JP4559129B2 - 空気入りラジアルタイヤ - Google Patents

Description

本発明は、空気入りラジアルタイヤに関し、特に、３軸織物を含むコード補強層を設けて操縦安定性を向上させた空気入りラジアルタイヤに関する。

近年、自動車用タイヤでは、車両装着時の操縦安定性や乗り心地や車内音や燃費等の多岐に渡る項目について高度な性能が求められている。

従来、操縦安定性の確保及び高速走行時の耐久性維持のために、タイヤのベルト層に、１方向にのみ配列されたスチールコードによって構成されているスチールベルトや、タイヤ周方向に配列されたコードによって構成されている周方向コード補強層等の補強部材を複数枚用いる技術が知られている。

なお、スチールベルトは、スチールコードが配列されている方向については高い剛性を有するが、他の方向の剛性は低いため、通常、スチールコードの配列方向が交差するように複数のスチールベルトを重ねて使用することがほとんどである。
特開平５−１１６５０６号公報

しかしながら、従来のベルト層の補強技術では、操縦安定性の確保及び高速走行時の耐久性維持のために、複数の補強部材を使用する必要があるため、タイヤの重量が増加し、タイヤの転がり抵抗の悪化を招くという問題点があった。

特に、スチールベルトを構成するスチールコードは、通常、ゴムの７倍の比重を有するため、タイヤの重量が増加し、タイヤの転がり抵抗の悪化を招くという問題点があった。

そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、自動車等に装着される空気入りラジアルタイヤにおいて、操縦安定性の向上を図ると共に、タイヤの転がり抵抗を低減させ、かつ、タイヤの軽量化を図ることをその目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係る空気入りラジアルタイヤの特徴は、ビードコア及びビードフィラーを含む１対のビード部と、ビードコアの周りにタイヤ軸方向内側からタイヤ軸方向外側に折り返されたカーカスプライと、カーカスプライのタイヤ半径方向外側に配置されたベルト層を具備し、ベルト層が、互いに交差する３つの軸方向に沿って配列するコードを互いに織り合わせた３軸織物にゴム成分が含浸されることによって構成されたコード補強層と、タイヤ周方向に沿って配列するコードによって構成される周方向コード補強層とを有し、ゴム成分の弾性率が、５.０乃至１２.０ＭＰａ（１００％ Ｍｏｄ）であることを要旨とする。

かかる発明によれば、周囲のゴムと比較して３軸方向に高い剛性を有する構造の３軸織物を含むコード補強層を用いるため、１枚の３軸織物を含むコード補強層で、他の１方向にのみ剛性を有する補強部材を複数組み合わせることによって得られる剛性と同程度の剛性を得ることができることから、従来の空気入りラジアルタイヤと同程度の性能を得つつ、タイヤの軽量化を図ることができる。

本発明において、３軸織物の第１の軸がタイヤ周方向に沿って配置されており、３軸織物の第２の軸及び第３の軸が第１の軸に対して６０°以下の角度をなすように配置されて
いてもよい。

かかる発明によれば、タイヤ周方向に剛性分布が配向するため、タイヤ半径方向の剛性を最小限とすることが可能となり、タイヤの転がり抵抗の悪化を招くことなく、操縦安定性の高いタイヤを供給することが可能となる。

本発明において、ベルト層が、上述のコード補強層に加えて、少なくとも１つのスチールコードによって構成されているスチールベルトを有してもよい。

本発明によれば、自動車等に装着される空気入りラジアルタイヤにおいて、操縦安定性の向上を図ると共に、タイヤの転がり抵抗を低減させ、かつ、タイヤの軽量化を図ることができる。

（本発明の一実施形態に係る空気入りラジアルタイヤの構成）
本発明の一実施形態に係る空気入りラジアルタイヤについて、図面を参照しながら説明する。図３は、本実施形態に係る空気入りラジアルタイヤの断面図を示している。

図３に示すように、本実施形態に係る空気入りラジアルタイヤは、トレッド部３と、パッドレス部（ショルダー部）４と、サイドウォール部５と、ビード部６とによって構成されている。

具体的には、本実施形態に係る空気入りラジアルタイヤは、ポリエステルコードからなる２枚のカーカスプライ１２を有し、カーカスプライ１２のタイヤ軸方向（図１の矢印Ａ方向）両端部（図１では片方のみ図示）は、ビードコア１４の周りにタイヤ軸方向内側からタイヤ軸方向外側に折り返されている。

