JP2015058788A - 空気入りタイヤ - Google Patents

Abstract

【課題】高い操縦安定性を示し、しかも直進安定性やユニフォミティーがほとんど低下しない空気入りタイヤを提供する。
【解決手段】
ベルト層と、前記ベルト層の外周側又はベルト層とカーカス層の間においてコード５０がタイヤ周方向に沿って配列されたベルト補強層５とを備え、車両に対する装着方向が指定された空気入りタイヤにおいて、前記ベルト補強層５は、車両装着時の内側から外側にかけて順に、内側のショルダー領域ＩＳと、内側のセンター領域ＩＣと、外側のセンター領域ＯＣと、外側のショルダー領域ＯＳとを有し、前記ベルト補強層５の周方向剛性が、前記外側のショルダー領域ＯＳが前記内側のショルダー領域ＩＳよりも高く、かつ、前記内側のセンター領域ＩＣが前記外側のセンター領域ＯＣよりも高いことを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、空気入りタイヤに関する。

多くの空気入りタイヤでは、タイヤの骨格となるカーカスの上に、ベルト層、ベルト補強層、トレッドが積層されている。ベルト補強層は、タイヤ周方向に延びる複数のコードがゴムに埋め込まれた層である。一般に、ベルト補強層の中のコードの密度は、タイヤ幅方向に一定である。

ところで、タイヤのトレッドよりも内径側の部分の周方向の剛性が高いと、タイヤに横力がかかった時に、その部分が変形しにくく、代わりにトレッドが大きく変形する。そのため、大きなコーナリングフォースが発生する。特に、タイヤの車両外側のショルダー領域における周方向の剛性が高いと、この効果が顕著になる。そのため、タイヤの車両外側のショルダー領域におけるベルト補強層の周方向の剛性が高いタイヤは、操縦安定性が高い。

これに着目し、タイヤの操縦安定性を高めるために、ベルト補強層やベルト層中のコードの密度を、タイヤ幅方向に次第に密になるように変化させることが提案されている（特許文献１、２）。

しかし、このようにすると、タイヤの幅方向一端側と他端側で、ベルト補強層等の周方向の剛性や重さのバランスが悪くなるため、直進安定性やユニフォミティーが悪化する。

特開２００６−１８８１５４号公報 特開２００１−２３３０１７号公報

本発明が解決しようとする課題は、高い操縦安定性を示し、しかも直進安定性やユニフォミティーがほとんど低下しない空気入りタイヤを提供することである。

実施形態の空気入りタイヤは、トレッド部におけるカーカス層の外周側に設けられたベルト層と、前記ベルト層の外周側又はベルト層とカーカス層の間においてコードがタイヤ周方向に沿って配列されたベルト補強層とを備え、車両に対する装着方向が指定された空気入りタイヤにおいて、前記ベルト補強層は、車両装着時の内側から外側にかけて順に、内側のショルダー領域と、内側のセンター領域と、外側のセンター領域と、外側のショルダー領域とを有し、前記ベルト補強層の周方向剛性が、前記外側のショルダー領域が前記内側のショルダー領域よりも高く、かつ、前記内側のセンター領域が前記外側のセンター領域よりも高いことを特徴とする。

実施形態の空気入りタイヤは、高い操縦安定性を示し、しかも直進安定性やユニフォミティーがほとんど低下しない。

実施形態のタイヤの断面図。 実施形態のタイヤのトレッドパターンを示す図。 実施形態のタイヤのベルト補強層の断面の概略図。

本発明の実施形態を図面に基づき説明する。

（１）空気入りタイヤ１の構造
実施形態の空気入りタイヤ１は、図１に示すように、ビードコア２０及びビードフィラー２１を含むビード部２と、ビード部２を包む形でタイヤ幅方向内側から外側に折り返されたカーカス３を備える。カーカス３のタイヤ径方向外側には、ベルト層４、ベルト補強層５、トレッド６が、この順に積層されている。トレッド６のトレッドパターンは限定されないが、例えば図２に示すような、タイヤ接地幅のセンターラインＣＬに対して非対称で、４本のストレート主溝６０を有するもの等がある。また、カーカス３の内側にはインナーライナー３０が、軸方向外側の部分にはサイドウォール７が、それぞれ配されている。なお、この実施形態のものとは異なるが、ベルト補強層がベルト層の内径側に配置される場合もある。

