JP2013147229A - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】空気入りラジアルタイヤの軽量化、転がり抵抗の低減、耐偏摩耗性能の向上、及び耐久性の確保を図る。
【解決手段】タイヤ回転方向Ｒに対してタイヤ幅方向中央側からタイヤ幅方向外側の一方側へ傾斜する複数本のスチールコードをゴム被覆してなる第１傾斜ベルト層２１と、カーカスプライ１８のタイヤ半径方向外側に第１傾斜ベルト層２１と並設され、タイヤ回転方向Ｒに対してタイヤ幅方向中央側からタイヤ幅方向外側の他方側へ傾斜する複数本のスチールコードをゴム被覆してなる第２傾斜ベルト層２２と、第１傾斜ベルト層２１及び第２傾斜ベルト層２２のタイヤ半径方向に配設された周方向ベルト層２４と、第１傾斜ベルト層２１及び第２傾斜ベルト層２２における各々のタイヤ幅方向中央側の端部２１Ａ，２２Ａを夫々覆うように配設され、有機繊維をゴム被覆してなる補強層２６と、を有している。
【選択図】図１

Description

本発明は、空気入りラジアルタイヤに関する。

自動車の燃費を向上させるため、軽量で転がり抵抗の小さいタイヤとして、タイヤ周方向に対して傾斜した複数のスチールコードを用いた傾斜スチールベルト層と、この傾斜スチールベルト層の上に位置しタイヤ周方向に対して実質上平行な複数のスチールコードを用いた周方向ベルト層とを備える空気入りタイヤが開示されている（特許文献１〜５参照）。

特開２００２−１９４１４号公報 特許第３０７１８０８号公報 特開２００１−２０６０１０号公報 特許第４０５４０７２号公報 特開２００７−１６１０２６号公報

しかしながら、上記した従来例の構造では、トレッド部のタイヤ幅方向の中央部（タイヤセンター部）と端部（ショルダー部）における外径の差が、タイヤ周方向のせん断力に大きく影響する。そして、このせん断力によりベルト層のタイヤ幅方向端部が動くことによって、トレッド部に偏摩耗が生じる傾向があり、特にショルダー部の摩耗が大きくなる傾向があった。

本発明は、上記事実を考慮して、空気入りラジアルタイヤの軽量化、転がり抵抗の低減、耐偏摩耗性能の向上、及び耐久性の確保を図ることを目的とする。

請求項１の発明は、一対のビード部間に跨って配設されるカーカスプライのタイヤ半径方向外側に配設され、タイヤ回転方向に対してタイヤ幅方向中央側からタイヤ幅方向外側の一方側へ傾斜する複数本のスチールコードをゴム被覆してなる第１傾斜ベルト層と、前記カーカスプライのタイヤ半径方向外側に前記第１傾斜ベルト層と並設され、タイヤ回転方向に対してタイヤ幅方向中央側からタイヤ幅方向外側の他方側へ傾斜する複数本のスチールコードをゴム被覆してなる第２傾斜ベルト層と、前記第１傾斜ベルト層及び前記第２傾斜ベルト層のタイヤ半径方向外側に配設され、タイヤ周方向に沿った複数本のスチールコードをゴム被覆してなる周方向ベルト層と、前記第１傾斜ベルト層及び前記第２傾斜ベルト層における各々のタイヤ幅方向中央側の端部を夫々覆うように配設され、有機繊維をゴム被覆してなる補強層と、を有している。

請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤでは、第１傾斜ベルト層及び第２傾斜ベルト層を有しており、タイヤ回転方向に対するタイヤ幅方向中央側からタイヤ幅方向外側へのスチールコードの傾斜方向を互いに逆に設定している。このような簡素な構造により、空気入りラジアルタイヤを軽量化し、転がり抵抗を低減することができる。

またこの構造により、第１傾斜ベルト層及び第２傾斜ベルト層のタイヤ幅方向外側の端部の動きを抑制して、トレッド部のショルダー部の摩耗を抑制し、耐偏摩耗性能を向上させることができる。

