、コーナリング走行時におけるオーバーステアを防止することが出来る。

ここで、中央領域Ｃにおけるコード間隔ｄ_Cが１．０ｍｍ以上であると、全荷重域においてコーナリングパワーが低下する傾向になるため、特に低荷重域において充分なコーナリングパワーが得られず、高速直進時の僅かな操舵による手応えやグリップ力を充分に向上することが出来ない。また、中間領域Ｉにおけるコード間隔ｄ_Iが１．０ｍｍより小さいと、高荷重域におけるコーナリングパワーを低減する効果が得られないので、ステア特性を是正してコーナリング走行時におけるオーバーステアを防止する効果が得られない。中間領域Ｉにおけるコード間隔ｄ_Iが４．０ｍｍより大きいとベルト層とベルトカバー層との間隔が開き過ぎているためベルトカバー層のせり上がりを充分に抑制できず高速耐久性が悪化する。より好ましくは、中間領域Ｉにおけるコード間隔ｄ_Iが２．５〜３．５ｍｍ程度であると良い。

また、ベルトカバー層２０とベルト層１０とのコード間隔を広く設定する中間領域Ｉは、トレッドセンターＣＬからのタイヤ幅方向の距離が最大幅ベルト層１１の半幅Ｗ／２の４０％〜７０％であるが、このコード間隔を広くする領域がタイヤ中心側にシフトした場合、低荷重域におけるコーナリングパワーが低下する傾向になり高速直進時の僅かな操舵による手応えやグリップ力が低下し、また高速耐久性が低下する。逆に、このコード間隔を広くする領域がタイヤ幅方向外側にシフトした場合、高荷重域におけるコーナリングパワーを充分に低減することが出来ないため、ステア特性を改善してコーナリング走行時におけるオーバーステアを防止することが出来ない。

尚、トレッドセンターＣＬからのタイヤ幅方向の距離が最大幅ベルト層１１の半幅Ｗ／２の３０％〜４０％に相当する領域では、ベルトカバー層２０とベルト層１０とのコード間隔は、中央領域Ｃ側及び中間領域Ｉ側のどちらのコード間隔であっても良く、この領域内でコード間隔が変化していても構わない。例えば、図２に示すように中央領域Ｃにおけるコード間隔をｄ_Cを維持したまま延在するようにすることが出来る。逆に、中間領域Ｉにおけるコード間隔をｄ_Iを維持したまま延在するようにしても良い。また、図３に示すように、中央領域Ｃに含まれるベルトカバー層２０_Cと中間領域Ｉに含まれるベルトカバー層２０_Iとを結ぶように、タイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側に向かって徐々にコード間隔が大きくなるように傾斜して延在しても構わない。

本発明では、中間領域Ｉよりもタイヤ幅方向外側、即ち、トレッドセンターＣＬからのタイヤ幅方向の距離が最大幅ベルト層１１の半幅Ｗ／２の７０％の位置よりもタイヤ幅方向外側の端部領域Ｅにおいて、ベルトカバー層２０とベルト層１０とのコード間隔は中間領域Ｉにおけるコード間隔ｄ_Iを維持するようにしても良いが、好ましくは、最外ベルト層１２とベルトカバー層２０とのタイヤ径方向のコード間隔がタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側に向かって徐々に小さくなるように配置すると良い。このとき、端部領域Ｅの端部におけるベルトカバー層２０と最外ベルト層１２とのコード間隔ｄ_Eは、中間領域Ｉにおけるコード間隔ｄ_Iの７０％以下であることが好ましい。尚、図１〜３に示すように、最外ベルト層１２がタイヤ内側のベルト層１１よりも幅が狭い場合、コード間隔ｄ_Eは最外ベルト層１２の端部と対応する位置での最外ベルト層１２とベルトカバー層２０とのタイヤ径方向のコード間隔とする。更に、ベルトカバー層２０のタイヤ幅方向の最端部において、ベルトカバー層２０とベルト層１０とが接触するようにしても良い。

尚、ベルトカバー層２０は、中央領域Ｃと中間領域Ｉと端部領域Ｅとで、それぞれ別個に設けても構わないが、中央領域Ｃと中間領域Ｉと端部領域Ｅとで連続して設けても良い。上述のように中央領域Ｃ、中間領域Ｉ、端部領域Ｅにおいて、ベルトカバー層２０とベルト層１０とのコード間隔を設定することが出来れば、例えば、ベルトカバー層２０を帯状部材を周方向に螺旋状に巻回して形成しても構わない。