実施形態の空気入りタイヤ１は、車両に対する装着方向が指定されている。空気入りタイヤ１は、車両装着時の内側から外側にかけて順に、内側のショルダー領域ＩＳと、内側のセンター領域ＩＣと、外側のセンター領域ＯＣと、外側のショルダー領域ＯＳとに分割される。なお、内側とは、タイヤ１を車両に取り付けた時に車両側になる方で、外側とは、車両の外側になる方である。また、ショルダー領域とは、トレッドに直線状の主溝が３本以上ある場合は、タイヤ幅方向の一番外側の主溝より外側の領域、より詳細にはタイヤ幅方向の一番外側の主溝内の外側端部より外側の領域である。また直線状の主溝が２本以下の場合や直線状の主溝が無い場合は、タイヤ１の接地端から、接地幅の１０〜２０％の長さだけ内側の位置までの領域で、タイヤ毎に定められる領域である。特に、タイヤ１の接地端から、接地幅の１５％の長さだけ内側の位置までの領域であることが望ましい。また、センター領域とは、内側と外側のショルダー領域に挟まれた領域である。また、センター領域の内側と外側の境界は、接地幅のセンターラインＣＬである。ここで接地幅とは、トレッド面のうち、タイヤに標準荷重（ＪＡＴＭＡ規定の最大荷重の７５％の荷重）を負荷したときに路面と接する部分の幅のことである。 ベルト補強層５は、コード５０と、コードを被覆するゴム部５１を備える。コード５０には、スチール製のものや有機繊維を撚ったもの等があり、何れのものが用いられても良い。コード５０は、図３に示すように、タイヤ幅方向の領域毎に、疎であったり密であったりしている。言い換えれば、タイヤ幅方向に、エンド数が多い領域と少ない領域とがある。ここで、エンド数とはベルト補強層５の幅１インチ（２５．４ｍｍ）あたりのコードの打ち込み数（言い換えれば、ゴムに被覆されているコードの本数）のことである。なお、図３は簡略化された図であり、実際のベルト補強層５におけるコード５０の本数は、図３に記載されている本数と必ずしも一致しない。１つの領域内でのエンド数のタイヤ幅方向への変化の仕方は限定されない。例えば、１つの領域内でエンド数が幅方向に一定であっても良いし、１つの領域の幅方向の一端部から他端部にかけて直線的にエンド数が変化していても良い。

この実施形態では、外側のショルダー領域ＯＳの平均のエンド数が、内側のショルダー領域ＩＳの平均のエンド数よりも多く、かつ、内側のセンター領域ＩＣの平均のエンド数が、外側のセンター領域ＯＣの平均のエンド数よりも多くなっている。ここで、平均のエンド数とは、（その領域内のコードの本数）／（その領域内の幅のインチ数）で計算される。１つの領域内でエンド数が幅方向に一定の場合は、そのエンド数が平均のエンド数と一致する。

さらに、内側領域（接地幅のセンターラインＣＬよりも内側の領域）と外側領域（接地幅のセンターラインＣＬよりも外側の領域）で、平均のエンド数がほぼ等しい。特に、内側領域の平均のエンド数と外側領域の平均のエンド数の比率が４対６〜６対４であることが望ましい。また、平均のエンド数は、外側のショルダー領域ＯＳにおいて最も多いことが望ましい。さらに、外側のセンター領域ＯＣにおいて最も少ないことが望ましい。

