JP5584053B2 - 空気入りタイヤ - Google Patents

Description

本発明は空気入りタイヤ（以下、単に「タイヤ」とも称する）に関し、詳しくは、ベルト層の改良に係る空気入りタイヤに関する。

近年、空気入りタイヤにおいては、自動車の燃費を向上させるために、軽量で転がり抵抗が小さいことが要求されるようになってきている。軽量化を達成するためには、タイヤに用いる各部材を、より薄く設計する手法がよく用いられる。

例えば、スチールベルト層についても、特許文献１等に開示されているように、モノフィラメントのようなコード径の小さい部材を用いることでベルト層を薄く設計して、軽量化を図る方法が知られている。しかし、この場合、径が小さいコードを同じ本数で単純置換するのみでは使用されるスチール量が減少するため、ベルト層に要求される強度および形状保持性を満足できない。必要なスチール量を確保するためには、単位ベルト幅あたりのコード本数を増やさなければならない。

ところが、コード本数を増やすと、隣接コード間の距離が短くなって、ベルト端部からの亀裂の伝播に起因する故障に係る耐ベルトエンドセパレーション性（以下、「耐ＢＥＳ性」と称する）が悪化してしまう。これに対し、コード本数を増やしつつ、かつ、隣接するコード間の距離を広げる方法として、特許文献２に開示されているように、コードを複数本の偏平な束状に配置して、コード間距離を一様に確保する方法が知られている。

その他、ベルト層の改良に係る技術として、例えば、特許文献３には、交差補強層が、２本以上の補強素子を１ユニットとする補強素子の束として平行配列されて形成され、同一の補強素子束を構成する補強素子同士の配列間隔が狭く、補強素子束同士の配列間隔が広い空気入りタイヤが開示されている。また、特許文献４には、ベルト層中で、隣接するスチールコード間の距離が他の部分に比して広い箇所を、コード長手方向に直交する方向に対し、最大１００ｍｍ以下の間隔をおいて１箇所ずつ設けた空気入りタイヤが開示されている。

実開昭６３−１９４０４号公報（特許請求の範囲等） 特開平１１−２０８２１０号公報（特許請求の範囲等） 特開２００４−９９７４号公報（特許請求の範囲等） 特開２０１０−８９７２６号公報（特許請求の範囲等）

上述のように、軽量性と耐久性（耐ＢＥＳ性）とを両立させたベルトについては、従来より種々提案されてきているが、ベルト層の配置の仕方によっては、いずれかが犠牲となる場合があった。したがって、これら両性能をより高度に両立できる技術の確立が求められていた。

そこで本発明の目的は、耐ＢＥＳ性を犠牲にすることなく、より軽量化を図った空気入りタイヤを提供することにある。

本発明者は鋭意検討した結果、ベルトにモノフィラメントを適用するとともに、ベルトを構成する２枚のトリートにおけるゴムゲージを、ベルト層間と、他部材との間とで異ならせることで、ベルト層間のゴムゲージを保持しつつ、軽量化を図ることができ、これにより上記課題が解決できることを見出して、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明の空気入りタイヤは、左右一対のビードコア間にわたりトロイド状をなして跨る少なくとも１枚のカーカス層からなるカーカスと、該カーカスのクラウン領域のタイヤ径方向外側に配設されて接地部を形成するトレッドと、該トレッドと前記カーカスのクラウン領域との間に配置されて補強部を形成する、２枚のベルト層からなるベルトとを備える空気入りタイヤにおいて、
前記２枚のベルト層が、タイヤ幅方向に並列配置された補強素子としてのモノフィラメントを複数本で引き揃えた束を、コーティングゴム中に埋設してなるゴム引き層からなり、かつ、該２枚のベルト層をタイヤ径方向内側から順次第１ベルト層および第２ベルト層としたとき、該第１ベルト層と第２ベルト層との間の補強素子間のゴムゲージＡ、該第１ベルト層のタイヤ径方向内側のゴムゲージＢ、および、該第２ベルト層のタイヤ径方向外側のゴムゲージＣが、該第１ベルト層および第２ベルト層の全幅にわたってＡ／２＞Ｃ＞０、および／または、Ａ／２＞Ｂ＞０を満足することを特徴とするものである。