本発明においては、主溝３０をトレッドセンターＣＬからのタイヤ幅方向の距離が最大幅ベルト層１１の半幅Ｗ／２の０％〜３０％及び／又は５０％〜７０％に相当する領域に配置することが好ましい。このように中央領域Ｃに含まれるベルトカバー層２０_C及び中間領域Ｉに含まれるベルトカバー層２０_I の端部が位置する領域、即ちトレッドセンターＣＬからのタイヤ幅方向の距離が最大幅ベルト層１１の半幅Ｗ／２の３０％〜５０％に相当する領域を避けて主溝３０を配置することで、クラックの発生を抑制することが出来る。トレッドセンターＣＬからのタイヤ幅方向の距離が最大幅ベルト層１１の半幅Ｗ／２の３０％〜５０％に相当する領域に主溝３０を設けた場合、中央領域Ｃに含まれるベルトカバー層２０_C及び中間領域Ｉに含まれるベルトカバー層２０_I の端部が位置する領域のゴムゲージが薄くなるためクラックが発生し易くなる。

本発明においては、ベルトカバー層２０の被覆ゴムが老化防止剤を配合したゴム組成物からなることが好ましい。上述のように、ベルトカバー層２０とベルト層１０との間に間隔を設けているため、主溝３０の下からベルトカバー層２０までのゴムゲージが薄くなる傾向がある。そのため、特に主溝３０の下の部分において、ゴムが劣化し易くなる。そこで、ベルトカバー層２０の被覆ゴムに老化防止剤を配合することで、耐候性を確保することが出来る。

本発明においては、ベルトカバー層２０と主溝３０の溝底との間隔ｄ_Gが０．５ｍｍ以上であることが好ましい。このようにベルトカバー層２０と主溝３０の溝底との間隔ｄ_G、即ち、主溝３０の下からベルトカバー層２０までのゴムが最も薄くなる部位のゴムゲージを規定することで、溝下ゴムのゲージ不足によるクラックを抑制することが出来る。この間隔ｄ_Gが０．５ｍｍより小さいとクラックの発生を充分に防止することが出来ない。

本発明においては、ベルトカバー層２０を構成するコード２０ａとしてはどのような材質を用いても構わないが、好ましくは、有機繊維コードを用いると良い。特に好ましくは、ナイロン、アラミド、ポリエステルから選択される有機繊維を用いると良い。このように、有機繊維コードを用いることで、スチールコードを用いるよりもタイヤ重量の増加を抑制することが出来る。

タイヤサイズ１７５／６５Ｒ１５８４Ｈの空気入りタイヤにおいて、基本的なタイヤ構造を図１とし、最外ベルト層とベルトカバー層のコード間隔が小さい部分の設定位置（最大幅ベルト層の半幅Ｗ／２に対するトレッドセンターからの距離の比率）、最外ベルト層とベルトカバー層のコード間隔が大きい部分の設定位置（最大幅ベルト層の半幅Ｗ／２に対するトレッドセンターからの距離の比率）、中央領域Ｃにおけるコード間隔ｄ_C、中間領域Ｉにおけるコード間隔ｄ_I、端部領域Ｅにおけるコード間隔の変化、端部領域Ｅの端部におけるコード間隔ｄ_Eを表１のように異ならせた従来例１、実施例１〜４、比較例１〜６の１１種類の試験タイヤを製作した。

尚、従来例１は、ベルト層の全域においてベルトカバー層とベルト層とのコード間隔が一定である例である。また、従来例１、実施例１〜４、比較例１〜６の１１種類の試験タイヤのベルト層は、いずれもベルトコードのタイヤ周方向に対する傾斜角度が０°であり、ベルト層の幅がタイヤ内面側から順に１５０ｍｍ、１４０ｍｍである。

これら１１種類の試験タイヤについて、下記の評価方法により高速耐久性、ステア特性、手応え・グリップ力を評価し、その結果を表１に併せて示した。

高速耐久性
各試験タイヤをリムサイズ１５×５Ｊのアルミホイールに装着し、空気圧を２３０ｋＰａにしてＪＩＳＤ４２３０に準拠する室内ドラム試験機（ドラム径１７０７ｍｍ）に取付け、速度８１ｋｍ／ｈの条件で、ＪＡＴＭＡで規定された空気圧条件に対応する荷重の８８％を負荷し、１２０分間ならし走行した。次に３時間以上放冷した後、空気圧を２１０ｋＰａに再調整し、１２１ｋｍ／ｈの速度から試験を開始し、３０分毎に８ｋｍ／ｈずつ段階的に速度を上昇させ故障が発生するまで走行させ、タイヤ故障が起きるまでの走行距離を測定した。評価結果は、従来例１を１００とする指数で示した。この指数値が大きいほど、高速耐久性が優れることを意味する。