以上のような平均のエンド数の分布例として、１つの領域内でエンド数が幅方向に一定であり、外側のショルダー領域ＯＳのエンド数に対して、内側のショルダー領域ＩＳのエンド数が７０〜９０％、内側のセンター領域ＩＣのエンド数が７０〜９０％、外側のセンター領域ＯＣのエンド数が４０〜６０％、となる分布が挙げられる。具体的なエンド数の分布例として、１つの領域内でエンド数が幅方向に一定であり、内側のショルダー領域ＩＳと内側のセンター領域ＩＣにおけるエンド数が２０〜３０本／インチの範囲内のいずれか、外側のセンター領域ＯＣにおけるエンド数が１０〜２０本／インチの範囲内のいずれか、外側のショルダー領域ＯＳにおけるエンド数が２５〜３５本／インチの範囲内のいずれか、となる分布が挙げられる。

（２）空気入りタイヤ１の製造方法
以上の構造の空気入りタイヤ１の製造方法の一例を説明する。まず、ビードコア２０やベルト補強層５用の長尺ゴム部材等、タイヤ１を構成する部材がそれぞれ周知の方法で製造される。

次にそれらの部材が組み合わされて、グリーンタイヤが製造される。具体的には、まず、カーカス３やインナーライナー３０等のタイヤ内側の構成部材が、ドラム上に貼り付けられて積層され、円筒状に成形される。この円筒状成形体にビード部２がセットされてターンアップされ、サイドウォールが貼り付けられて、所謂グリーンケースが完成する。

一方、別のドラム上で、ベルト層４、ベルト補強層５、トレッド６が、この順に積層される。

ここで、ベルト補強層５の成形は、次のように行われる。まず、ベルト層４が貼り付けられたドラムが、その周方向に回転される。次に、ドラムと共に回転するベルト層４に対して、周知の構造の供給装置を通してベルト補強層５用の長尺ゴム部材が供給されて貼り付けられる。その際、ドラムが、周方向に回転しながら軸方向（幅方向）に連続的に移動するため、ベルト補強層５用の長尺ゴム部材がベルト層４上に螺旋状に巻きつけられていく。ドラムの軸方向の移動の速さが変化することにより、長尺ゴム部材の巻き付けの密度がドラムの軸方向に変化する。その結果、タイヤ幅方向のエンド数の変化が生み出される。

このようにしてベルト層４、ベルト補強層５、トレッド６の円環状の積層体が完成すると、該積層体がグリーンケースの外周側に貼り付けられて、グリーンタイヤが完成する。

最後にグリーンタイヤが加硫されて、空気入りタイヤ１が完成する。

（３）効果
以上の空気入りタイヤ１では、エンド数が多い部分は、ベルト補強層５の周方向剛性が高い。具体的に見ると、外側のショルダー領域ＯＳのベルト補強層５の平均のエンド数が多いため、該領域のベルト補強層５の周方向の剛性が高くなる。そのため、タイヤ１のコーナリングパワー（この実施形態ではスリップ角２°におけるコーナリングフォースを言う）が大きくなり、操縦安定性が良くなる。特に、平均のエンド数が外側のショルダー領域において最も多いと、この効果が顕著になる。

一方、内側のショルダー領域ＩＳのベルト補強層５の平均のエンド数が少ないため、その分軽くなり、転がり抵抗が小さくなる。

さらに、内側のセンター領域ＩＣの平均のエンド数が多く、外側のセンター領域ＯＣの平均のエンド数が少ないため、内側領域の平均のエンド数と、外側領域の平均のエンド数とが、略等しくなる。そのため、空気入りタイヤ１の内側と外側とでベルト補強層５の周方向剛性や重量のバランスが良くなり、直進安定性やユニフォミティーが悪化することが防止される。ここで、内側領域の平均のエンド数と外側領域の平均のエンド数の比率が４対６〜６対４であると、内側領域のベルト補強層５の平均の周方向剛性と外側領域のベルト補強層５の平均の周方向剛性の比率も４対６〜６対４となり、この効果が特に顕著になる。