本発明においては、Ａ／２＞Ｃ＞０、および、Ａ／２＞Ｂ＞０をいずれも満足することが好ましい。

本発明によれば、上記構成としたことにより、耐ＢＥＳ性を犠牲にすることなく、より軽量化を図った空気入りタイヤを実現することが可能となった。

本発明の空気入りタイヤの一例を示す幅方向片側断面図である。 本発明の空気入りタイヤにおけるベルト構成の一例を示す拡大部分断面図である。 比較例１の空気入りタイヤにおけるベルト構成を示す拡大部分断面図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図１に、本発明の空気入りタイヤの一例の幅方向片側断面図を示す。図示するように、本発明の空気入りタイヤは、左右一対のビードコア１間にわたりトロイド状をなして跨る少なくとも１枚のカーカス層からなるカーカス２と、そのクラウン領域のタイヤ径方向外側に配設されて接地部を形成するトレッド３と、トレッド３とカーカス２のクラウン領域との間に配置されて補強部を形成する、２枚のベルト層４ａ，４ｂからなるベルト４とを備えている。

カーカス２のカーカス層は、図示する例では１枚であるが、複数枚としてもよく、通常は、タイヤ周方向に対してほぼ直交する方向、例えば、７０°〜９０°の角度で延びる有機繊維コードからなるものとする。また、ベルト４を構成する２枚のベルト層を、タイヤ径方向内側から順次第１ベルト層４ａおよび第２ベルト層４ｂとしたとき、これら第１ベルト層４ａおよび第２ベルト層４ｂは、そのコード打込み角度を、タイヤ周方向に対し、好ましくは１０°〜４０°とし、かつ、互いに交錯させる。

図２に、本発明の空気入りタイヤにおけるベルト構成の一例を示す拡大部分断面図を示す。図示するように、本発明においては、２枚のベルト層４ａ，４ｂが、タイヤ幅方向に並列配置された補強素子としてのモノフィラメント１１のゴム引き層からなる。より具体的には、モノフィラメントを複数本、好ましくは３〜８本にて引き揃えた束を単位として、この束をコーティングゴム中に埋設してなるベルト層とする。図示する例では、６本のモノフィラメント１１が引き揃えられて束になってコーティングゴム１２中に埋設されている。本発明においては、ベルト層をモノフィラメント１１からなるものとしたことで、ベルト層のゲージを薄くして、タイヤの軽量化を図る効果を得ることができる。なお、図中、Ｔ１は第１ベルト層４ａのゲージ、Ｔ２は第２ベルト層４ｂのゲージをそれぞれ示す。

また、本発明においては、第１ベルト層４ａと第２ベルト層４ｂとの間の補強素子、図２に示す例ではモノフィラメント１１の間のゴムゲージをＡ、第１ベルト層４ａのタイヤ径方向内側のゴムゲージをＢ、第２ベルト層４ｂのタイヤ径方向外側のゴムゲージをＣとしたとき、Ａ／２＞Ｃ＞０、および／または、Ａ／２＞Ｂ＞０を満足する点が重要である。すなわち、ベルトを構成する２枚のトリート（ベルト層）におけるゴムゲージを、ベルト層間（ゴムゲージＡ側）と、他部材との間（ゴムゲージＢ，Ｃ側）とで異ならせて、実質的に、ベルト層間において厚く、他部材との間で薄くなるよう設定している。ゴムゲージＡ〜Ｂが、少なくともＡ／２＞Ｃ＞０、または、Ａ／２＞Ｂ＞０のうちいずれかを満足するものとすることで、ベルト層間のゴムゲージを確保しつつ、軽量化を図ることができ、結果として、耐ＢＥＳ性を損なわずにより軽量化を図ったタイヤを得ることが可能となった。

