JP5258108B2 - 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（以下、「タイヤ」とも称する）に関し、詳しくは、トラック、バス等の重荷重用車両に装着する空気入りラジアルタイヤに関する。

近年、資源節約及び公害等の観点から、自動車用タイヤにおいては、タイヤの高耐久性、低転がり抵抗化、および軽量化が重要な課題となってきている。しかしながら、これらの性能は二律背反的な傾向があり、例えば、タイヤの高耐久性確保のためにベルト層のスチールコード重量を増やすと、タイヤ重量が増加して燃費が悪くなることが知られている。

一方、軽量化のためにベルト層のスチールコードの重量を減らすとタイヤは軽くなるが、ベルトのタイヤ周方向の引張剛性が低下してベルト層本来のタガ効果が失われるため、ベルトの変形が大きくなり、結果として転がり抵抗が悪化してしまうといった問題がある。

そこで、コード形状および単位長さあたりの打込み形態を特定することにより、タイヤの高耐久性と軽量化の両立を図る手法が提案されている（特許文献１）。また、ベルト層のプライ単位面積当りのスチール量を、カーカスプライのプライ単位当りのスチール量の６〜１０倍とする手法も提案されている（特許文献２）。

特開２００４−６６９１１号公報 特開２０００−７９８０６号公報

しかしながら、従来の空気入りラジアルタイヤにおいては、通常、４層であるベルト層のスチールコード量のみに着眼しており、スチールコード量を一定量以上に保ち、引張剛性を確保することによりタイヤの変形を制御し転がり抵抗を制御していた。また、特許文献１記載の手法でも、ベルト層のスチールコード量を一定量以上に確保する必要があり、タイヤの変形を抑制することによる転がり抵抗の低減とタイヤの軽量化の両立には限界があるため、今日、より一層の改良が望まれている。

さらに、スチールコード量を多くし過ぎるとコード間隔が狭くなり、コード端を起点としたセパレーションの発生を招くという問題がある。

さらにまた、特許文献２記載の手法では、ベルト層を２枚としているため、タイヤの軽量化はできるものの、ベルトのタイヤ周方向の引張剛性が低下してベルト層本来のタガ効果が十分とはいえず、ベルトの変形が大きくなり、結果として転がり抵抗が悪化してしまうといった問題がある。

そこで本発明の目的は、ベルト層の耐久性を低下させることなく、タイヤ変形を制御することで、軽量かつ転がり抵抗を低減する空気入りラジアルタイヤを提供することにある。

本発明者は、前記課題を解決するために鋭意検討した結果、ベルト層の単位幅あたりのスチール量およびカーカスプライの単位幅あたりのスチール量を特定することにより前記目的を達成し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。

即ち、本発明の空気入りラジアルタイヤは、タイヤの接地部を構成するトレッドと、１対のビードコア間に跨ってトロイド状に連なる少なくとも１層のカーカスプライからなるカーカスと、このカーカスのクラウン領域と前記トレッドとの間に設置された少なくとも３層のベルト層からなるベルトと、を備えた空気入りラジアルタイヤにおいて、
前記ベルト層の単位幅あたりのスチール量Ｖｆｂを次式、
Ｖｆｂ＝Ｄｂ／（Ｄｂ＋Ｗｂ）
（式中、Ｄｂはベルト層のスチールコードのコード径であり、Ｗｂはベルト層の中において隣接するスチールコードの間隔である）で表し、かつ、
前記カーカスプライの単位幅あたりのスチール量Ｖｆｐを次式、
Ｖｆｐ＝Ｄｐ／（Ｄｐ＋Ｗｐ）
（式中、Ｄｐはカーカスプライのスチールコードのコード径であり、Ｗｐはカーカスプライの中において隣接するスチールコードの間隔である）で表したとき、夫々、次式、
Ｖｆｂ≧０．６３
０．２９≦Ｖｆｐ≦０．３３
で表される関係を満足することを特徴とするものである。

また、本発明の空気入りラジアルタイヤは、前記スチール量Ｖｆｐと、前記スチールコードのコード径Ｄｐが次式、
Ｖｆｐ／Ｄｐ≧０．３９
で表される関係を満足することが好ましい。