また、平均のエンド数が、外側のセンター領域ＯＣにおいて最も少ないと、他の性能への悪影響が抑えられた上で、タイヤ１が軽量化されて転がり抵抗が小さくなる。具体的には、内側と外側のショルダー領域ＩＳ、ＯＳではタイヤ１に変形が生じ易いため、これらの領域のベルト補強層５の周方向の剛性は極端に下げない方が良い。従って、これらの領域のベルト補強層５のエンド数を極端に減らさない方が良い。また、上記の通り、内側のセンター領域ＩＣの平均のエンド数は、外側のセンター領域ＯＣの平均のエンド数よりも多い。従って、タイヤ１の軽量化のためにベルト補強層５のコードの本数を減らすのであれば、外側のセンター領域ＯＣの平均のエンド数を減らすことが最も望ましい。

（４）実施例
タイヤ幅方向の各領域のエンド数を変化させて、コーナリングパワー、転がり抵抗係数、直進安定性、ユニフォミティーを比較した。試験に用いたタイヤは、サイズが１９５／６５Ｒ１５で、主溝が４本である。

コーナリングパワーを求める試験は、直径２５００ｍｍのドラム試験機を用いて行った。この実施例においてコーナリングパワーとは、スリップ角２°におけるコーナリングフォースのことである。表１のコーナリングパワーの欄の値は、比較例１及び２のコーナリングパワーを１００とした場合の指数である。指数が大きいほどコーナリングパワーが大きい。

転がり抵抗係数は、転がり抵抗試験機を用いて転がり抵抗を測定して求めた。表１では、比較例１及び２の転がり抵抗係数を１００とした場合の指数を示した。指数が小さいほど転がり抵抗が小さい。

直進安定性を求める試験は、タイヤの接地面の周方向の速さが１０ｋｍ／ｈとなるように回転させて、スリップ角０°の時に発生するコーナリングフォースを測定して行った。表１では、比較例１のコーナリングフォースを１００とした場合の指数を示した。指数が大きいほど直進安定性が良い。

ユニフォミティーは、ＪＡＳＯ Ｃ ６０７に準じて測定したＬＦＶとコニシティをそれぞれ比較例１の値に対して指数化し、合計したものである。比較例１のユニフォミティーを１００としており、指数が大きいほどユニフォミティーが良いことを示している。

試験に用いたタイヤのエンド数は、表１の通りである。比較例２のエンド数の変化方法の徐変とは、内側のショルダー領域ＩＳの内側端部のエンド数が１５であり、外側のショルダー領域ＯＳの外側端部のエンド数が２５であり、その間の部分ではエンド数が直線的に変化しているという意味である。また、実施例１〜３の変化方法の徐変とは、内側のショルダー領域ＩＳの内側端部から接地幅のセンターラインＣＬにかけて、エンド数が直線的に変化し、さらに、接地幅のセンターラインＣＬから外側のショルダー領域ＯＳの外側端部にかけて、エンド数が直線的に変化しているという意味である。ここで、接地幅のセンターラインＣＬを境に、エンド数は不連続である。例えば実施例１の場合、内側のショルダー領域ＩＳの最も内側の部分のエンド数が１５であり、内側のセンター領域ＩＣの最も接地幅センターラインＣＬ側の部分エンド数が２０であり、その間の部分ではエンド数が直線的に変化している。また、外側のセンター領域ＯＣの最も接地幅センターラインＣＬ側の部分のエンド数が１０であり、外側のショルダー領域ＯＳの最も外側の部分のエンド数が２５であり、その間の部分ではエンド数が直線的に変化している。表１で徐変と記載されていない実施例及び比較例のタイヤでは、エンド数は各領域内で一定である。

試験結果を表１に示す。外側のショルダー領域ＯＳの平均のエンド数が内側のショルダー領域ＩＳの平均のエンド数よりも多い実施例１〜６及び比較例２〜３のコーナリングパワーの指数は、エンド数が幅方向に一定である比較例１のコーナリングパワーの指数よりも高い。このことから、外側のショルダー領域ＯＳの平均のエンド数が内側のショルダー領域ＩＳの平均のエンド数よりも多いタイヤは、エンド数が幅方向に一定であるタイヤよりも操縦安定性が高いことが確認できた。