ここで、ゴムゲージＡは、第１ベルト層４ａと第２ベルト層４ｂとの間の補強素子間のゴムのゲージを意味するので、ベルト層の一方が撚りコードからなる場合には、ベルト層間における、一方のベルト層のコード表面から他方のベルト層のモノフィラメント表面までのゴムゲージがゴムゲージＡである。また、ゴムゲージＢは、実質的に、第１ベルト層４ａの補強素子のタイヤ径方向内側表面から、第１ベルト層４ａのタイヤ径方向内側に隣接する部材、図示例ではカーカス２の表面までの距離を意味する。さらに、ゴムゲージＣは、第２ベルト層４ｂの補強素子のタイヤ径方向外側表面から、第２ベルト層４ｂのタイヤ径方向外側に隣接する部材、図示例ではトレッド３の表面までの距離を意味する。ここで、ベルト４のタイヤ径方向外側にベルト補強層が配置されている場合には、第２ベルト層４ｂの補強素子のタイヤ径方向外側表面からベルト補強層の表面までの距離が、ゴムゲージＣとなる（図示せず）。

本発明において好ましくは、ゴムゲージＡ〜Ｃが、Ａ／２＞Ｃ＞０およびＡ／２＞Ｂ＞０をいずれも満足するものとする。これにより、耐ＢＥＳ性および軽量性をより高度に両立させることが可能となる。但し、Ｂ，Ｃ＝０とすると、ベルト層表面に補強素子が露出することになるので、Ｃ，Ｂ＞０であることが必要である。なお、本発明において、各ベルト層に用いる２枚のトリートとしては、上記Ａ〜Ｃに係る条件を満足するものであれば、ベルト層間に位置する側（ゴムゲージＡ側）の個々のゴムゲージについては特に制限はなく、適宜厚みとすることができる。また、各ゴムゲージの具体的な厚み範囲としては、例えば、ゴムゲージＡについては、０．６ｍｍ以上とすることが好ましく、０．６ｍｍ未満であると耐ＢＥＳ性がやや低下する。さらに、ゴムゲージＢ，Ｃについては、０．１５ｍｍ以上が好ましく、０．１５ｍｍ未満であると、中間材料の作製が困難となる。

本発明のタイヤにおいては、上記ゴムゲージＡ〜Ｃに係る条件を満足する点のみが重要であり、それ以外のタイヤ構造の詳細および材料について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適宜採用することができる。

例えば、ベルト層を構成するモノフィラメント１１の径は、好ましくは０．１７〜０．３５ｍｍ、より好ましくは０．１９〜０．２７ｍｍである。この径が０．１７ｍｍ未満では、ベルトの強度を確保することが困難となり、一方、０．３５ｍｍを超えると、曲げ剛性が大きくなり過ぎて、乗り心地性が悪化する。また、モノフィラメント１１の引張り強さは、好ましくは２７００Ｎ／ｍｍ^２以上である。高い抗張力を有するモノフィラメントとしては、少なくとも０．７質量％、好ましくは少なくとも０．８質量％の炭素を含有する高炭素鋼からなるものとすることが望ましい。さらに、ベルト層に撚りコードを用いる場合のコード構造としては、例えば、１×ｎ（ｎ＝２〜６）、１＋２、２＋ｍ（ｍ＝２〜４，６，８）、などを用いることができる。

また、本発明のタイヤは、図示するように、トレッド部５と、その両側部に連続してタイヤ半径方向内方へ延びる一対のサイドウォール部６と、各サイドウォール部２の内周側に連続するビード部７とを備えている。さらに、図示はしないが、タイヤの最内層には通常インナーライナーが配置され、トレッド表面には、適宜トレッドパターンが形成される。さらにまた、本発明の空気入りラジアルタイヤにおいて、タイヤ内に充填する気体としては、通常のあるいは酸素分圧を変えた空気、または、窒素等の不活性ガスを用いることができる。