さらに、本発明の空気入りラジアルタイヤは、前記スチールコードのコード径Ｄｐが次式、
Ｄｐ≦１．００ｍｍ
で表される関係を満足することが好ましい。

さらにまた、本発明の空気入りラジアルタイヤは、前記カーカスプライのスチールコードがコアフィラメントとシースフィラメントからなる２層撚り構造であることが好ましい。

本発明によれば、上記構成としたことにより、ベルト層の耐久性を低下させることなく、タイヤ変形を制御することで、軽量かつ転がり抵抗を低減する空気入りラジアルタイヤを提供することができる。

本発明の一好適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。 ＶｆｂおよびＶｆｐの定義を示す図である。

以下、本発明の実施の形態につき具体的に説明する。
図１は、本発明の一好適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。本発明のタイヤ１０は、タイヤ１０の接地部を構成するトレッド４と、１対のビードコア１間に跨ってトロイド状に連なる少なくとも１層のカーカスプライ２からなるカーカスと、このカーカスのクラウン領域とトレッド４との間に設置された少なくとも３層のベルト層３ａ、３ｂ、３ｃからなるベルト３と、を備えている。

図２は、ＶｆｂおよびＶｆｐの定義を示す図である。図２（ａ）に示すように、Ｄｂはベルト層３ａ、３ｂ、３ｃのスチールコード２０のコード径であり、Ｗｂはベルト層３ａ、３ｂ、３ｃの中において隣接するスチールコード２０の間隔である。本発明において、ベルト層３ａ、３ｂ、３ｃの単位幅あたりのスチール量Ｖｆｂは、次式、
Ｖｆｂ＝Ｄｂ／（Ｄｂ＋Ｗｂ）
にて定義される。なお、本発明において、スチールコード２０のコード径はスパイラルフィラメントがある構造の場合には当該スパイラルフィラメントを除いたコード径を示す。

また、図２（ｂ）に示すように、Ｄｐはカーカスプライ２のスチールコード２１のコード径であり、Ｗｐはカーカスプライ２の中において隣接するスチールコード２１の間隔である。本発明においては、カーカスプライ２の単位幅あたりのスチール量Ｖｆｐは、次式、
Ｖｆｐ＝Ｄｐ／（Ｄｐ＋Ｗｐ）
にて定義される。

本発明のタイヤ１０は、Ｖｆｂ≧０．６３、かつ、０．２９≦Ｖｆｐ≦０．３３であることが肝要である。ベルト層３ａ、３ｂ、３ｃの単位幅あたりのスチール量Ｖｆｂが、Ｖｆｂ＜０．６３であると、ベルト層３ａ、３ｂ、３ｃのスチール量が少ないために、タガ効果が少なくなる。また、０．８０≧Ｖｆｂであることが好ましく、Ｖｆｂが０．８を超えるとコード間隔が狭くなりすぎ、コード端の亀裂を発生させやすくなる。

さらに、カーカスプライ２の単位幅あたりのスチール量Ｖｆｐが、Ｖｆｐ＞０．３３であると、カーカスプライ２のスチール量が多いため、転がり抵抗の低減に繋がる所定のタイヤ変形を得難い。一方、カーカスプライ２の単位幅あたりのスチール量Ｖｆｐが、Ｖｆｐ＜０．２９であると、コード間隔が広くなり過ぎるため、走行によるゴム物性の低下によりコード間のゴムが避けるため故障してしまう。

また、本発明のタイヤ１０は、Ｖｆｂ／Ｖｆｐ≧１．８５であることが好ましい。Ｖｆｂ／Ｖｆｐ＜１．８５であると、カーカスプライ２がベルト３に対して、相対的に引張剛性が強くなるため、転がり抵抗の低減に繋がる所定のタイヤ変形を得難い。

本発明のタイヤ１０は、カーカスプライ２の単位幅あたりのスチール量Ｖｆｐと、カーカスプライ２のスチールコードのコード径Ｄｐが、Ｖｆｐ／Ｄｐ≧０．３９で表される関係を満足することが好ましく、Ｖｆｐ／Ｄｐ≧０．４０で表される関係を満足することがより好ましい。Ｖｆｐ／Ｄｐ＜０．３９であると、所定のタイヤ変形を得難いばかりか、タイヤ重量の低減に繋がらないおそれがある。

また、本発明のタイヤ１０は、カーカスプライ２のスチールコードのコード径ＤｐがＤｐ≦１．００ｍｍで表される関係を満足することが好ましく、０．８ｍｍ以下であることがより好ましい。スチールコードのコード径ＤｐがＤｐ＞１．００ｍｍであると、カーカスプライ２におけるプライコードの占有率が大きくなるため、走行時の入力によりプライコード端の亀裂が発生しやすく、タイヤ耐久性の低下を招きやすくなってしまうおそれがある。