更に、第１傾斜ベルト層及び第２傾斜ベルト層における各々のタイヤ幅方向中央側の端部を、有機繊維をゴム被覆してなる補強層により夫々覆うことによって、該端部での故障の発生を抑制し、耐久性を確保することができる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤにおいて、前記第１傾斜ベルト層及び前記第２傾斜ベルト層における各々の前記タイヤ幅方向中央側の端部は、互いにタイヤ半径方向に重ねられている。

請求項２に記載の空気入りラジアルタイヤでは、第１傾斜ベルト層及び第２傾斜ベルト層のタイヤ幅方向中央側の端部同士が互いにタイヤ半径方向に重ねられているので、該端部での故障の発生を更に抑制し、より大きな耐久性を確保することができる。

請求項３の発明は、請求項１又は請求項２に記載の空気入りラジアルタイヤにおいて、前記補強層は、前記第１傾斜ベルト層及び前記第２傾斜ベルト層における各々のタイヤ半径方向の内側に重ねられる内側部位と、各々のタイヤ半径方向の外側に重ねられる外側部位とを一体的に有している。

請求項３に記載の空気入りラジアルタイヤでは、内側部位及び外側部位を一体的に有する補強層により、第１傾斜ベルト層及び第２傾斜ベルト層における各々のタイヤ幅方向中央側の端部を夫々覆っているので、該端部での故障の発生をより一層抑制し、より一層大きな耐久性を確保することができる。

請求項４の発明は、請求項３に記載の空気入りラジアルタイヤにおいて、前記内側部位及び前記外側部位の各々のタイヤ幅方向の幅は、３ｍｍ以上であることを特徴としている。

ここで、補強層における内側部位及び外側部位の各々のタイヤ幅方向の幅を、３ｍｍ以上としたのは、これを下回ると、第１傾斜ベルト層及び第２傾斜ベルト層における各々のタイヤ幅方向中央側の端部を十分に覆うことが難しくなるからである。

請求項４に記載の空気入りラジアルタイヤでは、補強層における内側部位及び外側部位の各々のタイヤ幅方向の幅を適切に設定しているので、該補強層による補強効果を高めることができる。

請求項５の発明は、請求項３又は請求項４に記載の空気入りラジアルタイヤにおいて、各々の前記補強層において、前記内側部位のタイヤ幅方向の幅は、前記外側部位のタイヤ幅方向の幅よりも大きいことを特徴としている。

タイヤ製造時には、カーカスプライと、第１傾斜ベルト層及び第２傾斜ベルト層における各々のタイヤ幅方向中央側の端部との間に、補強層の内側部位を夫々配置しておき、該端部とカーカスプライとの間から出ている部分をタイヤ径方向外側に夫々折り返して外側部位を形成する。

請求項５に記載の空気入りラジアルタイヤでは、各々の補強層において、内側部位のタイヤ幅方向の幅が外側部位のタイヤ幅方向の幅よりも大きく設定されているので、該内側部位を、カーカスプライと第１傾斜ベルト層及び第２傾斜ベルト層との間に安定して挟んでおくことができる。このため、タイヤ製造時の外側部位の折返しを容易に行うことができる。

以上説明したように、本発明に係る請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤによれば、空気入りラジアルタイヤの軽量化、転がり抵抗の低減、耐偏摩耗性能の向上、及び耐久性の確保を図ることができる、という優れた効果が得られる。

請求項２に記載の空気入りラジアルタイヤによれば、より大きな耐久性を確保することができる、という優れた効果が得られる。

請求項３に記載の空気入りラジアルタイヤによれば、より一層大きな耐久性を確保することができる、という優れた効果が得られる。

請求項４に記載の空気入りラジアルタイヤによれば、補強層による補強効果を高めることができる、という優れた効果が得られる。

請求項５に記載の空気入りラジアルタイヤによれば、空気入りラジアルタイヤの製造時に、タイヤ製造時の外側部位の折返しを容易に行うことができる、という優れた効果が得られる。