以下、本発明を、実施例を用いてより詳細に説明する。
下記表中に示す条件をベルト層に適用して、タイヤサイズ１８５／７０Ｒ１４の空気入りタイヤを作製した。２枚のベルト層のコード角度は、タイヤ周方向に対し±２０°とした。また、カーカス層は１枚とし、ポリエステルコードからなるものとした。なお、比較例１に係るベルト構成は、図３に示すとおりである。図中、符号１３は１×５構造の撚りコードを示す。

得られた各供試タイヤについて、比較例１を基準とした重量増加の度合い、および、耐ＢＥＳ性について評価した。その結果を、下記の表中に併せて示す。

（耐ＢＥＳ性の評価）
各供試タイヤをＪＡＴＭＡで規定する正規リムに組みつけ、２２０ｋＰａの内圧を充填してテスト用乗用車に装着し、ＢＥＳドラム上を、ＳＦ一定で横力をかけて走行させた後、タイヤを解剖して、ベルト層端部に発生している亀裂の長さを測定した。各供試タイヤの亀裂長さを、比較例１のタイヤの亀裂長さを１００とした指数にて示した。この指数の値が小さいほど、耐ＢＥＳ性が良好である。

＊１）軽量性：比較例１に対して０．１８ｋｇ以上軽量化されているものを○、軽量化が０．１８ｋｇ未満であるものを×とした。
＊２）耐ＢＥＳ性：指数値が９０〜１１０までを、比較例同等の耐久性が維持されているもの（○）とし、指数値が１１０を超える場合を耐久性が悪化しているもの（×）とした。

上記表中に示すように、２枚のベルト層が、タイヤ幅方向に並列配置された補強素子としてのモノフィラメントのゴム引き層からなり、ゴムゲージＡ〜ＣがＡ／２＞Ｃ＞０および／またはＡ／２＞Ｂ＞０、特にはＡ／２＞Ｃ＞０およびＡ／２＞Ｂ＞０の双方を満足する各実施例の供試タイヤにおいては、かかる条件を満足しない比較例に比し、耐ＢＥＳ性を保持しつつ、より軽量化が図られていることが明らかである。

１ ビードコア
２ カーカス
３ トレッド
４ ベルト
４ａ，４ｂ ベルト層
５ トレッド部
６ サイドウォール部
７ ビード部
１１ モノフィラメント
１２ コーティングゴム
１３ 撚りコード

Claims (2)

1. 左右一対のビードコア間にわたりトロイド状をなして跨る少なくとも１枚のカーカス層からなるカーカスと、該カーカスのクラウン領域のタイヤ径方向外側に配設されて接地部を形成するトレッドと、該トレッドと前記カーカスのクラウン領域との間に配置されて補強部を形成する、２枚のベルト層からなるベルトとを備える空気入りタイヤにおいて、
   前記２枚のベルト層が、タイヤ幅方向に並列配置された補強素子としてのモノフィラメントを複数本で引き揃えた束を、コーティングゴム中に埋設してなるゴム引き層からなり、かつ、該２枚のベルト層をタイヤ径方向内側から順次第１ベルト層および第２ベルト層としたとき、該第１ベルト層と第２ベルト層との間の補強素子間のゴムゲージＡ、該第１ベルト層のタイヤ径方向内側のゴムゲージＢ、および、該第２ベルト層のタイヤ径方向外側のゴムゲージＣが、該第１ベルト層および第２ベルト層の全幅にわたってＡ／２＞Ｃ＞０、および／または、Ａ／２＞Ｂ＞０を満足することを特徴とする空気入りタイヤ。
2. Ａ／２＞Ｃ＞０、および、Ａ／２＞Ｂ＞０をいずれも満足する請求項１記載の空気入りタイヤ。

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