なお、２枚のカーカスプライ１２のうち、一方のカーカスプライ１２のポリエステルコードは、タイヤ赤道面ＣＬに対して８０°の角度で交差しており、他方のカーカスプライ１２のポリエステルコードは、タイヤ赤道面ＣＬに対して−８０°の角度で交差している。

カーカスプライ１２のボディー部１２Ａと折り返し部１２Ｂとに囲まれる領域内には、ビード部６の剛性を保つためのビードフィラー２６が配設されている。かかるビードフィラー２６は、タイヤ半径方向外側に向けて肉厚が漸減されている。

カーカスプライ１２のタイヤ半径方向（図３の矢印Ｂ方向）外側には、コード補強層１６を有するベルト層３０が配置されている。本実施形態において、ベルト層３０は、図３に示すように、コード補強層１６と周方向コード補強層１７との組み合わせによって構成されている。ここで、周方向コード補強層１７は、図４に示すように、タイヤ周方向に沿って配列する複数のコード１７ａによって構成される。ベルト層３０のタイヤ半径方向外側には、トレッドゴム２０が配置されている。

コード補強層１６を構成する３軸織物は、図２に示すように、同一平面内で、Ｘ軸（第１の軸）に沿って配列されたコード１６Ｘと、Ｙ軸（第２の軸）に沿って配列されたコード１６Ｙと、Ｚ軸（第３の軸）に沿って配列されたコード１６Ｚとを互いに織り合わせたものである。各コード１６は、その交差部において、上下にかつ互い違いに順次交差している。

ここで、Ｙ軸及びＺ軸は、Ｘ軸に対して６０°以下の角度をなすように構成されていることが好ましい。また、コード補強層１６は、Ｘ軸がタイヤ周方向に沿うように配置されることが好ましい。

なお、コード１６の材料としては、何れの材料を用いてもよいが、重量や強度の面で、芳香族ポリアミド又は炭素繊維を用いることが好ましく、また、これらを織り合わせたものを用いてもよい。

このように構成された３軸織物は、タイヤ周方向のみならず、３軸織物の面外への変形を抑制する効果が、通常の単一方向に高い剛性を有する補強部材よりも大きく、転動時の変形が大きいタイヤに対して、効率よく変形抑制を行うことが可能となる。

また、コード補強層１６は、上述の３軸織物にコーティングゴム（ゴム成分）が含浸されることによって構成される３軸織物−コーティングゴムの複合体であってもよい。かかる場合、コーティングゴムの弾性率は、５.０乃至１２.０ＭＰａ（１００％ Ｍｏｄ）であることが好ましい。

なお、５.０ＭＰａ未満の弾性率のコーティングゴムを用いると、コード補強層１６において十分に３軸織物を固定できないため、補強部材としての剛性が足りず、操縦安定性に欠けるという問題点がある。

一方、１２.０ＭＰａ以上の弾性率のコーティングゴムを用いると、ゴムの柔軟性が低下し、転動時のタイヤ変形による歪みによって、コーティングゴムに亀裂が生じ、耐久性が低下するという問題点がある。

また、ベルト層３０は、図６に示すように、上述のコード補強層１６と上述の周方向コード補強層１７とスチールベルト１８との組み合わせによって構成されていてもよい。
すなわち、ベルト層３０は、タイヤ重量と操縦安定性と転がり抵抗とに対して要求される性能に応じて、上述のコード補強層３０に組み合わせる周方向コード補強層１７及びスチールベルト１８の枚数を変更することができる。
また、ベルト層３０は、周方向コード補強層１７及びスチールベルト１８以外の補強部材を、上述のコード補強層３０に加えるように構成されていてもよい。
なお、図１には、参考例に係るラジアルタイヤを示しており、カーカスプライ１２のタイヤ半径方向（図１の矢印Ｂ方向）外側には、コード補強層１６を有するベルト層３０が配置されている。
また、図５には、参考例に係るラジアルタイヤを示しており、ベルト層３０が、上述のコード補強層１６とスチールベルト１８との組み合わせによって構成されている。