空気入りラジアルタイヤを示す断面図である。 第１傾斜ベルト層のタイヤ幅方向中央側の端部のタイヤ半径方向外側に、第２傾斜ベルト層のタイヤ幅方向中央側の端部が重ねられ、各々の端部に夫々補強層が設けられている構成を示す拡大断面図である。 第１傾斜ベルト層及び第２傾斜ベルト層における各々タイヤ幅方向中央側の端部に、夫々補強層が設けられる一方、該端部の重なりがない構成を示す拡大断面図である。 第１傾斜ベルト層のタイヤ幅方向中央側の端部のタイヤ半径方向外側に、第２傾斜ベルト層のタイヤ幅方向中央側の端部が重ねられ、１つの補強層が該端部に対して共用されている構成を示す拡大断面図である。 補強層の内側部位に対して、外側部位を折り返して第１傾斜ベルトのタイヤ幅方向中央側の端部を覆う工程を示す拡大断面図である。 各々の補強層において、内側部位のタイヤ幅方向の幅が、外側部位のタイヤ幅方向の幅よりも大きい構成を示す拡大断面図である。 （Ａ）従来例１に係るカーカスプライ、傾斜ベルト層及び周方向ベルト層の配置を示す平面図である。（Ｂ）従来例２に係るカーカスプライ、傾斜ベルト層及び周方向ベルト層の配置を示す平面図である。（Ｃ）実施例１〜３に係るカーカスプライ、第１傾斜ベルト層、第２傾斜ベルト層、周方向ベルト層及び補強層の配置を示す平面図である。

以下、本発明を実施するための形態を図面に基づき説明する。図１において、本実施形態に係る空気入りラジアルタイヤ１０は、一対のビード部１２と、サイド部１４と、トレッド部１６と、カーカスプライ１８と、第１傾斜ベルト層２１と、第２傾斜ベルト層２２と、周方向ベルト層２４と、補強層２６とを有している。

一対のビード部１２は、図示しないリムに嵌め込まれる部位である。このビード部１２には、ビードコア２８が夫々埋設されている。

サイド部１４は、ビード部１２のタイヤ半径方向外側（矢印ＲＯ方向）に夫々連なる部位である。

トレッド部１６は、両側のサイド部１４のタイヤ半径方向外側端部同士をタイヤ幅方向に連結する部位である。このトレッド部１６には、例えば周方向主溝１６Ａ，１６Ｂや横主溝（図示せず）が形成されている。周方向主溝１６Ａは、例えばタイヤ幅方向の中央（タイヤ赤道面ＣＬ）に位置し、周方向主溝１６Ｂは、タイヤ赤道面ＣＬのタイヤ幅方向両側に位置している。トレッド部１６において、最もタイヤ幅方向外側の周方向主溝１６Ｂの更にタイヤ幅方向外側の部位は、ショルダー部１６Ｃである。

カーカスプライ１８は、サイド部１４及びトレッド部１６を含む一対のビード部１２間に跨って配設されている。このカーカスプライ１８は、一対のビード部１２間に位置するカーカス本体部１８Ａと、ビードコア２８にタイヤ幅方向内側から外側に折り返された折返し部１８Ｂと、を有している。

第１傾斜ベルト層２１は、一対のビード部間に跨って配設されるカーカスプライ１８のタイヤ半径方向外側において、図１におけるタイヤ赤道面ＣＬの右側に配設されている。図７（Ｃ）において、この第１傾斜ベルト層２１は、タイヤ回転方向Ｒに対してタイヤ幅方向中央側からタイヤ幅方向外側の一方側（右側）へ傾斜する複数本のスチールコード３０をゴム被覆して構成されている。

第２傾斜ベルト層２２は、カーカスプライ１８のタイヤ半径方向外側において、図１におけるタイヤ赤道面ＣＬの左側に、第１傾斜ベルト層２１と並設されている。図７（Ｃ）において、この第２傾斜ベルト層２２は、タイヤ回転方向Ｒに対してタイヤ幅方向中央側からタイヤ幅方向外側の他方側（左側）へ傾斜する複数本のスチールコード３２をゴム被覆して構成されている。

図２，図４，図７（Ｃ）に示されるように、第１傾斜ベルト層２１及び第２傾斜ベルト層２２における各々のタイヤ幅方向中央側の端部２１Ａ，２２Ａは、互いにタイヤ半径方向に重ねられている。具体的には、第２傾斜ベルト層２２の端部２２Ａが、第１傾斜ベルト層２１の端部２１Ａのタイヤ径方向外側に重ねられている。なお、必ずしもこのように端部２１Ａ，２２Ａを互いに重ねる必要はなく、重なりを逆にしてもよい。また図３に示されるように、端部２１Ａ，２２Ａを重ねない構成としてもよい。