また、実施例１〜６のタイヤの転がり抵抗係数の指数は、比較例１〜３の値と同等か、それより小さい。特に、外側のセンター領域ＯＣをはじめとする各領域の平均のエンド数が比較的小さい実施例３や５のタイヤの転がり抵抗係数の指数が小さい。このことから、外側のセンター領域ＯＣをはじめとする各領域の平均のエンド数が小さいタイヤは、転がり抵抗係数が小さく、そのために転がり抵抗が小さいことが確認できた。

また、直進安定性とユニフォミティーに関しては、実施例１〜６の指数は比較例１の指数と同等である。また、平均のエンド数が内側領域と外側領域とで略同じである実施例１〜６の指数は、ショルダー領域、センター領域共に外側のエンド数が内側のエンド数よりも多い比較例２及び３の指数よりも高い。このことから、直進安定性とユニフォミティーは、内側領域と外側領域とで平均のエンド数が略同じであるタイヤの方が良いことが確認できた。

以上の結果より、各領域のエンド数が上記の実施形態のようになっているタイヤは、操縦安定性が高く、また転がり抵抗係数が小さく、しかも直進安定性やユニフォミティーがほとんど低下しないことが確認できた。

（５）変更例
ベルト補強層の剛性は、上記の実施形態ではエンド数によりコントロールされるが、それ以外の要因により変化しても良い。例えば、ベルト補強層のコードの太さがタイヤ幅方向に変化し、ベルト補強層の剛性が高い領域には太いコードが、低い領域には細いコードが打ち込まれていても良い。また、コードの撚り数がタイヤ幅方向に変化し、ベルト補強層の剛性が高い領域のコードの撚り数が少なく、低い領域のコードの撚り数が多くても良い。また、素材を変えた２種類以上のコードを準備し、ベルト補強層の剛性が高い領域には高い剛性や熱収縮力を有するコードが、低い領域には低い剛性や熱収縮力を有するコードが打ち込まれていても良い。

１…空気入りタイヤ、２…ビード、２０…ビードコア、２１…ビードフィラー、３…カーカス、３０…インナーライナー、４…ベルト層、５…ベルト補強層、５０…コード、５１…ゴム部、６…トレッド、６０…主溝、７…サイドウォール、ＣＬ…センターライン、ＩＣ…内側のセンター領域、ＩＳ…内側のショルダー領域、ＯＣ…外側のセンター領域、ＯＳ…外側のショルダー領域

Claims (5)

1. トレッド部におけるカーカス層の外周側に設けられたベルト層と、前記ベルト層の外周側又はベルト層とカーカス層の間においてコードがタイヤ周方向に沿って配列されたベルト補強層とを備え、車両に対する装着方向が指定された空気入りタイヤにおいて、
   前記ベルト補強層は、車両装着時の内側から外側にかけて順に、内側のショルダー領域と、内側のセンター領域と、外側のセンター領域と、外側のショルダー領域とを有し、
   前記ベルト補強層の周方向剛性が、前記外側のショルダー領域が前記内側のショルダー領域よりも高く、かつ、前記内側のセンター領域が前記外側のセンター領域よりも高い、空気入りタイヤ。
2. 前記ベルト補強層の周方向剛性が、前記外側のショルダー領域において最も高い、請求項１に記載の空気入りタイヤ。
3. 前記ベルト補強層の周方向剛性が、前記外側のセンター領域において最も低い、請求項１又は２に記載の空気入りタイヤ。
4. 前記ベルト補強層の平均の周方向剛性の比率は、タイヤ接地幅のセンターラインに対して車両装着時の内側と外側で４対６〜６対４である、請求項１〜３のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。
5. 前記ベルト補強層の周方向剛性が前記コードのエンド数により変化するものであり、前記ベルト補強層の平均のエンド数は、前記外側のショルダー領域が前記内側のショルダー領域よりも多く、かつ、前記内側のセンター領域が前記外側のセンター領域よりも多い、請求項１〜４のいずれか１項に記載の空気入りタイヤ。

Images