さらに、本発明のタイヤ１０は、カーカスプライ２のスチールコードがコアフィラメントとシースフィラメントからなる２層撚り構造であることが好ましく、スチールコードを構成するフィラメント径は０．２２ｍｍ以下であることがより好ましい。スチールコード構造が１層撚り構造の場合、カーカスに求められる強力を確保するためには、フィラメント径を太くする必要があるが、走行による繰り返し入力により破断する可能性が高くなるためである。また、カーカスプライ２に必要な強度を得るために、鋼材は炭素含有量が０．８０質量％以上であることが、より好ましい。

本発明のタイヤはベルトとカーカスの改良に係るものであり、その他の構造および材質は特に制限されるべきものではなく、既知の構造および材料を採用することができる。

以下、本発明を実施例に基づき具体的に説明する。
下記表１および２に示す条件にしたがって空気入りラジアルタイヤを製造し、該空気入りラジアルタイヤの重量と、転がり抵抗について測定した。なお、空気入りラジアルタイヤのサイズは、２７５／８０Ｒ２２．５である。

（タイヤの重量）
空気入りラジアルタイヤの重量を測定し、従来例を１００として指数表示した。なお、この数値は小さいほど重量が少ないことを示している。

（転がり抵抗）
空気入りラジアルタイヤに正規荷重を負荷し、車両に装着し８０ｋｍ／ｈの速度で直進走行した場合における転がり抵抗を測定し、従来例を１００として指数表示した。なお、この数値は小さいほど転がり抵抗が少ないことを示している。また、正規荷重とは、ＪＡＴＭＡ（日本自動車タイヤ協会）のＹｅａｒ Ｂｏｏｋ２００７年度版の単輪を適用した場合の最大負荷能力に相当する荷重である。

表１および２の結果から、本発明の要件を満たすことにより、タイヤ重量を低減しつつ、転がり抵抗を低減していることが判る。また、比較例３の空気入りラジアルタイヤは、すぐに壊れてしまった。

１ ビートコア
２ カーカスプライ
３ ベルト
３ａ、３ｂ、３ｃ ベルト層
４ トレッド
１０ 空気入りラジアルタイヤ
２０ ベルト層のスチールコード
２１ カーカスプライのスチールコード

Claims (4)

1. タイヤの接地部を構成するトレッドと、１対のビードコア間に跨ってトロイド状に連なる少なくとも１層のカーカスプライからなるカーカスと、このカーカスのクラウン領域と前記トレッドとの間に設置された少なくとも３層のベルト層からなるベルトと、を備えた空気入りラジアルタイヤにおいて、
   前記ベルト層の単位幅あたりのスチール量Ｖｆｂを次式、
   Ｖｆｂ＝Ｄｂ／（Ｄｂ＋Ｗｂ）
   （式中、Ｄｂはベルト層のスチールコードのコード径であり、Ｗｂはベルト層の中において隣接するスチールコードの間隔である）で表し、かつ、
   前記カーカスプライの単位幅あたりのスチール量Ｖｆｐを次式、
   Ｖｆｐ＝Ｄｐ／（Ｄｐ＋Ｗｐ）
   （式中、Ｄｐはカーカスプライのスチールコードのコード径であり、Ｗｐはカーカスプライの中において隣接するスチールコードの間隔である）で表したとき、夫々、次式、
   Ｖｆｂ≧０．６３
   ０．２９≦Ｖｆｐ≦０．３３
   で表される関係を満足することを特徴とする空気入りラジアルタイヤ。
2. 前記スチール量Ｖｆｐと、前記スチールコードのコード径Ｄｐが次式、
   Ｖｆｐ／Ｄｐ≧０．３９
   で表される関係を満足する請求項１記載の空気入りラジアルタイヤ。
3. 前記スチールコードのコード径Ｄｐが次式、
   Ｄｐ≦１．００ｍｍ
   で表される関係を満足する請求項１または２記載の空気入りラジアルタイヤ。
4. 前記カーカスプライのスチールコードがコアフィラメントとシースフィラメントからなる２層撚り構造である請求項１〜３のうちいずれか一項に記載の空気入りラジアルタイヤ。

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