図２から図４に示されるように、スチールコード３０，３２は、何れも撚り合わせのない構造とされている。これは、第１傾斜ベルト層２１及び第２傾斜ベルト層２２を薄くして、ゴムの使用量を低減し、質量、材料コスト及び製造コストを低減するためである。

周方向ベルト層２４は、第１傾斜ベルト層２１及び第２傾斜ベルト層２２のタイヤ半径方向外側に配設され、タイヤ周方向に沿った複数本のスチールコード３４をゴム被覆して構成されている。この周方向ベルト層２４のタイヤ幅方向の幅寸法Ｗ２は、第１傾斜ベルト層２１及び第２傾斜ベルト層２２の総幅寸法Ｗ１よりも小さく設定されている。ここで、総幅寸法Ｗ１は、タイヤ幅方向における、各々のタイヤ幅方向外側の端部２１Ｂ，２２Ｂ間の長さである。図２から図４に示されるように、スチールコード３４は、撚り線として構成されている。

補強層２６は、第１傾斜ベルト層２１及び第２傾斜ベルト層２２における各々のタイヤ幅方向中央側の端部２１Ａ，２２Ａを夫々覆うように配設されている。この補強層２６は、例えば有機繊維（図示せず）をゴム被覆して構成されている。有機繊維としては、例えば、脂肪族ポリアミド又はポリエチレンテレフタレートが用いられる。

また補強層２６は、第１傾斜ベルト層２１及び第２傾斜ベルト層２２における各々のタイヤ半径方向の内側に重ねられる内側部位２６Ａと、各々のタイヤ半径方向の外側に重ねられる外側部位２６Ｂとを一体的に有している。この内側部位２６Ａ及び外側部位２６Ｂの各々のタイヤ幅方向の幅は、例えば平均して３ｍｍ以上であることが望ましい。

ここで、補強層２６における内側部位２６Ａ及び外側部位２６Ｂの各々のタイヤ幅方向の幅を、３ｍｍ以上としたのは、これを下回ると、第１傾斜ベルト層２１及び第２傾斜ベルト層２２における各々のタイヤ幅方向中央側の端部２１Ａ，２２Ａを十分に覆うことが難しくなるからである。

図２，図３に示される例では、第１傾斜ベルト層２１の端部２１Ａと第２傾斜ベルト層２２の端部２２Ａに対して、補強層２６が１つずつ設けられている。各々の補強層２６は、内側部位２６Ａに対して外側部位２６Ｂを折り返すことにより、断面Ｕ字状に形成され、端部２１Ａ，２２Ａを覆っている。

なお、図５に示されるように、タイヤ製造時には、カーカスプライ１８と、第１傾斜ベルト層２１のタイヤ幅方向中央側の端部２１Ａとの間に、補強層２６の内側部位２６Ａを夫々配置しておき、該端部２１Ａとカーカスプライ１８との間から出ている部分をタイヤ径方向外側（矢印Ｃ方向）に夫々折り返して外側部位２６Ｂを形成する。第２傾斜ベルト層２２のタイヤ幅方向中央側の端部２１Ｂに対する補強層２６の折返しについても同様である。

この際、図５，図６に示されるように、各々の補強層２６において、内側部位２６Ａのタイヤ幅方向の幅Ａを、外側部位２６Ｂのタイヤ幅方向の幅Ｂよりも大きくしてもよい。各々の補強層２６において、内側部位２６Ａのタイヤ幅方向の幅Ａを、外側部位２６Ｂのタイヤ幅方向の幅Ｂよりも大きく設定することによって、該内側部位２６Ａを、カーカスプライ１８と第１傾斜ベルト層２１及び第２傾斜ベルト層２２との間に安定して挟んでおくことができ、タイヤ製造時の外側部位２６Ｂの折返しを容易に行うことができるからである。