次に、本発明の効果を更に明確にするために、以下の実施例、参考例及び比較例に係る空気入りラジアルタイヤを用いて行った試験結果について説明する。

実施例１、参考例１，２及び比較例１で用いられたタイヤサイズは、いずれも「２１５/６０ Ｒ１６」である。すなわち、断面幅（タイヤ幅）が約２１５ｍｍであり、偏平比（タイヤ幅に対するタイヤ断面高さの比の１００倍）が約６０％である。

また、比較例１に係るタイヤのベルト層３０には、２枚のスチールベルトが用いられており、参考例１に係るタイヤのベルト層３０には、１枚のコード補強層が用いられており、参考例２に係るタイヤのベルト層３０には、２枚のコード補強層が用いられており、実施例１に係るタイヤのベルト層３０には、１枚のコード補強層及び１枚の周方向コード補強層が用いられている。

上述の実施例１、参考例１，２及び比較例１に係る空気入りラジアルタイヤについて、操縦安定性試験、転がり抵抗試験及びタイヤ重量試験を、以下のように行なった。

＜操縦安定性試験＞
上述の空気入りラジアルタイヤを、標準リム（６．５Ｊ×１６）に組み、テスト用車両（トヨタマークII）に装着し、内圧を２００ｋＰａとした。そして、テスト用車両に２名乗車した状態でテストコースを走行した際のテストドライバーの感性（フィーリング）により操縦安定性を評価した。

ここで、実施例１、及び参考例１，２のタイヤの実車特性（操縦安定性）について、比較例１を「±０」とした相対値で評価した。なお、「＋」が、操縦安定性に優れることを示す。

＜転がり抵抗試験＞
ＳＡＥ Ｊ１２６９に準拠して、内圧２００ｋＰａ、荷重４５０ｋｇｆ、時速８０ｋｍの状態で、上述の空気入りラジアルタイヤの転がり抵抗を測定した。

ここで、実施例１、及び参考例１，２のタイヤの転がり抵抗について、比較例１を「１００」として指数で表示した。かかる指数が大きいほど、転がり抵抗が大きいことを示す。

＜タイヤ重量試験＞
上述の空気入りラジアルタイヤの転がり抵抗を測定し、比較例１を「１００」として指数で表示した。かかる指数が大きいほど、タイヤ重量が大きいことを示す。

上述の試験結果について、表１に示す。

上述の表１の試験結果から、本発明に係る３軸織物のコード補強層と周方向補強層とをベルト層に用いた実施例１に係るタイヤは、操縦安定性の向上を図ると共に、タイヤの転がり抵抗を低減させ、かつ、タイヤの軽量化を図ることは明らかである。

本発明の参考例に係る空気入りラジアルタイヤの断面図である。 本発明の一実施形態に係る空気入りラジアルタイヤにおけるコード補強層の平面図である。 本発明の一実施形態に係る空気入りラジアルタイヤの断面図である。 本発明の一実施形態に係る空気入りラジアルタイヤにおける周方向コード補強層の平面図である。 本発明の参考例に係る空気入りラジアルタイヤの断面図である。 本発明の一実施形態に係る空気入りラジアルタイヤの断面図である。

１２…カーカスプライ
１４…ビードコア
１６…コード補強層
１７…周方向コード補強層
１８…スチールベルト
２０…トレッドゴム
２６…ビードフィラー
３０…ベルト層

Claims (3)

1. ビードコア及びビードフィラーを含む１対のビード部と、
   前記ビードコアの周りにタイヤ軸方向内側からタイヤ軸方向外側に折り返されたカーカスプライと、
   前記カーカスプライのタイヤ半径方向外側に配置されたベルト層を具備し、
   前記ベルト層は、互いに交差する３つの軸方向に沿って配列するコードを互いに織り合わせた３軸織物にゴム成分が含浸されることによって構成されたコード補強層と、
   タイヤ周方向に沿って配列するコードによって構成される周方向コード補強層とを有し、
   前記ゴム成分の弾性率は、５.０乃至１２.０ＭＰａ（１００％ Ｍｏｄ）であることを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記３軸織物の第１の軸は、タイヤ周方向に沿って配置されており、
   前記３軸織物の第２の軸及び第３の軸は、前記第１の軸に対して６０°以下の角度をなすように配置されている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。
3. 前記ベルト層は、少なくとも１つのスチールコードによって構成されているスチールベルトを有する請求項１又は２に記載の空気入りラジアルタイヤ。