ステア特性
各試験タイヤをリムサイズ１５×５Ｊのアルミホイールに組み付けた後、空気圧２３０ｋＰａを充填して１．３Ｌクラスの国産のＦＦ車に装着し、テストコースにて速度８０ｋｍ／ｈでコーナリング中にアクセルオフし、車両の挙動を官能評価した。評価結果は、従来例１を±０としたときの官能評価ポイントで示した。±０がニュートラルで、負側の値がオーバーステア、正側の値がアンダーステアであることを意味し、±０以上の評価点であればステア特性が優れていることを意味する。

手応え・グリップ力
各試験タイヤをリムサイズ１５×５Ｊのアルミホイール組み付けた後、空気圧２３０ｋＰａを充填して１．３Ｌクラスの国産のＦＦ車に装着し、テストコースにて速度１２０ｋｍ／ｈで、車の追い越しを想定した車線変更を行い、手応え・グリップ力を官能評価した。評価結果は、従来例１を±０としたときの官能評価ポイントで示した。±０が同等、負側の値が低下、正側の値が増加を意味し、±０以上の評価点であれば手応え・グリップ力が優れていることを意味する。

表１から判るように、実施例１〜４は、いずれもベルトカバー層とベルト層とのコード間隔がベルト全幅に亘って一定である従来例１に対して、優れた高速耐久性、ステア特性、及び手応え・グリップ力を両立した。

一方、コード間隔が大きい部分の設定位置がタイヤ幅方向内側にシフトしている比較例１は高速耐久性、ステア特性、及び手応え・グリップ力を改善する効果が得られなかった。コード間隔が大きい部分の設定位置がタイヤ幅方向外側にシフトしている比較例２はステア特性を向上することが出来なかった。コード間隔が大きい部分の設定位置がタイヤ幅方向外側にシフトし、且つ中間領域におけるコード間隔が大き過ぎる比較例３は、高速耐久性及び手応え・グリップ力が低下した。

中間領域におけるコード間隔が小さ過ぎる比較例４は、高速耐久性及び手応え・グリップ力を改善する効果が得られず、更にステア特性が低下した。中間領域におけるコード間隔が大き過ぎる比較例５は、高速耐久性及び手応え・グリップ力が低下した。中間領域におけるコード間隔と中央領域におけるコード間隔との大小関係が本発明の規定と逆転している比較例６は、高速耐久性は向上するものの、ステア特性及び手応え・グリップ力が低下した。

１トレッド部
２サイドウォール部
３ビード部
４カーカス層
５ビードコア
６ビードフィラー
１０ベルト層
２０ベルトカバー層
３０主溝
ＣＬタイヤ赤道
Ｃ中央領域
Ｉ中間領域
Ｅ端部領域

Claims

一対のビード部間にカーカス層を装架し、トレッド部における前記カーカス層の外周側に複数層のベルト層を配置すると共に、前記トレッド部にタイヤ周方向に延びる複数本の主溝を配置した空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記ベルト層の外周側にタイヤ周方向に延びるコードからなるベルトカバー層を前記ベルト層の全幅を覆うように配置し、前記ベルトカバー層と前記ベルト層のうちの最外ベルト層とのタイヤ径方向のコード間隔を、トレッドセンターからのタイヤ幅方向の距離が最大幅ベルト層の半幅Ｗ／２の０％〜３０％に相当する中央領域において０ｍｍ以上１．０ｍｍ未満にすると共に、トレッドセンターからのタイヤ幅方向の距離が最大幅ベルト層の半幅Ｗ／２の４０％〜７０％に相当する中間領域において１．０ｍｍ以上４．０ｍｍ以下にしたことを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
トレッドセンターからのタイヤ幅方向の距離が最大幅ベルト層の半幅Ｗ／２の７０％の位置よりタイヤ幅方向外側に相当する端部領域において、前記最外ベルト層と前記ベルトカバー層とのタイヤ径方向のコード間隔をタイヤ幅方向内側からタイヤ幅方向外側に向かって徐々に小さく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。
前記主溝をトレッドセンターからのタイヤ幅方向の距離が最大幅ベルト層の半幅Ｗ／２の０％〜３０％及び／又は５０％〜７０％に相当する領域に配置し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。
前記ベルトカバー層の被覆ゴムが老化防止剤を配合したゴム組成物からなることを特徴とする請求項１，２又は３に記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記ベルトカバー層と前記主溝の溝底との間隔が０．５ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記ベルトカバー層を構成するコードが有機繊維コードであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の空気入りラジアルタイヤ。
前記有機繊維コードがナイロン、アラミド、ポリエステルから選択された材料からなることを特徴とする請求項６に記載の空気入りラジアルタイヤ。