一方、図４に示される例では、１つの補強層２６が、互いに重ねられた端部２１Ａ，２２Ａに対して共用されている。この補強層２６は、端部２１Ａ，２２Ａを夫々覆うように断面逆Ｓ字状に折り返されている。内側部位２６Ａは、第１傾斜ベルト層２１のタイヤ半径方向内側に配置され、外側部位２６Ｂは、第２傾斜ベルト層２２のタイヤ半径方向外側に配置されている。補強層２６の中央部２６Ｃは、第１傾斜ベルト層２１と第２傾斜ベルト層２２の間に挟まれるように配置されている。なお、端部２１Ａ，２２Ａの重なりを逆にした場合には、補強層２６の形状は断面Ｓ字状となる。

（作用）
本実施形態は、上記のように構成されており、以下その作用について説明する。図７（Ｃ）において、本実施形態に係る空気入りラジアルタイヤ１０では、第１傾斜ベルト層２１及び第２傾斜ベルト層２２を有しており、タイヤ回転方向Ｒに対するタイヤ幅方向中央側からタイヤ幅方向外側へのスチールコード３０，３２の傾斜方向を互いに逆に設定している。このような簡素な構造により、空気入りラジアルタイヤ１０を軽量化し、転がり抵抗を低減することができる。

またこの構造により、第１傾斜ベルト層２１及び第２傾斜ベルト層２２のタイヤ幅方向外側の端部２１Ｂ，２２Ｂ（図１）の動きを抑制して、トレッド部１６におけるショルダー部１６Ｃの摩耗を抑制し、耐偏摩耗性能を向上させることができる。

更に、図１、図２から図４及び図７（Ｃ）に示されるように、第１傾斜ベルト層２１及び第２傾斜ベルト層２２における各々のタイヤ幅方向中央側の端部２１Ａ，２２Ａを、有機繊維をゴム被覆してなり内側部位２６Ａ及び外側部位２６Ｂを一体的に有する補強層２６により夫々覆うことによって、該端部２１Ａ，２２Ａでの故障の発生を抑制し、耐久性を確保することができる。従って、該端部２１Ａ，２２Ａのタイヤ径方向外側に、周方向主溝１６Ａを配置することができ、トレッドパターンの設計の自由度が高い。

特に、図２，図４に示される例では、第１傾斜ベルト層２１及び第２傾斜ベルト層２２のタイヤ幅方向中央側の端部２１Ａ，２２Ａ同士が互いにタイヤ半径方向に重ねられているので、該端部２１Ａ，２２Ａでの故障の発生を更に抑制し、より一層大きな耐久性を確保することができる。

図４に示される例では、１つの補強層２６が、互いに重ねられた端部２１Ａ，２２Ａに対して共用されているので、２つの補強層２６を用いる場合と比較して、材料コスト及び製造コストを低減することができる。

補強層２６における内側部位２６Ａ及び外側部位２６Ｂの各々のタイヤ幅方向の幅は、３ｍｍ以上と適切に設定されているので、該補強層２６による補強効果を高めることができる。

（試験例）
本実施形態の効果を確認するために、従来例１，２、実施例１〜３に係る空気入りラジアルタイヤについて、転がり抵抗及びベルト層の端部での耐久性（ベルト耐久性）についての試験を行った。

従来例１は、図７（Ａ）に示される構造を有しており、カーカスプライ１８と周方向ベルト層２４との間に、スチールコードの傾斜方向が互いに異なる２つの傾斜ベルト層４０，４２をタイヤ半径方向に重ねたものである。傾斜ベルト層４２は、傾斜ベルト層４０のタイヤ半径方向外側に重ねられている。傾斜ベルト層４０，４２の幅は、何れも周方向ベルト層２４の幅よりも小さく設定されている。また傾斜ベルト層４２の幅は、傾斜ベルト層４０よりも小さく設定されている。

従来例２は、図７（Ｂ）に示される構造を有しており、図７（Ｃ）に示される構造から補強層２６を除いたものである。

実施例１〜３は、何れも図７（Ｃ）に示される構造を有している。実施例１，２の違いは、補強層２６における内側部位２６Ａ及び外側部位２６Ｂのタイヤ幅方向の幅Ａ，Ｂ（図６参照）である。具体的には、実施例１は、幅Ａ，Ｂが、何れも２ｍｍに設定されている。実施例２は、幅Ａ，Ｂが、何れも４ｍｍに設定されている。実施例３は、幅Ａ，Ｂが、何れも８ｍｍに設定されている。

転がり抵抗の試験は、供試タイヤを、直径１７０７ｍｍの、表面が平滑なスチームドラム試験機に装着し、荷重条件４．０ｋＮ、１９６ｋＰａの内圧の下、速度８０ｋｍ／ｈで走行させたときの転がり抵抗を、ＪＩＳ Ｄ４２３４に規定される楕行法によって測定した。

耐久性試験は、供試タイヤを、ドラム径１７０７ｍｍの試験機に装着して、荷重条件６．０ｋＮ、内圧１８０ｋＰａ、スリップアングル５°、速度５０ｋｍ／ｈで走行させ、タイヤが破壊するまでの走行距離を測定した。

試験結果は、表１に示されるとおりである。タイヤ質量、転がり抵抗及びベルト耐久性の数値は、何れも従来例１を１００とした指数により示されている。タイヤ質量については、数値が小さいほど軽く良好であることを示す。転がり抵抗については、数値が小さいほど、抵抗が小さく良好であることを示す。ベルト耐久性については、数値が大きいほど耐久性が高く良好であることを示す。

従来例１と比較して、従来例２、実施例１〜３は、何れもタイヤ質量及び転がり抵抗が低減している。しかしながら、従来例２は、ベルト耐久性の低下も大きくなっている。一方、実施例１については、ベルト耐久性が１４％低下しているが、従来例２よりは低下の度合いが小さい。これは、補強層の幅が２ｍｍであり、３ｍｍよりも小さいことによるものと考えられる。実施例２，３については、ベルト耐久性は従来例１とほぼ同様に確保されている。これは、補強層の幅が３ｍｍよりも大きいことによるものと考えられる。

１０ 空気入りラジアルタイヤ
１２ ビード部
１４ サイド部
１６ トレッド部
１８ カーカスプライ
２１ 第１傾斜ベルト層
２１Ａ タイヤ幅方向中央側の端部
２２ 第２傾斜ベルト層
２２Ａ タイヤ幅方向中央側の端部
２４ 周方向ベルト層
２６ 補強層
２６Ａ 内側部位
２６Ｂ 外側部位
２８ ビードコア
３０ スチールコード
３２ スチールコード
３４ スチールコード
Ａ 幅
Ｂ 幅
Ｒ タイヤ回転方向

Claims (5)

1. 一対のビード部間に跨って配設されるカーカスプライのタイヤ半径方向外側に配設され、タイヤ回転方向に対してタイヤ幅方向中央側からタイヤ幅方向外側の一方側へ傾斜する複数本のスチールコードをゴム被覆してなる第１傾斜ベルト層と、
   前記カーカスプライのタイヤ半径方向外側に前記第１傾斜ベルト層と並設され、タイヤ回転方向に対してタイヤ幅方向中央側からタイヤ幅方向外側の他方側へ傾斜する複数本のスチールコードをゴム被覆してなる第２傾斜ベルト層と、
   前記第１傾斜ベルト層及び前記第２傾斜ベルト層のタイヤ半径方向外側に配設され、タイヤ周方向に沿った複数本のスチールコードをゴム被覆してなる周方向ベルト層と、
   前記第１傾斜ベルト層及び前記第２傾斜ベルト層における各々のタイヤ幅方向中央側の端部を夫々覆うように配設され、有機繊維をゴム被覆してなる補強層と、
   を有する空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記第１傾斜ベルト層及び前記第２傾斜ベルト層における各々の前記タイヤ幅方向中央側の端部は、互いにタイヤ半径方向に重ねられている請求項１に記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記補強層は、前記第１傾斜ベルト層及び前記第２傾斜ベルト層における各々のタイヤ半径方向の内側に重ねられる内側部位と、各々のタイヤ半径方向の外側に重ねられる外側部位とを一体的に有している請求項１又は請求項２に記載の空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記内側部位及び前記外側部位の各々のタイヤ幅方向の幅は、３ｍｍ以上である請求項３に記載の空気入りラジアルタイヤ。
5. 各々の前記補強層において、前記内側部位のタイヤ幅方向の幅は、前記外側部位のタイヤ幅方向の幅よりも大きい請求項３又は請求項４に記載の空気入りラジアルタイヤ。

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